JP2005000034A

JP2005000034A - 全能性幹細胞培養用フィーダー

Info

Publication number: JP2005000034A
Application number: JP2003165315A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Miyabayashi; 朋之宮林; Seiji Sakano; 誠治坂野
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】マウス初代線維芽細胞やその分泌成分を用いずに全能性幹細胞を未分化な状態で培養させることのできるフィーダー及びそれを用いる全能性幹細胞の培養方法の提供。
【解決手段】ノッチリガンド蛋白質が固定化されたフィーダーを全能性幹細胞培養用フィーダーとして用いる。ノッチリガンド蛋白質には、デルタ１、デルタ２、デルタ３、ジャグド１、ジャグド２が用いられる。ノッチリガンド蛋白質は、ヒト由来細胞の細胞膜に遺伝子工学的にノッチリガンド蛋白質を発現させることにより固定することが望ましい。
全能性幹細胞をこのフィーダー上で培養すると未分化状態を維持したまま全能性幹細胞を培養することができる。
細胞培養、細胞移植、創薬、遺伝子治療等の分野で利用することができる。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全能性幹細胞の培養用フィーダーおよび該培養用フィーダーを用いた全能性幹細胞培養方法に関する。より詳細には、本発明は、マウス初代線維芽細胞およびマウス初代線維芽細胞由来成分非存在下での、未分化状態の全能性幹細胞培養用フィーダーおよび該培養用フィーダーを用いた全能性幹細胞の培養方法を提供するものである。本発明は、細胞培養、組織移植、創薬、および遺伝子治療の分野で応用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
外傷や病気、さらには加齢などによって傷害を受けた臓器・組織は再生を促進し、その機能を回復させる必要がある。特に、心臓・肝臓・腎臓・膵臓などの実質臓器は生命維持に必須であるためその機能低下・廃絶は死に直結することから、臓器移植により救命を図る移植医療が盛んに行われている。しかし、恒常的なドナー不足からその解決には新たなアプローチが必要になっている。
【０００３】
最近になり、胚、或いは成体に存在し、無制限に分裂して、ひとつ或いは複数の方向に分化する能力を有すると考えられる幹細胞を利用して組織・器官の作製を行い、欠損組織の補填を行う再生医療が、従来の臓器移植の欠点を凌駕する治療法として注目されている。
【０００４】
具体的には、幹細胞を増殖させた後、分化させ細胞移植に用いたり、人工支持組織の利用と併せ人工的な組織構築を行い、それを生体内へ移植したり人工臓器として利用したりすることなどが考えられている。幹細胞を細胞移植治療や組織工学に利用できれば、ドナーにおける移植片摘出後の組織欠損やドナー不足など、従来の自家移植を含む移植治療が抱える問題点を解決できると期待される。
【０００５】
幹細胞は、血管、神経、血液、軟骨、骨、肝臓、膵臓など数々の分野で同定されているが、そのなかでも特に全ての細胞型に分化する能力を有する全能性幹細胞は、上述の再生医療分野のほか、創薬、および遺伝子治療に用いるための細胞ならびに組織を容易に提供し得る細胞として特に注目されている。
【０００６】
全能性幹細胞の一例として、胚性幹（ＥｍｂｒｙｏｎｉｃＳｔｅｍ、以下ＥＳ）細胞や、胚性生殖（ＥｍｂｒｙｏｎｉｃＧｅｒｍ、以下ＥＧ）細胞が知られている。ＥＳ細胞は、マウスの胚盤胞期の内部細胞塊（ＩｎｎｅｒＣｅｌｌＭａｓｓ，ＩＣＭ）から分離された細胞株である（非特許文献１）。個体を構成する細胞は胚盤胞期の内部細胞塊（ＩｎｎｅｒＣｅｌｌＭａｓｓ，以下ＩＣＭ）あるいは原腸胚上層（ｅｐｉｂｌａｓｔ、以下エピブラスト）から派生した一次外胚葉に由来しており、ＩＣＭおよびエピブラストは全能性を持った幹細胞群であるといえる。ＥＳ細胞は各種個体形成組織への分化能を保持し、正常な胚とキメラ胚を形成させることにより、成体のあらゆる成熟細胞へと分化する能力を保有している。また、試験管内の分化誘導条件によっても、血液細胞、心筋細胞、血管内皮細胞、神経細胞、色素細胞、膵内分泌細胞など様々な細胞を生成させる能力をもっている（非特許文献２）。
【０００７】
ＥＧ細胞は始原生殖細胞をＬＩＦ（ＬｅｕｋｅｍｉａＩｎｈｉｂｉｔｏｒｙＦａｃｔｏｒ）とｂＦＧＦ（ｂａｓｉｃＦｉｂｒｏｂｌａｓｔＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒ）存在下で培養することにより樹立された細胞であり（非特許文献３）、ＥＳ細胞と同様に各種組織への分化能を有している。
【０００８】
最近になって、マウス以外でもＥＳ細胞株の樹立が報告され、マウスＥＳ細胞と同様多分化能を有していることが示されている（ウシＥＳ細胞：非特許文献４、豚ＥＳ細胞：非特許文献５、羊ＥＳ細胞：非特許文献６、ハムスターＥＳ細胞：非特許文献７、アカゲザルＥＳ細胞：非特許文献８、マーモセットＥＳ細胞：非特許文献９、ヒトＥＳ細胞：非特許文献１０、非特許文献１１）。
【０００９】
ＥＳ細胞の未分化を維持するには、通常マウス胎仔由来の初代線維芽細胞をフィーダー細胞として用いて共培養することが必要である。霊長類のＥＳ細胞株の未分化維持においても同様の方法が用いられている（非特許文献１２、非特許文献１３、非特許文献１４）。
【００１０】
しかし、マウス初代線維芽細胞の調製は煩雑である。即ち、妊娠マウスから１３．５から１５．５日の胚を取り出し、酵素処理によって胚体を分解し、ディッシュ上に得られた線維芽細胞を回収する。初代細胞であるため、品質管理は複雑で、ＧＭＰ適応レベルの管理は困難であり、ＥＳ細胞の未分化維持能も、用いる胚体により異なる可能性が考えられる。この煩雑な調製作業を経由しないＥＳ細胞培養方法として、マウス胚線維芽細胞のセルラインであるＳＴＯ細胞（ＡＴＣＣ５６−Ｘ）を用いる方法がある。しかし、ＳＴＯ細胞のＥＳ細胞未分化維持能は変化しやすく、ＥＳ細胞の安定的な培養にはマウス初代線維芽細胞の方が優れている。
【００１１】
また、ヒトＥＳ細胞に対してマウス由来の線維芽細胞を使用することは、異種間の培養であるため、内在性ウイルスの感染やさらに組換えによって新たな感染性ウイルスを生み出す危険性が指摘されている（非特許文献１５）。このような観点から米国食品衛生局（ＦＤＡ）では、異種移植に関して特段の注意を諮るように極めて重い規制案を提示しており、日本でも同様な条件で異種移植に関する規制制定に向かっている。したがって、医療用途でのヒトＥＳ細胞の利用を目的とした培養方法においては異種動物細胞間での接触をでき得る限り回避した培養方法の開発が安全性と製品開発コストの観点から望まれる。つまり、マウス由来細胞を用いる上記のＥＳ細胞未分化維持培養方法は、医療用途を目的としたＥＳ細胞の培養には適していない。マウス由来フィーダー細胞を用いない霊長類ＥＳ細胞の培養方法として、マウス初代線維芽細胞の分泌成分を培養培地中に加える方法が報告されている（特許文献１）。しかし、この場合においても培養中のＥＳ細胞がマウス細胞から分泌される未同定の因子に曝されることから、このような環境で培養されたＥＳ細胞は医療用途の使用には適していないうえに、内在性ウイルスの感染の危険性も残されている。従って、マウス初代線維芽細胞との共培養による欠点は完全に解消はされていない。
【００１２】
マウス由来フィーダー細胞並びにマウスフィーダー細胞由来分泌成分を用いないマウスＥＳ細胞の未分化維持培養方法として、ゼラチンをコートした培養皿を用いる培養方法が既に知られているが、この場合には、白血病抑制因子（ｌｅｕｋｅｍｉａｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙｆａｃｔｏｒ，ＬＩＦ）の培地への添加が必須である（非特許文献１６）。加えて、ＬＩＦの効果は極めて特定のマウス系統（１２９／ｓｖ系やＣ５７ＢＬ／６系）由来のＥＳ細胞に限定的である。特に霊長類のＥＳ細胞においては、培地中へのＬＩＦの添加のみでは未分化状態を維持することができないことが明らかにされている（非特許文献１７、非特許文献１８）。
【００１３】
従って、全能性幹細胞の医療用途ヘの使用を目的とした安全かつ簡便並びに低コストでの未分化状態を維持する培養方法は現時点では未確立である。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−１７１６３号公報
【非特許文献１】Ｅｖａｎｓら、Ｎａｔｕｒｅ，２９２，ｐ１５４，１９８１年
【非特許文献２】仲野徹、最新医学別冊−再生医学、ｐ８１−８９、２０００
【非特許文献３】Ｍａｔｓｕｉら、Ｃｅｌｌ，７０，ｐ８４１，１９９２年、Ｒｅｓｎｉｃら、Ｎａｔｕｒｅ，３５９，ｐ５５０，１９９２年
【非特許文献４】Ｓｃｈｅｌｌａｎｄｅｒら、Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ，３１，ｐ１５−１７，１９８９年
【非特許文献５】Ｓｔｒｏｊｅｋら、Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ，３３：ｐ９０１，１９９０年
【非特許文献６】Ｈａｎｄｙｓｉｄｅ、Ｒｏｕｘ’ｓＡｒｃｈ．Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１９６：ｐ１８５，１９８７年
【非特許文献７】Ｄｏｅｔｓｃｈｍａｎら，Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１２７，ｐ２２４，１９８８年
【非特許文献８】Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９２，ｐ７８４４，１９９５年
【非特許文献９】Ｔｈｏｍｓｏｎら、ＢｉｏｌｏｇｙｏｆＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，５５，ｐ２５４，１９９６年
【非特許文献１０】Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８２，Ｐ１１４５，１９９８年
【非特許文献１１】Ｒｅｕｂｉｎｏｆｆら、ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈ，１８，ｐ３９９，２０００年
【非特許文献１２】Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９２，ｐ７８４４，１９９５年
【非特許文献１３】Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８２，ｐ１１４５，１９９８年
【非特許文献１４】Ｒｅｕｂｉｎｏｆｆら、ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈ，１８，ｐ３９９，２０００年
【非特許文献１５】ｖａｎｄｅｒＬａａｎら、Ｎａｔｕｒｅ，４０７，ｐ９０，２０００年
【非特許文献１６】Ｓｍｉｔｈら、Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１２１，ｐ１，１９８７年
【非特許文献１７】Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９２，ｐ７８４４，１９９５年
【非特許文献１８】Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８２，ｐ１１４５，１９９８年
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、マウス由来フィーダー細胞、或いはその分泌成分を用いずに全能性幹細胞を未分化な状態で培養させ得る全能性幹細胞培養用フィーダー及びそれを用いて全能性幹細胞を培養する方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
ノッチ（Ｎｏｔｃｈ）はショウジョウバエで発見された神経細胞の分化制御に関わるリセプター型膜蛋白質であり、無脊椎動物、脊椎動物の分類を越えた広い動物種から見いだされている。このノッチリセプター蛋白質を活性化して細胞の分化を抑制するシグナルを伝達するリガンド分子としては、ショウジョウバエノッチのリガンド蛋白質としてショウジョウバエデルタ（Ｄｅｌｔａ）およびショウジョウバエセレイト（Ｓｅｒｒａｔｅ）の２つが見いだされており、リセプターのノッチと同様に広い動物種からノッチリガンドホモログが見いだされている（Ａｒｔａｖａｎｉｓ−Ｔｓａｋｏｎａｓｅｔａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ２８５，７７０−７７６，１９９９）。
【００１７】
ヒトノッチホモログは４種類の分子が報告され、ヒトノッチリガンド蛋白質に関しては５種類の分子が報告されている。詳細には、デルタ型リガンド蛋白質としてヒトデルタ１（国際公開公報ＷＯ９７／１９１７２およびＧｒａｙｅｔａｌ．，Ａｍ．Ｊ．Ｐａｔｈｏｌ．１５４，７８５−７９５，１９９９）、ヒトデルタ２（国際公開公報ＷＯ９８／５１７９９、Ｓｈｕｔｔｅｒｅｔａｌ．，ＧｅｎｅｓＤｅｖ．１４，１３１３−１３１８，２０００：本願明細書ではＤｌｌ４と命名、および国際公開公報ＷＯ９８／４５４３４：本出願ではＤｅｌｔａ−３と命名；本出願ではこれら分子をデルタ２とする）、ヒトデルタ３（日本公開特許公報平１１−２９９４９３及びＢｕｌｍａｎｅｔａｌ．，ＮａｔｕｒｅＧｅｎｅｔｉｃｓ２４，４３８−４４１，２０００）が、セレイト型リガンド蛋白質としてヒトジャグド１（国際公開公報ＷＯ９６／２７６１０、国際公開公報ＷＯ９７／１９１７２及びＯｄａｅｔａｌ．，Ｇｅｎｏｍｉｃｓ４３，３７６−３７９，１９９７）、ヒトジャグド２（国際公開公報ＷＯ９８／０２４５８及びＬｕｏｅｔａｌ．，Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．１７，６０５７−６０６７，１９９７）がこれまでに報告されている。
【００１８】
これらノッチリガンド分子について、特定の細胞において細胞の分化を抑制することが知られている。たとえば、ラットノッチリガンド蛋白質の一つラットジャグド１は筋肉未分化細胞株の分化抑制作用を有していることが示されている（Ｌｉｎｄｓｅｌｌｅｔａｌ．，Ｃｅｌｌ８０，９０９−９１７，１９９５）。また、血液細胞に関しては、これら５種のヒトノッチリガンド蛋白質が血液細胞の分化を抑制することが、国際公開公報ＷＯ９７／１９１７２、国際公開公報ＷＯ９８／０２４５８、国際公開公報ＷＯ９８／５１７９９、日本公開特許公報平１１−２９９４９３に示されている。
【００１９】
しかしながら、これまでノッチリガンド蛋白質の作用はごく限られた細胞でのみ明らかにされており、全能性幹細胞に対するノッチリガンド蛋白質の作用は全く知られていなかった。
本発明者らは、全能性幹細胞の未分化状態を維持して増殖させるフィーダーに関して、多方面から種々の検討を行った結果、固定化されたノッチリガンド蛋白質が、予想外にも優れた全能性幹細胞の増殖作用を有していることを初めて見出し、これらの知見に基づいて本研究を完成させた。
【００２０】
すなわち、本発明は、次のとおりの全能性幹細胞培養用フィーダー及びそれを用いる全能性幹細胞を未分化状態で維持する全能性幹細胞の培養方法に関する。
（１）ノッチリガンド蛋白質が、固定化された状態で全能性幹細胞と接触するようにしたことを特徴とした全能性幹細胞培養用フィーダー。
（２）ノッチリガンド蛋白質が、デルタ１、デルタ２、デルタ３．ジャグド１、ジャグド２のいずれかである前記（１）記載の全能性幹細胞培養用フィーダー。
（３）ノッチリガンド蛋白質が、任意の細胞の細胞膜に遺伝子工学的に発現させることにより固定化されている前記（１）または（２）記載の全能性幹細胞培養用フィーダー。
（４）任意の細胞が霊長類由来である前記（３）に記載の全能性幹細胞培養用フィーダー。
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の全能性幹細胞培養用フィーダーを用いて全能性幹細胞を培養し、その未分化状態を維持することよりなる全能性幹細胞の培養方法。
【００２１】
本発明は、全能性幹細胞を未分化な状態で増殖させ得る全能性幹細胞培養用フィーダー、および、それを用いた培養方法を提供する。本発明において霊長類とは分類学上サル目（Ｐｒｉｍａｔｅｓ）に含まれるすべての生物が含まれ、具体的にはヒト、カニクイザル、アフリカミドリザルなどが含まれる。従って本発明によって提供される培養用フィーダーおよびそれを用いた培養方法は、細胞移植用途で用いる細胞ソースとしての全能性幹細胞を産生するために適用され得る。霊長類由来の全能性幹細胞を利用することにより得られる多くの恩恵に加え、本発明によって提供されるフィーダーおよびそれを用いた培養方法は、１つ、もしくは多数の遺伝的な改変を有する全能性幹細胞を産生するために適用され得る。このような適用の例は、疾患について細胞ベースでのモデルの開発、ならびに遺伝病を処置するために移植について特異化された組織の開発を含むが、これに限定されない。
【００２２】
以下の用語は他で述べない限り、ここで提供されるように定義される。本明細書で使用される他の全ての用語は、他に述べない限り、その用語に関する特定の分野でのその語法に関して定義される。
【００２３】
幹細胞：幹細胞とは、特異化された機能を有する他の細胞型、即ち、最終的に分化した細胞、もしくは、より狭い範囲の細胞型に分化可能な他の幹細胞型に分化し得る細胞を指す。
【００２４】
全能性幹細胞：全能性幹細胞とは、多能性の細胞および完全に分化した細胞（すなわち、種々の細胞へと、もはや分化し得ない細胞）を含む任意の細胞型へと分化し得る細胞のことを言う。
【００２５】
多能性幹細胞：多能性幹細胞とは、必ずしも全ての型にならないけれども、異なる多数の細胞型のうちの１つへと分化し得る細胞をいう。多能性細胞の１つの例は、骨髄幹細胞であり、この細胞はリンパ球および赤血球のような種々の血液細胞型へと分化し得る。
【００２６】
胚性幹細胞：胚性幹細胞とは、幹細胞の中でも特に前着床段階の胚の、桑実胚または胚盤胞段階から得られた全能性の細胞をいい、ＥＳ細胞とも呼ばれる。また、胚性幹細胞には、精子あるいは卵子になると決まっている、胚または胎児（胎仔）の始原生殖細胞に由来する多能性の幹細胞のことをいう場合もある。ただし、この細胞は胚性生殖（ＥｍｂｒｙｏｎｉｃＧｅｒｍ、ＥＧ）細胞と呼ばれて胚性幹細胞と区別される場合もある。本明細書中で用いる胚性幹細胞は、いかなる動物種のものであってよく、例えばヒトを含む霊長類、霊長類以外の哺乳類、鳥類などの胚性幹細胞が挙げられる。
【００２７】
全能性：全能性とは、多能性の細胞および完全に分化した細胞（すなわち、種々の細胞へと、もはや分化し得ない細胞）を含む任意の細胞型へと分化し得る状態を言う。
【００２８】
多能性：多能性とは、必ずしも全ての型にはならないけれども、異なる多数の細胞型のうちの１つへと分化し得る状態をいう。
【００２９】
未分化：未分化とは、ある細胞集団が、１つまたは複数の、さらに分化が進んだ状態の細胞に分化し得る能力を有する細胞を含んでいる状態であることをいう。
【００３０】
フィーダー：本発明を記載する目的のために用いられるフィーダーとは、全能性幹細胞がその上にプレートされ、プレートされた全能性幹細胞の増殖の助けとなる環境を提供するものをいう。
【００３１】
フィーダー細胞：本発明を記載する目的のために用いられるフィーダー細胞とは、全能性幹細胞がその上にプレートされる非全能性幹細胞をいい、非全能性幹細胞は、プレートされた全能性幹細胞の増殖の助けとなる環境を提供する。
【００３２】
固定化：本明細書を記載するために用いられる固定化とは、ポリペプチドが、流動的、或いは非流動的に、任意の高分子物質、多孔質体、脂質２重相または細胞などに付着して、または埋め込まれた状態で存在している状態をいう。また、遺伝子工学的に細胞内、或いは細胞膜上にポリペプチドを発現させた状態も含まれる。
【００３３】
高分子物質：高分子物質とは、１種以上の繰り返し構成単位の単量体が１次元、２次元、３次元的に連なった分子量数百以上の物質のことをいう。
【００３４】
細胞由来成分：細胞から分泌される成分、内容物、および細胞膜成分など、細胞に由来する全ての成分をいう。
【００３５】
細胞培地：細胞培地とは、培養において全能性幹細胞の増殖を支持するために有効な、塩および栄養素の溶液をいう。
【００３６】
本発明は、全能性幹細胞を未分化の状態で、増殖および維持させ得るフィーダーおよびそれを用いた培養方法を提供する。本発明で提供するフィーダーならびにそれを用いた培養方法は、従来より簡便に、安全に、未分化の全能性幹細胞を増殖し、そして維持する。本明細書で提供されるフィーダー、およびそれを用いた培養方法を使用して、未分化な全能性幹細胞を増殖させる能力は、重要な治療適用を有する単一もしくは複数の遺伝的改変を有する全能性幹細胞系を産生する能力を含む重要な利益を提供する。
【００３７】
本発明のフィーダーは、ノッチリガンド蛋白質を活性成分として含有するものであれば如何なるものであってもよい。例えば、ノッチリガンド蛋白質を保持した高分子物質、または、ノッチリガンド蛋白質を遺伝子工学的にその表面に発現させた細胞などが挙げられるがこれらに限定されない。本発明のフィーダーの活性成分として含有されるノッチリガンド蛋白質は、デルタ１、デルタ２、デルタ３、ジャグド１、ジャグド２の５種類のなかの何れであっても良い。
【００３８】
ヒトノッチリガンド遺伝子の入手方法、発現ベクターの作製、発現細胞の作製、リコンビナント蛋白質の製造に関しては国際公開公報ＷＯ９７／１９１７２、国際公開公報ＷＯ９８／５１７９９、日本公開特許公報平１１−２９９４９３、国際公開公報ＷＯ９８／０２４５８に開示されており、これらの方法によって作製が可能である。また、これらを簡単にまとめたものを参考例として下記に示した。また他の生物種のノッチリガンド蛋白質に関しても同様な方法で作製が可能である。
【００３９】
本発明のフィーダーは、動物細胞培養用基礎培地である任意の哺乳類細胞培養基本培地とともに使用することができる。動物細胞基本培地の例としては、ダルベッコ改変イーグル培地：ＤＭＥＭ、ノックアウトＤＭＥＭ、グラスゴーＭＥＭ：ＧＭＥＭ、ＲＰＭＩ１６４０、ＩＭＤＭ（以上ＧＩＢＣＯ社製、米国）などが挙げられるがこれらに限定されない。１つの実施態様において、細胞培地はダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）である。さらにこれらの基礎培地に血清または血清代替物としての各種増殖因子を添加して用いることもできる。
【００４０】
血清は、幹細胞ならびに全能性幹細胞の増殖および生存性の維持に効果的である栄養素を供給する任意の血清、または、血清ベースの溶液であり得る。このような血清の例には、ウシ胎仔血清（ＦＣＳ）、ウシ血清（ＣＳ）、馬血清（ＨＳ）などがあり、また、血清代替物としては当業者に周知のもの、蛋白質、アミノ酸、脂質、ビタミンなどを単独で、或いは組み合わせて用いることが出来る。蛋白質としてはインスリン、トランスフェリン、アルブミン、ペプトン、ＦＧＦ（ＦｉｂｒｏｂｌａｓｔＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒ）、ＥＧＦ（ＥｐｉｔｈｅｒｉａｌＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒ）などが、アミノ酸としてはアルギニン、システイン、グルタミン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、セリン、スレオニン、トリプトファン、チロシン、バリンなどが、脂質としてはコレステロール、トリグリセリド、リポ蛋白質、リン脂質などが、ビタミンとしては、パントテン酸、コリン、葉酸、イノシトール、ニコチン酸アミド、リボフラビン、チアミン、ピリドキシンなどが例示されるがこれらに限定されない。１つの実施態様において、血清はウシ胎仔血清である。より特定の実施態様において、ウシ胎仔血清は約２５％と約１％との間の濃度で提供される。さらにより特定の実施態様において、細胞培地でのウシ胎仔血清濃度は１５％である。また、他の実施態様において、血清代替物はノックアウト血清リプレースメント：ＫＳＲ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製、米国）である。
【００４１】
細胞培地は、抗酸化剤（還元剤）（例えば、β‐ルカプトエタノール）も含む。ある好適な実施態様において、β‐メルカプトエタノールは、約０．１ｍＭの濃度を有する。他の抗酸化剤（例えば、モノチオグリセロール、もしくは、ジチオスレイトール（「ＤＴＴ」）の単独もしくは組み合わせ）が同様の効果のために使用され得る。さらに他の等価な物質は、細胞培養の分野の当業者に周知である。
【００４２】
本発明のフィーダーは、活性成分であるノッチリガンド蛋白質を任意の高分子物質に含有させて使用する。高分子物質とは、１種以上の繰り返し構成単位の単量体が１次元、２次元、３次元的に連なった分子量数百以上の物質のことをいう。高分子物質は、大きく天然高分子物質、半合成高分子物質、合成高分子物質の３つに分類することができ、本発明においていずれの高分子物質も使用することができる。例えば、天然高分子物質としては、マイカ（雲母）、アスベスト（石綿）、グラファイト（石墨）、ダイアモンド、でんぷん、セルロース、アルギン酸等に代表される糖類及びゼラチン、フィブロネクチン、フィブリノーゲン等に代表されるタンパク質等が挙げられる。半合成高分子物質としては、ガラス、硝酸セルロース、酢酸セルロース、塩酸ゴム、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。合成高分子物質としては、ポリホスホニトリルクロライド、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート及びヒドロキシエチルメタクリレートとジメチルアミノエチルメタクリレートの共重合体に代表されるような２種類以上の合成単量体からなる共重合体等が挙げられる。コーティング処理のし易さを考慮すると、有機高分子物質が好ましく、タンパク質や糖、並びに有機合成高分子物質がさらに好ましい。
【００４３】
本発明は全能性幹細胞を増殖するためのフィーダーおよび、それを用いた培養方法、さらに本発明のフィーダーを用いて増殖させた全能性幹細胞の培養物を提供する。
【００４４】
本発明のフィーダーを用いて培養される細胞には、以下に示す、公知の方法および材料を使用して入手し得る全ての全能性幹細胞が含まれる。
マウス全能性幹細胞：Ｅｖａｎｓら、Ｎａｔｕｒｅ，２９２，ｐ１５４，１９８１年、ウシＥＳ細胞：Ｓｃｈｅｌｌａｎｄｅｒら、Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ，３１，ｐ１５−１７，１９８９年、豚ＥＳ細胞：Ｓｔｒｏｊｅｋら、Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ，３３：ｐ９０１，１９９０年、羊ＥＳ細胞：Ｈａｎｄｙｓｉｄｅ、Ｒｏｕｘ’ｓＡｒｃｈ．Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１９６：ｐ１８５，１９８７年、ハムスターＥＳ細胞：Ｄｏｅｔｓｃｈｍａｎら，Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１２７、ｐ２２４，１９８８年、サルＥＳ細胞：Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９２，ｐ７８４４，１９９５年、ヒトＥＳ細胞：Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８２，ｐ１１４５，１９９８年、Ｒｅｕｂｉｎｏｆｆら、ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈ，１８，ｐ３９９，２０００年。
【００４５】
本発明のフィーダーを使用して全能性幹細胞の単離が可能であり、また、一旦単離された全能性幹細胞を、本発明のフィーダー細胞を用いて未分化な状態で培養し得る。
本発明のフィーダーを用いて培養した全能性幹細胞の未分化程度は細胞膜状に存在するアルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）活性を測定することにより確認することができる。未分化な全能性幹細胞ではＡＬＰの活性が維持され、分化すると減少することが知られている（Ｗｉｌｌｉａｍｓら、Ｎａｔｕｒｅ、３３６、ｐｐ６８４、１９８８年、Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８２，ｐ１１４５，１９９８年）。不溶性基質を用いた染色法、あるいは水溶性基質を用いた分光学的測定法などによりアルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）活性を検出する方法が挙げられる。
【００４６】
一つの実施態様において、分光学的測定法によりＡＬＰ活性を定量することができる。培養ディッシュ上の細胞にパラニトロフェニルホスフェイト（ｐＮＰＰ）のアルカリ性溶液を添加する。細胞膜状に存在するＡＬＰによってｐＮＰＰが加水分解され、パラニトロフェノールが生じる。生成した溶液の４０５ｎｍの吸光度を測定することによって、アルカリホスファターゼ活性を定量することができる。実施例５に記載の方法により、本発明のフィーダー上に培養した全能性幹細胞のＡＬＰ活性を測定すると、フィーダーを用いずに培養したコントロールの全能性幹細胞にくらべ有意に高いＡＬＰ活性を有していることが示される。即ち本発明のフィーダーが、全能性幹細胞の未分化状態を維持して増殖させ得ることが確認される。
【００４７】
他の実施態様において、ＡＬＰ染色法によりＡＬＰ活性を検出することもできる。培養ディッシュ上の細胞に、基質としてリン酸エステルとジアゾニウム塩を含む反応溶液を添加する。細胞膜状に存在するアルカリホスファターゼによりリン酸エステルが加水分解され、次いでジアゾニウム塩とカップリング反応することによりアゾ色素が生じ、ＡＬＰ活性部位に色素が沈殿する。染色されたコロニー数を計測することにより細胞のＡＬＰ活性を定量化することが可能となり、即ち細胞の未分化度合いを定量することができる。
【００４８】
また、全能性幹細胞の未分化程度はＯｃｔ−３／４遺伝子の発現量を測定することによって確認することができる。Ｏｃｔ−３／４遺伝子はＰＯＵファミリーに属する転写因子で、全能性幹細胞、胚性癌細胞（ＥＣ細胞）で、未分化状態特異的に発現し（Ｏｋａｍｏｔｏら、Ｃｅｌｌ，６０，ｐ４６１，１９９０年）、胚発生においても未分化細胞系譜においてのみ発現し（Ｓｃｈｏｌｅｒ、ＴｒｅｎｄＧｅｎｅｔ，７，ｐ３２３，１９９１年）、さらに、Ｏｃｔ−３／４遺伝子破壊マウスのホモ個体は胚盤胞期で発生を停止することから未分化状態維持に重要な機能を有していることが明らかにされている（Ｎｉｃｈｏｌｓら、Ｃｅｌｌ，９５，ｐ３７９，１９９８年）。
【００４９】
また、一方、Ｏｃｔ−３／４遺伝子の過剰発現は全能性幹細胞の分化を促進することが最近明らかにされ（Ｎｉｗａら、Ｎａｔ．Ｇｅｎｅｔ．２４、ｐ３７２、２０００年）、Ｏｃｔ−３／４の発現量をある一定の範囲に保つことが未分化状態の維持に重要である。Ｏｃｔ−３／４遺伝子の発現量を測定する一つの実施態様としては定量的ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）法を用いることができる。一つの実施態様においてはリアルタイムＰＣＲ法が用いられ、幅広いダイナミックレンジをもち、簡便で信頼性のある定量測定が可能である。リアルタイムＰＣＲ技術には、ＡＢＩＰＲＩＳＭ７７００^ＴＭ（ＡｐｐｌｉｅｄＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）を使用したＴａｑＭａｎプローブを用いる方法や、ＬｉｇｈｔＣｙｃｌｅｒ^ＴＭ（ロシュ・ダイアグノスティック）を用いた方法がある。特に後者の場合はＰＣＲの温度サイクルが数十分で終了する高速反応サイクルのもとで、サイクルごとに合成されるＤＮＡの増幅量変化をリアルタイムに検出できる。リアルタイムＰＣＲ法のＤＮＡ検出法としては、ＤＮＡ結合色素（インターカレーター）、ハイブリダイゼーション・プローブ（キッシングプローブ）、ＴａｑＭａｎプローブおよびＳｕｎｒｉｓｅユニプライマー（モレキュラー・ビーコン）を利用する４種類の方法がある。
【００５０】
また、ＤＮＡ結合色素、例えばＳＹＢＲＧｒｅｅｎＩを利用してＯｃｔ−３／４遺伝子の発現量を解析することができる。ＳＹＢＲＧｒｅｅｎＩはＤＮＡの二本鎖特異的に結合色素であり、二本鎖に結合することで本来の蛍光強度が増強される。ＰＣＲ反応時にＳＹＢＲＧｒｅｅｎＩを加え、伸張反応の各サイクルの終わりに蛍光強度を測定すれば、ＰＣＲ産物の増加が検出できる。Ｏｃｔ−３／４遺伝子を検出するには通常のＰＣＲと同様にＯｃｔ−３／４遺伝子の配列をもとに、市販の遺伝子解析ソフトウェアなどを用いてプライマーを設計する。ＳＹＢＲＧｒｅｅｎＩは非特異的産物も検出してしまうため最適なプライマーの設定が必要となる。設計基準としては、オリゴマーの長さ、配列の塩基組成、ＧＣ含量、およびＴｍ値などに留意が必要である。
【００５１】
多くの場合、定量ＰＣＲにおいて明らかにすることを目的とするのは、サンプル一定量当たりの目的ＤＮＡ量である。このためには最初に反応系に加えたサンプル量の評価が必要である。この場合サンプル量を反映するような内部標準となる別のＤＮＡを目的ＤＮＡとは別に測定し、最初に反応系に加えたサンプル量を補正することができる。サンプル量を補正する目的で用いる内部標準には、通常、組織によって発現量に差がないと考えられているハウスキーピング遺伝子を用いることができる。例えば、解糖系の主要酵素であるグリセロアルデヒドリン酸脱水素酵素（ＧＡＰＤＨ）、細胞骨格の構成成分であるβアクチンまたはγアクチン、リボゾームの構成蛋白質である、などの遺伝子が挙げられる。
【００５２】
Ｏｃｔ−３／４遺伝子の発現レベルは、本発明の全能性幹細胞培養用フィーダーを用いて培養された細胞について決定することができる。フィーダーを用いずに培養した、即ち、全能性幹細胞から分化誘導されたコントロール細胞のＯｃｔ−３／４遺伝子発現量にくらべ、有意にＯｃｔ−３／４遺伝子の発現量を維持させることができる活性を有するフィーダーが、全能性幹細胞の未分化を維持する全能性幹細胞培養用フィーダーであるとみなされる。
【００５３】
最適化された全能性幹細胞の未分化維持培養用フィーダーをスクリーニングするさらに他の方法として、ステージ特異的胚抗原（ＳｔａｇｅＳｐｅｃｉｆｉｃＥｍｂｒｙｏｎｉｃＡｎｔｉｇｅｎ）（以後ＳＳＥＡと記載）−１、ＳＳＥＡ−３、ＳＳＥＡ−４などの未分化な細胞に特異的に発現する抗原の検出方法が挙げられる（Ｓｍｉｔｈら、Ｎａｔｕｒｅ、３３６，ｐ６８８，１９８８年、Ｓｏｌｔｅｒら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．Ｕ．Ｓ．Ａ，７５，ｐ５５６５，１９７８年、Ｋａｎｎａｇｉら、ＥＭＢＯＪ．２，ｐ２３５５，１９８３年）。
【００５４】
一つの実施態様において、ＳＳＥＡ−１などの表面抗原は、同抗原を認識する特異的抗体（一次抗体）とインキュベートし、さらに蛍光標識のようなレポーターと結合した第二の抗体（二次抗体）とインキュベートすることにより、標識することができる。この操作により目的の抗原を発現する細胞が、蛍光性になる。次いで、標識された細胞を標準的な方法、例えばフローサイトメーターを用いて、計数、さらには分取され得る。次いで、標識および非標識細胞の数は、目的とする培養用フィーダーの効果を決定するために比較され得る。
【００５５】
あるいは、非標識細胞表面マーカー抗体に曝露された後、ＥＬＩＳＡ（酵素結合免疫吸着アッセイ）形式において、その細胞は、抗細胞表面抗原抗体（例えば抗ＳＳＥＡ−１抗体）に対して特異的な第二の抗体に曝露され得、そこから、所望の表面抗原を発現する細胞の数が、比色定量的に、または蛍光を測定することにより定量され得る。表面抗原を発現する細胞を定量するさらに他の方法も、細胞培養の当業者に周知である。
【００５６】
本発明によって提供される、全能性幹細胞の増殖に対する改善されたフィーダーおよび培養方法は、全能性幹細胞が有用であるすべての技術に対して適用することができる。
【００５７】
本発明のフィーダーおよびそれを用いた培養方法により産生される細胞は、分化させ、細胞移植に用いたり、人工支持組織の利用と供せ人工的な組織構築に使用され、生体内へ移植したり人工臓器として利用されうる。全能性幹細胞の細胞移植治療や組織工学への利用は、ドナーにおける移植片摘出後の組織欠損やドナー不足など、従来の自家移植を含む移植治療が抱える問題点を解決できる。
【００５８】
本発明のフィーダーおよびそれを用いた培養方法により得られた、非改変および改変された全能性細胞の培養物は、全能性幹細胞のモニタリングまたは幹細胞収集を改良する物質についてスクーリングするために使用される。例えば、推定の全能性細胞分化誘導物質は、上記の方法を用いて増殖させた細胞培養物へ添加され得る。推定の全能性細胞分化誘導物質を欠損した対照細胞培養物と比較して、三胚葉系列への分化を誘導し得る物質は、全能性幹細胞分化誘導因子として同定される。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下の参考例、実施例は、本発明の特定の局面を例示し、そして本発明を実施する当業者を補助するために提供される。これらの実施例は、いかなる様式においても、決して本発明の範囲を制限するものではない。
【００６０】
【参考例】
各種ヒトノッチリガンド蛋白質発現細胞の作製
ヒトノッチリガンド蛋白質のｃＤＮＡ並びに全長発現ベクターの作製、安定発現細胞株の作製に関し、ヒトデルタ１は国際公開公報ＷＯ９７／１９１７２に記述の方法に従い、ヒトデルタ２はＷＯ９８／５１７９９に記述の方法に従い、ヒトデルタ３は日本公開特許公報平１１−２９９４９３に従い、ヒトジャグド１は国際公開公報ＷＯ９７／１９１７２に記述の方法に従い、ヒトジャグド２は国際公開公報ＷＯ９８／０２４５８に従い、各々行った。
各ノッチリガンド蛋白質のｃＤＮＡの入手はこれらを参考にして、ｃＤＮＡライブラリーより分離することも可能であるが、各々の公報に示してある国際寄託された菌より得ることができる。
【００６１】
上記の公報に記載されている方法に従い、ネオマイシン耐性遺伝子を共発現する発現ベクターにつなぎ込み、各種ノッチリガンド蛋白質全長発現ベクターを作製した。尚、これらベクター作製時には、上記公報に示されたように全長ノッチリガンド蛋白質のカルボキシ末端ＦＬＡＧ配列を挿入してあり、目的のノッチリガンド蛋白質の発現を抗ＦＬＡＧ抗体によるウェスタンブロットにて確認することができる。これら発現ベクターをマウスＢａｌｂ３Ｔ３細胞にエレクトロポレーション法にて遺伝子導入し、ネオマイシン（Ｇ４１８、インビトロジェン社）を２００μｇ／ｍｌとなるように添加し、限外希釈法にてクローンを選別した。
これら各々のクローンの破砕液を抗ＦＡＬＧ抗体でウェスタンブロットし、目的の各種ノッチリガンド蛋白質発現細胞を樹立した。
【００６２】
【実施例１】
ＥＳ細胞培地の作製
ＥＳ細胞を増殖させる目的で、Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓＭｏｄｉｆｉｅｄＥａｇｌｅＭｅｄｉｕｍ（以下ＤＭＥＭ）（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製Ｃａｔ．Ｎｏ．１１９９５）に、以下に示す最終濃度で因子を添加してＥＳ細胞培地を調製した：１５％ウシ胎仔血清（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、０．１ｍＭ β−メルカプトエタノール（ＳＩＧＭＡ社製）、１×非必須アミノ酸ストック（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製Ｃａｔ．Ｎｏ．１１１４０−０５０）、２ｍＭＬ−Ｇ１ｕｔａｍｉｎｅ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製Ｃａｔ．Ｎｏ．２５０３０−０８１）、１０^３ｕｎｉｔｓ／ｍｌＥＳＧＲＯ（ＣＨＥＭＩＣＯＮＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＩｎｃ．社製）。ただし、ＥＳＧＲＯはマウスＬＩＦを有効成分として含有する。ＥＳ細胞分化抑制アッセイ用の培地として、上記のＥＳ細胞培地からＥＳＧＲＯを除いたアッセイ培地を作製した。
【００６３】
【実施例２】
全能性幹細胞の培養
直径６ｃｍの細胞培養用ディッシュに、蒸留水に０．１％の濃度でＧｅｌａｔｉｎ（ＳＩＧＭＡ社製ＴｙｐｅＡ：ｆｒｏｍｐｏｒｃｉｎＥＳｋｉｎ、Ｇ２５００）を溶解し、滅菌した０．１％ゼラチン水溶液５ｍｌを添加し、３７℃で３０分以上静置した。ゼラチン水溶液を除いて、マイトマイシンＣ（協和発酵社製）処理したマウス胚性初代培養細胞（ライフテックオリエンタル社製Ｃａｔ．Ｎｏ．ＹＥ９２８４４００）２×１０^６個を播種し、１０％ウシ胎児血清（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）を含むＤＭＥＭ５ｍｌで、３７℃、５％ＣＯ_２インキュベーター（タバイエスペック社製）で５時間以上培養した。マウス全能性幹細胞株Ｄ３ＥＳ細胞（ＲｏｌｆＫｅｍｌｅｒ、ＭａｘＰｌａｎｃｋＩｎｓｔｉｔｕｔｆｕｒＩｍｍｕｎｂｉｏｌｏｇｉｅ、Ｓｔｕｈｅｗｅｇ５１、Ｄ−７９１０８Ｆｒｅｉｂｕｒｇ、Ｇｅｒｍａｎｙ、より入手可能）を、直径６ｃｍ繊維芽細胞フィーダー層上に播種し、５ｍｌのＥＳ培地で、３７℃、５％ＣＯ_２インキュベーターで２日間培養して増殖させた。
【００６４】
【実施例３】
ノッチリガンド蛋白質発現Ｂａｌｂ−３Ｔ３細胞の培養
参考例で作製した、ノッチリガンド蛋白質、即ち、ヒトデルタ１、ヒトデルタ２、ヒトジャグド１、ヒトジャグド２をそれぞれ発現するＢａｌｂ−３Ｔ３細胞（ＡＴＣＣＮｕｍｂｅｒＣＣＬ−１６３）を、１０％ウシ胎仔血清（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、１０ぺニシリン、５０μｇ／ｍｌストレプトマイシンを含むＤＭＥＭ１０ｍｌに懸濁して、直径１０ｃｍの細胞培養用ディッシュに播種し、３７℃、５％ＣＯ_２インキュベーターで培養した。
【００６５】
【実施例４】
ＥＳ細胞分化抑制アッセイ
実施例３で培養した、ノッチリガンド蛋白質を発現するＢａｌｂ−３Ｔ３細胞をＰＢＳ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）で洗浄した。０．１％トリプシン溶液（コスモバイオ）を加え、３７℃で５分間インキュベートし、細胞をディッシュから遊離させた。５ｍｌのＤＭＥＭ（１０％ＦＣＳ含有）を添加し、小径ピペットを使用して細胞を分散させ、１５ｍｌの滅菌チューブに移し、卓上遠心機（トミー精工）で８００ｒｐｍ、約５分間遠心してペレット化した。上清を除き、細胞を５ｍｌの新鮮なＤＭＥＭに再懸濁し、血球計算盤を用いて細胞数を計測した。２４ｗｅｌｌマルチウェルプレート（ＦＡＬＣＯＮ社製、カタログ番号３０４７）に、５×１０^４ｃｅｌｌｓ／ｗｅｌｌとなるように細胞を播種し、３７℃、５％ＣＯ_２インキュベーターで一晩培養した。
【００６６】
実施例２で培養したＤ３ＥＳ細胞をＰＢＳで２回洗浄した。０．２５％トリプシン溶液（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）を加え、３７℃で５分間インキュベートし、未分化のＤ３ＥＳ細胞のコロニーをフィーダーから脱離させる。５ｍｌのＥＳ細胞培地を添加し、小径ピペットを使用して細胞コロニーを分散させ、１５ｍｌの滅菌チューブに移し、卓上遠心機（トミー精工）で８００ｒｐｍ、約５分間遠心してペレット化した。上清を除き、細胞を５ｍｌの新鮮なＥＳ細胞培地に再懸濁し、０．１％のゼラチン水溶液で予めコートした直径１０ｃｍの細胞培養用ディッシュに播種し、３７℃で２０分間インキュベートした。２０分後、浮遊細胞を含む培地をピペットで回収し、１５ｍｌの滅菌チューブに移し、卓上遠心機で８００ｒｐｍ、約５分間遠心してペレット化した後、上清を除き、５ｍｌのＥＳ細胞アッセイ培地に再懸濁する。血球計算盤をもちいて細胞数を測定後、２×１０^３ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるようにＥＳ細胞アッセイ培地で調製し、前日に、５×１０^４ｃｅｌｌｓ／ｗｅｌｌのノッチリガンド蛋白質発現Ｂａｌｂ−３Ｔ３細胞を播種した２４ｗｅｌｌマルチウェルプレートに、１ウェルあたり５００μｌずつ分注し、３７℃、５％ＣＯ_２インキュベーターで４日〜７日間培養した。
【００６７】
【実施例５】
アルカリホスファターゼ定量
ＥＳ細胞のアルカリホスファターゼ活性を、ｐ−ＮＩＴＲＯＰＨＥＮＹＬＰＨＯＳＰＨＡＴＥＳＯＬＵＴＩＯＮ（ＭＯＳＳＩｎｃ．社製、ＰＲＯＤＵＣＴＮＯ．ＮＰＰＤ−１０００、米国、またはＳＩＧＭＡ社製Ａ−３４６９、米国）（以下、ｐ−ＮＰＰ）を用いて定量した。実施例４に記載の方法で７日間培養したＥＳ細胞の各ウェルから培地を吸引除去し、その細胞を５００μｌのＰＢＳで１回洗浄後、ｐ−ＮＰＰ２００μｌを各ウェルに加え、室温で１０分間静置した。各ウェルに２５μｌの８Ｍ水酸化ナトリウム溶液を添加し、反応を停止させた。各ウェルから１００μｌの反応液をとり、９６ｗｅｌｌマイクロテストＩＩＩプレート（ＦＡＬＣＯＮ社製、カタログ番号３０７２）に移し、溶液の４０５ｎｍの吸光度（Ｏ．Ｄ．４０５）と６９０ｎｍの吸光度（Ｏ．Ｄ．６９０）を吸光度計（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＤｅｖｉｃｅｓ社製、型式：ＳＰＥＣＴＲＡＭＡＸ１９０）により測定し、Ｏ．Ｄ．４０５−Ｏ．Ｄ．６９０で算出される値をアルカリホスファターゼ活性とした。定量結果を図１に示した。ノッチリガンドを発現するＢａｌｂ−３Ｔ３細胞をフィーダーとして培養したＤ３ＥＳ細胞のアルカリホスファターゼ活性は、コントロールのネオマイシン耐性遺伝子を発現するＢａｌ−３Ｔ３細胞をフィーダーとして培養したＤ３ＥＳ細胞に比べ、有意に高い活性を示した。即ち、本発明のノッチリガンド蛋白質発現フィーダーは、未分化なＥＳ細胞の培養を支持した。
【００６８】
【実施例６】
ノッチリガンド蛋白質発現ＣＯＳ細胞の作製
アフリカミドリザル由来であるＣＯＳ７細胞（ＲＩＫＥＮＣｅｌｌＢａｎｋ：ＲＢＣ０５３９）を、１×１０^５ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるようにＤＭＥＭに懸濁し、１ｗｅｌｌあたり１００μｌとなるように９６ｗｅｌｌマイクロテストＩＩＩプレートに播種して、３７℃、５％ＣＯ_２インキュベーターで１２時間〜２４時間培養した。次に、ＬｉｐｏｆｅｃｔＡＭＩＮＥ２０００（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製、米国）を用いて、添付のプロトコールに従って、ノッチリガンド全長発現ベクターをＣＯＳ７細胞に導入した。
【００６９】
即ち、参考例に従って作製したヒトジャグド１発現ベクター：ｐＭＫＩＴＪａｇｇｅｄ１ＦＬＡＧ並びにコントロールであるネオマイシン耐性遺伝子発現ベクター：ｐＭＫＩＴ−ｎｅｏ、それぞれ１ウェルあたり２００ｎｇをＣＯＳ７細胞にトランスフェクションし、３７℃、５％ＣＯ_２インキュベーターで１２時間〜２４時間培養した。
【００７０】
次に、Ｄ３ＥＳ細胞を上述のフィーダー上に重層した。即ち、実施例２で培養したＤ３ＥＳ細胞をＰＢＳで２回洗浄した。０．２５％トリプシン溶液（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）を加え、３７℃で５分間インキュベートし、未分化のＤ３ＥＳ細胞のコロニーをフィーダーから脱離させた。５ｍｌのＥＳ細胞培地を添加し、小径ピペットを使用して細胞コロニーを分散させ、１５ｍｌの滅菌チューブに移し、卓上遠心機（トミー精工）で８００ｒｐｍ、約５分間遠心してペレット化した。上清を除き、細胞を５ｍｌの新鮮なＥＳ細胞アッセイ培地に再懸濁し、細胞数を計測した後、３．１６×１０^４個／ｍｌとなるようにＥＳ細胞アッセイ培地で希釈した。ジャグド１遺伝子（Ｊａｇｇｅｄ１）、またはネオマイシン耐性遺伝子（ｎｅｏ）を導入したＣＯＳ細胞から、培地を除去し、次いで上記のＥＳ細胞懸濁液を１ウェル当たり１００μｌ添加し、３７℃、５％ＣＯ_２インキュベーターで７日間培養した。
【００７１】
実施例５に記載の方法に従ってアルカリホスファターゼ活性を測定した結果を図２に示した。ヒトＪａｇｇｅｄ１遺伝子を導入したＣＯＳ７細胞上で培養したＤ３ＥＳ細胞は、コントロールであるネオマイシン耐性遺伝子を導入したＣＯＳ７細胞上で培養したＤ３ＥＳ細胞に比べ、有意に高いアルカリホスファターゼ活性を有していた。即ち、ノッチリガンド蛋白質を発現させたＣＯＳ７細胞は、ＥＳ細胞の培養を支持することが示された。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例５のＥＳ細胞のアルカリホスファターゼ活性を示す。
【図２】実施例６のヒトジャグト１発現ＣＯＳ７細胞上のＥＳ細胞のアルカリホスファターゼ活性を示す。

Claims

ノッチリガンド蛋白質が、固定化された状態で全能性幹細胞と接触するようにしたことを特徴とした全能性幹細胞培養用フィーダー。
ノッチリガンド蛋白質が、デルタ１、デルタ２、デルタ３、ジャグド１、ジャグド２のいずれかである請求項１記載の全能性幹細胞培養用フィーダー。
ノッチリガンド蛋白質が、任意の細胞の細胞膜に遺伝子工学的に発現させることにより固定化されている請求項１または２に記載の全能性幹細胞培養用フィーダー。
任意の細胞が霊長類由来細胞である請求項３に記載の全能性幹細胞培養用フィーダー。
請求項１〜４のいずれかに記載の全能性幹細胞培養用フィーダーを用いて全能性幹細胞を培養し、その未分化状態を維持することを特徴とする全能性幹細胞の培養方法。