JP2007061026A - Specific induction of stem cell and cell obtained thereby - Google Patents

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Ayako Sedohara
綾子 後原
Makoto Asajima
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prepare various differentiated materials such as a differentiated cell and a differentiated tissue from a stem cell as one likes and develop a technique for preparing a blood island (hematopoietic stem cell) from an undifferentiated cell. <P>SOLUTION: The method for preparing the hematopoietic stem cell comprises (A) a step for providing an undifferentiated cell, (B) a step for dissociating the undifferentiated cell and (C) a step for culturing the undifferentiated cell after dissociation in a culture medium containing activin for a time enough for differentiating into the hematopoietic stem cell. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、幹細胞の分化誘導に関する。   The present invention relates to induction of stem cell differentiation.

再生医学(再生医療)による疾患治療が最近注目を浴びている。しかし、これを臓器ないし組織機能不全を呈する多くの患者に対して日常的に適応するまでには至っていない。現在まで、そのような患者の治療として、臓器移植のほか、医療機器での補助システムの利用がごく限られた患者に適応されているにすぎない。しかし、これらの治療法には、ドナー不足、拒絶、感染、耐用年数などの問題がある。特に、ドナー不足は深刻な問題であり、骨髄移植の場合、国内外で骨髄ないし臍帯血バンクが次第に充実してきたといっても、限られたサンプルを多くの患者に提供することが困難である。従って、これらの問題を克服するために幹細胞治療とその応用を中心とした再生医学に対する期待がますます高まっている。   Disease treatment by regenerative medicine (regenerative medicine) has recently attracted attention. However, it has not yet been routinely applied to many patients with organ or tissue dysfunction. To date, treatment of such patients has been only applied to patients with limited use of assistive systems in medical devices in addition to organ transplantation. However, these therapies have problems such as donor shortage, rejection, infection, and service life. In particular, the shortage of donors is a serious problem, and in the case of bone marrow transplantation, it is difficult to provide a limited sample to many patients even though the bone marrow or cord blood bank is gradually enriched in Japan and overseas. Therefore, in order to overcome these problems, there is an increasing expectation for regenerative medicine centered on stem cell therapy and its application.

造血幹細胞の増幅および分化は、再生医療において重要課題のひとつであり、幹細胞を理解すること、およびその機構を理解した上での疾患の処置において非常に重要な役割を果たすと考えられており、近年その研究が進んでいる。   Amplification and differentiation of hematopoietic stem cells is one of the important issues in regenerative medicine, and is considered to play a very important role in understanding the stem cells and treating the disease with an understanding of the mechanism, The research is progressing in recent years.

したがって、幹細胞(特に、造血幹細胞)の分化を調節する因子の同定は、いまだに研究が進んでおらず、当業者が待ち焦がれている解決されていない課題のひとつである。   Therefore, the identification of factors that regulate the differentiation of stem cells (particularly hematopoietic stem cells) is one of the unsolved issues that have not been studied and are awaited by those skilled in the art.

再生医学においては、器官・臓器の再構築が最重要となる。この場合、大きく分けて生体外で器官を構築し人工器官として用いる方法と、生体内で器官を再構築させる方法とがある。いったん幹細胞が得られたとしても、制御された再生方法が利用可能でない限り、その応用方法は制限される。   In regenerative medicine, organ reconstruction is the most important. In this case, there are a method of roughly constructing an organ in vitro and using it as an artificial organ, and a method of reconstructing an organ in vivo. Once stem cells are obtained, their application is limited unless a controlled regeneration method is available.

一方、幹細胞に遺伝子を導入し、その幹細胞を移植することによって遺伝子治療を行う試みが始まっている。例えば、X連鎖性重症複合免疫不全症の患者にIL−2受容体γ鎖を導入した幹細胞(CD34陽性骨髄細胞)を移植することによって臨床症状が改善することが報告されている(非特許文献1=Cavazzana−Calvo,M.et al.Science,288:669−672,2000)。しかし、幹細胞に遺伝子を導入すると、種々の有害作用が出ることが考えられることから、利用可能な造血幹細胞などを作製することができない。   On the other hand, attempts have been made to perform gene therapy by introducing genes into stem cells and transplanting the stem cells. For example, it has been reported that clinical symptoms are improved by transplanting a stem cell (CD34 positive bone marrow cell) into which an IL-2 receptor γ chain has been introduced into a patient with X-linked severe combined immunodeficiency (non-patent document). 1 = Cavazzana-Calvo, M. et al. Science, 288: 669-672, 2000). However, when a gene is introduced into a stem cell, various harmful effects are considered to occur, so that usable hematopoietic stem cells cannot be produced.

幹細胞の分化を調節する機構として種々のタンパク質が重要な役割を果たす。例えば、幹細胞因子(stem cell factorまたはsteel factor;SCFともいう)、トロンボポイエチン(TPO)、インターロイキン(IL)−3、IL−6、IL−11、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)などの他のサイトカインが、造血幹細胞分化では注目されている因子である。   Various proteins play an important role as a mechanism for regulating stem cell differentiation. For example, stem cell factor (steel cell factor or steel factor; also referred to as SCF), thrombopoietin (TPO), interleukin (IL) -3, IL-6, IL-11, granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) Other cytokines such as are factors attracting attention in hematopoietic stem cell differentiation.

アフリカツメガエルは、発生が早く結果の判定が容易であること、採卵が容易であること、発生の過程が体の外で観察できること、遺伝子の機能解析が容易であることなどの利点から、初期発生の研究において重要な役割を担ってきた。これまでに、アフリカツメガエルの未分化な細胞から、心臓や膵臓、眼や腎臓などの種々の器官を作るための方法が開発されている。   Xenopus laevis is early in development because of its advantages such as early development, easy judgment of results, easy egg collection, observation of the development process outside the body, and easy analysis of gene functions. Has played an important role in research. So far, methods have been developed for producing various organs such as heart, pancreas, eye and kidney from Xenopus undifferentiated cells.

しかしながら、これまで未分化な細胞から血島(造血幹細胞)を誘導する技術がなかった。このような技術が存在しないことは、脊椎動物の初期発生における血液形成の研究が未だ初歩的段階にある原因となっているだけでなく、ヒトの貧血や血球の異常亢進、白血病などの血液疾患の詳細な研究や、その治療法や治療薬を開発するうえでの重大な障害となっていた。   However, until now there has been no technique for inducing blood islands (hematopoietic stem cells) from undifferentiated cells. The absence of such technology not only causes blood formation research in the early stages of vertebrates to be in the early stages, but also causes blood disorders such as human anemia, abnormal blood cells, and leukemia. It was a serious obstacle to the development of detailed research and therapeutic methods and drugs.

アクチビンについては、報告がいくつかあるが(特許文献1=特開2005-095138)、しかし、血島への分化は知られていない。
Cavazzana−Calvo,M.et al.Science,288:669−672,2000 特開2005-095138
There are several reports on activin (Patent Document 1 = Japanese Patent Laid-Open No. 2005-095138), but differentiation into blood islands is not known.
Cavazzana-Calvo, M.C. et al. Science, 288: 669-672,2000. JP2005-095138

本発明は、幹細胞から種々の分化細胞、分化組織などの分化体を思い通りに作製することを課題とする。本発明はまた、未分化な細胞から血島(造血幹細胞)をつくるための技術を開発することをも課題とする。未分化な細胞から血島(造血幹細胞)をつくることができれば、そのような血島(造血幹細胞)は、これらの造血幹細胞形成に関与するタンパク質などが特異的に欠如、あるいは異常発現しているヒトなどの疾病の診断や、白血病などの造血幹細胞の欠陥や欠損などに起因するヒトなどの異常や疾病を治療する目的などに有用な材料を提供する可能性がある。また、そのような異常や疾病に関する研究のためのよい材料を提供することや、それらの異常や疾病を治療するための薬剤の開発における有用なアッセイ系の材料を提供することも課題とする。   An object of the present invention is to produce various differentiated cells, differentiated tissues and the like from stem cells as desired. Another object of the present invention is to develop a technique for producing blood islands (hematopoietic stem cells) from undifferentiated cells. If blood islands (hematopoietic stem cells) can be created from undifferentiated cells, such blood islands (hematopoietic stem cells) are specifically lacking or abnormally expressing proteins involved in the formation of these hematopoietic stem cells. There is a possibility of providing useful materials for the purpose of diagnosing diseases such as humans and treating abnormalities and diseases such as humans caused by defects or defects in hematopoietic stem cells such as leukemia. It is another object of the present invention to provide good materials for research on such abnormalities and diseases, and to provide materials for assay systems useful in the development of drugs for treating those abnormalities and diseases.

本発明は、アクチビンまたはその等価物の濃度を微妙に変動させることによって、種々の分化細胞または分化組織を作出し分けることが可能であることを見出したことによって上記課題を解決した。   The present invention has solved the above problems by finding that various differentiated cells or differentiated tissues can be produced and differentiated by slightly varying the concentration of activin or its equivalent.

初期発生を研究するためのよいモデルであるツメガエルの未分化細胞を出発材料として、解離再集合体を形成し、そうして得られた解離再集合体を2枚のシート状の未分化な細胞で挟み込んで培養することにより、血島(造血幹細胞)を誘導することができる(図1)。このようにして誘導された血島(造血幹細胞)は、血島(造血幹細胞)特有の外見をもち、血島(造血幹細胞)に特有なタンパク質(マーカータンパク質)の遺伝子SCL(Stem cell leukemia protein)が発現するなどから、血島(造血幹細胞)であることが判明した。本技術において肝要な点は、アクチビン処理する際、直接未分化細胞へアクチビン処理するのではなく、解離した未分化細胞を再集合させる時にアクチビンを処理することにある。   Starting from the undifferentiated cells of Xenopus, which is a good model for studying early development, a dissociated and reassembled body is formed, and the resulting dissociated and reassembled body is converted into two sheets of undifferentiated cells. Blood islands (hematopoietic stem cells) can be induced by sandwiching and culturing with (FIG. 1). Blood islands (hematopoietic stem cells) induced in this way have an appearance unique to blood islands (hematopoietic stem cells), and a protein SCL (Stem cell leukemia protein) that is a protein (marker protein) unique to blood islands (hematopoietic stem cells). It was revealed that it is a blood island (hematopoietic stem cell). The important point in the present technology is that, when activin is treated, activin is not directly applied to undifferentiated cells, but activin is treated when dissociated undifferentiated cells are reassembled.

図1に本発明の代表的な方法のスキームを示す。図1では、未分化細胞からの血島(造血幹細胞)の誘導の概略図が示されている。アフリカツメガエル後期胞胚からアニマルキャップを切り出し、カルシウムイオンとマグネシウムイオンを除いたスタインバーグ氏液中で細胞を解離し、カルシウムイオンとマグネシウムイオンを含むスタインバーグ氏液で調製したアクチビンで3時間および5時間処理した。このアクチビン処理した解離再集合体を単独で培養した場合と、無処理のアニマルキャップでサンドイッチ培養したときの組織分化を調べた。その結果、アクチビン処理を3時間行ってから単独培養した解離再集合体はアクチビン濃度0ng/mlでは不整形表皮に、1ng/mlでは血球や間充織に、10 ng/mlでは筋肉に、100 ng/mlでは内胚葉性細胞にそれぞれ分化していた。   FIG. 1 shows a typical method scheme of the present invention. FIG. 1 shows a schematic diagram of the induction of blood islands (hematopoietic stem cells) from undifferentiated cells. Animal caps were excised from Xenopus late blastocysts, cells were dissociated in Steinberg's solution excluding calcium and magnesium ions, and treated with activin prepared in Steinberg's solution containing calcium and magnesium ions for 3 and 5 hours. . Tissue differentiation was examined when this activin-treated dissociated reassortant was cultured alone and when it was sandwich-cultured with an untreated animal cap. As a result, dissociated reassemblies that were cultured alone after 3 hours of activin treatment were irregularly shaped epidermis at an activin concentration of 0 ng / ml, blood cells and mesenchyme at 1 ng / ml, and muscle at 10 ng / ml. At ng / ml, they differentiated into endoderm cells.

一方、アクチビン処理した解離再集合体をサンドイッチ培養したとき、アクチビン処理濃度 0 ng/mlでは不整形表皮に、1 ng/mlでは血島に、10 ng/mlでは前腎管に、100 ng/mlではセメント腺に分化しているのが観察された。この実験により、アクチビン処理した解離再集合体をサンドイッチ培養した外植体はアクチビンの濃度および処理時間依存的分化を示すこと、またアクチビン 1 ng/ml処理を3時間行った解離再集合体をサンドイッチ培養することにより高率に血島が誘導されることが分かった。   On the other hand, when activin-treated dissociated reassemblies were sandwich-cultured, an activin-treated concentration of 0 ng / ml gave an irregular epidermis, 1 ng / ml a blood island, 10 ng / ml a prorenal tube, 100 ng / ml In ml, differentiation into cement glands was observed. According to this experiment, explants obtained by sandwich culture of dissociated reassemblies treated with activin showed differentiation depending on the concentration and treatment time of activin, and sandwiched dissociated reassemblies treated with 1 ng / ml of activin for 3 hours. It was found that blood islands were induced at a high rate by culturing.

現在までに報告されているアニマルキャップを用いた器官形成の多くは、シート状のアニマルキャップにアクチビン処理を行い、単独培養もしくはサンドイッチ培養を行っていた。この方法ではアクチビンシグナルを受け取る細胞と受け取らない細胞が混在し不均一であった。   In many of the organ formations using animal caps reported so far, activin treatment was performed on sheet-shaped animal caps, and single culture or sandwich culture was performed. In this method, cells that receive the activin signal and cells that do not receive the activin signal are mixed and non-uniform.

本研究では解離してアクチビン処理を行うことにより、一つ一つの細胞が均一にアクチビンシグナルを受け取る状態にし、単独培養およびサンドイッチ培養を行った。   In this study, dissociation and activin treatment were performed to make each cell uniformly receive activin signal, and single culture and sandwich culture were performed.

従って、本発明は以下を提供する。
(1) 造血幹細胞を調製するための方法であって:
A)未分化細胞を提供する工程と、
B)上記未分化細胞を解離させる工程と、
C)解離後の上記未分化細胞を、造血幹細胞に分化するに十分な時間アクチビンを含む培地中で培養する工程と、
を包含する、方法。
(2) 上記未分化細胞は後期胞胚に由来する細胞を含む、項1に記載の方法。
(3) さらに
D)C)工程により得られた細胞を未分化細胞と接触させる工程を包含する、項1に記載の方法。
(4)上記接触は、未分化細胞のシートで上記C)工程で得られた細胞を挟み込むことによって達成される、項3に記載の方法。
(5)上記未分化細胞は、後期胞胚の動物極の細胞を含む、項3に記載の方法。
(6)上記未分化細胞との接触は、最初の接触から最終分化まで未分化細胞と接触させるに十分である時間である、項3に記載の方法。
(7)上記未分化細胞との接触は、少なくとも1日間行われる、項3に記載の方法。
(8)上記未分化細胞との接触は、1日間以上3日間以内で行われる、項3に記載の方法。
(9)上記アクチビンは、アクチビン−A、アクチビン−B、インヒビンおよびアクチビン−Cからなる群より選択されるアクチビンである、項1に記載の方法。
(10)上記アクチビンは、配列番号2、4、6、8、10または12のいずれか1つに示すアミノ酸配列を含む、項1に記載の方法。
(11)上記アクチビンは、アニマルキャップあたり0.5〜1ng/mlの濃度で付与される、項1に記載の方法。
(12)上記造血幹細胞は、幹細胞白血病タンパク質(SCL)マーカーを発現することを特徴とする、項1に記載の方法。
(13)上記解離は、Ca2+もMg2+も含まない培地中で培養することによって達成される、項1に記載の方法。
(14)上記解離は、少なくとも10分間Ca2+もMg2+も含まない培地中で培養することによって達成される、項1に記載の方法。
(15)上記解離は、10分間から20分間Ca2+もMg2+も含まない培地中で培養することによって達成される、項1に記載の方法。
(16)上記C)工程において上記細胞の解離再集合体が形成される、項1に記載の方法。
(17)上記C)工程における解離再集合体の形成は、少なくとも30分上記培地中で培養することによって達成される、項16に記載の方法。
(18)上記C)工程におけるアクチビンの処理は、少なくとも3時間行われる、項1に記載の方法。
(19)上記未分化細胞はアニマルキャップにより提供される、項1に記載の方法。
(20)上記アニマルキャップは、5〜10枚使用される、項19に記載の方法。
(21)上記工程Cにおいて、解離再集合体が形成され、上記解離再集合体を上記未分化細胞とともに培養する工程をさらに包含する、項1に記載の方法。
(22)上記工程Cにおいて、解離再集合体が形成され、上記解離再集合体を上記未分化細胞でサンドイッチ培養する工程をさらに包含する、項1に記載の方法。
(23)上記細胞は、脊椎動物細胞である、項1に記載の方法。
(24)上記細胞は、両生綱動物細胞である、項1に記載の方法。
(25)上記細胞は、カエルの細胞である、項1に記載の方法。
(26)上記細胞は、アフリカツメガエルの細胞である、項1に記載の方法。
(27)項1〜26のいずれか1項に記載の方法によって調製された細胞。
(28)項1〜28のいずれか1項に記載の方法によって調製された血島。
(29)造血幹細胞を誘導するための方法の未分化細胞を解離させる工程において使用される培地であって、
Ca2+もMg2+も含まないことを特徴とする、培地。
(30)上記培地は、58mM NaCl,0.67mM KCl、3.0mM ヒドロキシエチルピペラジニルエタンスルホン酸および100mg/L 硫酸カナマイシン、pH7.4の組成を含む、項29に記載の培地。
(31)造血幹細胞を誘導するための方法の未分化細胞を造血幹細胞に分化させる工程において使用される培地であって、
アクチビンを造血幹細胞に誘導するに有効な量含むことを特徴とする、培地。
(32)上記アクチビンは、0.5〜1ng/mlの濃度で存在する、項31に記載の培地。
(33)上記アクチビンは、約1ng/mlの濃度で存在する、項31に記載の培地。
(34)造血幹細胞を誘導するための方法において使用する培地の組み合わせであって、上記組み合わせは
Ca2+もMg2+も含まないことを特徴とする、培地と、
アクチビンを造血幹細胞に誘導するに有効な量含むことを特徴とする、培地と
を含む、培地の組み合わせ。
(35) 造血幹細胞を調製するためのキットであって:
a)上記未分化細胞を解離させる解離手段と、
b)上記未分化細胞を造血幹細胞に分化させる分化手段と、
c)解離後の上記未分化細胞を、造血幹細胞に分化するに十分な時間分化手段により上記未分化細胞を分化させることを指示する指示書と、
を備える、キット。
(36)上記分化手段は、アクチビンを含む培地であることを特徴とする、項35に記載のキット。
(37)造血幹細胞を調製するための、アクチビンの使用。
(38)造血幹細胞を調製するための組成物であって、上記組成物は、アクチビンを造血幹細胞に誘導するに有効な量含有する、組成物。
(39)上記アクチビンは、0.5〜1ng/mlの濃度で存在する、項38に記載の組成物。
(40)上記アクチビンは、約1ng/mlの濃度で存在する、項38に記載の組成物。
(41) 所望の分化細胞を調製するための方法であって:
A)未分化細胞を提供する工程と、
B)上記未分化細胞を解離させる工程と、
C)解離後の上記未分化細胞を、所望の分化細胞に分化するに十分な条件でアクチビンを含む培地中で培養する工程と、
を包含する、方法。
Accordingly, the present invention provides the following.
(1) A method for preparing hematopoietic stem cells comprising:
A) providing undifferentiated cells;
B) dissociating the undifferentiated cells;
C) culturing the undifferentiated cells after dissociation in a medium containing activin for a time sufficient to differentiate into hematopoietic stem cells;
Including the method.
(2) The method according to Item 1, wherein the undifferentiated cells include cells derived from late blastocysts.
(3) The method according to Item 1, further comprising the step of contacting the cell obtained by the step D) C) with an undifferentiated cell.
(4) The method according to Item 3, wherein the contact is achieved by sandwiching the cells obtained in the step C) with a sheet of undifferentiated cells.
(5) The method according to Item 3, wherein the undifferentiated cells include animal cells of late blastula.
(6) The method according to Item 3, wherein the contact with the undifferentiated cell is a time sufficient to contact the undifferentiated cell from the initial contact to the final differentiation.
(7) The method according to Item 3, wherein the contact with the undifferentiated cells is performed for at least one day.
(8) The method according to Item 3, wherein the contact with the undifferentiated cells is performed within 1 day to 3 days.
(9) The method according to Item 1, wherein the activin is an activin selected from the group consisting of activin-A, activin-B, inhibin and activin-C.
(10) The method according to Item 1, wherein the activin comprises the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10 or 12.
(11) The method according to Item 1, wherein the activin is applied at a concentration of 0.5 to 1 ng / ml per animal cap.
(12) The method according to Item 1, wherein the hematopoietic stem cell expresses a stem cell leukemia protein (SCL) marker.
(13) The method according to Item 1, wherein the dissociation is achieved by culturing in a medium containing neither Ca 2+ nor Mg 2+ .
(14) The method according to Item 1, wherein the dissociation is achieved by culturing in a medium containing neither Ca 2+ nor Mg 2+ for at least 10 minutes.
(15) The method according to Item 1, wherein the dissociation is achieved by culturing in a medium containing neither Ca 2+ nor Mg 2+ for 10 to 20 minutes.
(16) The method according to item 1, wherein a dissociated and reassembled body of the cells is formed in the step C).
(17) The method according to item 16, wherein the formation of the dissociated reassemblies in the step C) is achieved by culturing in the medium for at least 30 minutes.
(18) The method according to item 1, wherein the activin treatment in step C) is performed for at least 3 hours.
(19) The method according to Item 1, wherein the undifferentiated cell is provided by an animal cap.
(20) The method according to Item 19, wherein 5 to 10 animal caps are used.
(21) The method according to Item 1, further comprising the step of culturing the dissociated reassemblies together with the undifferentiated cells in Step C, wherein dissociated reassemblies are formed.
(22) The method according to Item 1, further comprising the step of sandwich-culturing the dissociated reassemblies with the undifferentiated cells in Step C, wherein dissociated reassemblies are formed.
(23) The method according to item 1, wherein the cell is a vertebrate cell.
(24) A method according to item 1, wherein the cell is an amphibian animal cell.
(25) The method according to Item 1, wherein the cell is a frog cell.
(26) The method according to Item 1, wherein the cell is a Xenopus cell.
(27) A cell prepared by the method according to any one of items 1 to 26.
(28) A blood island prepared by the method according to any one of items 1 to 28.
(29) A medium used in the step of dissociating undifferentiated cells in the method for inducing hematopoietic stem cells,
A medium characterized in that it contains neither Ca 2+ nor Mg 2+ .
(30) A medium according to item 29, wherein the medium contains a composition of 58 mM NaCl, 0.67 mM KCl, 3.0 mM hydroxyethylpiperazinylethanesulfonic acid and 100 mg / L kanamycin sulfate, pH 7.4.
(31) A medium used in the step of differentiating undifferentiated cells into hematopoietic stem cells in the method for inducing hematopoietic stem cells,
A medium comprising an effective amount for inducing activin into hematopoietic stem cells.
(32) A medium according to Item 31, wherein the activin is present at a concentration of 0.5 to 1 ng / ml.
(33) A medium according to item 31, wherein the activin is present at a concentration of about 1 ng / ml.
(34) A medium combination used in a method for inducing hematopoietic stem cells, wherein the combination does not contain Ca 2+ or Mg 2+ ,
A medium combination comprising a medium comprising an effective amount for inducing activin into hematopoietic stem cells.
(35) A kit for preparing hematopoietic stem cells, comprising:
a) a dissociation means for dissociating the undifferentiated cells;
b) differentiation means for differentiating the undifferentiated cells into hematopoietic stem cells;
c) instructions for instructing to differentiate the undifferentiated cells by means of time differentiation sufficient to differentiate the undifferentiated cells after dissociation into hematopoietic stem cells;
A kit comprising:
(36) The kit according to item 35, wherein the differentiation means is a medium containing activin.
(37) Use of activin to prepare hematopoietic stem cells.
(38) A composition for preparing hematopoietic stem cells, the composition comprising an effective amount for inducing activin into hematopoietic stem cells.
(39) A composition according to Item 38, wherein the activin is present at a concentration of 0.5 to 1 ng / ml.
(40) A composition according to Item 38, wherein the activin is present at a concentration of about 1 ng / ml.
(41) A method for preparing a desired differentiated cell comprising:
A) providing undifferentiated cells;
B) dissociating the undifferentiated cells;
C) culturing the undifferentiated cells after dissociation in a medium containing activin under conditions sufficient to differentiate into desired differentiated cells;
Including the method.

本発明は、造血幹細胞を簡易な方法で生産する方法を提供する。これはアクチビンの特定の濃度で達成された。アクチビンの濃度を変更すると別の組織形態に分化することも見出された。従って、本発明は、アクチビンによる微妙な分化調節を可能にしたという効果を奏する。アニマルキャップ5枚、10枚、どちらの実験系でも、アクチビン処理時間を5時間にするとアクチビン1ng/ml処理・サンドイッチ培養を行っても血島は誘導されない。ただし、血球はできるので、SCL(遺伝子マーカー)の発現は見られる。アクチビン処理に対する細胞数は、必ずしも普遍的とは言えない。アニマルキャップ5枚、10枚、どちらの実験系でも、アクチビン1ng/ml、3時間処理、サンドイッチ培養を行うと血島が誘導される。血島形成ということだけに焦点をしぼると、細胞数は普遍的であると言えるかもしれない。   The present invention provides a method for producing hematopoietic stem cells by a simple method. This was achieved with a specific concentration of activin. It was also found that changing the concentration of activin differentiates into another tissue form. Therefore, the present invention has an effect of enabling subtle differentiation regulation by activin. In both experimental systems with 5 or 10 animal caps, blood islands are not induced even when the activin treatment is performed at 1 ng / ml / sandwich culture when the activin treatment time is 5 hours. However, since blood cells are formed, expression of SCL (gene marker) is observed. The number of cells for activin treatment is not always universal. In both experimental systems with 5 or 10 animal caps, blood islands are induced by treatment with activin 1 ng / ml for 3 hours and sandwich culture. If we focus only on blood island formation, the number of cells may be universal.

以下、本発明を説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞または形容詞(例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」など)は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書(定義を含めて)が優先する。   The present invention will be described below. Throughout this specification, it should be understood that the singular forms also include the plural concept unless specifically stated otherwise. Thus, it should be understood that singular articles or adjectives (eg, “a”, “an”, “the”, etc., in the English language) also include the plural concept unless otherwise stated. is there. In addition, it is to be understood that the terms used in the present specification are used in the meaning normally used in the art unless otherwise specified. Thus, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control.

(定義)
以下に本明細書において特に使用される用語の定義を列挙する。
(Definition)
Listed below are definitions of terms particularly used in the present specification.

本明細書において「幹細胞」とは、自己複製能を有し、多分化能(すなわち多能性)(「pluripotency」)を有する細胞をいう。幹細胞は通常、組織が傷害を受けたときにその組織を再生することができる。本明細書では幹細胞は、胚性幹(ES)細胞または組織幹細胞(組織性幹細胞、組織特異的幹細胞または体性幹細胞ともいう)であり得るがそれらに限定されない。また、上述の能力を有している限り、人工的に作製した細胞(たとえば、本明細書において記載される融合細胞、再プログラム化された細胞など)もまた、幹細胞であり得る。胚性幹細胞とは初期胚に由来する多能性幹細胞をいう。胚性幹細胞は、1981年に初めて樹立され、1989年以降ノックアウトマウス作製にも応用されている。1998年にはヒト胚性幹細胞が樹立されており、再生医学にも利用されつつある。組織幹細胞は、胚性幹細胞とは異なり、分化の方向が限定されている細胞であり、組織中の特定の位置に存在し、未分化な細胞内構造をしている。従って、組織幹細胞は多能性のレベルが低い。組織幹細胞は、核/細胞質比が高く、細胞内小器官が乏しい。組織幹細胞は、概して、多分化能を有し、細胞周期が遅く、個体の一生以上に増殖能を維持する。本明細書において使用される場合は、幹細胞は好ましくは胚性幹細胞であり得るが、状況に応じて組織幹細胞も使用され得る。   As used herein, “stem cell” refers to a cell having a self-replicating ability and having pluripotency (ie, “pluripotency”). Stem cells are usually able to regenerate the tissue when the tissue is damaged. As used herein, stem cells can be embryonic stem (ES) cells or tissue stem cells (also referred to as tissue stem cells, tissue-specific stem cells or somatic stem cells), but are not limited thereto. In addition, as long as it has the above-mentioned ability, an artificially produced cell (for example, a fusion cell described herein, a reprogrammed cell, etc.) can also be a stem cell. Embryonic stem cells refer to pluripotent stem cells derived from early embryos. Embryonic stem cells were first established in 1981 and have been applied since 1989 to the production of knockout mice. In 1998, human embryonic stem cells were established and are being used in regenerative medicine. Unlike embryonic stem cells, tissue stem cells are cells in which the direction of differentiation is limited, are present at specific positions in the tissue, and have an undifferentiated intracellular structure. Therefore, tissue stem cells have a low level of pluripotency. Tissue stem cells have a high nucleus / cytoplasm ratio and poor intracellular organelles. Tissue stem cells generally have pluripotency, have a slow cell cycle, and maintain proliferative ability over the life of the individual. As used herein, stem cells may preferably be embryonic stem cells, although tissue stem cells can also be used depending on the circumstances.

本明細書において、「分化」または「細胞分化」とは、1個の細胞の分裂によって由来した娘細胞集団の中で形態的および/または機能的に質的な差をもった二つ以上のタイプの細胞が生じてくる現象をいう。従って、元来特別な特徴を検出できない細胞に由来する細胞集団(細胞系譜)が、特定のタンパク質の産生などはっきりした特徴を示すに至る過程も分化に包含される。現在では細胞分化を,ゲノム中の特定の遺伝子群が発現した状態と考えることが一般的であり、このような遺伝子発現状態をもたらす細胞内あるいは細胞外の因子または条件を探索することにより細胞分化を同定することができる。細胞分化の結果は原則として安定であって、特に動物細胞では,別のタイプの細胞に分化することは例外的にしか起こらない。造血幹細胞について言う場合、「分化」とは、CDによって表される表面抗原分子が変化して、次の段階の細胞になることをいう。具体的には多能性幹細胞(CD34CD38)からリンパ系幹細胞(CD34CD38)または骨髄系幹細胞(CD34CD38CD33) のように分化抗原の表原型が変化することをいい、リンパ系幹細胞からT前駆細胞またはB前駆細胞、骨髄系幹細胞からBFU−C、CFC−MEG、EO− CFCまたはCFU−GM、BFU−EからCFU−E、T前駆細胞からT細胞、B前駆細胞からB細胞、CFU−Eから赤血球、CFC−MEGから血小板、 EO−CFCから好酸化球、CFU−GMから単球、好中球または好塩基球になることをいう。 As used herein, “differentiation” or “cell differentiation” refers to two or more morphologically and / or functionally qualitative differences among daughter cell populations derived from the division of one cell. A phenomenon in which types of cells are generated. Therefore, the process in which a cell population (cell lineage) derived from cells that cannot originally detect special characteristics exhibits distinct characteristics such as production of a specific protein is also included in differentiation. At present, it is common to consider cell differentiation as a state in which a specific gene group in the genome is expressed, and cell differentiation by searching for intracellular or extracellular factors or conditions that cause such gene expression state. Can be identified. The result of cell differentiation is in principle stable, especially in animal cells, which differentiates into other types of cells only in exceptional cases. When referring to hematopoietic stem cells, “differentiation” means that the surface antigen molecule represented by CD is changed to become the next stage cell. Specifically, the phenotype of the differentiation antigen is changed from pluripotent stem cells (CD34 + CD38 ) to lymphoid stem cells (CD34 + CD38 + ) or myeloid stem cells (CD34 + CD38 + CD33 + ). , Lymphoid stem cells to T precursor cells or B precursor cells, myeloid stem cells to BFU-C, CFC-MEG, EO-CFC or CFU-GM, BFU-E to CFU-E, T precursor cells to T cells, B precursor It means cell to B cell, CFU-E to red blood cell, CFC-MEG to platelet, EO-CFC to eosinophil, CFU-GM to monocyte, neutrophil or basophil.

本明細書において、多能性のうち、受精卵のように生体を構成する全ての種類の細胞に分化する能力は「全能性」といい、多能性は全能性の概念を包含し得る。ただし、明確に区別する場合は、全能性と多能性とは区別され得、前者はどのような細胞へも分化し得る能力をいい、後者は、複数の方向を有するが、生物が可能なすべての方向には分化できない能力を有することをいう。また、1つの方向にのみ分化する能力は、単能性ともいう。   In the present specification, among pluripotency, the ability to differentiate into all types of cells constituting a living body like a fertilized egg is referred to as “totipotency”, and pluripotency can encompass the concept of totipotency. However, when clearly distinguishing, totipotency and pluripotency can be distinguished, the former refers to the ability to differentiate into any cell, the latter has multiple directions, but organisms are possible Having the ability to differentiate in all directions. The ability to differentiate in only one direction is also referred to as unipotency.

本明細書において全能性と多能性とは、例えば、受精後の日数により判定することができ、例えば、マウスであれば、受精後約8日を基準として区別され得る。理論に束縛されないが、マウスでは、受精後、以下のような経過をたどることが通常である。受精後6.5日(E6.5とも表記する)では、原始線条(原条ともいう)がエピブラストの片側に出現し、胚の将来の前後軸が明らかになる。原条は、胚の将来の後方端を示し、外胚葉を横切って円筒の遠位端まで達する。原条は、細胞運動が行われる領域であり、その結果、将来の内胚葉と中胚葉とが形成されることになる。E7.5までに結節の前方に頭部突起が出現し、この部分には脊索と、それを取り囲んで下層には将来の内胚葉、上層には神経板が形成されることになる。結節は、E6.5日ごろから現れ、後方へと移動し、軸構造が前から後ろへと形成される。E8.5日までに胚は幾分丈が長くなり、その前端には大部分前方神経板からなる大きな頭部ヒダが形成される。体節はE8日から1.5時間に1個の割合で前方から後方へと形成され始める。この時期を越えた細胞は、仮に胎盤に戻したとしても、脱分化をしない限りもはや全能性を示さず、個体を形成しない。これより前では特別の処理をしなくても全能性を示し得ることから、この点が全能性の分岐点であるといえる。このことは、ES細胞がこれ以降の胚から樹立することが困難であり、これ以降の胚からは通常EG(生殖細胞由来)細胞と呼ばれる細胞が樹立されることから、そのような意味でも分岐点であるといえる。   In this specification, totipotency and pluripotency can be determined by, for example, the number of days after fertilization. For example, in the case of a mouse, it can be distinguished on the basis of about 8 days after fertilization. Without being bound by theory, it is normal for mice to follow the following course after fertilization. At 6.5 days after fertilization (also referred to as E6.5), the primitive streak (also referred to as the original streak) appears on one side of the epiblast, revealing the future longitudinal axis of the embryo. The primitive streak represents the future posterior end of the embryo and extends across the ectoderm to the distal end of the cylinder. The original stripe is an area where cell movement is performed, and as a result, future endoderm and mesoderm are formed. By E7.5, a head process appears in front of the nodule, and a notochord and a future endoderm surrounding the lower part of the nodule are formed in this part, and a neural plate is formed in the upper part. The nodules appear around E6.5 days and move backwards, forming the shaft structure from front to back. By day E8.5, the embryo is somewhat longer, with a large head fold consisting mostly of the anterior neural plate at the front end. The somites begin to form from front to back at a rate of one in 1.5 hours from day E8. Cells that have passed this period will no longer exhibit totipotency and will not form individuals unless they are dedifferentiated, even if they are returned to the placenta. Before this, it can be said that this is a branch point of totipotency because it can show totipotency without special treatment. This is because it is difficult to establish ES cells from subsequent embryos, and cells called EG (germ cell-derived) cells are usually established from later embryos. It can be said that it is a point.

本明細書において「多能性」または「多分化能」とは、互換可能に用いられ、細胞の性質をいい、1以上、好ましくは2以上の種々の組織または臓器に分化し得る能力をいう。従って、「多能性」および「多分化能」は、本明細書においては特に言及しない限り「未分化」と互換可能に用いられる。通常、細胞の多能性は発生が進むにつれて制限され、成体では一つの組織または器官の構成細胞が別のものの細胞に変化することは少ない。従って多能性は通常失われている。とくに上皮性の細胞は他の上皮性細胞に変化しにくい。これが起きる場合通常病的な状態であり、化生(metaplasia)と呼ばれる。しかし間葉系細胞では比較的単純な刺激で他の間葉性細胞にかわり化生を起こしやすいので多能性の程度は高い。胚性幹細胞は、多能性を有する。組織幹細胞は、多能性を有する。本明細書において、多能性のうち、受精卵のように生体を構成する全ての種類の細胞に分化する能力は全能性といい、多能性は全能性の概念を包含し得る。ある細胞が多能性を有するかどうかは、たとえば、体外培養系における、胚様体(Embryoid Body)の形成、分化誘導条件下での培養等が挙げられるがそれらに限定されない。また、生体を用いた多能性の有無についてのアッセイ法としては、免疫不全マウスへの移植による奇形腫(テラトーマ)の形成、胚盤胞への注入によるキメラ胚の形成、生体組織への移植、腹水への注入による増殖等が挙げられるがそれらに限定されない。   As used herein, “pluripotency” or “pluripotency” is used interchangeably, refers to the nature of a cell, and refers to the ability to differentiate into one or more, preferably two or more, various tissues or organs. . Accordingly, “pluripotency” and “multipotency” are used interchangeably with “undifferentiated” in this specification unless otherwise specified. In general, cell pluripotency is limited as development progresses, and in adults, the constituent cells of one tissue or organ rarely change into another cell. Therefore, pluripotency is usually lost. In particular, epithelial cells are unlikely to change into other epithelial cells. When this happens, it is usually a pathological condition and is called metaplasia. However, mesenchymal cells have a high degree of pluripotency because they tend to undergo metaplasia instead of other mesenchymal cells with a relatively simple stimulus. Embryonic stem cells are pluripotent. Tissue stem cells are pluripotent. In the present specification, among pluripotency, the ability to differentiate into all types of cells constituting a living body like a fertilized egg is called totipotency, and pluripotency can encompass the concept of totipotency. Whether or not a certain cell has pluripotency includes, but is not limited to, formation of embryoid bodies and culture under differentiation-inducing conditions in an in vitro culture system. In addition, assay methods for the presence or absence of pluripotency using living organisms include the formation of teratomas by implantation into immunodeficient mice, the formation of chimeric embryos by injection into blastocysts, and transplantation into living tissues. Examples include, but are not limited to, proliferation by injection into ascites.

本明細書において「未分化細胞」とは、上記のような多分化能を有する細胞をいう。好ましくは、後期胞胚に由来する細胞が用いられる。   As used herein, “undifferentiated cell” refers to a cell having multipotency as described above. Preferably, cells derived from late blastocysts are used.

本明細書において「造血幹細胞」とは、赤血球・白血球・血小板などの血球(血液細胞)等の細胞へと分化する能力を有する幹細胞をいう。好ましくは、血液細胞系に分化がある程度進んでいるが多分化能を保持する。あらゆる種類の血球に分化する能力を有するとともに造血再構築能を有する細胞であり、主に骨髄、臍帯血、脾臓あるいは肝臓中に存在し、微量ながら末梢血に も存在する。これら造血幹細胞は、CD34強陽性細胞であり、本発明においては高増殖能コロニー形成細胞(High−Proliferative Potential Colony−Forming Cells (HPP−CFC))もこれに包含される。「幹細胞」とは、多能性造血幹細胞およびこれから分化したリンパ球系幹細胞、骨髄系幹細胞(CFU−GEMM)を 意味する。これら細胞はCD34陽性細胞である。
「前駆細胞」とは、多能性造血幹細胞から各系統の血液細胞が分化形態学的には同定できないがすでに赤血球系など一方向の血液細胞にしか分化し得ない細胞を 意味する。具体的には血小板コロニー形成細胞(CFC−MEG)、好酸球コロニー形成細胞(EO−CFC)、顆粒球単球コロニー形成細胞(CFU− GM)、赤血球形成細胞(BFU−E、CFU−E)、T前駆細胞、B前駆細胞などである。これらはいずれもCD34陽性細胞である。
As used herein, “hematopoietic stem cell” refers to a stem cell having the ability to differentiate into cells such as blood cells (blood cells) such as red blood cells, white blood cells, and platelets. Preferably, the blood cell line has some degree of differentiation but retains pluripotency. It is a cell that has the ability to differentiate into all types of blood cells and has the ability to reconstruct hematopoiesis, and is mainly present in bone marrow, umbilical cord blood, spleen, or liver, and is also present in peripheral blood in a small amount. These hematopoietic stem cells are CD34 strongly positive cells, and high-proliferative potential colony-forming cells (HPP-CFC) are also included in the present invention. “Stem cells” mean pluripotent hematopoietic stem cells and lymphoid stem cells and myeloid stem cells (CFU-GEMM) differentiated therefrom. These cells are CD34 positive cells.
“Progenitor cell” means a cell in which blood cells of each lineage cannot be identified from pluripotent hematopoietic stem cells, but can only differentiate into unidirectional blood cells such as erythroid. Specifically, platelet colony forming cells (CFC-MEG), eosinophil colony forming cells (EO-CFC), granulocyte monocyte colony forming cells (CFU-GM), erythropoiesis cells (BFU-E, CFU-E). ), T precursor cells, B precursor cells, and the like. These are all CD34 positive cells.

造血細胞は骨髄の中でつくられ、分化して、赤血球、血小板、白血球などになり末梢血液の中を流れる。骨髄系細胞の分化を見ると、一番大元には多能性幹細胞があり、次に造血系細胞に特化した造血幹細胞があり、多能性前駆細胞へと分化し、さらに骨髄球系前駆細胞およびリンパ球系前駆細胞へと分化する
骨髄系では多能性幹細胞からCFU−GEMMという細胞へ分化する。そのCFU−GEMという細胞からCFU−GMという細胞へ、次いで骨髄芽球、前骨髄球、骨髄球という形で分化する。これらは骨髄中に存在する細胞であり、これが分化すると好中球となって末梢血中を流れる。次のラインへいくと、CFU−GMという細胞から単球の方へ行き、単芽球、前単球、単球と分化する。この単球が末梢血へあらわれる。3番目のラインでは、CFU−GEMMという細胞からBFU−E細胞へと分化し、それから前赤芽球、赤芽球、赤血球へと分化する。また、巨核球系というものもあり、CFU−Meg(メガカリオサイトの略)、巨核芽球、巨核球、血小板へと分化する。
Hematopoietic cells are made in the bone marrow, differentiate into erythrocytes, platelets, leukocytes, etc. and flow through the peripheral blood. Looking at the differentiation of myeloid cells, the largest source is pluripotent stem cells, followed by hematopoietic stem cells specialized in hematopoietic cells, which differentiate into pluripotent progenitor cells, and then myeloid cells Differentiating into progenitor cells and lymphoid progenitor cells In the myeloid system, pluripotent stem cells differentiate into cells called CFU-GEMM. The cells differentiate from CFU-GEM cells to CFU-GM cells, followed by myeloblasts, promyelocytes, and myelocytes. These are cells present in the bone marrow, and when they differentiate, they become neutrophils and flow in the peripheral blood. When going to the next line, it goes from the cell called CFU-GM toward monocytes and differentiates into monocytes, promonocytes, and monocytes. These monocytes appear in the peripheral blood. In the third line, CFU-GEMM cells are differentiated into BFU-E cells, and then differentiated into pre-erythroblasts, erythroblasts, and erythrocytes. There is also a megakaryocyte system, which differentiates into CFU-Meg (abbreviation for megacaryosite), megakaryocyte, megakaryocyte, and platelet.

このような分化の過程で白血病は、多能性幹細胞の異常に起因する。したがって、本発明は、このような異常を改善するという意味で白血病の治療にも応用され得る。   In this differentiation process, leukemia results from abnormal pluripotent stem cells. Therefore, the present invention can be applied to the treatment of leukemia in the sense of improving such abnormalities.

リンパ球系では、CMLでは、多能性幹細胞からリンパ系の幹細胞へと分化し、B細胞系とT細胞系とに分かれる。それと別個にNK細胞の方へ分かれていくというラインが存在する。B細胞系のラインといたしましては前駆B細胞、前駆前駆B細胞(pre−pre−B−cell)、初期B細胞(early−B−cell)などへと分化し、中間B細胞(intermediate− B−cell) 、成熟B細胞(matureB−cell )、形質球様細胞(plasmacytoid− B−cell) 、形質細胞(plasma−cell)へと分化する。T細胞系としては、胸腺前駆細胞、未成熟胸腺細胞、共通胸腺細胞(common thymocyte)、成熟胸腺細胞へと分化する。別のルートとしてヘルパー/インデューサーT細胞へいく系統と、成熟胸腺細胞から抑制/細胞傷害性T細胞へと分化する系統が存在する。このような分化に関するより詳細な説明については、赤司浩一、最新医学 56(2)、15−23,2001を参照のこと。この文献は、本明細書において参考として援用される。   In the lymphocyte lineage, CML differentiates from pluripotent stem cells into lymphoid stem cells, which are divided into B cell lines and T cell lines. Separately, there is a line that separates towards NK cells. The B cell line is differentiated into precursor B cells, precursor precursor B cells (pre-pre-B-cell), early B cells (early-B-cell), etc., and intermediate B cells (intermediate-B cells). -Cell), mature B cells (mature B-cell), plasmacytoid-B-cells, and plasma cells (plasma-cell). As T cell lines, thymic progenitor cells, immature thymocytes, common thymocytes, and mature thymocytes are differentiated. There are other routes to go to helper / inducer T cells and to differentiate from mature thymocytes into suppressor / cytotoxic T cells. For a more detailed explanation of such differentiation, see Koichi Akashi, Modern Medicine 56 (2), 15-23, 2001. This document is incorporated herein by reference.

本発明で用いられる細胞は、どの生物由来の細胞(たとえば、任意の種類の多細胞生物(例えば、動物(たとえば、脊椎動物、無脊椎動物)、植物(たとえば、単子葉植物、双子葉植物など)など))でもよい。好ましくは、脊椎動物(たとえば、メクラウナギ類、ヤツメウナギ類、軟骨魚類、硬骨魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳動物など)由来の細胞が用いられ、より好ましくは、哺乳動物(例えば、単孔類、有袋類、貧歯類、皮翼類、翼手類、食肉類、食虫類、長鼻類、奇蹄類、偶蹄類、管歯類、有鱗類、海牛類、クジラ目、霊長類、齧歯類、ウサギ目など)由来の細胞が用いられる。さらに好ましくは、両生類(例えば、アフリカツメガエル)の細胞が用いられる。   The cells used in the present invention may be cells derived from any organism (for example, any kind of multicellular organisms (eg, animals (eg, vertebrates, invertebrates), plants (eg, monocotyledonous plants, dicotyledonous plants, etc.)). ) Etc.)). Preferably, cells derived from vertebrates (eg, eel eels, lampreys, cartilaginous fish, teleosts, amphibians, reptiles, birds, mammals, etc.) are used, more preferably mammals (eg, single pores, Marsupial, rodent, winged, winged, carnivorous, carnivorous, long-nosed, odd-hoofed, cloven-hoofed, rodent, scale, sea cattle, cetacean, primate , Rodents, rabbit eyes, etc.). More preferably, amphibian (eg, Xenopus) cells are used.

本発明が対象とする臓器はどのような臓器でもよく、また本発明が対象とする組織または細胞は、生物のどの臓器または器官に由来するものでもよい。本明細書において「臓器」または「器官」とは、互換可能に用いられ、生物個体のある機能が個体内の特定の部分に局在して営まれ,かつその部分が形態的に独立性をもっている構造体をいう。一般に多細胞生物(例えば、動物、植物)では器官は特定の空間的配置をもついくつかの組織からなり、組織は多数の細胞からなる。そのような臓器または器官としては、血管系に関連する臓器または器官が挙げられる。1つの実施形態では、本発明が対象とする臓器は、皮膚、血管、角膜、腎臓、心臓、肝臓、臍帯、腸、神経、肺、胎盤、膵臓、脳、四肢末梢、網膜などが挙げられるがそれらに限定されない。本明細書において、本発明の多能性細胞から分化した細胞としては、表皮細胞、膵実質細胞、膵管細胞、肝細胞、血液細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、骨芽細胞、骨格筋芽細胞、神経細胞、血管内皮細胞、色素細胞、平滑筋細胞、脂肪細胞、骨細胞、軟骨細胞などが挙げられるがそれらに限定されない。   The organ targeted by the present invention may be any organ, and the tissue or cell targeted by the present invention may be derived from any organ or organ of an organism. In the present specification, the term “organ” or “organ” is used interchangeably, and a function of an organism individual is localized and operated in a specific part of the individual, and that part has morphological independence. Is a structure. In general, in a multicellular organism (eg, animal, plant), an organ is composed of several tissues having a specific spatial arrangement, and the tissue is composed of many cells. Such organs or organs include organs or organs associated with the vascular system. In one embodiment, organs targeted by the present invention include skin, blood vessels, cornea, kidney, heart, liver, umbilical cord, intestine, nerve, lung, placenta, pancreas, brain, peripheral limbs, retina and the like. It is not limited to them. In the present specification, cells differentiated from the pluripotent cells of the present invention include epidermal cells, pancreatic parenchymal cells, pancreatic duct cells, hepatocytes, blood cells, cardiomyocytes, skeletal muscle cells, osteoblasts, and skeletal myoblasts. , Nerve cells, vascular endothelial cells, pigment cells, smooth muscle cells, fat cells, bone cells, chondrocytes and the like.

本明細書において「組織」(tissue)とは、多細胞生物において、実質的に同一の機能および/または形態をもつ細胞集団をいう。通常「組織」は、同じ起源を有するが、異なる起源を持つ細胞集団であっても、同一の機能および/-または形態を有するのであれば、組織と呼ばれ得る。従って、本発明の幹細胞を用いて組織を再生する場合、2以上の異なる起源を有する細胞集団が一つの組織を構成し得る。通常、組織は、臓器の一部を構成する。動物の組織は,形態的、機能的または発生的根拠に基づき、上皮組織、結合組織、筋肉組織、神経組織などに区別される。植物では、構成細胞の発達段階によって分裂組織と永久組織とに大別され、また構成細胞の種類によって単一組織と複合組織とに分けるなど、いろいろな分類が行われている。   As used herein, “tissue” refers to a population of cells having substantially the same function and / or morphology in a multicellular organism. A “tissue” usually has the same origin, but even cell populations with different origins can be referred to as a tissue if they have the same function and / or morphology. Therefore, when a tissue is regenerated using the stem cells of the present invention, a cell population having two or more different origins can constitute one tissue. Usually, tissue constitutes part of an organ. Animal tissues are classified into epithelial tissues, connective tissues, muscle tissues, nerve tissues, etc. based on morphological, functional or developmental basis. Plants are roughly classified into meristems and permanent tissues according to the stage of development of the constituent cells, and are classified into single tissues and composite tissues according to the types of constituent cells.

本明細書において「アクチビン」とは、卵巣の顆粒膜細胞などから分泌され,下垂体前葉の濾胞刺激ホルモン(FSH)の分泌を促進する蛋白質ホルモンをいう。代表的なアクチビンとしては、例えば、アクチビン−A、アクチビン−B、アクチビン−C、インヒビンなどがあり、これらは、動物間でよく保存されており、ヒトのものがアフリカツメガエルに作用したり、逆も真であることが予期されている。配列番号1および配列番号9(アクセッション番号:NM002192(ヒトインヒビンβAの配列番号)およびアクセション番号:X68250(アフリカツメガエルアクチビンA)=核酸配列)および配列番号2および配列番号10(それぞれヒトインヒビンβAの配列番号およびアクセッション番号X68250(アフリカツメガエルアクチビンA)=アミノ酸配列)に示されるような配列を有する因子および他の種の動物において対応する因子(オルソログ)が挙げられるがそれに限定されない。また、アフリカツメガエルにはインヒビンβB(アクセッション番号:S61773)の登録がある(配列番号11および12)。分子量25000.インヒビンβ鎖のサブユニットがS−S結合した二量体であり,アクチビンA(βAβA),アクチビンAB(βAβB),アクチビンB(βBβB)の3種類が知られている.アクチビンAは赤芽球分化誘導因子(erythroblast differentiation factor,EDF)ともいう.インヒビンβ鎖が形質転換成長因子TGF−βと約40%の相同性をもっており,また一次構造中のシステイン残基の位置がよく保存されているので,アクチビンをTGF−βファミリーに入れることもある。アクチビンは、卵巣の顆粒膜細胞などから分泌され,下垂体前葉の濾胞刺激ホルモン(FSH)の分泌を促進する蛋白質ホルモンである。インヒビンを精製する過程で卵胞液中から単離された(1986).分子量25000.インヒビンβ鎖のサブユニットがS−S結合した二量体であり,アクチビンA(βAβA),アクチビンAB(βAβB),アクチビンB(βBβB)の3種類が知られている.アクチビンAは赤芽球分化誘導因子(erythroblast differentiation factor,EDF)ともいう.インヒビンβ鎖が形質転換成長因子TGF−βと約40%の相同性をもっており,また一次構造中のシステイン残基の位置がよく保存されているので,アクチビンをTGF−βファミリーに入れることもある.脊椎動物のいろいろな臓器でアクチビン遺伝子の発現が報告されており,卵巣の顆粒膜細胞におけるFSH受容体の合成の促進,フレンド細胞や骨髄の赤芽球前駆細胞の増殖抑制とヘモグロビン合成の誘導,膵臓からのインシュリン分泌の促進,両生類胚における中胚葉誘導など,多くの生理活性をもつ。アクチビンについては、以下を参照することができる:Nakamura et al.,Isolation and characterization of native activin B.J Biol.Chem.1992,267,16385−9;Uchiyama and Asashima,Specific erythroid differentiation of mouse erythroleukemia cells by activins and its enhancement by retinoic acids.Biochem Biophys.Res.Commun.1992,187,347−52;Fukui et al.,Isolation and characterization of Xenopus follistatin and activins.Dev.Biol.1993,159,131−9;Fukui et al.,Identification of activins A,AB,and B and follistatin proteins in Xenopus embryos.Dev.Biol.1994,163,279−81;Nakano et al.,Comparison of mesoderm−inducing activity with monomeric and dimeric inhibin alpha and beta−A subunits on Xenopus ectoderm.Horm.Res.1995,44,Suppl.2,15−22。   In the present specification, “activin” refers to a protein hormone that is secreted from ovarian granulosa cells and the like and promotes secretion of follicle stimulating hormone (FSH) in the anterior pituitary gland. Representative activins include, for example, activin-A, activin-B, activin-C, and inhibin, which are well conserved among animals, and humans act on Xenopus and vice versa. Is also expected to be true. SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 9 (accession number: NM002192 (SEQ ID NO: human inhibin βA) and accession number: X68250 (Xenopus activin A) = nucleic acid sequence) and SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 10 (human inhibin βA, respectively) And the corresponding factor (ortholog) in other species of animals, including but not limited to those having the sequence shown in SEQ ID NO: and Accession No. X68250 (Xenopus activin A) = amino acid sequence). Xenopus has a registration of inhibin βB (accession number: S61773) (SEQ ID NOs: 11 and 12). Molecular weight 25000. Inhibin β-chain subunits are S—S-linked dimers, and three types of activin A (βAβA), activin AB (βAβB), and activin B (βBβB) are known. Activin A is also referred to as an erythroblast differentiation factor (EDF). Since inhibin β chain has about 40% homology with transforming growth factor TGF-β, and the position of cysteine residues in the primary structure is well conserved, activin may be included in the TGF-β family. . Activin is a protein hormone that is secreted from granulosa cells of the ovary and promotes secretion of follicle stimulating hormone (FSH) in the anterior pituitary gland. Isolated from follicular fluid in the course of purifying inhibin (1986). Molecular weight 25000. Inhibin β-chain subunits are S—S-linked dimers, and three types of activin A (βAβA), activin AB (βAβB), and activin B (βBβB) are known. Activin A is also referred to as an erythroblast differentiation factor (EDF). Since inhibin β chain has about 40% homology with transforming growth factor TGF-β, and the position of cysteine residues in the primary structure is well conserved, activin may be included in the TGF-β family. . Activin gene expression has been reported in various vertebrate organs, promotes the synthesis of FSH receptors in ovarian granulosa cells, suppresses proliferation of erythroid progenitor cells in friend cells and bone marrow, and induces hemoglobin synthesis, It has many physiological activities such as promotion of insulin secretion from the pancreas and mesoderm induction in amphibian embryos. For activin, reference can be made to: Nakamura et al. , Isolation and charactarization of native activin B. J Biol. Chem. 1992, 267, 16385-9; Uchiyama and Asashima, Specific erythroid differentiation of the unwanted erythroleukemia cells by activities and its sensitization. Biochem Biophys. Res. Commun. 1992, 187, 347-52; Fukui et al. , Isolation and characterization of Xenopus follistatin and activins. Dev. Biol. 1993, 159, 131-9; Fukui et al. , Identification of activins A, AB, and B and follistatin proteins in Xenopus embryos. Dev. Biol. 1994, 163, 279-81; Nakano et al. , Comparison of mesoderm-inducing activity with monometic and dimeric inhibin alpha and beta-A subunits on Xenopus ectoderm. Horm. Res. 1995, 44, Suppl. 2, 15-22.

アクチビンは、ヒト、ラット、マウス、アフリカツメガエルなどを含む哺乳動物のほか、ショウジョウバエなどでもそのホモログが知られている。従って、本明細書においてアクチビンは、通常、哺乳動物のほか、生物一般において存在するアクチビンを指す。アクチビン−AはインヒビンβAの二量体である(ヒトインヒビンβAのアクセッション番号NM002192;配列番号1および2(核酸およびアミノ酸))。アクチビン−ABはインヒビンβAとインヒビンβBの二量体である(ヒトインヒビンβBのアクセッション番号NM002193;配列番号3および4(核酸およびアミノ酸))。アクチビン−BはインヒビンβBの二量体である。アクチビン−CはインヒビンβCの二量体である(ヒトインヒビンβCのアクセッション番号NM005538;配列番号5および6(核酸およびアミノ酸))。インヒビンはインヒビンαの二量体である(ヒトインヒビンαのアクセッション番号NM002191;配列番号7および8(核酸およびアミノ酸))。
そのようなアクチビン遺伝子としては、例えば、
(A)(a)配列番号1、3、5、7、9または11に記載の塩基配列またはそのフラグメント配列を有するポリヌクレオチド;
(b)配列番号2、4、6、8、10または12に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドまたはそのフラグメントをコードするポリヌクレオチド;
(c)配列番号2、4、6、8、10または12に記載のアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が、置換、付加および欠失からなる群より選択される少なくとも1つの変異を有する改変体ポリペプチドであって、生物学的活性を有する改変体ポリペプチドをコードする、ポリヌクレオチド;
(d)配列番号1、3、5、7、9または11に記載の塩基配列のスプライス変異体または対立遺伝子変異体である、ポリヌクレオチド;
(e)配列番号2、4、6、8、10または12に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドの種相同体をコードする、ポリヌクレオチド;
(f)(a)〜(e)のいずれか1つのポリヌクレオチドにストリンジェント条件下でハイブリダイズし、かつ生物学的活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;または
(g)(a)〜(e)のいずれか1つのポリヌクレオチドまたはその相補配列に対する同一性が少なくとも70%である塩基配列からなり、かつ、生物学的活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
を含む、
核酸分子;あるいは
(B)(a)配列番号2、4、6、8、10または12に記載のアミノ酸配列またはそのフラグメントからなる、ポリペプチド;
(b)配列番号2、4、6、8、10または12に記載のアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が置換、付加および欠失からなる群より選択される少なくとも1つの変異を有し、かつ、生物学的活性を有する、ポリペプチド;
(c)配列番号1、3、5、7、9または11に記載の塩基配列のスプライス変異体または対立遺伝子変異体によってコードされる、ポリペプチド;
(d)配列番号2、4、6、8、10または12に記載のアミノ酸配列の種相同体である、ポリペプチド;または
(e)(a)〜(d)のいずれか1つのポリペプチドに対する同一性が少なくとも70%であるアミノ酸配列を有し、かつ、生物学的活性を有する、ポリペプチド、
を含む、
ポリペプチドをコードする核酸分子、あるいはそれがコードするポリペプチドが挙げられるがそれらに限定されない。
Activins are known to have homologues in mammals including humans, rats, mice and Xenopus, as well as in Drosophila. Therefore, in this specification, activin usually refers to activin which exists not only in mammals but also in living organisms in general. Activin-A is a dimer of inhibin βA (human inhibin βA accession number NM002192; SEQ ID NOs: 1 and 2 (nucleic acids and amino acids)). Activin-AB is a dimer of inhibin βA and inhibin βB (human inhibin βB accession number NM002193; SEQ ID NOs: 3 and 4 (nucleic acids and amino acids)). Activin-B is a dimer of inhibin βB. Activin-C is a dimer of inhibin βC (human inhibin βC accession number NM005538; SEQ ID NOs: 5 and 6 (nucleic acids and amino acids)). Inhibin is a dimer of inhibin α (human inhibin α accession number NM002191; SEQ ID NOs: 7 and 8 (nucleic acids and amino acids)).
Examples of such activin genes include:
(A) (a) a polynucleotide having the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, or 11 or a fragment sequence thereof;
(B) a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, or 12 or a fragment thereof;
(C) a variant having one or more amino acids having at least one mutation selected from the group consisting of substitution, addition and deletion in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10 or 12 A polynucleotide, which encodes a variant polypeptide having biological activity;
(D) a polynucleotide which is a splice variant or allelic variant of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, or 11;
(E) a polynucleotide encoding a species homologue of a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, or 12;
(F) a polynucleotide that hybridizes to any one of the polynucleotides of (a) to (e) under a stringent condition and encodes a polypeptide having biological activity; or (g) (a) to A polynucleotide comprising a nucleotide sequence having at least 70% identity to any one polynucleotide of (e) or a complementary sequence thereof and encoding a polypeptide having biological activity;
including,
A nucleic acid molecule; or (B) (a) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10 or 12, or a fragment thereof;
(B) in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10 or 12, wherein at least one amino acid has at least one mutation selected from the group consisting of substitution, addition and deletion; and A polypeptide having biological activity;
(C) a polypeptide encoded by a splice variant or allelic variant of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, or 11;
(D) a polypeptide that is a species homologue of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, or 12; or (e) against any one polypeptide of (a)-(d) A polypeptide having an amino acid sequence with at least 70% identity and having biological activity;
including,
Examples include, but are not limited to, a nucleic acid molecule that encodes a polypeptide, or a polypeptide that it encodes.

本明細書において、「リガンド」とは、あるタンパク質に特異的に結合する物質をいう。例えば,細胞膜上に存在する種々のレセプタータンパク質分子と特異的に結合するレクチン、抗原、抗体、ホルモン、神経伝達物質などがリガンドとして挙げられる。アクチビンがリガンドとすれば、同様の(等価の)作用を有するリガンドは、本発明の範囲内であることが意図される。   As used herein, “ligand” refers to a substance that specifically binds to a protein. Examples of ligands include lectins, antigens, antibodies, hormones, neurotransmitters, and the like that specifically bind to various receptor protein molecules present on the cell membrane. If activin is the ligand, ligands with similar (equivalent) action are intended to be within the scope of the present invention.

本発明において用いられるアクチビンについて、糖鎖が付加され得る部分としては、N−アセチル−D−グルコサミンなどが結合するN−グルコシド結合可能な部分、およびN−アセチル−D−ガラクトサミンのO−グリコシド結合をする部分(セリンまたはスレオニン残基が頻出する部分)が挙げられる。本明細書において使用されるアクチビンは、糖鎖の有無は特に活性に影響を与えるというわけではないが、これらの糖鎖が付加されたタンパク質は、通常生体内での分解に対して安定であり、強い生理活性を有し得る。従って、これら糖鎖が付加されたポリペプチドもまた、本発明の範囲内にある。   In the activin used in the present invention, as a moiety to which a sugar chain can be added, an N-glucoside-bondable moiety to which N-acetyl-D-glucosamine or the like binds, and an N-acetyl-D-galactosamine O-glycoside bond (Parts where serine or threonine residues frequently appear). The activin used in the present specification is not particularly affected by the presence or absence of a sugar chain, but proteins with these sugar chains are usually stable against degradation in vivo. , May have strong physiological activity. Therefore, polypeptides to which these sugar chains are added are also within the scope of the present invention.

本明細書において使用される用語「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」は、本明細書において同じ意味で使用され、任意の長さのアミノ酸のポリマーをいう。このポリマーは、直鎖であっても分岐していてもよく、環状であってもよい。アミノ酸は、天然のものであっても非天然のものであってもよく、改変されたアミノ酸であってもよい。この用語はまた、複数のポリペプチド鎖の複合体へとアセンブルされたものを包含し得る。この用語はまた、天然または人工的に改変されたアミノ酸ポリマーも包含する。そのような改変としては、例えば、ジスルフィド結合形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化または任意の他の操作もしくは改変(例えば、標識成分との結合体化)。この定義にはまた、例えば、アミノ酸の1または複数のアナログを含むポリペプチド(例えば、非天然のアミノ酸などを含む)、ペプチド様化合物(例えば、ペプトイド)および当該分野において公知の他の改変が包含される。本発明の遺伝子産物は、通常ポリペプチド形態をとる。このようなポリペプチド形態の本発明の遺伝子産物は、本発明の診断、予防、治療または予後のための組成物として有用である。   As used herein, the terms “protein”, “polypeptide”, “oligopeptide” and “peptide” are used interchangeably herein and refer to a polymer of amino acids of any length. This polymer may be linear, branched, or cyclic. The amino acid may be natural or non-natural and may be a modified amino acid. The term can also encompass one assembled into a complex of multiple polypeptide chains. The term also encompasses natural or artificially modified amino acid polymers. Such modifications include, for example, disulfide bond formation, glycosylation, lipidation, acetylation, phosphorylation or any other manipulation or modification (eg, conjugation with a labeling component). This definition also includes, for example, polypeptides containing one or more analogs of amino acids (eg, including unnatural amino acids, etc.), peptidomimetic compounds (eg, peptoids) and other modifications known in the art. Is done. The gene product of the present invention usually takes the form of a polypeptide. The gene product of the present invention in such a polypeptide form is useful as a composition for diagnosis, prevention, treatment or prognosis of the present invention.

本明細書において使用される用語「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」および「核酸」は、本明細書において同じ意味で使用され、任意の長さのヌクレオチドのポリマーをいう。この用語はまた、「オリゴヌクレオチド誘導体」または「ポリヌクレオチド誘導体」を含む。   As used herein, the terms “polynucleotide”, “oligonucleotide” and “nucleic acid” are used interchangeably herein and refer to a polymer of nucleotides of any length. The term also includes “oligonucleotide derivatives” or “polynucleotide derivatives”.

本明細書において「オリゴヌクレオチド誘導体」または「ポリヌクレオチド誘導体」とは、ヌクレオチドの誘導体を含むか、またはヌクレオチド間の結合が通常とは異なるオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドをいい、互換的に使用される。そのようなオリゴヌクレオチドとして具体的には、例えば、2’−O−メチル−リボヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のリン酸ジエステル結合がホスホロチオエート結合に変換されたオリゴヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のリン酸ジエステル結合がN3’−P5’ホスホロアミデート結合に変換されたオリゴヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のリボースとリン酸ジエステル結合とがペプチド核酸結合に変換されたオリゴヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のウラシルがC−5プロピニルウラシルで置換されたオリゴヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のウラシルがC−5チアゾールウラシルで置換されたオリゴヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のシトシンがC−5プロピニルシトシンで置換されたオリゴヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のシトシンがフェノキサジン修飾シトシン(phenoxazine−modified cytosine)で置換されたオリゴヌクレオチド誘導体、DNA中のリボースが2’−O−プロピルリボースで置換されたオリゴヌクレオチド誘導体およびオリゴヌクレオチド中のリボースが2’−メトキシエトキシリボースで置換されたオリゴヌクレオチド誘導体などが例示される。他にそうではないと示されなければ、特定の核酸配列はまた、明示的に示された配列と同様に、その保存的に改変された改変体(例えば、縮重コドン置換体)および相補配列を包含することが企図される。具体的には、縮重コドン置換体は、1または複数の選択された(または、すべての)コドンの3番目の位置が混合塩基および/またはデオキシイノシン残基で置換された配列を作成することにより達成され得る(Batzerら、Nucleic Acid Res.19:5081(1991);Ohtsukaら、J.Biol.Chem.260:2605−2608(1985);Rossoliniら、Mol.Cell.Probes 8:91−98(1994))。本発明の遺伝子は、通常、このポリヌクレオチド形態をとる。   As used herein, the term “oligonucleotide derivative” or “polynucleotide derivative” refers to an oligonucleotide or polynucleotide that includes a derivative of a nucleotide or that has an unusual linkage between nucleotides, and is used interchangeably. Specific examples of such oligonucleotides include, for example, 2′-O-methyl-ribonucleotides, oligonucleotide derivatives in which phosphodiester bonds in oligonucleotides are converted to phosphorothioate bonds, and phosphodiester bonds in oligonucleotides. Derivative converted to N3′-P5 ′ phosphoramidate bond, oligonucleotide derivative in which ribose and phosphodiester bond in oligonucleotide are converted to peptide nucleic acid bond, uracil in oligonucleotide is C− Oligonucleotide derivatives substituted with 5-propynyluracil, oligonucleotide derivatives wherein uracil in oligonucleotide is substituted with C-5 thiazole uracil, cytosine in oligonucleotide is C-5 propynylcytosine Substituted oligonucleotide derivatives, oligonucleotide derivatives in which the cytosine in the oligonucleotide is replaced with phenoxazine-modified cytosine, oligonucleotide derivatives in which the ribose in DNA is replaced with 2'-O-propylribose Examples thereof include oligonucleotide derivatives in which the ribose in the oligonucleotide is substituted with 2′-methoxyethoxyribose. Unless otherwise indicated, a particular nucleic acid sequence may also be conservatively modified (eg, degenerate codon substitutes) and complementary sequences, as well as explicitly indicated sequences. Is contemplated. Specifically, a degenerate codon substitute creates a sequence in which the third position of one or more selected (or all) codons is replaced with a mixed base and / or deoxyinosine residue. (Batzer et al., Nucleic Acid Res. 19: 5081 (1991); Ohtsuka et al., J. Biol. Chem. 260: 2605-2608 (1985); Rossolini et al., Mol. Cell. Probes 8: 91-98). (1994)). The gene of the present invention usually takes this polynucleotide form.

本明細書では「核酸分子」もまた、核酸、オリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチドと互換可能に使用され、cDNA、mRNA、ゲノムDNAなどを含む。本明細書では、核酸および核酸分子は、用語「遺伝子」の概念に含まれ得る。ある遺伝子配列をコードする核酸分子はまた、「スプライス変異体(改変体)」を包含する。同様に、核酸によりコードされた特定のタンパク質は、その核酸のスプライス改変体によりコードされる任意のタンパク質を包含する。その名が示唆するように「スプライス変異体」は、遺伝子のオルタナティブスプライシングの産物である。転写後、最初の核酸転写物は、異なる(別の)核酸スプライス産物が異なるポリペプチドをコードするようにスプライスされ得る。スプライス変異体の産生機構は変化するが、エキソンのオルタナティブスプライシングを含む。読み過し転写により同じ核酸に由来する別のポリペプチドもまた、この定義に包含される。スプライシング反応の任意の産物(組換え形態のスプライス産物を含む)がこの定義に含まれる。したがって、本明細書では、たとえば、本発明で使用され得る遺伝子(アクチビン遺伝子)には、そのスプライス変異体もまた包含され得る。   As used herein, “nucleic acid molecule” is also used interchangeably with nucleic acids, oligonucleotides and polynucleotides and includes cDNA, mRNA, genomic DNA, and the like. As used herein, nucleic acids and nucleic acid molecules can be included within the concept of the term “gene”. Nucleic acid molecules encoding certain gene sequences also include “splice variants”. Similarly, a particular protein encoded by a nucleic acid encompasses any protein encoded by a splice variant of that nucleic acid. As the name suggests, a “splice variant” is the product of alternative splicing of a gene. After transcription, the initial nucleic acid transcript can be spliced such that different (another) nucleic acid splice products encode different polypeptides. The production mechanism of splice variants varies, but includes exon alternative splicing. Other polypeptides derived from the same nucleic acid by read-through transcription are also encompassed by this definition. Any product of a splicing reaction (including recombinant forms of splice products) is included in this definition. Therefore, in the present specification, for example, a gene (activin gene) that can be used in the present invention may include a splice variant thereof.

本明細書において、「遺伝子」とは、遺伝形質を規定する因子をいう。通常染色体上に一定の順序に配列している。タンパク質の一次構造を規定するものを構造遺伝子といい、その発現を左右するものを調節遺伝子(たとえば、プロモーター)という。本明細書では、遺伝子は、特に言及しない限り、構造遺伝子および調節遺伝子を包含する。したがって、アクチビンなどの遺伝子というときは、通常、本発明の遺伝子の構造遺伝子ならびにそのプロモーターなどの転写および/または翻訳の調節配列の両方を包含する。本発明では、構造遺伝子のほか、転写および/または翻訳などの調節配列もまた、神経再生、神経疾患の診断、治療、予防、予後などに有用であることが理解される。本明細書では、「遺伝子」は、「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「核酸」および「核酸分子」ならびに/または「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」を指すことがある。本明細書においてはまた、「遺伝子産物」は、遺伝子によって発現された「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「核酸」および「核酸分子」ならびに/または「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」を包含する。当業者であれば、遺伝子産物が何たるかはその状況に応じて理解することができる。   As used herein, “gene” refers to a factor that defines a genetic trait. Usually arranged in a certain order on the chromosome. Those that define the primary structure of a protein are called structural genes, and those that influence the expression are called regulatory genes (for example, promoters). In the present specification, genes include structural genes and regulatory genes unless otherwise specified. Therefore, a gene such as activin usually includes both a structural gene of the gene of the present invention and a transcriptional and / or translational regulatory sequence such as its promoter. In the present invention, it is understood that in addition to structural genes, regulatory sequences such as transcription and / or translation are also useful for nerve regeneration, diagnosis, treatment, prevention, prognosis, etc. of nerve diseases. As used herein, “gene” refers to “polynucleotide”, “oligonucleotide”, “nucleic acid” and “nucleic acid molecule” and / or “protein”, “polypeptide”, “oligopeptide” and “peptide”. Sometimes. Also herein, a “gene product” is a “polynucleotide”, “oligonucleotide”, “nucleic acid” and “nucleic acid molecule” and / or “protein”, “polypeptide”, “oligo” expressed by a gene. Includes "peptide" and "peptide". A person skilled in the art can understand what a gene product is, depending on the situation.

本明細書において遺伝子(例えば、核酸配列、アミノ酸配列など)の「相同性」とは、2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。また、本明細書において配列(核酸配列、アミノ酸配列など)の同一性とは、2以上の対比可能な配列の、互いに対する同一の配列(個々の核酸、アミノ酸など)の程度をいう。従って、ある2つの遺伝子の相同性が高いほど、それらの配列の同一性または類似性は高い。2種類の遺伝子が相同性を有するか否かは、配列の直接の比較、または核酸の場合ストリンジェントな条件下でのハイブリダイゼーション法によって調べられ得る。2つの遺伝子配列を直接比較する場合、その遺伝子配列間でDNA配列が、代表的には少なくとも50%同一である場合、好ましくは少なくとも70%同一である場合、より好ましくは少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一である場合、それらの遺伝子は相同性を有する。本明細書において、遺伝子(例えば、核酸配列、アミノ酸配列など)の「類似性」とは、上記相同性において、保存的置換をポジティブ(同一)とみなした場合の、2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。従って、保存的置換がある場合は、その保存的置換の存在に応じて相同性と類似性とは異なる。また、保存的置換がない場合は、相同性と類似性とは同じ数値を示す。   As used herein, “homology” of genes (eg, nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to the degree of identity of two or more gene sequences with each other. In this specification, the identity of sequences (nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to the degree of two or more comparable sequences with respect to each other (individual nucleic acids, amino acids, etc.). Therefore, the higher the homology between two genes, the higher the sequence identity or similarity. Whether two genes have homology can be determined by direct comparison of the sequences or, in the case of nucleic acids, hybridization methods under stringent conditions. When directly comparing two gene sequences, the DNA sequence between the gene sequences is typically at least 50% identical, preferably at least 70% identical, more preferably at least 80%, 90% , 95%, 96%, 97%, 98% or 99% are identical, the genes have homology. In the present specification, “similarity” of genes (for example, nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to two or more gene sequences when the conservative substitution is regarded as positive (identical) in the above homology. The degree of identity with each other. Thus, when there is a conservative substitution, homology and similarity differ depending on the presence of the conservative substitution. When there is no conservative substitution, homology and similarity indicate the same numerical value.

本明細書では、アミノ酸配列および塩基配列の類似性、同一性および相同性の比較は、同一性の検索は例えば、NCBIのBLAST 2.2.9 (2004.5.12 発行)を用いて行うことができる。本明細書における同一性の値は通常は上記BLASTを用い、デフォルトの条件でアラインした際の値をいう。ただし、パラメーターの変更により、より高い値が出る場合は、最も高い値を同一性の値とする。複数の領域で同一性が評価される場合はそのうちの最も高い値を同一性の値とする。   In the present specification, the similarity, identity and homology of amino acid sequences and nucleotide sequences are compared, and the search for identity is performed using, for example, NCBI BLAST 2.2.9 (issued 2004.12). be able to. In the present specification, the identity value usually refers to a value when the BLAST is used and aligned under default conditions. However, if a higher value is obtained by changing the parameter, the highest value is taken as the identity value. When identity is evaluated in a plurality of regions, the highest value among them is set as the identity value.

本明細書において、「アミノ酸」は、本発明の目的を満たす限り、天然のものでも非天然のものでもよい。「アミノ酸誘導体」または「アミノ酸アナログ」とは、天然に存在するアミノ酸とは異なるがもとのアミノ酸と同様の機能を有するものをいう。そのようなアミノ酸誘導体およびアミノ酸アナログは、当該分野において周知である。   In the present specification, the “amino acid” may be natural or non-natural as long as the object of the present invention is satisfied. “Amino acid derivative” or “amino acid analog” refers to an amino acid that is different from a naturally occurring amino acid but has the same function as the original amino acid. Such amino acid derivatives and amino acid analogs are well known in the art.

用語「天然のアミノ酸」とは、天然のアミノ酸のL−異性体を意味する。天然のアミノ酸は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、メチオニン、トレオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、システイン、プロリン、ヒスチジン、アスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、グルタミン、γ−カルボキシグルタミン酸、アルギニン、オルニチン、およびリジンである。特に示されない限り、本明細書でいう全てのアミノ酸はL体であるが、D体のアミノ酸を用いた形態もまた本発明の範囲内にある。   The term “natural amino acid” refers to the L-isomer of a natural amino acid. Natural amino acids are glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, serine, methionine, threonine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, cysteine, proline, histidine, aspartic acid, asparagine, glutamic acid, glutamine, γ-carboxyglutamic acid, arginine, ornithine , And lysine. Unless otherwise indicated, all amino acids referred to herein are L-forms, but forms using D-form amino acids are also within the scope of the present invention.

本明細書において用語「非天然アミノ酸」とは、タンパク質中で通常は天然に見出されないアミノ酸を意味する。非天然アミノ酸の例として、ノルロイシン、パラ−ニトロフェニルアラニン、ホモフェニルアラニン、パラ−フルオロフェニルアラニン、3−アミノ−2−ベンジルプロピオン酸、ホモアルギニンのD体またはL体およびD−フェニルアラニンが挙げられる。   As used herein, the term “unnatural amino acid” refers to an amino acid that is not normally found in proteins in nature. Examples of non-natural amino acids include norleucine, para-nitrophenylalanine, homophenylalanine, para-fluorophenylalanine, 3-amino-2-benzylpropionic acid, homo-arginine D-form or L-form and D-phenylalanine.

本明細書において「アミノ酸アナログ」とは、アミノ酸ではないが、アミノ酸の物性および/または機能に類似する分子をいう。アミノ酸アナログとしては、例えば、エチオニン、カナバニン、2−メチルグルタミンなどが挙げられる。アミノ酸模倣物とは、アミノ酸の一般的な化学構造とは異なる構造を有するが、天然に存在するアミノ酸と同様な様式で機能する化合物をいう。本明細書におけるアクチビンとしては、天然型のアミノ酸を含むもののほか、このようなアミノ酸アナログまたはアミノ酸誘導体を含むものが使用され得る。   As used herein, “amino acid analog” refers to a molecule that is not an amino acid but is similar to the physical properties and / or function of an amino acid. Examples of amino acid analogs include ethionine, canavanine, 2-methylglutamine and the like. Amino acid mimetics refers to chemical compounds that have a structure that is different from the general chemical structure of an amino acid, but that functions in a manner similar to a naturally occurring amino acid. As activin in this specification, in addition to those containing natural amino acids, those containing such amino acid analogs or amino acid derivatives can be used.

本明細書において「ヌクレオチド」は、天然のものでも非天然のものでもよい。「誘導体ヌクレオチド」または「ヌクレオチドアナログ」とは、天然に存在するヌクレオチドとは異なるがもとのヌクレオチドと同様の機能を有するものをいう。そのような誘導体ヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログは、当該分野において周知である。そのような誘導体ヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログの例としては、ホスホロチオエート、ホスホルアミデート、メチルホスホネート、キラルメチルホスホネート、2−O−メチルリボヌクレオチド、ペプチド−核酸(PNA)が含まれるが、これらに限定されない。   In the present specification, the “nucleotide” may be natural or non-natural. A “derivative nucleotide” or “nucleotide analog” refers to a nucleotide that is different from a naturally occurring nucleotide but has the same function as the original nucleotide. Such derivative nucleotides and nucleotide analogs are well known in the art. Examples of such derivative nucleotides and nucleotide analogs include, but are not limited to, phosphorothioate, phosphoramidate, methyl phosphonate, chiral methyl phosphonate, 2-O-methyl ribonucleotide, peptide-nucleic acid (PNA). .

アミノ酸は、その一般に公知の3文字記号か、またはIUPAC−IUB Biochemical Nomenclature Commissionにより推奨される1文字記号のいずれかにより、本明細書中で言及され得る。ヌクレオチドも同様に、一般に認知された1文字コードにより言及され得る。   Amino acids may be referred to herein by either their commonly known three letter symbols or by the one-letter symbols recommended by the IUPAC-IUB Biochemical Nomenclature Commission. Nucleotides may also be referred to by the generally recognized one letter code.

本明細書において、「対応する」アミノ酸または核酸とは、あるポリペプチド分子またはポリヌクレオチド分子において、比較の基準となるポリペプチドまたはポリヌクレオチドにおける所定のアミノ酸またはヌクレオチドと同様の作用を有するか、または有することが予測されるアミノ酸またはヌクレオチドをいい、特に酵素分子にあっては、活性部位中の同様の位置に存在し触媒活性に同様の寄与をするアミノ酸をいう。例えば、アンチセンス分子であれば、そのアンチセンス分子の特定の部分に対応するオルソログにおける同様の部分であり得る。従って、本明細書においてマウスアクチビンにおける特定のアミノ酸配列は、アラインメントなどの解析によって、ヒトアクチビンにおける特定のアミノ酸に対して対応付けることができる。このような「対応する」アミノ酸または核酸は、一定範囲にわたる領域またはドメインであってもよい。従って、そのような場合、本明細書において「対応する」領域またはドメインと称される。   As used herein, a “corresponding” amino acid or nucleic acid has the same action as a predetermined amino acid or nucleotide in a polypeptide or polynucleotide to be compared in a certain polypeptide molecule or polynucleotide molecule, or An amino acid or nucleotide that is predicted to have, especially an enzyme molecule, is an amino acid that is present at a similar position in the active site and contributes similarly to catalytic activity. For example, an antisense molecule can be a similar part in an ortholog corresponding to a particular part of the antisense molecule. Therefore, in this specification, a specific amino acid sequence in mouse activin can be associated with a specific amino acid in human activin by analysis such as alignment. Such “corresponding” amino acids or nucleic acids may be regions or domains spanning a range. Thus, in such cases, it is referred to herein as a “corresponding” region or domain.

本明細書において、「対応する」遺伝子(例えば、ポリペプチド分子またはポリヌクレオチド分子)とは、ある種において、比較の基準となる種における所定の遺伝子と同様の作用を有するか、または有することが予測される遺伝子(例えば、ポリペプチド分子またはポリヌクレオチド分子)をいい、そのような作用を有する遺伝子が複数存在する場合、進化学的に同じ起源を有するものをいう。従って、ある遺伝子に対応する遺伝子は、その遺伝子のオルソログであり得る。したがって、アフリカツメガエルのアクチビンなどの遺伝子に対応する遺伝子は、他の動物(ヒト、ラット、ブタ、ウシなど)においても見出すことができる。そのような対応する遺伝子は、当該分野において周知の技術を用いて同定することができる。したがって、例えば、ある動物における対応する遺伝子は、対応する遺伝子の基準となる遺伝子(例えば、アフリカツメガエルのアクチビンなどの遺伝子)の配列をクエリ配列として用いてその動物(例えばヒト、ラット)の配列データベースを検索することによって見出すことができる。   As used herein, a “corresponding” gene (eg, a polypeptide molecule or a polynucleotide molecule) has or has the same action as a given gene in a species to be compared in a certain species. It refers to a predicted gene (for example, a polypeptide molecule or a polynucleotide molecule), and when there are a plurality of genes having such action, it refers to one having the same evolutionary origin. Thus, a gene corresponding to a gene can be an ortholog of that gene. Therefore, a gene corresponding to a gene such as Xenopus activin can also be found in other animals (human, rat, pig, cow, etc.). Such corresponding genes can be identified using techniques well known in the art. Thus, for example, a corresponding gene in an animal is a sequence database of that animal (eg, human, rat) using the sequence of the gene that serves as a reference for the corresponding gene (eg, a gene such as Xenopus activin) as a query sequence. Can be found by searching.

本明細書において「フラグメント」とは、全長のポリペプチドまたはポリヌクレオチド(長さがn)に対して、1〜n−1までの配列長さを有するポリペプチドまたはポリヌクレオチドをいう。フラグメントの長さは、その目的に応じて、適宜変更することができ、例えば、その長さの下限としては、ポリペプチドの場合、3、4、5、6、7、8、9、10、15,20、25、30、40、50およびそれ以上のアミノ酸が挙げられ、ここの具体的に列挙していない整数で表される長さ(例えば、11など)もまた、下限として適切であり得る。また、ポリヌクレオチドの場合、5、6、7、8、9、10、15,20、25、30、40、50、75、100およびそれ以上のヌクレオチドが挙げられ、ここの具体的に列挙していない整数で表される長さ(例えば、11など)もまた、下限として適切であり得る。本明細書において、ポリペプチドおよびポリヌクレオチドの長さは、上述のようにそれぞれアミノ酸または核酸の個数で表すことができるが、上述の個数は絶対的なものではなく、同じ機能を有する限り、上限または下限としての上述の個数は、その個数の上下数個(または例えば上下10%)のものも含むことが意図される。そのような意図を表現するために、本明細書では、個数の前に「約」を付けて表現することがある。しかし、本明細書では、「約」のあるなしはその数値の解釈に影響を与えないことが理解されるべきである。本明細書において有用なフラグメントの長さは、そのフラグメントの基準となる全長タンパク質の機能のうち少なくとも1つの機能(例えば、分化調節作用、他の分子との特異的相互作用)が保持されているかどうかによって決定され得る。   As used herein, “fragment” refers to a polypeptide or polynucleotide having a sequence length of 1 to n−1 with respect to a full-length polypeptide or polynucleotide (length is n). The length of the fragment can be appropriately changed according to the purpose. For example, the lower limit of the length is 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, Examples include 15, 20, 25, 30, 40, 50 and more amino acids, and lengths expressed in integers not specifically listed here (eg, 11 etc.) are also suitable as lower limits. obtain. In the case of polynucleotides, examples include 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100 and more nucleotides. Non-integer lengths (eg, 11 etc.) may also be appropriate as a lower limit. In the present specification, the lengths of polypeptides and polynucleotides can be represented by the number of amino acids or nucleic acids, respectively, as described above, but the above numbers are not absolute, and the upper limit is not limited as long as they have the same function. Alternatively, the above-mentioned number as the lower limit is intended to include a number above and below that number (or, for example, 10% above and below). In order to express such intention, in this specification, “about” may be added before the number. However, it should be understood herein that the presence or absence of “about” does not affect the interpretation of the value. Whether the length of a fragment useful in the present specification retains at least one of the functions of a full-length protein that serves as a reference for the fragment (for example, differentiation-regulating action, specific interaction with other molecules) It can be decided by how.

本明細書において第一の物質または因子が第二の物質または因子に「特異的に相互作用する」とは、第一の物質または因子が、第二の物質または因子に対して、第二の物質または因子以外の物質または因子(特に、第二の物質または因子を含むサンプル中に存在する他の物質または因子)に対するよりも高い親和性で相互作用することをいう。物質または因子について特異的な相互作用としては、例えば、核酸におけるハイブリダイゼーション、タンパク質における抗原抗体反応、リガンド−レセプター反応、酵素−基質反応など、核酸およびタンパク質の両方が関係する場合、転写因子とその転写因子の結合部位との反応など、タンパク質−脂質相互作用、核酸−脂質相互作用などが挙げられるがそれらに限定されない。従って、物質または因子がともに核酸である場合、第一の物質または因子が第二の物質または因子に「特異的に相互作用する」ことには、第一の物質または因子が、第二の物質または因子に対して少なくとも一部に相補性を有することが包含される。また例えば、物質または因子がともにタンパク質である場合、第一の物質または因子が第二の物質または因子に「特異的に相互作用する」こととしては、例えば、抗原抗体反応による相互作用、レセプター−リガンド反応による相互作用、酵素−基質相互作用などが挙げられるがそれらに限定されない。2種類の物質または因子がタンパク質および核酸を含む場合、第一の物質または因子が第二の物質または因子に「特異的に相互作用する」ことには、転写因子と、その転写因子が対象とする核酸分子の結合領域との間の相互作用が包含される。   As used herein, a first substance or factor “specifically interacts” with a second substance or factor means that the first substance or factor has a second Interacting with a higher affinity than a substance or factor other than a substance or factor (especially another substance or factor present in a sample containing a second substance or factor). Specific interactions for a substance or factor include, for example, when both nucleic acid and protein are involved, such as hybridization in nucleic acids, antigen-antibody reactions in proteins, ligand-receptor reactions, enzyme-substrate reactions, etc. Examples include, but are not limited to, a protein-lipid interaction, a nucleic acid-lipid interaction, and the like, such as a reaction with a binding site of a transcription factor. Thus, when both a substance or factor is a nucleic acid, the first substance or factor “specifically interacts” with the second substance or factor means that the first substance or factor has the second substance Or having at least a part of complementarity to the factor. Further, for example, when both substances or factors are proteins, the fact that the first substance or factor “specifically interacts” with the second substance or factor includes, for example, interaction by antigen-antibody reaction, receptor- Examples include, but are not limited to, interaction by a ligand reaction and enzyme-substrate interaction. When two substances or factors include proteins and nucleic acids, the first substance or factor “specifically interacts” with the second substance or factor means that the transcription factor and the transcription factor Interaction between the binding region of the nucleic acid molecule to be included.

したがって、本明細書においてポリヌクレオチドまたはポリペプチドなどの生物学的因子に対して「特異的に相互作用する因子」とは、そのポリヌクレオチドまたはそのポリペプチドなどの生物学的因子に対する親和性が、他の無関連の(特に、同一性が30%未満の)ポリヌクレオチドまたはポリペプチドに対する親和性よりも、代表的には同等またはより高いか、好ましくは有意に(例えば、統計学的に有意に)高いものを包含する。そのような親和性は、例えば、ハイブリダイゼーションアッセイ、結合アッセイなどによって測定することができる。   Therefore, in the present specification, a “factor that specifically interacts” with a biological agent such as a polynucleotide or a polypeptide means an affinity for the biological agent such as the polynucleotide or the polypeptide, The affinity for other unrelated (especially less than 30% identity) polynucleotides or polypeptides is typically equivalent or higher, preferably significantly (eg, statistically significant) ) Includes the expensive. Such affinity can be measured, for example, by hybridization assays, binding assays, and the like.

本明細書において「因子」(agent)としては、意図する目的を達成することができる限りどのような物質または他の要素(例えば、光、放射能、熱、電気などのエネルギー)でもあってもよい。そのような物質としては、例えば、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、ペプチド、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、核酸(例えば、cDNA、ゲノムDNAのようなDNA、mRNAのようなRNAを含む)、ポリサッカリド、オリゴサッカリド、脂質、有機低分子(例えば、ホルモン、リガンド、情報伝達物質、有機低分子、コンビナトリアルケミストリで合成された分子、医薬品として利用され得る低分子(例えば、低分子リガンドなど)など)、これらの複合分子が挙げられるがそれらに限定されない。ポリヌクレオチドに対して特異的な因子としては、代表的には、そのポリヌクレオチドの配列に対して一定の配列相同性を(例えば、70%以上の配列同一性)もって相補性を有するポリヌクレオチド、プロモーター領域に結合する転写因子のようなポリペプチドなどが挙げられるがそれらに限定されない。ポリペプチドに対して特異的な因子としては、代表的には、そのポリペプチドに対して特異的に指向された抗体またはその誘導体あるいはその類似物(例えば、単鎖抗体)、そのポリペプチドがレセプターまたはリガンドである場合の特異的なリガンドまたはレセプター、そのポリペプチドが酵素である場合、その基質などが挙げられるがそれらに限定されない。本明細書では、アクチビンが幹細胞の分化に使用され得るが、アクチビンと同一の生物学的活性を有する因子であれば、本発明においてアクチビンと交換可能に用いられ得ることが理解される。このような因子は、本明細書における開示に基づいて、当該分野における技術常識を用いてスクリーニングすることによって同定することができ、これらは、周知・慣用技術の範囲内であることが理解される。   As used herein, an “agent” can be any substance or other element (eg, energy such as light, radioactivity, heat, electricity, etc.) that can achieve the intended purpose. Good. Such substances include, for example, proteins, polypeptides, oligopeptides, peptides, polynucleotides, oligonucleotides, nucleotides, nucleic acids (eg, DNA such as cDNA, genomic DNA, RNA such as mRNA), poly Saccharides, oligosaccharides, lipids, small organic molecules (for example, hormones, ligands, signaling substances, small organic molecules, molecules synthesized by combinatorial chemistry, small molecules that can be used as pharmaceuticals (for example, small molecule ligands, etc.)) , These complex molecules, but not limited to. As a factor specific to a polynucleotide, typically, a polynucleotide having a certain sequence homology to the sequence of the polynucleotide (for example, 70% or more sequence identity) and a complementarity, Examples include, but are not limited to, a polypeptide such as a transcription factor that binds to the promoter region. Factors specific for a polypeptide typically include an antibody specifically directed against the polypeptide or a derivative or analog thereof (eg, a single chain antibody), and the polypeptide is a receptor. Alternatively, specific ligands or receptors in the case of ligands, and substrates thereof when the polypeptide is an enzyme include, but are not limited to. As used herein, activin can be used for stem cell differentiation, but it is understood that any factor having the same biological activity as activin can be used interchangeably with activin in the present invention. Such factors can be identified by screening using technical common sense in the field based on the disclosure in the present specification, and it is understood that these are within the scope of well-known and conventional techniques. .

本明細書中で使用される「化合物」は、任意の識別可能な化学物質または分子を意味し、これらには、低分子、ペプチド、タンパク質、糖、ヌクレオチド、または核酸が挙げられるが、これらに限定されず、そしてこのような化合物は、天然物または合成物であり得る。   As used herein, “compound” means any identifiable chemical or molecule, including small molecules, peptides, proteins, sugars, nucleotides, or nucleic acids, including: Without limitation, such compounds can be natural or synthetic.

本明細書において「有機低分子」とは、有機分子であって、比較的分子量が小さなものをいう。通常有機低分子は、分子量が約1000以下のものをいうが、それ以上のものであってもよい。有機低分子は、通常当該分野において公知の方法を用いるかそれらを組み合わせて合成することができる。そのような有機低分子は、生物に生産させてもよい。有機低分子としては、例えば、ホルモン、リガンド、情報伝達物質、有機低分子、コンビナトリアルケミストリで合成された分子、医薬品として利用され得る低分子(例えば、低分子リガンドなど)などが挙げられるがそれらに限定されない。   In the present specification, the “small organic molecule” means an organic molecule having a relatively small molecular weight. Usually, the organic small molecule has a molecular weight of about 1000 or less, but it may be higher. The organic small molecule can be synthesized usually by using a method known in the art or a combination thereof. Such small organic molecules may be produced by living organisms. Examples of small organic molecules include hormones, ligands, signal transmitters, small organic molecules, molecules synthesized by combinatorial chemistry, and small molecules that can be used as pharmaceuticals (for example, low molecular ligands). It is not limited.

本明細書中で使用される「接触(させる)」とは、化合物を、直接的または間接的のいずれかで、本発明のアクチビンなど(例えば、ポリペプチドまたはポリヌクレオチド)に対して物理的に近接させることを意味する。ポリペプチドまたはポリヌクレオチドは、多くの緩衝液、塩、溶液などに存在し得る。接触とは、核酸分子またはそのフラグメントをコードするポリペプチドを含む、例えば、ビーカー、マイクロタイタープレート、細胞培養フラスコまたはマイクロアレイ(例えば、遺伝子チップ)などに化合物を置くことが挙げられる。代表的には、接触させたい因子(例えば、アクチビン)を含む溶液(例えば、培地)に接触対象(例えば、細胞)を入れることなどによって接触が達成され得る。   As used herein, “contacting” refers to physically contacting a compound, either directly or indirectly, with an activin or the like (eg, a polypeptide or polynucleotide) of the present invention. It means close proximity. The polypeptide or polynucleotide can be present in many buffers, salts, solutions, and the like. Contact includes placing the compound in, for example, a beaker, microtiter plate, cell culture flask or microarray (eg, gene chip) containing a polypeptide encoding a nucleic acid molecule or fragment thereof. Typically, the contact can be achieved by placing a contact object (for example, a cell) in a solution (for example, a medium) containing a factor (for example, activin) to be contacted.

本明細書において「複合分子」とは、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、脂質、糖、低分子などの分子が複数種連結してできた分子をいう。そのような複合分子としては、例えば、糖脂質、糖ペプチドなどが挙げられるがそれらに限定されない。本明細書においてアクチビンとしては、このような複合分子の形態でも用いられ得る。   As used herein, “complex molecule” refers to a molecule formed by linking a plurality of molecules such as polypeptides, polynucleotides, lipids, sugars, and small molecules. Examples of such complex molecules include, but are not limited to, glycolipids and glycopeptides. In this specification, activin can also be used in the form of such a complex molecule.

本明細書において「単離された」生物学的因子(例えば、核酸またはタンパク質など)とは、その生物学的因子が天然に存在する生物体の細胞内の他の生物学的因子(例えば、核酸である場合、核酸以外の因子および目的とする核酸以外の核酸配列を含む核酸;タンパク質である場合、タンパク質以外の因子および目的とするタンパク質以外のアミノ酸配列を含むタンパク質など)から実質的に分離または精製されたものをいう。「単離された」核酸およびタンパク質には、標準的な精製方法によって精製された核酸およびタンパク質が含まれる。したがって、単離された核酸およびタンパク質は、化学的に合成した核酸およびタンパク質を包含する。   As used herein, an “isolated” biological factor (eg, a nucleic acid or protein, etc.) refers to other biological factors within the cells of the organism in which it is naturally occurring (eg, When it is a nucleic acid, it is substantially separated from a non-nucleic acid and a nucleic acid containing a nucleic acid sequence other than the target nucleic acid; Or it is purified. “Isolated” nucleic acids and proteins include nucleic acids and proteins purified by standard purification methods. Thus, isolated nucleic acids and proteins include chemically synthesized nucleic acids and proteins.

本明細書において「精製された」生物学的因子(例えば、核酸またはタンパク質など)とは、その生物学的因子に天然に随伴する因子の少なくとも一部が除去されたものをいう。したがって、通常、精製された生物学的因子におけるその生物学的因子の純度は、その生物学的因子が通常存在する状態よりも高い(すなわち濃縮されている)。   As used herein, a “purified” biological agent (such as a nucleic acid or protein) refers to a product from which at least part of the factors naturally associated with the biological agent has been removed. Thus, typically the purity of the biological agent in a purified biological agent is higher (ie, enriched) than the state in which the biological agent is normally present.

本明細書中で使用される用語「精製された」および「単離された」は、好ましくは少なくとも75重量%、より好ましくは少なくとも85重量%、よりさらに好ましくは少なくとも95重量%、そして最も好ましくは少なくとも98重量%の、同型の生物学的因子が存在することを意味する。   The terms “purified” and “isolated” as used herein are preferably at least 75% by weight, more preferably at least 85% by weight, even more preferably at least 95% by weight, and most preferably Means that at least 98% by weight of the same type of biological agent is present.

本明細書において「生物学的活性」とは、ある因子(例えば、ポリヌクレオチド、タンパク質など)が、生体内において有し得る活性のことをいい、種々の機能(例えば、転写促進活性)を発揮する活性が包含される。例えば、2つの因子が相互作用する(例えば、アクチビンとその特異的因子とが結合する)場合、その生物学的活性は、その二分子との間の結合およびそれによって生じる生物学的変化、例えば、一つの分子を抗体を用いて沈降させたときに他の分子も共沈するとき、2分子は結合していると考えられる。したがって、そのような共沈を見ることが一つの判断手法として挙げられる。   As used herein, “biological activity” refers to the activity that a factor (eg, polynucleotide, protein, etc.) may have in vivo, and exhibits various functions (eg, transcription promoting activity). Activity is included. For example, when two factors interact (eg, activin and its specific factor bind), the biological activity is the binding between the two molecules and the resulting biological change, eg, When two molecules are co-precipitated when one molecule is precipitated using an antibody, the two molecules are considered to be linked. Therefore, seeing such coprecipitation is one method of judgment.

したがって、「活性」は、結合(直接的または間接的のいずれか)を示すかまたは明らかにするか;応答に影響する(すなわち、いくらかの曝露または刺激に応答する測定可能な影響を有する)、種々の測定可能な指標をいい、例えば、本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドに直接結合する化合物の親和性、または例えば、いくつかの刺激後または事象後の上流または下流のタンパク質の量あるいは他の類似の機能の尺度が、挙げられる。このような活性は、アクチビンに対する特異的因子の結合の競合阻害のようなアッセイによって測定され得る。   Thus, “activity” indicates or reveals binding (either direct or indirect); affects the response (ie, has a measurable effect in response to some exposure or stimulus); Refers to various measurable indicators, such as the affinity of a compound that directly binds to a polypeptide or polynucleotide of the invention, or the amount of protein upstream or downstream after some stimulation or event or other Similar measures of function are mentioned. Such activity can be measured by assays such as competitive inhibition of binding of specific factors to activin.

本明細書において「相互作用」とは、2つの物質についていうとき、一方の物質と他方の物質との間で力(例えば、分子間力(ファンデルワールス力)、水素結合、疎水性相互作用など)を及ぼしあうこという。通常、相互作用をした2つの物質は、会合または結合している状態にある。   In this specification, the term “interaction” refers to two substances. Force (for example, intermolecular force (van der Waals force), hydrogen bond, hydrophobic interaction between one substance and the other substance. Etc.). Usually, two interacting substances are in an associated or bound state.

本明細書中で使用される用語「結合」は、2つのタンパク質もしくは化合物または関連するタンパク質もしくは化合物の間、あるいはそれらの組み合わせの間での、物理的相互作用または化学的相互作用を意味する。結合には、イオン結合、非イオン結合、水素結合、ファンデルワールス結合、疎水性相互作用などが含まれる。物理的相互作用(結合)は、直接的または間接的であり得、間接的なものは、別のタンパク質または化合物の効果を介するかまたは起因する。直接的な結合とは、別のタンパク質または化合物の効果を介してもまたはそれらに起因しても起こらず、他の実質的な化学中間体を伴わない、相互作用をいう。   The term “binding” as used herein means a physical or chemical interaction between two proteins or compounds or related proteins or compounds, or a combination thereof. Bonds include ionic bonds, non-ionic bonds, hydrogen bonds, van der Waals bonds, hydrophobic interactions, and the like. A physical interaction (binding) can be direct or indirect, where indirect is through or due to the effect of another protein or compound. Direct binding refers to an interaction that does not occur through or due to the effects of another protein or compound and does not involve other substantial chemical intermediates.

本明細書中で使用される用語「調節する(modulate)」または「改変する(modify)」は、特定の活性またはタンパク質の量、質または効果における増加または減少あるいは維持を意味する。   The term “modulate” or “modify” as used herein means an increase or decrease or maintenance in the quantity, quality or effect of a particular activity or protein.

本明細書において、「ストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド」とは、当該分野で慣用される周知の条件で入手されるポリヌクレオチドをいう。本発明のポリヌクレオチド中から選択されたポリヌクレオチドをプローブとして、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより、そのようなポリヌクレオチドを得ることができる。具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のDNAを固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0MのNaCl存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC(saline−sodium citrate)溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mM 塩化ナトリウム、15mM クエン酸ナトリウムである)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるポリヌクレオチドを意味する。ハイブリダイゼーションは、Molecular Cloning 2nd ed.,Current Protocols in Molecular Biology,Supplement 1〜38、DNA Cloning 1:Core Techniques,A Practical Approach,Second Edition,Oxford University Press(1995)等の実験書に記載されている方法に準じて行うことができる。ここで、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列からは、好ましくは、A配列のみまたはT配列のみを含む配列が除外される。「ハイブリダイズ可能なポリヌクレオチド」とは、上記ハイブリダイズ条件下で別のポリヌクレオチドにハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドをいう。ハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドとして具体的には、本発明で具体的に示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド(例えば、アクチビン)をコードするDNAの塩基配列と少なくとも60%以上の相同性を有するポリヌクレオチド、好ましくは80%以上の相同性を有するポリヌクレオチド、さらに好ましくは95%以上の相同性を有するポリヌクレオチドを挙げることができる。   In the present specification, the “polynucleotide hybridizing under stringent conditions” refers to a polynucleotide obtained under well-known conditions commonly used in the art. Such a polynucleotide can be obtained by using a colony hybridization method, a plaque hybridization method, a Southern blot hybridization method, or the like using a polynucleotide selected from among the polynucleotides of the present invention as a probe. Specifically, hybridization was performed at 65 ° C. in the presence of 0.7 to 1.0 M NaCl using a filter on which DNA derived from colonies or plaques was immobilized, and then 0.1 to 2 times the concentration. Means a polynucleotide that can be identified by washing a filter under conditions of 65 ° C. using a SSC (saline-sodium citrate) solution (composition of 1-fold concentration of SSC solution is 150 mM sodium chloride, 15 mM sodium citrate). To do. Hybridization was performed in Molecular Cloning 2nd ed. , Current Protocols in Molecular Biology, Supplements 1-38, DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford Universe. Here, the sequence containing only the A sequence or only the T sequence is preferably excluded from the sequences that hybridize under stringent conditions. The “hybridizable polynucleotide” refers to a polynucleotide that can hybridize to another polynucleotide under the above hybridization conditions. Specifically, the polynucleotide capable of hybridizing is a polynucleotide having at least 60% homology with the base sequence of DNA encoding a polypeptide (for example, activin) having the amino acid sequence specifically shown in the present invention. A polynucleotide having a homology of 80% or more is preferable, and a polynucleotide having a homology of 95% or more is more preferable.

本明細書において「高度にストリンジェントな条件」は、核酸配列において高度の相補性を有するDNA鎖のハイブリダイゼーションを可能にし、そしてミスマッチを有意に有するDNAのハイブリダイゼーションを除外するように設計された条件をいう。ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーは、主に、温度、イオン強度、およびホルムアミドのような変性剤の条件によって決定される。このようなハイブリダイゼーションおよび洗浄に関する「高度にストリンジェントな条件」の例は、0.0015M 塩化ナトリウム、0.0015M クエン酸ナトリウム、65〜68℃、または0.015M 塩化ナトリウム、0.0015M クエン酸ナトリウム、および50% ホルムアミド、42℃である。このような高度にストリンジェントな条件については、Sambrook et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第2版、Cold Spring Harbor Laboratory(Cold Spring Harbor,N,Y.1989);およびAnderson et al.、Nucleic Acid Hybridization:a Practical approach、IV、IRL Press Limited(Oxford,England).Limited,Oxford,Englandを参照のこと。必要により、よりストリンジェントな条件(例えば、より高い温度、より低いイオン強度、より高いホルムアミド、または他の変性剤)を、使用してもよい。他の薬剤が、非特異的なハイブリダイゼーションおよび/またはバックグラウンドのハイブリダイゼーションを減少する目的で、ハイブリダイゼーション緩衝液および洗浄緩衝液に含まれ得る。そのような他の薬剤の例としては、0.1%ウシ血清アルブミン、0.1%ポリビニルピロリドン、0.1%ピロリン酸ナトリウム、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(NaDodSOまたはSDS)、Ficoll、Denhardt溶液、超音波処理されたサケ精子DNA(または別の非相補的DNA)および硫酸デキストランであるが、他の適切な薬剤もまた、使用され得る。これらの添加物の濃度および型は、ハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーに実質的に影響を与えることなく変更され得る。ハイブリダイゼーション実験は、通常、pH6.8〜7.4で実施されるが;代表的なイオン強度条件において、ハイブリダイゼーションの速度は、ほとんどpH独立である。Anderson et al.、Nucleic Acid Hybridization:a Practical Approach、第4章、IRL Press Limited(Oxford,England)を参照のこと。 As used herein, “highly stringent conditions” are designed to allow hybridization of DNA strands with a high degree of complementarity in nucleic acid sequences and to exclude hybridization of DNA with significant mismatches. Say conditions. Hybridization stringency is primarily determined by temperature, ionic strength, and the conditions of denaturing agents such as formamide. Examples of “highly stringent conditions” for such hybridization and washing are 0.0015 M sodium chloride, 0.0015 M sodium citrate, 65-68 ° C., or 0.015 M sodium chloride, 0.0015 M citric acid. Sodium, and 50% formamide, 42 ° C. For such highly stringent conditions, see Sambrook et al. , Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory (Cold Spring Harbor, N, Y. 1989); and Anderson et al. Nucleic Acid Hybridization: a Practical Approach, IV, IRL Press Limited (Oxford, England). See Limited, Oxford, England. If necessary, more stringent conditions (eg, higher temperature, lower ionic strength, higher formamide, or other denaturing agents) may be used. Other agents can be included in the hybridization and wash buffers for the purpose of reducing non-specific hybridization and / or background hybridization. Examples of such other agents include 0.1% bovine serum albumin, 0.1% polyvinyl pyrrolidone, 0.1% sodium pyrophosphate, 0.1% sodium dodecyl sulfate (NaDodSO 4 or SDS), Ficoll, Denhardt solution, sonicated salmon sperm DNA (or another non-complementary DNA) and dextran sulfate, but other suitable agents can also be used. The concentration and type of these additives can be varied without substantially affecting the stringency of the hybridization conditions. Hybridization experiments are usually performed at pH 6.8-7.4; however, at typical ionic strength conditions, the rate of hybridization is almost pH independent. Anderson et al. , Nucleic Acid Hybridization: a Practical Approach, Chapter 4, IRL Press Limited (Oxford, England).

DNA二重鎖の安定性に影響を与える因子としては、塩基の組成、長さおよび塩基対不一致の程度が挙げられる。ハイブリダイゼーション条件は、当業者によって調整され得、これらの変数を適用させ、そして異なる配列関連性のDNAがハイブリッドを形成するのを可能にする。完全に一致したDNA二重鎖の融解温度は、以下の式によって概算され得る。
Tm(℃)=81.5+16.6(log[Na])+0.41(%G+C)−600/N−0.72(%ホルムアミド)
ここで、Nは、形成される二重鎖の長さであり、[Na]は、ハイブリダイゼーション溶液または洗浄溶液中のナトリウムイオンのモル濃度であり、%G+Cは、ハイブリッド中の(グアニン+シトシン)塩基のパーセンテージである。不完全に一致したハイブリッドに関して、融解温度は、各1%不一致(ミスマッチ)に対して約1℃ずつ減少する。
Factors that affect the stability of the DNA duplex include base composition, length, and degree of base pair mismatch. Hybridization conditions can be adjusted by one of ordinary skill in the art to apply these variables and to allow different sequence related DNAs to form hybrids. The melting temperature of a perfectly matched DNA duplex can be estimated by the following equation:
Tm (° C.) = 81.5 + 16.6 (log [Na + ]) + 0.41 (% G + C) −600 / N−0.72 (% formamide)
Where N is the length of the duplex formed, [Na + ] is the molar concentration of sodium ions in the hybridization or wash solution, and% G + C is the (guanine + in the hybrid Cytosine) base percentage. For imperfectly matched hybrids, the melting temperature decreases by about 1 ° C. for each 1% mismatch.

本明細書において「中程度にストリンジェントな条件」とは、「高度にストリンジェントな条件」下で生じ得るよりも高い程度の塩基対不一致を有するDNA二重鎖が、形成し得る条件をいう。代表的な「中程度にストリンジェントな条件」の例は、0.015M 塩化ナトリウム、0.0015M クエン酸ナトリウム、50〜65℃、または0.015M 塩化ナトリウム、0.0015M クエン酸ナトリウム、および20%ホルムアミド、37〜50℃である。例として、0.015M ナトリウムイオン中、50℃の「中程度にストリンジェントな」条件は、約21%の不一致を許容する。   As used herein, “moderately stringent conditions” refers to conditions under which a DNA duplex having a higher degree of base pair mismatch than can be generated under “highly stringent conditions”. . Examples of representative “moderately stringent conditions” are 0.015 M sodium chloride, 0.0015 M sodium citrate, 50-65 ° C., or 0.015 M sodium chloride, 0.0015 M sodium citrate, and 20 % Formamide, 37-50 ° C. As an example, a “moderately stringent” condition of 50 ° C. in 0.015 M sodium ion tolerates a mismatch of about 21%.

本明細書において「高度」にストリンジェントな条件と「中程度」にストリンジェントな条件との間に完全な区別は存在しないことがあり得ることが、当業者によって理解される。例えば、0.015M ナトリウムイオン(ホルムアミドなし)において、完全に一致した長いDNAの融解温度は、約71℃である。65℃(同じイオン強度)での洗浄において、これは、約6%不一致を許容にする。より離れた関連する配列を捕獲するために、当業者は、単に温度を低下させ得るか、またはイオン強度を上昇し得る。   It will be appreciated by those skilled in the art that there may not be a complete distinction between “highly” stringent conditions and “moderate” stringent conditions herein. For example, at 0.015M sodium ion (no formamide), the melting temperature of perfectly matched long DNA is about 71 ° C. In washing at 65 ° C. (same ionic strength), this allows about 6% mismatch. In order to capture more distant related sequences, one of ordinary skill in the art can simply decrease the temperature or increase the ionic strength.

約20ヌクレオチドまでのオリゴヌクレオチドプローブについて、1M NaClにおける融解温度の適切な概算は、
Tm=(1つのA−T塩基につき2℃)+(1つのG−C塩基対につき4℃)
によって提供される。なお、6×クエン酸ナトリウム塩(SSC)におけるナトリウムイオン濃度は、1Mである(Suggsら、Developmental Biology Using Purified Genes、683頁、BrownおよびFox(編)(1981)を参照のこと)。
For oligonucleotide probes up to about 20 nucleotides, a reasonable estimate of the melting temperature in 1M NaCl is
Tm = (2 ° C. per AT base) + (4 ° C. per GC base pair)
Provided by. The sodium ion concentration in 6 × sodium citrate salt (SSC) is 1 M (see Suggs et al., Developmental Biology Using Purified Genes, page 683, Brown and Fox (ed.) (1981)).

アクチビンまたはその改変体もしくはフラグメントなどのタンパク質をコードする天然の核酸は、例えば、配列番号1などの核酸配列の一部またはその改変体を含むPCRプライマーおよびハイブリダイゼーションプローブを有するcDNAライブラリーから容易に分離される。好ましいアクチビンまたはその改変体もしくはフラグメントなどをコードする核酸は、本質的に1%ウシ血清アルブミン(BSA);500mM リン酸ナトリウム(NaPO);1mM EDTA;42℃の温度で 7% SDS を含むハイブリダイゼーション緩衝液、および本質的に2×SSC(600mM NaCl;60mM クエン酸ナトリウム);50℃の0.1% SDSを含む洗浄緩衝液によって定義される低ストリンジェント条件下、さらに好ましくは本質的に50℃の温度での1%ウシ血清アルブミン(BSA);500mM リン酸ナトリウム(NaPO);15%ホルムアミド;1mM EDTA;7% SDS を含むハイブリダイゼーション緩衝液、および本質的に50℃の1×SSC(300mM NaCl;30mM クエン酸ナトリウム);1% SDSを含む洗浄緩衝液によって定義される低ストリンジェント条件下、最も好ましくは本質的に50℃の温度での1%ウシ血清アルブミン(BSA);200mM リン酸ナトリウム(NaPO);15%ホルムアミド;1mM EDTA;7%SDSを含むハイブリダイゼーション緩衝液、および本質的に65℃の0.5×SSC(150mM NaCl;15mM クエン酸ナトリウム);0.1% SDSを含む洗浄緩衝液によって定義される低ストリンジェント条件下に配列番号1または3に示す配列の1つまたはその一部とハイブリダイズし得る。 Natural nucleic acids encoding proteins such as activin or variants or fragments thereof can be readily obtained from a cDNA library having PCR primers and hybridization probes comprising, for example, a portion of a nucleic acid sequence such as SEQ ID NO: 1 or a variant thereof. To be separated. A nucleic acid encoding a preferred activin or variant or fragment thereof is essentially a high containing 1% bovine serum albumin (BSA); 500 mM sodium phosphate (NaPO 4 ); 1 mM EDTA; 7% SDS at a temperature of 42 ° C. More preferably essentially under low stringency conditions defined by a hybridization buffer and essentially 2 × SSC (600 mM NaCl; 60 mM sodium citrate); wash buffer containing 0.1% SDS at 50 ° C. Hybridization buffer containing 1% bovine serum albumin (BSA) at a temperature of 50 ° C .; 500 mM sodium phosphate (NaPO 4 ); 15% formamide; 1 mM EDTA; 7% SDS, and 1 × essentially 50 ° C. SSC (300 mM NaCl; 30 mM Sodium citrate); 1% bovine serum albumin (BSA) under low stringent conditions defined by a wash buffer containing 1% SDS, most preferably essentially at a temperature of 50 ° C .; 200 mM sodium phosphate (NaPO 4 ); 15% formamide; 1 mM EDTA; hybridization buffer containing 7% SDS and essentially 0.5 × SSC at 65 ° C. (150 mM NaCl; 15 mM sodium citrate); wash containing 0.1% SDS It can hybridize to one or a portion of the sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 3 under low stringency conditions as defined by the buffer.

本明細書において、「検索」とは、電子的にまたは生物学的あるいは他の方法により、ある核酸塩基配列を利用して、特定の機能および/または性質を有する他の核酸塩基配列を見出すことをいう。電子的な検索としては、BLAST(Altschul et al.,J.Mol.Biol.215:403−410(1990))、FASTA(Pearson & Lipman,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 85:2444−2448(1988))、Smith and Waterman法(Smith and Waterman,J.Mol.Biol.147:195−197(1981))、およびNeedleman and Wunsch法(Needleman and Wunsch,J.Mol.Biol.48:443−453(1970))などが挙げられるがそれらに限定されない。生物学的な検索としては、ストリンジェントハイブリダイゼーション、ゲノムDNAをナイロンメンブレン等に貼り付けたマクロアレイまたはガラス板に貼り付けたマイクロアレイ(マイクロアレイアッセイ)、PCRおよびin situハイブリダイゼーションなどが挙げられるがそれらに限定されない。本明細書において、本発明において使用されるアクチビンなどには、このような電子的検索、生物学的検索によって同定された対応遺伝子も含まれるべきであることが意図される。   In the present specification, “search” refers to finding another nucleobase sequence having a specific function and / or property using a nucleobase sequence electronically or biologically or by other methods. Say. As an electronic search, BLAST (Altschul et al., J. Mol. Biol. 215: 403-410 (1990)), FASTA (Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 85: 2444-). 2448 (1988)), the Smith and Waterman method (Smith and Waterman, J. Mol. Biol. 147: 195-197 (1981)), and the Needleman and Wunsch method (Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol. 48:44:44). -453 (1970)) and the like. Biological searches include stringent hybridization, macroarrays with genomic DNA affixed to nylon membranes, microarrays affixed to glass plates (microarray assays), PCR and in situ hybridization, etc. It is not limited to. In the present specification, it is intended that activin and the like used in the present invention should also include corresponding genes identified by such electronic and biological searches.

本明細書において配列(アミノ酸または核酸など)の「同一性」、「相同性」および「類似性」のパーセンテージは、比較ウィンドウで最適な状態に整列された配列2つを比較することによって求められる。ここで、ポリヌクレオチド配列またはポリペプチド配列の比較ウィンドウ内の部分には、2つの配列の最適なアライメントについての基準配列(他の配列に付加が含まれていればギャップが生じることもあるが、ここでの基準配列は付加も欠失もないものとする)と比較したときに、付加または欠失(すなわちギャップ)が含まれる場合がある。同一の核酸塩基またはアミノ酸残基がどちらの配列にも認められる位置の数を求めることによって、マッチ位置の数を求め、マッチ位置の数を比較ウィンドウ内の総位置数で割り、得られた結果に100を掛けて同一性のパーセンテージを算出する。検索において使用される場合、相同性については、従来技術において周知のさまざまな配列比較アルゴリズムおよびプログラムの中から、適当なものを用いて評価する。このようなアルゴリズムおよびプログラムとしては、TBLASTN、BLASTP、FASTA、TFASTAおよびCLUSTALW(Pearson and Lipman,1988,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85(8):2444−2448、 Altschul et al.,1990,J.Mol.Biol.215(3):403−410、Thompson et al.,1994,Nucleic Acids Res.22(2):4673−4680、Higgins et al.,1996,Methods Enzymol.266:383−402、Altschul et al.,1990,J.Mol.Biol.215(3):403−410、Altschul et al.,1993,Nature Genetics 3:266−272)があげられるが、何らこれに限定されるものではない。特に好ましい実施形態では、従来技術において周知のBasic Local Alignment Search Tool (BLAST)(たとえば、Karlin and Altschul,1990,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:2267−2268、Altschul et al.,1990,J.Mol.Biol.215:403−410、Altschul et al.,1993,Nature Genetics 3:266−272、Altschul et al.,1997,Nuc.Acids Res.25:3389−3402を参照のこと)を用いてタンパク質および核酸配列の相同性を評価する。特に、5つの専用BLASTプログラムを用いて以下の作業を実施することによって比較または検索が達成され得る。   As used herein, the percentage of “identity”, “homology” and “similarity” of sequences (such as amino acids or nucleic acids) is determined by comparing two sequences that are optimally aligned in a comparison window. . Here, the reference sequence for optimal alignment of the two sequences (a gap may occur if the other sequences contain additions, in the portion of the polynucleotide or polypeptide sequence within the comparison window, Reference sequences herein shall include no additions or deletions (ie, gaps) as compared to the reference). Find the number of match positions by determining the number of positions where the same nucleobase or amino acid residue is found in both sequences, and divide the number of match positions by the total number of positions in the comparison window. Is multiplied by 100 to calculate the percent identity. When used in a search, homology is assessed using an appropriate one from a variety of sequence comparison algorithms and programs well known in the art. Such algorithms and programs include TBLASTN, BLASTP, FASTA, TFASTA and CLUSTALW (Pearson and Lipman, 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 (8): 2444-2448, Altschul et al., 1990 ,. J. Mol.Biol.215 (3): 403-410, Thompson et al., 1994, Nucleic Acids Res.22 (2): 4673-4680, Higgins et al., 1996, Methods Enzymol.266: 383-402. Altschul et al., 1990, J. Mol.Biol.215 (3): 403-410, Altschul et al. 1993, Nature Genetics 3: 266-272), but is not limited thereto. In particularly preferred embodiments, the Basic Local Alignment Tool (BLAST) (eg, Karlin and Altschul, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2267-2268, Altschul et al., 1990, well known in the prior art. J. Mol. Biol. 215: 403-410, Altschul et al., 1993, Nature Genetics 3: 266-272, Altschul et al., 1997, Nuc. Acids Res.25: 3389-3402). Used to assess protein and nucleic acid sequence homology. In particular, a comparison or search can be achieved by performing the following operations using five dedicated BLAST programs.

(1) BLASTPおよびBLAST3でアミノ酸のクエリー配列をタンパク質配列データベースと比較;
(2) BLASTNでヌクレオチドのクエリー配列をヌクレオチド配列データベースと比較;
(3) BLASTXでヌクレオチドのクエリー配列(両方の鎖)を6つの読み枠で変換した概念的翻訳産物をタンパク質配列データベースと比較;
(4) TBLASTNでタンパク質のクエリー配列を6つの読み枠(両方の鎖)すべてで変換したヌクレオチド配列データベースと比較;
(5) TBLASTXでヌクレオチドのクエリ配列を6つの読み枠で変換したものを、6つの読み枠で変換したヌクレオチド配列データベースと比較。
(1) Compare amino acid query sequence with protein sequence database in BLASTP and BLAST3;
(2) Compare nucleotide query sequence with nucleotide sequence database at BLASTN;
(3) Comparison of a conceptual translation product obtained by converting a nucleotide query sequence (both strands) with BLASTX in six reading frames with a protein sequence database;
(4) Compare protein query sequence with TBLASTN to nucleotide sequence database converted in all six reading frames (both strands);
(5) Comparison of nucleotide query sequence converted by TBLASTX in 6 reading frames with nucleotide sequence database converted in 6 reading frames.

BLASTプログラムは、アミノ酸のクエリ配列または核酸のクエリ配列と、好ましくはタンパク質配列データベースまたは核酸配列データベースから得られた被検配列との間で、「ハイスコアセグメント対」と呼ばれる類似のセグメントを特定することによって相同配列を同定するものである。ハイスコアセグメント対は、多くのものが従来技術において周知のスコアリングマトリックスによって同定(すなわち整列化)されると好ましい。好ましくは、スコアリングマトリックスとしてBLOSUM62マトリックス(Gonnet et al.,1992,Science 256:1443−1445、Henikoff and Henikoff,1993,Proteins 17:49−61)を使用する。このマトリックスほど好ましいものではないが、PAMまたはPAM250マトリックスも使用できる(たとえば、Schwartz and Dayhoff,eds.,1978,Matrices for Detecting Distance Relationships:Atlas of Protein Sequence and Structure,Washington:National Biomedical Research Foundationを参照のこと)。BLASTプログラムは、同定されたすべてのハイスコアセグメント対の統計的な有意性を評価し、好ましくはユーザー固有の相同率などのユーザーが独自に定める有意性の閾値レベルを満たすセグメントを選択する。統計的な有意性を求めるKarlinの式を用いてハイスコアセグメント対の統計的な有意性を評価すると好ましい(Karlin and Altschul,1990,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:2267−2268参照のこと)。   The BLAST program identifies similar segments called “high score segment pairs” between an amino acid query sequence or nucleic acid query sequence and a test sequence, preferably derived from a protein sequence database or nucleic acid sequence database. Thus, a homologous sequence is identified. High score segment pairs are preferably identified (ie, aligned) by a scoring matrix well known in the art. Preferably, a BLOSUM62 matrix (Gonnet et al., 1992, Science 256: 1443-1445, Henikoff and Henikoff, 1993, Proteins 17: 49-61) is used as the scoring matrix. Although not as preferred as this matrix, a PAM or PAM250 matrix can also be used (see, for example, Schwartz and Dayhoff, eds., 1978, Matrixes for Detection Distance Relationships: Atlas of Protein Sequence and Strategic Stratecence. thing). The BLAST program evaluates the statistical significance of all identified high score segment pairs and preferably selects segments that meet a user-defined threshold level of significance, such as a user-specific homology rate. It is preferred to evaluate the statistical significance of high score segment pairs using Karlin's formula for statistical significance (see Karlin and Altschul, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2267-2268). thing).

(遺伝子、タンパク質分子、核酸分子などの改変)
あるタンパク質分子(例えば、アクチビンなど)において、配列に含まれるあるアミノ酸は、相互作用結合能力の明らかな低下または消失なしに、例えば、カチオン性領域または基質分子の結合部位のようなタンパク質構造において他のアミノ酸に置換され得る。あるタンパク質の生物学的機能を規定するのは、タンパク質の相互作用能力および性質である。従って、特定のアミノ酸の置換がアミノ酸配列において、またはそのDNAコード配列のレベルにおいて行われ得、置換後もなお、もとの性質を維持するタンパク質が生じ得る。従って、生物学的有用性の明らかな損失なしに、種々の改変が、本明細書において開示されたペプチドまたはこのペプチドをコードする対応するDNAにおいて行われ得る。
(Modification of genes, protein molecules, nucleic acid molecules, etc.)
In certain protein molecules (eg, activin), certain amino acids included in the sequence can be found in other protein structures such as, for example, the cationic region or the binding site of a substrate molecule, without any apparent loss or loss of interaction binding capacity. Of amino acids. It is the protein's ability to interact and the nature that defines the biological function of a protein. Thus, specific amino acid substitutions can be made in the amino acid sequence or at the level of its DNA coding sequence, resulting in proteins that still retain their original properties after substitution. Thus, various modifications can be made in the peptide disclosed herein or in the corresponding DNA encoding this peptide without any apparent loss of biological utility.

上記のような改変を設計する際に、アミノ酸の疎水性指数が考慮され得る。タンパク質における相互作用的な生物学的機能を与える際の疎水性アミノ酸指数の重要性は、一般に当該分野で認められている(Kyte.JおよびDoolittle,R.F.J.Mol.Biol.157(1):105−132,1982)。アミノ酸の疎水的性質は、生成したタンパク質の二次構造に寄与し、次いでそのタンパク質と他の分子(例えば、酵素、基質、レセプター、DNA、抗体、抗原など)との相互作用を規定する。各アミノ酸は、それらの疎水性および電荷の性質に基づく疎水性指数を割り当てられる。それらは:イソロイシン(+4.5);バリン(+4.2);ロイシン(+3.8);フェニルアラニン(+2.8);システイン/シスチン(+2.5);メチオニン(+1.9);アラニン(+1.8);グリシン(−0.4);スレオニン(−0.7);セリン(−0.8);トリプトファン(−0.9);チロシン(−1.3);プロリン(−1.6);ヒスチジン(−3.2);グルタミン酸(−3.5);グルタミン(−3.5);アスパラギン酸(−3.5);アスパラギン(−3.5);リジン(−3.9);およびアルギニン(−4.5))である。   In designing such modifications, the hydrophobicity index of amino acids can be considered. The importance of the hydrophobic amino acid index in conferring interactive biological functions in proteins is generally recognized in the art (Kyte. J and Doolittle, RFJ. Mol. Biol. 157 ( 1): 105-132, 1982). The hydrophobic nature of amino acids contributes to the secondary structure of the protein produced and then defines the interaction of the protein with other molecules (eg, enzymes, substrates, receptors, DNA, antibodies, antigens, etc.). Each amino acid is assigned a hydrophobicity index based on their hydrophobicity and charge properties. They are: isoleucine (+4.5); valine (+4.2); leucine (+3.8); phenylalanine (+2.8); cysteine / cystine (+2.5); methionine (+1.9); alanine (+1 .8); Glycine (−0.4); Threonine (−0.7); Serine (−0.8); Tryptophan (−0.9); Tyrosine (−1.3); Proline (−1.6) ); Histidine (-3.2); glutamic acid (-3.5); glutamine (-3.5); aspartic acid (-3.5); asparagine (-3.5); lysine (-3.9) And arginine (-4.5)).

あるアミノ酸を、同様の疎水性指数を有する他のアミノ酸により置換して、そして依然として同様の生物学的機能を有するタンパク質(例えば、酵素活性において等価なタンパク質)を生じさせ得ることが当該分野で周知である。このようなアミノ酸置換において、疎水性指数が±2以内であることが好ましく、±1以内であることがより好ましく、および±0.5以内であることがさらにより好ましい。疎水性に基づくこのようなアミノ酸の置換は効率的であることが当該分野において理解される。   It is well known in the art that one amino acid can be substituted with another amino acid having a similar hydrophobicity index and still result in a protein having a similar biological function (eg, an equivalent protein in enzymatic activity). It is. In such amino acid substitution, the hydrophobicity index is preferably within ± 2, more preferably within ± 1, and even more preferably within ± 0.5. It is understood in the art that such amino acid substitutions based on hydrophobicity are efficient.

親水性指数もまた、本発明のアミノ酸配列を改変するのに有用である。米国特許第4,554,101号に記載されるように、以下の親水性指数がアミノ酸残基に割り当てられている:アルギニン(+3.0);リジン(+3.0);アスパラギン酸(+3.0±1);グルタミン酸(+3.0±1);セリン(+0.3);アスパラギン(+0.2);グルタミン(+0.2);グリシン(0);スレオニン(−0.4);プロリン(−0.5±1);アラニン(−0.5);ヒスチジン(−0.5);システイン(−1.0);メチオニン(−1.3);バリン(−1.5);ロイシン(−1.8);イソロイシン(−1.8);チロシン(−2.3);フェニルアラニン(−2.5);およびトリプトファン(−3.4)。アミノ酸が同様の親水性指数を有しかつ依然として生物学的等価体を与え得る別のものに置換され得ることが理解される。このようなアミノ酸置換において、親水性指数が±2以内であることが好ましく、±1以内であることがより好ましく、および±0.5以内であることがさらにより好ましい。   The hydrophilicity index is also useful for modifying the amino acid sequence of the present invention. As described in US Pat. No. 4,554,101, the following hydrophilicity indices have been assigned to amino acid residues: arginine (+3.0); lysine (+3.0); aspartic acid (+3. 0 ± 1); glutamic acid (+ 3.0 ± 1); serine (+0.3); asparagine (+0.2); glutamine (+0.2); glycine (0); threonine (−0.4); proline ( Alanine (−0.5); histidine (−0.5); cysteine (−1.0); methionine (−1.3); valine (−1.5); leucine (−0.5 ± 1); -1.8); isoleucine (-1.8); tyrosine (-2.3); phenylalanine (-2.5); and tryptophan (-3.4). It is understood that an amino acid can be replaced with another that has a similar hydrophilicity index and still can provide a biological equivalent. In such amino acid substitution, the hydrophilicity index is preferably within ± 2, more preferably within ± 1, and even more preferably within ± 0.5.

本明細書において、「保存的置換」とは、アミノ酸置換において、元のアミノ酸と置換されるアミノ酸との親水性指数または/および疎水性指数が上記のように類似している置換をいう。保存的置換の例としては、例えば、親水性指数または疎水性指数が、±2以内のもの同士、好ましくは±1以内のもの同士、より好ましくは±0.5以内のもの同士のものが挙げられるがそれらに限定されない。従って、保存的置換の例は、当業者に周知であり、例えば、次の各グループ内での置換:アルギニンおよびリジン;グルタミン酸およびアスパラギン酸;セリンおよびスレオニン;グルタミンおよびアスパラギン;ならびにバリン、ロイシン、およびイソロイシン、などが挙げられるがこれらに限定されない。   In the present specification, the “conservative substitution” refers to a substitution in which the hydrophilicity index and / or the hydrophobicity index of the amino acid substituted with the original amino acid are similar as described above. Examples of conservative substitutions include those having a hydrophilicity index or hydrophobicity index within ± 2, preferably within ± 1, and more preferably within ± 0.5. But not limited to them. Thus, examples of conservative substitutions are well known to those skilled in the art and include, for example, substitutions within the following groups: arginine and lysine; glutamic acid and aspartic acid; serine and threonine; glutamine and asparagine; and valine, leucine, and Examples include, but are not limited to, isoleucine.

本明細書において、「改変体」とは、もとのポリペプチドまたはポリヌクレオチドなどの物質に対して、一部が変更されているものをいう。そのような改変体としては、置換改変体、付加改変体、欠失改変体、短縮(truncated)改変体、対立遺伝子変異体などが挙げられる。そのような改変体としては、基準となる核酸分子またはポリペプチドに対して、1または数個の置換、付加および/または欠失、あるいは1つ以上の置換、付加および/または欠失を含むものが挙げられるがそれらに限定されない。対立遺伝子(allele)とは、同一遺伝子座に属し、互いに区別される遺伝的改変体のことをいう。従って、「対立遺伝子変異体」とは、ある遺伝子に対して、対立遺伝子の関係にある改変体をいう。そのような対立遺伝子変異体は、通常その対応する対立遺伝子と同一または非常に類似性の高い配列を有し、通常はほぼ同一の生物学的活性を有するが、まれに異なる生物学的活性を有することもある。「種相同体またはホモログ(homolog)」とは、ある種の中で、ある遺伝子とアミノ酸レベルまたはヌクレオチドレベルで、相同性(好ましくは、60%以上の相同性、より好ましくは、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上の相同性)を有するものをいう。そのような種相同体を取得する方法は、本明細書の記載から明らかである。「オルソログ(ortholog)」とは、オルソロガス遺伝子(orthologous gene)ともいい、二つの遺伝子がある共通祖先からの種分化に由来する遺伝子をいう。例えば、多重遺伝子構造をもつヘモグロビン遺伝子ファミリーを例にとると、ヒトおよびマウスのαヘモグロビン遺伝子はオルソログであるが,ヒトのαヘモグロビン遺伝子およびβヘモグロビン遺伝子はパラログ(遺伝子重複で生じた遺伝子)である。オルソログは、分子系統樹の推定に有用である。オルソログは、通常別の種において、もとの種と同様の機能を果たしていることがあり得ることから、本発明のオルソログもまた、本発明において有用であり得る。   In the present specification, the “variant” refers to a substance in which a part of the original substance such as a polypeptide or polynucleotide is changed. Such variants include substitutional variants, addition variants, deletion variants, truncated variants, allelic variants, and the like. Such variants include one or several substitutions, additions and / or deletions, or one or more substitutions, additions and / or deletions relative to a reference nucleic acid molecule or polypeptide. But are not limited thereto. Alleles refer to genetic variants that belong to the same locus and are distinguished from each other. Therefore, an “allelic variant” refers to a variant having an allelic relationship with a certain gene. Such allelic variants usually have the same or very similar sequence as their corresponding alleles, usually have nearly the same biological activity, but rarely have different biological activities. May have. “Species homologue or homolog” means homology (preferably at least 60% homology, more preferably at least 80%, at a certain amino acid level or nucleotide level within a certain species. 85% or higher, 90% or higher, 95% or higher homology). The method for obtaining such species homologues will be apparent from the description herein. “Ortholog” is also called an orthologous gene, which is a gene derived from speciation from a common ancestor with two genes. For example, taking the hemoglobin gene family with multiple gene structures as an example, the human and mouse alpha hemoglobin genes are orthologs, but the human alpha and beta hemoglobin genes are paralogs (genes generated by gene duplication). . Orthologs are useful for estimating molecular phylogenetic trees. Since orthologs can usually perform the same function as the original species in another species, the orthologs of the present invention can also be useful in the present invention.

本明細書において「保存的(に改変された)改変体」は、アミノ酸配列および核酸配列の両方に適用される。特定の核酸配列に関して、保存的に改変された改変体とは、同一のまたは本質的に同一のアミノ酸配列をコードする核酸をいい、核酸がアミノ酸配列をコードしない場合には、本質的に同一な配列をいう。遺伝コードの縮重のため、多数の機能的に同一な核酸が任意の所定のタンパク質をコードする。例えば、コドンGCA、GCC、GCG、およびGCUはすべて、アミノ酸アラニンをコードする。したがって、アラニンがコドンにより特定される全ての位置で、そのコドンは、コードされたポリペプチドを変更することなく、記載された対応するコドンの任意のものに変更され得る。このような核酸の変動は、保存的に改変された変異の1つの種である「サイレント改変(変異)」である。ポリペプチドをコードする本明細書中のすべての核酸配列はまた、その核酸の可能なすべてのサイレント変異を記載する。当該分野において、核酸中の各コドン(通常メチオニンのための唯一のコドンであるAUG、および通常トリプトファンのための唯一のコドンであるTGGを除く)が、機能的に同一な分子を産生するために改変され得ることが理解される。したがって、ポリペプチドをコードする核酸の各サイレント変異は、記載された各配列において暗黙に含まれる。好ましくは、そのような改変は、ポリペプチドの高次構造に多大な影響を与えるアミノ酸であるシステインの置換を回避するようになされ得る。このような塩基配列の改変法としては、制限酵素などによる切断、DNAポリメラーゼ、Klenowフラグメント、DNAリガーゼなどによる処理等による連結等の処理、合成オリゴヌクレオチドなどを用いた部位特異的塩基置換法(特定部位指向突然変異法;Mark Zoller and Michael Smith,Methods in Enzymology,100,468−500(1983))が挙げられるが、この他にも通常分子生物学の分野で用いられる方法によって改変を行うこともできる。   As used herein, “conservative (modified) variants” applies to both amino acid and nucleic acid sequences. Conservatively modified variants with respect to a particular nucleic acid sequence refer to nucleic acids that encode the same or essentially the same amino acid sequence, and are essentially identical if the nucleic acid does not encode an amino acid sequence. An array. Because of the degeneracy of the genetic code, a large number of functionally identical nucleic acids encode any given protein. For example, the codons GCA, GCC, GCG, and GCU all encode the amino acid alanine. Thus, at every position where an alanine is specified by a codon, the codon can be altered to any of the corresponding codons described without altering the encoded polypeptide. Such nucleic acid variations are “silent modifications (mutations),” which are one species of conservatively modified mutations. Every nucleic acid sequence herein which encodes a polypeptide also describes every possible silent variation of that nucleic acid. In the art, each codon in a nucleic acid (except AUG, which is usually the only codon for methionine, and TGG, which is usually the only codon for tryptophan), produces a functionally identical molecule. It is understood that it can be modified. Accordingly, each silent variation of a nucleic acid that encodes a polypeptide is implicit in each described sequence. Preferably, such modifications can be made to avoid substitution of cysteine, an amino acid that greatly affects the conformation of the polypeptide. Such base sequence modification methods include restriction enzyme digestion, DNA polymerase, Klenow fragment, DNA ligase treatment and other ligation treatments, and site-specific base substitution using synthetic oligonucleotides (specification). Site-directed mutagenesis; Mark Zoller and Michael Smith, Methods in Enzymology, 100, 468-500 (1983)), but other modifications may also be made by methods usually used in the field of molecular biology. it can.

本明細書中において、機能的に等価なポリペプチドを作製するために、アミノ酸の置換のほかに、アミノ酸の付加、欠失、または修飾もまた行うことができる。アミノ酸の置換とは、もとのペプチドを1つ以上、例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜3個のアミノ酸で置換することをいう。アミノ酸の付加とは、もとのペプチド鎖に1つ以上、例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜3個のアミノ酸を付加することをいう。アミノ酸の欠失とは、もとのペプチドから1つ以上、例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜3個のアミノ酸を欠失させることをいう。アミノ酸修飾は、アミド化、カルボキシル化、硫酸化、ハロゲン化、短縮化、脂質化(lipidation)、ホスホリル化、アルキル化、グリコシル化、リン酸化、水酸化、アシル化(例えば、アセチル化)などを含むが、これらに限定されない。置換、または付加されるアミノ酸は、天然のアミノ酸であってもよく、非天然のアミノ酸、またはアミノ酸アナログでもよい。天然のアミノ酸が好ましい。   As used herein, in addition to amino acid substitutions, amino acid additions, deletions, or modifications can also be made to produce functionally equivalent polypeptides. Amino acid substitution means that the original peptide is substituted with one or more, for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 amino acids. Addition of an amino acid means adding 1 or more, for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 amino acids to the original peptide chain. Deletion of amino acids means deletion of one or more, for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 amino acids from the original peptide. Amino acid modifications include amidation, carboxylation, sulfation, halogenation, shortening, lipidation, phosphorylation, alkylation, glycosylation, phosphorylation, hydroxylation, acylation (eg acetylation), etc. Including, but not limited to. The amino acid to be substituted or added may be a natural amino acid, a non-natural amino acid, or an amino acid analog. Natural amino acids are preferred.

本明細書において使用される用語「ペプチドアナログ」または「ペプチド誘導体」とは、ペプチドとは異なる化合物であるが、ペプチドと少なくとも1つの化学的機能または生物学的機能が等価であるものをいう。したがって、ペプチドアナログには、もとのペプチドに対して、1つ以上のアミノ酸アナログまたはアミノ酸誘導体が付加または置換されているものが含まれる。ペプチドアナログは、その機能が、もとのペプチドの機能(例えば、pKa値が類似していること、官能基が類似していること、他の分子との結合様式が類似していること、水溶性が類似していることなど)と実質的に同様であるように、このような付加または置換がされている。そのようなペプチドアナログは、当該分野において周知の技術を用いて作製することができる。したがって、ペプチドアナログは、アミノ酸アナログを含むポリマーであり得る。   As used herein, the term “peptide analog” or “peptide derivative” refers to a compound that is different from a peptide but is equivalent to at least one chemical or biological function of the peptide. Thus, peptide analogs include those in which one or more amino acid analogs or amino acid derivatives are added or substituted to the original peptide. Peptide analogs have functions similar to those of the original peptide (for example, similar pKa values, similar functional groups, similar binding modes with other molecules, Such additions or substitutions are made so that they are substantially similar to (eg, similar sex). Such peptide analogs can be made using techniques well known in the art. Thus, a peptide analog can be a polymer that includes an amino acid analog.

本発明のポリペプチドがポリマーに結合している、化学修飾されたポリペプチド組成物は、本発明の範囲に包含される。このポリマーは、水溶性であり得、水溶性環境(例えば、生理学的環境)でこのタンパク質の沈澱を防止し得る。適切な水性ポリマーは、例えば、以下からなる群より選択され得る:ポリエチレングリコール(PEG)、モノメトキシポリエチレングリコール、デキストラン、セルロース、または他の炭水化物に基づくポリマー、ポリ(N−ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセロール)およびポリビニルアルコール。この選択されたポリマーは、通常は改変され、単一の反応性基(例えば、アシル化のための活性エステルまたはアルキル化のためのアルデヒド)を有し、その結果、重合度は制御され得る。ポリマーは、任意の分子量であり得、そして、このポリマーは分枝状でも分枝状でなくてもよく、そしてこのようなポリマーの混合物はまた、使用され得る。この化学修飾された本発明のポリマーは、治療用途に決定付けられる場合、薬学的に受容可能なポリマーが使用するために選択される。   Chemically modified polypeptide compositions in which a polypeptide of the invention is bound to a polymer are within the scope of the invention. The polymer can be water soluble and can prevent precipitation of the protein in a water soluble environment (eg, a physiological environment). Suitable aqueous polymers can be selected, for example, from the group consisting of: polyethylene glycol (PEG), monomethoxy polyethylene glycol, dextran, cellulose, or other carbohydrate-based polymer, poly (N-vinyl pyrrolidone) polyethylene glycol, Polypropylene glycol homopolymers, polypropylene oxide / ethylene oxide copolymers, polyoxyethylated polyols (eg glycerol) and polyvinyl alcohol. The selected polymer is usually modified and has a single reactive group (eg, an active ester for acylation or an aldehyde for alkylation) so that the degree of polymerization can be controlled. The polymer can be of any molecular weight, and the polymer can be branched or unbranched, and mixtures of such polymers can also be used. This chemically modified polymer of the present invention is selected for use by a pharmaceutically acceptable polymer when determined for therapeutic use.

このポリマーがアシル化反応によって改変される場合、このポリマーは、単一の反応性エステル基を有するべきである。あるいは、このポリマーが還元アルキル化によって改変される場合、このポリマーは単一の反応性アルデヒド基を有するべきである。好ましい反応性アルデヒドは、ポリエチレングリコール、プロピオンアルデヒド(このプロピオンアルデヒドは、水溶性である)または、そのモノC1〜C10の、アルコキシ誘導体もしくはアリールオキシ誘導体である(例えば、米国特許第5,252,714号(これは、本明細書中で全体が参考として援用される)を参照のこと)。   If the polymer is modified by an acylation reaction, the polymer should have a single reactive ester group. Alternatively, if the polymer is modified by reductive alkylation, the polymer should have a single reactive aldehyde group. Preferred reactive aldehydes are polyethylene glycol, propionaldehyde (which is water-soluble) or mono-C1-C10 alkoxy or aryloxy derivatives thereof (eg, US Pat. No. 5,252,714). No., which is hereby incorporated by reference in its entirety).

本発明のポリペプチドのペグ化(Pegylation)は、例えば、以下の参考文献に記載されるような、当該分野で公知の、任意のペグ化反応によって実施され得る:Focus on Growth Factors 3,4−10(1992);EP 0 154 316 ;およびEP 0 401 384(これらの各々は、本明細書中で、全体が参考として援用される)。好ましくは、このペグ化は、反応性ポリエチレングリコール分子(または、類似の反応性水溶性ポリマー)とのアシル化反応またはアルキル化反応を介して実施される。本発明のポリペプチド(例えば、アクチビン、Mel−18、M33、Mph−1/Rae28など)のペグ化のための好ましい水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコール(PEG)である。本明細書中で使用される場合、「ポリエチレングリコール」は、PEGの任意の形態の包含することを意味し、ここで、このPEGは、他のタンパク質(例えば、モノ(C1〜C10)アルコキシポリエチレングリコールまたはモノ(C1〜C10)アリールオキシポリエチレングリコール)を誘導体するために使用される。   Pegylation of the polypeptides of the invention can be performed by any pegylation reaction known in the art, for example as described in the following references: Focus on Growth Factors 3,4- 10 (1992); EP 0 154 316; and EP 0 401 384, each of which is hereby incorporated by reference in its entirety. Preferably, this pegylation is carried out via an acylation reaction or an alkylation reaction with a reactive polyethylene glycol molecule (or similar reactive water-soluble polymer). A preferred water soluble polymer for pegylation of polypeptides of the invention (eg, activin, Mel-18, M33, Mph-1 / Rae28, etc.) is polyethylene glycol (PEG). As used herein, “polyethylene glycol” is meant to encompass any form of PEG, where the PEG is another protein (eg, a mono (C1-C10) alkoxy polyethylene. Glycol or mono (C1-C10) aryloxypolyethylene glycol).

本発明のポリペプチドの化学誘導体化を、生物学的に活性な物質を活性化したポリマー分子と反応させるのに使用される適切な条件下で、実施され得る。ペグ化した本発明のポリペプチドを調製するための方法は、一般に以下の工程を包含する:(a)アクチビンが1以上のPEG基に結合するような条件下で、ポリエチレングリコール(例えば、PEGの、反応性エステルまたはアルデヒド誘導体)とこのポリペプチドを反応させる工程および(b)この反応生成物を得る工程。公知のパラメータおよび所望の結果に基づいて、最適な反応条件またはアシル化反応を選択することは当業者に容易である。   Chemical derivatization of the polypeptides of the present invention can be performed under suitable conditions used to react biologically active substances with activated polymer molecules. A method for preparing a PEGylated polypeptide of the invention generally comprises the following steps: (a) Polyethylene glycol (eg, of PEG) under conditions such that activin is attached to one or more PEG groups. Reactive ester or aldehyde derivative) and the polypeptide, and (b) obtaining the reaction product. It is easy for those skilled in the art to select the optimal reaction conditions or acylation reaction based on known parameters and the desired result.

ペグ化された本発明のポリペプチドは、一般に、本明細書中に記載のポリペプチドを投与することによって、緩和または調節され得る状態を処置するために使用され得るが、しかし、本明細書中で開示された、化学誘導体化された本発明のポリペプチド分子は、それらの非誘導体分子と比較して、さらなる活性、増大された生物活性もしくは減少した生物活性、または他の特徴(例えば、増大された半減期または減少した半減期)を有し得る。本発明のポリペプチド、それらのフラグメント、改変体および誘導体は、単独で、併用して、または他の薬学的組成物を組み合わせて使用され得る。これらのサイトカイン、増殖因子、抗原、抗炎症剤および/または化学療法剤は、徴候を処置するのに適切である。   PEGylated polypeptides of the invention can generally be used to treat conditions that can be alleviated or modulated by administering a polypeptide described herein, but herein The chemically derivatized polypeptide molecules of the present invention disclosed in (1) have additional activity, increased or decreased biological activity, or other characteristics (eg, increased) compared to their non-derivative molecules. Reduced half-life). The polypeptides, fragments, variants and derivatives thereof of the invention can be used alone, in combination, or in combination with other pharmaceutical compositions. These cytokines, growth factors, antigens, anti-inflammatory agents and / or chemotherapeutic agents are suitable for treating symptoms.

同様に、「ポリヌクレオチドアナログ」、「核酸アナログ」は、ポリヌクレオチドまたは核酸とは異なる化合物であるが、ポリヌクレオチドまたは核酸と少なくとも1つの化学的機能または生物学的機能が等価であるものをいう。したがって、ポリヌクレオチドアナログまたは核酸アナログには、もとのペプチドに対して、1つ以上のヌクレオチドアナログまたはヌクレオチド誘導体が付加または置換されているものが含まれる。   Similarly, “polynucleotide analog” or “nucleic acid analog” refers to a compound that is different from a polynucleotide or nucleic acid but is equivalent to at least one chemical or biological function of the polynucleotide or nucleic acid. . Thus, polynucleotide analogs or nucleic acid analogs include those in which one or more nucleotide analogs or nucleotide derivatives are added or substituted to the original peptide.

本明細書において使用される核酸分子は、発現されるポリペプチドが天然型のポリペプチドと実質的に同一の活性を有する限り、上述のようにその核酸の配列の一部が欠失または他の塩基により置換されていてもよく、あるいは他の核酸配列が一部挿入されていてもよい。あるいは、5’末端および/または3’末端に他の核酸が結合していてもよい。また、ポリペプチドをコードする遺伝子をストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、そのポリペプチドと実質的に同一の機能を有するポリペプチドをコードする核酸分子でもよい。このような遺伝子は、当該分野において公知であり、本発明において利用することができる。   As used herein, a nucleic acid molecule may have a portion of its nucleic acid sequence deleted or otherwise as long as the expressed polypeptide has substantially the same activity as the native polypeptide. It may be substituted with a base, or another nucleic acid sequence may be partially inserted. Alternatively, another nucleic acid may be bound to the 5 'end and / or the 3' end. Alternatively, it may be a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions with a gene encoding a polypeptide and encodes a polypeptide having substantially the same function as the polypeptide. Such genes are known in the art and can be used in the present invention.

このような核酸は、周知のPCR法により得ることができ、化学的に合成することもできる。これらの方法に、例えば、部位特異的変位誘発法、ハイブリダイゼーション法などを組み合わせてもよい。   Such a nucleic acid can be obtained by a well-known PCR method, and can also be chemically synthesized. For example, a site-specific displacement induction method, a hybridization method, or the like may be combined with these methods.

本明細書において、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドの「置換、付加または欠失」とは、もとのポリペプチドまたはポリヌクレオチドに対して、それぞれアミノ酸もしくはその代替物、またはヌクレオチドもしくはその代替物が、置き換わること、付け加わることまたは取り除かれることをいう。このような置換、付加または欠失の技術は、当該分野において周知であり、そのような技術の例としては、部位特異的変異誘発技術などが挙げられる。置換、付加または欠失は、1つ以上であれば任意の数でよく、そのような数は、その置換、付加または欠失を有する改変体において目的とする機能(例えば、ホルモン、サイトカインの情報伝達機能など)が保持される限り、多くすることができる。例えば、そのような数は、1または数個であり得、そして好ましくは、全体の長さの20%以内、10%以内、または100個以下、50個以下、25個以下などであり得る。   As used herein, “substitution, addition or deletion” of a polypeptide or polynucleotide is a substitution of an amino acid or a substitute thereof, or a nucleotide or a substitute thereof, respectively, with respect to the original polypeptide or polynucleotide. , Adding or removing. Such substitution, addition, or deletion techniques are well known in the art, and examples of such techniques include site-directed mutagenesis techniques. The number of substitutions, additions or deletions may be any number as long as it is one or more, and such number is a function (for example, information on hormones, cytokines) in a variant having the substitution, addition or deletion. As long as the transmission function is maintained, it can be increased. For example, such a number can be one or several, and preferably can be within 20%, within 10%, or less than 100, less than 50, less than 25, etc. of the total length.

(一般技術)
本明細書において用いられる分子生物学的手法、生化学的手法、微生物学的手法は、当該分野において周知であり慣用されるものであり、例えば、Sambrook J.et al.(1989).Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harborおよびその3rd Ed.(2001);Ausubel,F.M.(1987).Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates and Wiley−Interscience;Ausubel,F.M.(1989).Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates and Wiley−Interscience;Innis,M.A.(1990).PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications,Academic Press;Ausubel,F.M.(1992).Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates;Ausubel,F.M.(1995).Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates;Innis,M.A.et al.(1995).PCR Strategies,Academic Press;Ausubel,F.M.(1999).Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Wiley,and annual updates;Sninsky,J.J.et al.(1999).PCR Applications:Protocols for Functional Genomics,Academic Press、別冊実験医学「遺伝子導入&発現解析実験法」羊土社、1997などに記載されており、これらは本明細書において関連する部分(全部であり得る)が参考として援用される。
(General technology)
Molecular biological techniques, biochemical techniques, and microbiological techniques used in this specification are well known and commonly used in the art, and are described in, for example, Sambrook J. et al. et al. (1989). Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor and its 3rd Ed. (2001); Ausubel, F .; M.M. (1987). Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Ausubel, F .; M.M. (1989). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Innis, M .; A. (1990). PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, Academic Press; Ausubel, F .; M.M. (1992). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Ausubel, F .; M.M. (1995). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Innis, M .; A. et al. (1995). PCR Strategies, Academic Press; Ausubel, F .; M.M. (1999). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, and annual updates; J. et al. et al. (1999). PCR Applications: Protocols for Functional Genomics, Academic Press, “Experimental Methods for Gene Transfer and Expression Analysis”, Yodosha, 1997, etc., which are related parts in this specification (may be all) Is incorporated by reference.

人工的に合成した遺伝子を作製するためのDNA合成技術および核酸化学については、例えば、Gait,M.J.(1985).Oligonucleotide Synthesis:A Practical Approach,IRLPress;Gait,M.J.(1990).Oligonucleotide Synthesis:A Practical Approach,IRL Press;Eckstein,F.(1991).Oligonucleotides and Analogues:A Practical Approac,IRL Press;Adams,R.L.etal.(1992).The Biochemistry of the Nucleic Acids,Chapman&Hall;Shabarova,Z.et al.(1994).Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids,Weinheim;Blackburn,G.M.et al.(1996).Nucleic Acids in Chemistry and Biology,Oxford University Press;Hermanson,G.T.(I996).Bioconjugate Techniques,Academic Pressなどに記載されており、これらは本明細書において関連する部分が参考として援用される。   For DNA synthesis technology and nucleic acid chemistry for producing artificially synthesized genes, see, for example, Gait, M. et al. J. et al. (1985). Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRLPpress; Gait, M .; J. et al. (1990). Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; Eckstein, F .; (1991). Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approac, IRL Press; Adams, R .; L. etal. (1992). The Biochemistry of the Nucleic Acids, Chapman &Hall; Shabarova, Z. et al. et al. (1994). Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, Weinheim; Blackburn, G .; M.M. et al. (1996). Nucleic Acids in Chemistry and Biology, Oxford University Press; Hermanson, G .; T. T. et al. (I996). Bioconjugate Technologies, Academic Press, etc., which are incorporated herein by reference in the relevant part.

(遺伝子工学)
本発明において用いられるアクチビンなどならびにそのフラグメントおよび改変体は、遺伝子工学技術を用いて生産することができる。
(Genetic engineering)
Activins and the like and fragments and variants thereof used in the present invention can be produced using genetic engineering techniques.

本明細書において遺伝子について言及する場合、「ベクター」または「組み換えベクター」とは、目的のポリヌクレオチド配列を目的の細胞へと移入させることができるベクターをいう。そのようなベクターとしては、原核細胞、酵母、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、動物個体および植物個体などの宿主細胞において自立複製が可能、または染色体中への組込みが可能で、本発明のポリヌクレオチドの転写に適した位置にプロモーターを含有しているものが例示される。ベクターのうち、クローニングに適したベクターを「クローニングベクター」という。そのようなクローニングベクターは通常、制限酵素部位を複数含むマルチプルクローニング部位を含む。そのような制限酵素部位およびマルチプルクローニング部位は、当該分野において周知であり、当業者は、目的に合わせて適宜選択して使用することができる。そのような技術は、本明細書に記載される文献(例えば、Sambrookら、前出)に記載されている。好ましいベクターとしては、プラスミド、ファージ、コスミド、エピソーム、ウイルス粒子またはウイルスおよび組み込み可能なDNAフラグメント(すなわち、相同組換えによって宿主ゲノム中に組み込み可能なフラグメント)が挙げられるが、これらに限定されない。好ましいウイルス粒子としては、アデノウイルス、バキュロウイルス、パルボウイルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、アデノ随伴ウイルス、セムリキ森林ウイルス、ワクシニアウイルスおよびレトロウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。   In the present specification, when referring to a gene, “vector” or “recombinant vector” refers to a vector capable of transferring a target polynucleotide sequence to a target cell. Such vectors can be autonomously replicated in host cells such as prokaryotic cells, yeast, animal cells, plant cells, insect cells, individual animals and individual plants, or can be integrated into chromosomes. Examples include those containing a promoter at a position suitable for nucleotide transcription. Among vectors, a vector suitable for cloning is called “cloning vector”. Such cloning vectors usually contain multiple cloning sites that contain multiple restriction enzyme sites. Such restriction enzyme sites and multiple cloning sites are well known in the art, and those skilled in the art can appropriately select and use them according to the purpose. Such techniques are described in the literature described herein (eg, Sambrook et al., Supra). Preferred vectors include, but are not limited to, plasmids, phages, cosmids, episomes, viral particles or viruses and integratable DNA fragments (ie, fragments that can be integrated into the host genome by homologous recombination). Preferred viral particles include, but are not limited to, adenovirus, baculovirus, parvovirus, herpes virus, pox virus, adeno-associated virus, Semliki Forest virus, vaccinia virus and retrovirus.

ベクターの1つの型は、「プラスミド」であり、これは、さらなるDNAセグメントが連結され得る環状二重鎖DNAループをいう。別の型のベクターは、ウイルスベクターであり、ここで、さらなるDNAセグメントは、ウイルスゲノム中に連結され得る。特定のベクター(例えば、細菌の複製起点を有する細菌ベクターおよびエピソーム哺乳動物ベクター)は、これらが導入される宿主細胞中で自律的に複製し得る。他のベクター(例えば、非エピソーム哺乳動物ベクター)は、宿主細胞中への導入の際に宿主細胞のゲノム中に組み込まれ、それにより、宿主ゲノムと共に複製される。さらに、特定のベクターは、これらが作動可能に連結される遺伝子の発現を指向し得る。このようなベクターは、本明細書中で、「発現ベクター」といわれる。   One type of vector is a “plasmid”, which refers to a circular double stranded DNA loop into which additional DNA segments can be ligated. Another type of vector is a viral vector, wherein additional DNA segments can be ligated into the viral genome. Certain vectors (eg, bacterial vectors having a bacterial origin of replication and episomal mammalian vectors) can replicate autonomously in the host cell into which they are introduced. Other vectors (eg, non-episomal mammalian vectors) are integrated into the host cell's genome upon introduction into the host cell, and are thereby replicated along with the host genome. Furthermore, certain vectors may direct the expression of genes to which they are operably linked. Such vectors are referred to herein as “expression vectors”.

従って、本明細書において「発現ベクター」とは、構造遺伝子およびその発現を調節するプロモーターに加えて種々の調節エレメントが宿主の細胞中で作動し得る状態で連結されている核酸配列をいう。調節エレメントは、好ましくは、ターミネーター、薬剤耐性遺伝子のような選択マーカーおよび、エンハンサーを含み得る。生物(例えば、動物)の発現ベクターのタイプおよび使用される調節エレメントの種類が、宿主細胞に応じて変わり得ることは、当業者に周知の事項である。   Therefore, in the present specification, the “expression vector” refers to a nucleic acid sequence in which various regulatory elements are operably linked in a host cell in addition to a structural gene and a promoter that regulates its expression. Regulatory elements can preferably include terminators, selectable markers such as drug resistance genes, and enhancers. It is well known to those skilled in the art that the type of expression vector of an organism (eg, animal) and the type of regulatory elements used can vary depending on the host cell.

本発明において用いられ得る原核細胞に対する「組み換えベクター」としては、pcDNA3(+)、pBluescript−SK(+/−)、pGEM−T、pEF−BOS、pEGFP、pHAT、pUC18、pFT−DESTTM42GATEWAY(Invitrogen)などが例示される。 “Recombinant vectors” for prokaryotic cells that can be used in the present invention include pcDNA3 (+), pBluescript-SK (+/−), pGEM-T, pEF-BOS, pEGFP, pHAT, pUC18, pFT-DEST 42GATEWAY ( Invitrogen) and the like.

本発明において用いられ得る動物細胞に対する「組み換えベクター」としては、pcDNAI/Amp、pcDNAI、pCDM8(いずれもフナコシより市販)、pAGE107[特開平3−229(Invitrogen)、pAGE103[J.Biochem.,101,1307(1987)]、pAMo、pAMoA[J.Biol.Chem.,268,22782−22787(1993)]、マウス幹細胞ウイルス(Murine Stem Cell Virus)(MSCV)に基づいたレトロウイルス型発現ベクター、pEF−BOS、pEGFPなどが例示される。   Examples of “recombinant vectors” for animal cells that can be used in the present invention include pcDNAI / Amp, pcDNAI, pCDM8 (all available from Funakoshi), pAGE107 [Japanese Patent Laid-Open No. 3-229 (Invitrogen), pAGE103 [J. Biochem. , 101, 1307 (1987)], pAMo, pAMoA [J. Biol. Chem. , 268, 22782-2787 (1993)], a retroviral expression vector based on murine stem cell virus (MSCV), pEF-BOS, pEGFP, and the like.

本明細書において「ターミネーター」は、遺伝子のタンパク質をコードする領域の下流に位置し、DNAがmRNAに転写される際の転写の終結、ポリA配列の付加に関与する配列である。ターミネーターは、mRNAの安定性に関与して遺伝子の発現量に影響を及ぼすことが知られている。   As used herein, “terminator” is a sequence that is located downstream of a region encoding a protein of a gene and is involved in termination of transcription when DNA is transcribed into mRNA, and addition of a poly A sequence. It is known that the terminator is involved in the stability of mRNA and affects the expression level of the gene.

本明細書において「プロモーター」とは、遺伝子の転写の開始部位を決定し、またその頻度を直接的に調節するDNA上の領域をいい、通常RNAポリメラーゼが結合して転写を始める塩基配列である。したがって、本明細書においてある遺伝子のプロモーターの働きを有する部分を「プロモーター部分」という。プロモーターの領域は、通常、推定タンパク質コード領域の第1エキソンの上流約2kbp以内の領域であることが多いので、DNA解析用ソフトウエアを用いてゲノム塩基配列中のタンパク質コード領域を予測すれば、プロモータ領域を推定することはできる。推定プロモーター領域は、構造遺伝子ごとに変動するが、通常構造遺伝子の上流にあるが、これらに限定されず、構造遺伝子の下流にもあり得る。好ましくは、推定プロモーター領域は、第一エキソン翻訳開始点から上流約2kbp以内に存在する。   In this specification, “promoter” refers to a region on DNA that determines the transcription start site of a gene and directly regulates its frequency, and is usually a base sequence that initiates transcription upon binding of RNA polymerase. . Therefore, in this specification, a part having a promoter function of a gene is referred to as a “promoter part”. Since the promoter region is usually a region within about 2 kbp upstream of the first exon of the putative protein coding region, if the protein coding region in the genomic base sequence is predicted using DNA analysis software, The promoter region can be estimated. The putative promoter region varies for each structural gene, but is usually upstream of the structural gene, but is not limited thereto, and may be downstream of the structural gene. Preferably, the putative promoter region is present within about 2 kbp upstream from the first exon translation start point.

本明細書において「複製起点」とは、DNA複製が開始する染色体上の特定領域をいう。複製起点は、内因性起点を含むようにそのベクターを構築することによって提供され得るか、または宿主細胞の染色体複製機構により提供され得るかのいずれかであり得る。そのベクターが、宿主細胞染色体中に組み込まれる場合、後者が十分であり得る。あるいは、ウイルス複製起点を含むベクターを使用するよりも、当業者は、選択マーカーと本発明のDNAとを同時形質転換する方法によって、哺乳動物細胞を形質転換し得る。適切な選択マーカーの例は、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)またはチミジンキナーゼである(米国特許第4,399,216号を参照)。   As used herein, “replication origin” refers to a specific region on a chromosome where DNA replication begins. The origin of replication can either be provided by constructing the vector to include an endogenous origin, or it can be provided by the host cell's chromosomal replication machinery. The latter may be sufficient if the vector is integrated into the host cell chromosome. Alternatively, rather than using a vector containing a viral origin of replication, one of skill in the art can transform mammalian cells by a method that co-transforms a selectable marker and the DNA of the present invention. Examples of suitable selectable markers are dihydrofolate reductase (DHFR) or thymidine kinase (see US Pat. No. 4,399,216).

例えば、組織特異的調節エレメントを使用して核酸を発現することによって、組換え哺乳動物発現ベクターでは、特定の細胞型において核酸の発現を優先的に指向し得る。組織特異的調節エレメントは、当該分野で公知である。適切な組織特異的プロモーターの非限定的な例としては、発生的に調節されたプロモーター(例えば、マウスhoxプロモーター(KesselおよびGruss(1990)Science 249,374−379)およびα−フェトプロテインプロモーター(CampesおよびTilghman(1989)Genes Dev.3,537−546))、アルブミンプロモーター(肝臓特異的;Pinkertら(1987)Genes Dev.1,268−277)、リンパ特異的プロモーター(CalameおよびEaton(1988)Adv.Immunol.43,235−275)、特にT細胞レセプター(WinotoおよびBaltimore(1989)EMBO J.8,729−733)および免疫グロブリン(Banerjiら(1983)Cell 33,729−740;QueenおよびBaltimore(1983)Cell 33,741−748)のプロモーター、ニューロン特異的プロモーター(例えば、神経線維プロモーター;ByrneおよびRuddle(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86,5473−5477)、膵臓特異的プロモーター(Edlundら(1985)Science 230,912−916)、および乳腺特異的プロモーター(例えば、乳清プロモーター;米国特許第4,873,316号および欧州出願公開番号264,166)が挙げられるがそれらに限定されない。   For example, recombinant mammalian expression vectors can preferentially direct expression of a nucleic acid in a particular cell type by expressing the nucleic acid using tissue-specific regulatory elements. Tissue specific regulatory elements are known in the art. Non-limiting examples of suitable tissue-specific promoters include developmentally regulated promoters (eg, mouse hox promoter (Kessel and Gruss (1990) Science 249, 374-379) and α-fetoprotein promoter (Campes and Tilghman (1989) Genes Dev. 3, 537-546)), albumin promoter (liver specific; Pinkert et al. (1987) Genes Dev. 1, 268-277), lymph specific promoter (Calame and Eaton (1988) Adv. Immunol. 43, 235-275), in particular T cell receptors (Winoto and Baltimore (1989) EMBO J. 8, 729-733) and immunoglobulins. (Banerji et al. (1983) Cell 33, 729-740; Queen and Baltimore (1983) Cell 33, 741-748), neuron-specific promoters (eg, nerve fiber promoters; Byrne and Ruddle (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 5473-5477), pancreas specific promoter (Edrund et al. (1985) Science 230, 912-916), and mammary gland specific promoter (eg, whey promoter; US Pat. No. 4,873,3). 316 and European Application Publication No. 264,166), but are not limited thereto.

本明細書において「エンハンサー」とは、目的遺伝子の発現効率を高めるために用いられる配列をいう。そのようなエンハンサーは当該分野において周知である。エンハンサーは複数個用いられ得るが1個用いられてもよいし、用いなくともよい。   As used herein, “enhancer” refers to a sequence used to increase the expression efficiency of a target gene. Such enhancers are well known in the art. A plurality of enhancers may be used, but one may be used or may not be used.

本明細書において「作動可能に連結された(る)」とは、所望の配列の発現(作動)がある転写翻訳調節配列(例えば、プロモーター、エンハンサーなど)または翻訳調節配列の制御下に配置されることをいう。プロモーターが遺伝子に作動可能に連結されるためには、通常、その遺伝子のすぐ上流にプロモーターが配置されるが、必ずしも隣接して配置される必要はない。   As used herein, “operably linked” refers to a transcriptional translational regulatory sequence (eg, promoter, enhancer, etc.) or a translational regulatory sequence that has the expression (operation) of a desired sequence. That means. In order for a promoter to be operably linked to a gene, the promoter is usually placed immediately upstream of the gene, but need not necessarily be adjacent.

本明細書において、核酸分子を細胞に導入する技術は、どのような技術でもよく、例えば、形質転換、形質導入、トランスフェクションなどが挙げられる。 そのような核酸分子の導入技術は、当該分野において周知であり、かつ、慣用されるものであり、例えば、Ausubel F.A.ら編(1988)、Current Protocols in Molecular Biology、Wiley、New York、NY;Sambrook Jら(1987)Molecular Cloning:A Laboratory Manual,2nd Ed.およびその第三版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY、別冊実験医学「遺伝子導入&発現解析実験法」羊土社、1997などに記載される。遺伝子の導入は、ノーザンブロット、ウェスタンブロット分析のような本明細書に記載される方法または他の周知慣用技術を用いて確認することができる。   In this specification, any technique for introducing a nucleic acid molecule into a cell may be used, and examples thereof include transformation, transduction, transfection, and the like. Such a technique for introducing a nucleic acid molecule is well known in the art and commonly used. For example, Ausubel F. et al. A. (1988), Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, New York, NY; Sambrook J et al. (1987) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed. And its third edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, a separate volume of experimental medicine “Gene Transfer & Expression Analysis Experimental Method” Yodosha, 1997, and the like. Gene transfer can be confirmed using the methods described herein, such as Northern blot, Western blot analysis, or other well-known conventional techniques.

また、ベクターの導入方法としては、細胞にDNAを導入する上述のような方法であればいずれも用いることができ、例えば、トランスフェクション、形質導入、形質転換など(例えば、リン酸カルシウム法、リポソーム法、DEAEデキストラン法、エレクトロポレーション法、パーティクルガン(遺伝子銃)を用いる方法など)が挙げられる。   Moreover, as a method for introducing a vector, any of the above-described methods for introducing DNA into cells can be used. For example, transfection, transduction, transformation, etc. (for example, calcium phosphate method, liposome method, DEAE dextran method, electroporation method, method using particle gun (gene gun), etc.).

本明細書において「形質転換体」とは、形質転換によって作製された細胞などの生命体の全部または一部をいう。形質転換体としては、原核細胞、酵母、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞などが例示される。形質転換体は、その対象に依存して、形質転換細胞、形質転換組織、形質転換宿主などともいわれる。本発明において用いられる細胞は、形質転換体であってもよい。   As used herein, “transformant” refers to all or part of a living organism such as a cell produced by transformation. Examples of the transformant include prokaryotic cells, yeast, animal cells, plant cells, insect cells and the like. A transformant is also referred to as a transformed cell, transformed tissue, transformed host, etc., depending on the subject. The cell used in the present invention may be a transformant.

本発明において遺伝子操作などにおいて原核生物細胞が使用される場合、原核生物細胞としては、Escherichia属、Serratia属、Bacillus属、Brevibacterium属、Corynebacterium属、Microbacterium属、Pseudomonas属などに属する原核生物細胞、例えば、Escherichia coli XL1−Blue、Escherichia coli XL2−Blue、Escherichia coli DH1が例示される。   When a prokaryotic cell is used in the present invention for genetic manipulation or the like, the prokaryotic cell includes, for example, a prokaryotic cell belonging to the genus Escherichia, Serratia, Bacillus, Brevibacterium, Corynebacterium, Microbacterium, Pseudomonas, etc. Escherichia coli XL1-Blue, Escherichia coli XL2-Blue, Escherichia coli DH1 are exemplified.

本明細書において使用される場合、動物細胞としては、マウス・ミエローマ細胞、ラット・ミエローマ細胞、マウス・ハイブリドーマ細胞、チャイニーズ・ハムスターの細胞であるCHO細胞、BHK細胞、アフリカミドリザル腎臓細胞、ヒト白血病細胞、HBT5637(特開昭63−299)、ヒト結腸癌細胞株などを挙げることができる。マウス・ミエローマ細胞としては、ps20、NSOなど、ラット・ミエローマ細胞としてはYB2/0など、ヒト胎児腎臓細胞としてはHEK293(ATCC:CRL−1573)など、ヒト白血病細胞としてはBALL−1など、アフリカミドリザル腎臓細胞としてはCOS−1、COS−7、ヒト結腸癌細胞株としてはHCT−15、ヒト神経芽細胞腫SK−N−SH、SK−N−SH−5Y、マウス神経芽細胞腫Neuro2Aなどが例示される。   As used herein, animal cells include mouse myeloma cells, rat myeloma cells, mouse hybridoma cells, CHO cells that are Chinese hamster cells, BHK cells, African green monkey kidney cells, and human leukemia cells. HBT5637 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-299), human colon cancer cell line, and the like. Mouse myeloma cells such as ps20 and NSO, rat myeloma cells such as YB2 / 0, human fetal kidney cells such as HEK293 (ATCC: CRL-1573), human leukemia cells such as BALL-1 and Africa COS-1, COS-7 as the kidney monkey cell, HCT-15 as the human colon cancer cell line, human neuroblastoma SK-N-SH, SK-N-SH-5Y, mouse neuroblastoma Neuro2A, etc. Is exemplified.

本明細書において使用される場合、組換えベクターの導入方法としては、DNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、塩化カルシウム法、エレクトロポレーション法[Methods.Enzymol.,194,182(1990)]、リポフェクション法、スフェロプラスト法[Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84,1929(1978)]、酢酸リチウム法[J.Bacteriol.,153,163(1983)]、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978)記載の方法などが例示される。   As used herein, any method for introducing DNA can be used as a method for introducing a recombinant vector. For example, a calcium chloride method, an electroporation method [Methods. Enzymol. , 194, 182 (1990)], lipofection method, spheroplast method [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 1929 (1978)], lithium acetate method [J. Bacteriol. , 153, 163 (1983)], Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1929 (1978) and the like.

(ポリペプチドの製造方法)
本発明のポリペプチド(例えば、アクチビンまたはその改変体もしくはフラグメントなど)をコードするDNAを組み込んだ組換え体ベクターを保有する微生物、動物細胞などに由来する形質転換体を、通常の培養方法に従って培養し、本発明のポリペプチドを生成蓄積させ、本発明の培養物より本発明のポリペプチドを採取することにより、本発明に係るポリペプチドを製造することができる。
(Method for producing polypeptide)
A transformant derived from a microorganism, an animal cell, or the like carrying a recombinant vector incorporating a DNA encoding the polypeptide of the present invention (for example, activin or a variant or fragment thereof) is cultured according to a normal culture method. Then, the polypeptide of the present invention can be produced by accumulating the polypeptide of the present invention and collecting the polypeptide of the present invention from the culture of the present invention.

本発明の形質転換体を培地に培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。大腸菌等の原核生物あるいは酵母等の真核生物を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、本発明の生物が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。   The method of culturing the transformant of the present invention in a medium can be performed according to a usual method used for culturing a host. A medium for culturing a transformant obtained by using a prokaryote such as E. coli or a eukaryote such as yeast as a host contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, etc. that can be assimilated by the organism of the present invention. Either a natural medium or a synthetic medium may be used as long as the medium can efficiently culture the transformant.

炭素源としては、それぞれの微生物が資化し得るものであればよく、グルコース、フラクトース、スクロース、これらを含有する糖蜜、デンプンあるいはデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノール等のアルコール類を用いることができる。   Any carbon source may be used as long as it can be assimilated by each microorganism. Glucose, fructose, sucrose, molasses containing these, carbohydrates such as starch or starch hydrolysate, organic acids such as acetic acid and propionic acid, ethanol Alcohols such as propanol can be used.

窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の各種無機酸または有機酸のアンモニウム塩、その他含窒素物質、ならびに、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕および大豆粕加水分解物、各種発酵菌体およびその消化物等を用いることができる。   Examples of nitrogen sources include ammonium salts of various inorganic or organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate, and ammonium phosphate, other nitrogen-containing substances, and peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, and casein. A hydrolyzate, soybean meal, soybean meal hydrolyzate, various fermented cells, digested products thereof, and the like can be used.

無機塩としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム等を用いることができる。培養は、振盪培養または深部通気攪拌培養等の好気的条件下で行う。   As the inorganic salt, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, calcium carbonate and the like can be used. The culture is performed under aerobic conditions such as shaking culture or deep aeration stirring culture.

培養温度は15〜40℃がよく、培養時間は、通常5時間〜7日間である。培養中pHは、3.0〜9.0に保持する。pHの調整は、無機あるいは有機の酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム、アンモニア等を用いて行う。また培養中必要に応じて、アンピシリンまたはテトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。   The culture temperature is preferably 15 to 40 ° C., and the culture time is usually 5 hours to 7 days. During the culture, the pH is maintained at 3.0 to 9.0. The pH is adjusted using an inorganic or organic acid, an alkaline solution, urea, calcium carbonate, ammonia or the like. Moreover, you may add antibiotics, such as an ampicillin or tetracycline, to a culture medium as needed during culture | cultivation.

プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、lacプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド等を、trpプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドールアクリル酸等を培地に添加してもよい。遺伝子を導入した細胞または器官は、ジャーファーメンターを用いて大量培養することができる。   When culturing a microorganism transformed with an expression vector using an inducible promoter as a promoter, an inducer may be added to the medium as necessary. For example, when cultivating a microorganism transformed with an expression vector using the lac promoter, isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside or the like is used for culturing a microorganism transformed with an expression vector using the trp promoter. An acid or the like may be added to the medium. Cells or organs into which a gene has been introduced can be cultured in large quantities using a jar fermenter.

例えば、動物細胞を用いる場合、本発明の細胞を培養する培地は、一般に使用されているRPMI1640培地(The Journal of the American Medical Association,199,519(1967))、EagleのMEM培地(Science,122,501(1952))、DMEM培地(Virology,8,396(1959))、199培地(Proceedings of the Society for the Biological Medicine,73,1(1950))またはこれら培地にウシ胎児血清等を添加した培地等が用いられる。   For example, when animal cells are used, the culture medium for culturing the cells of the present invention includes RPMI1640 medium (The Journal of the American Medical Association, 199, 519 (1967)), Eagle's MEM medium (Science, 122). , 501 (1952)), DMEM medium (Virology, 8, 396 (1959)), 199 medium (Proceedings of the Society for the Biological Medicine, 73, 1 (1950)), or fetal bovine serum or the like was added to these media A medium or the like is used.

培養は、通常pH6〜8、25〜40℃、5%CO存在下等の条件下で1〜7日間行う。また培養中必要に応じて、カナマイシン、ペニシリン、ストレプトマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。 The culture is usually performed for 1 to 7 days under conditions such as pH 6 to 8, 25 to 40 ° C., and 5% CO 2 . Moreover, you may add antibiotics, such as kanamycin, penicillin, streptomycin, to a culture medium as needed during culture | cultivation.

本発明のポリペプチドをコードする核酸配列で形質転換された形質転換体の培養物から、本発明のポリペプチドを単離または精製するためには、当該分野で周知慣用の通常の酵素の単離または精製法を用いることができる。例えば、本発明のポリペプチドが本発明のポリペプチド製造用形質転換体の細胞外に本発明のポリペプチドが分泌される場合には、その培養物を遠心分離等の手法により処理し、可溶性画分を取得する。その可溶性画分から、溶媒抽出法、硫安等による塩析法脱塩法、有機溶媒による沈澱法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−Sepharose、DIAION HPA−75(三菱化成)等樹脂を用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia)等の樹脂を用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等の樹脂を用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を用い、精製標品を得ることができる。   In order to isolate or purify the polypeptide of the present invention from the culture of the transformant transformed with the nucleic acid sequence encoding the polypeptide of the present invention, isolation of conventional enzymes well known and commonly used in the art Alternatively, a purification method can be used. For example, when the polypeptide of the present invention is secreted outside the transformant for producing the polypeptide of the present invention, the culture is treated with a technique such as centrifugation to obtain a soluble fraction. Get minutes. From the soluble fraction, anion exchange chromatography using a resin such as a solvent extraction method, a salting out method using ammonium sulfate, a desalting method, a precipitation method using an organic solvent, diethylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION HPA-75 (Mitsubishi Kasei), etc. Chromatography method, cation exchange chromatography method using resin such as S-Sepharose FF (Pharmacia), hydrophobic chromatography method using resin such as butyl sepharose, phenyl sepharose, gel filtration method using molecular sieve, affinity chromatography A purified sample can be obtained by using a technique such as a chromatography method, a chromatofocusing method, an electrophoresis method such as isoelectric focusing.

本発明のポリペプチド(例えば、アクチビンまたはその改変体もしくはフラグメントなど)が本発明のポリペプチド製造用形質転換体の細胞内に溶解状態で蓄積する場合には、培養物を遠心分離することにより、培養物中の細胞を集め、その細胞を洗浄した後に、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモジナイザー、ダイノミル等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。その無細胞抽出液を遠心分離することにより得られた上清から、溶媒抽出法、硫安等による塩析法脱塩法、有機溶媒による沈澱法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−Sepharose、DIAION HPA−75(三菱化成)等樹脂を用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia)等の樹脂を用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等の樹脂を用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を用いることによって、精製標品を得ることができる。   When the polypeptide of the present invention (for example, activin or a variant or fragment thereof) accumulates in a dissolved state in the cells of the transformant for producing the polypeptide of the present invention, the culture is centrifuged, After collecting the cells in the culture and washing the cells, the cells are crushed with an ultrasonic crusher, French press, Manton Gaurin homogenizer, Dynomill, etc. to obtain a cell-free extract. From the supernatant obtained by centrifuging the cell-free extract, a solvent extraction method, a salting-out method using ammonium sulfate, a desalting method, a precipitation method using an organic solvent, diethylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION HPA-75 (Mitsubishi Kasei) Anion exchange chromatography using a resin, cation exchange chromatography using a resin such as S-Sepharose FF (Pharmacia), hydrophobic chromatography using a resin such as butyl sepharose, phenyl sepharose A purified sample can be obtained by using a technique such as a chromatography method, a gel filtration method using a molecular sieve, an affinity chromatography method, a chromatofocusing method, an electrophoresis method such as isoelectric focusing.

本発明のポリペプチドが細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に細胞を回収後破砕し、遠心分離を行うことにより得られた沈澱画分より、通常の方法により本発明のポリペプチドを回収後、そのポリペプチドの不溶体をポリペプチド変性剤で可溶化する。この可溶化液を、ポリペプチド変性剤を含まないあるいはポリペプチド変性剤の濃度がポリペプチドが変性しない程度に希薄な溶液に希釈、あるいは透析し、本発明のポリペプチドを正常な立体構造に構成させた後、上記と同様の単離精製法により精製標品を得ることができる。   When the polypeptide of the present invention is expressed by forming an insoluble substance in the cells, the cells are similarly collected, disrupted and centrifuged from the precipitate fraction obtained by the usual method. After recovering the polypeptide, the insoluble body of the polypeptide is solubilized with a polypeptide denaturant. The solubilized solution is diluted or dialyzed into a dilute solution that does not contain the polypeptide denaturing agent or the concentration of the polypeptide denaturing agent does not denature the polypeptide, and forms the polypeptide of the present invention into a normal three-dimensional structure. Then, a purified sample can be obtained by the same isolation and purification method as described above.

また、通常のタンパク質の精製方法[J.Evan.Sadlerら:Methods in Enzymology,83,458]に準じて精製できる。また、本発明のポリペプチドを他のタンパク質との融合タンパク質として生産し、融合したタンパク質に親和性をもつ物質を用いたアフィニティークロマトグラフィーを利用して精製することもできる[山川彰夫,実験医学(Experimental Medicine),13,469−474(1995)]。例えば、Loweらの方法[Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,86,8227−8231(1989)、GenesDevelop.,4,1288(1990)]に記載の方法に準じて、本発明のポリペプチドをプロテインAとの融合タンパク質として生産し、イムノグロブリンGを用いるアフィニティークロマトグラフィーにより精製することができる。   Further, a conventional protein purification method [J. Evan. Sadler et al .: Methods in Enzymology, 83, 458]. In addition, the polypeptide of the present invention can be produced as a fusion protein with another protein and purified using affinity chromatography using a substance having affinity for the fused protein [Akio Yamakawa, Experimental Medicine ( (Experimental Medicine), 13, 469-474 (1995)]. For example, the method of Lowe et al. [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86, 8227-8231 (1989), Genes Develop. , 4, 1288 (1990)], the polypeptide of the present invention can be produced as a fusion protein with protein A and purified by affinity chromatography using immunoglobulin G.

また、本発明のポリペプチドをFLAGペプチドとの融合タンパク質として生産し、抗FLAG抗体を用いるアフィニティークロマトグラフィーにより精製することができる[Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,86,8227(1989)、Genes Develop.,4,1288(1990)]。このような融合タンパク質では、発現ベクターにおいて、タンパク質分解切断部位は、融合タンパク質の精製に続いて、融合部分からの組換えタンパク質の分離を可能にするために、融合部分と組換えタンパク質との接合部に導入される。このような酵素およびこれらの同族の認識配列は、第Xa因子、トロンビン、およびエンテロキナーゼを含む。代表的な融合発現ベクターとしては、それぞれ、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、マルトースE結合タンパク質、またはプロテインAを標的組換えタンパク質に融合する、pGEX(Pharmacia Biotech;SmithおよびJohnson(1988)Gene 67,31〜40)、pMAL(New England Biolabs,Beverly,Mass.)およびpRIT5(Pharmacia,Piscataway,N.J.)が挙げられる。   In addition, the polypeptide of the present invention can be produced as a fusion protein with a FLAG peptide and purified by affinity chromatography using an anti-FLAG antibody [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86, 8227 (1989), Genes Develop. , 4, 1288 (1990)]. In such fusion proteins, in the expression vector, the proteolytic cleavage site joins the fusion moiety to the recombinant protein to allow separation of the recombinant protein from the fusion moiety following purification of the fusion protein. Introduced to the department. Such enzymes and their cognate recognition sequences include factor Xa, thrombin, and enterokinase. Representative fusion expression vectors include pGEX (Pharmacia Biotech; Smith and Johnson (1988) Gene 67, which fuse glutathione-S-transferase (GST), maltose E binding protein, or protein A to the target recombinant protein, respectively. , 31-40), pMAL (New England Biolabs, Beverly, Mass.) And pRIT5 (Pharmacia, Piscataway, NJ).

さらに、本発明のポリペプチド自身に対する抗体を用いたアフィニティークロマトグラフィーで精製することもできる。本発明のポリペプチドは、公知の方法[J.Biomolecular NMR,6,129−134、Science,242,1162−1164、J.Biochem.,110,166−168(1991)]に準じて、in vitro転写・翻訳系を用いてを生産することができる。   Furthermore, it can also be purified by affinity chromatography using an antibody against the polypeptide itself of the present invention. The polypeptide of the present invention can be produced by known methods [J. Biomolecular NMR, 6,129-134, Science, 242, 1162-1164, J. Biol. Biochem. , 110, 166-168 (1991)], can be produced using an in vitro transcription / translation system.

本発明のポリペプチドは、そのアミノ酸情報を基に、Fmoc法(フルオレニルメチルオキシカルボニル法)、tBoc法(t−ブチルオキシカルボニル法)等の化学合成法によっても製造することができる。また、Advanced ChemTech、Applied Biosystems、Pharmacia Biotech、Protein Technology Instrument、Synthecell−Vega、PerSeptive、島津製作所等のペプチド合成機を利用し化学合成することもできる。   The polypeptide of the present invention can also be produced by chemical synthesis methods such as the Fmoc method (fluorenylmethyloxycarbonyl method) and the tBoc method (t-butyloxycarbonyl method) based on the amino acid information. Chemical synthesis can also be performed using peptide synthesizers such as Advanced ChemTech, Applied Biosystems, Pharmacia Biotech, Protein Technology Instrument, Synthecell-Vega, PerSeptive, Shimadzu Corporation.

精製した本発明のポリペプチドの構造解析は、タンパク質化学で通常用いられる方法、例えば遺伝子クローニングのためのタンパク質構造解析(平野久著、東京化学同人発行、1993年)に記載の方法により実施可能である。本発明のポリペプチドの生理活性は、公知の測定法に準じて測定することができる。   The structural analysis of the purified polypeptide of the present invention can be carried out by a method usually used in protein chemistry, for example, the method described in Protein Structural Analysis for Gene Cloning (Hirano Hisashi, Tokyo Kagaku Dojin, 1993). is there. The physiological activity of the polypeptide of the present invention can be measured according to a known measurement method.

本発明において有用な可溶性ポリペプチドの産生もまた、当該分野で公知の種々の方法によって達成され得る。例えば、ポリペプチドは、エキソペプチダーゼ、エドマン分解またはその両方と組み合わせて特定のエンドペプチダーゼを使用することによるタンパク質分解によって、インタクトな膜貫通アクチビンポリペプチド分子から誘導され得る。このインタクトなアクチビンポリペプチド分子は、従来の方法を使用して、その天然の供給源から精製され得る。あるいは、インタクトなアクチビンポリペプチドは、cDNA、発現ベクターおよび組換え遺伝子発現のための周知技術を利用する組換えDNA技術によって生成され得る。   Production of soluble polypeptides useful in the present invention can also be accomplished by various methods known in the art. For example, a polypeptide can be derived from an intact transmembrane activin polypeptide molecule by proteolysis by using certain endopeptidases in combination with exopeptidase, Edman degradation, or both. This intact activin polypeptide molecule can be purified from its natural source using conventional methods. Alternatively, intact activin polypeptides can be produced by recombinant DNA techniques utilizing well known techniques for cDNA, expression vectors and recombinant gene expression.

好ましくは、本発明において有用な可溶性ポリペプチドは、直接的に産生され、従って、出発材料としてのアクチビンポリペプチド全体の必要性を排除する。これは、従来の化学合成技術によって達成され得るか、または周知の組換えDNA技術(ここで、所望のペプチドをコードするDNA配列のみが形質転換された宿主で発現される)によって達成され得る。例えば、所望の可溶性アクチビンポリペプチドをコードする遺伝子は、オリゴヌクレオチド合成機を使用する化学的手段によって合成され得る。このようなオリゴヌクレオチドは、所望の可溶性アクチビンポリペプチドのアミノ酸配列に基づいて設計される。所望のペプチドをコードする特定のDNA配列はまた、特定の制限エンドヌクレアーゼフラグメントの単離によってか、またはcDNAからの特定の領域のPCR合成によって、全長DNA配列から誘導され得る。   Preferably, soluble polypeptides useful in the present invention are produced directly, thus eliminating the need for the entire activin polypeptide as starting material. This can be accomplished by conventional chemical synthesis techniques, or by well-known recombinant DNA techniques where only the DNA sequence encoding the desired peptide is expressed in the transformed host. For example, a gene encoding the desired soluble activin polypeptide can be synthesized by chemical means using an oligonucleotide synthesizer. Such oligonucleotides are designed based on the amino acid sequence of the desired soluble activin polypeptide. The specific DNA sequence encoding the desired peptide can also be derived from the full length DNA sequence by isolation of specific restriction endonuclease fragments or by PCR synthesis of specific regions from cDNA.

本発明のポリペプチド(例えば、アクチビンなど)のアミノ酸の欠失、置換もしくは付加(融合を含む)は、周知技術である部位特異的変異誘発法により実施することができる。かかる1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加は、Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Second Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989)、Current Protocols in Molecular Biology,Supplement 1〜38,JohnWiley & Sons(1987−1997)、Nucleic Acids Research,10,6487(1982)、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,79,6409(1982)、Gene,34,315(1985)、Nucleic Acids Research,13,4431(1985)、Proc.Natl.Acad.Sci USA,82,488(1985)、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,81,5662(1984)、Science,224,1431(1984)、PCT WO85/00817(1985)、Nature,316,601(1985)等に記載の方法に準じて調製することができる。   Deletion, substitution or addition (including fusion) of amino acids of the polypeptide of the present invention (for example, activin) can be carried out by site-directed mutagenesis which is a well-known technique. Such deletion, substitution or addition of one or several amino acids may be performed by Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), Current Protocols in BioJ. 1987-1997), Nucleic Acids Research, 10, 6487 (1982), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79, 6409 (1982), Gene, 34, 315 (1985), Nucleic Acids Research, 13, 4431 (1985), Proc. Natl. Acad. Sci USA, 82, 488 (1985), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5562 (1984), Science, 224, 1431 (1984), PCT WO85 / 00817 (1985), Nature, 316, 601 (1985) and the like.

(細胞培養)
当該分野において公知の広範な培地処方物の、幹細胞分化に関する細胞培養特性は、本明細書中において開示されるアクチビンまたはその等価物の添加量の調節によって劇的に変化することが見出された。
(Cell culture)
It has been found that the cell culture characteristics of stem cell differentiation of a wide variety of media formulations known in the art can be dramatically altered by adjusting the amount of activin or equivalents disclosed herein. .

多くの培地処方物が、幾年もの間開発され、所定の培養された細胞または細胞株についての細胞増殖、細胞生存能、および/または生物製剤産生を最大限にしてきた。これらの培地組成物は、例えば、培地に添加される成長因子、抗生物質、およびアミノ酸補充物の数、タイプ、および濃度が相互に異なり、そしてプロテアーゼインヒビターのような成分、および特に細胞が懸濁内で増殖される場合には、1つまたはそれ以上の消泡剤(anti−foarmingagent)を含む。他の個性化された成分は、組換えタンパク質産生を増強する添加物を包含する。例えば、宿主細胞が、組換えタンパク質の遺伝子増幅のために開発された場合、選択マーカーDHFR(ジヒドロ葉酸レダクターゼ)は、代表的には、選択マーカーとしてトランスフェクトされた宿主の一部を構成し、そしてメトトレキセートは培養培地に含まれる。インスリンまたは他の成長因子、例えば、IGFのようにエネルギー源カスケードの役割を果たす因子はまた、しばしば含有されて細胞増殖を増強する。   Many media formulations have been developed over the years to maximize cell growth, cell viability, and / or biologic production for a given cultured cell or cell line. These media compositions differ, for example, in the number, type, and concentration of growth factors, antibiotics, and amino acid supplements added to the media, and components such as protease inhibitors, and particularly cells in suspension. When grown, it contains one or more anti-foaming agents. Other personalized ingredients include additives that enhance recombinant protein production. For example, if the host cell was developed for gene amplification of a recombinant protein, the selectable marker DHFR (dihydrofolate reductase) typically constitutes part of the host transfected as a selectable marker, And methotrexate is contained in the culture medium. Insulin or other growth factors such as factors that play a role in the energy source cascade, such as IGF, are also often included to enhance cell proliferation.

本明細書中において開示されるアクチビンまたはその等価物は、種々の培地処方物に対して、ならびに標準的な処方物中において、効果を有することが期待される。   The activins disclosed herein or equivalents thereof are expected to have an effect on various media formulations as well as in standard formulations.

例えば、すべての無血清培地処方物は、細胞増殖を可能にする必須成分を含み、(1)エネルギー源、代表的にはグルコースまたはグルタミン、あるいは他の糖、例えば、フククトース、ガラクトース、マンノースなど;(2)窒素源(典型的には1つまたはそれ以上のアミノ酸の包含により得られる);および(3)ビタミン(酵素反応における補因子)を含む。また、Na、K、Ca2+、Mg2+、Cl、HPO 2−などを含む広範な無機塩、ならびに脂肪酸(好ましくは結合物)、コレステロール、リン脂質、およびそれらの前駆体を含む広範な脂肪および脂溶性成分も必須である。標準的な無血清培地処方物の成分は表1に挙げられる。これには、GrandIslandBiologicalCo.(GIBCO),GrandIsland,N.Y.のような培地製造者から得られる「DMEM/F−12」に見出される成分が含まれる。動物細胞培養培地の検討については、MizrahiおよびLazar、Cytotechnology:199−214(1988)を参照のこと。昆虫細胞培養についての培地の考察は、Goodwin,R.H.(1990)Nature347:209−210に開示されている。ハイブリドーマの培養について個性化された、規定された無血清培地の例が、Kovar,J.(1987)FoliaBiologia33:377−384により記載されている。Imagawaら(1989)PNAS86:4122−4126は、マウス乳房上皮細胞における細胞増殖を最大にするように開発された培地について記載し、そしてMiyazakiら(1991)Res.Exp.Med.191:77−83は、ラット肝細胞の生存能をインビトロで増強するように培地について記載している。アフリカツメガエルについては、Sive,Granger,and Harland.Early Development of Xenopus laevis ColdSpring Harbor Laboratory Press (2000)に記載されている。 For example, all serum-free media formulations contain essential ingredients that allow cell growth, and (1) an energy source, typically glucose or glutamine, or other sugars such as fructose, galactose, mannose, etc .; (2) contains a nitrogen source (typically obtained by inclusion of one or more amino acids); and (3) vitamins (cofactors in enzymatic reactions). Also includes a wide range of inorganic salts including Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl , HPO 3 2− and the like, as well as fatty acids (preferably conjugates), cholesterol, phospholipids, and their precursors. A wide range of fat and fat-soluble ingredients are also essential. The components of a standard serum-free medium formulation are listed in Table 1. This includes GrandIsland Biological Co. (GIBCO), Grand Island, N .; Y. Ingredients found in “DMEM / F-12” obtained from media manufacturers such as For a review of animal cell culture media, see Mizrahi and Lazar, Cytotechnology , 1 : 199-214 (1988). Media considerations for insect cell culture are described in Goodwin, R .; H. (1990) Nature 347 : 209-210. An example of a defined serum-free medium that is individualized for hybridoma culture is described in Kovar, J. et al. (1987) Folia Biology 33: 377-384. Imagawa et al. (1989) PNAS86 : 4122-4126 describe a medium developed to maximize cell proliferation in mouse mammary epithelial cells and Miyazaki et al. (1991) Res. Exp. Med. 191 : 77-83 describes a medium to enhance the viability of rat hepatocytes in vitro. For Xenopus, see Sive, Granger, and Harland. Early Development of Xenopus laevis ColdSpring Harbor Laboratory Press (2000).

本明細書において「栄養培地」とは、天然培地、半合成培地、合成培地、固形培地、半固形培地、液体培地などが挙げられるが、未分化細胞を、自己を含めた増殖、分化、成熟または保存させるために用いられるものであり、通常、細胞培養に用いられるようなものであれば如何なる培地であってもよい。例を挙げると、たとえばSteinberg培地、α−MEM培地、RPMI−1640培地またはMEM基本培地などが挙げることができる。基本成分としてナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、リン、塩素、アミノ酸、ビタミン、ホルモン、抗生物質、脂肪酸、糖または目的に応じてその他の化学成分もしくは血清のような生体成分を含有することもできる。   As used herein, “nutrient medium” includes natural medium, semi-synthetic medium, synthetic medium, solid medium, semi-solid medium, liquid medium, etc. Alternatively, any medium may be used as long as it is used for storage and is usually used for cell culture. Examples include Steinberg medium, α-MEM medium, RPMI-1640 medium, or MEM basic medium. As basic components, sodium, potassium, calcium, magnesium, phosphorus, chlorine, amino acids, vitamins, hormones, antibiotics, fatty acids, sugars, or other chemical components or biological components such as serum may be contained depending on the purpose.

培地成分は代表的には任意の順序で添加され得、そして最終的な組合せは、標準的な方法、例えば、濾過滅菌により滅菌され得る。   The media components can typically be added in any order, and the final combination can be sterilized by standard methods, such as filter sterilization.

本発明の培地を利用して、広範な細胞(脊椎動物および無脊椎動物の両方)の幹細胞を所望の方向に分化させ得る。本発明の培地を用いて、多くの異なる細胞培養系における細胞培養特性を改善し得る。   Utilizing the media of the present invention, a wide range of cell stem cells (both vertebrates and invertebrates) can be differentiated in the desired direction. The culture medium of the present invention can be used to improve cell culture properties in many different cell culture systems.

動物の場合は、通常動物細胞の培養で用いられるイスコフ培地、RPMI培地、ダルベッコMEM培地、MEM培地、F12培地等の血清を含まない培地を用いることができる。また、公知文献等により、細胞の増殖や維持に有効であることが知られている血清以外の因子、たとえば脂質および脂肪酸源、コレステロール、ピルビン酸塩、グルココルチコイド、DNAおよびRNA合成ヌクレオシド等を添加してもよい。   In the case of animals, serum-free media such as Iskov media, RPMI media, Dulbecco MEM media, MEM media, and F12 media that are usually used for culturing animal cells can be used. In addition, factors other than serum known to be effective for cell growth and maintenance, such as lipid and fatty acid sources, cholesterol, pyruvate, glucocorticoid, DNA and RNA synthetic nucleosides, etc. are added according to known literature. May be.

本明細書において「培養容器」とは、所望の細胞、例えば、未分化細胞を増殖させるときに用いる容器のことであり、必要に応じてストローマ細胞などのフィーダー細胞が維持・生存でき、未分化細胞が維持・生存・分化・成熟・自己複製するのに何ら阻害するものでなければ如何なる素材、形状のものを用いてもよい。具体的には培養容器の素材としてはガラス、合成樹脂、天然樹脂、金属、プラスチックなどが挙げられ、形状としては具体的には三角柱、立方体、直方体などの多角柱、三角錐、四角錐などの多角錘、ひょうたんのような任意の形状、球形、半球形、円柱(底面が円形、楕円形または半円形等を含む)などを挙げることができ、また例えば半球形から球形のように培養中に必要に応じて形状を変化させてもよい。培養は開放条件下であってもよいし、閉鎖(密閉)条件下であってもよい。   As used herein, the term “culture vessel” refers to a vessel used when proliferating desired cells, for example, undifferentiated cells. Feeder cells such as stromal cells can be maintained and survived as needed, and undifferentiated. Any material or shape may be used as long as it does not inhibit the maintenance, survival, differentiation, maturation, or self-replication of cells. Specifically, the material of the culture vessel includes glass, synthetic resin, natural resin, metal, plastic, and the shape is specifically a polygonal prism such as a triangular prism, a cube, a rectangular parallelepiped, a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, etc. Polygonal pyramids, arbitrary shapes such as gourds, spheres, hemispheres, cylinders (including a round bottom, ellipse or semicircle) etc. can be mentioned, and for example during culturing from hemisphere to sphere The shape may be changed as necessary. Cultivation may be under open conditions or under closed (sealed) conditions.

本発明における細胞培養法は、マトリクスコーティングが異なる培養皿、またはマトリクスコーティングの有無が異なる培養皿を用いた二次元培養法、マトリジェル等のソフトゲルやコラーゲンスポンジ等を用いた三次元培養法、またはそれらを併用する方法が挙げられるが、好ましくは、マトリクスコーティングが異なる培養皿、またはマトリクスコーティングの有無が異なる培養皿を用いた二次元培養法であり、例えば、ゼラチンコーティング培養皿、I型コラーゲンコーティング培養皿またはラミニンコーティング培養皿のうち2つを用いる二次元培養法である。また、多分化能を有する細胞として、ヒト由来の細胞を用いる場合は、I型コラーゲンコーティング培養皿を用いるのが好ましい。   The cell culture method in the present invention is a culture dish having a different matrix coating, a two-dimensional culture method using a culture dish having a different presence or absence of matrix coating, a three-dimensional culture method using a soft gel such as Matrigel, a collagen sponge, Alternatively, a method using them in combination may be mentioned, but preferably a two-dimensional culture method using a culture dish having a different matrix coating or a culture dish having a different presence or absence of a matrix coating, such as a gelatin-coated culture dish or type I collagen. It is a two-dimensional culture method using two of a coated culture dish or a laminin coated culture dish. In addition, when a human-derived cell is used as the multipotent cell, it is preferable to use a type I collagen-coated culture dish.

本発明の方法の培養条件は、実施例などの特定の条件に限定されるものではなく、一般的に許容される条件を取りうる。例えば、分化誘導開始時の細胞数としては、5.0x10〜5.0x10細胞/培養皿の範囲を例示できる。また、分化誘導期間としては、例えば、2〜10日間(好ましくは5日間)、あるいは1〜4日間(好ましくは2日間)、前培養工程では2〜5日間(好ましくは3日間)である。また、ヒト間葉系細胞の場合、分化誘導期間としては、12〜21日間(好ましくは14日間)である。 The culture conditions of the method of the present invention are not limited to specific conditions such as Examples, and generally acceptable conditions can be taken. For example, as the number of cells at the start of differentiation induction, a range of 5.0 × 10 3 to 5.0 × 10 6 cells / culture dish can be exemplified. The differentiation induction period is, for example, 2 to 10 days (preferably 5 days), or 1 to 4 days (preferably 2 days), and 2 to 5 days (preferably 3 days) in the preculture step. In the case of human mesenchymal cells, the differentiation induction period is 12 to 21 days (preferably 14 days).

培養するにあたり、温度、浸透圧、光などの物理的環境条件、酸素、炭酸ガス、pH、酸化還元電位などの化学的環境条件としては死滅処理前の未分化細胞および分化後の細胞が維持・生存でき、未分化細胞が維持・生存・分化・成熟・自己複製するのに何ら阻害するものでなければ如何なる環境条件であってもよい。好ましい条件を以下に示す。   In culturing, physical environmental conditions such as temperature, osmotic pressure, and light, and chemical environmental conditions such as oxygen, carbon dioxide, pH, and oxidation-reduction potential are maintained and maintained by undifferentiated cells before and after differentiation. Any environmental condition may be used as long as it does not inhibit the maintenance, survival, differentiation, maturation, and self-replication of undifferentiated cells. Preferred conditions are shown below.

温度については具体的には、30℃〜40℃であり、好ましくは37℃である。浸透圧については具体的には生理条件における浸透圧であり、好ましくは生理食塩水と等しい浸透圧である。   Specifically, the temperature is 30 ° C. to 40 ° C., preferably 37 ° C. The osmotic pressure is specifically an osmotic pressure under physiological conditions, and preferably an osmotic pressure equal to that of physiological saline.

光は暗室ほどの暗い条件であってもよいし、晴天時の外の明るさほどに明るくてもよい。
酸素濃度としては具体的には培養系が気相中の酸素濃度が10%の気相と接触している状態での溶存酸素濃度〜気相中の酸素濃度が30%の気相と接触している状態での酸素濃度であってもよく、好ましくは気相中の酸素濃度が20%の気相と接触している状態での溶存酸素濃度の気相と接触している状態での酸素濃度である。
The light may be as dark as a dark room, or as bright as the brightness outside in sunny weather.
Specifically, as for the oxygen concentration, the culture system is in contact with the gas phase having the oxygen concentration in the gas phase in contact with the gas phase having the oxygen concentration in the gas phase of 10% to 30% in the gas phase. The oxygen concentration may be the oxygen concentration in a state of being in contact with the gas phase, preferably in the state of being in contact with the gas phase having a concentration of oxygen in the gas phase of 20%. Concentration.

培養系において一般的にpHをコントロ−ルするためのpHとして具体的にはpH6.0〜pH8.0であり、好ましくは生理条件と同等のpHである。pHをコントロ−ルする為には二酸化炭素を用いてもよいし、他のいかなる緩衝液を用いてもよい。炭酸ガスの濃度としては具体的には培養系が5%の気相と接触している状態での溶存炭酸ガス濃度である。   In general, the pH for controlling the pH in the culture system is specifically pH 6.0 to pH 8.0, preferably the pH equivalent to physiological conditions. Carbon dioxide may be used to control the pH, or any other buffer may be used. Specifically, the concentration of carbon dioxide is the concentration of dissolved carbon dioxide in a state where the culture system is in contact with the 5% gas phase.

本明細書において「コロニー」とは、固型培地で1個の細胞から出発してできた可視的な集塊をいう。   As used herein, the term “colony” refers to a visible clump formed from a single cell in a solid medium.

本明細書において「キット」とは、通常2つ以上の区画に分けて、提供されるべき部分(例えば、試薬、粒子など)が提供されるユニットをいう。混合されて提供されるべきでなく、使用直前に混合して使用することが好ましいような組成物の提供を目的とするときに、このキットの形態は好ましい。そのようなキットは、好ましくは、提供される部分(例えば、試薬、粒子など)をどのように処理すべきかを記載する説明書を備えていることが有利である。このような説明書は、どのような媒体であってもよく、例えば、そのような媒体としては、紙媒体、伝送媒体、記録媒体などが挙げられるがそれらに限定されない。伝送媒体としては、例えば、インターネット、イントラネット、エクストラネット、LANなどが挙げられるがそれらに限定されない。記録媒体としては、CD−ROM、CD−R、フレキシブルディスク、DVD−ROM、MD、ミニディスク、MO、メモリースティックなどが挙げられるがそれらに限定されない。   As used herein, the term “kit” refers to a unit in which parts to be provided (eg, reagents, particles, etc.) are usually divided into two or more compartments. This kit form is preferred when it is intended to provide a composition that should not be provided in a mixed form but is preferably used in a mixed state immediately prior to use. Such kits preferably include instructions that describe how to treat the provided parts (eg, reagents, particles, etc.). Such a manual may be any medium. Examples of such a medium include, but are not limited to, a paper medium, a transmission medium, and a recording medium. Examples of the transmission medium include, but are not limited to, the Internet, an intranet, an extranet, and a LAN. Examples of the recording medium include, but are not limited to, CD-ROM, CD-R, flexible disk, DVD-ROM, MD, mini disk, MO, and memory stick.

(スクリーニング)
本明細書において「スクリーニング」とは、目的とするある特定の性質をもつ生物または物質などの標的を、特定の操作/評価方法で多数を含む集団の中から選抜することをいう。スクリーニングのために、本発明の因子(例えば、抗体)、ポリペプチドまたは核酸分子を使用することができる。スクリーニングは、インビトロ、インビボなど実在物質を用いた系を使用してもよく、インシリコ(コンピュータを用いた系)の系を用いて生成されたライブラリーを用いてもよい。本発明では、所望の活性を有するスクリーニングによって得られた化合物もまた、本発明の範囲内に包含されることが理解される。また本発明では、本発明の開示をもとに、コンピュータモデリングによる薬物が提供されることも企図される。
(screening)
As used herein, “screening” refers to selecting a target such as a target organism or substance having a specific property from a large number of populations by a specific operation / evaluation method. For screening, agents (eg, antibodies), polypeptides or nucleic acid molecules of the invention can be used. For the screening, a system using an actual substance such as in vitro or in vivo may be used, or a library generated using an in silico (computer system) system may be used. In the present invention, it is understood that compounds obtained by screening having a desired activity are also encompassed within the scope of the present invention. The present invention also contemplates providing a computer modeling drug based on the disclosure of the present invention.

1実施形態において、本発明は、本発明のタンパク質(アクチビン)、あるいはその生物学的に活性な部分に結合するか、またはこれらの活性を調節する、候補化合物もしくは試験化合物をスクリーニングするためのアッセイを提供する。本発明の試験化合物は、当該分野において公知のコンビナトリアルライブラリー法における多数のアプローチの任意のものを使用して得られ得、これには、以下が挙げられる:生物学的ライブラリー;空間的にアクセス可能な平行固相もしくは溶液相ライブラリー;逆重畳を要する合成ライブラリー法;「1ビーズ1化合物」ライブラリー法;およびアフィニティークロマトグラフィー選択を使用する合成ライブラリー法。生物学的ライブラリーアプローチはペプチドライブラリーに限定されるが、他の4つのアプローチは、ペプチド、非ペプチドオリゴマーもしくは化合物の低分子ライブラリーに適用可能である(Lam(1997)Anticancer Drug Des.12:145)。   In one embodiment, the present invention provides an assay for screening candidate or test compounds that bind to or modulate the protein of the present invention (activin), or a biologically active portion thereof. I will provide a. Test compounds of the invention can be obtained using any of a number of approaches in combinatorial library methods known in the art, including: biological libraries; spatially Accessible parallel solid phase or solution phase library; synthetic library method requiring deconvolution; “one bead one compound” library method; and synthetic library method using affinity chromatography selection. The biological library approach is limited to peptide libraries, but the other four approaches are applicable to small molecule libraries of peptides, non-peptide oligomers or compounds (Lam (1997) Anticancer Drug Des. 12). 145).

分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該分野において、例えば以下に見出され得る:DeWittら(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6909;Erbら(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:11422;Zuckermannら(1994)J.Med.Chem 37:2678;Choら(1993)Science 261:1303;Carrellら(1994)Angew Chem.Int.Ed.Engl.33:2059;Carellら(1994)Angew Chem.Int.Ed.Engl.33:2061;およびGallopら(1994)J.Med.Chem 37:1233。   Examples of methods for the synthesis of molecular libraries can be found in the art, for example: DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6909; Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 11422; Zuckermann et al. (1994) J. MoI. Med. Chem 37: 2678; Cho et al. (1993) Science 2611: 1303; Carrell et al. (1994) Angew Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2059; Carell et al. (1994) Angew Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2061; and Gallop et al. (1994) J. MoI. Med. Chem 37: 1233.

化合物のライブラリーは、溶液中で(例えば、Houghten(1992)BioTechniques 13:412〜421)、あるいはビーズ上(Lam(1991)Nature 354:82〜84)、チップ上(Fodor(1993)Nature 364:555〜556)、細菌(Ladner 米国特許第5,223,409号)、胞子(Ladner、上記)、プラスミド(Cullら(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:1865〜1869)またはファージ上(ScottおよびSmith(1990)Science 249:386〜390;Devlin(1990)Science 249:404〜406;Cwirlaら(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.87:6378〜6382;Felici(1991)J Mol Biol 222:301〜310;Ladner上記)において示され得る。   The library of compounds can be in solution (eg, Houghten (1992) BioTechniques 13: 412-421), or on beads (Lam (1991) Nature 354: 82-84), on chip (Fodor (1993) Nature 364: 555-556), bacteria (Ladner US Pat. No. 5,223,409), spores (Ladner, supra), plasmids (Cull et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 1865-1869) or phage (Scott and Smith (1990) Science 249: 386-390; Devlin (1990) Science 249: 404-406; Cwilla et al. (1990) Proc. Natl. Acad. ci.U.S.A.87: 6378~6382; Felici (1991) J Mol Biol 222: 301~310; Ladner above) can be shown in.

(疾患)
1つの局面において、本発明は、幹細胞の増幅を適用し得る任意の疾患、障害または異常状態、例えば、造血関連疾患、障害または異常状態を処置するための方法を提供する。
(disease)
In one aspect, the present invention provides a method for treating any disease, disorder or condition where stem cell amplification may be applied, eg, a hematopoietic related disease, disorder or condition.

造血関連の疾患としては、循環器系の疾患が挙げられ、例えば、循環器系(血液細胞など)であり得る。そのような疾患または障害としては、例えば、貧血(例えば、再生不良性貧血(特に重症再生不良性貧血)、腎性貧血、癌性貧血、二次性貧血、不応性貧血など)、癌または腫瘍(例えば、白血病)およびその化学療法処置後の造血不全、血小板減少症、急性骨髄性白血病(特に、第1寛解期(High−risk群)、第2寛解期以降の寛解期)、急性リンパ性白血病(特に、第1寛解期、第2寛解期以降の寛解期)、慢性骨髄性白血病(特に、慢性期、移行期)、悪性リンパ腫(特に、第1寛解期(High−risk群)、第2寛解期以降の寛解期)、多発性骨髄腫(特に、発症後早期)、先天性免疫不全症候群などが挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of hematopoiesis-related diseases include circulatory diseases, and can be, for example, circulatory systems (blood cells and the like). Such diseases or disorders include, for example, anemia (eg, aplastic anemia (especially severe aplastic anemia), renal anemia, cancerous anemia, secondary anemia, refractory anemia, etc.), cancer or tumor (Eg, leukemia) and hematopoietic failure after chemotherapeutic treatment, thrombocytopenia, acute myeloid leukemia (especially the first remission phase (High-risk group), the remission phase after the second remission phase), acute lymphatic Leukemia (especially the first remission phase, remission phase after the second remission phase), chronic myeloid leukemia (especially the chronic phase, transition phase), malignant lymphoma (especially the first remission phase (High-risk group), 2) Remission period after remission), multiple myeloma (especially early after onset), congenital immune deficiency syndrome, and the like.

本明細書において「予防(する)」は、生物が病気にかかる(contract)かまたは異常な状態を発生する可能性を減少させることをいう。   As used herein, “preventing” refers to reducing the likelihood that an organism will contract or develop an abnormal condition.

本明細書において「処置(する)」は、治療効果を有すること、および生物における異常な状態を少なくとも部分的に軽減するかまたは抑止することをいう。   As used herein, “treating” refers to having a therapeutic effect and at least partially alleviating or suppressing an abnormal condition in an organism.

本明細書において「治療効果」は、異常な状態を引き起こすかまたはこれに寄与する阻害因子または活性化因子をいう。治療効果は、異常な状態の症状の1つ以上をある程度緩和する。異常な状態の処置に関して、治療効果とは、以下の1つ以上をいい得る:(a)細胞の増殖(proliferation)、増殖(growth)、および/または分化における増加;(b)細胞死の阻害(すなわち、遅らせることまたは停止させること);(c)変性の阻害;(d)異常な状態に関連する症状の1つ以上をある程度緩和する;および(e)罹患した細胞集団の機能を強化すること。異常な状態に対する効力を示す化合物は、本明細書中に記載されるように同定され得る。   As used herein, “therapeutic effect” refers to an inhibitor or activator that causes or contributes to an abnormal condition. The therapeutic effect alleviates one or more of the symptoms of the abnormal condition to some extent. With respect to the treatment of abnormal conditions, a therapeutic effect may refer to one or more of: (a) an increase in cell proliferation, growth, and / or differentiation; (b) inhibition of cell death. (I.e. delay or stop); (c) inhibition of degeneration; (d) some relief of one or more symptoms associated with an abnormal condition; and (e) enhance the function of the affected cell population. thing. Compounds that exhibit efficacy against abnormal conditions can be identified as described herein.

本明細書において「異常な状態」は、生物におけるその正常な機能から逸脱する、生物の細胞または組織における機能をいう。異常な状態は、細胞増殖、細胞分化、細胞シグナル伝達、または細胞生存に関連し得る。異常な状態としてはまた、造血障害、肥満、網膜変性のような糖尿病合併症、ならびにグルコースの取り込みおよび代謝における不規則性、ならびに脂肪酸の取り込みおよび代謝における不規則性が挙げられ得る。   As used herein, an “abnormal condition” refers to a function in a cell or tissue of an organism that deviates from its normal function in the organism. The abnormal condition can be associated with cell proliferation, cell differentiation, cell signaling, or cell survival. Abnormal conditions may also include hematopoietic disorders, obesity, diabetic complications such as retinal degeneration, and irregularities in glucose uptake and metabolism, and irregularities in fatty acid uptake and metabolism.

異常な細胞増殖状態としては、例えば、がん、新生物、腫瘍および炎症などが挙げられる。   Examples of abnormal cell growth include cancer, neoplasm, tumor and inflammation.

異常な分化状態としては、例えば、奇形、がんなどが挙げられる。   Examples of abnormal differentiation include malformation and cancer.

異常な細胞シグナル伝達状態としては、例えば、異常な細胞分化が挙げられる。   An example of an abnormal cell signaling state is abnormal cell differentiation.

異常な細胞生存状態はまた、アポトーシス(プログラム細胞死)経路が活性化されるかまたは抑止される状態に関連する。多数のタンパク質キナーゼが、アポトーシス経路に関連している。タンパク質キナーゼのいずれか1つの機能における異常は、細胞不死または未熟な細胞死を生じ得る。   Abnormal cell viability is also associated with conditions in which the apoptotic (programmed cell death) pathway is activated or arrested. A number of protein kinases are associated with the apoptotic pathway. Abnormalities in the function of any one of the protein kinases can result in cell immortality or premature cell death.

別の局面において、本発明は、造血関連疾患、障害または異常状態のある(罹患しているおそれのある)被験体または上記障害を有する被験体を処置する、予防的方法および治療的方法の両方を提供する。   In another aspect, the present invention provides both prophylactic and therapeutic methods for treating a subject having (or suspected of having) a hematopoietic related disease, disorder or condition, or a subject having the disorder. I will provide a.

(遺伝子治療)
特定の実施形態において、本発明の正常な遺伝子の核酸配列、抗体またはその機能的誘導体をコードする配列を含む核酸は、本発明のポリペプチドの異常な発現および/または活性に関連した疾患または障害を処置、阻害または予防するために、遺伝子治療の目的で投与される。遺伝子治療とは、発現されたか、または発現可能な核酸の、被験体への投与により行われる治療をいう。本発明のこの実施形態において、核酸は、それらのコードされたタンパク質を産生し、そのタンパク質は治療効果を媒介する。
(Gene therapy)
In certain embodiments, a nucleic acid comprising a normal gene nucleic acid sequence of the invention, a sequence encoding an antibody or functional derivative thereof, is a disease or disorder associated with abnormal expression and / or activity of a polypeptide of the invention. Is administered for the purpose of gene therapy. Gene therapy refers to a therapy performed by administering to a subject a nucleic acid that is expressed or expressible. In this embodiment of the invention, the nucleic acids produce their encoded protein, which mediates a therapeutic effect.

当該分野で利用可能な遺伝子治療のための任意の方法が、本発明に従って使用され得る。例示的な方法は、以下のとおりである。   Any method for gene therapy available in the art can be used in accordance with the present invention. An exemplary method is as follows.

遺伝子治療の方法の一般的な概説については、Goldspielら,Clinical Pharmacy 12:488−505(1993);WuおよびWu,Biotherapy 3:87−95(1991);Tolstoshev,Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.32:573−596(1993);Mulligan,Science 260:926−932(1993);ならびにMorganおよびAnderson,Ann.Rev.Biochem.62:191−217(1993);May,TIBTECH 11(5):155−215(1993)を参照のこと。遺伝子治療において使用される一般的に公知の組換えDNA技術は、Ausubelら(編),Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,NY(1993);およびKriegler,Gene Transfer and Expression,A Laboratory Manual,Stockton Press,NY(1990)に記載される。   For a general review of methods of gene therapy, see Goldspiel et al., Clinical Pharmacy 12: 488-505 (1993); Wu and Wu, Biotherapy 3: 87-95 (1991); Tolstoshev, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 32: 573-596 (1993); Mulligan, Science 260: 926-932 (1993); and Morgan and Anderson, Ann. Rev. Biochem. 62: 191-217 (1993); May, TIBTECH 11 (5): 155-215 (1993). Commonly known recombinant DNA techniques used in gene therapy are described in Ausubel et al. (Eds.), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, NY (1993); and Kriegler, Gene TransferMand Transfer and ExplorMorL. , Stockton Press, NY (1990).

したがって、本発明では、アクチビンまたはその改変体もしくはフラグメントなどをコードする核酸分子を用いた遺伝子治療が有用であり得る。   Therefore, in the present invention, gene therapy using a nucleic acid molecule encoding activin or a variant or fragment thereof may be useful.

本明細書中で使用され、かつ、当該分野で理解されるように、用語「合成(synthesis)」または「合成する(synthesize)」とは、酵素的方法とは対照的に、純粋に化学的に生成された化学物質(例えば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなど)をいう。従って、「全体が」(globally)合成された化学物質(例えば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなど)は、その全体が化学的手段によって生成され、そして「部分的に」合成された化学物質(例えば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなど)は、その得られた化学物質(例えば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなど)の一部分のみが化学的手段によって生成された化学物質(例えば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなど)を包含する。   As used herein and as understood in the art, the terms “synthesis” or “synthesize” are purely chemical as opposed to enzymatic methods. Refers to chemical substances (eg, polynucleotides, polypeptides, etc.) produced in Thus, “globally” synthesized chemicals (eg, polynucleotides, polypeptides, etc.) are generated entirely by chemical means, and “partially” synthesized chemicals (eg, Polynucleotide, polypeptide, etc. includes chemicals (eg, polynucleotides, polypeptides, etc.) in which only a portion of the resulting chemicals (eg, polynucleotides, polypeptides, etc.) are produced by chemical means. To do.

本明細書において使用される用語「領域」によって、生体分子の一次構造の物理的に連続した部分を意味する。タンパク質の場合、領域は、そのタンパク質のアミノ酸配列の連続した部分によって定義される。用語「ドメイン」は、本明細書中で、生体分子の既知の機能または推測されている機能に寄与する、その生体分子の構造部分をいうものとして定義される。ドメインは、領域またはその部分と同じ広がりを有し得;ドメインはまた、その領域の全てまたは一部に加えて、特定の領域と区別される生体分子の一部を組み込み得る。本発明のアクチビンのドメインの例としては、シグナルペプチド、細胞外(すなわち、N末端)ドメイン、ロイシンリッチ反復ドメインが挙げられるが、これらに限定されない。   By the term “region” as used herein is meant a physically contiguous portion of the primary structure of a biomolecule. In the case of a protein, a region is defined by a contiguous portion of the amino acid sequence of the protein. The term “domain” is defined herein to refer to the structural portion of a biomolecule that contributes to the known or suspected function of the biomolecule. A domain can have the same extent as a region or portion thereof; a domain can also incorporate a portion of a biomolecule that is distinct from a particular region in addition to all or a portion of the region. Examples of activin domains of the present invention include, but are not limited to, signal peptides, extracellular (ie, N-terminal) domains, leucine-rich repeat domains.

(再生/治療/予防のための投与および組成物)
本発明は、被験体への有効量の本発明の化合物または薬学的組成物の投与による、神経疾患、障害または異常状態、あるいは造血関連疾患、障害または異常状態の処置、阻害および予防の方法を提供する。好ましい局面において、化合物は実質的に精製されたものであり得る(例えば、その効果を制限するかまたは望ましくない副作用を生じる物質が実質的に存在しない状態が挙げられる)。
(Administration and composition for regeneration / treatment / prevention)
The present invention provides a method for the treatment, inhibition and prevention of neurological diseases, disorders or abnormal conditions, or hematopoietic related diseases, disorders or abnormal conditions by administration of an effective amount of a compound or pharmaceutical composition of the present invention to a subject. provide. In a preferred aspect, the compound can be substantially purified (eg, in a state substantially free of substances that limit its effect or cause undesirable side effects).

本明細書において「診断、予防、処置または予後上有効な量」とは、それぞれ、診断、予防、処置(または治療)または予後において、医療上有効であると認められる程度の量をいう。このような量は、当該分野において周知の技法を用いて当業者が種々のパラメータを参酌しながら決定することができる。   In the present specification, the “effective amount for diagnosis, prevention, treatment or prognosis” refers to an amount which is recognized as being medically effective in diagnosis, prevention, treatment (or treatment) or prognosis, respectively. Such amounts can be determined by one skilled in the art using techniques well known in the art, taking into account various parameters.

本発明が対象とする動物は、神経系または類似の系を有するものであれば、どの生物(例えば、動物(たとえば、脊椎動物、無脊椎動物))でもよい。好ましくは、脊椎動物(たとえば、メクラウナギ類、ヤツメウナギ類、軟骨魚類、硬骨魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳動物など)であり、より好ましくは、哺乳動物(例えば、単孔類、有袋類、貧歯類、皮翼類、翼手類、食肉類、食虫類、長鼻類、奇蹄類、偶蹄類、管歯類、有鱗類、海牛類、クジラ目、霊長類、齧歯類、ウサギ目など)であり得る。例示的な被験体としては、例えば、ウシ、ブタ、ウマ、ニワトリ、ネコ、イヌなどの動物が挙げられるがそれらに限定されない。さらに好ましくは、霊長類(たとえば、チンパンジー、ニホンザル、ヒト)由来の細胞が用いられる。最も好ましくはヒト由来の細胞が用いられる。   The animal targeted by the present invention may be any organism (eg, animal (eg, vertebrate, invertebrate)) as long as it has a nervous system or a similar system. Preferably, it is a vertebrate (for example, larvae, lampreys, cartilaginous fish, teleosts, amphibians, reptiles, birds, mammals, etc.), more preferably mammals (for example, single holes, marsupials, Rodents, crustaceans, wings, carnivores, carnivores, long noses, odd hoofs, even hoofs, rodents, scales, sea cattle, cetaceans, primates, rodents , Rabbit eyes, etc.). Exemplary subjects include, but are not limited to, animals such as cows, pigs, horses, chickens, cats, dogs and the like. More preferably, cells derived from primates (eg, chimpanzee, Japanese monkey, human) are used. Most preferably, human-derived cells are used.

本発明の核酸分子またはポリペプチドが医薬として使用される場合、そのような組成物は、薬学的に受容可能なキャリアなどをさらに含み得る。本発明の医薬に含まれる薬学的に受容可能なキャリアとしては、当該分野において公知の任意の物質が挙げられる。   When the nucleic acid molecule or polypeptide of the present invention is used as a medicament, such a composition may further comprise a pharmaceutically acceptable carrier and the like. Examples of the pharmaceutically acceptable carrier contained in the medicament of the present invention include any substance known in the art.

そのような適切な処方材料または薬学的に受容可能なキャリアとしては、抗酸化剤、保存剤、着色料、風味料、および希釈剤、乳化剤、懸濁化剤、溶媒、フィラー、増量剤、緩衝剤、送達ビヒクル、希釈剤、賦形剤および/または薬学的アジュバントが挙げられるがそれらに限定されない。代表的には、本発明の医薬は、アクチビンまたはその改変体もしくはフラグメントなどのポリペプチドまたはポリヌクレオチド、またはその改変体もしくは誘導体を、1つ以上の生理的に受容可能なキャリア、賦形剤または希釈剤とともに含む組成物の形態で投与される。例えば、適切なビヒクルは、注射用水、生理的溶液、または人工脳脊髄液であり得、これらには、非経口送達のための組成物に一般的な他の物質を補充することが可能である。   Such suitable formulation materials or pharmaceutically acceptable carriers include antioxidants, preservatives, colorants, flavors, and diluents, emulsifiers, suspending agents, solvents, fillers, bulking agents, buffers. Examples include, but are not limited to, agents, delivery vehicles, diluents, excipients and / or pharmaceutical adjuvants. Typically, a medicament of the invention comprises a polypeptide or polynucleotide, such as activin or a variant or fragment thereof, or a variant or derivative thereof, one or more physiologically acceptable carriers, excipients or It is administered in the form of a composition containing with a diluent. For example, a suitable vehicle can be water for injection, physiological solution, or artificial cerebrospinal fluid, which can be supplemented with other materials common to compositions for parenteral delivery. .

本明細書で使用される受容可能なキャリア、賦形剤または安定化剤は、レシピエントに対して非毒性であり、そして好ましくは、使用される投薬量および濃度において不活性であり、例えば、リン酸塩、クエン酸塩、または他の有機酸;アスコルビン酸、α−トコフェロール;低分子量ポリペプチド;タンパク質(例えば、血清アルブミン、ゼラチンまたは免疫グロブリン);親水性ポリマー(例えば、ポリビニルピロリドン);アミノ酸(例えば、グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニンまたはリジン);モノサッカリド、ジサッカリドおよび他の炭水化物(グルコース、マンノース、またはデキストリンを含む);キレート剤(例えば、EDTA);糖アルコール(例えば、マンニトールまたはソルビトール);塩形成対イオン(例えば、ナトリウム);ならびに/あるいは非イオン性表面活性化剤(例えば、Tween、プルロニック(pluronic)またはポリエチレングリコール(PEG))などが挙げられるがそれらに限定されない。   Acceptable carriers, excipients or stabilizers used herein are non-toxic to the recipient and are preferably inert at the dosages and concentrations used, for example Phosphate, citrate, or other organic acids; ascorbic acid, α-tocopherol; low molecular weight polypeptide; protein (eg, serum albumin, gelatin or immunoglobulin); hydrophilic polymer (eg, polyvinylpyrrolidone); amino acid (Eg, glycine, glutamine, asparagine, arginine or lysine); monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates (including glucose, mannose, or dextrin); chelating agents (eg, EDTA); sugar alcohols (eg, mannitol or sorbitol) Salt formation vs. Io (E.g., sodium); and / or non-ionic surface-active agents (e.g., Tween, Pluronic (pluronic) or polyethylene glycol (PEG)) but the like are not limited thereto.

例示の適切なキャリアとしては、中性緩衝化生理食塩水、または血清アルブミンと混合された生理食塩水が挙げられる。好ましくは、その生成物は、適切な賦形剤(例えば、スクロース)を用いて凍結乾燥剤として処方される。他の標準的なキャリア、希釈剤および賦形剤は所望に応じて含まれ得る。他の例示的な組成物は、pH7.0−8.5のTris緩衝剤またはpH4.0−5.5の酢酸緩衝剤を含み、これらは、さらに、ソルビトールまたはその適切な代替物を含み得る。   Exemplary suitable carriers include neutral buffered saline or saline mixed with serum albumin. Preferably, the product is formulated as a lyophilizer using a suitable excipient (eg, sucrose). Other standard carriers, diluents and excipients may be included as desired. Other exemplary compositions include pH 7.0-8.5 Tris buffer or pH 4.0-5.5 acetate buffer, which may further include sorbitol or a suitable substitute thereof. .

以下に本発明の医薬組成物の一般的な調製法を示す。なお、動物薬組成物、医薬部外品、水産薬組成物、食品組成物および化粧品組成物等についても公知の調製法により製造することができる。   The general preparation method of the pharmaceutical composition of this invention is shown below. In addition, veterinary drug compositions, quasi drugs, marine drug compositions, food compositions, cosmetic compositions and the like can also be produced by known preparation methods.

本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチドなどは、薬学的に受容可能なキャリアと配合し、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤、粉剤、座剤等の固形製剤、またはシロップ剤、注射剤、懸濁剤、溶液剤、スプレー剤等の液状製剤として経口または非経口的に投与することができる。薬学的に受容可能なキャリアとしては、上述のように、固形製剤における賦形剤、滑沢剤、結合剤、崩壊剤、崩壊阻害剤、吸収促進剤、吸着剤、保湿剤、溶解補助剤、安定化剤、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、無痛化剤等が挙げられる。また、必要に応じ、防腐剤、抗酸化剤、着色剤、甘味剤等の製剤添加物を用いることができる。また、本発明の組成物には本発明のポリヌクレオチド、ポリペプチドなど以外の物質を配合することも可能である。非経口の投与経路としては、静脈内注射、筋肉内注射、経鼻、直腸、膣および経皮等が挙げられるがそれらに限定されない。   The polypeptide, polynucleotide and the like of the present invention are mixed with a pharmaceutically acceptable carrier, and are solid preparations such as tablets, capsules, granules, powders, powders, suppositories, or syrups, injections, suspensions. It can be administered orally or parenterally as a liquid preparation such as an agent, solution or spray. As described above, the pharmaceutically acceptable carrier includes an excipient, a lubricant, a binder, a disintegrant, a disintegration inhibitor, an absorption enhancer, an adsorbent, a humectant, a solubilizing agent in a solid preparation, Stabilizers, solvents in liquid preparations, solubilizers, suspending agents, tonicity agents, buffers, soothing agents and the like can be mentioned. In addition, formulation additives such as preservatives, antioxidants, colorants, sweeteners and the like can be used as necessary. Moreover, it is also possible to mix | blend substances other than the polynucleotide of this invention, polypeptide, etc. with the composition of this invention. Parenteral routes of administration include, but are not limited to, intravenous injection, intramuscular injection, nasal, rectal, vaginal and transdermal.

固形製剤における賦形剤としては、例えば、グルコース、ラクトース、スクロース、D−マンニトール、結晶セルロース、デンプン、炭酸カルシウム、軽質無水ケイ酸、塩化ナトリウム、カオリンおよび尿素等が挙げられる。   Examples of the excipient in the solid preparation include glucose, lactose, sucrose, D-mannitol, crystalline cellulose, starch, calcium carbonate, light anhydrous silicic acid, sodium chloride, kaolin and urea.

固形製剤における滑沢剤としては、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ホウ酸末、コロイド状ケイ酸、タルクおよびポリエチレングリコール等が挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of the lubricant in the solid preparation include, but are not limited to, magnesium stearate, calcium stearate, boric acid powder, colloidal silicic acid, talc, and polyethylene glycol.

固形製剤における結合剤としては、例えば、水、エタノール、プロパノール、白糖、D−マンニトール、結晶セルロース、デキストリン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン溶液、ゼラチン溶液、ポリビニルピロリドン、リン酸カルシウム、リン酸カリウム、およびシェラック等が挙げられる。   Examples of the binder in the solid preparation include water, ethanol, propanol, sucrose, D-mannitol, crystalline cellulose, dextrin, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, carboxymethylcellulose, starch solution, gelatin solution, polyvinylpyrrolidone, calcium phosphate , Potassium phosphate, shellac and the like.

固形製剤における崩壊剤としては、例えば、デンプン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースカルシウム、カンテン末、ラミナラン末、クロスカルメロースナトリウム、カルボキシメチルスターチナトリウム、アルギン酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウム、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ラウリル硫酸ナトリウム、デンプン、ステアリン酸モノグリセリド、ラクトースおよび繊維素グリコール酸カルシウム等が挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of disintegrants in solid preparations include starch, carboxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose calcium, agar powder, laminaran powder, croscarmellose sodium, sodium carboxymethyl starch, sodium alginate, sodium hydrogen carbonate, calcium carbonate, polyoxyethylene sorbitan fatty acid Examples include, but are not limited to, esters, sodium lauryl sulfate, starch, stearic acid monoglyceride, lactose, and calcium calcium glycolate.

固形製剤における崩壊阻害剤の好適な例としては、水素添加油、白糖、ステアリン、カカオ脂および硬化油等が挙げられるがそれらに限定されない。   Preferable examples of the disintegration inhibitor in the solid preparation include, but are not limited to, hydrogenated oil, sucrose, stearin, cocoa butter and hydrogenated oil.

固形製剤における吸収促進剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩基類およびラウリル硫酸ナトリウム等が挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of the absorption enhancer in the solid preparation include, but are not limited to, quaternary ammonium bases and sodium lauryl sulfate.

固形製剤における吸着剤としては、例えば、デンプン、ラクトース、カオリン、ベントナイトおよびコロイド状ケイ酸等が挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of the adsorbent in the solid preparation include, but are not limited to, starch, lactose, kaolin, bentonite and colloidal silicic acid.

固形製剤における保湿剤としては、例えば、グリセリン、デンプン等が挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of the humectant in the solid preparation include, but are not limited to, glycerin and starch.

固形製剤における溶解補助剤としては、例えば、アルギニン、グルタミン酸、アスパラギン酸等が挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of the solubilizer in the solid preparation include, but are not limited to, arginine, glutamic acid, aspartic acid and the like.

固形製剤における安定化剤としては、例えば、ヒト血清アルブミン、ラクトース等が挙げられるがそれらに限定されない。   Examples of the stabilizer in the solid preparation include, but are not limited to, human serum albumin and lactose.

固形製剤として錠剤、丸剤等を調製する際には、必要により胃溶性または腸溶性物質(白糖、ゼラチン、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート等)のフィルムで被覆していてもよい。錠剤には、必要に応じ通常の剤皮を施した錠剤、例えば、糖衣錠、ゼラチン被包錠、腸溶被錠、フィルムコーテイング錠あるいは二重錠、多層錠が含まれる。カプセル剤にはハードカプセルおよびソフトカプセルが含まれる。座剤の形態に成形する際には、上記に列挙した添加物以外に、例えば、高級アルコール、高級アルコールのエステル類、半合成グリセライド等を添加することができるがそれらに限定されない。   When preparing tablets, pills and the like as solid preparations, they may be coated with a film of a gastric or enteric substance (sucrose, gelatin, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose phthalate, etc.) as necessary. Tablets include tablets with ordinary coatings as necessary, such as sugar-coated tablets, gelatin-encapsulated tablets, enteric-coated tablets, film-coated tablets or double tablets, and multilayer tablets. Capsules include hard capsules and soft capsules. When forming into the form of a suppository, for example, higher alcohols, higher alcohol esters, semi-synthetic glycerides and the like can be added in addition to the additives listed above, but are not limited thereto.

液状製剤における溶剤の好適な例としては、注射用水、アルコール、プロピレングリコール、マクロゴール、ゴマ油およびトウモロコシ油等が挙げられる。   Preferable examples of the solvent in the liquid preparation include water for injection, alcohol, propylene glycol, macrogol, sesame oil and corn oil.

液状製剤における溶解補助剤の好適な例としては、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、D−マンニトール、安息香酸ベンジル、エタノール、トリスアミノメタン、コレステロール、トリエタノールアミン、炭酸ナトリウムおよびクエン酸ナトリウム等が挙げられるがそれらに限定されない。   Preferable examples of the solubilizer in the liquid preparation include polyethylene glycol, propylene glycol, D-mannitol, benzyl benzoate, ethanol, trisaminomethane, cholesterol, triethanolamine, sodium carbonate and sodium citrate. It is not limited to them.

液状製剤における懸濁化剤の好適な例としては、ステアリルトリエタノールアミン、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルアミノプロピオン酸、レシチン、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、モノステアリン酸グリセリン等の界面活性剤、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等の親水性高分子等が挙げられるがそれらに限定されない。   Suitable examples of the suspending agent in the liquid preparation include surfactants such as stearyltriethanolamine, sodium lauryl sulfate, laurylaminopropionic acid, lecithin, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, glyceryl monostearate, Examples include, but are not limited to, hydrophilic polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, sodium carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose.

液状製剤における等張化剤の好適な例としては、塩化ナトリウム、グリセリン、D−マンニトール等が挙げられるがそれらに限定されない。   Preferable examples of the isotonic agent in the liquid preparation include, but are not limited to, sodium chloride, glycerin, D-mannitol and the like.

液状製剤における緩衝剤の好適な例としては、リン酸塩、酢酸塩、炭酸塩およびクエン酸塩等の緩衝液等が挙げられるがそれらに限定されない。   Preferable examples of the buffer in the liquid preparation include, but are not limited to, buffers such as phosphate, acetate, carbonate and citrate.

液状製剤における無痛化剤の好適な例としては、ベンジルアルコール、塩化ベンザルコニウムおよび塩酸プロカイン等が挙げられるがそれらに限定されない。   Preferable examples of the soothing agent in the liquid preparation include, but are not limited to, benzyl alcohol, benzalkonium chloride, procaine hydrochloride and the like.

液状製剤における防腐剤の好適な例としては、パラオキシ安息香酸エステル類、クロロブタノール、ベンジルアルコール、2−フェニルエチルアルコール、デヒドロ酢酸、ソルビン酸等が挙げられるがそれらに限定されない。   Preferable examples of the preservative in the liquid preparation include, but are not limited to, paraoxybenzoic acid esters, chlorobutanol, benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, dehydroacetic acid, sorbic acid and the like.

液状製剤における抗酸化剤の好適な例としては、亜硫酸塩、アスコルビン酸、α−トコフェロールおよびシステイン等が挙げられるがそれらに限定されない。   Preferable examples of the antioxidant in the liquid preparation include, but are not limited to, sulfite, ascorbic acid, α-tocopherol and cysteine.

注射剤として調製する際には、液剤および懸濁剤は殺菌され、かつ血液と等張であることが好ましい。通常、これらは、バクテリア保留フィルター等を用いるろ過、殺菌剤の配合または照射によって無菌化する。さらにこれらの処理後、凍結乾燥等の方法により固形物とし、使用直前に無菌水または無菌の注射用希釈剤(塩酸リドカイン水溶液、生理食塩水、ブドウ糖水溶液、エタノールまたはこれらの混合溶液等)を添加してもよい。   When preparing as an injection, it is preferable that the solution and suspension are sterilized and isotonic with blood. Usually, these are sterilized by filtration using a bacteria retention filter or the like, blending with a bactericidal agent, or irradiation. Furthermore, after these treatments, solidify by freeze-drying or other methods, and add sterile water or sterile diluent for injection (lidocaine hydrochloride aqueous solution, physiological saline, aqueous glucose solution, ethanol, or a mixed solution thereof) just before use. May be.

さらに、必要ならば、医薬組成物は、着色料、保存剤、香料、矯味矯臭剤、甘味料等、ならびに他の薬剤を含んでいてもよい。   Furthermore, if necessary, the pharmaceutical composition may contain coloring agents, preservatives, flavors, flavoring agents, sweeteners, and the like, as well as other agents.

本発明の医薬は、経口的または非経口的に投与され得る。あるいは、本発明の医薬は、静脈内または皮下で投与され得る。全身投与されるとき、本発明において使用される医薬は、発熱物質を含まない、薬学的に受容可能な水溶液の形態であり得る。そのような薬学的に受容可能な組成物の調製は、pH、等張性、安定性などを考慮することにより、当業者は、容易に行うことができる。本明細書において、投与方法は、経口投与、非経口投与(例えば、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、皮内投与、粘膜投与、直腸内投与、膣内投与、患部への局所投与、皮膚投与など)であり得る。そのような投与のための処方物は、任意の製剤形態で提供され得る。そのような製剤形態としては、例えば、液剤、注射剤、徐放剤が挙げられる。   The medicament of the present invention can be administered orally or parenterally. Alternatively, the medicament of the present invention can be administered intravenously or subcutaneously. When administered systemically, the medicament used in the present invention may be in the form of a pharmaceutically acceptable aqueous solution free of pyrogens. Such a pharmaceutically acceptable composition can be easily prepared by those skilled in the art by considering pH, isotonicity, stability and the like. In this specification, the administration method includes oral administration, parenteral administration (for example, intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, mucosal administration, intrarectal administration, intravaginal administration, local administration to the affected area, Skin administration, etc.). Formulations for such administration can be provided in any dosage form. Examples of such a pharmaceutical form include a liquid, an injection, and a sustained release agent.

本発明の医薬は、必要に応じて生理学的に受容可能なキャリア、賦型剤または安定化剤(日本薬局方第14版、その補遺またはその最新版、Remington’s Pharmaceutical Sciences,18th Edition,A.R.Gennaro,ed.,Mack Publishing Company,1990などを参照)と、所望の程度の純度を有する糖鎖組成物とを混合することによって、凍結乾燥されたケーキまたは水溶液の形態で調製され保存され得る。   The medicament of the present invention may contain a physiologically acceptable carrier, excipient or stabilizer as necessary (Japanese Pharmacopoeia 14th edition, its supplement or its latest edition, Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Edition, A R. Gennaro, ed., Mack Publishing Company, 1990, etc.) and a sugar chain composition having a desired degree of purity, and prepared and stored in the form of a lyophilized cake or aqueous solution. Can be done.

様々な送達系が公知であり、そして本発明の化合物を投与するために用いられ得る(例えば、リポソーム、微粒子、マイクロカプセルなど)。導入方法としては、皮内、筋内、腹腔内、静脈内、皮下、鼻腔内、硬膜外、および経口経路が挙げられるがそれらに限定されない。化合物または組成物は、任意の好都合な経路により(例えば、注入またはボーラス注射により、上皮または粘膜内層(例えば、口腔粘膜、直腸粘膜および腸粘膜など)を通しての吸収により)投与され得、そして他の生物学的に活性な薬剤と一緒に投与され得る。投与は、全身的または局所的であり得る。さらに、本発明の薬学的化合物または組成物を、任意の適切な経路(脳室内注射および髄腔内注射を包含し;脳室内注射は、例えば、Ommayaリザーバのようなリザーバに取り付けられた脳室内カテーテルにより容易にされ得る)により中枢神経系に導入することが望まれ得る。例えば、吸入器または噴霧器の使用、およびエアロゾル化剤を用いた処方により、肺投与もまた使用され得る。   Various delivery systems are known and can be used to administer the compounds of the invention (eg, liposomes, microparticles, microcapsules, etc.). Introduction methods include, but are not limited to, intradermal, intramuscular, intraperitoneal, intravenous, subcutaneous, intranasal, epidural, and oral routes. The compound or composition can be administered by any convenient route (eg, by infusion or bolus injection, by absorption through the epithelium or mucosal lining (eg, oral mucosa, rectal mucosa, intestinal mucosa, etc.), and others. It can be administered with a biologically active agent. Administration can be systemic or local. In addition, the pharmaceutical compounds or compositions of the invention may include any suitable route (including intraventricular and intrathecal injection; intraventricular injection, for example, intraventricularly attached to a reservoir, such as an Ommaya reservoir. It may be desirable to introduce into the central nervous system by a catheter). Pulmonary administration can also be used, for example, by use of an inhaler or nebulizer, and formulation with an aerosolizing agent.

特定の実施形態において、本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチドまたは組成物を、処置の必要な領域(例えば、中枢神経、脳など)に局所的に投与することが望まれ得る;これは、制限する目的ではないが、例えば、手術中の局部注入、局所適用(例えば、手術後の創傷包帯との組み合わせて)により、注射により、カテーテルにより、坐剤により、またはインプラント(このインプラントは、シアラスティック(sialastic)膜のような膜または繊維を含む、多孔性、非多孔性、または膠様材料である)により達成され得る。好ましくは、抗体を含む本発明のタンパク質を投与する際、タンパク質が吸収されない材料を使用するために注意が払われなければならない。   In certain embodiments, it may be desirable to administer the polypeptide, polynucleotide or composition of the invention locally to the area in need of treatment (eg, central nervous system, brain, etc.); this limits Although not intended, for example, local injection during surgery, topical application (eg in combination with a post-surgical wound dressing), by injection, by catheter, by suppository, or an implant (the implant is shearable ( a porous, non-porous, or glue-like material), including membranes or fibers such as (sialastic) membranes. Preferably, when administering a protein of the invention, including antibodies, care must be taken to use materials that do not absorb the protein.

別の実施形態において、化合物または組成物は、小胞、特に、リポソーム中に封入された状態で送達され得る(Langer,Science 249:1527−1533(1990);Treatら,Liposomes in the Therapy of Infectious Disease and Cancer,Lopez−BeresteinおよびFidler(編),Liss,New York,353〜365頁(1989);Lopez−Berestein,同書317〜327頁を参照のこと;広く同書を参照のこと)。   In another embodiment, the compound or composition can be delivered encapsulated in vesicles, particularly liposomes (Langer, Science 249: 1527-1533 (1990); Treat et al., Liposomes in the Therapy of Infectious). Disesease and Cancer, Lopez-Berstein and Fidler (eds.), Liss, New York, pages 353-365 (1989); see Lopez-Berstein, pages 317-327; see broadly the same book).

さらに別の実施形態において、化合物または組成物は、制御された徐放系中で送達され得る。1つの実施形態において、ポンプが用いられ得る(Langer(前出);Sefton,CRC Crit.Ref.Biomed.Eng.14:201(1987);Buchwaldら,Surgery 88:507(1980);Saudekら,N.Engl.J.Med.321:574(1989)を参照のこと)。別の実施形態において、高分子材料が用いられ得る(Medical Applications of Controlled Release,LangerおよびWise(編),CRC Pres.,Boca Raton,Florida(1974);Controlled Drug Bioavailability,Drug Product Design and Performance,SmolenおよびBall(編),Wiley,New York(1984);RangerおよびPeppas,J.、Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.23:61(1983)を参照のこと;Levyら,Science 228:190(1985);Duringら,Ann.Neurol.25:351(1989);Howardら,J.Neurosurg.71:105(1989)もまた参照のこと)。   In yet another embodiment, the compound or composition can be delivered in a controlled sustained release system. In one embodiment, a pump can be used (Langer (supra); Sefton, CRC Crit. Ref. Biomed. Eng. 14: 201 (1987); Buchwald et al., Surgery 88: 507 (1980); Saudek et al., N. Engl. J. Med. 321: 574 (1989)). In another embodiment, polymeric materials can be used (Medical Applications of Controlled Release, Langer and Wise (ed.), CRC Pres., Boca Raton, Florida (1974); Controlled DrugDrivable Drug Bioavailability. And Ball (eds.), Wiley, New York (1984); see Ranger and Peppas, J., Macromol. Sci. Rev. Macromol. Chem. 23:61 (1983); Levy et al., Science 228: 190 1985); During et al., Ann. l.25: 351 (1989); see also Howard et al., J. Neurosurg. 71: 105 (1989)).

さらに別の実施形態において、制御された徐放系は、治療標的、即ち、脳の近くに置かれ得、従って、全身用量の一部のみを必要とする(例えば、Goodson,Medical Applications of Controlled Release,(前出),第2巻,115〜138頁(1984)を参照のこと)。   In yet another embodiment, the controlled sustained release system can be placed near the therapeutic target, i.e., the brain, and therefore requires only a portion of the systemic dose (e.g., Goodson, Medical Applications of Controlled Release). , (Supra), Vol. 2, pages 115-138 (1984)).

他の制御された徐放系は、Langerによる総説において議論される(Science 249:1527−1533(1990))。   Other controlled controlled release systems are discussed in the review by Langer (Science 249: 1527-1533 (1990)).

本発明の処置方法において使用される組成物の量は、使用目的、対象疾患(種類、重篤度など)、患者の年齢、体重、性別、既往歴、細胞の形態または種類などを考慮して、当業者が容易に決定することができる。本発明の処置方法を被験体(または患者)に対して施す頻度もまた、使用目的、対象疾患(種類、重篤度など)、患者の年齢、体重、性別、既往歴、および治療経過などを考慮して、当業者が容易に決定することができる。頻度としては、例えば、毎日−数ヶ月に1回(例えば、1週間に1回−1ヶ月に1回)の投与が挙げられる。1週間−1ヶ月に1回の投与を、経過を見ながら施すことが好ましい。   The amount of the composition used in the treatment method of the present invention takes into consideration the purpose of use, the target disease (type, severity, etc.), the patient's age, weight, sex, medical history, cell morphology or type, etc. Can be easily determined by those skilled in the art. The frequency with which the treatment method of the present invention is applied to the subject (or patient) also depends on the purpose of use, target disease (type, severity, etc.), patient age, weight, sex, medical history, treatment course, etc. In view of this, it can be easily determined by those skilled in the art. Examples of the frequency include administration every day to once every several months (for example, once a week to once a month). It is preferable to administer once a week to once a month while observing the course.

本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチドなどの投与量は、被験体の年齢、体重、症状または投与方法などにより異なり、特に限定されないが、通常成人1日あたり、経口投与の場合、0.01mg〜10gであり、好ましくは、0.1mg〜1g、1mg〜100mg、0.1mg〜10mgなどであり得る。非経口投与の場合、0.01mg〜1gであり、好ましくは、0.01mg〜100mg、0.1mg〜100mg、1mg〜100mg、0.1mg〜10mgなどであり得る。   The dose of the polypeptide, polynucleotide and the like of the present invention varies depending on the age, weight, symptom or administration method of the subject, and is not particularly limited, but is usually 0.01 mg to 10 g in the case of oral administration per day for an adult. Preferably, it may be 0.1 mg to 1 g, 1 mg to 100 mg, 0.1 mg to 10 mg, and the like. In the case of parenteral administration, it is 0.01 mg to 1 g, preferably 0.01 mg to 100 mg, 0.1 mg to 100 mg, 1 mg to 100 mg, 0.1 mg to 10 mg, and the like.

本明細書中、「投与する」とは、本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチド、因子などまたはそれを含む医薬組成物を、単独で、または他の治療剤と組み合わせて、生物の細胞または組織に取り込むことを意味する。組み合わせは、例えば、混合物として同時に、別々であるが同時にもしくは並行して;または逐次的にかのいずれかで投与され得る。これは、組み合わされた薬剤が、治療混合物としてともに投与される提示を含み、そして組み合わせた薬剤が、別々であるが同時に(例えば、同じ個体へ別々の静脈ラインを通じての場合)投与される手順もまた含む。「組み合わせ」投与は、第1に与えられ、続いて第2に与えられる化合物または薬剤のうちの1つを別々に投与することをさらに含む。   As used herein, “administering” refers to a polypeptide, polynucleotide, factor or the like of the present invention or a pharmaceutical composition containing the same, alone or in combination with other therapeutic agents, to cells or tissues of an organism. It means capturing. The combinations can be administered, for example, either as a mixture simultaneously, separately but simultaneously or in parallel; or sequentially. This also includes a procedure in which the combined drugs are administered together as a therapeutic mixture, and the combined drugs are administered separately but simultaneously (eg, through separate intravenous lines to the same individual). Also includes. “Combination” administration further includes the separate administration of one of the compounds or agents given first, followed by the second.

異常な状態はまた、生物へのシグナル伝達経路に異常を有する細胞の群に化合物(本発明によって同定される薬剤など)を投与することによって予防または処置され得る。次いで、化合物を投与することの生物機能に対する効果が、モニターされ得る。この生物は、好ましくは、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、ヤギまたはサル(monkeyまたはape)などの実験動物、および最も好ましくは、ヒトである。   An abnormal condition can also be prevented or treated by administering a compound (such as an agent identified by the present invention) to a group of cells having an abnormality in a signal transduction pathway to an organism. The effect of administering the compound on the biological function can then be monitored. This organism is preferably a laboratory animal such as a mouse, rat, rabbit, guinea pig, goat or monkey (monkey or ape), and most preferably a human.

本明細書において「指示書」は、本発明の医薬などを投与する方法または診断する方法などを医師、患者など投与を行う人、診断する人(患者本人であり得る)に対して記載したものである。この指示書は、本発明の診断薬、医薬などを投与する手順を指示する文言が記載されている。この指示書は、本発明が実施される国の監督官庁(例えば、日本であれば厚生労働省、米国であれば食品医薬品局(FDA)など)が規定した様式に従って作成され、その監督官庁により承認を受けた旨が明記される。指示書は、いわゆる添付文書(package insert)であり、通常は紙媒体で提供されるが、それに限定されず、例えば、電子媒体(例えば、インターネットで提供されるホームページ(ウェブサイト)、電子メール)のような形態でも提供され得る。   In the present specification, the “instruction” describes a method for administering or diagnosing the pharmaceutical of the present invention to a doctor, a patient or other person who performs administration, or a person to be diagnosed (which may be the patient). It is. This instruction describes a word for instructing a procedure for administering the diagnostic agent or medicine of the present invention. This instruction is prepared in accordance with the format prescribed by the national supervisory authority (for example, the Ministry of Health, Labor and Welfare in Japan and the Food and Drug Administration (FDA) in the United States, etc. in the United States) where the present invention is implemented, and is approved by the supervisory authority. It is clearly stated that it has been received. The instruction sheet is a so-called package insert, and is usually provided as a paper medium, but is not limited thereto. For example, an electronic medium (for example, a home page (web site) or e-mail provided on the Internet) It can also be provided in such a form.

本発明の方法による治療の終了の判断は、商業的に利用できるアッセイもしくは機器使用による標準的な臨床検査室の結果またはアクチビンなどに関連する疾患(例えば、血液系疾患)に特徴的な臨床症状の消滅によって支持され得る。治療は、アクチビンなどに関連する疾患(例えば、血液系疾患)の再発により再開することができる。   Determination of the end of treatment according to the method of the present invention is based on clinical symptoms characteristic of diseases (eg, hematological disorders) associated with standard clinical laboratory results or activins such as commercially available assays or instrumentation. Can be supported by the disappearance of Treatment can be resumed by recurrence of a disease associated with activin or the like (eg, a blood system disease).

本発明はまた、本発明の医薬組成物の1つ以上の成分を満たした1つ以上の容器を備える医薬品パックまたはキットを提供する。医薬品または生物学的製品の製造、使用または販売を規制する政府機関が定めた形式の通知が、このような容器に任意に付属し得、この通知は、ヒトへの投与に対する製造、使用または販売に関する政府機関による承認を表す。   The present invention also provides a pharmaceutical pack or kit comprising one or more containers filled with one or more ingredients of the pharmaceutical composition of the present invention. A notice of the form prescribed by a government agency that regulates the manufacture, use or sale of a pharmaceutical or biological product may optionally be attached to such containers, which may be made, used or sold for administration to humans. Represents approval by government agencies.

血漿、腫瘍および主要器官中での薬物および代謝産物の血漿半減期および体内分布はまた、障害を阻害するのに最も適切な薬物の選択を容易にするように決定され得る。このような測定が行われ得る。例えば、HPLC分析は、薬物で処置された動物の血漿において行われ得、放射線標識された化合物の位置が、X線、CATスキャンおよびMRIのような検出方法を用いて決定され得る。スクリーニングアッセイにおいて強力な阻害活性を示すが、薬物動態学的特徴が不十分な化合物は、化学構造の変更や再試験によって最適化され得る。この点について、良好な薬物動態学的特徴を示す化合物が、モデルとして使用され得る。   Plasma half-life and biodistribution of drugs and metabolites in plasma, tumors and major organs can also be determined to facilitate selection of the most appropriate drug to inhibit the disorder. Such a measurement can be performed. For example, HPLC analysis can be performed on the plasma of a drug-treated animal, and the location of the radiolabeled compound can be determined using detection methods such as X-ray, CAT scan and MRI. Compounds that exhibit strong inhibitory activity in screening assays but lack pharmacokinetic characteristics can be optimized by chemical structure changes and retests. In this regard, compounds that exhibit good pharmacokinetic characteristics can be used as models.

毒性研究はまた、本発明の組成物を試験することによって行われ得る。例えば、毒性研究は、以下のような適切な動物モデルにおいて行われ得る:(1)化合物がマウスに投与される(未処置のコントロールマウスもまた、使用されるべきである);(2)各々の処置群中の1匹のマウスから尾静脈を介して血液サンプルを周期的に得る;そして(3)上記サンプルを、赤血球および白血球の数、組成物ならびにリンパ球と多形核細胞との割合について分析する。各々の投薬レジメンについての結果とコントロールとの比較は、毒性が存在するか否かを示す。   Toxicity studies can also be performed by testing the compositions of the present invention. For example, toxicity studies can be performed in appropriate animal models such as: (1) a compound is administered to mice (untreated control mice should also be used); (2) each Blood samples are periodically obtained from one mouse in the treatment group via the tail vein; and (3) the sample is obtained from the number of red blood cells and white blood cells, the composition and the ratio of lymphocytes to polymorphonuclear cells Analyze about. Comparison of the results for each dosing regimen with controls shows whether there is toxicity.

各々の毒性研究の終了の際に、動物を屠殺することによって、さらなる研究を行い得る(好ましくは、American Veterinary Medical Association guidelines Report of the American Veterinary Medical Assoc.Panel on Euthanasia,(1993)J.Am.Vet.Med.Assoc.202:229−249に従う)。次いで、各処置群からの代表的な動物が、転移、異常な病気または毒性の直接的な証拠のために全体的な検屍によって試験され得る。組織における全体の異常が記載され、組織が組織学的に試験される。体重の減少または血液成分の減少を引き起こす化合物は、主要な器官に対する有害作用を有する化合物と同様に好ましくない。一般的に、有害作用が大きいほど、その化合物は好ましくない。   Further studies can be performed by sacrificing the animals at the end of each toxicology study (preferably, the American Veterinary Medical Guidelines Report of the American Veterinary Medical Asc. E. A. 93). Vet.Med.Assoc.202: 229-249). A representative animal from each treatment group can then be tested by global examination for direct evidence of metastasis, abnormal illness or toxicity. Overall abnormalities in the tissue are described and the tissue is examined histologically. Compounds that cause weight loss or blood component loss are not preferred, as are compounds that have adverse effects on major organs. In general, the greater the adverse effect, the less preferred the compound.

(造血系細胞の分化)
造血細胞は骨髄の中でつくられ、分化して、赤血球、血小板、白血球などになり末梢血液の中を流れる。骨髄系細胞の分化を見ると、一番大元には多能性幹細胞があり、次に造血系細胞に特化した造血幹細胞があり、多能性前駆細胞へと分化し、さらに骨髄球系前駆細胞およびリンパ球系前駆細胞へと分化する
骨髄系では多能性幹細胞からCFU−GEMMという細胞へ分化する。そのCFU−GEMという細胞からCFU−GMという細胞へ、次いで骨髄芽球、前骨髄球、骨髄球という形で分化する。これらは骨髄中に存在する細胞であり、これが分化すると好中球となって末梢血中を流れる。次のラインへいくと、CFU−GMという細胞から単球の方へ行き、単芽球、前単球、単球と分化する。この単球が末梢血へあらわれる。3番目のラインでは、CFU−GEMMという細胞からBFU−E細胞へと分化し、それから前赤芽球、赤芽球、赤血球へと分化する。また、巨核球系というものもあり、CFU−Meg(メガカリオサイトの略)、巨核芽球、巨核球、血小板へと分化する。
(Differentiation of hematopoietic cells)
Hematopoietic cells are made in the bone marrow, differentiate into erythrocytes, platelets, leukocytes, etc. and flow through the peripheral blood. Looking at the differentiation of myeloid cells, the largest source is pluripotent stem cells, followed by hematopoietic stem cells specialized in hematopoietic cells, which differentiate into pluripotent progenitor cells, and then myeloid cells Differentiating into progenitor cells and lymphoid progenitor cells In the myeloid system, pluripotent stem cells differentiate into cells called CFU-GEMM. The cells differentiate from CFU-GEM cells to CFU-GM cells, followed by myeloblasts, promyelocytes, and myelocytes. These are cells present in the bone marrow, and when they differentiate, they become neutrophils and flow in the peripheral blood. When going to the next line, it goes from the cell called CFU-GM toward monocytes and differentiates into monocytes, promonocytes, and monocytes. These monocytes appear in the peripheral blood. In the third line, CFU-GEMM cells are differentiated into BFU-E cells, and then differentiated into pre-erythroblasts, erythroblasts, and erythrocytes. There is also a megakaryocyte system, which differentiates into CFU-Meg (abbreviation for megacaryosite), megakaryocyte, megakaryocyte, and platelet.

このような分化の過程で白血病は、多能性幹細胞の異常に起因する。したがって、本発明は、このような異常を改善するという意味で白血病の治療にも応用され得る。   In this differentiation process, leukemia results from abnormal pluripotent stem cells. Therefore, the present invention can be applied to the treatment of leukemia in the sense of improving such abnormalities.

リンパ球系では、CMLでは、多能性幹細胞からリンパ系の幹細胞へと分化し、B細胞系とT細胞系とに分かれる。それと別個にNK細胞の方へ分かれていくというラインが存在する。B細胞系のラインといたしましては前駆B細胞、前駆前駆B細胞(pre−pre−B−cell)、初期B細胞(early−B−cell)などへと分化し、中間B細胞(intermediate− B−cell) 、成熟B細胞(matureB−cell )、形質球様細胞(plasmacytoid− B−cell) 、形質細胞(plasma−cell)へと分化する。T細胞系としては、胸腺前駆細胞、未成熟胸腺細胞、共通胸腺細胞(common thymocyte)、成熟胸腺細胞へと分化する。別のルートとしてヘルパー/インデューサーT細胞へいく系統と、成熟胸腺細胞から抑制/細胞傷害性T細胞へと分化する系統が存在する。   In the lymphocyte lineage, CML differentiates from pluripotent stem cells into lymphoid stem cells, which are divided into B cell lines and T cell lines. Separately, there is a line that separates towards NK cells. The B cell line is differentiated into precursor B cells, precursor precursor B cells (pre-pre-B-cell), early B cells (early-B-cell), etc., and intermediate B cells (intermediate-B cells). -Cell), mature B cells (mature B-cell), plasmacytoid-B-cells, and plasma cells (plasma-cell). As T cell lines, thymic progenitor cells, immature thymocytes, common thymocytes, and mature thymocytes are differentiated. There are other routes to go to helper / inducer T cells and to differentiate from mature thymocytes into suppressor / cytotoxic T cells.

(造血幹細胞の同定法)
以下に代表的な造血幹細胞の同定法を説明する。
(Method of identifying hematopoietic stem cells)
A typical method for identifying hematopoietic stem cells will be described below.

(a.脾コロニー形成法)
致死量放射線照射したマウスに同系マウスの造血細胞を静注すると、8〜14日目に脾臓表面に隆起(コロニー)が認められる。各々のコロニーが種々の血液細胞から成っているが、1個のコロニーは1個の幹細胞に由来しており、この脾コロニーを形成する母細胞はCFU−S(colony forming unit in spleen)と呼ばれる。8日目に形成される脾コロニー(Day 8 CFU−S)を形成する細胞は赤芽球が主体であるのに対し、12日目形成される脾コロニー(Day 12 CFU−S)は、赤芽球のほかに顆粒球や巨核球、更にはBリンパ球まで含み増殖能も高く、多能性幹細胞に由来している。Day 12 CFU−Sは多能性幹細胞の指標として用いられている。また、抗癌剤である5−fluoro−uracil(5−FU)投与後に残存する造血幹細胞は非常に高い増殖能を示すことより、CFU−Sの母細胞にあたるpre−CFU−Sと呼ばれる。
(A. Spleen colony formation method)
When hematopoietic cells of a syngeneic mouse are intravenously injected into a mouse irradiated with a lethal dose of radiation, a bulge (colony) is observed on the surface of the spleen on the 8th to 14th days. Each colony consists of various blood cells. One colony is derived from one stem cell, and the mother cell forming this spleen colony is called CFU-S (colony forming unit in splene). . Cells forming splenic colonies (Day 8 CFU-S) formed on the 8th day are mainly erythroblasts, whereas spleen colonies formed on the 12th day (Day 12 CFU-S) are red. In addition to blasts, granulocytes, megakaryocytes, and even B lymphocytes are included and have high proliferation ability and are derived from pluripotent stem cells. Day 12 CFU-S is used as an indicator of pluripotent stem cells. In addition, hematopoietic stem cells remaining after administration of 5-fluoro-uracil (5-FU), which is an anticancer agent, exhibit a very high proliferative ability and are therefore referred to as pre-CFU-S, which is a mother cell of CFU-S.

(b.長期骨髄再構築能)
移植した細胞により致死量放射線照射されたマウスの造血系を再構築し、長期間維持する事ができるか否かを観察する方法である。現在、造血幹細胞の多分化能と自己複製能をみる上で最も信頼性が高い。マーカーとしては、ネオマイシン耐性遺伝子の発現や、雄雌の性染色体、コンジェニックマウス等が用いられている。この方法では定量化が困難であったが、最近ではドナーの造血細胞とともにレシピエントの造血細胞を移植し、その再構築の割合を調べる競合再集団アッセイが用いられるようになった。また、ヒトにおいてはマウスのようにin vivoの移植実験系を組むことは困難であるので、リンパ球が欠如するために拒絶反応を起こさない免疫不全マウス(scid mouse)にヒトの造血幹細胞を移植する Scid−huマウスが用いられる。この系では、マウスの中で長期間ヒトの造血機構を維持することができる。
(B. Long-term bone marrow remodeling ability)
This is a method of reconstructing the hematopoietic system of mice irradiated with lethal dose radiation by transplanted cells and observing whether they can be maintained for a long time. Currently, it is the most reliable in terms of pluripotency and self-renewal ability of hematopoietic stem cells. As the marker, expression of neomycin resistance gene, male and female sex chromosomes, congenic mice and the like are used. Although this method was difficult to quantify, recently, a competitive repopulation assay has been used in which recipient hematopoietic cells are transplanted together with donor hematopoietic cells and the rate of reconstitution is examined. In humans, since it is difficult to establish an in vivo transplantation experiment system like mice, human hematopoietic stem cells are transplanted into immunodeficient mice (scid mouse) that do not cause rejection due to lack of lymphocytes. Sci-hu mice are used. In this system, the human hematopoietic mechanism can be maintained for a long time in the mouse.

(c.インビトロコロニー法)
造血細胞(骨髄細胞・脾細胞等)を各種サイトカイン存在下にメチルセルロース、軟寒天等の半固形培地中で培養し、形成された細胞集団(コロニー)から造血幹細胞の数や性質を推定する方法である。このコロニーを分析することにより、in vitroにおいて種々の造血前駆細胞や造血幹細胞の分化・増殖過程の観察や測定が可能になっている。混合コロニー(CFU−Mix,CFU−GEMM)や分化能の高いコロニー(HPP−CFC;high proliferative potential colony forming cells)は、単系統のコロニーを形成する細胞(CFU−GM,BFU−E)等より未分化であり、芽球コロニー形成細胞(CFU−blast)は最も未分化であるとされている。この方法によりin vitroにおいて造血幹細胞や前駆細胞の増殖・分化過程をとらえることができる。さらに、近年では無血清培地を用いたり造血幹細胞の単細胞培養を行うことにより、造血に関与する種々のサイトカインの作用を推定することができる。
(C. In vitro colony method)
By culturing hematopoietic cells (bone marrow cells, splenocytes, etc.) in the presence of various cytokines in a semi-solid medium such as methylcellulose and soft agar, and estimating the number and properties of hematopoietic stem cells from the formed cell population (colony) is there. By analyzing this colony, it is possible to observe and measure various hematopoietic progenitor cells and hematopoietic stem cell differentiation and proliferation processes in vitro. Mixed colonies (CFU-Mix, CFU-GEMM) and highly differentiated colonies (HPP-CFC) are from cells that form a single colony (CFU-GM, BFU-E), etc. Undifferentiated and blast colony forming cells (CFU-blast) are considered to be the most undifferentiated. By this method, it is possible to capture the proliferation and differentiation processes of hematopoietic stem cells and progenitor cells in vitro. Furthermore, in recent years, the action of various cytokines involved in hematopoiesis can be estimated by using a serum-free medium or performing single cell culture of hematopoietic stem cells.

(d.ストロマ細胞との共培養系)
造血幹細胞の分化・増殖には造血微小環境が密接に関与している。1977年Dexterらは、骨髄間質(ストロマ)細胞上で造血幹細胞が数ヵ月以上の長期間にわたって培養可能であることを示した(Dexter培養法)が、その後造血を維持するストロマ細胞株が次々に樹立され、in vitro において造血微小環境の再現が可能になった。この培養系では、造血前駆細胞は早期にコロニー形成能を失うのに対して、未分化な造血幹細胞は長期間コロニー形成能や骨髄再構築能を維持できる。このため、未分化な造血幹細胞活性の測定にも用いられる。特にヒトにおいてはin vivoの系が用いにくいため、ストロマ細胞上で長期間コロニー形成能を維持できる細胞をLTC−IC(Long term culture−initiating cells)として未分化な造血幹細胞の指標として用いられている。
(D. Co-culture system with stromal cells)
The hematopoietic microenvironment is closely involved in the differentiation and proliferation of hematopoietic stem cells. In 1977, Dexter et al. Showed that hematopoietic stem cells can be cultured on bone marrow stromal (stromal) cells for a long period of time of several months or longer (Dexter culture method). It was possible to reproduce the hematopoietic microenvironment in vitro. In this culture system, hematopoietic progenitor cells lose colony forming ability early, whereas undifferentiated hematopoietic stem cells can maintain colony forming ability and bone marrow remodeling ability for a long period of time. For this reason, it is also used for measurement of undifferentiated hematopoietic stem cell activity. Especially in humans, since the in vivo system is difficult to use, cells that can maintain colony-forming ability for a long time on stromal cells are used as LTC-IC (Long Term Culture-Initiating Cells) as an indicator of undifferentiated hematopoietic stem cells. Yes.

(発明を実施するための最良の形態)
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。以下に提供される実施形態は、本発明のよりよい理解のために提供されるものであり、本発明の範囲は以下の記載に限定されるべきでないことが理解される。従って、当業者は、本明細書中の記載を参酌して、本発明の範囲内で適宜改変を行うことができることは明らかである。
(Best Mode for Carrying Out the Invention)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The embodiments provided below are provided for a better understanding of the present invention, and it is understood that the scope of the present invention should not be limited to the following description. Therefore, it is obvious that those skilled in the art can make appropriate modifications within the scope of the present invention with reference to the description in the present specification.

1つの局面において、本発明は、造血幹細胞を調製するための方法を提供する。この方法は、A)未分化細胞を提供する工程と、B)該未分化細胞を解離させる工程と、C)解離後の該未分化細胞を、造血幹細胞に分化するに十分な時間アクチビンを含む培地中で培養する工程と、を包含する。この方法の代表例を図1に示す。アクチビンの濃度を調節することによって本発明は、種々の分化を誘導することに成功した。このようなことは従来知られておらず、本発明は、従来技術に対して顕著な効果を示す。例えば、単独培養でのアニマルキャップ5枚、アクチビン処理時間 3時間の条件であれば、アクチビンを添加しないときは、不整形表皮が形成され、1ng/ml程度であれば、血球が形成され、10ng/ml程度であれば、筋肉および脊索が形成され、100ng/ml程度であれば、内胚葉性細胞が形成される。図2には、単独培養でのアニマルキャップ5枚、アクチビン処理時間 3時間の条件での培養例を示す。本発明において特に意図される血島については、血島に分化する条件として、解離した10枚のアニマルキャップをアクチビン(Human recombinant Activin A)1 ng/mlで3時間処理して再集合させ、サンドイッチ培養すると血島に分化するという条件が確定された。   In one aspect, the present invention provides a method for preparing hematopoietic stem cells. The method comprises activin for a time sufficient to differentiate A) providing undifferentiated cells, B) dissociating the undifferentiated cells, and C) the undifferentiated cells after dissociation into hematopoietic stem cells. Culturing in a medium. A typical example of this method is shown in FIG. By adjusting the concentration of activin, the present invention succeeded in inducing various differentiations. Such a thing is not known conventionally, and this invention shows a remarkable effect with respect to a prior art. For example, if the conditions are 5 animal caps in a single culture and 3 hours of activin treatment, an irregular epidermis is formed when no activin is added, and blood cells are formed if about 1 ng / ml, and 10 ng If it is about / ml, muscles and notochord are formed, and if it is about 100 ng / ml, endoderm cells are formed. FIG. 2 shows an example of culturing under the conditions of 5 animal caps in single culture and 3 hours of activin treatment time. For blood islands specifically intended in the present invention, as a condition for differentiation into blood islands, 10 dissociated animal caps were treated with 1 ng / ml of activin (Human recombinant Activin A) for 3 hours to be reassembled and sandwiched. The condition of differentiation into blood islands when cultured was established.

ここで、1つの実施形態において、上記未分化細胞は後期胞胚に由来する細胞をもちいることができる。このような後期胞胚は、比較的数が多く取れることおよび未分化能を十分有していることから好ましいが、それに限定されない。   Here, in one embodiment, the undifferentiated cells can use cells derived from late blastocysts. Such late blastocysts are preferable because they are relatively large in number and have sufficient undifferentiation ability, but are not limited thereto.

1つの実施形態において、本発明は、さらにD)C)工程により得られた細胞を未分化細胞と接触させる工程を包含する。このような場合、さらに分化効率が良くなることが予想外に観察された。図3には、接触(ここでは、サンドイッチ)の場合のアニマルキャップ5枚、アクチビン処理時間 3時間の条件での培養例を示す。   In one embodiment, the present invention further comprises the step of contacting the cells obtained by step D) C) with undifferentiated cells. In such a case, it was unexpectedly observed that the differentiation efficiency was further improved. FIG. 3 shows an example of culturing under the conditions of 5 animal caps in the case of contact (here, sandwich) and activin treatment time of 3 hours.

別の好ましい実施形態を図4に示す。ここでは、時間条件を5時間にしている。5時間での例は、図5に単独培養および図6にサンドイッチ培養の例を示す。   Another preferred embodiment is shown in FIG. Here, the time condition is 5 hours. As an example at 5 hours, FIG. 5 shows an example of single culture and FIG. 6 shows an example of sandwich culture.

他の好ましい実施形態を示す。ここでは、時間条件を10時間にしている。10時間での例は、図11〜16に示す。   Another preferred embodiment is shown. Here, the time condition is 10 hours. Examples at 10 hours are shown in FIGS.

別の実施形態において、本発明におけるアクチビンと細胞との接触は、未分化細胞のシートで前記C)工程で得られた細胞を挟み込むことによって達成される。理論に束縛されることを望まないが、サンドイッチ状態での培養が分化を達成するのに適切な形態であったことが一つの理由であると考えられるがそれに限定されない。   In another embodiment, the contact between activin and cells in the present invention is achieved by sandwiching the cells obtained in step C) with a sheet of undifferentiated cells. Without wishing to be bound by theory, one reason may be, but is not limited to, that the culture in the sandwich state was in a suitable form to achieve differentiation.

1つの実施形態において、本発明において使用される未分化細胞は、後期胞胚の動物極の細胞を含む。理論に束縛されることを望まないが、動物極を有すること(いわゆる「アニマルキャップ」)を有することによって、アクチビンへの反応性が良くなるものと考えられるがそれに限定されない。   In one embodiment, the undifferentiated cells used in the present invention comprise late blastula animal pole cells. Although not wishing to be bound by theory, it is believed that having an animal pole (so-called “animal cap”) improves reactivity to activin, but is not limited thereto.

別の実施形態において、本発明では、アクチビンと未分化細胞との接触は、最初の接触から最終分化まで未分化細胞と接触させるに十分である時間行われる。このような時間は、通常少なくとも1日間であり、より好ましくは、1日間以上3日間以内である。   In another embodiment, in the present invention, the contact between activin and an undifferentiated cell is performed for a time sufficient to contact the undifferentiated cell from the initial contact to the final differentiation. Such time is usually at least 1 day, more preferably 1 day or more and 3 days or less.

本発明において使用されるアクチビンは、アクチビンとしての作用を有する限り、どのような形態・サブタイプであってもよく、例えば、アクチビン−A、アクチビン−B、インヒビンおよびアクチビン−Cなどを挙げることができるがそれらに限定されない。アクチビンは、動物において非常に保存されており、両生類のアクチビンが哺乳類生物に対しても効果を有することから、本明細書においては、任意のアクチビンが任意の生物において使用され得ることが理解される。   The activin used in the present invention may be in any form / subtype as long as it has an action as activin, and examples thereof include activin-A, activin-B, inhibin and activin-C. Yes, but not limited to them. Since activins are highly conserved in animals and amphibian activins are also effective against mammalian organisms, it is understood herein that any activin can be used in any organism .

1つの実施形態において、本発明において使用されるアクチビンは、配列番号2、4、6、8、10または12のいずれか1つに示すアミノ酸配列を含む。   In one embodiment, the activin used in the present invention comprises the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10 or 12.

1つの実施形態において、本発明において使用されるアクチビンは、0.5〜1ng/mlの濃度で付与される。この濃度で与えられたアクチビンは、血島を誘導する。5ng〜10ngであれば、筋肉細胞または脊索細胞が誘導される。50ng〜100ngでは、心臓細胞が誘導される。研究ではアクチビンA、アクチビンAB、アクチビンBは同じ誘導能を持つことが報告されている(Nakamura et al.,Isolation and characterization of native activin B.J Biol.Chem.1992,267,16385−9)。アクチビン−AはインヒビンβAの二量体である(ヒトインヒビンβAのアクセッション番号NM002192;配列番号1および2)。アクチビン−ABはインヒビンβAとインヒビンβBの二量体である(ヒトインヒビンβBのアクセッション番号NM002193;配列番号3および4)。アクチビン−BはインヒビンβBの二量体である。アクチビン−CはインヒビンβCの二量体である(ヒトインヒビンβCのアクセッション番号NM005538;配列番号5および6)。インヒビンはインヒビンαの二量体である(ヒトインヒビンαのアクセッション番号NM002191;配列番号7および8)。   In one embodiment, activin used in the present invention is applied at a concentration of 0.5-1 ng / ml. Activin given at this concentration induces blood islands. If it is 5 ng to 10 ng, muscle cells or notochord cells are induced. At 50 ng to 100 ng, heart cells are induced. Studies have reported that activin A, activin AB, and activin B have the same inducing ability (Nakamura et al., Isolation and charactarization of native activin B. J Biol. Chem. 1992, 267, 16385-9). Activin-A is a dimer of inhibin βA (human inhibin βA accession number NM002192; SEQ ID NOs: 1 and 2). Activin-AB is a dimer of inhibin βA and inhibin βB (human inhibin βB accession number NM002193; SEQ ID NOs: 3 and 4). Activin-B is a dimer of inhibin βB. Activin-C is a dimer of inhibin βC (human inhibin βC accession number NM005538; SEQ ID NOs: 5 and 6). Inhibin is a dimer of inhibin α (human inhibin α accession number NM002191; SEQ ID NOs: 7 and 8).

別の実施形態において、本発明において使用される造血幹細胞は、幹細胞白血病タンパク質(SCL)マーカーを発現することを特徴とする。   In another embodiment, the hematopoietic stem cells used in the present invention are characterized by expressing a stem cell leukemia protein (SCL) marker.

1つの実施形態において、本発明において実施される解離は、Ca2+もMg2+も含まない培地中で培養することによって達成される。 In one embodiment, the dissociation performed in the present invention is accomplished by culturing in a medium that does not contain Ca 2+ or Mg 2+ .

別の実施形態において、本発明において実施される解離は、少なくとも10分間Ca2+もMg2+も含まない培地中で培養することによって達成される。 In another embodiment, the dissociation performed in the present invention is accomplished by culturing in a medium without Ca 2+ or Mg 2+ for at least 10 minutes.

別の実施形態において、本発明において実施される解離は、10分間から20分間Ca2+もMg2+も含まない培地中で培養することによって達成される。 In another embodiment, the dissociation performed in the present invention is accomplished by culturing in a medium that does not contain Ca 2+ or Mg 2+ for 10 to 20 minutes.

これらの解離は、本発明において分化を誘導するのに望ましい。このような処理が好ましいことは、従来技術では明らかではなかった。   These dissociations are desirable for inducing differentiation in the present invention. It was not clear in the prior art that such a treatment is preferable.

好ましい実施形態において、本発明の方法では、解離後の該未分化細胞を、造血幹細胞に分化するに十分な時間アクチビンを含む培地中で培養する工程(C工程)において前記細胞の解離再集合体が形成される。解離再集合体の形成は、通常、少なくとも30分前記培地中で培養することによって達成され、より長く培養してもよい。   In a preferred embodiment, in the method of the present invention, in the step of culturing the undifferentiated cells after dissociation in a medium containing activin for a time sufficient to differentiate into hematopoietic stem cells (step C), the cells are dissociated and reassembled. Is formed. Formation of dissociated reassemblies is usually accomplished by culturing in the medium for at least 30 minutes, and may be cultivated longer.

別の実施形態において、本発明におけるアクチビンの処理は、少なくとも3時間行われるが、これに限定されず、効果が見られる場合は、これより短くてもよく、効果が不十分な場合は3時間以上行っても良い。   In another embodiment, the activin treatment in the present invention is performed for at least 3 hours, but is not limited thereto, and may be shorter if the effect is seen, or 3 hours if the effect is insufficient. You may do it above.

好ましい実施形態では、使用される未分化細胞はアニマルキャップにより提供される。アニマルキャップを使用するという発想は、従来の造血幹細胞調製では存在しなかった。本発明は、このような新規概念を利用して、効率よく造血幹細胞を調製する方法を提供する。本発明において、アニマルキャップは、好ましくは、5〜10枚使用されるがそれに限定されない。   In a preferred embodiment, the undifferentiated cells used are provided by animal caps. The idea of using animal caps did not exist in conventional hematopoietic stem cell preparations. The present invention provides a method for efficiently preparing hematopoietic stem cells using such a novel concept. In the present invention, 5 to 10 animal caps are preferably used, but are not limited thereto.

1つの実施形態では、本発明は、解離後の該未分化細胞を、造血幹細胞に分化するに十分な時間アクチビンを含む培地中で培養する工程において、解離再集合体が形成され、該解離再集合体を前記未分化細胞とともに培養する工程をさらに包含する。   In one embodiment, the present invention relates to the step of culturing the undifferentiated cells after dissociation in a medium containing activin for a time sufficient to differentiate into hematopoietic stem cells, wherein dissociated reassemblies are formed, The method further includes the step of culturing the aggregate together with the undifferentiated cells.

さらに好ましくは、本発明の方法では、解離後の該未分化細胞を、造血幹細胞に分化するに十分な時間アクチビンを含む培地中で培養する工程において、解離再集合体が形成され、該解離再集合体を前記未分化細胞でサンドイッチ培養する工程をさらに包含する。   More preferably, in the method of the present invention, in the step of culturing the undifferentiated cells after dissociation in a medium containing activin for a time sufficient to differentiate into hematopoietic stem cells, dissociated reassemblies are formed, The method further includes the step of sandwich-culturing the aggregate with the undifferentiated cells.

1つの実施形態では、使用される細胞は、脊椎動物細胞であり、好ましくは、両生綱動物細胞(例えば、アフリカツメガエルのようなカエル)が標的とされるが、それに限定されない。   In one embodiment, the cells used are vertebrate cells, preferably targeted to, but not limited to, amphibian cells (eg, frogs such as Xenopus).

別の局面において、本発明は、本発明の造血幹細胞を調製するための方法によって調製された細胞を提供する。このような細胞は、造血幹細胞として非常に有用である。   In another aspect, the present invention provides a cell prepared by the method for preparing the hematopoietic stem cell of the present invention. Such cells are very useful as hematopoietic stem cells.

さらに別の局面において、本発明は、本発明の造血幹細胞を調製するための方法によって調製された血島を提供する。このような血島は、従来技術では誘導することができなかったことから、人工物としては、新規のものである。   In still another aspect, the present invention provides a blood island prepared by the method for preparing the hematopoietic stem cell of the present invention. Such a blood island is a novel artifact because it could not be induced by the prior art.

別の局面において、本発明は、造血幹細胞を誘導するための方法の未分化細胞を解離させる工程において使用される培地を提供する。この培地は、Ca2+もMg2+も含まないことを特徴とする。このような培地が、造血幹細胞を誘導するための方法の未分化細胞を解離させる工程において使用されることは従来知られていなかったので、本発明は、Ca2+もMg2+も含まない培地の新規用途を提供する。ここで使用される培地の基本成分は、使用される細胞が生存する限り、どのようなものでも良いことが理解される。 In another aspect, the present invention provides a medium used in the step of dissociating undifferentiated cells in a method for inducing hematopoietic stem cells. This medium is characterized in that it contains neither Ca 2+ nor Mg 2+ . Since it has not been known so far that such a medium is used in the step of dissociating undifferentiated cells in the method for inducing hematopoietic stem cells, the present invention provides a medium containing neither Ca 2+ nor Mg 2+. Provide new uses. It is understood that the basic components of the medium used here may be any as long as the cells used survive.

特定の実施形態では、本発明の培地(Ca2+もMg2+も含まない培地)は、58mM NaCl,0.67mM KCl、3.0mM ヒドロキシエチルピペラジニルエタンスルホン酸および100mg/L 硫酸カナマイシン、pH7.4の組成を含む。 In a specific embodiment, the medium of the invention (medium without Ca 2+ or Mg 2+ ) is 58 mM NaCl, 0.67 mM KCl, 3.0 mM hydroxyethylpiperazinylethanesulfonic acid and 100 mg / L kanamycin sulfate, pH 7 .4 composition.

別の局面において、本発明は、造血幹細胞を誘導するための方法の未分化細胞を造血幹細胞に分化させる工程において使用される培地を提供する。この培地は、アクチビンを造血幹細胞に誘導するに有効な量(例えば、0.5〜1ng/mlの濃度、好ましくは約1ng/ml)含むことを特徴とする。0.5〜1ng/mlの濃度のような特定の量により、造血幹細胞を誘導することができることは従来示唆すらされておらず、本発明は、顕著な効果を提供する。   In another aspect, the present invention provides a medium used in the step of differentiating undifferentiated cells into hematopoietic stem cells in a method for inducing hematopoietic stem cells. This medium is characterized by containing an effective amount for inducing activin into hematopoietic stem cells (for example, a concentration of 0.5 to 1 ng / ml, preferably about 1 ng / ml). It has not previously been suggested that hematopoietic stem cells can be induced by specific amounts, such as a concentration of 0.5-1 ng / ml, and the present invention provides a significant effect.

別の局面において、本発明は、造血幹細胞を誘導するための方法において使用する培地の組み合わせを提供する。このような組み合わせの培地(セットまたはキット)は、Ca2+もMg2+も含まないことを特徴とする、培地と、アクチビンを造血幹細胞に誘導するに有効な量含むことを特徴とする、培地とを含む。このような培地の組み合わせが使用されることが知られていなかった。 In another aspect, the present invention provides a combination of media for use in a method for inducing hematopoietic stem cells. A medium (set or kit) of such a combination is characterized in that it contains no Ca 2+ or Mg 2+, and a medium characterized in that it contains an effective amount for inducing activin into hematopoietic stem cells. including. It was not known that such a combination of media would be used.

別の局面において、本発明は、造血幹細胞を調製するためのキットを提供する。このようなキットは、a)該未分化細胞を解離させる解離手段と、b)該未分化細胞を造血幹細胞に分化させる分化手段と、c)解離後の該未分化細胞を、造血幹細胞に分化するに十分な時間分化手段により該未分化細胞を分化させることを指示する指示書と、を備える。ここで、好ましくは、分化手段は、アクチビンを含む培地であることを特徴とする。分化手段は、本明細書において上述した説明により当業者が適宜設計することができる。   In another aspect, the present invention provides a kit for preparing hematopoietic stem cells. Such a kit comprises a) dissociation means for dissociating the undifferentiated cells, b) differentiation means for differentiating the undifferentiated cells into hematopoietic stem cells, and c) differentiation of the undifferentiated cells after dissociation into hematopoietic stem cells. And instructions for instructing the undifferentiated cells to be differentiated by means of sufficient time differentiation. Here, preferably, the differentiation means is a medium containing activin. Differentiation means can be appropriately designed by those skilled in the art based on the description given above in this specification.

別の局面において、本発明は、造血幹細胞を調製するための、アクチビンの使用を提供する。ここで使用されるアクチビンは、本明細書において上記した任意の実施形態を使用することができる。   In another aspect, the present invention provides the use of activin for preparing hematopoietic stem cells. As the activin used here, any of the embodiments described above in this specification can be used.

別の局面において、本発明は、造血幹細胞を調製するための組成物であって、該組成物は、アクチビンを造血幹細胞に誘導するに有効な量含有する、組成物を提供する。ここで使用される構成要件は、本明細書において上記した任意の実施形態を使用することができる。好ましくは、アクチビンは、0.5〜1ng/ml(好ましくは、約1ng/ml)の濃度で存在する。   In another aspect, the present invention provides a composition for preparing hematopoietic stem cells, the composition containing an effective amount for inducing activin into hematopoietic stem cells. As the constituent elements used here, any of the embodiments described above in this specification can be used. Preferably, activin is present at a concentration of 0.5-1 ng / ml (preferably about 1 ng / ml).

以下に、実施例に基づいて本発明を説明するが、以下の実施例は、例示の目的のみに提供される。従って、本発明の範囲は、実施例のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。   The present invention will be described below based on examples, but the following examples are provided for illustrative purposes only. Accordingly, the scope of the present invention is not limited only to the embodiments, but only by the claims.

以下に実施例を示して本発明をさらに詳しく説明するが、この発明は以下の例に限定されるものではない。動物の取り扱いは、東京大学動物実験施設において規定される基準を遵守し、動物愛護精神に則って行った。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. Animals were handled according to the spirit of animal welfare, in compliance with the standards stipulated at the University of Tokyo Animal Experiment Facility.

(実施例1)
現在までに報告されているアニマルキャップを用いた器官形成の多くは、シート状のアニマルキャップにアクチビン処理を行い、単独培養もしくはサンドイッチ培養を行っていた。この方法ではアクチビンシグナルを受け取る細胞と受け取らない細胞が混在し不均一であった。
Example 1
In many of the organ formations using animal caps reported so far, activin treatment was performed on sheet-shaped animal caps, and single culture or sandwich culture was performed. In this method, cells that receive activin signal and cells that do not receive activin are mixed and non-uniform.

本実施例では解離してアクチビン処理を行うことにより、一つ一つの細胞が均一にアクチビンシグナルを受け取る状態にし、単独培養およびサンドイッチ培養を行った(図7)。   In this example, dissociation and activin treatment were performed, so that each cell uniformly received activin signal, and single culture and sandwich culture were performed (FIG. 7).

(未分化細胞の取り出し)
アフリカツメガエルの未分化細胞を、次に述べるような方法で取り出した。後期胞胚に達したアフリカツメガエル胚の動物極にある未分化で多分化能を持つシート状の細胞を、培養液(Steinberg’s Solution (SS);58mM NaCl,0.67mM KCl,0.34mM Ca (NO,0.83 mM MgSO,3.0 mM hydroxyethylpiperazinyl ethanesulfonic acid,and 100 mg/L kanamycin sulfate,pH 7.4)を満たした3%アガロースを敷いたシャーレに移し、実体顕微鏡下で0.5ミリ角に取り出した。
(Removal of undifferentiated cells)
Xenopus undifferentiated cells were removed by the method described below. Undifferentiated and multipotent sheet-like cells at the animal pole of Xenopus embryos that reached late blastocysts were cultured in a culture solution (Steinberg's Solution (SS); 58 mM NaCl, 0.67 mM KCl, 0.34 mM Ca). (NO 3 ) 2 , 0.83 mM MgSO 4 , 3.0 mM hydroxyethylperazinyl etheric acid acid, and 100 mg / L kanamicin sulfate, pH 7.4) was transferred to a petri dish with a 3% agarose filled with 3% agarose. Was taken out to 0.5 mm square.

(細胞の解離)
はじめに、アクチビン処理を行うための前処理として、アフリカツメガエル後期胞胚から取り出したシート状の未分化な細胞を次に述べるような方法で解離した。カルシウムイオンおよびマグネシウムイオンを含まないSS(無Ca2+、Mg2+スタインバーグ溶液(Ca2+,Mg2+ Free Steinberg’s Solution);58mM NaCl,0.67mM KCl,3.0mMヒドロキシエチルピペラジニルエタンスルホン酸,および100mg/L硫酸カナマイシン,pH7.4)を100μL満たした培養用の容器(例えば96穴の培養用ディッシュ)へ、取り出した。およそ10枚のシート状の未分化な細胞(ステージ8.5のアニマルキャップを0.5ミリ角に切り出した場合、450個)を移し、20分間静置させた。この処理により、シート状の未分化な細胞の細胞間相互作用が緩くなり、シート状ではなく、ひとつひとつの細胞が解離した。アフリカツメガエルは受精すると卵割する。この卵割は第12分裂までほぼ同調して起こるとされている。卵割初期の受精卵(胚)を桑実胚と呼ぶ。卵割が進み、細胞の大きさが小さくなり、胚の内部に胞胚腔と呼ばれる腔が見られるようになる時期の胚を胞胚と呼ぶ。胞胚は初期胞胚(ステージ7)、中期胞胚(ステージ8)、後期胞胚(ステージ9)に大別される。アフリカツメガエルでは、中期胞胚でmRNAの転写が開始するとされている。後期胞胚以降では、細胞分裂の同調性が失われる。後期胞胚に続いて、原腸陥入運動を伴う形態形成運動が開始する。原腸陥入運動に伴って、外胚葉、中胚葉、内胚葉が形成される。この発生段階にいる胚を、原腸胚と呼ぶ。ステージ8.5とは、中期胞胚と後期胞胚の中間に相当する(概念的な定義)。アフリカツメガエルの卵には栄養(卵黄)が詰まっている。これは重たいので、通常重力方向に偏って存在している。この卵黄が多い側は植物極、反対側を動物極と呼ばれている。ツメガエルの卵の動物極側の表層は黒い色素があり、通常この黒い色素の面(動物極側)を上に向けている。色の付いていない卵黄が多い植物極側は、常に重力方向に従って下を向いている。胞胚腔は、動物極側に形成され、胞胚腔の上端から上を動物極、胞胚腔の下端から下を植物極、その中間を帯域と呼んでいる。この胞胚腔の上の動物極側の細胞をアニマルキャップと呼ぶ。アニマルキャップの細胞は、未分化で多分化能を持つことが知られている。これまでに、中胚葉誘導因子の探索における反応系として、また試験管内での組織形成の出発材料として、また過剰発現系による遺伝子の機能解析などに利用されている。初期胞胚、中期胞胚、後期胞胚のアニマルキャップは、経験的にアクチビンに対する感受性が異なることが知られている。初期胞胚では余り感受性は無い。中期胞胚で最もアクチビンに対する感受性は高いとされている。後期胞胚は、中期胞胚と比べてアクチビンに対する感受性は低いとされる。原腸胚では、さらに感受性は落ちるとされる(Abe et al., 2004)。
(Dissociation of cells)
First, as a pretreatment for performing the activin treatment, the sheet-shaped undifferentiated cells taken out from the late Xenopus late blastula were dissociated by the following method. SS (no Ca 2+ without calcium and magnesium ions, Mg 2+ Steinberg solution (Ca 2+, Mg 2+ Free Steinberg 's Solution); 58mM NaCl, 0.67mM KCl, 3.0mM hydroxyethyl piperazinyl ethanesulfonic acid , And 100 mg / L kanamycin sulfate, pH 7.4) were taken out into a culture container (for example, a 96-well culture dish) filled with 100 μL. Approximately 10 sheet-shaped undifferentiated cells (450 when the animal cap of stage 8.5 was cut into 0.5 mm square) were transferred and allowed to stand for 20 minutes. This treatment loosened the cell-cell interaction of the sheet-like undifferentiated cells, and each cell dissociated instead of the sheet. Xenopus cleaves when fertilized. This cleavage is said to occur almost synchronously until the 12th division. A fertilized egg (embryo) in the early cleavage stage is called a morula. An embryo at a time when the cleavage is advanced, the cell size is reduced, and a cavity called a blastocoel can be seen inside the embryo is called a blastocyst. The blastocyst is roughly classified into an early blastocyst (stage 7), an intermediate blastocyst (stage 8), and a late blastocyst (stage 9). In Xenopus laevis, it is said that mRNA transcription begins in the metaphase blastula. In later blastocysts, cell division synchrony is lost. Following the late blastocyst, a morphogenic movement with gastrulation movement begins. Along with gastrulation movement, ectoderm, mesoderm, and endoderm are formed. Embryos in this developmental stage are called gastrulation embryos. Stage 8.5 corresponds to the middle of the middle and late blastocysts (conceptual definition). Xenopus eggs are packed with nutrients (egg yolk). Because it is heavy, it is usually biased in the direction of gravity. The egg yolk side is called the plant pole, and the other side is called the animal pole. The surface layer of the Xenopus egg on the side of the animal pole has a black pigment, usually with the black pigment side (animal pole side) facing up. The plant pole side with many uncolored egg yolks always faces down according to the direction of gravity. The blastocoel is formed on the side of the animal pole, and the upper part from the upper end of the blastocoel is called the animal pole, the lower part to the lower part of the blastocoel is called the plant pole, and the middle is called the band. The animal pole side cell above the blastocoel is called an animal cap. Animal cap cells are known to be undifferentiated and multipotent. So far, it has been used as a reaction system in the search for mesoderm-inducing factors, as a starting material for tissue formation in vitro, and for gene function analysis using an overexpression system. It has been empirically known that animal caps of early blastocysts, intermediate blastocysts, and late blastocysts have different sensitivities to activin. The early blastula is not very sensitive. It is said that the sensitivity to activin is the highest in the mid-blastocyst. Late blastocysts are said to be less sensitive to activin than intermediate blastocysts. In gastrulation, the sensitivity is further reduced (Abe et al., 2004).

(血島(造血幹細胞)の誘導)
細胞を解離したあと、カルシウムイオンおよびマグネシウムイオンを含まないSSを除き、1ng/mLのアクチビン(0.1% BSAを含むSSで調製したもの)を添加し、ピペット(例えばパスツールピペットなど)で撹拌し、3時間静置した。この処理により、細胞は再集合しながらアクチビン処理を受けた。こうしてアクチビン処理を受けた解離再集合体を0.1% BSAを含むSSを満たした培養用の容器(例えば12穴の培養用ディッシュ)へ移した。次いで、解離再集合体をSSで満たした3%アガロースを敷いたシャーレに移し、5等分した。この5等分した解離再集合体を、それぞれ2枚のシート状の未分化な細胞(アフリカツメガエル後期胞胚の動物極の細胞を0.7ミリ角で取り出したもの)で挟み、完全に接着するまで10分静置した。この外植体を0.1% BSAを含むSSで満たした培養用の容器(例えば96穴の培養用ディッシュ)に移し、3日間培養を継続すると、不整形表皮に囲まれた血島(造血幹細胞)が高率に誘導された(図8a)。また、血島(造血幹細胞)は透明に膨らんだ外植体の内部に形成されるので、血島(造血幹細胞)を特定して観測することが容易であった(図8b)。なお、この培養過程において、解離再集合体をシート状の未分化な細胞で挟まずに培養した場合や、アクチビン処理濃度や処理時間を変えた場合は、血島(造血幹細胞)は誘導されなかった。
(Induction of blood islands (hematopoietic stem cells))
After dissociating the cells, remove SS without calcium and magnesium ions, add 1 ng / mL activin (prepared with SS containing 0.1% BSA), and use a pipette (eg Pasteur pipette) Stir and let stand for 3 hours. This treatment caused the cells to undergo activin treatment while reassembling. The dissociated reassemblies thus treated with activin were transferred to a culture vessel (for example, a 12-well culture dish) filled with SS containing 0.1% BSA. Subsequently, the dissociated and reassembled body was transferred to a petri dish with 3% agarose filled with SS and divided into 5 equal parts. This dissociated and reassembled body divided into 5 equal parts is sandwiched between two sheet-like undifferentiated cells (extracted from Xenopus late blastocysts at 0.7 mm square) and completely adhered. Until 10 minutes. When this explant is transferred to a culture vessel filled with SS containing 0.1% BSA (for example, a 96-well culture dish) and cultured for 3 days, blood islands (hematopoiesis) surrounded by irregularly shaped epidermis Stem cells) were induced at a high rate (FIG. 8a). In addition, since blood islands (hematopoietic stem cells) are formed inside the explant that swells transparently, it was easy to identify and observe blood islands (hematopoietic stem cells) (FIG. 8b). In this culture process, blood islands (hematopoietic stem cells) are not induced when dissociated reassemblies are cultured without being sandwiched between undifferentiated cells in sheet form or when the activin treatment concentration or treatment time is changed. It was.

(血島(造血幹細胞)の同定)
上述のごとく、誘導された血島(造血幹細胞)は、血島特有の組織構造を持ち(図8a)、また、RT−PCR法にて血島(造血幹細胞)に特有なタンパク質(マーカータンパク質)であるSCL(stem cell leukemia protein)が発現していることが確認された(図9)。
(Identification of blood islands (hematopoietic stem cells))
As described above, the induced blood island (hematopoietic stem cell) has a tissue structure peculiar to the blood island (FIG. 8a), and a protein (marker protein) peculiar to the blood island (hematopoietic stem cell) by the RT-PCR method. It was confirmed that SCL (stem cell leukemia protein) was expressed (FIG. 9).

(実施例2:解離再集合方法(1):アクチビン処理(3時間))
後期胞胚(st.8.5)のアニマルキャップを0.5ミリ角に切り出し、10枚集めた。これをCa2+,Mg2+を含まないスタインバーグ氏液で20分処理した後、このスタインバーグ氏液を除き、Ca2+,Mg2+を含むアクチビン溶液を加え、ピペッティングをして細胞を解離させた。
アクチビンを3時間処理している間に細胞を再集合させた。この解離再集合体を0.1%BSAを含むスタインバーグ氏液で洗った後、単独で培養または後期胞胚から切り出した2枚のアニマルキャップでサンドイッチ培養した。外植体の外形と分化した組織を観察し、遺伝子の発現を調べた(図10)。
(Example 2: Dissociation reassembly method (1): Activin treatment (3 hours))
Animal caps of late blastocysts (st. 8.5) were cut into 0.5 mm squares and 10 pieces were collected. This was treated with a Steinberg solution not containing Ca 2+ and Mg 2+ for 20 minutes, and then the Steinberg solution was removed , an activin solution containing Ca 2+ and Mg 2+ was added, and the cells were dissociated by pipetting.
Cells were reassembled during the 3 hours of activin treatment. The dissociated reassemblies were washed with Steinberg's solution containing 0.1% BSA, and then cultured alone or sandwiched with two animal caps excised from late blastocysts. The external shape of the explant and the differentiated tissue were observed to examine gene expression (FIG. 10).

(結果)
無処理の解離再集合体を単独で培養した外植体は不整形表皮様の外形になった。アクチビン処理1ng/ml処理では透明に膨らみ、アクチビン10ng/ml処理では外植体は伸張した。アクチビン100 ng/ml処理では、白い塊様になった(図11)。
(result)
The explants obtained by culturing the untreated dissociated reassemblies alone became irregularly shaped. Activin treatment 1 ng / ml treatment swelled transparently, and activin 10 ng / ml treatment explants. In the activin 100 ng / ml treatment, a white lump was formed (FIG. 11).

解離再集合体の単独培養の組織切片を図12に示す。   A tissue section of a single culture of dissociated reassortant is shown in FIG.

各種マーカーの発現を観察したところ、アクチビン1n/gmlで血球、10 ng/mlで筋肉、100 ng/mlで内胚葉性細胞が見られた(図13)。   When the expression of various markers was observed, blood cells were observed at 1 n / g ml of activin, muscle at 10 ng / ml, and endoderm cells at 100 ng / ml (FIG. 13).

解離再集合体のサンドイッチ培養の外形を観察した(図14)。   The outline of the sandwich culture of dissociated reassemblies was observed (FIG. 14).

無処理の解離再集合体をサンドイッチ培養した外植体は不整形表皮様の外形になった。
アクチビン処理1ng/ml処理でも外植体は不整形表皮様の外形になった。アクチビン10ng/ml処理では鰭様の構造がみられた。アクチビン100 ng/ml処理では、セメント腺を伴う透明に膨らんだ外形になった。
The explants obtained by sandwich culture of untreated dissociated reassemblies became irregularly shaped.
Even with the activin treatment 1 ng / ml treatment, the explants became irregularly shaped. In the activin 10 ng / ml treatment, a wrinkle-like structure was observed. The activin 100 ng / ml treatment resulted in a transparent bulging profile with cement glands.

解離再集合体のサンドイッチ培養の組織切片を観察した(図15)。   Tissue sections of sandwich cultures of dissociated reassemblies were observed (FIG. 15).

アクチビン1 ng/mlで血島が分化しているのが見られた(図16)。   It was observed that blood islands were differentiated at 1 ng / ml of activin (FIG. 16).

(実施例3:解離再集合方法(2):アクチビン処理(5時間))
後期胞胚(st.8.5)のアニマルキャップを0.5ミリ角に切り出し、10枚を集めた。これをCa2+,Mg2+を含まないスタインバーグ氏液で20分処理した後、このスタインバーグ氏液を除き、Ca2+,Mg2+を含むアクチビン溶液を加え、ピペッティングをして細胞を解離した。
(Example 3: Dissociation reassembly method (2): Activin treatment (5 hours))
Animal caps of late blastocysts (st. 8.5) were cut into 0.5 mm squares and 10 pieces were collected. This was treated with a Steinberg solution not containing Ca 2+ and Mg 2+ for 20 minutes, and then the Steinberg solution was removed , an activin solution containing Ca 2+ and Mg 2+ was added, and the cells were dissociated by pipetting.

アクチビンを5時間処理している間に細胞を再集合させた。この解離再集合体を0.1%BSAを含むスタインバーグ氏液で洗った後、単独で培養または後期胞胚から切り出した2枚のアニマルキャップでサンドイッチ培養した。外植体の外形と分化した組織を観察し、遺伝子の発現を調べた(図17)。   Cells were reassembled during 5 hours of activin treatment. The dissociated reassemblies were washed with Steinberg's solution containing 0.1% BSA, and then cultured alone or sandwiched with two animal caps excised from late blastocysts. The external shape of the explant and the differentiated tissue were observed to examine gene expression (FIG. 17).

(結果)
無処理の解離再集合体を単独で培養した外植体は不整形表皮様の外形になった。アクチビン処理1ng/ml処理では透明に膨らみ、アクチビン10ng/ml処理では外植体は伸張した。アクチビン100 ng/ml処理では、白い塊様になった(図18)。
(result)
The explants obtained by culturing the untreated dissociated reassemblies alone became irregularly shaped. Activin treatment 1 ng / ml treatment swelled transparently, and activin 10 ng / ml treatment explants. In the activin 100 ng / ml treatment, a white lump was formed (FIG. 18).

アクチビン100ng/mlで内胚葉性細胞が見られた(図19、図20)。   Endodermal cells were observed at 100 ng / ml of activin (FIGS. 19 and 20).

無処理の解離再集合体をサンドイッチ培養した外植体は不整形表皮様の外形になった。
アクチビン処理1ng/ml処理では透明に膨らみ、アクチビン10ng/ml処理では鰭様の構造がみられた。アクチビン100ng/ml処理では、拍動するものとセメント腺を伴うものの両方が見られた(図21)。
The explants obtained by sandwich culture of untreated dissociated reassemblies became irregularly shaped.
Activin treatment 1 ng / ml treatment swelled transparently, and activin treatment 10 ng / ml treatment showed a cocoon-like structure. In the activin 100 ng / ml treatment, both pulsating and those with cement glands were seen (FIG. 21).

アクチビン10ng/mlで胴尾部構造が見られた。100ng/mlでは、セメント腺や神経の塊を含む前方構造と心臓に分化したものが、それぞれ50%見られた(図22、図23)。   A torso structure was seen at 10 ng / ml of activin. At 100 ng / ml, 50% of anterior structures including cement glands and nerve masses and those differentiated into the heart were observed (FIGS. 22 and 23).

(考察)
解離したアニマルキャップへアクチビンを処理して再集合体を形成して単独培養したところ、処理時間の長さによらず、中濃度のアクチビン処理で筋肉、高濃度のアクチビン処理で内胚葉性細胞が分化した。
(Discussion)
When disaggregated animal caps were treated with activin to form reassemblies and cultured alone, medium concentration of activin treatment produced muscle, and high concentration activin treatment produced endoderm cells regardless of the length of treatment time. Differentiated.

3時間アクチビン処理した解離再集合体を無処理のアニマルキャップでサンドイッチ培養したところ、低濃度のアクチビン処理(1ng/ml)で血島が分化した。   When the dissociated reassemblies treated with activin for 3 hours were sandwich-cultured with an untreated animal cap, blood islands were differentiated by low concentration activin treatment (1 ng / ml).

5時間アクチビン処理した解離再集合体を無処理のアニマルキャップでサンドイッチ培養したところ、高濃度のアクチビン処理で前方神経と心臓が分化した。   When the dissociated reassemblies treated with activin for 5 hours were sandwich-cultured with an untreated animal cap, the anterior nerve and heart were differentiated by high-concentration activin treatment.

(実施例4:解離再集合方法(3):アクチビン処理(シート5枚、3時間))
実施例2において、シート10枚使用する代わりにシート5枚で、アクチビン暴露3時間の処理を行う実験を本実施例で行った。他の手順は実施例2と同様であった。
(Example 4: Dissociation reassembly method (3): Activin treatment (5 sheets, 3 hours))
In Example 2, instead of using 10 sheets, an experiment was performed in this example in which 5 sheets were treated with activin exposure for 3 hours. Other procedures were the same as in Example 2.

その結果、図2および3に示すように、10枚使用したときと同様の結果を得ることができた。   As a result, as shown in FIGS. 2 and 3, the same result as when 10 sheets were used could be obtained.

従って、使用する細胞シートの数は、ある程度の密度幅があることが分かる。   Therefore, it can be seen that the number of cell sheets used has a certain density range.

(実施例5:解離再集合方法(4):アクチビン処理(シート5枚、5時間))
実施例3において、シート10枚使用する代わりにシート5枚で、アクチビン暴露5時間の処理を行う実験を本実施例で行った。他の手順は実施例3と同様であった。
(Example 5: Dissociation reassembly method (4): Activin treatment (5 sheets, 5 hours))
In Example 3, instead of using 10 sheets, an experiment was performed in this example in which 5 sheets were treated with activin exposure for 5 hours. Other procedures were the same as in Example 3.

その結果、図5および6に示すように、10枚使用したときと同様の結果を得ることができた。   As a result, as shown in FIGS. 5 and 6, the same results as when 10 sheets were used could be obtained.

従って、使用する細胞シートの数は、ある程度の密度幅があることが分かる。   Therefore, it can be seen that the number of cell sheets used has a certain density range.

(実施例6:他の溶液での実施)
実施例1および2に示した手順において使用したスタインバーグ氏液の代わりに他の溶液を用いて、同様の効果が得られるかを確かめる。
(Example 6: Implementation with other solutions)
Use other solutions instead of the Steinberg solution used in the procedures shown in Examples 1 and 2 to see if similar effects are obtained.

他の溶液としてMMR(pH7.5、0.1M NaCl、2mM KCl、1mM MgCl、2mM CaCl、および5mM HEPES)を使用する。 MMR (pH 7.5, 0.1 M NaCl, 2 mM KCl, 1 mM MgCl 2 , 2 mM CaCl 2 , and 5 mM HEPES) is used as another solution.

実験すると、スタインバーグ氏液と同様の分化効果を観察することができる。   When experimented, differentiation effects similar to Steinberg's solution can be observed.

(実施例7:他のアクチビンでの実証)
実施例1において用いたアクチビン−Aの代わりに、アクチビン−B、アクチビン−Cおよびインヒビンでも同様の効果を得ることができるかを確認する。薬剤として、以下を用いる。これらは、遺伝子情報から組み換えタンパク質を産生して実施することができるか、または、アクチビンA(Human Activin A, R&D, カタログ番号#338-AC-005)、アクチビンAB(Human ActivinAB, R&D, カタログ番号#1066-AB-005)、アクチビンB(Human Activin B, R&D, カタログ番号#659-AB-005)を購入して使用することができる。
(Example 7: Demonstration with other activins)
Whether or not activin-B, activin-C and inhibin can be obtained in place of activin-A used in Example 1 is confirmed. The following is used as the drug. These can be performed by producing recombinant protein from genetic information, or activin A (Human Activin A, R & D, catalog number # 338-AC-005), activin AB (Human ActivinAB, R & D, catalog number) # 1066-AB-005), Activin B (Human Activin B, R & D, catalog number # 659-AB-005) can be purchased and used.

アクチビン−A:インヒビンβAの二量体(ヒトインヒビンβAのアクセッション番号NM002192;配列番号1および2(核酸およびアミノ酸))
アクチビン−AB:インヒビンβAとインヒビンβBの二量体(ヒトインヒビンβBのアクセッション番号NM002193;配列番号3および4(核酸およびアミノ酸))
アクチビン−B:インヒビンβBの二量体。
Activin-A: dimer of inhibin βA (human inhibin βA accession number NM002192; SEQ ID NOs: 1 and 2 (nucleic acids and amino acids))
Activin-AB: dimer of inhibin βA and inhibin βB (human inhibin βB accession number NM002193; SEQ ID NOs: 3 and 4 (nucleic acids and amino acids))
Activin-B: dimer of inhibin βB.

アクチビン−C:インヒビンβCの二量体(ヒトインヒビンβCのアクセッション番号NM005538;配列番号5および6(核酸およびアミノ酸))
インヒビン:インヒビンαの二量体(ヒトインヒビンαのアクセッション番号NM002191;配列番号7および8(核酸およびアミノ酸))
アフリカツメガエルアクチビンA(X68250;配列番号9および10)
アフリカツメガエルインヒビンβB:(S61773;配列番号11および12)。
Activin-C: dimer of inhibin βC (human inhibin βC accession number NM005538; SEQ ID NOs: 5 and 6 (nucleic acids and amino acids))
Inhibin: dimer of inhibin α (accession number NM002191 of human inhibin α; SEQ ID NOs: 7 and 8 (nucleic acids and amino acids))
Xenopus activin A (X68250; SEQ ID NOs: 9 and 10)
Xenopus inhibin βB: (S61773; SEQ ID NOS: 11 and 12).

以上の実験では、以下の文献を参酌することができる。
Nakamura etal., Isolation and characterization of native activin B. J Biol. Chem. 1992,267, 16385-9
Uchiyama and Asashima, Specific erythroid differentiation of mouse erythroleukemia cells by activins and its enhancement by retinoic acids. Biochem Biophys. Res. Commun.1992, 187, 347-52
Fukui et al.,Isolation and characterization of Xenopus follistatin and activins. Dev. Biol.1993, 159, 131-9
Fukui et al.,Identification of activins A, AB, and B and follistatin proteins in Xenopusembryos. Dev. Biol. 1994, 163, 279-81
Nakano et al.,Comparison of mesoderm-inducing activity with monomeric and dimeric inhibin alpha and beta-A subunits on Xenopus ectoderm. Horm. Res. 1995, 44, Suppl. 2,15-22。
In the above experiment, the following documents can be referred to.
Nakamura etal., Isolation and characterization of native activin B. J Biol. Chem. 1992,267, 16385-9
Uchiyama and Asashima, Specific erythroid differentiation of mouse erythroleukemia cells by activins and its enhancement by retinoic acids. Biochem Biophys. Res. Commun. 1992, 187, 347-52
Fukui et al., Isolation and characterization of Xenopus follistatin and activins. Dev. Biol. 1993, 159, 131-9
Fukui et al., Identification of activins A, AB, and B and follistatin proteins in Xenopusembryos.Dev. Biol. 1994, 163, 279-81
Nakano et al., Comparison of mesoderm-inducing activity with monomeric and dimeric inhibin alpha and beta-A subunits on Xenopus ectoderm. Horm. Res. 1995, 44, Suppl. 2,15-22.

(実施例8:アニマルキャップを取り出すタイミングについての最適例の検証)
次に、アニマルキャップを取り出すタイミングについて最適例を検証する。実施例1において、取り出すアニマルキャップについて以下を検証する。
ステージ7
ステージ8
ステージ8.5
ステージ9
ステージ10
アニマルキャップを取り出すタイミングに関しては、上記に示した各発生段階でアニマルキャップを取り出して細胞を解離し、アクチビン1 ng/mlで処理して細胞を再集合させてサンドイッチ培養を行うことで検証した。血島が最も高率に形成された発生段階ステージ8.5を採用することにした。
(Example 8: Verification of the optimal example about the timing which takes out an animal cap)
Next, the optimal example is verified about the timing which takes out an animal cap. In Example 1, the following is verified for the animal cap to be taken out.
Stage 7
Stage 8
Stage 8.5
Stage 9
Stage 10
The timing for removing the animal cap was verified by removing the animal cap at each developmental stage described above to dissociate the cells, treating the cells with activin 1 ng / ml, reassembling the cells, and performing sandwich culture. We decided to adopt developmental stage 8.5 where blood islands were formed at the highest rate.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, it is understood that the scope of this invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.

本手法により、これまで実現されていなかった未分化な細胞からの血島(造血幹細胞)形成を誘導することがはじめて実現された。これらの血島(造血幹細胞)は、これらの造血幹細胞形成に関与するタンパク質などが特異的に欠如、あるいは異常発現しているヒトなどの疾病の診断や、白血病などの造血幹細胞の欠陥や欠損などに起因するヒトなどの異常や疾病を治療する目的などに有用な材料を提供する可能性がある。また、そのような異常や疾病に関する研究のためのよい材料を提供することや、それらの異常や疾病を治療するための薬剤の開発における有用なアッセイ系の材料を提供することも期待できる。   This technique was the first to realize the formation of blood islands (hematopoietic stem cells) from undifferentiated cells, which had not been realized so far. These blood islands (hematopoietic stem cells) are specifically diagnosed for diseases such as humans that specifically lack or abnormally express proteins involved in hematopoietic stem cell formation, and defects or defects in hematopoietic stem cells such as leukemia There is a possibility of providing a material useful for the purpose of treating abnormalities and diseases such as humans caused by the disease. It is also expected to provide good materials for research on such abnormalities and diseases, and to provide materials for assay systems useful in the development of drugs for treating those abnormalities and diseases.

図1に本発明の代表的な方法のスキームを示す。図1では、未分化細胞からの血島(造血幹細胞)の誘導の概略図が示されている。アフリカツメガエル後期胞胚からアニマルキャップを切り出し、カルシウムイオンとマグネシウムイオンを除いたスタインバーグ氏液中で細胞を解離し、カルシウムイオンとマグネシウムイオンを含むスタインバーグ氏液で調製したアクチビンで3時間および5時間処理した。このアクチビン処理した解離再集合体を単独で培養した場合と、無処理のアニマルキャップでサンドイッチ培養したときの組織分化を調べた。その結果、アクチビン処理を3時間行ってから単独培養した解離再集合体はアクチビン濃度0ng/mlでは不整形表皮に、1ng/mlでは血球や間充織に、10 ng/mlでは筋肉に、100 ng/mlでは内胚葉性細胞にそれぞれ分化していた。一方、アクチビン処理した解離再集合体をサンドイッチ培養したとき、アクチビン処理濃度 0 ng/mlでは不整形表皮に、1 ng/mlでは血島に、10 ng/mlでは前腎管に、100 ng/mlではセメント腺に分化しているのが観察された。この実験により、アクチビン処理した解離再集合体をサンドイッチ培養した外植体はアクチビンの濃度および処理時間依存的分化を示すこと、またアクチビン 1 ng/ml処理を3時間行った解離再集合体をサンドイッチ培養することにより高率に血島が誘導されることが分かった。FIG. 1 shows a typical method scheme of the present invention. FIG. 1 shows a schematic diagram of the induction of blood islands (hematopoietic stem cells) from undifferentiated cells. Animal caps were excised from Xenopus late blastocysts, cells were dissociated in Steinberg's solution excluding calcium and magnesium ions, and treated with activin prepared in Steinberg's solution containing calcium and magnesium ions for 3 and 5 hours. . Tissue differentiation was examined when this activin-treated dissociated reassortant was cultured alone and when it was sandwich-cultured with an untreated animal cap. As a result, dissociated reassemblies that were cultured alone after 3 hours of activin treatment were irregularly shaped epidermis at an activin concentration of 0 ng / ml, blood cells and mesenchyme at 1 ng / ml, and muscle at 10 ng / ml. At ng / ml, they differentiated into endoderm cells. On the other hand, when activin-treated dissociated reassemblies were sandwich-cultured, an activin-treated concentration of 0 ng / ml gave an irregular epidermis, 1 ng / ml a blood island, 10 ng / ml a prorenal tube, 100 ng / ml In ml, differentiation into cement glands was observed. According to this experiment, explants obtained by sandwich culture of dissociated reassemblies treated with activin showed differentiation depending on the concentration and treatment time of activin, and sandwiched dissociated reassemblies treated with 1 ng / ml of activin for 3 hours. It was found that blood islands were induced at a high rate by culturing. 図2には、アニマルキャップ5枚、アクチビン処理時間 3時間の条件での単独培養での培養例を示す。この図では、組織切片写真を示す。左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。未処理では不整形表皮が観察され、1ng/ml処理では血島形成が観察され、10ng/ml処理では、筋肉脊索が見られ、100ng/ml処理では内胚葉性細胞が見られた。FIG. 2 shows an example of culture in a single culture under the conditions of 5 animal caps and an activin treatment time of 3 hours. In this figure, a tissue section photograph is shown. Upper left shows 0 ng / ml treatment, upper right shows 1 ng / ml treatment, lower left shows 10 ng / ml treatment, and lower right shows 100 ng / ml treatment. Untreated epidermis was observed, blood island formation was observed with 1 ng / ml treatment, muscle notochord was seen with 10 ng / ml treatment, and endoderm cells were seen with 100 ng / ml treatment. 図3には、アニマルキャップ5枚、アクチビン処理時間 3時間の条件でのサンドイッチ培養での培養例で見られた写真を示す。Aには、サンドイッチ培養の外形を示し、Bには、組織切片写真を示す。AおよびBとも、左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。未処理では不整形表皮が観察され、1ng/ml処理では血島形成が観察され、10ng/ml処理では、前腎管が見られ、100ng/ml処理ではセメント腺が見られた。FIG. 3 shows a photograph seen in a culture example of sandwich culture under conditions of 5 animal caps and an activin treatment time of 3 hours. A shows the outer shape of the sandwich culture, and B shows a tissue section photograph. In both A and B, the upper left shows 0 ng / ml treatment, the upper right shows 1 ng / ml treatment, the lower left shows 10 ng / ml treatment, and the lower right shows 100 ng / ml treatment. Untreated epidermis was observed, blood island formation was observed with 1 ng / ml treatment, prorenal ducts were seen with 10 ng / ml treatment, and cement glands were seen with 100 ng / ml treatment. 図4に本発明の代表的な方法のスキームの別の例を示す。図4では、未分化細胞からの血島(造血幹細胞)の誘導の概略図においてアニマルキャップ5枚およびアクチビン処理5時間の例が示されている。他の説明は、図1と同様である。FIG. 4 shows another example of a representative method scheme of the present invention. FIG. 4 shows an example of 5 animal caps and 5 hours of activin treatment in a schematic diagram of the induction of blood islands (hematopoietic stem cells) from undifferentiated cells. Other explanations are the same as those in FIG. 図5には、アニマルキャップ5枚、アクチビン処理時間5時間の条件での単独培養での培養例で見られた写真を示す。Aには、組織外形を示し、Bには、組織切片写真を示す。AおよびBとも、左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。未処理では不整形表皮が観察され、1ng/ml処理では筋肉形成が観察され、10ng/ml処理では、脊索が見られ、100ng/ml処理では心臓が見られた。FIG. 5 shows a photograph seen in a culture example in a single culture under conditions of 5 animal caps and an activin treatment time of 5 hours. A shows a tissue external shape, and B shows a tissue section photograph. In both A and B, the upper left shows 0 ng / ml treatment, the upper right shows 1 ng / ml treatment, the lower left shows 10 ng / ml treatment, and the lower right shows 100 ng / ml treatment. Untreated epidermis was observed, muscle formation was observed with the 1 ng / ml treatment, notochord was seen with the 10 ng / ml treatment, and heart was seen with the 100 ng / ml treatment. 図6には、アニマルキャップ5枚、アクチビン処理時間5時間の条件でのサンドイッチ培養での培養例で見られた写真を示す。Aには、組織外形を示し、Bには、組織切片写真を示す。AおよびBとも、左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。未処理では不整形表皮が観察され、アニマルキャップ5枚、アクチビン1 ng/ml、5時間処理、サンドイッチ培養では血球はできても血島はできない。10ng/ml処理では、神経およびセメント腺が見られた。FIG. 6 shows a photograph seen in a culture example in sandwich culture under conditions of 5 animal caps and an activin treatment time of 5 hours. A shows a tissue external shape, and B shows a tissue section photograph. In both A and B, the upper left shows 0 ng / ml treatment, the upper right shows 1 ng / ml treatment, the lower left shows 10 ng / ml treatment, and the lower right shows 100 ng / ml treatment. Untreated epidermal epidermis is observed, but 5 animal caps, activin 1 ng / ml, 5 hours treatment, sandwich culture can produce blood cells but not blood islands. At 10 ng / ml treatment, nerves and cement glands were seen. 図7は、本発明の方法における、解離のイメージ図である。FIG. 7 is an image diagram of dissociation in the method of the present invention. 図8は、未分化細胞から誘導された血島(造血幹細胞)の組織切片の光学顕微鏡写真(a)と、血島を含む外植体の光学顕微鏡写真(b)を示す。FIG. 8 shows an optical micrograph (a) of a tissue section of a blood island (hematopoietic stem cell) derived from undifferentiated cells and an optical micrograph (b) of an explant containing the blood island. 図9は、アクチビンによる遺伝子マーカー発現(上からSCL、ODC R+およびODCR−)を検証するためのPCRの結果である。未分化細胞から誘導された血島(造血幹細胞、レーン2)で血島(造血幹細胞)マーカーのSCLの発現が見られた。1〜4レーン;各濃度でアクチビン処理後、未分化な細胞シートで挟んで1日培養したもの。レーン5のWE(whole embryo)は、発生段階が20に達した無処理の全胚であり、SCLはStem cell leukemia protein、またODC(ornithine decarboxylase)は、すべての発生時期で安定して発現するので基準資料して用いている。FIG. 9 shows the results of PCR for verifying gene marker expression (SCL, ODCR + and ODCR− from the top) by activin. Expression of SCL, a blood island (hematopoietic stem cell) marker, was observed in blood islands (hematopoietic stem cells, lane 2) derived from undifferentiated cells. 1 to 4 lanes: Activin treatment at each concentration and then sandwiched between undifferentiated cell sheets and cultured for 1 day. The WE (Whole Embryo) in Lane 5 is an untreated whole embryo that has reached the developmental stage 20, SCL is Stem cell leukemia protein, and ODC (Orthineline decarboxylase) is stably expressed at all developmental stages. So it is used as a reference material. 図10に本発明の代表的な方法のスキームの別の例を示す。図10では、未分化細胞からの血島(造血幹細胞)の誘導の概略図においてアニマルキャップ5枚およびアクチビン処理3時間の例が示されている。他の説明は、図1と同様である。FIG. 10 shows another example of a representative method scheme of the present invention. FIG. 10 shows an example of 5 animal caps and 3 hours of activin treatment in a schematic diagram of the induction of blood islands (hematopoietic stem cells) from undifferentiated cells. Other explanations are the same as those in FIG. 図11は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理3時間での解離再集合体を単独で培養した外植体の外形を示す。左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。FIG. 11 shows the external shape of explants obtained by culturing 10 animal caps and dissociated reassemblies after 3 hours of activin treatment alone. Upper left shows 0 ng / ml treatment, upper right shows 1 ng / ml treatment, lower left shows 10 ng / ml treatment, and lower right shows 100 ng / ml treatment. 図12は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理3時間での解離再集合体の単独培養の組織切片を示す。左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。未処理では不整形表皮が観察され、1ng/ml処理では血島形成および体腔上皮形成が観察され、10ng/ml処理では、筋肉が見られた。FIG. 12 shows tissue sections of single cultures of dissociated reassemblies with 10 animal caps and 3 hours of activin treatment. Upper left shows 0 ng / ml treatment, upper right shows 1 ng / ml treatment, lower left shows 10 ng / ml treatment, and lower right shows 100 ng / ml treatment. Untreated epidermis was observed, blood island formation and body cavity epithelialization were observed with 1 ng / ml treatment, and muscle was seen with 10 ng / ml treatment. 図13は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理3時間でのアクチビンによる遺伝子マーカー発現(上からedd(内胚葉性細胞マーカー)、Hex(肝臓マーカー)、ms−アクチン(筋肉マーカー)、表皮ケラチン(表皮マーカー)、ODC R+およびODCR−)を検証するためのPCRの結果である。未分化細胞から誘導された血島(造血幹細胞、レーン2)で血島(造血幹細胞)マーカーのSCLの発現が見られた。アクチビン1ng/ml処理では血球形成が観察され、10ng/ml処理では、筋肉が見られ、100ng/ml処理では表皮が見られた。FIG. 13 shows gene marker expression by activin with 10 animal caps and 3 hours of activin treatment (from the top edd (endodermal cell marker), Hex (liver marker), ms-actin (muscle marker), epidermal keratin (epidermis) Results of PCR for verifying markers), ODC R + and ODCR-). Expression of SCL, a blood island (hematopoietic stem cell) marker, was observed in blood islands (hematopoietic stem cells, lane 2) derived from undifferentiated cells. Blood cell formation was observed with the activin 1 ng / ml treatment, muscle was seen with the 10 ng / ml treatment, and epidermis was seen with the 100 ng / ml treatment. 図14は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理3時間での解離再集合体をサンドイッチ培養した外植体の外形を示す。左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。FIG. 14 shows the external shape of explants obtained by sandwich culture of 10 animal caps and dissociated reassemblies after 3 hours of activin treatment. Upper left shows 0 ng / ml treatment, upper right shows 1 ng / ml treatment, lower left shows 10 ng / ml treatment, and lower right shows 100 ng / ml treatment. 図15は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理3時間での解離再集合体のサンドイッチ培養の組織切片を示す。左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。未処理では不整形表皮が観察され、1ng/ml処理では血島形成が観察され、10ng/ml処理では、前腎管が見られ、100ng/ml処理ではセメント腺が見られた。FIG. 15 shows a tissue section of a sandwich culture of 10 animal caps and dissociated reassemblies after 3 hours of activin treatment. Upper left shows 0 ng / ml treatment, upper right shows 1 ng / ml treatment, lower left shows 10 ng / ml treatment, and lower right shows 100 ng / ml treatment. Untreated epidermis was observed, blood island formation was observed with 1 ng / ml treatment, prorenal ducts were seen with 10 ng / ml treatment, and cement glands were seen with 100 ng / ml treatment. 図16は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理3時間でのアクチビンによる遺伝子マーカー発現(上からotx−2(前脳マーカー)、nrp−1(神経マーカー)、SCL(血島マーカー)、aml−1(血島マーカー)、ODC R+およびODCR−)を検証するためのPCRの結果である。未分化細胞から誘導された血島(造血幹細胞、レーン2)で血島(造血幹細胞)マーカーのSCLの発現が見られた。アクチビン1ng/ml処理では血球形成が観察され、10ng/ml処理では、筋肉が見られ、100ng/ml処理では表皮が見られた。FIG. 16 shows gene marker expression by activin in 10 animal caps and 3 hours of activin treatment (from the top otx-2 (forebrain marker), nrp-1 (neurological marker), SCL (blood island marker), aml-1 (Blood island marker), ODC R + and ODCR-) PCR results for verification. Expression of SCL, a blood island (hematopoietic stem cell) marker, was observed in blood islands (hematopoietic stem cells, lane 2) derived from undifferentiated cells. Blood cell formation was observed with the activin 1 ng / ml treatment, muscle was seen with the 10 ng / ml treatment, and epidermis was seen with the 100 ng / ml treatment. 図17に本発明の代表的な方法のスキームの別の例を示す。図10では、未分化細胞からの血島(造血幹細胞)の誘導の概略図においてアニマルキャップ10枚およびアクチビン処理5時間の例が示されている。他の説明は、図1と同様である。FIG. 17 shows another example of a representative method scheme of the present invention. FIG. 10 shows an example of 10 animal caps and 5 hours of activin treatment in a schematic diagram of induction of blood islands (hematopoietic stem cells) from undifferentiated cells. Other explanations are the same as those in FIG. 図18は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理5時間での解離再集合体を単独培養した外植体の外形を示す。左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。FIG. 18 shows the external shape of an explant in which 10 animal caps and dissociated reassemblies after 5 hours of activin treatment were cultured alone. Upper left shows 0 ng / ml treatment, upper right shows 1 ng / ml treatment, lower left shows 10 ng / ml treatment, and lower right shows 100 ng / ml treatment. 図19は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理5時間での解離再集合体の単独培養の組織切片を示す。左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。未処理では不整形表皮が観察され、1ng/ml処理では血島形成が観察され、10ng/ml処理では、脊索が見られ、100ng/ml処理では内胚葉性細胞が見られた。FIG. 19 shows tissue sections of single cultures of dissociated reassemblies with 10 animal caps and 5 hours of activin treatment. Upper left shows 0 ng / ml treatment, upper right shows 1 ng / ml treatment, lower left shows 10 ng / ml treatment, and lower right shows 100 ng / ml treatment. Untreated epidermis was observed, blood island formation was observed with 1 ng / ml treatment, notochord with 10 ng / ml treatment, and endoderm cells with 100 ng / ml treatment. 図20は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理5時間でのアクチビンによる単独培養での遺伝子マーカー発現(上からedd(内胚葉性細胞マーカー)、Hex(肝臓マーカー)、ms−アクチン(筋肉マーカー)、表皮ケラチン(表皮マーカー)、ODC R+およびODCR−)を検証するためのPCRの結果である。未分化細胞から誘導された血島(造血幹細胞、レーン2)で血島(造血幹細胞)マーカーのSCLの発現が見られた。アクチビン1ng/ml処理では血球形成が観察され、10ng/ml処理では、筋肉が見られ、100ng/ml処理では内胚葉性細胞が見られた。FIG. 20 shows gene marker expression in single culture with 10 animal caps and activin treated with activin for 5 hours (from the top edd (endoderm cell marker), Hex (liver marker), ms-actin (muscle marker), It is the result of PCR for verifying epidermal keratin (epidermal marker), ODC R + and ODCR-. Expression of SCL, a blood island (hematopoietic stem cell) marker, was observed in blood islands (hematopoietic stem cells, lane 2) derived from undifferentiated cells. Blood cell formation was observed with the activin 1 ng / ml treatment, muscle was seen with the 10 ng / ml treatment, and endoderm cells were seen with the 100 ng / ml treatment. 図21は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理5時間での解離再集合体をサンドイッチ培養した外植体の外形を示す。左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。FIG. 21 shows the external shape of explants obtained by sandwich culture of 10 animal caps and dissociated reassemblies after 5 hours of activin treatment. Upper left shows 0 ng / ml treatment, upper right shows 1 ng / ml treatment, lower left shows 10 ng / ml treatment, and lower right shows 100 ng / ml treatment. 図22は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理5時間での解離再集合体のサンドイッチ培養の組織切片を示す。左上は0ng/ml処理、右上は1ng/ml処理、左下は10ng/ml処理、および右下は100ng/ml処理を示す。未処理では不整形表皮が観察され、アニマルキャップ10枚、アクチビン1 ng/ml、5時間処理、サンドイッチ培養では血島はできない。10ng/ml処理では、脊髄が見られ、100ng/ml処理ではセメント腺、体腔上皮および心臓が見られた。FIG. 22 shows a tissue section of a sandwich culture of 10 animal caps and dissociated reassemblies at 5 hours of activin treatment. Upper left shows 0 ng / ml treatment, upper right shows 1 ng / ml treatment, lower left shows 10 ng / ml treatment, and lower right shows 100 ng / ml treatment. Untreated epidermis is observed, and 10 animal caps, activin 1 ng / ml, 5 hours treatment, sandwich culture cannot form blood islands. At 10 ng / ml treatment, spinal cord was seen, and at 100 ng / ml treatment, cement gland, body cavity epithelium and heart were seen. 図23は、アニマルキャップ10枚およびアクチビン処理5時間でのアクチビンによるサンドイッチ培養での遺伝子マーカー発現(上からotx−2(前脳マーカー)、nrp−1(神経マーカー)、SCL(血島マーカー)、aml−1(血島マーカー)、ODC R+およびODCR−)を検証するためのPCRの結果である。未分化細胞から誘導された血島(造血幹細胞、レーン2)で血島(造血幹細胞)マーカーのSCLの発現が見られた。アクチビン1ng/ml処理では血球形成が観察され、10ng/ml処理では、筋肉が見られ、100ng/ml処理では内胚葉性細胞が見られた。FIG. 23 shows gene marker expression in sandwich culture with 10 animal caps and activin treated with activin for 5 hours (from top to bottom otx-2 (forebrain marker), nrp-1 (nerve marker), SCL (blood island marker) , Aml-1 (blood island marker), ODC R + and ODCR-). Expression of SCL, a blood island (hematopoietic stem cell) marker, was observed in blood islands (hematopoietic stem cells, lane 2) derived from undifferentiated cells. Blood cell formation was observed with the activin 1 ng / ml treatment, muscle was seen with the 10 ng / ml treatment, and endoderm cells were seen with the 100 ng / ml treatment.

(配列表の説明)
配列番号1は、ヒトインヒビンβAのアクセッション番号NM002192の核酸配列である。
配列番号2は、ヒトインヒビンβAのアクセッション番号NM002192のアミノ酸配列である。
配列番号3は、ヒトインヒビンβBのアクセッション番号NM002193の核酸配列である。
配列番号4は、ヒトインヒビンβBのアクセッション番号NM002193のアミノ酸配列である。
配列番号5は、ヒトインヒビンβCのアクセッション番号NM005538の核酸配列である。
配列番号6は、ヒトインヒビンβCのアクセッション番号NM005538のアミノ酸配列である。
配列番号7は、ヒトインヒビンαのアクセッション番号NM002191の核酸配列である。
配列番号8は、ヒトインヒビンαのアクセッション番号NM002191のアミノ酸配列である。
配列番号9は、アクセション番号:X68250(アフリカツメガエルアクチビンA)の核酸配列である。
配列番号10は、アクセション番号:X68250(アフリカツメガエルアクチビンA)のアミノ酸配列である。
配列番号11は、アフリカツメガエルにはインヒビンβB(アクセッション番号:S61773)の核酸配列である。
配列番号12は、アフリカツメガエルにはインヒビンβB(アクセッション番号:S61773)のアミノ酸配列である。
(Explanation of sequence listing)
SEQ ID NO: 1 is the nucleic acid sequence of human inhibin βA accession number NM002192.
SEQ ID NO: 2 is the amino acid sequence of accession number NM002192 of human inhibin βA.
SEQ ID NO: 3 is the nucleic acid sequence of human inhibin βB accession number NM002193.
SEQ ID NO: 4 is the amino acid sequence of accession number NM002193 of human inhibin βB.
SEQ ID NO: 5 is the nucleic acid sequence of human inhibin βC accession number NM005538.
SEQ ID NO: 6 is the amino acid sequence of accession number NM005538 of human inhibin βC.
SEQ ID NO: 7 is the nucleic acid sequence of accession number NM002191 for human inhibin α.
SEQ ID NO: 8 is the amino acid sequence of accession number NM002191 for human inhibin α.
SEQ ID NO: 9 is the nucleic acid sequence of accession number: X68250 (Xenopus activin A).
SEQ ID NO: 10 is the amino acid sequence of accession number: X68250 (Xenopus activin A).
SEQ ID NO: 11 is the nucleic acid sequence of inhibin βB (accession number: S61773) for Xenopus laevis.
SEQ ID NO: 12 is the amino acid sequence of inhibin βB (accession number: S61773) for Xenopus laevis.

Claims (41)

造血幹細胞を調製するための方法であって:
A)未分化細胞を提供する工程と、
B)該未分化細胞を解離させる工程と、
C)解離後の該未分化細胞を、造血幹細胞に分化するに十分な時間アクチビンを含む培地中で培養する工程と、
を包含する、方法。
A method for preparing hematopoietic stem cells comprising:
A) providing undifferentiated cells;
B) dissociating the undifferentiated cells;
C) culturing the undifferentiated cells after dissociation in a medium containing activin for a time sufficient to differentiate into hematopoietic stem cells;
Including the method.
前記未分化細胞は後期胞胚に由来する細胞を含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the undifferentiated cells comprise cells derived from late blastocysts. さらに
D)C)工程により得られた細胞を未分化細胞と接触させる工程を包含する、請求項1に記載の方法。
The method according to claim 1, further comprising the step of contacting the cells obtained in step D) C) with undifferentiated cells.
前記接触は、未分化細胞のシートで前記C)工程で得られた細胞を挟み込むことによって達成される、請求項3に記載の方法。 The method according to claim 3, wherein the contact is achieved by sandwiching the cells obtained in step C) with a sheet of undifferentiated cells. 前記未分化細胞は、後期胞胚の動物極の細胞を含む、請求項3に記載の方法。 The method according to claim 3, wherein the undifferentiated cell comprises an animal pole cell of a late blastula. 前記未分化細胞との接触は、最初の接触から最終分化まで未分化細胞と接触させるに十分である時間である、請求項3に記載の方法。 4. The method of claim 3, wherein the contact with the undifferentiated cell is a time sufficient to contact the undifferentiated cell from initial contact to final differentiation. 前記未分化細胞との接触は、少なくとも1日間行われる、請求項3に記載の方法。 The method according to claim 3, wherein the contact with the undifferentiated cells is performed for at least one day. 前記未分化細胞との接触は、1日間以上3日間以内で行われる、請求項3に記載の方法。 The method according to claim 3, wherein the contact with the undifferentiated cells is performed within 1 day to 3 days. 前記アクチビンは、アクチビン−A、アクチビン−B、インヒビンおよびアクチビン−Cからなる群より選択されるアクチビンである、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the activin is an activin selected from the group consisting of activin-A, activin-B, inhibin and activin-C. 前記アクチビンは、配列番号2、4、6、8、10または12のいずれか1つに示すアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the activin comprises an amino acid sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, or 12. 前記アクチビンは、アニマルキャップあたり0.5〜1ng/mlの濃度で付与される、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the activin is applied at a concentration of 0.5-1 ng / ml per animal cap. 前記造血幹細胞は、幹細胞白血病タンパク質(SCL)マーカーを発現することを特徴とする、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the hematopoietic stem cells express a stem cell leukemia protein (SCL) marker. 前記解離は、Ca2+もMg2+も含まない培地中で培養することによって達成される、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the dissociation is achieved by culturing in a medium containing neither Ca 2+ nor Mg 2+ . 前記解離は、少なくとも10分間Ca2+もMg2+も含まない培地中で培養することによって達成される、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the dissociation is achieved by culturing in a medium without Ca2 + or Mg2 + for at least 10 minutes. 前記解離は、10分間から20分間Ca2+もMg2+も含まない培地中で培養することによって達成される、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the dissociation is achieved by culturing in a medium containing neither Ca2 + nor Mg2 + for 10 to 20 minutes. 前記C)工程において前記細胞の解離再集合体が形成される、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein a dissociated and reassembled body of the cells is formed in the step C). 前記C)工程における解離再集合体の形成は、少なくとも30分前記培地中で培養することによって達成される、請求項16に記載の方法。 The method according to claim 16, wherein the formation of dissociated reassemblies in the step C) is achieved by culturing in the medium for at least 30 minutes. 前記C)工程におけるアクチビンの処理は、少なくとも3時間行われる、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the activin treatment in the step C) is performed for at least 3 hours. 前記未分化細胞はアニマルキャップにより提供される、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the undifferentiated cell is provided by an animal cap. 前記アニマルキャップは、5〜10枚使用される、請求項19に記載の方法。 The method according to claim 19, wherein 5 to 10 animal caps are used. 前記工程Cにおいて、解離再集合体が形成され、該解離再集合体を前記未分化細胞とともに培養する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, further comprising the step of culturing the dissociated reassemblies together with the undifferentiated cells in step C, wherein dissociated reassemblies are formed. 前記工程Cにおいて、解離再集合体が形成され、該解離再集合体を前記未分化細胞でサンドイッチ培養する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, further comprising the step of sandwich-culturing the dissociated reassemblies in the undifferentiated cells in the step C, wherein dissociated reassemblies are formed. 前記細胞は、脊椎動物細胞である、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the cell is a vertebrate cell. 前記細胞は、両生綱動物細胞である、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the cell is an amphibian animal cell. 前記細胞は、カエルの細胞である、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the cell is a frog cell. 前記細胞は、アフリカツメガエルの細胞である、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the cell is a Xenopus cell. 請求項1〜26のいずれか1項に記載の方法によって調製された細胞。 A cell prepared by the method according to any one of claims 1 to 26. 請求項1〜28のいずれか1項に記載の方法によって調製された血島。 A blood island prepared by the method according to any one of claims 1 to 28. 造血幹細胞を誘導するための方法の未分化細胞を解離させる工程において使用される培地であって、
Ca2+もMg2+も含まないことを特徴とする、培地。
A medium used in the step of dissociating undifferentiated cells in a method for inducing hematopoietic stem cells,
A medium characterized in that it contains neither Ca 2+ nor Mg 2+ .
前記培地は、58mM NaCl,0.67mM KCl、3.0mM ヒドロキシエチルピペラジニルエタンスルホン酸および100mg/L 硫酸カナマイシン、pH7.4の組成を含む、請求項29に記載の培地。 30. The medium of claim 29, wherein the medium comprises a composition of 58 mM NaCl, 0.67 mM KCl, 3.0 mM hydroxyethylpiperazinylethanesulfonic acid and 100 mg / L kanamycin sulfate, pH 7.4. 造血幹細胞を誘導するための方法の未分化細胞を造血幹細胞に分化させる工程において使用される培地であって、
アクチビンを造血幹細胞に誘導するに有効な量含むことを特徴とする、培地。
A medium used in the step of differentiating undifferentiated cells into hematopoietic stem cells in the method for inducing hematopoietic stem cells,
A medium comprising an effective amount for inducing activin into hematopoietic stem cells.
前記アクチビンは、0.5〜1ng/mlの濃度で存在する、請求項31に記載の培地。 32. The medium of claim 31, wherein the activin is present at a concentration of 0.5-1 ng / ml. 前記アクチビンは、約1ng/mlの濃度で存在する、請求項31に記載の培地。 32. The medium of claim 31, wherein the activin is present at a concentration of about 1 ng / ml. 造血幹細胞を誘導するための方法において使用する培地の組み合わせであって、該組み合わせは
Ca2+もMg2+も含まないことを特徴とする、培地と、
アクチビンを造血幹細胞に誘導するに有効な量含むことを特徴とする、培地と
を含む、培地の組み合わせ。
A combination of media used in a method for inducing hematopoietic stem cells, characterized in that the combination does not contain Ca 2+ or Mg 2+ ;
A medium combination comprising a medium comprising an effective amount for inducing activin into hematopoietic stem cells.
造血幹細胞を調製するためのキットであって:
a)該未分化細胞を解離させる解離手段と、
b)該未分化細胞を造血幹細胞に分化させる分化手段と、
c)解離後の該未分化細胞を、造血幹細胞に分化するに十分な時間分化手段により該未分化細胞を分化させることを指示する指示書と、
を備える、キット。
A kit for preparing hematopoietic stem cells comprising:
a) dissociation means for dissociating the undifferentiated cells;
b) differentiation means for differentiating the undifferentiated cells into hematopoietic stem cells;
c) instructions for instructing to differentiate the undifferentiated cells by means of time differentiation sufficient to differentiate the undifferentiated cells after dissociation into hematopoietic stem cells;
A kit comprising:
前記分化手段は、アクチビンを含む培地であることを特徴とする、請求項35に記載のキット。 The kit according to claim 35, wherein the differentiation means is a medium containing activin. 造血幹細胞を調製するための、アクチビンの使用。 Use of activin to prepare hematopoietic stem cells. 造血幹細胞を調製するための組成物であって、該組成物は、アクチビンを造血幹細胞に誘導するに有効な量含有する、組成物。 A composition for preparing hematopoietic stem cells, the composition comprising an effective amount for inducing activin into hematopoietic stem cells. 前記アクチビンは、0.5〜1ng/mlの濃度で存在する、請求項38に記載の組成物。 39. The composition of claim 38, wherein the activin is present at a concentration of 0.5-1 ng / ml. 前記アクチビンは、約1ng/mlの濃度で存在する、請求項38に記載の組成物。 40. The composition of claim 38, wherein the activin is present at a concentration of about 1 ng / ml. 所望の分化細胞を調製するための方法であって:
A)未分化細胞を提供する工程と、
B)該未分化細胞を解離させる工程と、
C)解離後の該未分化細胞を、所望の分化細胞に分化するに十分な条件でアクチビンを含む培地中で培養する工程と、
を包含する、方法。
A method for preparing a desired differentiated cell comprising:
A) providing undifferentiated cells;
B) dissociating the undifferentiated cells;
C) culturing the undifferentiated cells after dissociation in a medium containing activin under conditions sufficient to differentiate into desired differentiated cells;
Including the method.
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