CN114286860A - 由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法 - Google Patents

由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法,包括以下工序:(1)在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养的工序;(2)对间充质干细胞的细胞凝集体进行回收的工序。

Description

由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞 的方法
技术领域
本发明涉及一种由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法,包括在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基或不含异源成分的培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养的工序。
发明背景
近年来,利用生物细胞或组织的医药品的开发、再生医疗的研究正在进行并备受瞩目。其中,作为器官再生技术或药物发现筛选工具,使用具有多能性的胚胎干细胞、人工多能干细胞的研究在不断加速。但胚胎干细胞的制作需要破坏由受精卵产生的胚,存在伦理问题。此外,人工多能干细胞是通过使体细胞初始化而得到的,因此不会产生上述问题,但由于作为初始化因子的c-myc的使用、逆转录病毒载体对染色体的随机基因导入、分化后残留的未分化细胞等,人们担心会由人工多能干细胞生成癌细胞。另一方面,间充质干细胞不仅具有能分化成多个间充质系(成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞)的多分化能力,而且具有能分化成非间充质(神经祖细胞、肝细胞)谱系的细胞的多分化能力,也没有胚胎干细胞、人工多能干细胞中产生的问题,因而期待作为再生医疗、细胞治疗的细胞源进行利用。
间充质干细胞不仅能够由骨髓、脂肪、滑膜、牙槽骨、牙周膜等成人组织来制造,而且能够由胎盘、脐带血、脐带各种组织等来制造,而且能够在生物体外培养扩增。作为以往的间充质干细胞获取方法,因为由骨髓制造的骨髓单核细胞含有少量间充质干细胞,所以通过将由骨髓制造的骨髓单核细胞在含有胎牛血清(FBS)的培养基中培养、利用间充质干细胞对培养容器的粘合性来制造间充质干细胞。但在将间充质干细胞作为用于再生医疗的细胞源使用时,异源成分会混入间充质干细胞,这是一种不良状况。因此,研究了使用无血清培养基培养间充质干细胞的方法(专利文献1)。但是,为了使间充质干细胞增殖,首先就需要由含有间充质干细胞的骨髓单核细胞制造间充质干细胞,还未开发出使用无血清培养基由含有间充质干细胞的骨髓单核细胞高效制造间充质干细胞的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2011/111787号
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于,提供一种由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样高效制造间充质干细胞的方法。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的,本发明人等反复进行深入研究,结果,在无血清培养基中、在用玻连蛋白包被的培养容器上对含有间充质干细胞的骨髓单核细胞进行培养时,成功制造了由借助玻连蛋白粘合在培养容器上的间充质干细胞形成的细胞凝集体。使该制造的凝集体解离,得到单个间充质干细胞集团。在此基础上,再次在玻连蛋白存在下、在无血清培养基中对得到的间充质干细胞进行培养,结果确认到,与在除了使用纤连蛋白代替最初的玻连蛋白以外相同的条件下培养的间充质干细胞相比,细胞数显著增多。此外还确认到,TGFβ受体抑制剂使间充质干细胞的制造效率进一步提高。进一步还发现,也可以使用玻连蛋白和TGFβ受体抑制剂由含有间充质干细胞的脂肪细胞制造间充质干细胞。根据以上发现,完成了本发明。
即,本发明如下。
[1]一种由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法,包括以下工序:
(1)在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养的工序,
(2)对间充质干细胞的细胞凝集体进行回收的工序。
[2]根据[1]所述的方法,在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下的培养是在固相化有玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的培养容器上的培养。
[3]根据[1]或[2]所述的方法,进一步包括以下工序:
(3)使回收的细胞凝集体解离的工序,
(4)在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基中对解离的间充质干细胞进行培养的工序,
(5)对借助细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽在培养容器上增殖的间充质干细胞进行回收的工序。
[4]根据[3]所述的方法,在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下的培养是在固相化有细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的培养容器上的培养。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的方法,玻连蛋白的部分肽含有RGD结构域。
[6]根据[5]所述的方法,玻连蛋白的部分肽进一步包含生长介素B结构域。
[7]根据[6]所述的方法,玻连蛋白的部分肽为由序列编号:1所表示的氨基酸序列的氨基酸编号1~379构成的多肽。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的方法,工序(1)中的无血清培养基含有TGF-β受体抑制剂。
[9]一种由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法,包括以下工序:
(1)在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下、在不含异源成分的培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养的工序,
(2)对间充质干细胞的细胞凝集体进行回收的工序。
[10]根据[9]所述的方法,在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下的培养是在固相化有玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的培养容器上的培养。
[11]根据[9]或[10]所述的方法,进一步包括以下工序:
(3)使回收的细胞凝集体解离的工序,
(4)在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下、在不含异源成分的培养基中对解离的间充质干细胞进行培养的工序,
(5)对借助细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽在培养容器上增殖的间充质干细胞进行回收的工序。
[12]根据[11]所述的方法,在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下的培养是在固相化有细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的培养容器上的培养。
[13]根据[9]~[12]中任一项所述的方法,玻连蛋白的部分肽含有RGD结构域。
[14]根据[13]所述的方法,玻连蛋白的部分肽进一步包含生长介素B结构域。
[15]根据[14]所述的方法,玻连蛋白的部分肽为由序列编号:1所表示的氨基酸序列的氨基酸编号1~379构成的多肽。
[16]根据[9]~[15]中任一项所述的方法,工序(1)中的不含异源成分的培养基含有TGF-β受体抑制剂。
[17]根据[9]~[16]中任一项所述的方法,不含异源成分的培养基含有同种血清。
[18]根据[17]所述的方法,同种血清为自身血清。
[19]根据[1]~[18]中任一项所述的方法,含有间充质干细胞的生物来源细胞试样为骨髓来源细胞。
[20]根据[19]所述的方法,培养的骨髓来源细胞的细胞数为0.5×105~25×105细胞/cm2
[21]根据[19]或[20]所述的方法,骨髓来源细胞的培养时间为4天~14天。
[22]根据[1]~[18]中任一项所述的方法,含有间充质干细胞的生物来源细胞试样为脂肪组织来源细胞。
[23]根据[22]所述的方法,培养的脂肪组织来源细胞的细胞数为1×103~1×106细胞/cm2
[24]根据[22]或[23]所述的方法,脂肪组织来源细胞的培养时间为1天~14天。
发明效果
通过在玻连蛋白或玻连蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基或不含异源成分的培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养,能够由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样高效制造间充质干细胞。采用本方法,得到的间充质干细胞能够直接作为再生医疗用的细胞源使用。
附图说明
图1为显示MNC接种后第5天的MSC的凝集体的照片的图。
图2为显示MNC接种后第13天的细胞数的测定结果的图。
图3为显示MNC接种后第13天的细胞的照片的图。
图4为显示使用不同Vitronectin时MNC接种后第13天的MSC数的测定结果的图。
图5为显示使用不同Vitronectin时MNC接种后第12天的MSC数的测定结果的图。
图6为显示使用TGFβ抑制剂时MNC接种后第15天的MSC数的测定结果的图。
图7为显示使用不同TGFβ受体抑制剂时MNC接种后第12天的MSC数的测定结果的图。
图8为显示从小鼠脂肪组织分离的细胞接种后第5天的细胞数的测定结果的图。
图9为显示从小鼠脂肪组织分离的细胞接种后第5天的细胞的照片的图。
具体实施方式
本发明提供一种由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法(以下的本发明的制造方法)。
本说明书中含有间充质干细胞的生物来源细胞试样是由含有间充质干细胞的生物组织分离到的细胞试样。作为含有间充质干细胞的生物组织,可列举骨髓、脂肪、滑膜、牙槽骨、牙周膜、胎盘、脐带血、脐带等组织。
本说明书中细胞试样是生物组织所含的细胞集团。细胞集团的意思是相同种类或不同种类的2个以上细胞。此外,细胞集团的意思也是相同种类或不同种类的一团(mass)细胞。该细胞集团可以是从生物组织直接分离的原代细胞,也可以是由原代细胞继代培养的细胞。这里,直接是指不借助于进行生物体外的培养和/或增殖的工序。
本说明书中的间充质干细胞是中胚层组织(间充质)来源的体性干细胞。间充质干细胞在细胞表面表达阳性标记,不表达阴性标记。通过对细胞表面的两类标记进行检测,能够判断该细胞是否为间充质干细胞。作为阳性标记,可列举CD73、CD90、CD105。作为阴性标记,可列举CD11b、CD14、CD19、CD34、CD45、CD79a、HLA-Class II(DR)。这些标记的表达可以通过公知的免疫学的方法(例如使用抗体的流式细胞仪)等来研究。
本发明的制造方法中,作为一个实施方式,包括以下工序:
(1a)在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养的工序(本发明的工序(1a));
(2a)对间充质干细胞的细胞凝集体进行回收的工序(本发明的工序(2a))。
此外,本发明的制造方法中,作为另一实施方式,包括以下工序:
(1b)在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下、在不含异源成分的培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养的工序(本发明的工序(1b));
(2b)对间充质干细胞的细胞凝集体进行回收的工序(本发明的工序(2b))。
本发明的工序(1a)或(1b)中,培养在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽(以下记载为“玻连蛋白的部分肽”。)的存在下实施。
玻连蛋白例如可以是从哺乳动物(例如人、小鼠、大鼠、兔子、绵羊、猪、牛、马、猫、狗、猴、黑猩猩等)的细胞、或有这些细胞存在的所有组织或器官等分离和纯化的蛋白质。此外,还可以是化学合成或用无细胞翻译系统生化合成的蛋白质,或者,也可以是由导入了具有编码玻连蛋白的碱基序列的核酸的转化物产生的重组蛋白。
玻连蛋白的氨基酸序列公开在公知的数据库中,例如作为NCBI参考序列编号,公开了NP_000629(人玻连蛋白)、NP_035837(小鼠玻连蛋白)等。通过本发明的制造方法制造的间充质干细胞优选不含异源成分,因此玻连蛋白优选为培养的细胞试样来源的生物来源玻连蛋白。因此,培养的细胞试样为人源时,本发明的制造方法中使用的玻连蛋白优选为包含与序列编号:1相同或基本相同的氨基酸序列的蛋白。
作为与序列编号:1所表示的氨基酸序列基本相同的氨基酸序列,可列举与序列编号:1所表示的氨基酸序列具有约60%以上、优选为约70%以上、进一步优选为约80%以上、特别优选为约90%以上的同源性的氨基酸序列等。这里,“同源性”的意思是,使用本技术领域中公知的数学算法对2个氨基酸序列进行比对时,最优比对(优选该算法是可以为了进行最优比对而考虑在序列的一方或两方中导入间隙的算法)中相同氨基酸和相似氨基酸残基相对于重合的全部氨基酸残基的比例(%)。
本说明书中氨基酸序列的同源性可以使用同源性计算算法NCBI BLAST(NationalCenter for Biotechnology Information Basic Local Alignment Search Tool,美国国立生物技术信息中心基于局部比对算法的搜索工具)在以下的条件(期望值=10,允许间隙,矩阵=BLOSUM62,过滤=OFF)下进行计算。
更优选与序列编号:1所表示的氨基酸序列基本相同的氨基酸序列是与序列编号:1所表示的氨基酸序列具有约60%以上、优选为约70%以上、进一步优选为约80%以上、特别优选为约90%以上的一致性的氨基酸序列。
作为含有与序列编号:1所表示的氨基酸序列基本相同的氨基酸序列的蛋白,例如优选包含与前述序列编号:1所表示的氨基酸序列基本相同的氨基酸序列、具有与包含序列编号:1所表示的氨基酸序列的蛋白基本同质的活性的蛋白等。
作为基本同质的活性,可列举例如间充质干细胞粘合活性。“基本同质”表示这些活性在定性上(例如生理学上或药理学上)是相同的。因此,间充质干细胞粘合活性优选是同等(例如约0.5~约2倍)的,这些活性的程度、蛋白的分子量等量的要素可以是不同的。
此外,作为人玻连蛋白,例如也包括含有(1)序列编号:1所表示的氨基酸序列中有1个或2个以上(优选为1~10个左右)氨基酸的缺失的氨基酸序列、(2)序列编号:1所表示的氨基酸序列中有1个或2个以上(优选为1~10个左右)氨基酸的添加的氨基酸序列、(3)序列编号:1所表示的氨基酸序列中有1个或2个以上(优选为1~10个左右)氨基酸的插入的氨基酸序列、(4)序列编号:1所表示的氨基酸序列中有1个或2个以上(优选为1~10个左右)氨基酸被其他氨基酸替换的氨基酸序列、或(5)将它们组合的氨基酸序列的蛋白等。
如上所述氨基酸序列有插入、缺失或替换的情况下,该插入、缺失或替换的位置没有特别限定,只要蛋白的活性得以保持即可。
玻连蛋白的部分肽是具有上述玻连蛋白的部分氨基酸序列的肽,而且只要具有与玻连蛋白基本同质的活性,则任何肽段都可以。这里,“基本同质的活性”表示与上文相同的意思。此外,“基本同质的活性”的测定可以与玻连蛋白的情况同样地进行。作为这样的玻连蛋白的部分肽,可列举含有RGD结构域的蛋白。更优选玻连蛋白的部分肽为含有生长介素B结构域和RGD结构域的蛋白。
具体地,作为生长介素B结构域,例如使用序列编号:1所表示的氨基酸序列中氨基酸编号1~40所示的区域。此外,作为RGD结构域,例如使用序列编号:1所表示的氨基酸序列中氨基酸编号41~52所示的区域。玻连蛋白的部分肽只要具有间充质干细胞粘合活性即可,其大小没有特别限制,可列举优选包含100个以上的部分氨基酸序列的肽、更优选包含200个以上的部分氨基酸序列的肽、进一步优选包含300个以上的部分氨基酸序列的肽。该部分氨基酸序列可以是一个连续的部分氨基酸序列,或者也可以是不连续的多个部分氨基酸序列连接而成的。作为满足这样的条件的最优选的玻连蛋白的部分肽,可列举由序列编号:1所表示的氨基酸序列的氨基酸编号1~379构成的多肽。
此外,玻连蛋白的部分肽也可以使用市售的玻连蛋白的部分肽。作为市售的玻连蛋白的部分肽,可列举例如Vitronectin(20-398aa)(wako)、Vitronectin(VTN-N,62-478aa)(Thermo Fisher Scientific制)、Vitronectin(全长,20-478aa)(Sigma)、synthemax II(Corning Incorporated制)等。
本发明的工序(1a)或(1b)中,玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽的存在下含有间充质干细胞的生物来源细胞试样的培养通过间充质干细胞与玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽接触的哪种方法实施均可。可列举例如在玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽存在于培养液中或培养容器表面中的任一者的状态下进行培养的方法。玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽存在于培养液中是指直接包含在培养液中的状态。玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽包含在培养液中的情况下,培养液中玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽的浓度为0.1μg/ml~4.0μg/ml,优选为1.0μg/ml~4.0μg/ml。
此外,玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽存在于培养容器表面是指在培养容器表面固相化的状态。玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽在培养容器表面固相化的情况下,作为培养容器,例如使用细胞培养中所用的容器或载体(微珠等)。培养容器只要不抑制细胞的维持、生存、分化、成熟、自身复制即可,可以使用任何素材、形状的容器。作为培养容器的材料,例如有玻璃、包括无纺布的合成树脂、天然树脂或金属等。此外,作为培养容器的形状,有三棱柱、正方体、长方体等多棱柱、圆柱、三棱锥、四棱锥等多棱锥、圆锥、葫芦那样的任意形状、球形、半球形、圆形、椭圆形、半圆形等。也可以使用市售的培养瓶、培养皿(Culture dish)、培养袋、中空纤维型培养装置等。其中,作为培养袋,优选具有透气性。需要大量细胞时,也可以使用大型培养罐。培养使用开放体系或封闭体系中的哪一种实施都可以,在以用得到的间充质干细胞对人给药等为目的时,优选用封闭体系实施培养。
玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽在培养容器上的固相化可以基于公知的方法来实施。例如,使玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽溶解于溶剂(例如灭菌蒸馏水、缓冲液或生理盐水等),添加在培养容器中后,4℃静置过夜,从而能够使玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽在培养容器上固相化。使玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽在培养容器上固相化时玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽溶液的浓度由本领域技术人员适当确定。例如,可以以每单位面积培养容器通常以0.5μg~10.0μg的玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽固相化的方式来设定浓度。
固化有玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽的培养容器使用前可在低温下、例如4℃保存。在即将使用之前,将含有玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽的溶液从这些培养容器中抽吸除去,用PBS洗涤1次,然后用培养用培养基洗涤1次后用于培养。
本发明的工序(1a)中,无血清培养基只要不含血清即可,没有特别限制。因此,无血清培养基只要不含血清即可,可以含有与培养的含有间充质干细胞的生物来源细胞试样的来源物种同种来源的成分(同种来源成分)或不同种来源的成分(异源成分)。作为同种来源成分,可列举血小板溶解物、血清来源蛋白(例如白蛋白等)等。作为异源成分,可列举动物来源脂质等。
本发明的工序(1b)中,不含异源成分的培养基只要不含异源成分即可,没有特别限制。因此,不含异源成分的培养基只要不含异源成分即可,可以含有同种血清。同种血清优选为自身血清。这里,自身血清以及后述自身血浆的意思分别是由从与培养的生物来源细胞试样相同的供体采集的血液所得到的血清和血浆。
血浆含有血清成分,因而也可以使用含有自身血浆的培养基。优选在培养基中添加非活化自身血浆。例如在含有10%(V/V)以下、优选为5%(V/V)以下、进一步优选为2%(V/V)以下的非活化自身血浆的培养液中对细胞进行培养。通过使用自身血浆,可从本发明的制造方法排除异源成分,提供安全性高的间充质干细胞的制造方法。
无血清培养基或不含异源成分的培养基可以以通常在动物细胞培养中使用的培养基为基础培养基来制备。作为基础培养基,可列举例如杜尔贝科培养基(例如:IMDM)、伊格尔培养基(例如:DMEM、EMEM、BME、MEM、αMEM)、哈姆培养基(例如:F10培养基、F12培养基)、RPMI培养基(例如:RPMI-1640培养基、RPMI-1630培养基)、MCDB培养基(例如:MCDB104、107、131、151、153培养基)、费舍尔培养基、199培养基、灵长类ES细胞用培养基(灵长类ES/iPS细胞用培养液,ReproCELL公司)、小鼠ES细胞用培养基(TX-WES培养液,Thrombo X公司)、无血清培养基(mTeSR,Stemcell Technology公司)、ReproFF、StemSpan(注册商标)SFEM、StemSpan(注册商标)H3000、StemlineII、ESF-B培养基、ESF-C培养基、CSTI-7培养基、Neurobasal培养基(Life Technologies,Inc.)、StemPro-34培养基、StemFit(注册商标)(例如:StemFit AK03N、StemFit AK02N)等,但不限于此。进一步,这些培养基可以根据需要进行混合等而使用,可列举例如DMEM/F12培养基等。此外,无血清培养基或不含异源成分的培养基可以将公知培养基、市售的培养基直接使用或改良后使用。作为市售的不含异源成分的培养基,例如可以使用DEF-CS500 XF(Cellartis公司制)、DXF(PromoCell公司制)。
本发明的工序(1a)或(1b)中,无血清培养基或不含异源成分的培养基可以含有TGF-β受体抑制剂。TGF-β由几乎所有正常细胞以非活化型形式分泌,在特定条件下活化,是显示出上皮细胞、淋巴细胞的增殖抑制等各种功能的肽因子。进一步,可列举诱导成骨细胞的分化的成骨因子(BMP)、促进促卵泡激素的分泌、红细胞的分化的激活素等作为与TGF-β具有相似结构的TGF-β家族分子。本说明书中,TGF-β也包括TGF-β家族分子。具体地,作为TGF-β,可列举TGF-β、激活素、Nodal、BMP、GDF(growth/differentiation factor,生长/分化因子)、AMH(anti-Mollerian hormone,抗缪勒氏管激素)、MIS(Mullerian inhibitorysubstance,缪勒氏管抑制底物),优选为TGF-β。TGF-β受体由存在于细胞膜上的I型受体和II型受体构成。I型受体和II型受体均具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性,II型受体的底物为I型受体。如果TGF-β家族分子与TGF-β受体结合,则I型受体被II型受体磷酸化,活化的I型受体进一步对作为细胞内信号传导分子的Smad进行磷酸化,将信号传递至细胞内。具体地,作为TGF-β受体的I型受体与II型受体的组合,对于TGF-β而言,可列举TGF-βI型受体(TGFBR1,激活素受体样激酶(ALK5))或ALK1与TGF-βII型受体(TGFBR2)的组合;对于激活素、Nodal而言,可列举ALK4或ALK7与ActR-II或ActR-IIB的组合;对于BMP而言,可列举ALK2、ALK3或ALK6与BMPR-II的组合;对于GDF而言,可列举ALK2、ALK3或ALK6与ActR-II或ActR-IIB的组合;对于AMH或MIS而言,可列举ALK2、ALK3或ALK6与ActR-II或ActR-IIB的组合。作为优选的TGF-β受体的I型受体与II型受体的组合,可列举ALK5或ALK1与TGFBR2的组合。针对上述TGF-β受体的抑制剂只要抑制TGF-β受体的上述功能即可,可以是任何物质,可列举例如抑制TGF-β与TGF-β受体的复合体的形成的物质等。
具体地,作为TGF-β受体抑制剂,可列举例如针对TGF-β受体的中和抗体。该抗体为多克隆抗体、单克隆抗体中的哪一种都可以。这些抗体可以通过本身公知的抗体或抗血清制造方法来制造。抗体的同种型没有特别限定,优选列举IgG、IgM或IgA,特别优选列举IgG。此外,该抗体只要至少具有用于特异性识别并结合靶抗原的互补性决定区域(CDR)即可,没有特别限制,除了完整抗体分子以外,还可以是例如Fab、Fab'、F(ab’)2等片段、scFv、scFv-Fc、微抗体、双特异抗体等通过基因工程制作的偶联分子、或用聚乙二醇(PEG)等具有使蛋白稳定作用的分子等修饰的它们的衍生物等。其中,中和抗体是无血清培养基或不含异源成分的培养基所含的中和抗体,因而生物来源细胞试样为人源的情况下,优选:(i)对产生人抗体的动物(例如:小鼠)进行免疫而获得人抗体;(ii)制作嵌合抗体、人源化抗体或完全人抗体;或者(iii)将体外免疫法与利用病毒进行的细胞永生化、人-人(或者小鼠)杂交瘤制作技术、噬菌体展示法等组合而获得人抗体。针对TGF-β受体的中和抗体在无血清培养基或不含异源成分的培养基中的浓度只要是可抑制TGF-β受体的细胞内信号传导的浓度即可,没有限制,例如为0.01μg/mL~10μg/mL,优选为0.05μg/mL~5μg/mL,更优选为0.1μg/mL~2.5μg/mL。
另一优选方式中,TGF-β受体抑制剂是针对TGF-β受体显示拮抗活性的低分子化合物。这里,“拮抗活性”的意思是,与TGF-β受体结合而抑制TGF-β与TGF-β受体的结合的活性。这样的化合物可列举例如SB431542(Stemgent)、sc-203294、RepSox、Vactosertib(TEW-7197)、SB525334、GW788388、SB505124、SD-208、LDN-193189、Galunisertib(LY2157299)、LY2109761、LY364947、K02288、LDN-214117、ML347、LDN-212854、DMH1、Pirfenidone、LY3200882、Alantolactone、SIS3、Hesperetin、A-83-01等。针对TGF-β受体显示拮抗活性的低分子化合物在无血清培养基或不含异源成分的培养基中的浓度只要是可抑制TGF-β受体的细胞内信号传导的浓度即可,没有限制,例如为0.1μM~100μM,优选为1μM~50μM,更优选为5μM~25μM。
无血清培养基或不含异源成分的培养基中,可以进一步适当添加胰岛素、转铁蛋白、硒、各种维生素、L-谷氨酰胺、非必需氨基酸等各种氨基酸、2-巯基乙醇、各种细胞因子(白细胞介素类(IL-2、IL-7、IL-15等)、干细胞因子(SCF,Stem cell factor)、激活素等)、各种激素、各种增殖因子(白血病抑制因子(LIF)、碱性成纤维细胞增殖因子(bFGF)等)、青霉素/链霉素、嘌呤霉素等抗生素、酚红等pH指示剂等。
本发明的工序(1a)或(1b)中培养的含有间充质干细胞的生物来源细胞试样只要是含有间充质干细胞的细胞试样即可,没有特别限制。作为本发明的一个实施方式,含有间充质干细胞的生物来源细胞试样是骨髓来源细胞。从骨髓分离骨髓来源细胞的方法可以按照公知的方法。例如,可以通过使用调整了密度的分离介质的密度梯度离心法从采集的骨髓液将基质细胞除去来实施。具体地,可以通过使使用生理盐水稀释的骨髓液在管内的分离介质的上部分层、离心,在分离介质与骨髓液的界面获得含有间充质干细胞和单核细胞的骨髓来源细胞的层。这样操作得到的骨髓来源细胞含有微量的间充质干细胞。骨髓来源细胞所含的间充质干细胞的比例没有特别限制,为骨髓来源细胞数的约0.01%~约1%,优选为约0.01%~约0.1%。
本发明的工序(1a)或(1b)中培养的含有间充质干细胞的骨髓来源细胞的数量没有特别限制,通常相对于培养容器可以为0.5×105细胞/cm2~25×105细胞/cm2,优选为2×105细胞/cm2~13×105细胞/cm2
含有间充质干细胞的骨髓来源细胞的培养条件没有特别限制,可以采用通常的细胞培养条件。作为前述培养条件,例示了温度37℃、湿度95%、CO2浓度5%下的培养,但本发明不限于这样的条件。例如,虽然例示了温度30~40℃、湿度90~98%、CO2浓度3~7%下的培养,但只要是能够实现希望的细胞增殖的温度,也可以在前述范围以外的温度、湿度、CO2浓度下实施。
培养中,优选以适当的间隔实施培养基的更换。培养基的更换可列举培养基的全量更换、培养基的部分更换、培养基的补加和它们的组合等。本发明的优选方式中,在开始培养的翌日用相同组成的培养基进行培养基的全量更换,进一步在培养开始后第3天和第5天进行20%的培养基的补加,同时进行培养。
关于培养时间,例如培养4~14天,优选培养7天。通过该培养,能够选择性地使骨髓来源细胞所含的间充质干细胞借助玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽粘合在培养容器上。粘合的间充质干细胞形成细胞凝集体。这里,细胞凝集体也包括以与培养容器的粘合表面平行扩展的方式增殖的细胞集团、以与培养容器的粘合表面垂直重合的方式增殖的细胞集团、具有上述两种特征的细胞集团中的任一细胞集团。培养时间少于4天时,形成的细胞凝集体的数量少,无法确保用于在后述本发明的工序(4)中培养的细胞数。此外,培养时间超过14天时,细胞凝集体会溃散而细胞减少,因此同样无法确保用于在本发明的工序(4)中培养的细胞数。
此外,另一实施方式中,本发明的工序(1a)或(1b)中培养的含有间充质干细胞的生物来源细胞试样是脂肪组织来源细胞。从脂肪组织分离脂肪组织来源细胞的方法可以按照公知的方法。例如,作为从脂肪组织分离含有间充质干细胞的脂肪组织来源细胞的方法,可以将采集的脂肪组织切碎,在胶原蛋白酶溶液中温育,用网格板过滤,从而得到含有间充质干细胞的脂肪组织来源细胞。这样操作得到的脂肪组织来源细胞含有微量的间充质干细胞。脂肪组织来源细胞所含的间充质干细胞的比例没有特别限制,为脂肪组织来源细胞数的约0.01%~约1%,优选为约0.1%~约1%。
本发明的工序(1a)或(1b)中培养的含有间充质干细胞的脂肪组织来源细胞的数量没有特别限制,通常相对于培养容器可以为1×103细胞/cm2~1×106细胞/cm2,优选为1×104细胞/cm2~1×105细胞/cm2
含有间充质干细胞的脂肪组织来源细胞的培养条件没有特别限制,可以采用与含有间充质干细胞的骨髓来源细胞的培养条件同样的培养条件。
培养中,优选以适当的间隔实施培养基的更换。培养基的更换可列举培养基的全量更换、培养基的部分更换、培养基的补加和它们的组合等。本发明的优选方式中,在开始培养的翌日和第2天以相同组成的培养基进行培养基的全量更换,同时进行培养。
关于培养时间,例如培养1~14天,优选培养5天。通过该培养,能够选择性地使脂肪组织来源细胞所含的间充质干细胞借助玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽粘合在培养容器上。粘合的间充质干细胞形成细胞凝集体、特别是以与培养容器的粘合表面平行扩展的方式增殖的细胞集团。
本发明的工序(2a)或(2b)中,由借助玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽粘合在培养容器上的间充质干细胞形成的细胞凝集体通过公知的方法回收。例如,生物来源细胞试样所含的间充质干细胞以外的细胞不会借助玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽粘合在培养容器上,因此通过全量培养基更换,与无血清培养基或不含异源成分的培养基一起从培养容器除去。结果,在全量培养基更换以后的培养中,间充质干细胞的细胞凝集体残留在培养容器中。间充质干细胞的细胞凝集体借助玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽粘合于培养容器,细胞凝集体中细胞间的粘合也较弱,容易从细胞凝集体分离而悬浮在培养基中。因此,间充质干细胞的细胞凝集体的回收可以包括:(i)悬浮在无血清培养基或不含异源成分的培养基中的间充质干细胞的细胞凝集体的回收和(ii)粘合在培养容器上的间充质干细胞的细胞凝集体的回收这两道工序。(i)悬浮在无血清培养基或不含异源成分的培养基中的间充质干细胞的细胞凝集体的回收例如可以通过回收全量无血清培养基或不含异源成分的培养基、进行离心分离而实施。(ii)粘合在培养容器上的间充质干细胞的细胞凝集体的回收例如可以通过仅靠吹吸而容易地从培养容器剥离、与培养基、PBS一起全量回收、进行离心分离而实施。此外,作为另一实施方式,粘合在培养容器上的间充质干细胞的细胞凝集体的回收可以通过用剥离剂进行处理使玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽与间充质干细胞的细胞凝集体的粘合分解、回收单细胞化的间充质干细胞。作为剥离剂,可以使用胰蛋白酶与EDTA的混合溶液(通常为0.001-0.5%胰蛋白酶/0.1-5mM EDTA,优选为约0.1%胰蛋白酶/1mM EDTA),也可以使用市售品(例如TrypLE(Thermo Fisher Scientific))。
玻连蛋白或玻连蛋白的部分肽与其他细胞外基质相比对间充质干细胞的粘合活性高、能够高效粘合生物来源细胞试样所含的间充质干细胞,因此可如上所述进行操作,由生物来源细胞试样高效制造间充质干细胞。但在本发明的工序(1a)或(1b)中对粘合的间充质干细胞的细胞凝集体持续进行长时间培养时,根据细胞试样来源,未观察到间充质干细胞的增殖。例如,在本发明的工序(1a)或(1b)中对骨髓来源细胞进行培养、对粘合的间充质干细胞的细胞凝集体持续进行长时间培养时,未观察到间充质干细胞的增殖。另一方面,在本发明的工序(1a)或(1b)中对脂肪组织来源细胞进行培养,能够确认到粘合的间充质干细胞的细胞凝集体的增殖。认为这是因为骨髓来源细胞中存在妨碍间充质干细胞增殖的细胞。因此,想要通过本发明的工序(1a)和(2a)、或工序(1b)和(2b)大量获取由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造的间充质干细胞时,优选对该制造的间充质干细胞进行再接种、使其增殖、再次回收。因此,本发明的制造方法可以进一步包括以下的工序。
即,本发明的包括工序(1a)和(2a)的制造方法可以进一步包括以下的工序:
(3a)使回收的细胞凝集体解离的工序(本发明的工序(3a));
(4a)在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基中对解离的间充质干细胞进行培养的工序(本发明的工序(4a));
(5a)对借助细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽在培养容器上增殖的间充质干细胞进行回收的工序(本发明的工序(5a))。
此外,本发明的包括工序(1b)和(2b)的制造方法可以进一步包括以下的工序:
(3b)使回收的细胞凝集体解离的工序(本发明的工序(3b));
(4b)在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下、在不含异源成分的培养基中对解离的间充质干细胞进行培养的工序(本发明的工序(4b));
(5b)对借助细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽在培养容器上增殖的间充质干细胞进行回收的工序(本发明的工序(5b))。
本发明的工序(3a)或(3b)中,回收的细胞凝集体的解离通过公知的方法实施。细胞凝集体中细胞间的粘合较弱,因此例如可以仅靠吹吸就使细胞凝集体的细胞间粘合容易地解除而制备单个间充质干细胞的细胞集团。或者,也可以通过用上述剥离剂进行处理来实施。
本发明的工序(4a)或(4b)中,培养中使用的培养容器、无血清培养基、不含异源成分的培养基、培养中间充质干细胞与细胞外基质蛋白接触的方式等可以与本发明的工序(1a)或(1b)相同。
本发明的工序(4a)或(4b)中,培养是在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽(以下记载为“细胞外基质蛋白的部分肽”。)的存在下实施的。细胞外基质蛋白只要是能够使间充质干细胞粘合于培养容器的物质即可,没有特别限制。作为这样的细胞外基质蛋白,可列举例如玻连蛋白、纤连蛋白、层粘连蛋白、胶原等。此外,作为细胞外基质蛋白的部分肽,可列举例如iMatrix-511(层粘连蛋白-511的部分肽)等。
与玻连蛋白同样地,细胞外基质蛋白可以是由哺乳动物细胞等分离和纯化的蛋白、生化合成的蛋白、或由导入了具有编码细胞外基质蛋白的碱基序列的核酸的转化物产生的重组蛋白中的任一者。
此外,细胞外基质蛋白的部分肽是具有细胞外基质蛋白的部分氨基酸序列的肽,而且,只要具有间充质干细胞粘合活性即可,为哪种肽都可以。作为这样的细胞外基质蛋白的部分肽,可列举含有选自由RGD结构域和肝素结合结构域组成的组中的至少一个结构域的蛋白。
本发明的工序(4a)或(4b)中接种的间充质干细胞的来源组织没有特别限制,优选在本发明的工序(1a)或(1b)中细胞凝集体的间充质干细胞不充分增殖那样的组织。作为这样的组织,可列举例如骨髓、脐带血等。此外,细胞凝集体的间充质干细胞在本发明的工序(1a)或(1b)中增殖的情况下,也可以以进一步增加间充质干细胞的数量为目的,在本发明的工序(4a)或(4b)中对间充质干细胞进行培养。
本发明的工序(4a)或(4b)中接种的间充质干细胞的数量没有特别限制,通常相对于培养容器可以为2×105细胞/cm2~26×105细胞/cm2,优选为8×105细胞/cm2~13×105细胞/cm2
间充质干细胞的培养条件没有特别限定,可以与含有间充质干细胞的生物来源细胞试样的培养条件相同。可以采用通常的细胞培养条件。
培养中,优选以适当的间隔实施培养基的更换。培养基的更换可列举培养基的全量更换、培养基的部分更换、培养基的补加和它们的组合等。本发明的优选方式中,从开始培养的一天开始,每2或3天用相同组成的培养基进行培养基的全量更换,同时进行培养。
关于培养时间,例如培养1~14天,优选培养1~8天。通过该培养,间充质干细胞开始增殖。
本发明的工序(5a)或(5b)中,借助细胞外基质蛋白或细胞外基质蛋白的部分肽在培养容器上增殖的间充质干细胞通过公知的方法回收。回收方法可以与本发明的工序(2a)或(2b)中记载的方法相同。
以下列举实施例进一步具体地对本发明进行说明,但这些实施例仅是例示,本发明不受其限制。
[实施例]
实施例1:Vitronectin的间充质干细胞(MSC)制造促进效果的研究
由于纯化技术的极限,从骨髓分离的骨髓单核细胞(MNC)中会混入微量间充质干细胞(MSC)。本实施例中,使用无血清培养基对由MNC制造MSC的方法进行验证。用下述接种用培养基对骨髓单核细胞(MNC)(Lonza)进行复苏。在使用Fibronectin(Sigma)或Vitronectin(wako)分别以1.5μg/cm2的浓度包被的24孔板中,以2.6×106细胞/孔的浓度接种上述细胞,在37℃、5%CO2的条件下培养。在接种的翌日,用接种用培养基对平板中的培养基进行全量更换,在接种后第3天和第5天,进一步添加相当于平板中培养基量20%的量的接种用培养基。
接种用培养基:StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、3ng/mL bFGF(peprotech)、10μM SB431542(Stemgent)、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich)、10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药)、1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)
图1显示的是接种后第5天的细胞的照片。在用Vitronectin包被的孔板中,与用Fibronectin包被的孔板相比,形成的细胞的凝集体更多。
接种后第7天回收凝集体,使用下述增殖用培养基,进行细胞再接种。具体地,回收培养上清后,在平板中添加DPBS(NACALAI TESQUE),进行吹吸,从而使凝集体从平板剥离,与DPBS一起回收全部凝集体。然后,将回收的培养上清与DPBS合并离心,仅回收凝集体。用增殖用培养基对回收的凝集体进行再悬浮,从而使凝集体解离成单个细胞。使用Fibronectin(Sigma)、Vitronectin(wako)和iMatrix-511(Nippi),在Fibronectin和Vitronectin以1.5μg/cm2的浓度、iMatrix-511以0.5μg/cm2的浓度分别包被的24孔板中,接种回收的细胞的全量,在37℃、5%CO2的条件下培养。然后,每2~3天用增殖用培养基对平板中的培养基进行全量更换,直至细胞近汇合。
增殖用培养基:StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、1/4StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))C液、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich),10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药)、1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)
确认细胞的近汇合,在接种后第13天进行继代,测定细胞数。图2显示的是细胞数的测定结果。此外,图3显示的是细胞的照片。可见,再接种中,包被培养容器的细胞外基质的不同不会影响得到的细胞数。
根据以上结果可见,接种细胞时使用用Vitronectin包被的培养容器的情况下,与使用用Fibronectin包被的培养容器时相比,得到的细胞凝集体的数量和通过其后的再接种得到的细胞数更多。
进一步,对从用Vitronectin包被的平板剥离的细胞进行扩大培养,实施表面抗原分析。使用FACS,实施3种MSC阳性标记(CD105、CD90、CD73)、2种MSC阴性标记(CD45、CD34)的表面抗原分析。表1显示的是分析结果。就得到的细胞而言,CD105、CD90、CD73为阳性,CD45、CD34为阴性,可以确认是MSC。
[表1]
Figure BDA0003519923450000211
实施例2:Vitronectin种类导致的MSC制造促进效果差异的研究
用下述接种用培养基(无血清)对MNC(Lonza)进行复苏,在使用Vitronectin(20-398aa)(wako)(对应于序列编号:1的氨基酸编号1~379)、Vitronectin(VTN-N,62-478aa)(Life Technologies)(对应于序列编号:1的氨基酸编号43~459)和Vitronectin(全长,20-478aa)(Sigma)(对应于序列编号:1)分别以1.5μg/cm2的浓度包被的24孔板中,按2.6×106细胞/孔的浓度接种上述细胞,在37℃、5%CO2条件下培养。此外,在使用Vitronectin(20-398aa)(wako)和Synthemax II(CORNING)分别以1.5μg/cm2和5.0μg/cm2浓度包被的24孔板中,按1.6×106细胞/孔的浓度接种细胞,在37℃、5%CO2条件下培养。Synthemax II是含有RGD模序和旁侧序列的基于玻连蛋白的合成肽。在接种翌日,用接种用培养基对平板中的培养基进行全量更换,在接种后第3天和第5天,进一步添加相当于平板中培养基量20%的量的接种用培养基。
接种用培养基:StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液,1/4StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液,3ng/mL bFGF(peprotech),10μM SB431542(Stemgent),1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies),10nM地塞米松(Sigma-Aldrich),10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药),1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)
在接种后第7天回收凝集体,使用下述增殖用培养基再次接种细胞。具体地,回收培养上清后,在平板中添加DPBS(NACALAI TESQUE),进行吹吸从而使凝集体从平板剥离,与DPBS一起回收全部凝集体。然后,将回收的培养上清与DPBS合并,离心,仅回收凝集体。用增殖用培养基对回收的凝集体进行再悬浮,从而使凝集体解离成单个细胞。在24孔板中接种全部量的回收细胞,在37℃、5%CO2条件下培养。然后,每2~3天用增殖用培养基对平板中的培养基进行全量更换,直至细胞近汇合。
增殖用培养基:StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液,1/4StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液,StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))C液,1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies),10nM地塞米松(Sigma-Aldrich),10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药),1mM氯化锂(Sigma-Aldrich),0.2μg/mLiMatrix 511(Nippi)
确认细胞的近汇合,在接种后13和第12天进行继代,测定细胞数。图4显示的是使用Vitronectin(20-398aa)(wako)、Vitronectin(VTN-N,62-478aa)(Life Technologies)和Vitronectin(全长,20-478aa)(Sigma)时细胞数的测定结果。接种MNC时使用任一玻连蛋白均能够制造MSC,但Vitronectin(20-398aa)(wako)能够最高效地由MNC制造MSC。图5显示的是使用Vitronectin(20-398aa)(wako)和Synthemax II(CORNING)时细胞数的测定结果。接种MNC时使用Synthemax II(CORNING)也能够高效地由MNC制造MSC。
实施例3:TGFβ受体抑制剂对MSC制造促进效果的研究
使用下述接种用培养基(1)或(2)对MNC(Lonza)进行复苏。在使用Vitronectin(VTN-N,62-478aa)(Life Technologies)以1.5μg/cm2的浓度包被的24孔板中,按2.6×106细胞/孔的浓度接种上述细胞,在37℃、5%CO2条件下培养。在接种的翌日,用接种用培养基(1)或(2)对平板中的培养基进行全量更换,在接种后第3天和第5天,进一步添加相当于平板中培养基量20%的量的接种用培养基(1)或(2)。
接种用培养基(1)(TGFβ抑制剂(-)):StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、3ng/mL bFGF(peprotech)、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich)、10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药)、1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)接种用培养基(2)(TGFβ抑制剂(+)):StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、3ng/mL bFGF(peprotech)、10μM SB431542(Stemgent)、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich)、10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药)、1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)
在接种后第7天回收凝集体,使用下述增殖用培养基再接种细胞。具体地,回收培养上清后,在平板中添加DPBS(NACALAI TESQUE),进行吹吸从而使凝集体从平板剥离,与DPBS一起回收全部凝集体。然后,将回收的培养上清合并,离心,仅回收凝集体。用增殖用培养基对回收的凝集体进行再悬浮,从而使凝集体解离成单个细胞。在24孔板中接种全部量的回收细胞,在37℃、5%CO2条件下培养。然后,每2~3天用增殖用培养基对平板中的培养基进行全量更换,直至细胞近汇合。
增殖用培养基:StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、1/4StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))C液、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich)、10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药)、1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)、0.2μg/mLiMatrix 511(Nippi)
确认细胞的近汇合,在接种后第15天进行继代,测定细胞数。图6显示的是细胞数的测定结果。通过接种MNC时在接种用培养基中含有TGFβ抑制剂,能够高效地由MNC制造MSC。
实施例4:TGFβ受体抑制剂种类导致的MSC制造促进效果差异的研究
使用下述接种用培养基(1)、(2)和(3)对MNC(Lonza)进行复苏。在使用Vitronectin(20-398aa)(wako)以1.5μg/cm2的浓度包被的24孔板中,按2.6×106细胞/孔的浓度接种上述细胞,在37℃、5%CO2条件下培养。在接种的翌日,用接种用培养基(1)、(2)或(3)对平板中的培养基进行全量更换,在接种后第3天和第5天,进一步添加相当于平板中培养基量20%的量的接种用培养基(1)、(2)或(3)。
接种用培养基(1):StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、1/4StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、3ng/mL bFGF(peprotech)、10μMSB431542(Stemgent)、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich)、10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药)、1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)
接种用培养基(2):StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、1/4StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、3ng/mL bFGF(peprotech)、0.5μM A-83-01(wako)、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich)、10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药)、1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)
接种用培养基(3):StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、1/4StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、3ng/mL bFGF(peprotech)、0.5μMLDN-193189(Stemgent)、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich)、10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药),1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)
在接种后第7天回收凝集体,使用下述增殖用培养基再接种细胞。具体地,回收培养上清后,在平板中添加DPBS(NACALAI TESQUE),进行吹吸从而使凝集体从平板剥离,与DPBS一起回收全部凝集体。然后,将回收的培养上清与DPBS合并,离心,仅回收凝集体。用增殖用培养基对回收的凝集体进行再悬浮,从而使凝集体解离成单个细胞。在24孔板中接种全部量的回收细胞,在37℃、5%CO2条件下培养。然后,每2~3天用增殖用培养基对平板中的培养基进行全量更换,直至细胞近汇合。
增殖用培养基:StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、1/4StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))C液、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich)、10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药)、1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)、0.2μg/mLiMatrix 511(Nippi)
确认细胞的近汇合,在接种后第12天进行继代,测定细胞数。图7显示的是细胞数的测定结果。使用作为TGFβ受体抑制剂的SB431542(ALK5抑制)、A-83-01(ALK4、ALK5、ALK7抑制)和LDN-193189(ALK2、ALK3抑制)均能够高效地由MNC制造MSC。
实施例5:由脂肪组织制造MSC的研究
用胶原蛋白酶对从C57BL/6J小鼠(11周龄,雄性)采集的附睾脂肪组织进行处理,使用下述接种用培养基(1)和(2)得到细胞。在24孔板中,按6.0×104细胞/孔的浓度接种上述细胞,在37℃、5%CO2条件下培养。其中,使用接种用培养基(1)接种的细胞中,使用的是用Vitronectin(VTN-N,62-478aa)(Life Technologies)以1.5μg/cm2的浓度包被的24孔板。在接种的翌日和第2天,用接种用培养基(1)或(2)对平板中的培养基进行全量更换。
接种用培养基(1):StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))A液、1/4StemFit(注册商标)AK03N培养基(味之素(株))B液、3ng/mL bFGF(peprotech)、10μMSB431542(Stemgent)、1/100Lipid Concentrate(脂质浓缩物,Life Technologies)、10nM地塞米松(Sigma-Aldrich)、10ng/mL PDGF-BB(富士胶片和光纯药)、1mM氯化锂(Sigma-Aldrich)
接种用培养基(2):DMEM培养基(sigma)、10%胎牛血清(Life Technologies)
确认细胞的近汇合,在接种后第5天进行继代,测定细胞数。图8显示的是细胞数的测定结果。图9显示的是细胞的照片。通过使用含有TGFβ受体抑制剂的培养基和玻连蛋白,能够高效地由脂肪组织制造MSC。
产业可利用性
通过在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基或不含异源成分的培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养,能够由生物来源细胞试样高效制造间充质干细胞。通过采用本方法,得到的间充质干细胞能够直接作为再生医疗用的细胞源使用。本申请以在日本提交的特愿2019-156537(申请日:2019年8月29日)和特愿2020-012333(申请日:2020年1月29日)为基础,其内容全部包括在本说明书中。
序列表
<110> 味之素株式会社
<120> 由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法
<130> 093042
<150> JP 2019-156537
<151> 2019-08-29
<150> JP 2020-012333
<151> 2020-01-29
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 459
<212> PRT
<213> 智人
<400> 1
Asp Gln Glu Ser Cys Lys Gly Arg Cys Thr Glu Gly Phe Asn Val Asp
1 5 10 15
Lys Lys Cys Gln Cys Asp Glu Leu Cys Ser Tyr Tyr Gln Ser Cys Cys
20 25 30
Thr Asp Tyr Thr Ala Glu Cys Lys Pro Gln Val Thr Arg Gly Asp Val
35 40 45
Phe Thr Met Pro Glu Asp Glu Tyr Thr Val Tyr Asp Asp Gly Glu Glu
50 55 60
Lys Asn Asn Ala Thr Val His Glu Gln Val Gly Gly Pro Ser Leu Thr
65 70 75 80
Ser Asp Leu Gln Ala Gln Ser Lys Gly Asn Pro Glu Gln Thr Pro Val
85 90 95
Leu Lys Pro Glu Glu Glu Ala Pro Ala Pro Glu Val Gly Ala Ser Lys
100 105 110
Pro Glu Gly Ile Asp Ser Arg Pro Glu Thr Leu His Pro Gly Arg Pro
115 120 125
Gln Pro Pro Ala Glu Glu Glu Leu Cys Ser Gly Lys Pro Phe Asp Ala
130 135 140
Phe Thr Asp Leu Lys Asn Gly Ser Leu Phe Ala Phe Arg Gly Gln Tyr
145 150 155 160
Cys Tyr Glu Leu Asp Glu Lys Ala Val Arg Pro Gly Tyr Pro Lys Leu
165 170 175
Ile Arg Asp Val Trp Gly Ile Glu Gly Pro Ile Asp Ala Ala Phe Thr
180 185 190
Arg Ile Asn Cys Gln Gly Lys Thr Tyr Leu Phe Lys Gly Ser Gln Tyr
195 200 205
Trp Arg Phe Glu Asp Gly Val Leu Asp Pro Asp Tyr Pro Arg Asn Ile
210 215 220
Ser Asp Gly Phe Asp Gly Ile Pro Asp Asn Val Asp Ala Ala Leu Ala
225 230 235 240
Leu Pro Ala His Ser Tyr Ser Gly Arg Glu Arg Val Tyr Phe Phe Lys
245 250 255
Gly Lys Gln Tyr Trp Glu Tyr Gln Phe Gln His Gln Pro Ser Gln Glu
260 265 270
Glu Cys Glu Gly Ser Ser Leu Ser Ala Val Phe Glu His Phe Ala Met
275 280 285
Met Gln Arg Asp Ser Trp Glu Asp Ile Phe Glu Leu Leu Phe Trp Gly
290 295 300
Arg Thr Ser Ala Gly Thr Arg Gln Pro Gln Phe Ile Ser Arg Asp Trp
305 310 315 320
His Gly Val Pro Gly Gln Val Asp Ala Ala Met Ala Gly Arg Ile Tyr
325 330 335
Ile Ser Gly Met Ala Pro Arg Pro Ser Leu Ala Lys Lys Gln Arg Phe
340 345 350
Arg His Arg Asn Arg Lys Gly Tyr Arg Ser Gln Arg Gly His Ser Arg
355 360 365
Gly Arg Asn Gln Asn Ser Arg Arg Pro Ser Arg Ala Thr Trp Leu Ser
370 375 380
Leu Phe Ser Ser Glu Glu Ser Asn Leu Gly Ala Asn Asn Tyr Asp Asp
385 390 395 400
Tyr Arg Met Asp Trp Leu Val Pro Ala Thr Cys Glu Pro Ile Gln Ser
405 410 415
Val Phe Phe Phe Ser Gly Asp Lys Tyr Tyr Arg Val Asn Leu Arg Thr
420 425 430
Arg Arg Val Asp Thr Val Asp Pro Pro Tyr Pro Arg Ser Ile Ala Gln
435 440 445
Tyr Trp Leu Gly Cys Pro Ala Pro Gly His Leu
450 455

Claims (24)

1.一种由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法,包括以下工序:
(1)在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养的工序,
(2)对间充质干细胞的细胞凝集体进行回收的工序。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下的培养是在固相化有玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的培养容器上的培养。
3.根据权利要求1或2所述的方法,进一步包括以下工序:
(3)使回收的细胞凝集体解离的工序,
(4)在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下、在无血清培养基中对解离的间充质干细胞进行培养的工序,
(5)对借助细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽在培养容器上增殖的间充质干细胞进行回收的工序。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下的培养是在固相化有细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的培养容器上的培养。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的方法,其中,玻连蛋白的部分肽含有RGD结构域。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,玻连蛋白的部分肽进一步包含生长介素B结构域。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,玻连蛋白的部分肽为由序列编号:1所表示的氨基酸序列的氨基酸编号1~379的氨基酸构成的多肽。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的方法,其中,工序(1)中的无血清培养基含有TGF-β受体抑制剂。
9.一种由含有间充质干细胞的生物来源细胞试样制造间充质干细胞的方法,包括以下工序:
(1)在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下、在不含异源成分的培养基中对含有间充质干细胞的生物来源细胞试样进行培养的工序,
(2)对间充质干细胞的细胞凝集体进行回收的工序。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,在玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的存在下的培养是在固相化有玻连蛋白或能够粘合间充质干细胞的玻连蛋白部分肽的培养容器上的培养。
11.根据权利要求9或10所述的方法,进一步包括以下工序:
(3)使回收的细胞凝集体解离的工序,
(4)在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下、在不含异源成分的培养基中对解离的间充质干细胞进行培养的工序,
(5)对借助细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽在培养容器上增殖的间充质干细胞进行回收的工序。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,在细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的存在下的培养是在固相化有细胞外基质蛋白或能够粘合间充质干细胞的细胞外基质蛋白部分肽的培养容器上的培养。
13.根据权利要求9~12中任一项所述的方法,其中,玻连蛋白的部分肽含有RGD结构域。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,玻连蛋白的部分肽进一步包含生长介素B结构域。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,玻连蛋白的部分肽为由序列编号:1所表示的氨基酸序列的氨基酸编号1~379的氨基酸构成的多肽。
16.根据权利要求9~15中任一项所述的方法,其中,工序(1)中的不含异源成分的培养基含有TGF-β受体抑制剂。
17.根据权利要求9~16中任一项所述的方法,其中,不含异源成分的培养基含有同种血清。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,同种血清为自身血清。
19.根据权利要求1~18中任一项所述的方法,其中,含有间充质干细胞的生物来源细胞试样为骨髓来源细胞。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,培养的骨髓来源细胞的细胞数为0.5×105~25×105细胞/cm2
21.根据权利要求19或20所述的方法,其中,骨髓来源细胞的培养时间为4天~14天。
22.根据权利要求1~18中任一项所述的方法,其中,含有间充质干细胞的生物来源细胞试样为脂肪组织来源细胞。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,培养的脂肪组织来源细胞的细胞数为1×103~1×106细胞/cm2
24.根据权利要求22或23所述的方法,其中,脂肪组织来源细胞的培养时间为1天~14天。
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