JP2011139691A - Method for producing multipotent stem cell originated from amnion - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a cell population in which the proportion of multipotent stem cells free from tumorigenicity and differentiated to all cell lines is increased. <P>SOLUTION: The method for producing the multipotent stem cell originated from amnion includes: a step of separating an amnion tissue from a placenta tissue after parturition of a mammal; a step of culturing the amnion tissue, and preparing cells originated from the amnion, and comprising single cell suspended matter; a step of bringing the cells originated from the amnion into contact with one or more kinds of antibodies selected from the group consisting of anti-ABCG1 antibody, anti-SLC21A12 antibody, anti-CLDN3 antibody, anti-SCNN1A antibody, anti-TMPRSS4 antibody, anti-CLDN4 antibody, anti-CLDN7 antibody, anti-EZR antibody, anti-ST14 antibody and anti-MUC18 antibody; and a step of selecting cells binding with the antibodies. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、哺乳動物胎仔由来の羊膜から羊膜由来細胞を調製し、その細胞集団の中から多能性幹細胞を単離、培養及び保存する方法並びにその治療的使用に関する。   The present invention relates to a method for preparing amniotic membrane-derived cells from an amnion derived from a mammalian fetus, isolating, culturing and storing pluripotent stem cells from the cell population, and therapeutic use thereof.

哺乳動物の胚盤胞期受精卵の内部細胞塊(ICM)より樹立された胚性幹(ES)細胞は、多分化能を持ち、すべての細胞系列に分化しうる。ES細胞を用いてインビトロで特定の細胞系列に分化誘導させる技術が開発され、細胞移植や臓器移植といった形での再生医療への応用が期待されている。また、多分化能を有するES細胞を胚盤胞期受精卵の内腔へ注入すれば、産生個体はキメラマウスを形成し、この技術を用いて特定遺伝子を欠失したノックアウトマウス等を作製することができる。   Embryonic stem (ES) cells established from the inner cell mass (ICM) of mammalian blastocyst stage fertilized eggs have pluripotency and can differentiate into all cell lineages. A technique for inducing differentiation into a specific cell line in vitro using ES cells has been developed, and application to regenerative medicine in the form of cell transplantation or organ transplantation is expected. In addition, if ES cells having pluripotency are injected into the lumen of a blastocyst stage fertilized egg, the producing individual forms a chimeric mouse, and a knockout mouse lacking a specific gene is produced using this technique. be able to.

山中らはES細胞において高発現している4種類の遺伝子Oct4、Sox2、Klf4及びc−Mycを体細胞に導入して過剰発現させることにより、体細胞をES様の状態に初期化しうることを見出した(例えば、特許文献1参照)。この方法により作成された誘導多能性幹細胞(iPS細胞)は、ES細胞と同様にすべての細胞に分化誘導することができる。iPS細胞を作製するためにレトロウイルスベクターを用いて導入された遺伝子は染色体DNAへ組み込まれて異所性発現を引き起こすため、当該iPS細胞を用いて作成されたキメラ動物の約20%に腫瘍形成が認められた。その後、レトロウイルスベクターに代えてアデノウイルスベクターやプラスミドベクターを用いて染色体DNAへの組換えを起こさない改良法が開発されているが、いずれも体細胞の初期化効率が低いという問題点がある。しかし、iPS細胞は、患者自身の細胞から調製することができるため、移植の際の免疫適合性の観点でES細胞よりも有利である。   Yamanaka et al. Introduced 4 genes highly expressed in ES cells, Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc into somatic cells to overexpress them, so that somatic cells can be initialized to an ES-like state. (For example, refer patent document 1). Induced pluripotent stem cells (iPS cells) produced by this method can be induced to differentiate into all cells in the same manner as ES cells. Genes introduced using retroviral vectors to generate iPS cells are incorporated into chromosomal DNA and cause ectopic expression. Therefore, tumor formation occurs in about 20% of chimeric animals generated using iPS cells. Was recognized. Since then, improved methods have been developed that do not cause recombination into chromosomal DNA using adenoviral vectors or plasmid vectors instead of retroviral vectors, but all have the problem of low somatic cell initialization efficiency. . However, since iPS cells can be prepared from the patient's own cells, they are advantageous over ES cells in terms of immunocompatibility during transplantation.

一方、成体幹細胞は、自発的に分化しないが適切な成長条件を適用することによって分化するように誘導することができる。しかし、成体幹細胞は、不死でなく、それらのほとんどは培養において一定数の継代を経た後にその分化能を失うという欠点を有する。羊膜組織に存在する胎仔由来の細胞から、ある種の多能性幹細胞を単離しうることが報告されている。例えば、特許文献2には、ヒト羊膜間葉細胞層から分離され、RT−PCRにおいてOct4遺伝子、Sox2遺伝子、FGF4遺伝子、Rex1遺伝子の発現が認められ、免疫細胞染色においてビメンチン陽性及びCK19陽性であるサイドポピュレーション細胞が少なくとも神経細胞に分化可能であることが開示されている。また、特許文献3では、羊膜組織から分離した細胞を、20%牛胎仔血清(FBS)を含むダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)中で培養し、単一細胞培養物からなる羊膜由来幹細胞を調製している。このようにして単離された羊膜由来幹細胞は、細胞表面マーカーとしてCD29及びCD90陽性であり、かつCD45及びCD11b陰性である。また、かかる羊膜由来幹細胞は、それぞれ適切な条件下で培養することにより、神経、骨、脂肪、肝臓および心臓細胞へ分化誘導しうることが記載されている。   On the other hand, adult stem cells do not spontaneously differentiate but can be induced to differentiate by applying appropriate growth conditions. However, adult stem cells are not immortal and most of them have the disadvantage that they lose their differentiation ability after a certain number of passages in culture. It has been reported that certain pluripotent stem cells can be isolated from fetal-derived cells present in amnion tissue. For example, in Patent Document 2, the expression of Oct4 gene, Sox2 gene, FGF4 gene and Rex1 gene is observed in RT-PCR, isolated from human amnion mesenchymal cell layer, and vimentin positive and CK19 positive in immune cell staining It is disclosed that the side population cells can differentiate into at least neuronal cells. In Patent Document 3, cells isolated from amniotic tissue are cultured in Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM) containing 20% fetal bovine serum (FBS) to prepare amnion-derived stem cells consisting of a single cell culture. ing. The amnion-derived stem cells isolated in this way are CD29 and CD90 positive as cell surface markers and CD45 and CD11b negative. In addition, it is described that such amnion-derived stem cells can be induced to differentiate into nerve, bone, fat, liver and heart cells by culturing under appropriate conditions.

国際公開WO2007/069666パンフレットInternational Publication WO2007 / 069666 Pamphlet 特開2004−254682JP2004-254682 国際公開WO2008/003042パンフレットInternational Publication WO2008 / 003042 Pamphlet

しかしながら、ES細胞やiPS細胞は自発的に様々なタイプの組織に分化する傾向があり、免疫不全マウスに注射した場合、奇形腫(テラトーマ)となり多重組織型に分化することが知られている。また、ES細胞やiPS細胞を分化誘導して作製した細胞を患者に移植する場合にも、混入する未分化細胞の存在により、ある一定の割合で腫瘍が発生する危険性がある。   However, ES cells and iPS cells tend to spontaneously differentiate into various types of tissues, and when injected into immunodeficient mice, teratomas are known to differentiate into multiple tissue types. In addition, when cells produced by inducing differentiation of ES cells or iPS cells are transplanted into a patient, there is a risk that a tumor will be generated at a certain rate due to the presence of undifferentiated cells to be mixed.

羊膜由来幹細胞は、成体幹細胞よりも高い増殖能を維持しており、培養においてその多能性をより長く保持できるが、必ずしもすべての細胞に分化誘導できるかどうか不明である。例えば、未だ造血系の細胞に分化しうるという報告は無い。本発明は、これら従来技術の課題を解決することを目的とする。   Amnion-derived stem cells maintain a higher proliferative capacity than adult stem cells and can retain their pluripotency for longer in culture, but it is not always clear whether they can induce differentiation into all cells. For example, there is no report that it can differentiate into hematopoietic cells. The object of the present invention is to solve these problems of the prior art.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、哺乳動物の分娩後胎盤組織から調製した羊膜由来細胞について、特定の細胞表面マーカーを用いて多能性幹細胞の割合を増加させた細胞集団を選択的に取得しうることを見出した。得られた細胞集団に含まれる細胞は、核初期化因子であるOct3/4、Sox2及びKlf4の各遺伝子が発現していることが免疫染色法にて確認され、ES細胞やiPS細胞と同様にすべての体細胞に分化しうる多能性幹細胞であることが分かった。   The present invention has been made in view of the above problems, and a cell population in which the ratio of pluripotent stem cells is increased using a specific cell surface marker for amnion-derived cells prepared from a postpartum placental tissue of a mammal It was found that can be acquired selectively. Cells contained in the obtained cell population were confirmed by immunostaining to express the nuclear reprogramming factors Oct3 / 4, Sox2 and Klf4, and in the same manner as ES cells and iPS cells. It was found to be a pluripotent stem cell that can differentiate into all somatic cells.

すなわち、本発明の第一の視点において、哺乳動物の分娩後胎盤組織から羊膜を分離する工程と、前記羊膜を培養し、単一細胞浮遊物からなる羊膜由来細胞を調製する工程と、前記羊膜由来細胞を抗ABCG1抗体、抗SLC21A12抗体、抗CLDN3抗体、抗SCNN1A抗体、抗TMPRSS4抗体、抗CLDN4抗体、抗CLDN7抗体、抗EZR抗体、抗ST14抗体及び抗MUC18抗体からなる群から選択されるいずれか1種以上の抗体と接触させる工程と、前記抗体と結合する細胞を選択する工程と、を含む多能性幹細胞の割合を増加させた細胞集団の製造方法が提供される。   That is, in the first aspect of the present invention, a step of separating the amniotic membrane from the postpartum placental tissue of a mammal, a step of culturing the amniotic membrane and preparing an amniotic membrane-derived cell comprising a single cell suspension, and the amniotic membrane Any one selected from the group consisting of anti-ABCG1 antibody, anti-SLC21A12 antibody, anti-CLDN3 antibody, anti-SCNN1A antibody, anti-TMPRSS4 antibody, anti-CLDN4 antibody, anti-CLDN7 antibody, anti-EZR antibody, anti-ST14 antibody and anti-MUC18 antibody There is provided a method for producing a cell population in which the ratio of pluripotent stem cells is increased, comprising the step of contacting with one or more antibodies and the step of selecting cells that bind to the antibodies.

前記羊膜由来細胞は、前記分娩後胎盤組織に付着した凝血塊から母体由来血清を調製し、当該母体由来血清を含む培地中にて前記羊膜及びこれより遊走してなる細胞を培養して得ることが好ましい。   The amnion-derived cells are obtained by preparing maternal serum from a clot attached to the postpartum placental tissue and culturing the amnion and cells that migrate from the medium in a medium containing the maternal serum. Is preferred.

本発明の他の視点において、上記方法で製造された細胞集団であって、Oct3/4、Sox2及びKlf4の遺伝子を発現し、かつ免疫不全動物に移植したときに造腫瘍性を有さない多能性幹細胞を含む細胞集団が提供される。この細胞集団は、移植治療用の多能性幹細胞組成物や細胞治療に使用するための医薬組成物として使用することができる。   In another aspect of the present invention, there is provided a cell population produced by the above method, which expresses genes for Oct3 / 4, Sox2 and Klf4, and has no tumorigenicity when transplanted into an immunodeficient animal. A cell population comprising potent stem cells is provided. This cell population can be used as a pluripotent stem cell composition for transplantation therapy or a pharmaceutical composition for use in cell therapy.

本発明のさらに異なる視点において、ヒト分娩後胎盤組織及びその付着物から凝血塊と羊膜とをそれぞれ単離する工程と、前記凝血塊から母体由来血清を調製する工程と、前記羊膜を、前記母体由来血清を含むが異種動物由来の血清を含まない培地で培養し、単一細胞浮遊物からなる羊膜由来細胞を調製する工程と、を含む羊膜由来多能性幹細胞の培養方法が提供される。   In still another aspect of the present invention, a step of isolating a clot and an amniotic membrane from human postpartum placental tissue and its attachment, a step of preparing maternal serum from the clot, and the amniotic membrane of the maternal body A method for culturing amnion-derived pluripotent stem cells, comprising the steps of: culturing in a medium containing serum derived but not serum derived from a heterologous animal to prepare amnion-derived cells comprising a single cell suspension.

さらになお異なる視点において、ヒト分娩後胎盤組織から羊膜を分離する工程と、前記羊膜を細切りし、コラゲナーゼ処理する工程と、前記羊膜細片及びこれより遊走してなる細胞に保護剤を添加して凍結する工程と、を含む羊膜由来多能性幹細胞の保存方法が提供される。なお、これらの発明の概要は、必要な特徴のすべてを列挙しているものではなく、よって、これらの特徴群の下位概念(サブコンビネーション)もまた発明になりうる。   Furthermore, in a different viewpoint, a protective agent is added to the step of separating the amniotic membrane from human postpartum placental tissue, the step of chopping the amniotic membrane and treating with collagenase, the amniotic strip and cells migrating therefrom. A method of preserving amnion-derived pluripotent stem cells, comprising the step of freezing. The outline of these inventions does not enumerate all the necessary features, and therefore a sub-concept of these feature groups can also be an invention.

本発明の製造方法によれば、分娩後胎盤より調製された羊膜由来細胞から簡便かつ効率よく多能性幹細胞を単離することができる。かかる方法で製造された幹細胞は、造腫瘍性を有さないため、そのままの状態で、あるいは所望の目的細胞に分化誘導した後、生体に移植することができる。   According to the production method of the present invention, pluripotent stem cells can be isolated easily and efficiently from amnion-derived cells prepared from a postpartum placenta. Since the stem cells produced by such a method do not have tumorigenicity, they can be transplanted to a living body as they are or after being induced to differentiate into desired target cells.

実施例において、ヒト羊膜から分離、培養した細胞についてのFACSの結果を示す図である。In an Example, it is a figure which shows the result of FACS about the cell isolate | separated and cultured from the human amniotic membrane. ヒト羊膜初代培養細胞を抗ABCG1抗体で免疫染色した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having carried out the immuno-staining of the human amnion primary culture cell with the anti-ABCG1 antibody. ヒト羊膜初代培養細胞を抗ヒトOct4抗体、抗ヒトSox2抗体及び抗ヒトKlf4抗体の3種類の抗体で免疫染色した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having immunostained the human amnion primary culture cell with three types of antibodies, anti-human Oct4 antibody, anti-human Sox2 antibody, and anti-human Klf4 antibody.

(1)哺乳動物からの羊膜由来細胞の取得
本明細書において、「哺乳動物」とは、ヒトをはじめとする霊長類の他、ウシ、ウマ、イヌ、モルモット、マウス、ラット等を含む。
本発明にかかる羊膜由来細胞は、当該分野の技術者に公知な技術を使用することにより、上記哺乳動物の分娩後胎盤組織から容易に単離することができる。本明細書において、「分娩後胎盤組織」とは、哺乳動物の出産時に胎児とともに娩出される組織であって、羊膜、絨毛膜、胎盤葉等を含む。用語「羊膜」とは、絨毛膜とともに胎児を覆っている2つの膜のうち最も胎児に近い膜であり、その中には羊水を満たし胎児はその羊水中に浮遊している。本発明において、「羊膜」及び「羊膜組織」とは互換的に用いられる。
(1) Acquisition of amnion-derived cells from mammals In this specification, “mammal” includes cattle, horses, dogs, guinea pigs, mice, rats and the like in addition to primates including humans.
The amniotic membrane-derived cells according to the present invention can be easily isolated from the postpartum placental tissue of the mammal by using techniques known to those skilled in the art. In the present specification, “postpartum placental tissue” refers to a tissue delivered with a fetus at the time of delivery of a mammal, and includes amniotic membrane, chorion, placental lobe and the like. The term “amniotic membrane” is the membrane closest to the fetus among the two membranes covering the fetus together with the chorion, in which it fills the amniotic fluid and the fetus floats in the amniotic fluid. In the present invention, “amniotic membrane” and “amniotic tissue” are used interchangeably.

1つの実施形態として、哺乳動物の分娩後胎盤組織を、機械的処理、消化酵素を用いた処理、若しくはキレート剤を用いた処理又はそれらの組み合わせにより、羊膜から遊走する細胞を単離し、単一細胞浮遊物として取得することができる。前記キレート剤は、隣接した細胞間の結合を弱め、組織を分散させて、目に見えるほどの細胞破損なしに個々の細胞を分離させる。また、細胞同士の酵素的な分離は、組織を細かく切り刻み、みじん切りにされた組織を1つの消化酵素を単独で、又は幾つかの消化酵素を組み合わせて処理することにより達成することができる。当該消化酵素としては、例えばトリプシン、キモトリプシン、コラゲナーゼ、エラスターゼ及び/又はヒアルロニダーゼ、DNアーゼ、プロナーゼ等が挙げられるが、これに限定されない。また、哺乳動物の胎盤組織の機械的破壊は、例えば、粉砕機、配合機、ふるい、ホモジナイザー、細胞圧縮機又は超音波処理機などを用いて行うことができる。   In one embodiment, mammalian postpartum placental tissue is isolated from cells migrating from the amniotic membrane by mechanical treatment, treatment with digestive enzymes, treatment with chelating agents, or combinations thereof, It can be obtained as a cell suspension. The chelating agent weakens the binding between adjacent cells, disperses the tissue, and separates individual cells without appreciable cell damage. Further, enzymatic separation between cells can be achieved by finely chopping tissue and treating the minced tissue with one digestive enzyme alone or in combination with several digestive enzymes. Examples of the digestive enzyme include, but are not limited to, trypsin, chymotrypsin, collagenase, elastase and / or hyaluronidase, DNase, and pronase. In addition, mechanical destruction of the placental tissue of mammals can be performed using, for example, a pulverizer, a blender, a sieve, a homogenizer, a cell compressor, or an ultrasonic processor.

本発明において、哺乳動物の胎盤組織から羊膜由来細胞を単離する方法としては、上記消化酵素処理のうちコラゲナーゼを用いる方法がより好ましい。例えば、0.5〜5mg/mlの濃度のコラゲナーゼを用いて37℃にて30分から数時間、好ましくは1時間程度インキュベートする。   In the present invention, as a method for isolating amnion-derived cells from mammalian placenta tissue, a method using collagenase among the digestive enzyme treatments is more preferable. For example, incubation is performed at 37 ° C. for 30 minutes to several hours, preferably about 1 hour, using collagenase at a concentration of 0.5 to 5 mg / ml.

このように細片化した羊膜組織及びこれを酵素処理した羊膜由来細胞については、そのまま保存剤、特に凍結保護剤を添加して凍結保存することで、長期間の安定保存が可能となる。細胞の凍結保護剤としては、細胞外凍結保護剤として知られるデキストラン、ヒドロキシエチルデンプン、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子や、細胞内凍結保護剤として知られるジメチルスルホキシド、グリセロール等の低分子有機化合物等を例示することができるが、これらに限定されることなく適宜選択すればよい。また、本発明に係る凍結物の製造の際には、凍結保護剤の他に、細胞膜保護剤や栄養成分なども必要に応じて添加することができる。   The amnion tissue thus fragmented and the amnion-derived cells obtained by enzymatic treatment thereof can be stably preserved for a long period of time by adding a preservative, particularly a cryoprotectant, and cryopreserving them. Cell cryoprotectants include water-soluble polymers such as dextran, hydroxyethyl starch, and polyvinylpyrrolidone known as extracellular cryoprotectants, and low molecular weight organic compounds such as dimethyl sulfoxide and glycerol known as intracellular cryoprotectants. However, the present invention is not limited to these and may be selected as appropriate. In addition, in the production of the frozen product according to the present invention, a cell membrane protective agent, a nutrient component, and the like can be added as necessary in addition to the cryoprotective agent.

かかる組成物の凍結保存に際しては、マイナス80℃のディープフリーザーを用いる簡便法、あるいはプログラムフリーザーによって徐冷した後に液体窒素中に保存する方法などが挙げられる。このようにして得られた細胞凍結物は、羊膜組織をそのまま凍結した場合と比較して、長期間保存した後に融解して羊膜細胞を培養する際の細胞の生存能(viability)が、極めて高く、羊膜細胞バンクとしての保存に適している。この方法で保存された細胞凍結物は、胎児由来の多能性幹細胞を含むので、これにより、他人向けの公的細胞バンクのみならず、特に当該胎児自身やその母親向けの私的細胞バンク、又は家族向けの私的細胞バンクとして有用である。   In freezing and storing such a composition, a simple method using a deep freezer at minus 80 ° C. or a method of slowly cooling it with a program freezer and storing it in liquid nitrogen can be used. The cell frozen material thus obtained has extremely high cell viability when culturing amniotic cells after thawing after storage for a long period of time, compared with the case where the amniotic tissue is frozen as it is. Suitable for storage as an amniotic cell bank. Since the cell frozen material stored in this manner contains fetal pluripotent stem cells, this allows not only the public cell bank for others but also the private cell bank for the fetus itself and its mother, Or it is useful as a private cell bank for families.

(2)羊膜由来細胞の培養
上述のように単離された羊膜由来細胞は、当該技術分野で知られている公知の方法で培養することができる。具体的には、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、低グルコース、Sigma)+10%FBSに懸濁し、培養を行うことが好ましい。また、ヒトの羊膜由来細胞を培養する場合には、ヒト分娩後胎盤組織に付着した凝血塊から母体由来血清を調製し、当該母体由来血清を含むが実質的に異種動物由来の血清を含まない培地中にて培養することが好ましい。異種動物由来の血清を含まないことにより、これらに由来するウイルス等の感染性物質の混入が防止されるとともに、遺伝的に最も近縁な個体からの血清を用いることで幹細胞組成物を本人に移植する際の免疫原性物質の混入も減少するからである。
(2) Culture of amnion-derived cells The amnion-derived cells isolated as described above can be cultured by a known method known in the art. Specifically, it is preferable to perform culture by suspending in Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM, low glucose, Sigma) + 10% FBS. In addition, when culturing human amnion-derived cells, maternal serum is prepared from a clot attached to human postpartum placental tissue, and contains the maternal serum but substantially does not contain serum from a different animal. It is preferable to culture in a medium. By not containing sera derived from different animals, contamination of infectious substances such as viruses derived from these is prevented, and the stem cell composition can be transferred to individuals by using sera from the genetically closest individuals. This is because the contamination with immunogenic substances during transplantation is also reduced.

(3)特定の細胞表面マーカーに対する抗体を用いる多能性幹細胞の単離、濃縮
羊膜由来細胞から幹細胞を単離する方法としては、すでにいくつかの方法が開示されている。例えば、ヘキスト33342(Hoechst33342)は、DNAのAT配列に取り込まれる蛍光色素で、膜透過性が高く細胞を生きたまま染色する。この色素を用いて染色した細胞集団中、相対的に染色の程度が低いものはSP(サイドポピュレーション(side population))細胞と呼ばれ、最初に血液中の造血系幹細胞が高頻度に含まれることが明らかにされた。その後、羊膜由来細胞からも同様に幹細胞が得られることが報告されている(特許文献2)。SP細胞の出現するメカニズムは、それらが発現する多剤耐性遺伝子であるMDR(multi drug resistance gene)などのある種のポンプにより色素が排出されることによる。興味深いことに、この様な性質は肝臓、腎臓、筋肉などの臓器幹細胞でも共通しており、抗体を用いないで臓器幹細胞を同定する方法に応用できる。上記方法により培養された羊膜由来細胞は、1%以下の低い頻度のSP細胞しか含んでいなかった。
(3) Isolation and enrichment of pluripotent stem cells using antibodies against specific cell surface markers Several methods have already been disclosed as methods for isolating stem cells from amnion-derived cells. For example, Hoechst 33342 (Hoechst33342) is a fluorescent dye incorporated into the AT sequence of DNA, and has high membrane permeability and stains cells alive. Among the cell populations stained with this dye, those with a relatively low degree of staining are called SP (side population) cells, which initially contain hematopoietic stem cells in high frequency. It was revealed. Thereafter, it has been reported that stem cells can be similarly obtained from amnion-derived cells (Patent Document 2). The mechanism by which SP cells appear is that pigments are excreted by certain pumps such as MDR (multi drug resistance gene), which is a multidrug resistance gene that they express. Interestingly, such properties are common to organ stem cells such as liver, kidney, and muscle, and can be applied to a method for identifying organ stem cells without using antibodies. Amniotic membrane-derived cells cultured by the above method contained only 1% or less low frequency SP cells.

これら羊膜由来SP細胞の表面マーカーを解析すると、後述する実施例に示すように、ABCG1、SLC21A12、CLDN3、SCNN1A、TMPRSS4、CLDN4、CLDN7、EZR、ST14、及びMUC18遺伝子の発現が亢進しており、細胞表面及び細胞内においてこれらの遺伝子が発現している細胞が検出された。これらの遺伝子産物の中で、ABCG1はショウジョウバエ白色遺伝子(Drosophila White Gene)の哺乳動物相同物である。ABCG1のcDNAは、マウスやヒトのマクロファージ細胞株からクローニングされ、約70kDaの推定タンパク質をコードする。ヒトマクロファージでは、見かけの分子量が約60kDaと約110kDaの2種類が報告されている。ABCG1はマクロファージにおいて過剰のコレステロールをHDLへ輸送するための重要な役割を果たしている。そして、コリン含有リン脂質(ホスファチジルコリン、スフィンゴミエリン)の輸送にも関与している。細胞膜中のABCG1は、N末端の細胞質側ATP結合領域ならびにC末端側に6回膜貫通へリックス構造を有する。ABCG1タンパク質は、ホモ二量体を形成して細胞膜に発現し機能する点で、12回膜貫通構造を有し、広範囲な基質特異性を示すMDR(ABCB1)トランスポーターとは異なる。   When analyzing the surface markers of these amnion-derived SP cells, as shown in the examples described later, the expression of ABCG1, SLC21A12, CLDN3, SCNN1A, TMPRSS4, CLDN4, CLDN7, EZR, ST14, and MUC18 gene is enhanced. Cells expressing these genes on the cell surface and in the cells were detected. Among these gene products, ABCG1 is the mammalian homologue of the Drosophila White Gene. ABCG1 cDNA is cloned from mouse and human macrophage cell lines and encodes a putative protein of approximately 70 kDa. In human macrophages, two types of apparent molecular weights of about 60 kDa and about 110 kDa have been reported. ABCG1 plays an important role in transporting excess cholesterol to HDL in macrophages. It is also involved in the transport of choline-containing phospholipids (phosphatidylcholine, sphingomyelin). ABCG1 in the cell membrane has an N-terminal cytoplasmic ATP-binding region and a six-transmembrane helix structure on the C-terminal side. The ABCG1 protein differs from the MDR (ABCB1) transporter, which has a 12-transmembrane structure and exhibits a wide range of substrate specificity, in that it forms a homodimer and is expressed and functions on the cell membrane.

SLC21A12は、イオン濃度勾配を利用して基質を輸送するトランスポーター(溶質トランスポーター)ファミリーの一員であり、SLCO4A1(Solute carrier organic anion transporter
family member 4A1)とも呼ばれる。ヒト胎盤で発現するSLC21A12タンパク質は、硫酸ステロイドの膜輸送に関与することが報告されている。クラウディンファミリー(CLD3、4、7)タンパク質は、細胞接着及び密着結合の形成に直接関与する膜貫通タンパク質である。SCNN1Aは、ナトリウムチャネル・非電位依存性1αと呼ばれるチャネル形成タンパク質のサブユニットである。この遺伝子の変異は、I型偽性低アルドステロ症と関連するとの報告がある。TMPRSS4は、膜結合型のセリンプロテアーゼである。EZR(エズリン)は、細胞質側の膜表面に結合するタンパク質であって、微絨毛におけるチロシンキナーゼの基質として機能する。細胞膜とアクチン細胞骨格の中間に位置し、細胞表面構造の接着、遊走及び組織化の役割を果たす。ST14は、上皮由来、膜内在性タンパクセリンプロテアーゼであり、他のプロテアーゼ前駆体、潜在型増殖因子を活性化する。MUC18は、MCAM(melanoma cell adhesion molecule)又はCD146とも呼ばれる細胞表面タンパク質である。
SLC21A12 is a member of the transporter (solute transporter) family that transports substrates using an ion concentration gradient, and includes SLCO4A1 (Solute carrier organic anion transporter).
Also called family member 4A1). SLC21A12 protein expressed in human placenta has been reported to be involved in membrane transport of sulfated steroids. The claudin family (CLD3, 4, 7) proteins are transmembrane proteins that are directly involved in cell adhesion and tight junction formation. SCNN1A is a subunit of a channel-forming protein called sodium channel / non-voltage-dependent 1α. It has been reported that mutations in this gene are associated with type I pseudohypoaldosterosis. TMPRSS4 is a membrane-bound serine protease. EZR (Ezrin) is a protein that binds to the membrane surface on the cytoplasm side and functions as a substrate for tyrosine kinase in microvilli. It is located between the cell membrane and the actin cytoskeleton and plays a role in cell surface structure adhesion, migration, and organization. ST14 is an epithelial and integral membrane protein serine protease that activates other protease precursors and latent growth factors. MUC18 is a cell surface protein also called MCAM (melanoma cell adhesion molecule) or CD146.

従って、本発明は上記細胞表面マーカーに対して特異的親和性を有する抗体を用いて、当該マーカータンパク質が細胞膜表面に発現する細胞を分離/回収するものであり、具体的には、羊膜由来細胞を抗ABCG1抗体、抗SLC21A12抗体、抗CLDN3抗体、抗SCNN1A抗体、抗TMPRSS4抗体、抗CLDN4抗体、抗CLDN7抗体、抗EZR抗体、抗ST14抗体、及び抗MUC18抗体からなる群から選択されるいずれか1種以上の抗体と接触させる工程と、前記抗体と結合する細胞を選択する工程とを含む。例えば、抗体結合ビーズを用いる方法や、親和性クロマトグラフィー、プレートのような固体マトリクスに付着させた抗体を用いるパニング法、あるいはセルソーター等を利用することができる。例えば、抗体を適当な色素や蛍光物質で標識して蛍光活性化セルソーター(FACS)を用いることにより目的とする細胞を自動で分離、回収する。抗体の標識には蛍光標識二次抗体を用いてもよい。死細胞は、死細胞に関連する色素(ヨウ化プロピジウム:PI)を用いた選択によって除去することが可能である。   Therefore, the present invention uses an antibody having a specific affinity for the cell surface marker to separate / recover cells in which the marker protein is expressed on the cell membrane surface. Any one selected from the group consisting of anti-ABCG1 antibody, anti-SLC21A12 antibody, anti-CLDN3 antibody, anti-SCNN1A antibody, anti-TMPRSS4 antibody, anti-CLDN4 antibody, anti-CLDN7 antibody, anti-EZR antibody, anti-ST14 antibody, and anti-MUC18 antibody Contacting with one or more antibodies, and selecting cells that bind to the antibodies. For example, a method using antibody-bound beads, affinity chromatography, a panning method using an antibody attached to a solid matrix such as a plate, or a cell sorter can be used. For example, the target cells are automatically separated and collected by labeling the antibody with an appropriate dye or fluorescent substance and using a fluorescence activated cell sorter (FACS). A fluorescently labeled secondary antibody may be used for labeling the antibody. Dead cells can be removed by selection with a dye associated with dead cells (propidium iodide: PI).

好ましい実施形態において、抗体はABCG1タンパク質もしくはその断片に特異的ないずれかの抗体である。本発明で用いられる抗体は、ABCG1タンパク質もしくはその断片に特異的に結合するのに十分な特異性を保持し、天然または組換え体のどちらか、合成または天然由来のどちらか、モノクローナルまたはポリクローナルのどちらかの、いずれの抗体またはその断片も包含する。   In a preferred embodiment, the antibody is any antibody specific for ABCG1 protein or a fragment thereof. The antibodies used in the present invention retain sufficient specificity to specifically bind to the ABCG1 protein or fragment thereof and are either natural or recombinant, either synthetic or naturally derived, monoclonal or polyclonal. Any antibody or fragment thereof is included.

その抗体を、酵素、磁気ビーズ、コロイド状磁気ビーズ、ハプテン、蛍光色素、金属化合物、放射性化合物、クロマトグラフィー樹脂、固体支持体または薬物をはじめとする他の適切な分子および化合物とコンジュゲート(conjugate)することができる。抗体にコンジュゲートすることができる酵素としては、アルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ウレアーゼ及びβ−ガラクトシダーゼが挙げられる。抗体にコンジュゲートすることができる蛍光色素としては、フルオレセインイソチオシアネート、テトラメチルローダミンイソチオシアネート、フィコエリトリン、アロフィコシアニンおよびテキサスレッド(Texas Red)が挙げられる。抗体にコンジュゲートすることができる金属化合物としては、フェリチン、コロイド金、そして特にコロイド状超常磁性ビーズが挙げられる。抗体にコンジュゲートすることができるハプテンとしては、ビオチン、ジゴキシゲニン、オキサザロン(oxazalone)及びニトロフェノールが挙げられる。抗体にコンジュゲートする、または組み込むことができる放射性化合物は、当該技術分野で知られており、テクネチウム99m、125I、ならびに限定するものではないが14C、H及び35Sをはじめとするいずれかの放射性核種を含むアミノ酸が挙げられる。 Conjugate the antibody with other suitable molecules and compounds including enzymes, magnetic beads, colloidal magnetic beads, haptens, fluorescent dyes, metal compounds, radioactive compounds, chromatographic resins, solid supports or drugs. )can do. Enzymes that can be conjugated to antibodies include alkaline phosphatase, peroxidase, urease and β-galactosidase. Fluorescent dyes that can be conjugated to the antibody include fluorescein isothiocyanate, tetramethylrhodamine isothiocyanate, phycoerythrin, allophycocyanin and Texas Red. Metal compounds that can be conjugated to the antibody include ferritin, colloidal gold, and particularly colloidal superparamagnetic beads. Haptens that can be conjugated to antibodies include biotin, digoxigenin, oxazalone and nitrophenol. Radioactive compounds that can be conjugated or incorporated into antibodies are known in the art and include any of technetium 99m, 125 I, and including but not limited to 14 C, 3 H and 35 S. An amino acid containing such a radionuclide can be mentioned.

ABCG1タンパク質をはじめとする上記細胞表面マーカー又はその断片は、哺乳動物由来であれば特に限定されないが、ヒトをはじめとする霊長類の他、ウシ、ウマ、イヌ、モルモット、マウス及びラット由来のタンパク質が好ましい。適切な抗原タンパク質を用いて、抗体又はその機能的部分を当該技術分野で知られた方法によって取得しうる。そのような方法としては、限定するものではないが、所望の特異性の細胞表面抗体を有するB細胞を分離すること、軽鎖および重鎖の可変領域を発現するDNAをクローニングすること、ならびに適切な宿主細胞内で組換え遺伝子を発現させることが挙げられる。標準的モノクローナル抗体生成技術は、抗体が不死化された抗体産生ハイブリドーマ細胞から得られる場合に用いられることができる。これらのハイブリドーマは、上記ABCG1タンパク質をはじめとする細胞表面マーカー又はその断片によって動物を免疫化し、好ましくは免疫化宿主脾臓から単離されたBリンパ球を、適合性のある不死化細胞、好ましくはB細胞ミエローマと融合させることによって産生することができる。   The cell surface marker including ABCG1 protein or a fragment thereof is not particularly limited as long as it is derived from mammals, but in addition to primates including humans, proteins derived from cattle, horses, dogs, guinea pigs, mice and rats Is preferred. With the appropriate antigen protein, the antibody or functional part thereof can be obtained by methods known in the art. Such methods include, but are not limited to, isolating B cells with cell surface antibodies of the desired specificity, cloning DNA expressing light and heavy chain variable regions, and appropriate Expression of the recombinant gene in a suitable host cell. Standard monoclonal antibody production techniques can be used when the antibodies are obtained from immortalized antibody-producing hybridoma cells. These hybridomas immunize animals with cell surface markers including the above-mentioned ABCG1 protein or fragments thereof, and preferably convert B lymphocytes isolated from the immunized host spleen into compatible immortalized cells, preferably It can be produced by fusing with B cell myeloma.

(4)多能性幹細胞の性質
本発明の方法により得られた細胞における遺伝子発現(例えば、mRNA発現、ポリペプチド発現)の「検出」又は「定量」は、例えば、分子生物学的測定方法及び免疫学的測定方法などにより行うことができる。分子生物学的測定方法としては、例えば、ノーザンブロット法、ドットブロット法またはPCR法などが例示される。免疫学的測定方法としては、例えば、マイクロタイタープレートを用いるELISA法、RIA法、蛍光抗体法、ウェスタンブロット法、免疫組織染色法などが例示される。また、定量方法としては、ELISA法またはRIA法などが例示される。アレイ(例えば、DNAアレイ、プロテインアレイなど)を用いた遺伝子解析方法によっても行われ得る。DNAアレイ解析については、(秀潤社編、細胞工学別冊「DNAマイクロアレイと最新PCR法」)に広く概説されている。遺伝子発現の分析法としては、上述に加えて、RT−PCR法、RACE法、SSCP法、免疫沈降法、ツーハイブリッドシステム、インビトロ翻訳法、CAGE法などが挙げられるがそれらに限定されない。
(4) Properties of pluripotent stem cells “Detection” or “quantification” of gene expression (eg, mRNA expression, polypeptide expression) in cells obtained by the method of the present invention includes, for example, It can be performed by an immunological measurement method or the like. Examples of molecular biological measurement methods include Northern blotting, dot blotting, and PCR. Examples of the immunological measurement method include an ELISA method using a microtiter plate, an RIA method, a fluorescent antibody method, a Western blot method, and an immunohistochemical staining method. Examples of the quantitative method include an ELISA method and an RIA method. It can also be performed by a gene analysis method using an array (for example, a DNA array, a protein array, etc.). DNA array analysis is extensively outlined in (edited by Shujunsha, separate volume of cell engineering "DNA microarray and latest PCR method"). Examples of gene expression analysis methods include, but are not limited to, RT-PCR method, RACE method, SSCP method, immunoprecipitation method, two-hybrid system, in vitro translation method, and CAGE method.

本発明の方法により製造された羊膜由来幹細胞は、DNAマイクロアレイ及び免疫染色法による遺伝子発現解析の結果、核初期化因子であるOct3/4、Sox2及びKlf4の少なくとも3つの遺伝子が発現していることが明らかとなった。これらの遺伝子は、細胞の分化の状態を初期化しうる転写因子をコードし、すべての細胞系列に分化しうる多能性幹細胞において特徴的に発現する遺伝子である。従って、本発明の方法により製造される羊膜由来幹細胞は、天然の多能性幹細胞であり、iPS様の細胞であることが示唆される。   As a result of gene expression analysis by the DNA microarray and immunostaining method, at least three genes, Oct3 / 4, Sox2 and Klf4, which are nuclear reprogramming factors, are expressed in the amnion-derived stem cells produced by the method of the present invention Became clear. These genes encode transcription factors that can initialize the state of differentiation of cells and are characteristically expressed in pluripotent stem cells that can differentiate into all cell lines. Therefore, it is suggested that the amniotic membrane-derived stem cells produced by the method of the present invention are natural pluripotent stem cells and iPS-like cells.

(5)移植治療用の多能性幹細胞組成物
本発明の方法により製造される羊膜由来多能性幹細胞集団は、移植治療用の組成物として用いることができる。移植治療とは、組織破壊を伴う疾患を予防又は治療することであり、例えば、神経疾患、呼吸器系疾患、循環器系疾患、肝臓疾患、膵臓疾患、消化器系疾患、腎臓疾患、皮膚疾患及び肺疾患等に適用できる。すなわち、本発明の羊膜由来多能性幹細胞集団は、細胞の濃縮、洗浄、回収処理が可能な機器を用いて生理食塩水で洗浄し、培養及び分離に用いた抗体やサイトカインなどを限りなく除去することが好ましい。このようにして洗浄、濃縮された幹細胞集団は、通常の点滴法で静脈中に注入するか、疾患部位に直接注入することで組織破壊を伴う疾患の予防又は治療に用いることができる。幹細胞集団の投与量としては、疾患又は組織破壊の状況によって異なるが、1回あたり10〜10個の細胞を投与することが好ましい。
(5) Pluripotent stem cell composition for transplantation treatment The amnion-derived pluripotent stem cell population produced by the method of the present invention can be used as a composition for transplantation treatment. The transplantation treatment is prevention or treatment of a disease accompanied by tissue destruction, for example, neurological disease, respiratory disease, circulatory disease, liver disease, pancreatic disease, digestive system disease, kidney disease, skin disease. And applicable to lung diseases and the like. That is, the amniotic membrane-derived pluripotent stem cell population of the present invention is washed with physiological saline using an apparatus capable of concentrating, washing, and recovering cells, and removes antibodies, cytokines, etc. used for culture and separation as much as possible. It is preferable to do. The stem cell population washed and concentrated in this way can be used for the prevention or treatment of a disease accompanied by tissue destruction by injecting it into a vein by a normal infusion method or directly injecting it into a diseased site. The dose of the stem cell population varies depending on the disease or tissue destruction, but it is preferable to administer 10 to 10 6 cells per time.

本発明は、上述の羊膜由来多能性幹細胞集団から分化誘導された細胞も提供する。分化細胞としては、特に限定されないが、例えば、骨芽細胞、神経系細胞、軟骨芽細胞、肝細胞、膵細胞、血液細胞または脳細胞などが挙げられる。神経系細胞としては、神経系前駆細胞、前記神経系前駆細胞から分化する神経幹細胞、ニューロン(例えば、運動性ニューロンもしくはドーパミン作動性ニューロン)、神経膠星状細胞、希突起神経膠細胞またはシュワン細胞などが挙げられる。さらに骨芽細胞などに分化する骨前駆細胞も挙げられる。   The present invention also provides cells induced to differentiate from the above-mentioned amnion-derived pluripotent stem cell population. Although it does not specifically limit as a differentiated cell, For example, an osteoblast, a nervous system cell, a chondroblast, a hepatocyte, a pancreatic cell, a blood cell, or a brain cell etc. are mentioned. Neural cells include neural progenitor cells, neural stem cells that differentiate from the neural progenitor cells, neurons (for example, motor neurons or dopaminergic neurons), astrocytes, oligodendrocytes, or Schwann cells. Etc. Further, osteoprogenitor cells that differentiate into osteoblasts and the like can also be mentioned.

上述の羊膜由来多能性幹細胞集団から、前記のような所望の細胞に分化誘導する方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いてよい。例えば、公知の細胞分化誘導因子を用いて処理するという方法が挙げられる。前記細胞分化誘導因子としては、骨形成因子;神経栄養因子;腫瘍増殖因子(TGF)−βもしくはアクチビンなどのTGF−βスーパーファミリーに属する因子;塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)または酸性線維芽細胞増殖因子(aFGF)などのFGFスーパーファミリーに属する因子;白血病抑制因子(LIF)などの因子が挙げられ、好ましくは骨形成因子または神経栄養因子が挙げられる。骨形成因子としては、骨形成および軟骨形成を促進させる蛋白質であるBMP−2,−4,−5,−6,−7,−8,−9,−10,−11,−12などのBMPファミリー、とりわけBMP−2,−4,−6,−7が挙げられる。神経栄養因子としては、神経成長因子(NGF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)およびニューロトロフィン3(NT−3)、グリア由来神経栄養因子(GDNF)、NT−4/5などが挙げられ、好ましくはNGFファミリーが挙げられる。   The method for inducing differentiation from the above-mentioned amnion-derived pluripotent stem cell population to the desired cells as described above is not particularly limited, and a known method may be used. For example, the method of processing using a well-known cell differentiation inducer is mentioned. Examples of the cell differentiation inducing factor include bone morphogenetic factor; neurotrophic factor; factor belonging to TGF-β superfamily such as tumor growth factor (TGF) -β or activin; basic fibroblast growth factor (bFGF) or acidic fiber Factors belonging to the FGF superfamily, such as blast growth factor (aFGF); factors such as leukemia inhibitory factor (LIF), preferably bone morphogenetic factor or neurotrophic factor. BMPs such as BMP-2, -4, -5, -6, -7, -8, -9, -10, -11, and -12 are proteins that promote bone formation and cartilage formation. Family, especially BMP-2, -4, -6, -7. Examples of the neurotrophic factor include nerve growth factor (NGF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and neurotrophin 3 (NT-3), glial-derived neurotrophic factor (GDNF), NT-4 / 5 and the like. The NGF family is preferable.

さらに、本発明にかかるヒト羊膜由来多能性幹細胞集団は医薬として応用することができる。具体的には、前記羊膜由来多能性幹細胞集団を細胞または臓器再生剤として用いることが好ましい。この場合の「細胞」としては特に限定されないが、骨芽細胞、各種生理活性物質産生細胞、神経系細胞などが挙げられる。生理活性物質産生細胞としてはドーパミン産生細胞等が挙げられ、神経系細胞としては運動ニューロン等が挙げられるが、これらに限定されない。また、神経系細胞としては神経系前駆細胞;神経幹細胞;ニューロン、特にドーパミン作動性ニューロン;神経膠星状細胞;希突起神経膠細胞;またはシュワン細胞も挙げられる。   Furthermore, the human amnion-derived pluripotent stem cell population according to the present invention can be applied as a medicine. Specifically, the amnion-derived pluripotent stem cell population is preferably used as a cell or organ regeneration agent. The “cell” in this case is not particularly limited, and examples thereof include osteoblasts, various physiologically active substance-producing cells, and nervous system cells. Examples of the physiologically active substance-producing cells include dopamine-producing cells, and examples of the nervous system cells include, but are not limited to, motor neurons. Neural cells also include neural progenitor cells; neural stem cells; neurons, particularly dopaminergic neurons; astrocytes; oligodendrocytes; or Schwann cells.

また、本発明にかかる羊膜由来多能性幹細胞集団から分化誘導された細胞も医薬として応用することができる。例えば、本発明にかかる羊膜由来多能性幹細胞集団を所望の組織や臓器に適合する細胞に分化誘導した場合、かかる分化誘導された細胞は、前記組織や臓器の障害を治癒もしくは緩和、または更なる悪化の予防のための医薬として用いることができる。より具体的には、本発明にかかる羊膜由来多能性幹細胞集団または前記羊膜由来多能性幹細胞集団から分化誘導された所望の組織や臓器に適合する細胞を、障害のある組織または臓器に移植することにより、前記組織または臓器を再生することができる。このように再生され得る組織または臓器としては、特に限定されないが、例えば、血管、角膜、半月板、脳組織、皮膚、皮下組織、上皮組織、骨組織もしくは筋組織等の組織;または、眼、肺、腎臓、心臓、肝臓、膵臓、脾臓、小腸を含む消化管、膀胱、卵巣または精巣などの臓器が挙げられる。また前記組織としては、神経系前駆細胞;神経幹細胞;ニューロン、特に、運動性ニューロンもしくはドーパミン作動性ニューロン;神経膠星状細胞;希突起神経膠細胞またはシュワン細胞などの神経系細胞も挙げられる。特に、本発明にかかる羊膜由来多能性幹細胞集団または該羊膜由来多能性幹細胞集団から分化誘導された骨芽細胞は、骨粗鬆症の予防治療薬または骨形成薬として用いることが好ましい。また、本発明にかかる羊膜由来多能性幹細胞集団、該羊膜由来多能性幹細胞集団から分化誘導された神経系前駆細胞または該神経系前駆細胞からさらに分化誘導されたドーパミン作動性ニューロンは、パーキンソン病の予防治療薬として用いることが好ましい。   In addition, cells induced to differentiate from the amnion-derived pluripotent stem cell population according to the present invention can also be applied as pharmaceuticals. For example, when the amnion-derived pluripotent stem cell population according to the present invention is induced to differentiate into cells suitable for a desired tissue or organ, the differentiation-induced cell cures or alleviates or damages the tissue or organ. It can be used as a medicament for prevention of deterioration. More specifically, an amnion-derived pluripotent stem cell population according to the present invention or a cell that is differentiated from the amnion-derived pluripotent stem cell population and that is compatible with a desired tissue or organ is transplanted into a damaged tissue or organ. By doing so, the tissue or organ can be regenerated. Tissues or organs that can be regenerated in this way are not particularly limited, for example, tissues such as blood vessels, cornea, meniscus, brain tissue, skin, subcutaneous tissue, epithelial tissue, bone tissue or muscle tissue; or eye, Examples include organs such as lung, kidney, heart, liver, pancreas, spleen, digestive tract including small intestine, bladder, ovary or testis. Examples of the tissue also include neural progenitor cells; neural stem cells; neurons, particularly motor or dopaminergic neurons; astrocytes; oligodendrocytes or Schwann cells. In particular, the amniotic membrane-derived pluripotent stem cell population according to the present invention or osteoblasts induced to differentiate from the amnion-derived pluripotent stem cell population is preferably used as a prophylactic or therapeutic agent for osteoporosis or an osteogenic agent. An amnion-derived pluripotent stem cell population according to the present invention, a neural progenitor cell differentiated from the amnion-derived pluripotent stem cell population, or a dopaminergic neuron further induced to differentiate from the neural progenitor cell is Parkinson It is preferably used as a prophylactic / therapeutic agent for diseases.

上記のような本発明にかかる医薬は、含有されている本発明にかかる羊膜由来多能性幹細胞集団の主要組織適合性抗原(MHC)が明示されていることが好ましい。このようにMHCが明示されていれば、羊膜提供者と同一型のMHCを有するレシピエントに細胞移植する際の拒絶反応を低減することができる。すなわち、本発明は、レシピエントのMHCと同一型のMHCを有する、哺乳動物の羊膜由来多能性幹細胞集団又は該幹細胞から分化誘導された細胞を移植することを特徴とする細胞移植時の拒絶反応が低減された治療方法を提供する。   In the medicament according to the present invention as described above, the major histocompatibility antigen (MHC) of the amnion-derived pluripotent stem cell population according to the present invention is preferably specified. If MHC is clearly specified in this way, rejection at the time of cell transplantation into a recipient having the same type of MHC as the amnion donor can be reduced. That is, the present invention relates to rejection at the time of cell transplantation characterized by transplanting a mammalian amnion-derived pluripotent stem cell population having the same type of MHC as the recipient's MHC or cells induced to differentiate from the stem cells. Methods of treatment with reduced response are provided.

上述の本発明に係る医薬は、活性成分である上記本発明に係る羊膜由来多能性幹細胞集団又は該羊膜由来多能性幹細胞集団から分化誘導された細胞そのものであってもよいが、通常、該活性成分と薬理学的に許容される担体とを自体公知の方法[製剤技術分野において慣用の方法、例えば日本薬局方(例えば第13改正)に記載の方法等]にしたがって混合することによって製造される。薬学的に許容される担体としては、製剤素材として慣用の各種有機あるいは無機担体物質が用いられ、例えば、液状製剤における溶剤、溶解補助剤、懸濁化剤、等張化剤、緩衝剤、無痛化剤などが挙げられる。また必要に応じて、界面活性剤、発泡剤、色素、酸味剤、防腐剤、抗酸化剤、着色剤、甘味剤、矯味剤などの製剤添加物を用いることもできる。   The medicament according to the present invention as described above may be an amnion-derived pluripotent stem cell population according to the present invention which is an active ingredient or a cell itself induced to differentiate from the amnion-derived pluripotent stem cell population, Manufactured by mixing the active ingredient and a pharmacologically acceptable carrier according to a method known per se [a method commonly used in the field of pharmaceutical technology, such as the method described in Japanese Pharmacopoeia (for example, the 13th revision)]. Is done. As the pharmaceutically acceptable carrier, various organic or inorganic carrier substances commonly used as pharmaceutical materials are used. For example, solvents, solubilizers, suspending agents, isotonic agents, buffering agents, painless agents in liquid preparations. And the like. If necessary, formulation additives such as surfactants, foaming agents, dyes, sour agents, preservatives, antioxidants, colorants, sweeteners, and corrigents can also be used.

本発明に係る医薬の剤形としては、例えば注射剤(例、皮下注射剤,静脈内注射剤,筋肉内注射剤,腹腔内注射剤等)、外用剤(例、経鼻投与製剤,経皮製剤,軟膏剤等)、坐剤(例、直腸坐剤,膣坐剤等)、ペレット、点滴剤、徐放性製剤(例、徐放性マイクロカプセル等)等の非経口剤が挙げられる。本発明にかかる医薬の投与量は、医薬の剤型、治療すべき病態の種類、症状および疾患の重篤度、患者の年齢、性別もしくは体重、投与方法などにより異なるので、一概には言えないが、医師が上記の状況を総合的に判断して決定することができる。本発明にかかる医薬の投与経路は、特に限定されず、例えば、本発明にかかる医薬が注射剤の場合、例えば、静脈内注射、皮下注射、皮内注射、筋肉内注射あるいは腹腔内注射のような医療上適当な投与形態が例示できる。   Examples of pharmaceutical dosage forms according to the present invention include injections (eg, subcutaneous injections, intravenous injections, intramuscular injections, intraperitoneal injections, etc.), external preparations (eg, nasal preparations, transdermal) Preparations, ointments, etc.), suppositories (eg, rectal suppositories, vaginal suppositories, etc.), pellets, drops, sustained release preparations (eg, sustained release microcapsules, etc.) and the like. The dosage of the pharmaceutical agent according to the present invention varies depending on the pharmaceutical dosage form, the type of pathological condition to be treated, the symptoms and the severity of the disease, the patient's age, sex or weight, the administration method, etc. However, the doctor can make a decision by comprehensively judging the above situation. The administration route of the medicament according to the present invention is not particularly limited. For example, when the medicament according to the present invention is an injection, for example, intravenous injection, subcutaneous injection, intradermal injection, intramuscular injection or intraperitoneal injection is used. Examples of such medically suitable dosage forms can be exemplified.

以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(1)羊膜細胞の培養方法
自然分娩のヒト羊膜を採取し、羊膜上皮と絨毛膜をはさみで細切した。この羊膜細片を2mg/mlのコラゲナーゼで37℃、1時間処理した。コラゲナーゼ処理した羊膜細片及びこれより遊走してきた細胞を回収し、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で3回洗浄した後フラスコに播き、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)に10%ウシ胎児血清(BSA)を添加した培地にて1か月培養、継代した。
(1) Method for culturing amniotic cells Human amnion from natural labor was collected, and the amniotic epithelium and chorion were minced with scissors. The amnion strips were treated with 2 mg / ml collagenase at 37 ° C. for 1 hour. Collagenase-treated amnion strips and cells that migrated therefrom were collected, washed three times with phosphate buffered saline (PBS), seeded in a flask, and 10% fetal bovine serum (DMEM) in Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM). Cultured and passaged for 1 month in medium supplemented with BSA).

(2)SP分画および非SP分画の方法
フラスコの接着面ほぼいっぱいに広がった細胞を0.25%トリプシン−EDTA(Invitrogen)で37℃、10分間処理し細胞を回収した。得られた細胞をPBSに懸濁しよく混合した後、最終濃度が2.5μg/mlとなるようにヘキスト33342を加え、37℃で30分間染色した。蛍光活性化セルソーター(ベクトン・ディキンソン株式会社)を用いて350nmのUVレーザーで励起し、Hoechst Blue(350nm)とHoechst Red(675nm)を検出した。その結果を図1に示す。グラフの左下の部分、すなわち、両波長の蛍光強度がともに弱い領域に0.42%の割合で存在するSP細胞を回収した。また、このSP細胞分画はMDR分子の機能阻害剤であるベラパミル(verapamil)を添加しても完全には消失しなかった。一つの羊膜から2.0×10個以上の初代培養細胞が得られたことから少なくとも0.8×10個のSP細胞の分離が可能と考えられた。
(2) Method of SP fractionation and non-SP fractionation Cells that spread almost completely over the adhesion surface of the flask were treated with 0.25% trypsin-EDTA (Invitrogen) at 37 ° C. for 10 minutes to collect the cells. The obtained cells were suspended in PBS and mixed well, then Hoechst 33342 was added to a final concentration of 2.5 μg / ml, and staining was performed at 37 ° C. for 30 minutes. Excitation was performed with a 350 nm UV laser using a fluorescence activated cell sorter (Becton Dickinson Co., Ltd.) to detect Hoechst Blue (350 nm) and Hoechst Red (675 nm). The result is shown in FIG. SP cells present at a ratio of 0.42% in the lower left part of the graph, that is, in the region where the fluorescence intensities at both wavelengths were weak were collected. This SP cell fraction was not completely lost even when verapamil, an MDR molecule function inhibitor, was added. Since at least 2.0 × 10 8 primary cultured cells were obtained from one amniotic membrane, it was considered possible to separate at least 0.8 × 10 6 SP cells.

(3)DNAチップ解析:
SP分画および非SP分画の各細胞からトリゾール(Invitrogen)を用いて全RNAを抽出した。各細胞につき、20ngの全RNAを用いて、2段階(two cycle)c−RNA合成キット(Affymetrix)によってc−RNAを合成した。続いて、各細胞のc−RNAを用いてHG−U133Aチップ(Affymetrix)によって遺伝子発現解析を行った。チップはGeneArray Scanner (Affymetrix)を用いて読み取り、遺伝子の発現量はAffymetrix softwareであるMicroarray Suite 5.0を用いてtarget
intensity を1000としたglobal
scaling method(全遺伝子の発現量の平均を1000とした場合の相対発現量)で解析した。その結果、非SP分画の細胞に比べてSP分画の細胞において発現が約3倍以上亢進している細胞表面局在蛋白質の遺伝子として下記ATPトランスポーターABCG1遺伝子を含む10遺伝子を見出した。これら遺伝子のチップ解析による発現量は次のとおりである。
(3) DNA chip analysis:
Total RNA was extracted from each of the SP and non-SP fraction cells using Trizol (Invitrogen). For each cell, 20 ng of total RNA was used to synthesize c-RNA using a two cycle c-RNA synthesis kit (Affymetrix). Subsequently, gene expression analysis was performed with an HG-U133A chip (Affymetrix) using the c-RNA of each cell. The chip is read using GeneArray Scanner (Affymetrix), and the gene expression level is targeted using Microarray Suite 5.0, which is Affymetrix software.
global with intensity set to 1000
Analysis was performed by a scaling method (relative expression level when the average expression level of all genes was 1000). As a result, 10 genes including the following ATP transporter ABCG1 gene were found as genes of cell surface localized proteins whose expression was increased about 3 times or more in SP fraction cells compared to non-SP fraction cells. The expression levels of these genes by chip analysis are as follows.

Figure 2011139691
Figure 2011139691

(4)細胞染色解析:
初代培養した羊膜細胞をカバーガラス上にまき、24時間培養後、2%パラホルムアルデヒドを含むPBSにより氷上で30分間インキュベートし固定した。続いて0.1%TritonX−100(ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル)を含むPBSで10分間、室温においてインキュベートし、膜透過処理を行い、続いてブロッキングBuffer(2% Normal Swine Serum/0.05%
TritonX-100 in PBS)に溶液を変え、室温において30分間インキュベートしブロッキング反応を行った。その後、抗ヒトABCG1ウサギポリクローナル抗体(Santa Cruz Biotechnology, #sc-11150)を用いて4℃において一晩インキュベートした。一次抗体を除いた後、二次抗体としてAlexa555を結合させた抗ウサギIgG(H+L)抗体(Invitrogen, #A-31572)で室温において1時間インキュベートした。続いて、DAPI(2μg/ml)を加え室温で15分間処理して核酸を標識した。免疫染色した細胞は、共焦点レーザー顕微鏡(ZEISS社)を用いて解析した。その結果を図2に示す。赤色で示されたABCG1蛋白質が細胞表面及び細胞質に局在する細胞を見出した。上記DNAチップ解析の結果を考慮すると、SP細胞中にはより多くの頻度でABCG1を細胞表面に発現する細胞が存在すると考えられる。
(4) Cell staining analysis:
Primary cultured amniotic cells were seeded on a cover glass, cultured for 24 hours, and then fixed by incubating with PBS containing 2% paraformaldehyde for 30 minutes on ice. Subsequently, the plate was incubated with PBS containing 0.1% Triton X-100 (polyoxyethylene (10) octylphenyl ether) for 10 minutes at room temperature, followed by membrane permeabilization, followed by blocking Buffer (2% Normal Swine Serum / 0.05). %
The solution was changed to TritonX-100 in PBS, and incubated at room temperature for 30 minutes to perform a blocking reaction. Then, it was incubated overnight at 4 ° C. using an anti-human ABCG1 rabbit polyclonal antibody (Santa Cruz Biotechnology, # sc-11150). After removing the primary antibody, it was incubated with an anti-rabbit IgG (H + L) antibody (Invitrogen, # A-31572) conjugated with Alexa555 as a secondary antibody at room temperature for 1 hour. Subsequently, DAPI (2 μg / ml) was added and treated at room temperature for 15 minutes to label the nucleic acid. The immunostained cells were analyzed using a confocal laser microscope (ZEISS). The result is shown in FIG. Cells in which the ABCG1 protein shown in red was localized on the cell surface and in the cytoplasm were found. Considering the result of the above DNA chip analysis, it is considered that cells expressing ABCG1 on the cell surface more frequently exist in SP cells.

次に、一次抗体として抗ヒトOct4ウサギポリクローナル抗体(abcam, #ab19857)、抗ヒトSox2ヤギポリクローナル抗体(R&D systems, #AF2018)及び抗ヒトKlf4マウスモノクローナル抗体(abcam, #ab75486)の3種類の抗体を用いて初代培養羊膜細胞を染色した。2次抗体としては、Alexa555を結合させた抗ヤギIgG(H+L)抗体(Invitrogen, #A21432)、Alexa647を結合させた抗ウサギIgG(H+L)抗体(Invitrogen, #A-21245)及びAlexa488を結合させた抗マウスIgG(H+L)抗体(Invitrogen, #A21202)を用いた。共焦点レーザー顕微鏡で撮影した結果を図3に示す。これらの細胞中には、紫色で示されたOct4、赤色で示されたSox2及び緑色で示されたKlf4が同時に発現している細胞が存在することから、羊膜由来SP細胞及び/又はABCG1を細胞表面マーカーとして分離してきた細胞画分には、細胞の核初期化に必要な3つの転写因子が発現しており、iPS様の多能性幹細胞が含まれることが示唆された。   Next, three types of antibodies are used as primary antibodies: anti-human Oct4 rabbit polyclonal antibody (abcam, # ab19857), anti-human Sox2 goat polyclonal antibody (R & D systems, # AF2018) and anti-human Klf4 mouse monoclonal antibody (abcam, # ab75486). Was used to stain primary cultured amniotic cells. As secondary antibodies, anti-goat IgG (H + L) antibody conjugated with Alexa555 (Invitrogen, # A21432), anti-rabbit IgG (H + L) antibody conjugated with Alexa647 (Invitrogen, # A-21245), and Alexa488 were conjugated. Anti-mouse IgG (H + L) antibody (Invitrogen, # A21202) was used. The result taken with a confocal laser microscope is shown in FIG. Among these cells, there are cells in which Oct4 shown in purple, Sox2 shown in red, and Klf4 shown in green are simultaneously expressed. Therefore, amnion-derived SP cells and / or ABCG1 are expressed as cells. The cell fraction separated as a surface marker expresses three transcription factors necessary for cell nuclear reprogramming, suggesting that iPS-like pluripotent stem cells are included.

以上説明したように、本発明は羊膜由来幹細胞表面に発現するマーカータンパク質に対する抗体を用いて多能性幹細胞の割合を増加させた細胞画分の製造方法を提供するものであり、再生医療の実現に向けて有用な技術であると考えられる。   As described above, the present invention provides a method for producing a cell fraction in which the proportion of pluripotent stem cells is increased by using an antibody against a marker protein expressed on the surface of an amnion-derived stem cell, thereby realizing regenerative medicine. It is thought that this is a useful technology for

Claims (7)

哺乳動物の分娩後胎盤組織から羊膜を分離する工程と、
前記羊膜を培養し、単一細胞浮遊物からなる羊膜由来細胞を調製する工程と、
前記羊膜由来細胞を抗ABCG1抗体、抗SLC21A12抗体、抗CLDN3抗体、抗SCNN1A抗体、抗TMPRSS4抗体、抗CLDN4抗体、抗CLDN7抗体、抗EZR抗体、抗ST14抗体及び抗MUC18抗体からなる群から選択されるいずれか1種以上の抗体と接触させる工程と、
前記抗体と結合する細胞を選択する工程と、
を含むことを特徴とする多能性幹細胞の割合を増加させた細胞集団の製造方法。
Separating the amniotic membrane from the postpartum placental tissue of the mammal;
Culturing the amnion and preparing amnion-derived cells comprising a single cell suspension;
The amnion-derived cells are selected from the group consisting of anti-ABCG1 antibody, anti-SLC21A12 antibody, anti-CLDN3 antibody, anti-SCNN1A antibody, anti-TMPRSS4 antibody, anti-CLDN4 antibody, anti-CLDN7 antibody, anti-EZR antibody, anti-ST14 antibody and anti-MUC18 antibody. Contacting with one or more antibodies,
Selecting cells that bind to the antibody;
A method for producing a cell population in which the proportion of pluripotent stem cells is increased.
前記羊膜由来細胞は、前記分娩後胎盤組織に付着した凝血塊から母体由来血清を調製し、当該母体由来血清を含む培地中にて前記羊膜及びこれより遊走してなる細胞を培養して得られる請求項1に記載の方法。   The amnion-derived cells are obtained by preparing maternal serum from a clot attached to the postpartum placental tissue and culturing the amnion and cells that migrate from the medium in a medium containing the maternal serum. The method of claim 1. 請求項1又は2に記載の方法で製造された細胞集団であって、Oct3/4、Sox2及びKlf4の遺伝子を発現し、かつ免疫不全動物に移植したときに造腫瘍性を有さない多能性幹細胞を含む細胞集団。   A pluripotent cell population produced by the method according to claim 1 or 2, which expresses genes of Oct3 / 4, Sox2 and Klf4, and has no tumorigenicity when transplanted to an immunodeficient animal. A cell population containing sex stem cells. 請求項3に記載の細胞集団を含む、移植治療用の多能性幹細胞組成物。   A pluripotent stem cell composition for transplantation treatment comprising the cell population according to claim 3. 請求項3に記載の細胞集団と医薬的に許容可能な担体とを含む、細胞治療に使用するための医薬組成物。   A pharmaceutical composition for use in cell therapy comprising the cell population of claim 3 and a pharmaceutically acceptable carrier. ヒト分娩後胎盤組織及びその付着物から凝血塊と羊膜とをそれぞれ単離する工程と、
前記凝血塊から母体由来血清を調製する工程と、
前記羊膜を、前記母体由来血清を含むが異種動物由来の血清を含まない培地で培養し、単一細胞浮遊物からなる羊膜由来細胞を調製する工程と
を含むことを特徴とする羊膜由来多能性幹細胞の培養方法。
Isolating clots and amniotic membrane from human postpartum placental tissue and its deposits, respectively;
Preparing maternal serum from the clot;
Cultivating the amniotic membrane in a medium containing the maternal serum but not from a heterologous animal, and preparing amnion-derived cells consisting of a single cell suspension. A method for culturing sex stem cells.
ヒト分娩後胎盤組織から羊膜を分離する工程と、
前記羊膜を細切りし、コラゲナーゼ処理する工程と、
前記羊膜細片及びこれより遊走してなる細胞に保護剤を添加して凍結する工程と、
を含むことを特徴とする羊膜由来多能性幹細胞の保存方法。
Separating the amniotic membrane from human postpartum placental tissue;
Chopping the amniotic membrane and treating with collagenase;
Adding a protective agent to the amnion strips and cells migrating therefrom and freezing;
A method for preserving amnion-derived pluripotent stem cells, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018023401A (en) * 2013-09-04 2018-02-15 株式会社大塚製薬工場 Methods for preparing pluripotent stem cells

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JP2018023401A (en) * 2013-09-04 2018-02-15 株式会社大塚製薬工場 Methods for preparing pluripotent stem cells
US10370639B2 (en) 2013-09-04 2019-08-06 Otsuka Pharmaceutical Factory, Inc. Method for preparing pluripotent stem cells
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