JP2009007321A - Treatment of refractory enteritis with mesenchymal stem cell - Google Patents

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Yoshiaki Arimura
佳昭 有村
Takashi Yabana
崇 矢花
Hironori Tanaka
浩紀 田中
Hiroshi Goto
啓 後藤
Yukihisa Shinomura
恭久 篠村
Kozo Imai
浩三 今井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excellent method for the prevention or treatment of inflammatory enteric diseases by using mesenchymal stem cell (MSC). <P>SOLUTION: The preventing or treating agent for inflammatory enteric diseases containing mesenchymal stem cell (MSC) and effective for the prevention or treatment of inflammatory enteric diseases is used by intravenously administering mesenchymal stem cell (MSC) after intestinal epithelium stem cell injury treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、間葉系幹細胞(Mesenchymal Stem Cell;MSC)を経静脈的に投与することによって炎症性腸疾患を予防・治療するための、間葉系幹細胞(MSC)を備えた炎症性腸疾患の予防・治療剤や、腸上皮幹細胞障害剤と、間葉系幹細胞(MSC)とを備えたことを特徴とする炎症性腸疾患の予防・治療剤や、哺乳動物に対して腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、間葉系幹細胞(MSC)を経静脈的に前記哺乳動物に投与する炎症性腸疾患の予防・治療方法や、腸上皮幹細胞障害剤及び間葉系幹細胞(MSC)の、炎症性腸疾患の予防・治療のための薬剤の製造における使用等に関する。   The present invention relates to a mesenchymal stem cell for preventing / treating inflammatory bowel disease by intravenously administering a mesenchymal stem cell (MSC) after intestinal epithelial stem cell disorder treatment. A prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease comprising (MSC), a prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease comprising an intestinal epithelial stem cell disorder agent and a mesenchymal stem cell (MSC), A method for preventing / treating inflammatory bowel disease, wherein mesenchymal stem cells (MSC) are intravenously administered to the mammal after intestinal epithelial stem cell damage treatment is performed on the mammal, or an intestinal epithelial stem cell disorder agent And the use of mesenchymal stem cells (MSC) in the manufacture of a medicament for the prevention and treatment of inflammatory bowel disease.

炎症性腸疾患(IBD)は、最も難治性な消化器疾患の1つであり、患者の生活の質を著しく低下させ、若年患者の結腸直腸癌のリスクを高めることが知られている。現在行なわれている炎症性腸疾患の治療方法として、ヒト化抗TNFα抗体(インフリキシマブ)の投与が行なわれている(例えば、特許文献1参照)が、決定的な治療は困難なままである。その他、チロシンキナーゼ阻害剤を、そのような治療を必要とするヒトに投与する段階を含む炎症性腸疾患を治療する方法(例えば、特許文献2参照)も知られている。   Inflammatory bowel disease (IBD) is one of the most refractory gastrointestinal diseases and is known to significantly reduce the quality of life of patients and increase the risk of colorectal cancer in young patients. Currently, humanized anti-TNFα antibody (infliximab) is administered as a method for treating inflammatory bowel disease (see, for example, Patent Document 1), but definitive treatment remains difficult. In addition, a method for treating inflammatory bowel disease including a step of administering a tyrosine kinase inhibitor to a human in need of such treatment (see, for example, Patent Document 2) is also known.

他方、骨髄間葉系幹細胞は、造血幹細胞(HSC)とともに、多分化能をもつ骨髄幹細胞の1つとして知られている。最近、成人骨髄由来細胞が、胚葉の境界すら越えてさまざまな細胞型に融合又は分化転換するという驚くべき可塑性を有しているとの報告がある(例えば、非特許文献1〜3参照)。より具体的には、成人型多能性幹細胞(MAPC)(例えば、非特許文献1参照)又は急速に自己再生する細胞(RS−MSC)(例えば、非特許文献4参照)などの間葉系幹細胞(MSC)が、骨芽細胞や軟骨細胞のような中胚葉だけでなく、肝細胞のような内胚葉や、神経前駆体のような外胚葉にも分化する能力があることが報告されている(例えば、非特許文献5〜7参照)。このように、MSCは、移植医療における慢性的なドナー(臓器)不足の問題を解決する可能性や、組織工学の可能性を高めるような貴重な細胞の供給源となる可能性を秘めているため、近年非常に注目され、広範な研究がなされるようになった(例えば、非特許文献8参照)。免疫特権細胞又はユニバーサルドナーとも呼ばれる(例えば、非特許文献9参照)MSCは、細胞治療や遺伝子治療に有用な細胞の候補と考えられており、すでに、骨形成不全症やGVHD(移植片対宿主病)に対して臨床的に使用されてきている(例えば、非特許文献10及び11参照)。   On the other hand, bone marrow mesenchymal stem cells are known as one of pluripotent bone marrow stem cells together with hematopoietic stem cells (HSC). Recently, it has been reported that adult bone marrow-derived cells have surprising plasticity such as fusion or transdifferentiation into various cell types even across the germ layer boundary (see, for example, Non-Patent Documents 1 to 3). More specifically, a mesenchymal system such as adult pluripotent stem cells (MAPC) (for example, see Non-Patent Document 1) or rapidly self-regenerating cells (RS-MSC) (for example, see Non-Patent Document 4) It has been reported that stem cells (MSC) have the ability to differentiate not only in mesoderm such as osteoblasts and chondrocytes, but also in endoderm such as hepatocytes and ectoderm such as neural precursors. (For example, see Non-Patent Documents 5 to 7). In this way, MSC has the potential to solve the problem of chronic donor (organ) shortage in transplantation medicine and to become a valuable cell source that enhances the possibility of tissue engineering. For this reason, in recent years, it has attracted a great deal of attention and extensive research has been conducted (for example, see Non-Patent Document 8). MSCs, also called immune privileged cells or universal donors (see, for example, Non-Patent Document 9), are considered to be candidates for cells useful for cell therapy and gene therapy, and already have osteogenesis imperfecta and GVHD (graft versus host). (See Non-Patent Documents 10 and 11).

一方、ブスルファン(BU)は、細胞内に取り込まれた後にDNAをアルキル化して、DNA複製を阻害することで抗悪性腫瘍作用や骨髄抑制作用を示すアルキル化抗悪性腫瘍薬であり、既に経口製剤等が慢性骨髄性白血病や癌の治療薬として広く臨床使用されている。特に、慢性骨髄性白血病を治療するための造血幹細胞移植の前に、骨髄内の悪性腫瘍や異常な幹細胞を徹底的に除去する目的で用いられている。   Busulfan (BU), on the other hand, is an alkylated antineoplastic agent that exhibits an antineoplastic action and bone marrow suppression action by alkylating DNA after being taken up into cells and inhibiting DNA replication, and has already been orally formulated. Are widely used clinically as therapeutic agents for chronic myelogenous leukemia and cancer. In particular, it is used for the purpose of thoroughly removing malignant tumors and abnormal stem cells in the bone marrow before hematopoietic stem cell transplantation for treating chronic myeloid leukemia.

特表2006−524703号公報JP-T-2006-524703 特表2004−537542号公報JP-T-2004-537542 Nature, 418, 41-49(2002)Nature, 418, 41-49 (2002) Nature, 422, 901-904(2003)Nature, 422, 901-904 (2003) Nature, 422, 897-901(2003)Nature, 422, 897-901 (2003) Proc Natl Acad Sci USA, 98, 7841-7845(2001)Proc Natl Acad Sci USA, 98, 7841-7845 (2001) Blood, 106, 756-763(2005)Blood, 106, 756-763 (2005) Science, 290, 1775-1779(2000)Science, 290, 1775-1779 (2000) Science, 290, 1779-1782(2000)Science, 290, 1779-1782 (2000) Nature, 414, 118-121(2001)Nature, 414, 118-121 (2001) Blood, 106, 4057-4065(2005)Blood, 106, 4057-4065 (2005) Nature Med, 5, 309-313(1999)Nature Med, 5, 309-313 (1999) Lancet, 363, 1439-1441(2004)Lancet, 363, 1439-1441 (2004)

本発明の課題は、間葉系幹細胞(MSC)を用いた、炎症性腸疾患の優れた予防・治療方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an excellent method for preventing and treating inflammatory bowel disease using mesenchymal stem cells (MSC).

本発明者らは、決定的な治療法が存在しない炎症性腸疾患について、幹細胞移植による治療法に着目し、炎症性腸疾患モデルラットにMSC(間葉系幹細胞)を移植したが、炎症性腸疾患の改善は見られなかった。そこで、本発明者らは鋭意検討を行い、骨髄内の悪性腫瘍や異常な幹細胞を除去するのに用いられているBU(ブスルファン)を併用したところ、炎症性腸疾患の症状が著しく改善することを見い出し、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention focused on a treatment method using stem cell transplantation for inflammatory bowel disease for which no definitive treatment method exists, and transplanted MSC (mesenchymal stem cells) to an inflammatory bowel disease model rat. There was no improvement in bowel disease. Therefore, the present inventors have conducted intensive studies and combined use of BU (busulfan), which is used to remove malignant tumors and abnormal stem cells in the bone marrow, significantly improves the symptoms of inflammatory bowel disease. As a result, the present invention has been completed.

すなわち本発明は、(1)腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、間葉系幹細胞(MSC)を経静脈的に投与することによって炎症性腸疾患を予防・治療するための、間葉系幹細胞(MSC)を備えたことを特徴とする炎症性腸疾患の予防・治療剤や、(2)腸上皮幹細胞障害処理が、腸上皮幹細胞障害剤の投与又は放射線の照射であることを特徴とする上記(1)に記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤や、(3)腸上皮幹細胞障害剤と、間葉系幹細胞(MSC)とを備えたことを特徴とする炎症性腸疾患の予防・治療剤や、(4)腸上皮幹細胞障害剤が、抗癌剤であることを特徴とする上記(2)又は(3)に記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤や、(5)抗癌剤が、アルキル化剤であることを特徴とす上記(4)に記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤や、(6)アルキル化剤が、ブスルファン又はシクロホスファミドであることを特徴とする上記(5)に記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤や、(7)間葉系幹細胞(MSC)が、骨髄間葉系幹細胞であることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤や、(8)炎症性腸疾患が、潰瘍性大腸炎又はクローン病であることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤に関する。   That is, the present invention provides (1) a mesenchymal stem cell for preventing / treating inflammatory bowel disease by intravenously administering a mesenchymal stem cell (MSC) after intestinal epithelial stem cell disorder treatment. (MSC), a prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease, and (2) intestinal epithelial stem cell disorder treatment is administration of intestinal epithelial stem cell disorder agent or irradiation of radiation The prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to (1) above, and (3) the prophylaxis of inflammatory bowel disease comprising an intestinal epithelial stem cell disorder agent and a mesenchymal stem cell (MSC). The therapeutic agent, (4) the prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to (2) or (3) above, wherein (4) the intestinal epithelial stem cell disorder agent is an anticancer agent, and (5) an anticancer agent A prophylactic agent for inflammatory bowel disease according to (4) above, which is an alkylating agent A therapeutic agent, or (6) a prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to (5), wherein the alkylating agent is busulfan or cyclophosphamide, and (7) a mesenchymal system The prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to any one of (1) to (6) above, wherein the stem cell (MSC) is a bone marrow mesenchymal stem cell, or (8) inflammatory bowel disease Relates to the preventive / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to any one of (1) to (7) above, which is ulcerative colitis or Crohn's disease.

また本発明は、(9)哺乳動物に対して腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、間葉系幹細胞(MSC)を経静脈的に前記哺乳動物に投与する炎症性腸疾患の予防・治療方法に関する。   The present invention also provides (9) a method for preventing / treating inflammatory bowel disease, wherein mesenchymal stem cells (MSC) are intravenously administered to the mammal after intestinal epithelial stem cell damage treatment has been performed on the mammal. About.

さらに本発明は、(10)腸上皮幹細胞障害剤及び間葉系幹細胞(MSC)の、炎症性腸疾患の予防・治療のための薬剤の製造における使用に関する。   The present invention further relates to (10) use of an intestinal epithelial stem cell disorder agent and mesenchymal stem cell (MSC) in the manufacture of a medicament for the prevention / treatment of inflammatory bowel disease.

本発明によると、炎症性腸疾患を有する個体に、腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、間葉系幹細胞(MSC)を移植(経静脈的に投与)することにより、炎症性腸疾患の改善効果を得ることができ、炎症性腸疾患の新しい治療体系の構築が可能となる。MSCは骨髄、骨膜、脂肪組織、末梢血から分離することが可能であり、細胞移植に自家細胞を用いる場合にはドナーの確保や拒絶反応のない、より安全な治療を行うことが可能となる。   According to the present invention, after an intestinal epithelial stem cell disorder treatment is performed on an individual having inflammatory bowel disease, mesenchymal stem cells (MSC) are transplanted (administered intravenously), thereby improving inflammatory bowel disease. The effect can be obtained, and a new treatment system for inflammatory bowel disease can be constructed. MSCs can be isolated from bone marrow, periosteum, adipose tissue, and peripheral blood, and when autologous cells are used for cell transplantation, safer treatment without securing donors or rejection is possible. .

本発明の炎症性腸疾患の予防・治療剤としては、腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、間葉系幹細胞(MSC)を経静脈的に投与することによって、炎症性腸疾患を予防・治療するための、間葉系幹細胞(MSC)を備えたことを特徴とする炎症性腸疾患の予防・治療剤や、腸上皮幹細胞障害剤と、間葉系幹細胞(MSC)とを備えたことを特徴とする炎症性腸疾患の予防・治療剤であれば特に制限されず、また、本発明の炎症性腸疾患の予防・治療方法としては、哺乳動物に対して腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、間葉系幹細胞(MSC)を経静脈的に前記哺乳動物に投与する方法であれば特に制限されず、そしてまた、本発明の使用(方法)としては、炎症性腸疾患の予防・治療のための薬剤の製造における、腸上皮幹細胞障害剤及び間葉系幹細胞(MSC)の使用であれば特に制限されず、炎症性腸疾患として具体的には、潰瘍性大腸炎及びクローン病、放射線腸炎、ケモセラピーによる腸管障害等を例示することができ、特に難治性の炎症性腸疾患として、潰瘍性大腸炎及びクローン病を例示することができる。   The prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to the present invention is to prevent / treat inflammatory bowel disease by intravenously administering mesenchymal stem cells (MSC) after intestinal epithelial stem cell disorder treatment. A prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease characterized by comprising mesenchymal stem cells (MSC), an intestinal epithelial stem cell disorder agent, and mesenchymal stem cells (MSC) The agent is not particularly limited as long as it is a prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease, and as a method for preventing / treating inflammatory bowel disease of the present invention, intestinal epithelial stem cell disorder treatment was performed on mammals. There is no particular limitation as long as it is a method for intravenously administering mesenchymal stem cells (MSC) to the mammal later, and the use (method) of the present invention includes prevention and treatment of inflammatory bowel disease. Intestinal epithelial stem cell disorder and It is not particularly limited as long as it is a mesenchymal stem cell (MSC), and specific examples of inflammatory bowel disease include ulcerative colitis and Crohn's disease, radiation enteritis, chemotherapy-induced intestinal disorders, and the like. Particularly refractory inflammatory bowel diseases include ulcerative colitis and Crohn's disease.

本発明の炎症性腸疾患の予防・治療剤によると、腸上皮幹細胞障害剤をヒト、マウス、ラット、イヌ、ウシ、サル等の哺乳動物(特にヒト)に投与した後に、哺乳動物、好ましくは、腸上皮幹細胞障害剤を投与した哺乳動物と同種の哺乳動物(特にヒト)由来の間葉系幹細胞を、腸上皮幹細胞障害剤を投与した前述の哺乳動物(特にヒト)に経静脈的に投与することにより、炎症性腸疾患を予防又は治療することができる。本発明の炎症性腸疾患の予防・治療剤の作用機作の詳細は明らかではないが、対象となる哺乳動物に腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、哺乳動物、好ましくは、腸上皮幹細胞障害剤を投与した哺乳動物と同種の哺乳動物由来の間葉系幹細胞を経静脈的に投与することにより、間葉系幹細胞が腸管上皮に移行して腸上皮幹細胞に分化し、その結果、炎症性腸疾患の予防・治療効果が得られると考えられる。   According to the prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease of the present invention, after the intestinal epithelial stem cell damaging agent is administered to mammals (particularly humans) such as humans, mice, rats, dogs, cows, monkeys, mammals, preferably Mesenchymal stem cells derived from mammals (especially humans) of the same type as mammals administered with intestinal epithelial stem cell disorder agent are intravenously administered to the aforementioned mammals (especially human) administered with intestinal epithelial stem cell disorder agent By doing so, inflammatory bowel disease can be prevented or treated. Although the details of the mechanism of action of the preventive / therapeutic agent for inflammatory bowel disease of the present invention are not clear, after the subject mammal is treated with intestinal epithelial stem cell disorder, the mammal, preferably intestinal epithelial stem cell disorder Mesenchymal stem cells derived from mammals of the same species as the mammal to which the agent is administered are intravenously administered, so that the mesenchymal stem cells migrate to the intestinal epithelium and differentiate into intestinal epithelial stem cells. It is thought that preventive and therapeutic effects for intestinal diseases can be obtained.

上記腸上皮幹細胞障害処理としては、腸上皮幹細胞の分化及び/又は増殖を抑制する効果を有する処理である限り特に制限されず、腸上皮幹細胞障害剤の投与や放射線の照射、腸上皮幹細胞のホメオスタシスにかかわるシグナル(WNTシグナルやNotchシグナル)の阻害剤の投与、アンチセンスやsiRNAなどの分子標的治療薬の投与を好ましく例示することができ、中でも、腸上皮幹細胞障害剤の投与や放射線の照射を特に好ましく例示することができる。   The intestinal epithelial stem cell disorder treatment is not particularly limited as long as it is a treatment having an effect of suppressing differentiation and / or proliferation of intestinal epithelial stem cells. Administration of intestinal epithelial stem cell disorder agents, irradiation of radiation, intestinal epithelial stem cell homeostasis Administration of an inhibitor of a signal related to (WNT signal or Notch signal), administration of a molecular target therapeutic agent such as antisense or siRNA can be preferably exemplified, and in particular, administration of an intestinal epithelial stem cell disorder agent or irradiation of radiation Particularly preferable examples can be given.

上記腸上皮幹細胞障害剤としては、腸上皮幹細胞の分化や増殖を抑制する効果を有する限り特に制限されないが、DNAをアルキル化してDNA複製を阻害するアルキル化剤や、代謝を阻害して細胞の増殖や分裂を阻害する代謝拮抗剤や、抗腫瘍性抗生物質や、微小管阻害剤や、白金製剤や、トポイソメラーゼ阻害剤等の抗癌剤であることが好ましく、アルキル化剤であることがさらに好ましい。   The intestinal epithelial stem cell damaging agent is not particularly limited as long as it has an effect of suppressing the differentiation and proliferation of intestinal epithelial stem cells, but an alkylating agent that alkylates DNA to inhibit DNA replication or a cell that inhibits metabolism and inhibits cell replication. It is preferably an anticancer agent such as an antimetabolite that inhibits proliferation or division, an antitumor antibiotic, a microtubule inhibitor, a platinum preparation, a topoisomerase inhibitor, and more preferably an alkylating agent.

上記アルキル化剤としては、ブスルファン、シクロホスファミド、BCNU(N,N'-bis(2-chloroethyl)-N-nitrosourea)、ナイトラミン、イホスファミド、メルファラン、チオテパ、カルボコン、塩酸ニムスチン等を好ましく例示することができ、ブスルファンをより好ましく例示することができる。また、上記代謝拮抗剤としては、5−FU、メトトレキセートを好ましく例示することができ、上記抗腫瘍性抗生物質としては、ダウノルビシン、アクチノマイシンD、マイトマイシンC、ブレオマイシンを好ましく例示することができ、上記微小管阻害剤としてはビンクリスチン、パクリタキセル、ドセタキセルを好ましく例示することができ、上記トポイソメラーゼ阻害剤としてはイリノテカン、エトポシドを好ましく例示することができる。   As the alkylating agent, busulfan, cyclophosphamide, BCNU (N, N'-bis (2-chloroethyl) -N-nitrosourea), nitramine, ifosfamide, melphalan, thiotepa, carbocon, nimustine hydrochloride, etc. are preferable. It can be exemplified, and busulfan can be exemplified more preferably. Examples of the antimetabolite include 5-FU and methotrexate. Preferred examples of the antitumor antibiotic include daunorubicin, actinomycin D, mitomycin C, and bleomycin. Preferred examples of the microtubule inhibitor include vincristine, paclitaxel, and docetaxel, and preferred examples of the topoisomerase inhibitor include irinotecan and etoposide.

上記腸上皮幹細胞障害剤の投与方法としては特に制限されないが、経口投与、腹腔内投与、静脈内投与等を好ましく例示することができる。腸上皮幹細胞障害剤の投与量としては、炎症性腸疾患の種類、その症状の度合い、腸上皮幹細胞障害剤の種類等によって左右されるため、一概にいうことはできないが、本発明における炎症性腸疾患の予防・改善効果が得られるような範囲で投与量を適宜調整することができる。なお、腸上皮幹細胞障害剤の投与は、1〜複数回に分けて行ってもよい。   The administration method of the intestinal epithelial stem cell damaging agent is not particularly limited, and oral administration, intraperitoneal administration, intravenous administration and the like can be preferably exemplified. The dose of the intestinal epithelial stem cell disorder agent depends on the type of inflammatory bowel disease, the degree of its symptoms, the type of intestinal epithelial stem cell disorder agent, etc., and cannot be generally stated. The dose can be appropriately adjusted within a range where the effect of preventing or improving bowel disease can be obtained. In addition, administration of the intestinal epithelial stem cell disorder agent may be performed in 1 to multiple times.

上記間葉系幹細胞(MSC)としては、未分化の間葉系細胞である限り特に制限はされず、哺乳動物の骨髄、骨膜、脂肪組織、末梢血等から常法に従い採取した後、未分化の間葉系幹細胞をプラスチック付着性の有無等により選択することができる。即ち、骨髄等に含まれる細胞の中で付着性を有するものを選択することにより間葉系幹細胞を得ることができる。ここで、間葉系幹細胞としては、本発明のより優れた効果を得る観点から、骨髄間葉系幹細胞(骨髄間質細胞)を用いることが好ましい。また、間葉系幹細胞としては、移植対象であるレシピエントと同種の哺乳動物由来の間葉系幹細胞を用いることが好ましく、レシピエント以外の同種の哺乳動物由来の間葉系幹細胞や、レシピエント自身の間葉系幹細胞(自家細胞)を用いることができるが、レシピエント自身の間葉系幹細胞を用いることがより好ましい。   The mesenchymal stem cells (MSC) are not particularly limited as long as they are undifferentiated mesenchymal cells, and are collected from mammalian bone marrow, periosteum, adipose tissue, peripheral blood and the like according to a conventional method, and then undifferentiated. Mesenchymal stem cells can be selected based on the presence or absence of plastic adhesion. That is, mesenchymal stem cells can be obtained by selecting adherent cells among cells contained in bone marrow or the like. Here, as a mesenchymal stem cell, it is preferable to use a bone marrow mesenchymal stem cell (bone marrow stromal cell) from the viewpoint of obtaining the superior effect of the present invention. Further, as the mesenchymal stem cells, it is preferable to use mesenchymal stem cells derived from the same mammal as the recipient to be transplanted, and mesenchymal stem cells derived from the same mammal other than the recipient, Although own mesenchymal stem cells (autologous cells) can be used, it is more preferable to use the recipient's own mesenchymal stem cells.

間葉系幹細胞の投与方法としては、腸上皮幹細胞障害処理後に、経静脈的に投与する限り特に制限はされないが、腸上皮幹細胞障害処理後4、5日以内に投与することが好ましい。また、間葉系幹細胞の投与量としては、炎症性腸疾患の種類、症状の度合い等にもよるが、1×10〜1×10/kgの細胞(1〜複数回に分けて投与してもよい)を挙げることができる。 The method for administering mesenchymal stem cells is not particularly limited as long as it is administered intravenously after intestinal epithelial stem cell injury treatment, but it is preferably administered within 4 to 5 days after intestinal epithelial stem cell injury treatment. The dose of mesenchymal stem cells is 1 × 10 6 to 1 × 10 8 / kg cells (1 to 10 divided doses) depending on the type of inflammatory bowel disease, the degree of symptoms, and the like. May be included).

炎症性腸疾患の予防・治療のための薬剤(炎症性腸疾患の予防・治療剤)における腸上皮幹細胞障害剤や間葉系幹細胞は、それぞれ薬学的に許容される通常の担体、賦形剤、希釈剤、pH緩衝剤、生理的食塩水等の水溶性溶剤、塩化ナトリウム、グリセリン、D−マンニトール等の等張化剤、ヒト血清アルブミン等の安定化剤、メチルパラベン等の保存剤、ベンジルアルコール等の局麻剤などの各種調剤用配合成分を添加して用いることができる。また、間葉系幹細胞と共に、他の炎症性腸疾患の予防・治療剤を併用することもできる。   Intestinal epithelial stem cell disorder agents and mesenchymal stem cells in drugs for the prevention / treatment of inflammatory bowel disease (prevention / treatment agents for inflammatory bowel disease) are pharmaceutically acceptable ordinary carriers and excipients, respectively. , Diluents, pH buffering agents, water soluble solvents such as physiological saline, isotonic agents such as sodium chloride, glycerin and D-mannitol, stabilizers such as human serum albumin, preservatives such as methylparaben, benzyl alcohol It is possible to add various compounding ingredients for preparation such as local narcotics. In addition, a prophylactic / therapeutic agent for other inflammatory bowel diseases can be used in combination with mesenchymal stem cells.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。
[参考例]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, the technical scope of this invention is not limited to these illustrations.
[Reference example]

[化学薬品及び動物]
デキストラン硫酸ナトリウム(DSS、分子量40,000)、トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)、及びブスルファン(1,4−ブタンジオールジメタンスルホネート、BU)はSigma社から購入した。実験的腸炎の研究には4〜5週齢の雌のルイスラット及び7〜8週齢の雌のBALB/cマウス(Charles River Laboratories社製)を使用し、インビボでの動的なMSCの局在の分析には、SD−TG(CAG−EGFP)ラット、強化緑色蛍光タンパク質(eGFP)を普遍的に発現しているいわゆる「グリーンラット」(JSLC社製)を使用した。全ての実験動物は札幌医科大学動物実験施設にて飼育され、餌及び水は常に供給され、札幌医科大学動物実験部会の定める指針に従って扱われた。本研究は、国際条約である生物多様性条約及びバイオセーフティーに関するカルタヘナ議定書に沿っている。
[Chemicals and animals]
Dextran sulfate sodium (DSS, molecular weight 40,000), trinitrobenzenesulfonic acid (TNBS), and busulfan (1,4-butanediol dimethanesulfonate, BU) were purchased from Sigma. For the study of experimental enteritis, 4 to 5 week old female Lewis rats and 7 to 8 week old female BALB / c mice (Charles River Laboratories) were used, and the dynamic MSC was observed in vivo. For the present analysis, SD-TG (CAG-EGFP) rat, so-called “green rat” (manufactured by JSLC) that universally expresses enhanced green fluorescent protein (eGFP) was used. All experimental animals were bred at the Sapporo Medical University Animal Experiment Facility, food and water were always supplied, and were handled according to the guidelines set by the Sapporo Medical University Animal Experiment Committee. This study is in line with the International Convention on Biological Diversity and the Cartagena Protocol on Biosafety.

[統計解析]
後述の実験の全ての数値データは平均±標準偏差で表した。各実験グループにおけるサイトカインの定量的mRNA発現量の平均値、及びグループ間の組織学的評価は、一元配置分散分析(ANOVA)とそれに続くボンフェローニの(Bonferrone’s)多重比較法によって分析された。2つのグループを比較するために、それぞれunpaired-t検定及びマン−フィットニー(Mann-Whittney)U検定を用いたパラメトリック及びノンパラメトリック分析を行った。カテゴリ変数はカイ2乗検定、Pearsonの統計に基づく正確なP値、若しくはモンテカルロ法を用いて比較した。P<0.05のとき、有意差があるとした。すべての検定は両側検定を行った。
[Statistical analysis]
All numerical data in the experiments described below were expressed as mean ± standard deviation. Mean values of cytokine quantitative mRNA expression in each experimental group and histological evaluation between groups were analyzed by one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Bonferrone's multiple comparison method. To compare the two groups, parametric and nonparametric analyzes were performed using the unpaired-t test and the Mann-Whittney U test, respectively. Categorical variables were compared using chi-square test, exact P value based on Pearson's statistics, or Monte Carlo method. When P <0.05, there was a significant difference. All tests were two-sided.

[MSCの単離及び細胞培養系]
骨髄由来のラットMSC(rMSC:以下、単に「MSC」という。)は、Javazon et al.(Stem Cells 19, 219-225(2001))に記載されているように回収及び培養した。すなわち、3〜6ヶ月齢のルイスラット(n=3)の大腿骨及び頚骨から、骨幹に21ゲージの針を挿入し、20%ウシ胎児血清(FBS)を含むα-modified Eagle’s medium(αMEM)完全培地30mlでflushすることでラット骨髄細胞を回収した。細胞懸濁液を70μmナイロンフィルター(「BD Falcon」(登録商標)、 Becton Dickinson社製)で濾過後、75cmのフラスコに蒔いた。αMEM(20%FBS)完全培地中、37℃、5%COで細胞を培養した。3日後に培地を新鮮な培地(10%FBS)に交換し、付着細胞を培養密度が90%になるまで成長させて得た試料を継代0と定義した。後述のMSCのフローサイトメトリー解析では、継代5の細胞を用いた。
[MSC isolation and cell culture system]
Bone marrow-derived rat MSC (rMSC: hereinafter simply referred to as “MSC”) was collected and cultured as described in Javazon et al. (Stem Cells 19, 219-225 (2001)). That is, a 21-gauge needle was inserted into the diaphysis from the femur and tibia of a 3-6 month old Lewis rat (n = 3), and α-modified Eagle's medium (αMEM containing 20% fetal bovine serum (FBS) was used. ) Rat bone marrow cells were recovered by flushing with 30 ml of complete medium. The cell suspension was filtered through a 70 μm nylon filter (“BD Falcon” (registered trademark), manufactured by Becton Dickinson) and then spread on a 75 cm 2 flask. Cells were cultured at 37 ° C., 5% CO 2 in αMEM (20% FBS) complete medium. After 3 days, the medium was replaced with fresh medium (10% FBS), and a sample obtained by growing adherent cells to a culture density of 90% was defined as passage 0. In the flow cytometric analysis of MSC described later, cells at passage 5 were used.

[MSCのフローサイトメトリー解析]
製造業者の説明書に従いフルオレセインイソチアネート(FITC)又はフィコエリトリン(PE)が直接結合された1次抗体(ラット表面抗原特異的抗体又はアイソタイプコントロール抗体)で標識し、FACSCalibur(登録商標)フローサイトメーター(Becton Dickinson社製)を用いてMSCのフローサイトメトリー解析を行った。前述のラット表面抗原特異的抗体には、抗CD11b(MAC−1)抗体、抗CD31(PECAM−1)抗体、抗CD43(ロイコシアリン)抗体、抗CD44(Indian blood group)抗体、抗CD45(白血球共通抗原)抗体、及び抗CD90(Thy1.1)抗体(それぞれImmunotech社製)が含まれ、また、アイソタイプコントロール抗体としては、マウス抗IgG1−FITC抗体及びマウス抗IgG1−PE抗体(Immunotech社製)を用いた。なお、2次抗体としては、ヤギ抗免疫イムノグロブリンG(IgG)−PE抗体(Immunotech社製)を使用した。
[MSC flow cytometry analysis]
FACSCalibur® flow cytometer labeled with primary antibody (rat surface antigen specific antibody or isotype control antibody) directly conjugated with fluorescein isothiocyanate (FITC) or phycoerythrin (PE) according to manufacturer's instructions MSC flow cytometry analysis was performed using (Becton Dickinson). The aforementioned rat surface antigen-specific antibodies include anti-CD11b (MAC-1) antibody, anti-CD31 (PECAM-1) antibody, anti-CD43 (leucosialin) antibody, anti-CD44 (Indian blood group) antibody, and anti-CD45 (leukocyte common) Antigen) antibody and anti-CD90 (Thy1.1) antibody (each manufactured by Immunotech), and mouse isoIgG1-FITC antibody and mouse anti-IgG1-PE antibody (manufactured by Immunotech) as isotype control antibodies. Using. As a secondary antibody, goat anti-immunoglobulin G (IgG) -PE antibody (manufactured by Immunotech) was used.

前述のフローサイトメトリー解析の結果を図1に示す。図1のグラフのY軸は細胞数を表し、X軸は平均蛍光強度(MFI)を表す。このグラフ中の塗りつぶされたヒストグラムはアイソタイプコントロール抗体を用いた結果を示し、白抜きのヒストグラムはラット表面抗原特異的抗体を用いた結果を示す。CD11b、CD31、CD43、CD44、CD45を含むほとんどの骨髄細胞マーカーは、MSCで完全に陰性であったが、CD90(thy1.1)だけがMSC由来のほとんどの細胞で陽性であった。これらのMSC免疫表現型プロフィールは、以前にStem Cells, 19, 219-225(2001)で報告されている発現様式とよく一致している。   The results of the flow cytometry analysis described above are shown in FIG. In the graph of FIG. 1, the Y axis represents the number of cells, and the X axis represents the mean fluorescence intensity (MFI). The filled histogram in this graph shows the results using the isotype control antibody, and the open histogram shows the results using the rat surface antigen-specific antibody. Most bone marrow cell markers including CD11b, CD31, CD43, CD44, CD45 were completely negative in MSC, but only CD90 (thy1.1) was positive in most cells derived from MSC. These MSC immunophenotypic profiles are in good agreement with the expression pattern previously reported in Stem Cells, 19, 219-225 (2001).

[正形成骨髄下に誘導したDSS腸炎の誘導及びその評価]
以下のように、正形成骨髄を有するラットについてDSS腸炎の誘導を行った。
(1)正形成骨髄下でのDSS腸炎の誘導実験に用いるラットの飼育計画を図2に示す。図2からも分かるように、10%DSSを含む飲料水を0日目〜6日目までラットに適宜与えた。これらのラットを4つのグループ(治療グループ1〜3、コントロールグループ)に分けた(グループ3以外のグループはn=10、グループ3はn=12)。治療グループのうち、グループ1には1日目、グループ2には2日目、グループ3には3日目に、MSCを2×10個/g含む500μlのαMEMを尾静脈に注射し、コントロールグループにはMSCを注射しなかった。
上述の4つのグループのラットのそれぞれの体重の経時的変化を計測し、各ラットの実験開始日(day0)の体重を100としたときの体重の割合(%)を算出した。各グループの体重の割合の平均値(%)の推移を図3に示す。図3から分かるように、各グループの体重の割合の平均値には有意差が見られなかった。
また、上述の4つのグループのラットの全生存率を、Kaplan-Meier法及びlog-rank(Mantel-Cox)検定を用いて分析した。その結果を図4に示す。この結果についても、各グループ間で有意な差は見られなかった。
以上のことから、本実験においてはMSC投与による治療効果は認められなかった。
[Induction of DSS enteritis induced under normal bone marrow and its evaluation]
Induction of DSS enteritis was performed on rats with positively formed bone marrow as follows.
(1) FIG. 2 shows the breeding plan of rats used for the induction experiment of DSS enteritis under normal bone marrow. As can be seen from FIG. 2, drinking water containing 10% DSS was appropriately given to rats from day 0 to day 6. These rats were divided into four groups (treatment groups 1-3, control group) (n = 10 for groups other than group 3 and n = 12 for group 3). Of the treatment groups, group 1 was injected on the 1st day, group 2 on the 2nd day, group 3 on the 3rd day, 500 μl αMEM containing 2 × 10 4 MSC / g was injected into the tail vein, The control group was not injected with MSC.
The change over time in the body weight of each of the four groups of rats described above was measured, and the ratio (%) of the body weight when the body weight on the experiment start date (day 0) of each rat was taken as 100 was calculated. The transition of the average value (%) of the weight ratio of each group is shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, there was no significant difference in the average value of the proportion of body weight of each group.
In addition, the overall survival rate of the above four groups of rats was analyzed using the Kaplan-Meier method and the log-rank (Mantel-Cox) test. The result is shown in FIG. Again, no significant differences were found between the groups.
Based on the above, no therapeutic effect by MSC administration was observed in this experiment.

(2)次いで、投与したMSCがどの程度の期間、生着しているかを確認するため、以下の実験を行った。
まず、本実験に用いるラットの飼育計画を図5に示す。10匹ずつからなる2つのグループ(治療グループ、コントロールグループ)のラット(すべて雌)を用意し、図5に示されるように、治療グループについては、5%DSSを含む飲料水を3日目〜6日目まで継続的にラットに与え、コントロールグループについては、DSSを含まない飲料水を与えた。また、いずれのグループについても、0日目(図5の矢頭の日)に雄のドナーラット由来のMSCを2×10個/g含む500μlのαMEMを尾静脈に注射することにより、MSCを移植(いわゆる異性(gender-mismatched)移植)した。両グループのラットをそれぞれ、1日目、7日目及び10日目(図5の十字線の日)に屠殺し、肺組織及び結腸組織を採取した。これらの組織について、以下のようなsry特異的定性PCR分析を行った。すなわち、sry遺伝子はY染色体上にのみ存在するため、sry遺伝子の定性によって、組織中に雄のドナーラット由来の細胞が存在するか否かを調べることができる。
(2) Next, the following experiment was conducted to confirm how long the administered MSC was engrafted.
First, a rat breeding plan used in this experiment is shown in FIG. Rats (all females) of two groups of 10 animals (treatment group, control group) were prepared. As shown in FIG. 5, the treatment group was given drinking water containing 5% DSS on the third day. Rats were fed continuously until day 6, and the control group was given drinking water without DSS. In any group, MSC was injected by injecting 500 μl of αMEM containing 2 × 10 4 MSCs derived from male donor rats into the tail vein on day 0 (day of arrowhead in FIG. 5). Transplantation (so-called gender-mismatched transplantation). Rats from both groups were sacrificed on day 1, day 7 and day 10 (cross day in FIG. 5) and lung and colon tissues were collected. These tissues were subjected to the following sry specific qualitative PCR analysis. That is, since the sry gene exists only on the Y chromosome, it is possible to examine whether or not cells derived from male donor rats are present in the tissue, based on the qualification of the sry gene.

まず、採取した肺組織及び結腸組織から常法にしたがってゲノムを単離した。プライマーは以下のプライマーを用いた。
Y染色体の性決定領域(sry)のゲノムPCR用フォワード:5’-catcgaagggttaaagtgcca-3’(配列番号1)
sryのゲノムPCR用リバース:5’-atagtgtgtaggttgttgtcc-3’(配列番号2)(Nucleic Acids Res, 14, 7569-7580(1986))
本ゲノムPCRは、SYBR(登録商標) Green PCR Master Mix(Applied Biosystems社製)を用いて、ABI PRISM(登録商標)7000 Sequence Detection System(Applied Biosystems社製)で、40サイクルのゲノムPCR増幅(94℃30秒、62℃30秒、72℃30秒。ただし、1サイクル目に94℃で60秒変性させ、最後のサイクルで72℃10分間伸長させた。)によって行った。得られた各PCR産物を2%アガロースゲル(Sigma社製)でそれぞれ電気泳動し、エチジウムブロマイド染色した結果を図6に示す。図6から分かるように、肺組織ではいずれのグループについてもほぼ同程度のsry遺伝子シグナルが検出され、day1においては、特に強いシグナルが検出された。一方、結腸組織においては、いずれのグループについてもday1とday10では、sry遺伝子のシグナルは同程度に弱かったが、day7では、DSSを投与したグループに最も強いsry遺伝子シグナルが検出された。DSSを投与したグループにおいて、腸炎のピークであるday10でsry遺伝子のシグナルが有意に低下した理由は定かではないが、この腸炎モデルラット(5%DSS投与)においては、MSCが充分長期間といえるほどには生着を維持できず、細胞供給源又は免疫修飾物質のどちらか又は両方として適切に機能することができなかったと考えられる。
First, the genome was isolated from the collected lung tissue and colon tissue according to a conventional method. The following primers were used.
Y chromosome sex-determining region (sry) genomic PCR forward: 5'-catcgaagggttaaagtgcca-3 '(SEQ ID NO: 1)
Reverse for sry genomic PCR: 5'-atagtgtgtaggttgttgtcc-3 '(SEQ ID NO: 2) (Nucleic Acids Res, 14, 7569-7580 (1986))
This genomic PCR is performed using SYBR (registered trademark) Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) and ABI PRISM (registered trademark) 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems) for 40 cycles of genomic PCR amplification (94 30 seconds at 62 ° C., 30 seconds at 62 ° C., 30 seconds at 72 ° C. However, denaturation was performed at 94 ° C. for 60 seconds in the first cycle and elongation was performed at 72 ° C. for 10 minutes in the last cycle. FIG. 6 shows the results of electrophoresis of each obtained PCR product on a 2% agarose gel (manufactured by Sigma) and staining with ethidium bromide. As can be seen from FIG. 6, almost the same level of sry gene signal was detected in the lung tissue, and particularly strong signal was detected in day1. On the other hand, in the colon tissue, the signal of the sry gene was weak in both groups of day 1 and day 10, but in day 7, the strongest sry gene signal was detected in the group administered with DSS. In the group administered DSS, the reason why the signal of the sry gene was significantly decreased at day 10 which is the peak of enteritis is not clear, but in this enteritis model rat (5% DSS administration), MSC can be said to be sufficiently long. It is believed that the engraftment could not be maintained as much and could not function properly as either a cell source or an immunomodulator or both.

[TNBS腸炎の誘導及びその評価]
以下のように、正形成骨髄を有するラットについてTNBS腸炎の誘導を行った。
(1)正形成骨髄下でのTNBS腸炎の誘導実験に用いるラットの飼育計画を図7に示す。0日目に、異性MSC(雄のrMSC)をラットに移植した(図7のday0の黒矢頭)。2日目に、一般的な麻酔下(ペントバルビタールナトリウム)に、一匹当たり30mgのTNBSを含む50%エタノール100mlを腸管内投与することで腸炎を誘導した(図7のday2の黒矢頭)。また、対象として、異性MSCを含まない溶媒を移植した(図7のday0の白矢頭)グループや、TNBSを含まない50%エタノールを腸内投与した(図7のday2の白矢頭)グループを設けた。具体的には、24匹のラットを以下の(1)〜(4)の4つのグループ(それぞれn=6)に分けた。
(1)MSC移植及びTNBS投与(MSC+TNBS+)
(2)溶媒移植及びTNBS投与(MSC−TNBS+)
(3)MSC移植及び50%エタノール投与(MSC+TNBS−)
(4)溶媒移植及び50%エタノール投与(MSC−TNBS−)
上述の4つのグループのラットのそれぞれの体重の経時的変化を計測し、各ラットの実験開始日(day1)の体重を100としたときの体重の割合(%)を算出した。各グループの体重の割合の平均値(%)の推移を図8に示す。図8から分かるように、day5においても、各グループの体重の割合の平均値には有意差が見られなかった。
[Induction of TNBS enteritis and its evaluation]
Induction of TNBS enteritis was performed on rats with positively formed bone marrow as follows.
(1) FIG. 7 shows the breeding plan of rats used for the induction experiment of TNBS enteritis under normal bone marrow. On day 0, heterosexual MSCs (male rMSCs) were transplanted into rats (black arrowhead on day 0 in FIG. 7). On the second day, enteritis was induced by intestinal administration of 100 ml of 50% ethanol containing 30 mg of TNBS per animal under general anesthesia (pentobarbital sodium) (black arrowhead of day 2 in FIG. 7). In addition, as a subject, a group transplanted with a solvent containing no isomeric MSC (day 0 in FIG. 7) and a group in which 50% ethanol not containing TNBS was administered enterally (white arrow in day 2 in FIG. 7) were provided. It was. Specifically, 24 rats were divided into the following four groups (1) to (4) (n = 6 respectively).
(1) MSC transplantation and TNBS administration (MSC + TNBS +)
(2) Solvent transplantation and TNBS administration (MSC-TNBS +)
(3) MSC transplantation and 50% ethanol administration (MSC + TNBS-)
(4) Solvent transplantation and 50% ethanol administration (MSC-TNBS-)
The change over time in the body weight of each of the four groups of rats described above was measured, and the ratio (%) of the body weight when the body weight on the experiment start date (day 1) of each rat was taken as 100 was calculated. The transition of the average value (%) of the weight ratio of each group is shown in FIG. As can be seen from FIG. 8, no significant difference was found in the average value of the weight ratio of each group even in day 5.

なお、「MSC+TNBS+」グループのラットは、1日目、5日目及び9日目に屠殺し、肺組織及び結腸組織を採取した。採取したこれらの組織について、前述のsry特異的定性PCR分析を行った。得られた各PCR産物を2%アガロースゲル(Sigma社製)でそれぞれ電気泳動し、エチジウムブロマイド染色した結果を図9に示す。図9から分かるように、肺組織のday1ではsry遺伝子の比較的強いシグナルが検出されたが、day5ではシグナルが有意に低下した。一方、結腸組織においては、day1ではsry遺伝子のシグナルはほとんど見られなかったが、day5では比較的強いシグナルが検出され、day9では、シグナルの強度は有意に低下した。TNBSを投与したグループにおいて、腸炎のピークであるday9でsry遺伝子のシグナルが有意に低下した理由は定かではないが、この腸炎モデルラット(TNBS投与)においては、MSCが充分長期間といえるほどには生着を維持できなかったために細胞供給源又は免疫修飾物質のどちらか又は両方として適切に機能することができなかったと考えられる。   The rats of the “MSC + TNBS +” group were sacrificed on the first day, the fifth day, and the ninth day, and lung tissue and colon tissue were collected. These collected tissues were subjected to the above-mentioned sry specific qualitative PCR analysis. The obtained PCR products were each electrophoresed on a 2% agarose gel (manufactured by Sigma) and stained with ethidium bromide. FIG. 9 shows the results. As can be seen from FIG. 9, a relatively strong signal of the sry gene was detected in day 1 of lung tissue, but the signal was significantly reduced in day 5. On the other hand, in the colon tissue, almost no signal of the sry gene was observed in day 1, but a relatively strong signal was detected in day 5, and the signal intensity was significantly decreased in day 9. In the group administered TNBS, the reason why the signal of the sry gene was significantly decreased at day 9 which is the peak of enteritis is not clear, but in this enteritis model rat (administration of TNBS), MSC can be said to be sufficiently long. Could not function properly as either a cell source or an immunomodulator or both because of failure to maintain engraftment.

[5%DSS又はBU20mg/kg単回投与を受けたラットレシピエント結腸上皮組織におけるドナー由来eGFP標識MSCの局在]
MSCの移植後3日目から5%DSS(経口投与)を3日間投与した、移植7日目のラットレシピエント(図5)の結腸上皮組織、又はBU20mg/kg(腹腔内注射)を単回投与し7日目にMSCの移植をしたラットレシピエント(図17)の移植から3日目(day3)の結腸上皮組織におけるドナー由来eGFP標識MSCの局在を調べた。具体的には、以下のような方法により局在を調べた。
0.2%グルタールアルデヒド含有PBS及び4%パラホルムアルデヒドでラットを経心的に灌流して屠殺した。屠殺したラットの結腸を取り出し、これを灌流バッファーで4hr固定した。その後、結腸組織をパラフィンに包埋し、脱パラフィンしたパラフィン切片中でeGFPの免疫蛍光を決定するために厚さ3μmの切片を作製した。次に、この組織切片を、200倍希釈したヤギ抗eGFPポリクローナル抗体(Abcam社製、英国ケンブリッジ)と共に4℃で一晩インキュベートした後、PBSで洗浄した。次いで、500倍希釈したヤギIgG H&Lに対するウサギポリクローナル抗体(FITC)(Abcam社製)と共に37℃で30分間インキュベートした。インキュベートしたスライドをVECTASHIELD Mounting Medium及びDAPI(Vector Laboratories社製)で対比染色した上で、蛍光顕微鏡(KEYENCE社製BZ-8000)及びZEISS Pascalレーザー走査型顕微鏡(R2100AG2、Bio-Rad社製)を用いてeGFP発現細胞の局在を決定した。
[Localization of donor-derived eGFP-labeled MSCs in rat recipient colon epithelial tissue receiving a single dose of 5% DSS or BU 20 mg / kg]
Single dose of colon epithelial tissue of rat recipient (FIG. 5) on day 7 of transplantation, or BU 20 mg / kg (intraperitoneal injection) administered 3% from 3 days after transplantation of MSC for 3 days The localization of donor-derived eGFP-labeled MSCs in the colon epithelial tissue on the third day (day 3) from the transplantation of rat recipients (FIG. 17) who were administered and transplanted with MSCs on the seventh day was examined. Specifically, localization was examined by the following method.
Rats were transcardially perfused and sacrificed with PBS containing 0.2% glutaraldehyde and 4% paraformaldehyde. The sacrificed rat colon was removed and fixed with perfusion buffer for 4 hr. The colon tissue was then embedded in paraffin and 3 μm thick sections were made to determine eGFP immunofluorescence in deparaffinized paraffin sections. Next, this tissue section was incubated overnight at 4 ° C. with a 200-fold diluted goat anti-eGFP polyclonal antibody (Abcam, Cambridge, UK), and then washed with PBS. Subsequently, it was incubated at 37 ° C. for 30 minutes with a rabbit polyclonal antibody (FITC) (manufactured by Abcam) against goat IgG H & L diluted 500 times. The incubated slide was counterstained with VECTASHIELD Mounting Medium and DAPI (manufactured by Vector Laboratories), then using a fluorescence microscope (KEYENCE BZ-8000) and a ZEISS Pascal laser scanning microscope (R2100AG2, manufactured by Bio-Rad) The localization of eGFP expressing cells was determined.

5%DSSを経口投与されたラットにおける結腸上皮組織の切片の共焦点顕微鏡による拡大図(×1200)を図10のパネルa、bに示し、BU20mg/kg(腹腔内注射)を単回投与されたラットのday7における結腸上皮組織の切片の共焦点顕微鏡による拡大図(×1200)を図10のパネルc、dに示す。
白矢頭はドナー由来eGFP標識MSC(緑色)を表し、アスタリスクは腸上皮幹細胞ニッチと推定されている部位を示す。また、青色はDAPIによる核の対比染色を示す。ドナー由来eGFP標識MSCは、5%DSS腸炎ラットにおいてはクリプトの上部上皮(図10のパネルa)及び被覆上皮で観察され、BU単独投与のラットにおいてはクリプト底部の幹細胞ニッチに観察された(図10のパネルc及びd)。
このことから、DSS処理によってレシピエントの結腸上皮で傷害を受ける細胞は、BU処理によってレシピエントの結腸上皮で傷害を受ける細胞と大きく異なっており、DSSが成熟分化した上皮細胞に損傷を与えるのに対し、BUは最も未分化な腸上皮幹細胞を損傷することが示唆された。
An enlarged view (× 1200) of a section of colonic epithelial tissue in a rat orally administered with 5% DSS is shown in panels a and b of FIG. 10, and BU 20 mg / kg (intraperitoneal injection) was administered once. An enlarged view (× 1200) of a section of colonic epithelial tissue in day 7 of a given rat is shown in panels c and d of FIG.
The white arrowhead represents donor-derived eGFP-labeled MSC (green), and the asterisk indicates a site presumed to be an intestinal epithelial stem cell niche. The blue color indicates the nuclear counterstaining with DAPI. Donor-derived eGFP-labeled MSCs were observed in the upper epithelium of crypt (Panel a in FIG. 10) and coated epithelium in 5% DSS enteritis rats, and in the stem cell niche at the bottom of the crypt in rats treated with BU alone (FIG. 10 panels c and d).
This indicates that cells damaged in the recipient colon epithelium by DSS treatment are significantly different from those damaged in the recipient colon epithelium by BU treatment, and DSS damages mature and differentiated epithelial cells. In contrast, it was suggested that BU damages the most undifferentiated intestinal epithelial stem cells.

[急性骨髄形成不全下に誘導したDSS腸炎及びその評価]
Blood, 51, 601-610(1978)に記載の方法の変法によって、マウスにBUを単回投与し(20mg/kg、腹腔内注射)、骨髄形成不全を誘導した。顕微鏡で、このマウスの骨髄組織と、正常なマウスの骨髄組織とを比較した結果を図11に示す。図11に示されているように、BUを投与したマウスでは、組織学的に重度の骨髄形成の不全が引き起こされていることが確認された。
次に、急性骨髄形成不全下でのDSS腸炎の誘導実験に用いるマウスの飼育計画を図12に示す。図12からも分かるように、本実験では、前述の方法によるBU投与によって骨髄形成不全を誘導したマウスにさらに1%又は4%のDSSを継続的に投与したマウスや、BU投与を行わずに、1%又は4%のDSSを投与したマウス(コントロール)や、BU投与は行うが、DSS投与を行わないマウス(コントロール)を用いた。具体的には、30匹のマウスをそれぞれ6匹からなる以下の5つのグループに分けた。
(1)BUのみのグループ(BU alone)
(2)1%DSS腸炎及びBU投与(BU+1%DSS)
(3)1%DSS腸炎、BUなし(1%DSS alone)
(4)4%DSS腸炎及びBU投与(BU+4%DSS)
(5)4%DSS腸炎、BUなし(4%DSS alone)
[DSS enteritis induced under acute myelogenesis failure and its evaluation]
By a modification of the method described in Blood, 51, 601-610 (1978), mice were administered a single dose of BU (20 mg / kg, intraperitoneal injection) to induce bone marrow dysplasia. FIG. 11 shows a result of comparison between the bone marrow tissue of this mouse and the bone marrow tissue of a normal mouse under a microscope. As shown in FIG. 11, it was confirmed that mice administered with BU caused histologically severe bone marrow failure.
Next, FIG. 12 shows the breeding plan of mice used for the induction experiment of DSS enteritis under acute myelogenesis failure. As can be seen from FIG. 12, in this experiment, mice in which bone marrow dysplasia was induced by BU administration according to the above-described method were further administered without further administration of 1% or 4% DSS, or without BU administration. Mice administered with 1% or 4% DSS (control) and mice administered with BU but not with DSS (control) were used. Specifically, 30 mice were divided into the following 5 groups each consisting of 6 mice.
(1) BU only group (BU alone)
(2) 1% DSS enteritis and BU administration (BU + 1% DSS)
(3) 1% DSS enteritis, no BU (1% DSS alone)
(4) 4% DSS enteritis and BU administration (BU + 4% DSS)
(5) 4% DSS enteritis, no BU (4% DSS alone)

上述の5つのグループのマウスのそれぞれの体重の経時的変化を計測し、各マウスの実験開始日(day1)の体重を100としたときの体重の割合(%)を算出した。各グループの体重の割合の平均値(%)の推移を図13に示す。図13から分かるように、BU及びDSSの両方を投与したグループでは、それぞれ同濃度のDSSのみを投与したグループに比べて、有意な体重減少が見られた。
また、実験に用いたマウスは、9日目に屠殺解剖し、腸炎の重症度の評価に用いた。腸炎の重症度は、Gut, 50, 507-512(2002)の方法に従って、マウスの体重、結腸の長さ、組織学的スコアによって評価した。より具体的には、以下のように評価を行った。
TNFα、IL1β、IFNγ、IL10のmRNAの発現の評価及び組織学的スコアの評価のために全結腸を取り出し、長軸方向の切片に分割した。組織を10%中性ホルマリンで固定し、パラフィンに包埋し、薄切片を作成した。グループ分けを知らない2人の病理学者が別々に、ヘマトキシリン及びエオシン(H&E)で染色した組織切片の組織学的スコアを評価した。この組織学的スコアを図14に示す。図14から分かるように、骨髄形成不全と共に誘導したグループのDSS腸炎は、それと同濃度のDSSのみを投与した、骨髄形成が正常なグループ(BU不使用)の腸炎よりも重度であり、特に1%DSS腸炎における重症度では、P=0.017と顕著に異なっていた。一方、BUによる骨髄形成不全と共に、1%DSSによる腸炎を誘導したグループ(BU+1%DSS)の重症度は、BUを用いずに4%DSSで腸炎を誘導したグループ(4%DSS alone)のそれとほぼ同程度であった。
なお、前述の5つのグループのうち、「BU alone」、「1%DSS alone」、「BU+1%DSS」の各グループのマウスにおける、ヘマトキシリン及びエオシン染色(H&E染色)した結腸組織切片を顕微鏡で観察した結果を図15に示す。「BU+1%DSS」のグループにおける組織では、腸炎を発症していることが明らかである。
The change over time in the weight of each of the five groups of mice described above was measured, and the ratio (%) of the weight when the weight on the experiment start date (day 1) of each mouse was defined as 100 was calculated. The transition of the average value (%) of the ratio of the weight of each group is shown in FIG. As can be seen from FIG. 13, in the group administered with both BU and DSS, significant weight loss was observed as compared to the group administered with only the same concentration of DSS.
The mice used in the experiment were sacrificed and dissected on the 9th day, and used for evaluation of the severity of enteritis. The severity of enteritis was evaluated by the weight of the mouse, the length of the colon, and the histological score according to the method of Gut, 50, 507-512 (2002). More specifically, the evaluation was performed as follows.
Whole colons were removed and divided into longitudinal sections for evaluation of TNFα, IL1β, IFNγ, IL10 mRNA expression and histological scores. The tissue was fixed with 10% neutral formalin, embedded in paraffin, and thin sections were prepared. Two pathologists who did not know the grouping separately assessed the histological scores of tissue sections stained with hematoxylin and eosin (H & E). This histological score is shown in FIG. As can be seen from FIG. 14, the DSS enteritis of the group induced with myelodysplasia was more severe than the enteritis of the group with normal bone marrow formation (BU not used) that received only the same concentration of DSS. The severity in% DSS enteritis was significantly different from P = 0.17. On the other hand, the severity of the group that induced enteritis with 1% DSS (BU + 1% DSS) along with myelogenesis due to BU was similar to that of the group that induced enteritis with 4% DSS without using BU (4% DSS alone). It was almost the same level.
Of the five groups described above, hematoxylin and eosin-stained (H & E-stained) colon tissue sections were observed with a microscope in mice of each group of “BU alone”, “1% DSS alone”, and “BU + 1% DSS”. The results are shown in FIG. It is clear that the tissues in the “BU + 1% DSS” group have developed enteritis.

なお、TNFα、IL1β、IFNγ、IL10のmRNAの発現量の測定は以下のように行った。
TRIZOL(登録商標)(Invitrogen社製)を用いてトータルRNAを抽出し、ThermoscriptRT-PCR System(Invitrogen社製)を利用して、1μgのトータルRNA及びオリゴdTプライマーを用いてcDNAへの逆転写を行った。Primer Express Software(Applied Biosystems社製)を用いて、半定量的RT−PCR用のラット特異的プライマーを作成した。配列は以下の通りである。
tnfαフォワード:5’-agaactccaggcggtgtct-3’(配列番号3)
tnfαリバース:5’-tccctcaggggtgtccttag-3’(配列番号4)
il1βフォワード:5’-cttccttgtgcaagtgtctgaagc-3’(配列番号5)
il1βリバース:5’-aagaaggtgcttgggtcctcatcc-3’(配列番号6)
ifnγフォワード:5’-agcctagaaagtctgaagaac-3’(配列番号7)
ifnγリバース:5’-accgactccttttccgcttcct-3’(配列番号8)
il10フォワード:5’-tggagtgaagaccagcaaaggc-3’(配列番号9)
il10リバース:5’-gcaacccaagtaacccttaaagtcc-3’(配列番号10)
The expression levels of TNFα, IL1β, IFNγ, and IL10 mRNA were measured as follows.
Total RNA was extracted using TRIZOL (registered trademark) (manufactured by Invitrogen), and reverse transcription to cDNA was performed using ThermoscriptRT-PCR System (manufactured by Invitrogen) using 1 μg of total RNA and oligo dT primer. went. Rat specific primers for semi-quantitative RT-PCR were created using Primer Express Software (Applied Biosystems). The sequence is as follows.
tnfα forward: 5′-agaactccaggcggtgtct-3 ′ (SEQ ID NO: 3)
tnfα reverse: 5'-tccctcaggggtgtccttag-3 '(SEQ ID NO: 4)
il1β forward: 5′-cttccttgtgcaagtgtctgaagc-3 ′ (SEQ ID NO: 5)
il1β reverse: 5′-aagaaggtgcttgggtcctcatcc-3 ′ (SEQ ID NO: 6)
ifnγ forward: 5′-agcctagaaagtctgaagaac-3 ′ (SEQ ID NO: 7)
ifnγ reverse: 5'-accgactccttttccgcttcct-3 '(SEQ ID NO: 8)
il10 forward: 5'-tggagtgaagaccagcaaaggc-3 '(SEQ ID NO: 9)
il10 reverse: 5'-gcaacccaagtaacccttaaagtcc-3 '(SEQ ID NO: 10)

RNAの品質及び定量のための内部標準として、gapdhプライマーセット(TaqMan GAPDHコントロール試薬キット:Applied Biosystems社製)を用いた。このgapdhプライマーの配列は以下の通りである。
gapdhフォワード:5’-atgggtgtgaaccacgagaaa-3’(配列番号11)
gapdhリバース:5’-ggatacattgggggtaggaa-3’(配列番号12)
RT−PCRは、SYBR(登録商標) Green PCR Master Mix(Applied Biosystems社製)を用いて、ABI PRISM(登録商標)7000 Sequence Detection System(Applied Biosystems社製)で、40サイクルの2ステップRT−PCR増幅(95℃15秒、60℃1分)及び40サイクルのゲノムPCR増幅(94℃30秒、62℃30秒、72℃30秒。ただし、1サイクル目に94℃で60秒変性させ、最後のサイクルで72℃10分間伸長させた。)によって行った。Biochem Biophys Res Commun, 195, 769-775(1993)に記載された半定量的PCR法に従い、飽和曲線を決定するためにサイクル数を増やしてPCRを行った。同等量及び同品質のmRNAであることを推定するために、gapdh遺伝子についてPCR増幅を行った。増幅直線領域の各サンプルを2%アガロースゲル(Sigma社製)で電気泳動し、エチジウムブロマイド染色したgapdhのバンドで各サンプルを標準化後、サイトカインの発現をイメージアナライザーFluorImagerシステム(Molecular Dynamics, Inc社製)で定量した。
The gapdh primer set (TaqMan GAPDH control reagent kit: Applied Biosystems) was used as an internal standard for RNA quality and quantification. The sequence of this gapdh primer is as follows.
gapdh forward: 5'-atgggtgtgaaccacgagaaa-3 '(SEQ ID NO: 11)
gapdh reverse: 5'-ggatacattgggggtaggaa-3 '(SEQ ID NO: 12)
RT-PCR is a 2-step RT-PCR with 40 cycles using SYBR (registered trademark) Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) and ABI PRISM (registered trademark) 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems). Amplification (95 ° C. for 15 seconds, 60 ° C. for 1 minute) and 40 cycles of genomic PCR amplification (94 ° C. for 30 seconds, 62 ° C. for 30 seconds, 72 ° C. for 30 seconds. For 10 minutes at 72 ° C.). In accordance with the semi-quantitative PCR method described in Biochem Biophys Res Commun, 195, 769-775 (1993), PCR was performed with an increased number of cycles to determine a saturation curve. In order to estimate that the mRNA was of the same amount and quality, PCR amplification was performed on the gapdh gene. Each sample in the linear amplification region was electrophoresed on a 2% agarose gel (Sigma), and each sample was standardized with a gapdh band stained with ethidium bromide, and then the expression of cytokine was image analyzer FluorImager system (Molecular Dynamics, Inc.) ).

一方、上述の変法と同様の方法によって、ラットにBUを単回投与(腹腔内注射)し、骨髄形成不全を誘導した。顕微鏡で、このラットの骨髄組織と、正常なラットの骨髄組織とを比較した結果を図16に示す。図16に示されているように、BUを投与したラットでは、組織学的に重度の骨髄形成の不全が引き起こされていることが確認された。   On the other hand, a single administration (intraperitoneal injection) of BU to rats was induced by a method similar to the above-described modified method to induce bone marrow dysplasia. FIG. 16 shows the result of comparing the bone marrow tissue of this rat with that of a normal rat using a microscope. As shown in FIG. 16, it was confirmed that the rats administered with BU caused histologically severe bone marrow formation failure.

[骨髄形成不全下に誘導したDSS腸炎に対するMSC移植による治療効果]
上述の変法と同様の方法によって、BUをラットに単回投与(腹腔内注射)し、骨髄形成不全を誘導した。得られた骨髄形成不全ラットを用いて、MSC移植による腸炎の治療効果を調べる実験を行った。この実験に用いるラットの飼育計画を図17に示す。図17からも分かるように、本実験では、骨髄形成不全ラットを、さらに1%DSSの投与を行うか否か及びMSC移植を行うか否かに関して以下の3つのグループに分けた。
(1)さらに1%DSSを投与し、かつ、MSC移植を行うグループ(n=19)(ただし、19個体のうち、8個体はeGFP標識MSCを移植した)(BU+1%DSS+MSC)
(2)さらに1%DSSを投与するが、MSC移植を行わないグループ(n=13:内部標準)(BU+1%DSS)
(3)1%DSSの投与は行わず、MSC移植も行わないグループ(n=9)(外部標準:BU alone)
なお、本実験では、指定量のBU腹腔内投与は−7日目に行い、1%DSS投与は−2日目〜3日目までの5日間毎日行い、そしてMSCの移植は0日目に行った(図17)。また、本実験におけるMSCとしては、前述の参考例で培養したMSCを用いた。
[Therapeutic effect of MSC transplantation on DSS enteritis induced under myelogenesis failure]
By a method similar to the above-mentioned modified method, BU was administered once to rats (intraperitoneal injection) to induce bone marrow dysplasia. An experiment was conducted to examine the therapeutic effect of enterocolitis caused by MSC transplantation using the obtained myelopoietic rat. A rat breeding plan used in this experiment is shown in FIG. As can be seen from FIG. 17, in this experiment, the myelodysplasia rats were further divided into the following three groups regarding whether or not to administer 1% DSS and whether to perform MSC transplantation.
(1) A group in which 1% DSS is further administered and MSC transplantation is performed (n = 19) (however, 8 of 19 individuals were transplanted with eGFP-labeled MSC) (BU + 1% DSS + MSC)
(2) A group in which 1% DSS is administered but MSC transplantation is not performed (n = 13: internal standard) (BU + 1% DSS)
(3) Group in which 1% DSS is not administered and MSC transplantation is not performed (n = 9) (external standard: BU alone)
In this experiment, the specified amount of intraperitoneal injection of BU was performed on the −7th day, 1% DSS administration was performed every day for 5 days from the −2nd day to the 3rd day, and the transplantation of MSC was performed on the 0th day. Performed (FIG. 17). Further, as the MSC in this experiment, the MSC cultured in the above-mentioned reference example was used.

上述の3つのグループのラットのそれぞれの体重の経時的変化を計測し、各マウスの実験開始日(day−2)の体重を100としたときの体重の割合(%)を算出した。各グループの体重の割合の平均値(%)の推移を図18に示す。図18から分かるように、MSCを移植したグループ(BU+1%DSS+MSC)では、それを移植しなかったグループ(BU+1%DSS)に比べて、特にday1以降の体重減少の抑制が見られた。   The change over time in the body weight of each of the three groups of rats described above was measured, and the ratio (%) of the body weight when the body weight on the experiment start day (day-2) of each mouse was taken as 100 was calculated. The transition of the average value (%) of the ratio of the weight of each group is shown in FIG. As can be seen from FIG. 18, in the group transplanted with MSC (BU + 1% DSS + MSC), the suppression of weight loss after day 1 was particularly suppressed as compared with the group not transplanted with it (BU + 1% DSS).

また、実験に用いたラットは、3日目(day3)に屠殺解剖し、腸炎の重症度の評価に用いた。腸炎の重症度は、Gut, 50, 507-512(2002)の方法に従って、ラットの体重、結腸の長さ、組織学的スコアによって評価した。より具体的には、以下のように評価を行った。
TNFα、IL1β、IFNγ、IL10のmRNAの発現の評価及び組織学的スコアの評価のために全結腸を取り出し、長軸方向の切片に分割した。組織を10%中性ホルマリンで固定し、パラフィンに包埋し、薄切片を作成した。グループ分けを知らない2人の病理学者が別々に、ヘマトキシリン及びエオシンで染色した組織切片の組織学的スコアを評価した。MSC移植を行ったグループ(BU+1%DSS+MSC)と、MSC移植を行わなかったグループ(BU+1%DSS)の結腸の長さを図19に示す。MSC移植を行ったグループ(MSC+)の結腸の長さ(128.3±7.7mm)は、MSC移植を行わなかったグループ(MSC−)の結腸の長さ(109.0±11.0mm)に対して有意に(有意差P=0.0001)長いことが分かった。また、前述の3グループのラットおける、ヘマトキシリン及びエオシン染色した結腸組織切片を顕微鏡で観察した結果を図20に示す(図20e:BU alone; 図20f:BU+1%DSS; 図20g:BU+1%DSS+MSC)。MSCを移植したグループ(BU+1%DSS+MSC)における組織では、MSCを移植しなかったグループ(BU+1%DSS)に比べて、腸炎が抑制されていることが分かる。さらに、MSC+グループとMSC−グループの間の、結腸組織におけるラットTNFα、IL1β、IFNγ、IL10等のサイトカイン遺伝子の転写産物量の比較を、図21に示す(図21i:tnfα; 図21j:il1β; 図21k:ifnγ; 図21l:il10)。いずれの遺伝子の転写産物発現量についても、MSCの移植の有無による有意差は見られなかった。
また、MSC+(BU+1%DSS+MSC)のグループと、MSC−(BU+1%DSS)のグループの組織学的スコアを図22に示す。図22から分かるように、MSC+(BU+1%DSS+MSC)の組織学的スコア(6.0±3.2)は、MSC−(BU+1%DSS)の組織学的スコア13.2±1.6よりも有意に(有意差P=0.0014)低いことが示された。このことから、MSCの移植が、腸炎の改善に有効であることが示唆された。
The rats used in the experiment were sacrificed and dissected on the third day (day 3) and used to evaluate the severity of enteritis. The severity of enteritis was evaluated by rat body weight, colon length, and histological score according to the method of Gut, 50, 507-512 (2002). More specifically, the evaluation was performed as follows.
Whole colons were removed and divided into longitudinal sections for evaluation of TNFα, IL1β, IFNγ, IL10 mRNA expression and histological scores. The tissue was fixed with 10% neutral formalin, embedded in paraffin, and thin sections were prepared. Two pathologists who did not know the grouping separately evaluated the histological scores of tissue sections stained with hematoxylin and eosin. FIG. 19 shows the colon lengths of the group that received MSC transplantation (BU + 1% DSS + MSC) and the group that did not receive MSC transplantation (BU + 1% DSS). The length of the colon (128.3 ± 7.7 mm) of the group (MSC +) that received the MSC transplant was the length of the colon (109.0 ± 11.0 mm) of the group that did not receive the MSC transplant (MSC−) Was significantly longer (significant difference P = 0.0001). In addition, the results of microscopic observation of hematoxylin and eosin-stained colon tissue sections in the aforementioned three groups of rats are shown in FIG. 20 (FIG. 20e: BU alone; FIG. 20f: BU + 1% DSS; FIG. 20g: BU + 1% DSS + MSC). . It can be seen that in the group transplanted with MSC (BU + 1% DSS + MSC), enteritis was suppressed as compared with the group not transplanted with MSC (BU + 1% DSS). Furthermore, comparison of the amount of transcripts of cytokine genes such as rat TNFα, IL1β, IFNγ, IL10, etc. in colon tissue between the MSC + group and the MSC− group is shown in FIG. 21 (FIG. 21i: tnfα; FIG. 21j: il1β; FIG. 21k: ifnγ; FIG. 21l: il10). There was no significant difference in the expression level of the transcript of any gene depending on the presence or absence of MSC transplantation.
FIG. 22 shows the histological scores of the MSC + (BU + 1% DSS + MSC) group and the MSC− (BU + 1% DSS) group. As can be seen from FIG. 22, the histological score (6.0 ± 3.2) of MSC + (BU + 1% DSS + MSC) is higher than the histological score of MSC− (BU + 1% DSS) of 13.2 ± 1.6. Significantly lower (significant difference P = 0.014). This suggested that MSC transplantation is effective in improving enteritis.

[急性骨髄形成不全下に誘導したDSS腸炎のラットレシピエント結腸組織におけるドナー由来eGFP標識MSCの局在]
前述の「BU+1%DSS+MSC」のグループのラットにおいて、MSCを移植してから3、7、及び28日後に、0.2%グルタールアルデヒド含有PBS及び4%パラホルムアルデヒドでこのラットを経心的に灌流して屠殺した。屠殺したラットの結腸を取り出し、これを灌流バッファーで4hr固定した。その後、結腸組織をパラフィンに包埋し、脱パラフィンしたパラフィン切片中でeGFP及びMusashi-1(Msi−1)の免疫蛍光を決定するために厚さ3μmの切片を作製した。次に、この組織切片を、200倍希釈したヤギ抗eGFPポリクローナル抗体(Abcam社製、英国ケンブリッジ)及び500倍希釈したビオチン標識ラット抗マウスMsi−1モノクローナル抗体(東京都、慶応大学のOkano教授の厚意により提供:Differentiationt, 71, 28-41(2003))と共に4℃で一晩インキュベートした後、PBSで洗浄した。
eGFPに関しては、500倍希釈したヤギIgG H&Lに対するウサギポリクローナル抗体(FITC)(Abcam社製)と共に37℃で30分間インキュベートし、Msi−1に関してはTexas Red(登録商標)が結合したImmunoPure(登録商標) Streptavidin(PIERCE社製)と共に37℃で30分間インキュベートした。インキュベートしたスライドをVECTASHIELD Mounting Medium及びDAPI(Vector Laboratories社製)で対比染色した上で、蛍光顕微鏡(KEYENCE社製BZ-8000)及びZEISS Pascalレーザー走査型顕微鏡(R2100AG2、 Bio-Rad社製)を用いてeGFP発現細胞の分布を決定した。
[Localization of donor-derived eGFP-labeled MSCs in rat recipient colon tissue with DSS enteritis induced under acute myelogenesis failure]
In the aforementioned “BU + 1% DSS + MSC” group of rats, 3, 7, and 28 days after transplanting the MSC, the rat was transcentered with PBS containing 0.2% glutaraldehyde and 4% paraformaldehyde. Perfused and sacrificed. The sacrificed rat colon was removed and fixed with perfusion buffer for 4 hr. The colon tissue was then embedded in paraffin and 3 μm thick sections were prepared to determine the immunofluorescence of eGFP and Musashi-1 (Msi-1) in deparaffinized paraffin sections. Next, this tissue section was subjected to 200-fold diluted goat anti-eGFP polyclonal antibody (Abcam, Cambridge, UK) and 500-fold diluted biotin-labeled rat anti-mouse Msi-1 monoclonal antibody (Tokyo, Prof. Okano, Keio University). Courtesy courtesy of: Differentiationt, 71, 28-41 (2003)) overnight at 4 ° C. and then washed with PBS.
For eGFP, the rabbit polyclonal antibody (FITC) against goat IgG H & L diluted 500 times (Abcam) was incubated at 37 ° C. for 30 minutes, and for Msi-1, ImmunoPure (registered trademark) to which Texas Red (registered trademark) was bound. ) Incubated with Streptavidin (PIERCE) for 30 minutes at 37 ° C. The incubated slide was counterstained with VECTASHIELD Mounting Medium and DAPI (manufactured by Vector Laboratories), then using a fluorescence microscope (KEYENCE BZ-8000) and ZEISS Pascal laser scanning microscope (R2100AG2, Bio-Rad) The distribution of eGFP expressing cells was determined.

MSCを移植してから3日目の結腸組織を染色した結果を図23に示す。図23中の白矢頭は、eGFP発現細胞(パネルa、b、c、f中の緑色)、Msi−1発現細胞(パネルg中の赤色)、eGFPとMsi−1の二重染色細胞(パネルh中のピンク色)を表し、これらのパネルの細胞についてはDAPIで対比染色している(青色)。パネルa及びbは別々の切片の蛍光顕微鏡写真(×400)であり、パネルc(eGFP)、d(H&E)、及びe(DAPI)はパネルbと同一切片の共焦点顕微鏡による拡大図(×1200)である。また、図23のパネルf〜hは共焦点顕微鏡による同一切片の拡大図を表す(パネルf:eGFP;パネルg:Msi−1;パネルh:パネルfとパネルgを重ね合わせたもの)。
移植後3日目の結腸組織を調べたところ、eGFP発現細胞はクリプト1つにつき1つの細胞しか検出されず(図23のパネルaやb等)、調べた771個のクリプト中、77個がeGFP陽性であった(9.2%)。この際、調べる対象としたクリプトは、代表切片(図23のパネルc、d及びe)のようにクリプト底部(crypt base)を適切に評価できるクリプトに限った。
図23のパネルeにおいて細胞位置1を2つのアスタリスク(時計回り及び反時計回りの両方向)で示しているので、eGFPを発現しているMSC由来細胞が、推定される腸管細胞の位置(白矢頭)に対応する細胞位置4〜5に局在していることは明確である。
FIG. 23 shows the result of staining the colon tissue on the third day after the transplantation of MSC. The white arrowheads in FIG. 23 indicate eGFP-expressing cells (green in panels a, b, c, and f), Msi-1 expressing cells (red in panel g), eGFP and Msi-1 double-stained cells (panel) (pink color in h), and the cells in these panels are counterstained with DAPI (blue). Panels a and b are fluorescence micrographs (× 400) of separate sections, and panels c (eGFP), d (H & E), and e (DAPI) are enlarged views of the same section as panel b (××). 1200). Further, panels f to h in FIG. 23 show enlarged views of the same section by a confocal microscope (panel f: eGFP; panel g: Msi-1; panel h: panel f and panel g superimposed).
When the colon tissue on the third day after transplantation was examined, only one eGFP-expressing cell was detected per crypt (panels a and b, etc. in FIG. 23). Of the 771 crypts examined, 77 were It was eGFP positive (9.2%). At this time, the cryptograms to be examined were limited to those that can appropriately evaluate the crypto base (crypt base), such as representative sections (panels c, d, and e in FIG. 23).
Since the cell position 1 is indicated by two asterisks (both clockwise and counterclockwise) in the panel e of FIG. 23, the MSC-derived cells expressing eGFP are estimated to be intestinal cell positions (white arrowheads). It is clear that it is localized at the cell positions 4 to 5 corresponding to).

MSCを移植してから7日目の結腸組織を染色した結果を図24のパネルa、bに示し、28日目の結腸組織を染色した結果を図24のパネルc、dに示す。
図24中の白矢頭は、eGFP発現細胞(パネルa−d中の緑色)を表し、幹細胞の位置をアスタリスクで示した。また、図24中の細胞はすべてDAPIで対比染色している(青色)。
パネルa及びbは移植後7日目における代表切片の共焦点顕微鏡写真(×1200)であり、パネルc及びdは移植後28日目における代表切片の共焦点顕微鏡写真(×1200)である。移植後7日目において、調べた901個のクリプトのうち、187個がeGFP陽性であった(20.8%)。一方、28日目では、836個のクリプトのうち、180個がeGFP陽性であった(21.5%)。この際、調べる対象としたクリプトは、代表切片(図23のパネルc、d及びe)のようにクリプト底部(crypt base)を適切に評価できるクリプトに限った。
The results of staining the colon tissue on day 7 after transplanting the MSC are shown in panels a and b of FIG. 24, and the results of staining of the colon tissue on day 28 are shown in panels c and d of FIG.
The white arrowheads in FIG. 24 represent eGFP-expressing cells (green in panels ad), and the positions of the stem cells are indicated by asterisks. Moreover, all the cells in FIG. 24 are counterstained with DAPI (blue).
Panels a and b are confocal micrographs (x1200) of representative sections on day 7 after transplantation, and panels c and d are confocal micrographs (x1200) of representative sections on day 28 after transplantation. On day 7 after transplantation, 187 out of 901 crypts examined were eGFP positive (20.8%). On the other hand, on day 28, of 836 crypts, 180 were eGFP positive (21.5%). At this time, the cryptograms to be examined were limited to those that can appropriately evaluate the crypto base (crypt base), such as representative sections (panels c, d, and e in FIG. 23).

図23及び図24の結果は、eGFP標識したドナー由来MSCが自らMusashi-1(Msi−1)タンパク質を発現し、クリプト底部の推定腸上皮幹細胞ニッチとされるおおよそ細胞位置1〜4の腸上皮に生着することを初めて示したものと思われる(図23のパネルc〜h)。これまでの様々な証拠から、Msi−1の発現は推定腸上皮幹細胞及び初期細胞系譜マーカーであることが示唆されている(Differentiationt, 71, 28-41(2003))。MSCの移植後3日目では、eGFP発現細胞は1つのクリプトに1つの細胞として散在して検出された(図23のパネルa及びb)。しかし、移植後28日目においては、ドナー由来eGFP発現細胞は幹細胞ニッチに常在する一方で、クリプト上部に向かってその数も増加した(図24)。Unitarianの仮説(Am J Anat, 141, 537-61(1974))は全てのクリプト構成細胞がeGFP陽性であることを示唆しているが、全クリプトがeGFP陽性となりプラトーに到達するまでの「クローン安定化時間」(clonal stabilizing time)は、大腸においては数ヶ月かかる(”Essentials of stem cell biology”, Gearhart, J., et al., Elsevier Academic Press, Burlington, MA, 2006)。   23 and 24 show that the eGFP-labeled donor-derived MSCs themselves express Musashi-1 (Msi-1) protein, which is the estimated intestinal epithelial stem cell niche at the bottom of the crypt. It seems that it was shown for the first time to engraft (panels c to h in FIG. 23). Various previous evidences suggest that Msi-1 expression is a putative intestinal epithelial stem cell and early cell lineage marker (Differentiationt, 71, 28-41 (2003)). On the third day after MSC transplantation, eGFP-expressing cells were detected scattered as one cell in one crypt (panels a and b in FIG. 23). However, on the 28th day after transplantation, donor-derived eGFP-expressing cells were resident in the stem cell niche, but the number thereof increased toward the upper part of the crypt (FIG. 24). Unitarian's hypothesis (Am J Anat, 141, 537-61 (1974)) suggests that all crypt-constituting cells are eGFP positive, but the “clones” until all crypts become eGFP positive and reach a plateau. The “clonal stabilizing time” takes several months in the large intestine (“Essentials of stem cell biology”, Gearhart, J., et al., Elsevier Academic Press, Burlington, MA, 2006).

図23及び図24の結果は、ドナーMSCが、損傷を受けたレシピエント腸上皮幹細胞の「幹性」(stemness)を細胞融合又は多分化能によって直接補うことができるだけでなく、最終的に上皮細胞に分化しうることを示唆している。腸上皮幹細胞と融合するドナー細胞はHSCであるという最近の報告(Proc Natl Acad Sci USA, 103, 6321-6325(2006))があるが、本願の図23及び図24の結果からは、MSCが腸上皮幹細胞の融合パートナーであることが強く示唆される。
MSCが腸上皮幹細胞としてうまく生着して腸炎が改善されたにもかかわらず、調べたサイトカインの転写レベルは炎症性結腸組織において減少していなかった。このことからMSCは、ホストの免疫反応を抑制するのでなく、生着し再増殖しているMSCの核が再プログラミングされ、内因性腸上皮幹細胞として腸上皮の統合の維持を助けている可能性が考えられた。これは、腸の傷害回復においてMSCが潜在的ではあるが中心的な役割を果たしていること、及びMSC治療が難治性腸炎に有益であることを示唆している。
The results of FIGS. 23 and 24 show that the donor MSC can not only directly compensate for the “stemness” of damaged recipient intestinal epithelial stem cells by cell fusion or pluripotency, but also ultimately epithelial It suggests that it can differentiate into cells. There is a recent report (Proc Natl Acad Sci USA, 103, 6321-6325 (2006)) that the donor cell fused with the intestinal epithelial stem cell is HSC. From the results of FIG. 23 and FIG. It is strongly suggested that it is a fusion partner of intestinal epithelial stem cells.
Despite the successful improvement of enteritis by MSC engraftment as intestinal epithelial stem cells, the transcript levels of cytokines examined were not reduced in inflammatory colon tissue. This suggests that MSC does not suppress the host's immune response, but rather reprograms the engrafted and repopulating nucleus of MSC to help maintain intestinal epithelial integration as an endogenous intestinal epithelial stem cell Was considered. This suggests that MSC plays a potential but central role in intestinal injury recovery, and that MSC treatment is beneficial for refractory enteritis.

一方、BU処理を行わずに異性MSCを移植した、10%DSS致死腸炎、5%DSS腸炎、又はTNBS腸炎ラットにおいては、治療効果はみられなかった(図2〜9)。図6及び図9に示されているように、これらの腸炎モデルにおいては、移植したMSCが充分長期間といえるほどには生着を維持できなかった。これは、MSCが細胞供給源又は免疫修飾物質のどちらか又は両方として適切に機能することができなかったことを示唆している。
図23及び図24の結果と、図6及び図9の結果を併せ考慮すると、以下の2つの可能性が考えられた。
(1)外因性MSCは、内因的に免疫学的特権細胞ではなく、NK細胞による細胞溶解の標的となる。
(2)DSS処理によってレシピエントの結腸上皮で傷害を受ける細胞は、BU処理によってレシピエントの結腸上皮で傷害を受ける細胞と大きく異なっている。すなわち、DSSが成熟分化した上皮細胞に損傷を与えるのに対し、BUは成熟分化していない未分化な腸上皮幹細胞を損傷する。
上記の2つの可能性のうち、前者の(1)の可能性はないと考えられた。なぜなら、最近の報告(Blood, 106, 4057-4065(2005);Blood, 108, 2114-2120(2006);Blood, 107, 1484-1490(2006))によれば外因性MSCの免疫原性が問題になるのは、前処置として免疫抑制をかけていない免疫学的に正常なレシピエントに同種異系間又は異種間で移植がされた場合であるが、本実験におけるMSC移植はルイスラット間で同系移植されたものであるし、さらに、Sprague-Dawley(SD)バックグラウンドの「グリーンラット」と類遺伝子ルイスラットとの間での同系移植及び同種移植の間では違いは検出されなかった(データ非公開)からである。したがって、本実験で得られた結果を全て適切に説明できるのは後者の(2)の可能性である。より詳細に述べると、以下のようなことが言える。
DSS処理やTNBS処理によって、上皮のバリア機能か障害されその透過性が急速に上昇し、その後上皮の剥離と免疫性炎症反応が起こる。この場合、ドナー由来MSCは、損傷を受けた成熟分化細胞のレスキュー細胞として生着し再増殖する(図10)と考えられるが、クリプト細胞は数日のサイクルで剥離するため、さらなる治療効果を発揮できないのだろう(図2〜9)。
On the other hand, there was no therapeutic effect in 10% DSS lethal enteritis, 5% DSS enteritis or TNBS enteritis rats transplanted with heterosexual MSCs without BU treatment (FIGS. 2-9). As shown in FIGS. 6 and 9, in these enteritis models, the transplanted MSCs could not maintain engraftment for a sufficiently long time. This suggests that MSC could not function properly as either a cell source or an immunomodulator or both.
Considering the results of FIGS. 23 and 24 together with the results of FIGS. 6 and 9, the following two possibilities were considered.
(1) Exogenous MSCs are not intrinsically immunologically privileged cells but are targets for cell lysis by NK cells.
(2) Cells that are damaged in the recipient colon epithelium by DSS treatment are significantly different from those that are damaged in the recipient colon epithelium by BU treatment. That is, while DSS damages mature and differentiated epithelial cells, BU damages undifferentiated intestinal epithelial stem cells that are not maturely differentiated.
Of the above two possibilities, the former (1) was not considered to be possible. According to recent reports (Blood, 106, 4057-4065 (2005); Blood, 108, 2114-2120 (2006); Blood, 107, 1484-1490 (2006)), the immunogenicity of exogenous MSCs The problem arises when allograft or xenogeneic transplantation is performed in an immunologically normal recipient without immunosuppression as a pretreatment, but MSC transplantation in this experiment is between Lewis rats. Furthermore, no difference was detected between syngeneic and allogeneic transplants between “green rats” in the Sprague-Dawley (SD) background and similar gene Lewis rats ( (Data not disclosed). Therefore, it is the possibility of the latter (2) that can properly explain all the results obtained in this experiment. In more detail, the following can be said.
DSS treatment or TNBS treatment impairs the epithelial barrier function and rapidly increases its permeability, followed by epithelial detachment and an immune inflammatory reaction. In this case, donor-derived MSCs are considered to engraft and re-grow as rescue cells of damaged mature differentiated cells (Fig. 10). However, since crypt cells detach in a cycle of several days, a further therapeutic effect is obtained. It will not be able to demonstrate (Figures 2-9).

一方、BUは抗腫瘍アルキル化剤であり、ホストにおいて活発に細胞分裂していない原始幹細胞を枯渇させるという性質がある(Cancer Res, 60, 5470-5478(2000))。つまり、BU投与は骨髄幹細胞のみならず腸上皮幹細胞を損傷させるのだろう。骨髄形成不全下に誘導したDSS腸炎において、ドナー由来MSCは、未知の優先順位選択機構により、分化成熟した上皮細胞をレスキューする代わりに、腸上皮幹細胞に取って代わるのだろう。BU単回投与によって病理学的な腸炎は惹起されないが、上皮統合性が直接損なわれることで生じるDSSに対する脆弱性(図15及び図20のパネルe)、及び/又は、BUは、MSCにとって毒性が強く(Immunopharmacol, 46, 103-112(2000))、したがって骨髄形成不全下においては内因性MSCがDSS暴露によるストレスから腸をレスキューすることができないことで生じるDSSに対する脆弱性、これらの脆弱性は両方とも、機能的な外因性MSCを十分に供給することで抑制される(図16〜22)。
結論として、MSC由来腸上皮幹細胞は、傷害を受けた結腸の再生において骨髄細胞の中心的役割を担っているようである。レシピエントの前処置の必要性の理論的根拠を得るには、実験的腸炎におけるMSC由来腸上皮幹細胞の性質のさらなる解明が必要であり、それは「免疫学的特権細胞」とされるMSCの場合でもそうである。骨髄におけるHSC及び他の前駆細胞の、腸炎に対する具体的役割の正確な詳細が明らかにされなければならないが、MSC治療の可能性により、より効果的なIBD治療への新たな道が開かれた。
On the other hand, BU is an antitumor alkylating agent and has the property of depleting primitive stem cells that are not actively dividing in the host (Cancer Res, 60, 5470-5478 (2000)). That is, BU administration will damage not only bone marrow stem cells but also intestinal epithelial stem cells. In DSS enteritis induced under myelodysplasia, donor-derived MSCs will replace intestinal epithelial stem cells instead of rescued differentiated and mature epithelial cells by an unknown priority selection mechanism. A single dose of BU does not cause pathological enterocolitis, but is vulnerable to DSS caused by a direct loss of epithelial integrity (FIG. 15 and FIG. 20, panel e) and / or BU is toxic to MSC (Immunopharmacol, 46, 103-112 (2000)), and thus the vulnerability to DSS caused by the failure of endogenous MSC to rescue the intestine from stress caused by exposure to DSS under myelination failure, these vulnerabilities Both are suppressed by providing sufficient functional exogenous MSCs (FIGS. 16-22).
In conclusion, MSC-derived intestinal epithelial stem cells appear to play a central role for bone marrow cells in the regeneration of damaged colon. Obtaining the rationale for the need for pretreatment of recipients requires further elucidation of the nature of MSC-derived intestinal epithelial stem cells in experimental enteritis, which is the case for MSCs that are considered “immunologically privileged cells” But it is. Although the exact details of the specific role of HSCs and other progenitor cells in the bone marrow for enteritis must be clarified, the potential for MSC treatment has opened a new avenue for more effective IBD treatment .

[放射線照射を受けたラットレシピエント結腸組織におけるドナー由来eGFP標識MSCの局在]
まず、ラットの全身にγ線を照射して、腸上皮幹細胞障害処理を行った。具体的には、60Co回転治療装置 RCR−120−C3型(東芝メディカル株式会社製)を用いて、線量率 0.51Gy/min、照射野 20×30cmにて、線源から85cm離れたラットに8Gyのγ線を照射した。その後、そのラットの尾静脈に、前述の参考例で培養したMSCを2×10個/g含む500μlのαMEMを注射することにより、MSCを移植した。MSC移植3日目のラットの結腸組織を染色した結果を図25のパネルa(DAPI染色)、b(eGFP抗体染色)、c(Msi抗体染色)、d(a〜cのパネルを重ね合わせたもの)に示す。図25の結果から分かるように、eGFP陽性細胞(矢頭)がクリプト底部の細胞位置1(アスタリスクの部分)に存在し、かつ、腸上皮幹細胞マーカーであるMsi発現細胞(矢頭)とeGFP陽性細胞(矢頭)が一致していた。この結果から、8Gyのγ線の全身照射により腸上皮幹細胞が傷害され、ドナーMSCがそれを補うことが示された。
[Localization of donor-derived eGFP-labeled MSCs in irradiated rat recipient colon tissue]
First, the whole body of the rat was irradiated with γ-rays to treat intestinal epithelial stem cell damage. Specifically, using a 60 Co rotation therapy apparatus RCR-120-C3 (manufactured by Toshiba Medical Ltd.), dose rate 0.51Gy / min, an irradiation field 20 × 30 cm, away 85cm from the source rats Were irradiated with 8 Gy of gamma rays. Thereafter, MSCs were transplanted by injecting 500 μl of αMEM containing 2 × 10 4 MSCs cultured in the above-mentioned reference example into the tail vein of the rats. The results of staining the rat colon tissue on day 3 of MSC transplantation were overlaid on panels a (DAPI staining), b (eGFP antibody staining), c (Msi antibody staining), and d (ac panels). Stuff). As can be seen from the results of FIG. 25, eGFP positive cells (arrowheads) are present at cell position 1 (asterisk part) at the bottom of the cryptogram, and Msi-expressing cells (arrowheads) that are intestinal epithelial stem cell markers and eGFP positive cells (arrowheads) Yahead) was in agreement. From this result, it was shown that intestinal epithelial stem cells were injured by whole body irradiation with 8 Gy γ-rays, and the donor MSC compensated for it.

また、同じ手順でMSC移植し、移植から10日目のラットの結腸組織を染色した結果を図26に示す。図26のパネルa及びbは、それぞれ別のクリプトにおけるDAPI染色及びeGFP抗体染色の結果を表し、図中の矢頭は、eGFP陽性細胞を表す。図26の結果から分かるように、移植10日目では、すでに1クリプトに数個のeGFP陽性細胞が連続して認められ、ドナーMSCがレシピエント腸上皮細胞へ分化する可能性が認められた。以上より、放射線はBUと匹敵する優れた腸上皮幹細胞障害処理であり、かつ、放射線性腸障害の治療にMSC移植が有効である可能性が示唆された。   Further, FIG. 26 shows the result of staining the rat colon tissue on the 10th day after transplantation by MSC transplantation by the same procedure. Panels a and b in FIG. 26 represent the results of DAPI staining and eGFP antibody staining in different crypts, respectively, and the arrowheads in the figure represent eGFP positive cells. As can be seen from the results of FIG. 26, several eGFP positive cells were already continuously observed in one crypt on the 10th day of transplantation, and the possibility that the donor MSC differentiated into recipient intestinal epithelial cells was confirmed. From the above, it was suggested that radiation is an excellent treatment for intestinal epithelial stem cell injury comparable to BU, and that MSC transplantation may be effective for the treatment of radiation intestinal injury.

[シクロホスファミド300mg/kg単回投与を受けたラットレシピエント結腸組織におけるドナー由来eGFP標識MSCの局在]
シクロホスファミド(「エンドキサン」:Sigma社製)300mg/kgを腹腔内注射によりラットに単回投与した後、そのラットの尾静脈に、前述の参考例で培養したMSCを2×10個/g含む500μlのαMEMを注射することにより、MSCを移植した。MSCの移植から3日目の結腸上皮組織におけるドナー由来eGFP標識MSCの局在を調べた。その結果を図27に示す。図27の左パネル及び右パネルは、それぞれ別のクリプトにおけるDAPI染色及びeGFP抗体染色の結果を表す。図27から分かるように、eGFP陽性細胞(矢頭)がクリプト底部の腸上皮幹細胞域(細胞配置1:アスタリスクの部分)(左パネル)および一過性増殖細胞域(transient amplifying cell)(右パネル)に存在していることが示された。すなわち、シクロホスファミド(CY)により腸上皮幹細胞及び一過性増殖細胞が傷害され、ドナーMSCがそれを補うことが示された。以上より、CYはBUと同様に腸上皮幹細胞障害能を示し、且つCY腸障害にMSC治療が有効である可能性が示唆された。
[Localization of donor-derived eGFP-labeled MSCs in rat recipient colon tissue receiving a single dose of 300 mg / kg cyclophosphamide]
After a single dose of 300 mg / kg of cyclophosphamide (“Endoxan”: Sigma) was administered to a rat by intraperitoneal injection, 2 × 10 4 MSCs cultured in the above-mentioned reference example were placed in the tail vein of the rat. MSCs were implanted by injecting 500 μl αMEM containing / g. The localization of donor-derived eGFP-labeled MSC in the colonic epithelial tissue on day 3 after MSC transplantation was examined. The result is shown in FIG. The left panel and right panel of FIG. 27 represent the results of DAPI staining and eGFP antibody staining in different crypts, respectively. As can be seen from FIG. 27, eGFP positive cells (arrowheads) are intestinal epithelial stem cell area (cell arrangement 1: asterisk part) (left panel) and transient amplifying cell area (right panel) at the bottom of crypto. It was shown to exist. That is, it was shown that intestinal epithelial stem cells and transiently proliferating cells were damaged by cyclophosphamide (CY), and donor MSC compensated for it. From the above, it was suggested that CY showed intestinal epithelial stem cell damage ability like BU, and that MSC treatment may be effective for CY bowel damage.

MSCの表面抗原をフローサイトメトリー解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the flow cytometry analysis of the surface antigen of MSC. 正形成骨髄下でのDSS腸炎の誘導実験に用いるラットの飼育計画を示す図である。It is a figure which shows the breeding plan of the rat used for the induction | guidance | derivation experiment of DSS enteritis under normal forming bone marrow. 各グループのマウスの体重の割合(day0の体重を100%とする)の経時的変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the ratio of the body weight of the mouse | mouth of each group (The body weight of day0 is set to 100%). Kaplan-Meier法及びlog-rank(Mantel-Cox)検定によるラットの全生存率を示す図である。It is a figure which shows the whole survival rate of the rat by Kaplan-Meier method and log-rank (Mantel-Cox) test. 投与したMSCがどの程度の期間、生着しているかを確認するための実験に用いるラットの飼育計画を示す図である。It is a figure which shows the breeding plan of the rat used for the experiment for confirming how long the administered MSC is engrafted. ラットレシピエントの肺及び結腸のsry特異的PCRの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of sry specific PCR of the lung and colon of a rat recipient. 正形成骨髄下でのTNBS腸炎の誘導実験に用いるラットの飼育計画を示す図である。It is a figure which shows the breeding plan of the rat used for the induction | guidance | derivation experiment of TNBS enteritis under normal forming bone marrow. 各グループのラットの体重の割合(day1の体重を100%とする)の経時的変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the ratio of the body weight of the rat of each group (The body weight of day1 is set to 100%). ラットレシピエントの肺及び結腸のsry特異的PCRの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of sry specific PCR of the lung and colon of a rat recipient. 5%DSS又はBU20mg/kg単回投与を受けたラットレシピエントの結腸上皮組織におけるドナー由来MSCの局在を示す図である。FIG. 6 shows the localization of donor-derived MSCs in the colon epithelial tissue of rat recipients receiving a single dose of 5% DSS or BU 20 mg / kg. BU投与によるマウス骨髄の形成不全を示す図である。It is a figure which shows the hypoplasia of the mouse | mouth bone marrow by BU administration. 急性骨髄形成不全下でのDSS腸炎の誘導実験に用いるマウスの飼育計画を示す図である。It is a figure which shows the breeding plan of the mouse | mouth used for the induction | guidance | derivation experiment of DSS enteritis under acute myelogenesis failure. 各グループのマウスの体重の割合(day1の体重を100%とする)の経時的変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the ratio of the body weight of the mouse | mouth of each group (The body weight of day1 is set to 100%). 各グループのマウスの組織学的スコアを示す図である。アスタリスクは統計的有意性を表し、NS(no significance)は有意差なしを表す。It is a figure which shows the histological score of the mouse | mouth of each group. An asterisk represents statistical significance, and NS (no significance) represents no significant difference. 「BU alone」、「1%DSS alone」、「BU+1%DSS」の各グループのマウスにおける、ヘマトキシリン及びエオシン染色した結腸組織切片を顕微鏡で観察した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having observed the colon tissue section which carried out the hematoxylin and eosin dyeing | staining in the mouse | mouth of each group of "BU alone", "1% DSS alone", and "BU + 1% DSS" with the microscope. BU投与によるラット骨髄の形成不全を示す図である。It is a figure which shows the dysplasia of the rat bone marrow by BU administration. MSC移植による腸炎の治療効果を調べる実験に用いるラットの飼育計画を示す図である。It is a figure which shows the breeding plan of the rat used for the experiment which investigates the therapeutic effect of the enteritis by MSC transplantation. 各グループのラットの体重の割合(day−2の体重を100%とする)の経時的変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the ratio of the body weight of the rat of each group (The body weight of day-2 is set to 100%). 「BU+1%DSS+MSC」と「BU+1%DSS」のグループのラットの結腸の長さを示す図である。FIG. 4 shows the colon length of rats in the groups “BU + 1% DSS + MSC” and “BU + 1% DSS”. 「BU alone」、「BU+1%DSS」、「BU+1%DSS+MSC」の各グループのラットにおける、ヘマトキシリン及びエオシン染色した結腸組織切片を顕微鏡で観察した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having observed the hematoxylin and the eosin dye | stained colon tissue section | slice in the rat of each group of "BU alone", "BU + 1% DSS", and "BU + 1% DSS + MSC" with the microscope. 結腸組織における、サイトカイン遺伝子の転写産物量の比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison of the transcription amount of a cytokine gene in a colon tissue. 各グループのラットの組織学的スコアを示す図である。It is a figure which shows the histological score of the rat of each group. 骨髄形成不全下に誘導したDSS腸炎ラットレシピエント(MSCを移植してから3日目)の結腸上皮組織内に存在するドナー由来のMSCの局在を示す図である。It is a figure which shows the localization of the MSC derived from the donor which exists in the colon epithelial tissue of the DSS enteritis rat recipient induced | guided | derived under the myelodysplasia (3 days after transplanting MSC). 骨髄形成不全下に誘導したDSS腸炎ラットレシピエント(MSCを移植してから7日目及び28日目)の結腸上皮組織内に存在するドナー由来のMSCの局在を示す図である。FIG. 5 shows the localization of donor-derived MSCs present in the colon epithelial tissue of DSS enteritis rat recipients induced under myelodysplasia (7 and 28 days after transplanting MSCs). γ線照射を受けたラットレシピエント(MSCを移植してから3日目)の結腸上皮組織における、ドナー由来のMSCの局在を示す図である。It is a figure which shows the localization of donor-derived MSC in the colon epithelial tissue of the rat recipient (3 days after transplanting MSC) which received gamma irradiation. γ線照射を受けたラットレシピエント(MSCを移植してから10日目)の結腸上皮組織における、ドナー由来のMSCの局在を示す図である。It is a figure which shows the localization of donor-derived MSC in the colon epithelial tissue of the rat recipient (10th day after transplanting MSC) which received gamma irradiation. シクロホスファミド300mg/kg単回投与を受けたラットレシピエント結腸組織におけるドナー由来のMSCの局在を示す図である。FIG. 5 shows the localization of donor-derived MSCs in rat recipient colon tissue that received a single dose of 300 mg / kg cyclophosphamide.

Claims (10)

腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、間葉系幹細胞(MSC)を経静脈的に投与することによって炎症性腸疾患を予防・治療するための、間葉系幹細胞(MSC)を備えたことを特徴とする炎症性腸疾患の予防・治療剤。 Having mesenchymal stem cells (MSC) for preventing and treating inflammatory bowel disease by intravenously administering mesenchymal stem cells (MSC) after intestinal epithelial stem cell injury treatment A prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease. 腸上皮幹細胞障害処理が、腸上皮幹細胞障害剤の投与又は放射線の照射であることを特徴とする請求項1に記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤。 The prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to claim 1, wherein the intestinal epithelial stem cell disorder treatment is administration of an intestinal epithelial stem cell disorder agent or irradiation of radiation. 腸上皮幹細胞障害剤と、間葉系幹細胞(MSC)とを備えたことを特徴とする炎症性腸疾患の予防・治療剤。 A prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease comprising an intestinal epithelial stem cell disorder agent and a mesenchymal stem cell (MSC). 腸上皮幹細胞障害剤が、抗癌剤であることを特徴とする請求項2又は3に記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤。 The prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to claim 2 or 3, wherein the intestinal epithelial stem cell disorder agent is an anticancer agent. 抗癌剤が、アルキル化剤であることを特徴とする請求項4に記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤。 The prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to claim 4, wherein the anticancer agent is an alkylating agent. アルキル化剤が、ブスルファン又はシクロホスファミドであることを特徴とする請求項5に記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤。 The prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to claim 5, wherein the alkylating agent is busulfan or cyclophosphamide. 間葉系幹細胞(MSC)が、骨髄間葉系幹細胞であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤。 The prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to any one of claims 1 to 6, wherein the mesenchymal stem cell (MSC) is a bone marrow mesenchymal stem cell. 炎症性腸疾患が、潰瘍性大腸炎又はクローン病であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の炎症性腸疾患の予防・治療剤。 The prophylactic / therapeutic agent for inflammatory bowel disease according to any one of claims 1 to 7, wherein the inflammatory bowel disease is ulcerative colitis or Crohn's disease. 哺乳動物に対して腸上皮幹細胞障害処理を行った後に、間葉系幹細胞(MSC)を経静脈的に前記哺乳動物に投与する炎症性腸疾患の予防・治療方法。 A method for preventing / treating inflammatory bowel disease, wherein a mesenchymal stem cell (MSC) is intravenously administered to the mammal after intestinal epithelial stem cell damage treatment is performed on the mammal. 腸上皮幹細胞障害剤及び間葉系幹細胞(MSC)の、炎症性腸疾患の予防・治療のための薬剤の製造における使用。 Use of an intestinal epithelial stem cell disorder agent and a mesenchymal stem cell (MSC) in the manufacture of a medicament for the prevention / treatment of inflammatory bowel disease.
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