JP2002171967A - Method for in vitro culture of hematopoietic cell group - Google Patents

Method for in vitro culture of hematopoietic cell group

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JP2002171967A
JP2002171967A JP2000371832A JP2000371832A JP2002171967A JP 2002171967 A JP2002171967 A JP 2002171967A JP 2000371832 A JP2000371832 A JP 2000371832A JP 2000371832 A JP2000371832 A JP 2000371832A JP 2002171967 A JP2002171967 A JP 2002171967A
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JP
Japan
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cells
hematopoietic
group
blood
cell
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Application number
JP2000371832A
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Japanese (ja)
Inventor
Mutsumi Takagi
睦 高木
Toshiomi Yoshida
敏臣 吉田
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Japan Science and Technology Agency
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Japan Science and Technology Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and effective method for culturing a hematopoietic cell group such as a hematopoietic stem cell, a hematopoietic precursor cell, etc. SOLUTION: A substrate composed of a fabric is arranged in a medium, a stroma cell in a concentration of 1×102-4×105 cells/ml is inoculated into the medium and cultured. Then a hematopoietic cell in a concentration of 1×100-1.8×106 cells/ml is inoculated into the medium and cultured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、造血細胞
群の体外培養方法に関するものである。さらに詳しく
は、この出願の発明は、骨髄、末梢血、臍帯血などの少
なくとも造血幹細胞や造血前駆細胞を含む造血細胞群を
体外で効率的に増幅できる造血細胞群の体外培養方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for in vitro culture of a group of hematopoietic cells. More specifically, the invention of the present application relates to an in vitro culture method for a hematopoietic cell group capable of efficiently expanding a hematopoietic cell group including at least hematopoietic stem cells and hematopoietic progenitor cells such as bone marrow, peripheral blood, and umbilical cord blood in vitro. .

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】癌による死者は、1990年
には世界で約520万人であったが、2010年には、
800万人に近づくと推計されており(Pisani, P., Pa
rkin, D.M., Bray, F., Ferlay, J., Int. J. Cancer 8
3, 18-29 (1999))、日本国内でも1999年に癌死者
の数は29万人を超えた(厚生省 平成11年人口動態
統計)。癌対策は世界的にも疾病対策において最重要課
題の1つと位置づけられており、その治療薬や治療法に
ついての研究は様々な角度からなされている。
2. Description of the Related Art In 1990, about 5.2 million people died from cancer worldwide, but in 2010,
It is estimated to approach 8 million (Pisani, P., Pa
rkin, DM, Bray, F., Ferlay, J., Int. J. Cancer 8
3, 18-29 (1999)), and the number of cancer deaths in Japan in 1999 exceeded 290,000 (Ministry of Health and Welfare 1999 demographic statistics). Cancer control is regarded as one of the most important issues in disease control worldwide, and research on therapeutic agents and treatments is being conducted from various angles.

【0003】癌の治療法としては、これまで、抗癌剤の
投与により癌細胞を死滅させる化学療法や、患部を切除
する外科療法、患部に放射線を照射する放射線治療、さ
らには、白血病に侵された骨髄を正常な骨髄に置換する
造血幹細胞移植(骨髄移植)などが一般的に行われてい
る。化学療法において使用される抗生物質や抗癌剤は、
いずれも治療効果と同時に、悪心、嘔吐、発熱、白血球
や血小板の減少、脱毛、口内炎などの強い副作用を伴
う。また、外科療法は、癌が特定部位に限定して存在し
ている早期段階では効果を示すが、癌が進行し、転移し
た場合や白血病には効果が小さい。放射線療法も、同様
に、局所療法といえ、全身性の癌には適さない。このよ
うに、従来行われてきた癌治療法はいずれも、効果と同
程度、あるいはそれ以上に患者への負担が大きい、全身
性の癌に対する効果が低い等の問題があった。
[0003] As a method of treating cancer, chemotherapy to kill cancer cells by administration of an anticancer drug, surgical treatment to remove the affected part, radiation treatment to irradiate the affected part, and leukemia have been hitherto. Hematopoietic stem cell transplantation (bone marrow transplantation) for replacing bone marrow with normal bone marrow is generally performed. Antibiotics and anticancer drugs used in chemotherapy are
All are accompanied by strong side effects such as nausea, vomiting, fever, decreased white blood cells and platelets, hair loss, and stomatitis simultaneously with the therapeutic effect. Surgical treatment is effective at an early stage when the cancer is limited to a specific site, but has little effect on the progression of the cancer and metastasis or leukemia. Radiation therapy is likewise a topical therapy and is not suitable for systemic cancer. As described above, all of the conventional cancer treatment methods have problems such that the burden on the patient is about the same as or better than the effect, and the effect on systemic cancer is low.

【0004】一方、造血幹細胞移植法は、予め患者に大
量の抗癌剤を投与するか全身に放射線を照射して全身の
造血を抑えた後、正常な血液細胞を製造する造血幹細胞
や造血前駆細胞を供給する方法であり、白血病や重症再
生不良性貧血、さらには転移の見られる全身性の癌等に
高い効果を示す方法とされている。造血幹細胞が骨髄に
多く含まれることから、一般的に骨髄移植法と呼ばれて
いるが、近年、骨髄と同様に末梢血中にも造血幹細胞が
含まれていることが明らかになり、採取の際に全身麻酔
が必要でないことから臨床応用が盛んに行われている。
さらに、最近になって、臍帯血中に末梢血よりもはるか
に高濃度に造血幹細胞が含有されていることが明らかに
なり、これについても臨床応用が始まっている。
[0004] On the other hand, the hematopoietic stem cell transplantation method involves administering a large amount of an anticancer agent to a patient or irradiating the whole body with radiation in advance to suppress hematopoiesis throughout the body, and then converting hematopoietic stem cells or hematopoietic progenitor cells to produce normal blood cells. It is a method of supplying and has a high effect on leukemia, severe aplastic anemia, and systemic cancer with metastasis. Because hematopoietic stem cells are abundant in bone marrow, it is generally called a bone marrow transplantation method.In recent years, however, it has been revealed that peripheral blood contains hematopoietic stem cells as well as bone marrow. Since general anesthesia is not required, clinical application is actively performed.
Furthermore, it has recently become clear that umbilical cord blood contains hematopoietic stem cells at a much higher concentration than peripheral blood, and clinical application of this has also begun.

【0005】このような造血幹細胞移植法には、患者本
人の細胞を用いる自家移植と白血球型の一致した他人か
ら提供された細胞を用いる同種移植がある。自家骨髄移
植では、必要量の細胞を得ることが困難であり、同種骨
髄移植では、白血球型の一致率が兄弟で25%、両親や
親族では1%以下と低く、骨髄バンクに登録された血縁
者以外からの提供に頼らざるを得ない場合が多い。ま
た、いずれの場合も提供者は、最低数日間入院する必要
があり、輸血用の採血、全身麻酔、数mlずつ50回以
上にも渡る骨髄の採取、輸血等の大きな負担を余儀なく
される。さらに、採取後には提供者に痛みや発熱等の症
状が現れることも多いため、提供者の健康状態によって
は採取が不可能な場合もある。末梢血幹細胞を用いる場
合には、提供者への全身麻酔や輸血は必要ないものの、
末梢血中の造血幹細胞の含有率が通常はかなり低いた
め、抗癌剤や白血球の増殖を引き起こすG−CSF(顆
粒球コロニー刺激因子)等のサイトカインを投与してそ
の含有率を増大する方法が取られる。このような薬剤の
投与は、提供者に対して5日間以上行われるが、その長
期的な副作用等については今のところ明らかでないのが
実情である。したがって、従来の造血幹細胞移植法で
は、十分な量の造血幹細胞を採取し、患者に移植するた
めには、白血球型の一致が必要なだけでなく、提供者へ
の負担が大きいという問題があり、必ず移植が可能にな
るとは限らなかったのが実情である。一方、臍帯血幹細
胞を用いる場合には、提供者への負担はほとんどなく、
ウィルス等の感染の危険性もほとんどないが、出産時の
胎盤からの血液を保存しておく必要があり、通常兄弟間
以外では臍帯血バンクを通じて行うが、得られる細胞量
が限られているため、移植可能な患者は子供に限られて
しまうという問題があった。
[0005] Such hematopoietic stem cell transplantation methods include autologous transplantation using the patient's own cells and allogeneic transplantation using cells provided by others of the same leukocyte type. In autologous bone marrow transplantation, it is difficult to obtain the required amount of cells. In allogeneic bone marrow transplantation, the concordance rate of leukocyte types is as low as 25% for siblings and less than 1% for parents and relatives. In many cases, we have to rely on provisions from people other than people. In any case, the donor must be hospitalized for a minimum of several days, which imposes a heavy burden on blood collection for blood transfusion, general anesthesia, collection of bone marrow more than 50 times each several ml, blood transfusion, and the like. Furthermore, after the collection, symptoms such as pain and fever often appear in the donor, so that collection may not be possible depending on the health condition of the donor. When using peripheral blood stem cells, general anesthesia and blood transfusion to the donor are not necessary,
Since the content of hematopoietic stem cells in peripheral blood is usually quite low, a method of increasing the content by administering an anticancer drug or a cytokine such as G-CSF (granulocyte colony stimulating factor) that causes proliferation of leukocytes is used. . The administration of such a drug is performed to the donor for 5 days or more, but the long-term side effects and the like are not clear at present. Therefore, in the conventional hematopoietic stem cell transplantation method, in order to collect a sufficient amount of hematopoietic stem cells and transplant them into a patient, not only the leukocyte type must be matched, but also there is a problem that the burden on the donor is large. In fact, transplantation was not always possible. On the other hand, when using cord blood stem cells, there is almost no burden on the donor,
There is almost no risk of infection such as virus, but it is necessary to preserve blood from the placenta at the time of childbirth, and usually it is done through cord blood banks except between siblings, but the amount of cells obtained is limited However, there is a problem that patients who can be transplanted are limited to children.

【0006】これらの問題を解決するために、近年、造
血幹細胞を提供者から必要量採取するのではなく、少量
の造血幹細胞を採取して体外で培養し、増殖する試みが
活発に行われている。例えば、特開平10−13697
8や特開平10−295369においては、特定の表現
型(CD34+および/またはc−kit-)を有する造
血幹細胞を起源として、造血幹細胞増殖因子の存在下に
付着性培養器により液体培養する方法が開示されてい
る。しかし、これらの方法では、培養を開始するため
に、臍帯血から前記の特定の造血幹細胞のみを単離する
必要があり、煩雑な操作を必要とするという問題があっ
た。
In order to solve these problems, attempts have recently been made to collect a small amount of hematopoietic stem cells, culture them outside the body, and proliferate them instead of collecting the necessary amount of hematopoietic stem cells from a donor. I have. For example, JP-A-10-13697
8 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-295369, a method of culturing a liquid from an hematopoietic stem cell having a specific phenotype (CD34 + and / or c-kit ) using an adherent incubator in the presence of a hematopoietic stem cell growth factor. Is disclosed. However, in these methods, in order to start the culture, it is necessary to isolate only the specific hematopoietic stem cells from cord blood, and there is a problem that a complicated operation is required.

【0007】また、特開2000−189157には、
ヒト造血系由来前駆細胞増殖物をエクスビボで得る方法
が開示されている。しかし、このような方法では、培養
される細胞の密度に応じて液体培養培地を交換する速度
や交換される培地中の細胞密度を制御する必要があり、
操作が煩雑で効率的とは言い難かった。
[0007] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-189157 discloses that
Methods for obtaining human hematopoietic-derived progenitor cell expansions ex vivo are disclosed. However, in such a method, it is necessary to control the rate at which the liquid culture medium is replaced or the cell density in the replaced medium according to the density of the cells to be cultured,
The operation was complicated and it was hard to say that it was efficient.

【0008】したがって、現在のところ、造血細胞群を
大量に増殖させるための簡便で効率的な方法は知られて
いないのが実情である。
[0008] Therefore, at present, a simple and efficient method for expanding a large number of hematopoietic cells is not known.

【0009】そこで、この出願の発明は、以上のとおり
の事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点
を解消し、造血幹細胞や造血前駆細胞等の造血細胞群を
培養する簡便で効果的な方法を提供することを課題とし
ている。
Therefore, the invention of this application has been made in view of the circumstances described above, and solves the problems of the prior art, and provides a simple method for culturing a group of hematopoietic cells such as hematopoietic stem cells and hematopoietic progenitor cells. The task is to provide an effective method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、まず第1には、培地に布
からなる支持体を設置し、ストロマ細胞を1×102
4×105cells/mlの濃度で接種、培養した後、造血細
胞を1×100〜1.8×106cells/mlの濃度で接種し
て培養する造血細胞群の体外培養方法を提供する。
Means for Solving the Problems According to the invention of this application, as a solution to the above-mentioned problems, first, a support made of cloth is placed on a medium, and stromal cells are reduced to 1 × 10 2 to 10 × 10 2 .
Provided is an in vitro culture method for a group of hematopoietic cells in which hematopoietic cells are inoculated and cultured at a concentration of 1 × 10 0 to 1.8 × 10 6 cells / ml after being inoculated and cultured at a concentration of 4 × 10 5 cells / ml. I do.

【0011】第2には、この出願の発明は、前記発明に
おいて、布が不織布である造血細胞群の体外培養方法を
提供する。
Secondly, the invention of the present application provides an in vitro culture method for a group of hematopoietic cells in which the cloth is a nonwoven fabric.

【0012】また、この出願の発明は、第3には、培地
に布からなる支持体を設置し、ストロマ細胞を1×10
2〜4×105cells/mlの濃度で接種、培養した造血細胞
群を体外培養するための造血細胞群培養用キットを提供
する。
[0012] Thirdly, the invention of the present application is to provide a medium in which a support made of cloth is placed on a medium, and stromal cells are 1 × 10 5
Provided is a hematopoietic cell group culture kit for in vitro culture of a hematopoietic cell group inoculated and cultured at a concentration of 2 to 4 × 10 5 cells / ml.

【0013】この出願の発明は、第4には、前記の第1
から第3ののいずれかの方法によって培養された造血細
胞群のいずれかの造血細胞から血液細胞を分化させる血
液細胞の製造方法を提供する。
Fourth, the invention of the present application is directed to the first aspect.
To provide a method for producing blood cells that differentiates blood cells from any of the hematopoietic cells of the group of hematopoietic cells cultured by any one of the third to third methods.

【0014】そして、この出願の発明は、第5には、前
記第4の発明の方法によって製造される血液細胞をも提
供する。
Fifth, the invention of this application also provides blood cells produced by the method of the fourth invention.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】この出願の発明者らは、これまで
に、不織布や織布を支持体として敷いた培地でマウス骨
髄細胞を培養できることを明らかにしている(Cytotech
nology, 34,121-130 (2000))。その後、鋭意研究を進
めた結果、特定の造血細胞接種濃度およびストロマ細胞
接種濃度の範囲において、とくに造血幹細胞や造血前駆
細胞等の造血細胞群が増殖されることを明らかにし、こ
の出願の発明に至ったのである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The inventors of the present application have previously shown that mouse bone marrow cells can be cultured in a medium spread with a nonwoven fabric or a woven fabric as a support (Cytotech).
nology, 34, 121-130 (2000)). Subsequently, as a result of intensive research, it was clarified that a group of hematopoietic cells such as hematopoietic stem cells and hematopoietic progenitor cells were proliferated, particularly in the range of specific hematopoietic cell inoculation concentrations and stromal cell inoculation concentrations. It has been reached.

【0016】したがって、この出願の発明の造血細胞群
の培養方法においては、少なくとも織布または不織布を
培地に置き、培養支持体とし、ストロマ細胞を1×10
2〜4×105cells/mlの濃度で接種、培養した後、造血
細胞を1×100〜1.8×106cells/mlの濃度で接種
して培養することが必須である。
Therefore, in the method for culturing a group of hematopoietic cells according to the invention of the present application, at least a woven or non-woven fabric is placed in a medium to serve as a culture support, and stromal cells are cultured at 1 × 10
After inoculating and culturing at a concentration of 2 to 4 × 10 5 cells / ml, it is essential to inoculate and culture hematopoietic cells at a concentration of 1 × 10 0 to 1.8 × 10 6 cells / ml.

【0017】この出願の発明の造血細胞群の培養方法に
おいては、布は接着性のストロマ細胞が繊維上に伸展す
るための支持体として作用するものである。このような
布において、繊維素材はどのようなものであってもよ
い。例えば、セルロースなどの天然繊維、ポリエステル
やポリプロピレンなどの合成繊維、あるいはこれらの混
紡繊維などが挙げられる。繊維の太さや繊維間の間隔、
布の厚さ等は培養したい造血細胞群の細胞密度に応じて
適宜選択できるものである。また、これらの布は、繊維
がコラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン等の天然の
細胞外マトリックスやエチレンビニルアルコール共重合
体等の合成マトリックスによってコーティングされ、親
水化されたものであってもよい。また、これらの布は、
繊維がジエチルアミン、ジエチルアミノエチルなどによ
り修飾したり、プラズマ放電処理などにより表面に荷電
基を導入してもよい。さらに、以上のとおりの布は培地
中に設置されていればよく、その形状はとくに限定され
ない。例えば、円形、長方形などの任意の形状に切断さ
れていてもよいし、円柱状、環状、立方体状などに成形
されたり、複数枚重ねられたりしていてもよい。以上の
とおりの支持体としての布は、織布であっても不織布で
あってもよいが、好ましくは、繊維間密度や布の厚さを
自在に制御できる不織布である。
In the method of culturing a group of hematopoietic cells of the present invention, the cloth acts as a support for the adhesive stromal cells to spread on the fibers. In such a cloth, any fiber material may be used. For example, natural fibers such as cellulose, synthetic fibers such as polyester and polypropylene, and blended fibers thereof can be used. Fiber thickness and spacing between fibers,
The thickness of the cloth and the like can be appropriately selected according to the cell density of the group of hematopoietic cells to be cultured. In addition, these cloths may be those in which fibers are coated with a natural extracellular matrix such as collagen, gelatin, fibronectin, or the like, or a synthetic matrix such as ethylene vinyl alcohol copolymer, and are made hydrophilic. Also, these cloths
The fibers may be modified with diethylamine, diethylaminoethyl, or the like, or charged groups may be introduced to the surface by plasma discharge treatment or the like. Further, the cloth as described above may be placed in a culture medium, and its shape is not particularly limited. For example, it may be cut into an arbitrary shape such as a circle or a rectangle, may be formed into a columnar shape, an annular shape, a cubic shape, or the like, or may be a plurality of pieces. The cloth as the support as described above may be a woven cloth or a nonwoven cloth, but is preferably a nonwoven cloth capable of freely controlling the density between fibers and the thickness of the cloth.

【0018】この出願の発明の造血細胞群の体外培養方
法において、培地に布を設置することにより、造血細胞
群が従来よりも効率的に、好適に培養できる理由は明確
ではないが、布を支持体として設置することにより、ス
トロマ細胞が繊維上に伸展し、造血細胞群が複数のスト
ロマ細胞と接触できるようになり、造血細胞群の培養増
殖が効率的に進行できるようになると考えられる。実
際、体内においては、造血細胞群が骨髄の内部表面に接
着した状態、あるいは骨髄の内部表面に接着したストロ
マ細胞に緩やかに接着した状態で造血が行われることが
知られている。したがって、この出願の発明において
は、培地中の布が骨髄の内部表面の働きをし、造血細胞
群が効率的に培養され、血液細胞の製造が進行するもの
と考えられる。
In the method for in vitro culture of a group of hematopoietic cells of the invention of the present application, it is not clear why the group of hematopoietic cells can be cultured more efficiently and favorably than before by arranging the cloth on the medium. By providing the support, it is considered that stromal cells extend on the fiber, the hematopoietic cell group can come into contact with a plurality of stromal cells, and the culturing and propagation of the hematopoietic cell group can proceed efficiently. In fact, in the body, it is known that hematopoiesis is performed in a state where the group of hematopoietic cells adheres to the inner surface of bone marrow, or in a state where the group of stromal cells adheres loosely to the inner surface of bone marrow. Therefore, in the invention of this application, it is considered that the cloth in the culture medium functions as the inner surface of the bone marrow, the group of hematopoietic cells is efficiently cultured, and the production of blood cells proceeds.

【0019】この出願の発明の造血細胞群の体外培養方
法では、培養に用いられる培地は、どのようなものであ
ってもよい。一般的に動物細胞の培養に用いられる種々
の液体培地が好ましく、具体的には、イスコフ培地、R
PMI培地、ダルベッコMEM培地などが例示される。
このような培地は、動物細胞培養に適した条件に調整す
ることが好ましく、例えばウシ血清、ヒト血清、ウシ胎
児血清等の血清成分や塩類、アミノ酸類等を添加しても
よい。さらに、血液細胞の製造に有用とされる種々の造
血増殖因子を添加してもよい。例えばIL−1、IL−
3、IL−6、MGF(SCF)、GM−CSF/IL
−3から選択される1種のサイトカイン(特表平6−5
08987)やIL−1、1L−3、IL−6、EPO
を組み合せたサイトカイン(特表平5−50238
5)、さらには、IL−3、IL−2、SCFを組み合
わせたサイトカイン(特開平7−135969)等、種
々の公知の組成としてもよい。
In the method of in vitro culture of a group of hematopoietic cells of the invention of the present application, any medium may be used for the culture. In general, various liquid media used for culturing animal cells are preferable.
PMI medium, Dulbecco MEM medium and the like are exemplified.
Such a medium is preferably adjusted to conditions suitable for animal cell culture. For example, serum components such as bovine serum, human serum, fetal bovine serum, salts, amino acids and the like may be added. Furthermore, various hematopoietic growth factors considered useful for the production of blood cells may be added. For example, IL-1, IL-
3, IL-6, MGF (SCF), GM-CSF / IL
-3, one of the cytokines selected from the group consisting of
08987), IL-1, 1L-3, IL-6, EPO
(Tokuhyohei 5-50238)
5) Further, various known compositions such as cytokines combining IL-3, IL-2, and SCF (JP-A-7-135969) may be used.

【0020】この出願の発明においては、まず、布を設
置した培地にストロマ細胞を1×102〜4×105cell
s/mlの濃度で接種し、培養する。ストロマ細胞とは、骨
髄や臍帯の中に存在する造血細胞や血液細胞以外の接着
性の細胞をいい、造血細胞表面のリガンドとストロマ細
胞表面の受容体を介して両者が接触することにより造血
が調節されると考えられている。このようなストロマ細
胞としては、造血細胞群を増殖させることのできる哺乳
動物由来の種々のものが例示される。具体的には、ヒ
ト、サル、ウシ、ブタ、ヒツジ、ウマ、マウスなどの骨
髄、臍帯、脾臓、子宮、胎盤、血管等に由来する繊維芽
細胞、内皮細胞、脂肪細胞、マクロファージなどが挙げ
られる。また、これらの細胞は、初代細胞であっても、
株化細胞であってもよい。これらのストロマ細胞は、体
内においては、骨髄内部表面等に接着するものである
が、この出願の発明の造血細胞群の体外培養方法におい
ては、接種された細胞は、培養により前記のとおりに布
の繊維上に伸展する。ストロマ細胞を培養する条件は、
ストロマ細胞の接種濃度が1×102〜4×105cells/
mlの範囲であれば、とくに限定されない。発明者らの研
究によれば、接種濃度が1×102cells/ml未満でも、
4×105cells/mlより多くても、造血細胞群は効率的
に増殖しない。その他の条件は、上記のとおりの種々の
培地において、一般的に動物細胞を培養する際に適用さ
れるpHや温度を選択すればよい。例えば培養温度は、
20〜39℃、好ましくは33〜37℃とすることがで
きる。
In the invention of this application, first, stromal cells are placed in a culture medium provided with a cloth in an amount of 1 × 10 2 to 4 × 10 5 cells.
Inoculate at a concentration of s / ml and culture. Stromal cells refer to hematopoietic cells in the bone marrow and umbilical cord and adherent cells other than blood cells.Hematopoiesis occurs when both come into contact via a ligand on the surface of hematopoietic cells and a receptor on the surface of stromal cells. It is believed to be regulated. Examples of such stromal cells include various mammal-derived stromal cells capable of growing a hematopoietic cell group. Specifically, fibroblasts, endothelial cells, adipocytes, macrophages and the like derived from bone marrow, umbilical cord, spleen, uterus, placenta, blood vessels and the like of humans, monkeys, cows, pigs, sheep, horses, mice and the like can be mentioned. . Also, these cells, even primary cells,
It may be a cell line. In the body, these stromal cells adhere to the inner surface of bone marrow and the like. However, in the method of in vitro culture of the group of hematopoietic cells of the present invention, the inoculated cells are cultured as described above by culturing. Stretch on the fiber. Conditions for culturing stromal cells are as follows:
Inoculation concentration of stromal cells of 1 × 10 2 -4 × 10 5 cells /
There is no particular limitation as long as it is within the range of ml. According to the study of the inventors, even if the inoculum concentration is less than 1 × 10 2 cells / ml,
At more than 4 × 10 5 cells / ml, the hematopoietic cell population does not grow efficiently. Other conditions may be selected in various media as described above, such as pH and temperature generally applied when culturing animal cells. For example, the culture temperature
The temperature can be 20 to 39 ° C, preferably 33 to 37 ° C.

【0021】この出願の発明の造血細胞群の体外培養方
法では、次に、ストロマ細胞を培養した培地に、さらに
造血細胞群を1×100〜1.8×106cells/mlの濃度
で接種し、培養することにより、造血細胞群を大量に得
ることができる。
In the in vitro culture method of the group of hematopoietic cells of the invention of the present application, the group of hematopoietic cells is further added to the medium in which the stromal cells are cultured at a concentration of 1 × 10 0 to 1.8 × 10 6 cells / ml. By inoculating and culturing, a large number of hematopoietic cell groups can be obtained.

【0022】この出願の発明において、「造血細胞群」
とは、自己再生可能な造血幹細胞と造血幹細胞から分化
した造血前駆細胞を指す。このとき、造血前駆細胞とは
造血幹細胞から分化した血球のうち、分化の初期段階に
含まれる細胞を意味する。具体的には、骨髄球系前駆細
胞、リンパ球系前駆細胞、赤芽球系前駆細胞などが含ま
れる。患者または提供者から採取された骨髄中の造血細
胞が、培地に接種された段階で造血幹細胞であるか造血
前駆細胞であるかを厳密に知ることはほとんど不可能で
ある。そのため、この出願の発明では、これらの総称と
して「造血細胞群」と呼ぶ。つまり、この出願の発明の
造血細胞群の体外培養方法においては、原料となる造血
細胞群としては、ヒトから採取された骨髄、末梢血、お
よび臍帯血そのもの、さらには、これらの血液から遠心
分離器により分離された細胞、フィルターにより不要細
胞を除去した細胞、免疫磁気ビーズ等のモノクローナル
抗体固定細胞分離器により不要細胞を除去した細胞、C
D34陽性細胞に精製した細胞等が例示される。
In the invention of the present application, the "hematopoietic cell group"
The term “hematopoietic stem cells capable of self-renewal” and hematopoietic progenitor cells differentiated from hematopoietic stem cells. At this time, hematopoietic progenitor cells refer to cells included in an early stage of differentiation among blood cells differentiated from hematopoietic stem cells. Specific examples include myeloid progenitor cells, lymphoid progenitor cells, erythroid progenitor cells, and the like. It is almost impossible to know exactly whether hematopoietic cells in bone marrow collected from a patient or donor are hematopoietic stem cells or hematopoietic progenitor cells at the stage of inoculation into the culture medium. Therefore, in the invention of this application, these are collectively referred to as “hematopoietic cell group”. That is, in the in vitro culture method of the group of hematopoietic cells of the invention of the present application, the group of hematopoietic cells as a raw material includes bone marrow, peripheral blood, and umbilical cord blood collected from humans, and further, centrifuged from these bloods. Cells separated by a filter, cells from which unnecessary cells have been removed by a filter, cells from which unnecessary cells have been removed by a monoclonal antibody-fixed cell separator such as immunomagnetic beads, C
Examples include cells purified as D34-positive cells.

【0023】この出願の発明の造血細胞群の体外培養方
法においては、これらの造血細胞群を培養する条件は、
ストロマ細胞の培養条件と同様に、とくに限定されな
い。前記のとおりの温度範囲等、一般的に動物細胞の培
養方法として適用される条件を設定できる。
In the in vitro culture method of hematopoietic cell group of the present invention, conditions for culturing these hematopoietic cell group are as follows:
Like the stromal cell culture conditions, there is no particular limitation. Conditions generally applied as a method for culturing animal cells, such as the temperature range as described above, can be set.

【0024】この出願の発明の造血細胞群の体外培養方
法によって得られた造血細胞群は、そのままの状態、あ
るいは遠心分離やモノクローナル抗体固定細胞分離器に
よる不要細胞の除去をおこなった後、さらには、種々の
公知の方法による必要細胞の精製、遺伝子導入等の必要
な操作をおこなった後、患者に輸注できるものである。
好ましくは、感染症等の予防のためにも、精製された状
態のものを輸注、あるいは輸血用に保存する。このよう
な造血細胞群は、患者の体内において正常に作用し、分
化して血液細胞を製造できるものである。
The hematopoietic cell group obtained by the in vitro culture method of the hematopoietic cell group of the invention of the present application may be used as it is, or after removing unnecessary cells by centrifugation or a monoclonal antibody-fixed cell separator, and After performing necessary operations such as purification of necessary cells and gene transfer by various known methods, the patient can be infused.
Preferably, the purified product is stored for transfusion or blood transfusion to prevent infectious diseases and the like. Such a group of hematopoietic cells works normally in a patient's body and can differentiate to produce blood cells.

【0025】この出願の発明では、以上のとおりの造血
細胞群の体外培養方法によって造血細胞群を培養するた
めのキットも提供される。すなわち、このような造血細
胞群培養用キットは、培地に布からなる支持体を設置
し、ストロマ細胞を1×102〜4×105cells/mlの濃
度で接種、培養したものである。このようなキットにお
いては、培地に設置された布に培養されたストロマ細胞
が接着しており、ここに患者や提供者から採取された造
血細胞群を1×100〜1.8×106cells/mlの濃度で
接種し、培養すれば、造血細胞群を体外培養することが
できる。このようにして得られた造血細胞群は、前記の
とおりに患者に輸注できるものであり、患者の体内にお
いて分化により血液細胞を製造できるものである。
The invention of this application also provides a kit for culturing a hematopoietic cell group by the above-described method for in vitro culturing a hematopoietic cell group. That is, in such a kit for culturing a group of hematopoietic cells, a support made of cloth is provided in a medium, and stromal cells are inoculated and cultured at a concentration of 1 × 10 2 to 4 × 10 5 cells / ml. In such a kit, cultured stromal cells adhere to a cloth placed on a medium, and a group of hematopoietic cells collected from a patient or a donor is added to the kit at 1 × 10 0 to 1.8 × 10 6. If inoculated and cultured at a concentration of cells / ml, hematopoietic cells can be cultured in vitro. The group of hematopoietic cells thus obtained can be transfused into a patient as described above, and blood cells can be produced by differentiation in the patient's body.

【0026】さらに、この出願の発明では、以上のとお
りの方法により体外培養された造血細胞群から血液細胞
が分化され、得られる。ここで、「血液細胞」とは、造
血幹細胞から分化した血球まで、すべての段階の細胞を
意味する。具体的には、造血幹細胞から自己再生された
造血幹細胞、分化された骨髄球系前駆細胞、リンパ球系
前駆細胞、赤芽球、巨核球、前Bリンパ球、前Tリンパ
球、骨髄芽球、前骨髄球、骨髄球、好中球、好酸球、好
塩基球、赤血球、血小板、Tリンパ球、Bリンパ球、形
質細胞、ナチュラルキラー細胞、単球、マクロファー
ジ、樹状細胞、破骨細胞、幹クッパー細胞などが例示さ
れる。
Further, according to the invention of this application, blood cells are differentiated and obtained from a group of hematopoietic cells cultured in vitro by the method described above. Here, “blood cells” means cells at all stages from hematopoietic stem cells to differentiated blood cells. Specifically, hematopoietic stem cells self-renewed from hematopoietic stem cells, differentiated myeloid progenitor cells, lymphoid progenitor cells, erythroblasts, megakaryocytes, pre-B lymphocytes, pre-T lymphocytes, myeloblasts , Promyelocytes, myelocytes, neutrophils, eosinophils, basophils, erythrocytes, platelets, T lymphocytes, B lymphocytes, plasma cells, natural killer cells, monocytes, macrophages, dendritic cells, osteoclasts Examples include cells, stem Kupffer cells, and the like.

【0027】この出願の発明の血液細胞の製造方法によ
り得られる血液細胞は、得られた状態のまま、あるいは
遠心分離やモノクローナル抗体固定細胞分離器による不
要細胞の除去をおこなった後、さらには、種々の公知の
方法による必要細胞の精製、遺伝子導入等の必要な操作
をおこなった後、患者に輸注できるものである。もちろ
ん、輸血用として保存されてもよい。
The blood cells obtained by the method for producing blood cells of the invention of the present application may be used as they are, or after removal of unnecessary cells by centrifugation or a monoclonal antibody-fixed cell separator, After performing necessary operations such as purification of necessary cells and gene introduction by various known methods, the patient can be infused. Of course, it may be stored for blood transfusion.

【0028】以下、実施例を示し、この発明の実施の形
態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明
は以下の例に限定されるものではなく、細部については
様々な態様が可能であることは言うまでもない。
Hereinafter, examples will be shown, and embodiments of the present invention will be described in more detail. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various aspects are possible in detail.

【0029】[0029]

【実施例】<実施例1>浮遊細胞用12穴プレート
(3.6cm2 SUMILON,MS−80120R)
に不織布担体4枚(NBS社製Fibra−Cel、ポ
リエステル製、直径6mm、厚さ0.7mmの円盤状)
を敷き、ウシ胎児血清10%含有RPMI1640培地
を用いてマウスストロマ細胞株ST2(理研細胞銀行R
CB224)を加え、液量3ml(接種濃度3.9×1
4cells/ml)、37℃、5%CO2の雰囲気下
で約1時間培養した。
<Example 1> 12-well plate for suspension cells (3.6 cm 2 SUMIRON, MS-80120R)
4 non-woven fabric carriers (Fibra-Cel, NBS, polyester, disc shape, diameter 6 mm, thickness 0.7 mm)
And a mouse stromal cell line ST2 (RIKEN Cell Bank R) using RPMI1640 medium containing 10% fetal bovine serum.
CB224), and the solution volume was 3 ml (inoculation concentration of 3.9 × 1).
( 4 cells / ml) at 37 ° C. in an atmosphere of 5% CO 2 for about 1 hour.

【0030】接着培養用12穴プレート(3.6cm2
SUMILON,MS−80120)のウェル底面に不
織布を敷かずに同様の条件でマウスストロマ細胞株ST
2を接種したものをコントロールとした。
12-well plate for adhesion culture (3.6 cm 2
(SUMILON, MS-80120) under the same conditions without laying a non-woven fabric on the bottom of the well.
2 was used as a control.

【0031】この後、各ウェルの上清を取り除き、マウ
ス(Balb/c、8〜12週齢、オス)の大腿骨およ
び脛骨の骨髄より取得した造血細胞懸濁液をハイドロコ
ーチゾン(1mM)、ウシ胎児血清(12.5%)、ウ
マ血清(12.5%)を含むMcCoy’s5A粉末培
地(GIBCO BRL)を用いて5×105cells
/mlの濃度で各ウェルに加え、液量3ml、33℃、
5%CO2雰囲気下で1週間培養した。
Thereafter, the supernatant of each well was removed, and a hematopoietic cell suspension obtained from the bone marrow of the femur and tibia of a mouse (Balb / c, 8 to 12 weeks old, male) was hydrocortisone (1 mM), 5 × 10 5 cells using McCoy's 5A powder medium (GIBCO BRL) containing fetal calf serum (12.5%) and horse serum (12.5%)
/ Ml at a concentration of 3 ml, at 33 ° C,
The cells were cultured under a 5% CO 2 atmosphere for one week.

【0032】培養液に含まれる浮遊細胞を回収し、トリ
パンブルー色素排除法により生存している造血細胞密度
を測定するとともに、メチルセルロース培地(ステムセ
ルテクノロジー社、Methocult GF M343
4)を用いたコロニーフォーミングユニットアッセイ法
により造血細胞中の前駆細胞(CFU−Mix)の割合
を測定した。
The suspended cells contained in the culture solution were collected, the density of surviving hematopoietic cells was measured by the trypan blue dye exclusion method, and a methylcellulose medium (Stem Cell Technology, Methocult GF M343) was used.
The proportion of progenitor cells (CFU-Mix) in the hematopoietic cells was measured by the colony forming unit assay using 4).

【0033】また、造血細胞密度に前駆細胞の割合をか
けることにより前駆細胞の密度を計算した。
Further, the density of the precursor cells was calculated by multiplying the density of the hematopoietic cells by the ratio of the precursor cells.

【0034】表1に培養前後の造血細胞密度および前駆
細胞(CFU−Mix)密度を示した。
Table 1 shows the density of hematopoietic cells and the density of precursor cells (CFU-Mix) before and after culture.

【0035】[0035]

【表1】 表1から、不織布を含まないコントロールでは、造血細
胞添加後7日間の培養によって造血細胞密度、前駆細胞
(CFU−Mix)密度ともに激減したが、不織布を含
む培養では造血細胞密度は少し減少するものの、前駆細
胞密度が約3倍になり、前駆細胞の増殖が確認された。
[Table 1] From Table 1, in the control containing no nonwoven fabric, the density of hematopoietic cells and the density of progenitor cells (CFU-Mix) were drastically reduced by culturing for 7 days after the addition of hematopoietic cells, but the density of hematopoietic cells was slightly reduced in the culture containing nonwoven fabric. As a result, the density of the progenitor cells increased about three times, and the proliferation of the progenitor cells was confirmed.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この発明に
よって、造血細胞群を培養する簡便で効果的な方法およ
び培養キットが提供される。また、この発明により、造
血細胞群から血液細胞を分化することが可能となる。さ
らに、この発明により少量の造血幹細胞から大量の造血
細胞群を培養できるようになることから、癌や白血病の
治療法としての応用も可能となる。
As described above, according to the present invention, a simple and effective method for culturing a group of hematopoietic cells and a culture kit are provided. Further, according to the present invention, blood cells can be differentiated from a hematopoietic cell group. Further, the present invention enables a large amount of hematopoietic cell group to be cultured from a small amount of hematopoietic stem cells, so that it can be applied as a method for treating cancer or leukemia.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 培地に布からなる支持体を設置し、スト
ロマ細胞を1×102〜4×105cells/mlの濃度で接
種、培養した後、造血細胞群を1×100〜1.8×1
6cells/mlの濃度で接種し、培養する造血細胞群の体
外培養方法。
[Claim 1] established a support consisting of fabric to the medium, inoculated stromal cells at a concentration of 1 × 10 2 ~4 × 10 5 cells / ml, were cultured, hematopoietic cell group 1 × 10 0 to 1 .8 × 1
0 6 cells / ml of inoculated at a concentration of hematopoietic cell population method of in vitro culture to culture.
【請求項2】 布が不織布である請求項1の造血細胞群
の体外培養方法。
2. The method according to claim 1, wherein the cloth is a non-woven fabric.
【請求項3】 培地に布からなる支持体を設置し、スト
ロマ細胞を1×102〜4×105cells/mlの濃度で接
種、培養した造血細胞群を体外培養するための造血細胞
群培養用キット。
3. A group of hematopoietic cells for in vitro culturing of a group of hematopoietic cells in which stromal cells have been inoculated and cultured at a concentration of 1 × 10 2 to 4 × 10 5 cells / ml by placing a cloth support on the medium. Culture kit.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかの方法によ
り培養された造血細胞群のいずれかの造血細胞から血液
細胞を分化させる血液細胞の製造方法。
4. A method for producing blood cells, wherein blood cells are differentiated from any one of the group of hematopoietic cells cultured by the method according to claim 1.
【請求項5】 請求項4の方法により製造される血液細
胞。
5. A blood cell produced by the method of claim 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007512012A (en) * 2003-11-28 2007-05-17 アレス トレーディング ソシエテ アノニム Method for recycling a solid support for culturing anchorage-dependent cells

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007512012A (en) * 2003-11-28 2007-05-17 アレス トレーディング ソシエテ アノニム Method for recycling a solid support for culturing anchorage-dependent cells
US8080419B2 (en) 2003-11-28 2011-12-20 Ares Trading S.A. Process for recycling solid supports for cultivation of anchorage-dependent cells

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