JP2009055817A - Method for analyzing cell fate - Google Patents

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Naoshi Masuda
治史 増田
Takayuki Asahara
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a method for analyzing fate determination and differentiation from blood vascular blast cells to a blood system cell line and an endothelial cell line, especially, a method for simultaneously analyzing the cell fate of the blood system cell line and the endothelial cell line. <P>SOLUTION: This method for analyzing the cell fate of stem cells comprises a process (first process) for preparing the single cells of stem cells and amplifying the obtained single cells, a process (second process) for culturing the amplified cells to produce colonies, and a process (third process) for dividing the single cells into groups on the basis of the forms of the produced colonies and measuring the number of the single cells divided into the same group. A graph for analyzing the cell fate of stem cells is obtained by developing the kinds of the obtained groups as cell fates in the X-axial direction and developing the number of the single cells classified in the same group as a frequency in the Y-axial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、細胞運命の解析方法、特に幹細胞の細胞運命を解析・評価する方法等に関する。   The present invention relates to a cell fate analysis method, and more particularly to a method for analyzing and evaluating stem cell fate.

血液系及び血管系医学の分野において、ヒトの血液幹細胞含有分画であるCD34陽性細胞において血管内皮前駆細胞(endothelial progenitor cell=EPC)が発見(非特許文献1)され、CD34陽性細胞さらには早期血液幹細胞分画であるCD133陽性細胞は、血液血管芽細胞(Hemangioblast=HB)含有分画として考えられるようになった。つまり、胎生期における血管島では、血液前駆細胞(hematopoietic stem/progenitor cell=HSPC)及びEPCは共通の多能性幹細胞であるHBから分化することが明らかとなっている。成体内においても、このような未分化なHBの存在証拠が確認(非特許文献2〜4)され、EPCは骨髄幹細胞ニッチ内において、HSPCと共にHBという共通の幹細胞から血液・血管細胞系列の運命決定(commitment)、分化(differentiation)が行われた結果であると推定されている。   In the field of blood system and vascular system medicine, vascular endothelial progenitor cells (EPC) are found in CD34 positive cells, which are human blood stem cell-containing fractions (Non-patent Document 1), and CD34 positive cells and early CD133 positive cells, which are a blood stem cell fraction, have come to be considered as a hemangioblast (HB) -containing fraction. That is, it has been clarified that blood progenitor cells (hematopoietic stem / progenitor cells = HSPC) and EPCs differentiate from HB, which is a common pluripotent stem cell, in vascular islands in the embryonic stage. Even in adults, such evidence of undifferentiated HB has been confirmed (Non-Patent Documents 2 to 4), and EPC is fate of blood and vascular cell lineage from a common stem cell called HB together with HSPC in the bone marrow stem cell niche. It is presumed to be the result of a decision or differentiation.

血液系分野において、形態学的観察に基づいたHSPCの血液細胞系列への分化様式に関する解析法としては、1970年代に非接着系培養皿と半固形培地のメチルセルロースを用いた方法が開発され、以後、その意義は確立している(非特許文献5)。すなわち、コロニーのタイピング、数を評価する方法である。しかし、当然、血液系細胞に限られた解析法であり、HBの細胞生物学的解析は不可能である。
EPCの分化様式評価系は、1997年の成体内EPCの発見以来、2つの細胞生物学的解析法が用いられてきた。一つは、未分化EPC含有細胞(骨髄や末梢血のCD34陽性及び/又はCD133陽性細胞、単核球)を内皮系細胞培養用の液体培地で培養し、接着細胞を獲得してこれを数的に評価するEPC培養アッセイ法(非特許文献6及び7)であり、二つ目は、メチルセルロースを用いたEPCコロニーアッセイ法で、EPCのコロニーを数的に評価するものである(非特許文献8)。いずれの方法も、EPCの数的評価に止まり、その分化過程の評価は不可能である。特許文献1及び2ではEPCの分化様式を解析する方法が記載されているが、内皮系細胞の解析に止まり、血液系細胞系列への分化との因果関係は不明である。
T. Asahara, T. Murohara, A. Sullivan et al., Science 275:964-967 (1997) E. Pelosi, M. Valtieri et al., Blood 100(9): 3203-3208 (2002) S. Loges, B. Fehse et al., Stem Cells Dev. 13(3): 229-242 (2004) UM. Gehling, S. Ergun et al., Blood 95(10): 3106-3112 (2000) A. Hirao, Y. Takaue et al., Journal of Clinical Apheresis 10: 17-22 (1995) T. Asahara, T. Takahashi et al., EMBO J. 18(14): 3964-3972 (1999) C. Kalka, H. Masuda et al., Circ Res. 86(12): 1198-1202 (2000) B. Assmus, C. Urbich et al., Circ Res. 92(9): 1049-1055 (2003) WO2006/090882号国際公開公報 WO2006/090886号国際公開公報
In the blood system field, as a method for analyzing HSPC differentiation into blood cell lines based on morphological observation, a method using a non-adhesive culture dish and semi-solid medium methylcellulose was developed in the 1970s. The significance has been established (Non-Patent Document 5). That is, it is a method for evaluating the typing and number of colonies. However, as a matter of course, the analysis method is limited to blood cells, and cell biological analysis of HB is impossible.
Since the discovery of the adult EPC in 1997, two cell biological analysis methods have been used for the EPC differentiation mode evaluation system. One is that undifferentiated EPC-containing cells (bone marrow and peripheral blood CD34-positive and / or CD133-positive cells, mononuclear cells) are cultured in a liquid medium for culturing endothelial cells, and adherent cells are obtained. EPC culture assay method (Non-patent Documents 6 and 7) to be evaluated automatically, and the second is an EPC colony assay method using methylcellulose, which evaluates EPC colonies numerically (Non-patent Documents). 8). Either method is limited to numerical evaluation of EPC, and its differentiation process cannot be evaluated. Patent Documents 1 and 2 describe a method for analyzing the differentiation mode of EPC, but the analysis is limited to the analysis of endothelial cells, and the causal relationship with the differentiation into blood cell lineages is unknown.
T. Asahara, T. Murohara, A. Sullivan et al., Science 275: 964-967 (1997) E. Pelosi, M. Valtieri et al., Blood 100 (9): 3203-3208 (2002) S. Loges, B. Fehse et al., Stem Cells Dev. 13 (3): 229-242 (2004) UM. Gehling, S. Ergun et al., Blood 95 (10): 3106-3112 (2000) A. Hirao, Y. Takaue et al., Journal of Clinical Apheresis 10: 17-22 (1995) T. Asahara, T. Takahashi et al., EMBO J. 18 (14): 3964-3972 (1999) C. Kalka, H. Masuda et al., Circ Res. 86 (12): 1198-1202 (2000) B. Assmus, C. Urbich et al., Circ Res. 92 (9): 1049-1055 (2003) WO2006 / 090882 International Publication WO2006 / 090886 International Publication

本発明は、幹細胞、特に組織幹細胞の細胞運命の解析方法、具体的には血液血管芽細胞(HB)から血液系細胞系列及び血管内皮系細胞系列への運命決定、分化を解析する方法の開発、特に血液系細胞系列及び血管内皮系細胞系列の細胞運命を同時に解析する方法の開発を目的とする。   The present invention develops a method for analyzing cell fate of stem cells, particularly tissue stem cells, specifically, a method for analyzing fate determination and differentiation from blood hemangioblasts (HB) to blood cell lineages and vascular endothelial cell lines. In particular, it aims to develop a method for simultaneously analyzing the cell fate of blood cell lineage and vascular endothelial cell lineage.

上記課題に鑑み、本発明者らは、まず、HBから単離される単一細胞を培養し、血液系細胞系列あるいは内皮系細胞系列へと分化して産生されるコロニーの様式を調べ、その様式のパターンに基づいて細胞を群分けし、「細胞運命(commitment)」を定義づけた。次いで、得られた細胞運命のそれぞれについて、その頻度(すなわち該当する細胞運命を提示するようになる単一細胞の数)を測定した。細胞運命とその頻度を対応させることによって細胞運命の明確化、グラフ化が可能となり、定量化することが可能となった。   In view of the above problems, the present inventors first cultured a single cell isolated from HB, examined the mode of a colony produced by differentiation into a blood cell lineage or an endothelial cell lineage, Based on these patterns, cells were grouped to define a “cell commitment”. Then, for each obtained cell fate, its frequency (ie, the number of single cells that would present the relevant cell fate) was measured. By making the cell fate correspond to the frequency, the cell fate can be clarified and graphed, and can be quantified.

即ち、本発明は下記の通りである:
[1]幹細胞の単一細胞を調製し、得られた単一細胞を増幅する工程(第1工程)、
増幅した細胞を培養し、コロニーを産生させる工程(第2工程)、及び
産生されたコロニーの様式に基づいて単一細胞を群分けし、同じ群に分類される単一細胞の数を測定する工程(第3工程)
を含む、幹細胞の細胞運命の解析方法。
[2]幹細胞が血液血管芽細胞である、上記[1]記載の方法。
[3]血液血管芽細胞が、骨髄、臍帯血又は末梢血由来である、上記[2]記載の方法。
[4]血液血管芽細胞が、CD34陽性及び/又はCD133陽性である、上記[2]記載の方法。
[5]産生されるコロニーが、血液系細胞コロニー又は血管内皮系細胞コロニーのいずれかである、上記[2]記載の方法。
[6]血液系細胞コロニーが、赤芽球コロニー(BFU−E)、顆粒球・マクロファージ系コロニー(CFU−GM)、マクロファージコロニー(CFU−M)及び混合コロニー(CFU−Mix)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、上記[5]記載の方法。
[7]血管内皮系細胞コロニーが、内皮細胞様大細胞コロニー(CFU−Large cell like EPC)及び内皮細胞様小細胞コロニー(CFU−small cell like EPC)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、上記[5]記載の方法。
[8]第1工程が、添加因子の存在下又は非存在下で実施される、上記[1]記載の方法。
[9]添加因子が成長因子である、上記[8]記載の方法。
[10]上記[1]記載の方法を実施することを含む、幹細胞の細胞運命に影響を及ぼす化合物のスクリーニング方法。
[11]上記[1]記載の方法を実施することを含む、幹細胞から特定の細胞系列へ運命付けられた細胞の濃縮度を確認する方法。
[12]幹細胞が血液血管芽細胞であり、特定の細胞系列へ運命付けられた細胞が血管内皮前駆細胞である、上記[11]記載の方法。
[13]幹細胞の単一細胞を培養し、該単一細胞から産生されるコロニーの様式に基づいて群分けし、同じ群に分類される単一細胞の数を測定し、各群について、その群に属する単一細胞の数を対応させることによって得られる、幹細胞の細胞運命の解析用グラフ。
[14]幹細胞の単一細胞を培養し、該単一細胞から産生されるコロニーの様式に基づいて群分けし、得られた群の種類を細胞運命としてX軸方向に展開し、同じ群に分類される単一細胞の数を頻度としてY軸方向に展開することによって得られる、幹細胞の細胞運命の解析用グラフ。
[15]幹細胞が血液血管芽細胞である、上記[13]又は[14]記載のグラフ。
[16]産生されるコロニーが、血液系細胞コロニー又は血管内皮系細胞コロニーのいずれかである、上記[15]記載のグラフ。
[17]血液系細胞コロニーが、赤芽球コロニー(BFU−E)、顆粒球・マクロファージ系コロニー(CFU−GM)、マクロファージコロニー(CFU−M)及び混合コロニー(CFU−Mix)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、上記[16]記載のグラフ。
[18]血管内皮系細胞コロニーが、内皮細胞様大細胞コロニー(CFU−Large cell like EPC)及び内皮細胞様小細胞コロニー(CFU−small cell like EPC)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、上記[16]記載のグラフ。
That is, the present invention is as follows:
[1] A step of preparing a single stem cell and amplifying the obtained single cell (first step),
A step of culturing the amplified cells to produce colonies (second step), and grouping the single cells based on the mode of the produced colonies, and measuring the number of single cells classified into the same group Process (3rd process)
A method for analyzing cell fate of a stem cell, comprising:
[2] The method described in [1] above, wherein the stem cells are blood hemangioblasts.
[3] The method according to [2] above, wherein the blood hemangioblasts are derived from bone marrow, umbilical cord blood or peripheral blood.
[4] The method according to [2] above, wherein the blood hemangioblasts are CD34 positive and / or CD133 positive.
[5] The method described in [2] above, wherein the produced colony is either a blood cell colony or a vascular endothelial cell colony.
[6] Blood system cell colonies are from the group consisting of erythroblast colonies (BFU-E), granulocyte / macrophage colonies (CFU-GM), macrophage colonies (CFU-M) and mixed colonies (CFU-Mix). The method of the above-mentioned [5], which is at least one selected.
[7] The vascular endothelial cell colony is at least one selected from the group consisting of an endothelial cell-like large cell colony (CFU-Large cell like EPC) and an endothelial cell-like small cell colony (CFU-small cell like EPC). The method according to [5] above.
[8] The method according to [1] above, wherein the first step is performed in the presence or absence of an additive factor.
[9] The method of the above-mentioned [8], wherein the additive factor is a growth factor.
[10] A screening method for a compound that affects the cell fate of a stem cell, comprising performing the method according to [1] above.
[11] A method for confirming the concentration of cells destined from a stem cell to a specific cell lineage, comprising performing the method according to [1] above.
[12] The method according to [11] above, wherein the stem cells are blood hemangioblasts and the cells destined for a specific cell lineage are vascular endothelial progenitor cells.
[13] A single stem cell is cultured, divided into groups based on the mode of colonies produced from the single cell, and the number of single cells classified into the same group is measured. The graph for analysis of the cell fate of a stem cell obtained by matching the number of single cells belonging to a group.
[14] Culturing single cells of stem cells, grouping them based on the mode of colonies produced from the single cells, expanding the types of the obtained groups as cell fate in the X-axis direction, The graph for the analysis of the cell fate of a stem cell obtained by expanding in the Y-axis direction using the number of single cells to be classified as a frequency.
[15] The graph according to [13] or [14] above, wherein the stem cells are blood hemangioblasts.
[16] The graph according to [15], wherein the colonies to be produced are either blood cell colonies or vascular endothelial cell colonies.
[17] The blood cell colony is from the group consisting of erythroblast colony (BFU-E), granulocyte / macrophage colony (CFU-GM), macrophage colony (CFU-M) and mixed colony (CFU-Mix). The graph according to [16], which is at least one selected.
[18] The vascular endothelial cell colony is at least one selected from the group consisting of an endothelial cell-like large cell colony (CFU-Large cell like EPC) and an endothelial cell-like small cell colony (CFU-small cell like EPC). The graph according to [16] above.

組織幹細胞の細胞運命、具体的にはHBからの血液系及び血管内皮系細胞系列の細胞運命をグラフ化、定量化することが可能となる。特に血液系及び血管内皮系細胞系列の細胞運命を同時にグラフ化、定量化することにより、従来の単独細胞系列解析法では判別不可能であった細胞運命の明確化、その定量化が可能となる。また、本発明の方法は、単一細胞での評価であり、細胞系列決定評価が正確である。   It is possible to graph and quantify the cell fate of tissue stem cells, specifically the cell fate of blood and vascular endothelial cell lines from HB. In particular, by simultaneously graphing and quantifying the cell fate of the blood system and vascular endothelial cell lineage, it becomes possible to clarify and quantify the cell fate that could not be distinguished by the conventional single cell lineage analysis method. . Further, the method of the present invention is an evaluation with a single cell, and the cell lineage determination evaluation is accurate.

本発明は、幹細胞の細胞運命の解析方法、例えばHBから血液系細胞系列及び血管内皮系細胞系列への運命決定、分化を解析する方法の開発、特に血液系細胞系列及び血管内皮系細胞系列の細胞運命を同時に解析する方法を提供する。本発明の解析方法は、まず、その細胞運命の解析が所望される幹細胞の単一細胞を調製し培養する工程を含む。   The present invention relates to a method for analyzing the cell fate of a stem cell, for example, the determination of the fate from HB to a blood cell lineage and a vascular endothelial cell lineage, and the development of a method for analyzing differentiation. A method for simultaneously analyzing cell fate is provided. The analysis method of the present invention first includes a step of preparing and culturing a single cell of a stem cell for which analysis of the cell fate is desired.

幹細胞としては、所定の細胞へと分化し得る細胞運命を有するものであれば特に限定されないが、好ましくは組織幹細胞であり、神経系幹細胞、造血系・血管系幹細胞、間葉系幹細胞、内胚葉系幹細胞等が例示される。特に好ましくは各細胞系列の表現型がよく研究されている造血系・血管系幹細胞であり、該幹細胞は、上記したHB(血液血管芽細胞)に相当する。   Stem cells are not particularly limited as long as they have a cell fate capable of differentiating into predetermined cells, but are preferably tissue stem cells, nervous stem cells, hematopoietic / vascular stem cells, mesenchymal stem cells, endoderm Examples include stem cells. Particularly preferred are hematopoietic and vascular stem cells whose phenotypes of each cell line are well studied, and the stem cells correspond to the above-described HB (blood hemangioblasts).

本発明で用いられる「血液血管芽細胞(Hemangioblast=HB)」とは、血液系細胞及び血管内皮細胞両方の前駆細胞であって、血液幹細胞、血液前駆細胞を経て血液系細胞(例えば、赤血球、T−リンパ球、B−リンパ球、単球/マクロファージ、顆粒球、巨核球)になり得、また、血管内皮前駆細胞(EPC)を経て血管内皮細胞になり得る未分化な細胞であれば特に限定されない。HBとしては、被検対象の骨髄、臍帯血又は末梢血由来の細胞を使用できる。HBはまた、単核球であり得る。   The term “blood hemangioblast (HB)” used in the present invention is a progenitor cell of both blood cells and vascular endothelial cells, and blood cells (for example, erythrocytes, T-lymphocytes, B-lymphocytes, monocytes / macrophages, granulocytes, megakaryocytes), and especially undifferentiated cells that can become vascular endothelial cells via vascular endothelial progenitor cells (EPC). It is not limited. As HB, cells derived from bone marrow, umbilical cord blood or peripheral blood to be examined can be used. The HB can also be a mononuclear cell.

HBはさらに、CD34及び/又はCD133陽性であり得る。従って、HBとして、CD34陽性及び/又はCD133陽性細胞のみ予め選別して用いることもまた好ましい。CD34陽性及び/又はCD133陽性細胞の選別は、当分野で通常行われている細胞選別の手法が用いられ、具体的にはCD34抗原及び/又はCD133抗原に特異的な親和性を有する物質を用いた磁気細胞分離法(MACS)、蛍光細胞分離法(FACS)等が挙げられる。かかる分離方法により、幹細胞を単一細胞とすることができる。   The HB may further be CD34 and / or CD133 positive. Therefore, it is also preferable to select and use only CD34 positive and / or CD133 positive cells in advance as HB. For selection of CD34 positive and / or CD133 positive cells, cell sorting techniques commonly used in the art are used. Specifically, a substance having specific affinity for CD34 antigen and / or CD133 antigen is used. Magnetic cell separation method (MACS), fluorescent cell separation method (FACS) and the like. By this separation method, the stem cell can be made into a single cell.

CD34抗原あるいはCD133抗原に特異的な親和性を有する物質としては例えばこれらの蛋白質に特異的親和性を有する抗体又はその断片が挙げられ、その特異的親和性とは抗原・抗体反応により該蛋白質を特異的に認識し、結合する能力のことである。該抗体又はその断片は、当該蛋白質と特異的に結合可能なものであれば特に限定されず、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体及びそれらの機能的断片のいずれであってもよい。これらの抗体あるいはその機能的断片は、通常当分野で行なわれている方法によって製せられる。例えばポリクローナル抗体を用いる場合であれば、該蛋白質をマウスやウサギといった動物の背部皮下あるいは腹腔内あるいは静脈等に注射して免疫し、抗体価が上昇するのを待った後に抗血清を採取する方法が挙げられ、またモノクローナル抗体を用いる場合であれば、常法に従いハイブリドーマを作製して、その分泌液を採取する方法が挙げられる。抗体断片を製造する方法としてはクローニングした抗体遺伝子断片を微生物等に発現させる方法がよく用いられている。当該抗体、抗体断片等の純度は、当該蛋白質との特異的親和性を保持している限り、特に限定されない。これらの抗体又はその断片は、蛍光物質等で標識されていてもよい。   Examples of the substance having specific affinity for CD34 antigen or CD133 antigen include antibodies having specific affinity for these proteins or fragments thereof, and the specific affinity is defined by the antigen-antibody reaction. The ability to specifically recognize and bind. The antibody or a fragment thereof is not particularly limited as long as it can specifically bind to the protein, and may be a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, or a functional fragment thereof. These antibodies or functional fragments thereof can be produced by methods generally performed in the art. For example, in the case of using a polyclonal antibody, there is a method in which the protein is injected subcutaneously into the back of the animal or into the abdominal cavity or vein of an animal such as a mouse or rabbit, and after waiting for the antibody titer to rise, antiserum is collected. In the case of using a monoclonal antibody, there is a method of preparing a hybridoma according to a conventional method and collecting the secreted solution. As a method for producing an antibody fragment, a method in which a cloned antibody gene fragment is expressed in a microorganism or the like is often used. The purity of the antibody, antibody fragment, etc. is not particularly limited as long as it retains specific affinity with the protein. These antibodies or fragments thereof may be labeled with a fluorescent substance or the like.

HBはまた、HBを動員可能な物質により動員されたものであり得る。HBを動員可能な物質としては、例えば、G−CSF、SDF−1、エストロゲン、VEGF、GM−CSF、アンジオポエチン1及び2、HGF、スタチン類(statins)、エリスロポエチンが挙げられるが、なかでもG−CSFが好ましい。この場合、HBを動員可能な物質の被検対象への投与により得られる、HBを動員しておいた体液成分(例えば、末梢血)の形態で、HBが提供されてもよい。HBを動員可能な物質の被検対象への投与回数、投与期間、投与量は用いる物質の種類によっても異なり、HBを動員可能である限り特に限定されないが、G−CSFの場合であれば、投与回数については、例えば通常1日1回〜3回、好ましくは2回であり、投与期間については、例えば約3〜7日間、好ましくは約4〜6日間、より好ましくは5日間であり、投与量については、約2〜50μg/kg/日、好ましくは約5〜20μg/kg/日、より好ましくは約10μg/kg/日である。   HB can also be mobilized by a substance capable of mobilizing HB. Examples of substances capable of mobilizing HB include G-CSF, SDF-1, estrogen, VEGF, GM-CSF, angiopoietins 1 and 2, HGF, statins, and erythropoietin. CSF is preferred. In this case, HB may be provided in the form of a body fluid component (for example, peripheral blood) in which HB has been mobilized, which is obtained by administering a substance capable of mobilizing HB to a subject. The number of administrations of the substance capable of mobilizing HB to the test subject, the administration period, and the dosage vary depending on the type of substance used, and are not particularly limited as long as HB can be mobilized, but in the case of G-CSF, The administration frequency is, for example, usually 1 to 3 times a day, preferably 2 times. The administration period is, for example, about 3 to 7 days, preferably about 4 to 6 days, more preferably 5 days. The dosage is about 2-50 μg / kg / day, preferably about 5-20 μg / kg / day, more preferably about 10 μg / kg / day.

HBはさらに、HBを動員可能な物質により動員されたHBを移植された被検対象から採取されるものであってもよい。   The HB may be further collected from a test subject transplanted with HB mobilized by a substance capable of mobilizing HB.

本発明において被検対象は、幹細胞の細胞運命を解析することが求められている動物であって、ヒトを含む哺乳動物一般を意味するが、臨床応用という本発明の目的に鑑みれば、被検対象は好ましくはヒトである。また、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウサギ、ウシ、ブタ、ヤギ、ヒツジ、ウマ、サル等の哺乳動物での使用も好ましい。   In the present invention, the test subject is an animal that is required to analyze the cell fate of a stem cell, and means a mammal in general including a human. The subject is preferably a human. In addition, use in mammals such as mice, rats, dogs, cats, rabbits, cows, pigs, goats, sheep, horses, monkeys and the like is also preferred.

本発明の解析方法では、幹細胞、必要に応じて選別されたCD34及び/又はCD133陽性の幹細胞の単一細胞を培養する。単一細胞の培養は、幹細胞の由来や所望する細胞系列に応じて、従来行なわれている方法あるいはそれに準じた方法で行なうことができる。例えば幹細胞がHBであり、所望する細胞系列が血管内皮細胞系列であれば、特許文献1及び特許文献2に開示されている方法が好適に用いられる。幹細胞がHBであり、所望する細胞系列が血液細胞系列の細胞であれば、非接着系培養皿と半固形培地のメチルセルロースを用いた方法(非特許文献5)が好適に用いられる。   In the analysis method of the present invention, stem cells and single cells of CD34 and / or CD133 positive stem cells selected as necessary are cultured. Single cell culture can be performed by a conventional method or a method according to it, depending on the origin of the stem cell and the desired cell lineage. For example, if the stem cell is HB and the desired cell lineage is a vascular endothelial cell lineage, the methods disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are preferably used. If the stem cell is HB and the desired cell line is a blood cell line, a method using a non-adhesive culture dish and methylcellulose in a semi-solid medium (Non-Patent Document 5) is preferably used.

本発明の方法においては、単一細胞の培養は、組織幹細胞の単一細胞を調製して増幅させる工程(第1工程)及び増幅させた細胞からコロニーを産生させる工程(第2工程)の、通常2工程によって行なわれる。第1工程は、幹細胞が効率よく増殖することができればその方法は特に限定されないが、組織幹細胞がHBの場合、特許文献1に記載の方法によって実施することが好ましい。具体的には、幹細胞因子(SCF)、インターロイキン6(IL−6)、FMS様チロシンキナーゼ3(Flt−3)及びトロンボポエチン(TPO)を含有する無血清培地でHBをインキュベートすることを含む。   In the method of the present invention, the culture of a single cell includes a step of preparing and amplifying a single cell of a tissue stem cell (first step) and a step of producing a colony from the amplified cell (second step). Usually, two steps are performed. The method of the first step is not particularly limited as long as the stem cells can be efficiently proliferated. However, when the tissue stem cells are HB, it is preferably performed by the method described in Patent Document 1. Specifically, it comprises incubating HB in a serum-free medium containing stem cell factor (SCF), interleukin 6 (IL-6), FMS-like tyrosine kinase 3 (Flt-3) and thrombopoietin (TPO).

第1工程で用いられる無血清培地は、当分野で通常用いられている培地を利用することができ、例えば造血幹細胞の増殖用培地として知られている無血清培地を用いることができる。無血清培地として用いられる基礎培地としては、例えば、DMEM、MEM、IMDM等が挙げられる。   As the serum-free medium used in the first step, a medium usually used in the art can be used. For example, a serum-free medium known as a medium for the growth of hematopoietic stem cells can be used. Examples of the basal medium used as the serum-free medium include DMEM, MEM, IMDM and the like.

無血清培地に含めうる幹細胞因子(SCF)は、248個のアミノ酸からなる分子量約30,000の糖タンパク質である。選択的スプライシングにより可溶型と膜結合型が存在するが、本発明で用いるSCFはHBの培養に有用である限りいずれのタイプのSCFでもよい。好ましくは可溶型である。SCFの由来等は特に限定されないが、安定した供給が見込まれる組換え体が好ましく、特に好ましくはヒト組換え体である。商業的に入手可能なものが知られている。無血清培地中のSCFの濃度は、用いるSCFの種類によっても異なり、HBの培養に有用である限り特に限定されないが、ヒト組換えSCFの場合であれば、例えば10〜1000ng/mL、好ましくは50〜500ng/mL、より好ましくは約100ng/mLである。   Stem cell factor (SCF) that can be included in a serum-free medium is a glycoprotein consisting of 248 amino acids and having a molecular weight of about 30,000. There are a soluble type and a membrane-bound type by selective splicing, and the SCF used in the present invention may be any type of SCF as long as it is useful for culturing HB. Preferably it is a soluble type. The origin of SCF is not particularly limited, but a recombinant that can be stably supplied is preferable, and a human recombinant is particularly preferable. Those that are commercially available are known. The concentration of SCF in the serum-free medium varies depending on the type of SCF used and is not particularly limited as long as it is useful for HB culture. In the case of human recombinant SCF, for example, 10 to 1000 ng / mL, preferably 50-500 ng / mL, more preferably about 100 ng / mL.

本発明で用いられるインターロイキン6(IL−6)は、B細胞の抗体産生細胞への最終分化を誘導する因子として単離された分子量21万の糖タンパク質であり、免疫応答、造血系や神経系細胞の増殖分化、急性期反応等に関与することが知られている。本発明で用いるIL−6は適宜選択されるが、ヒトHBの培養に用いる場合には、ヒトIL−6が好ましく、安定した供給が見込まれる組換え体が特に好ましい。商業的に入手可能なものが知られている。無血清培地中のIL−6の濃度は、用いるIL−6の種類によっても異なり、HBの培養に有用である限り特に限定されないが、ヒト組換えIL−6の場合であれば、例えば1〜500ng/mL、好ましくは5〜100ng/mL、より好ましくは約20ng/mLである。   Interleukin 6 (IL-6) used in the present invention is a glycoprotein having a molecular weight of 210,000, isolated as a factor that induces terminal differentiation of B cells into antibody-producing cells. It is known to be involved in cell line proliferation and differentiation, acute phase reaction, and the like. IL-6 used in the present invention is appropriately selected. When used for culturing human HB, human IL-6 is preferable, and a recombinant that is expected to be stably supplied is particularly preferable. Those that are commercially available are known. The concentration of IL-6 in the serum-free medium varies depending on the type of IL-6 used, and is not particularly limited as long as it is useful for HB culture. In the case of human recombinant IL-6, for example, 1-6 500 ng / mL, preferably 5 to 100 ng / mL, more preferably about 20 ng / mL.

本発明で用いられるFMS様チロシンキナーゼ3(Flt−3)は、初期造血制御において重要な役目を担う受容体型チロシンキナーゼとして知られている。いくつかの選択的スプライシングによる産物が知られているが、造血系幹細胞の増殖を刺激するという報告がある。本発明で用いるFlt−3は、HBの培養に有用である限り、いずれのタイプのFlt−3であってもよい。商業的に入手可能なものが知られている。無血清培地中のFlt−3の濃度は、用いるFlt−3の種類によっても異なり、HBの培養に有用である限り特に限定されないが、ヒト組換えFlt−3リガンドの場合であれば、例えば10〜1000ng/mL、好ましくは50〜500ng/mL、より好ましくは約100ng/mLである。   FMS-like tyrosine kinase 3 (Flt-3) used in the present invention is known as a receptor tyrosine kinase that plays an important role in the control of early hematopoiesis. Several alternative splicing products are known but have been reported to stimulate hematopoietic stem cell proliferation. Flt-3 used in the present invention may be any type of Flt-3 as long as it is useful for HB culture. Those that are commercially available are known. The concentration of Flt-3 in the serum-free medium varies depending on the type of Flt-3 used, and is not particularly limited as long as it is useful for HB culture. In the case of human recombinant Flt-3 ligand, for example, 10 -1000 ng / mL, preferably 50-500 ng / mL, more preferably about 100 ng / mL.

本発明で用いられるトロンボポエチン(TPO)は、造血系サイトカインの一種であり、造血幹細胞から巨核球が作られる過程に特異的に作用し、巨核球の産生を促進することが知られている。本発明で用いるTPOの由来等は特に限定されないが、安定した供給が見込まれる組換え体が好ましく、特に好ましくはヒト組換え体である。商業的に入手可能なものが知られている。無血清培地中のTPOの濃度は、用いるTPOの種類によっても異なり、HBの培養に有用である限り特に限定されないが、ヒト組換えTPOの場合であれば、例えば1〜500ng/mL、好ましくは5〜100ng/mL、より好ましくは約20ng/mLである。   Thrombopoietin (TPO) used in the present invention is a kind of hematopoietic cytokine and is known to act specifically on the process of producing megakaryocytes from hematopoietic stem cells and promote the production of megakaryocytes. The origin of TPO used in the present invention is not particularly limited, but a recombinant that is expected to be stably supplied is preferable, and a human recombinant is particularly preferable. Those that are commercially available are known. The concentration of TPO in the serum-free medium varies depending on the type of TPO used and is not particularly limited as long as it is useful for HB culture. In the case of human recombinant TPO, for example, 1 to 500 ng / mL, preferably 5 to 100 ng / mL, more preferably about 20 ng / mL.

第1工程で用いられる無血清培地には、後述の実施例で示されるように、EPCをより効率的に増幅させる、あるいは増幅総細胞数をより増加させるという観点から、上記SCF、IL−6、Flt−3及びTPOに加え、成長因子、特に血管内皮細胞増殖因子をさらに含有することが好ましい場合もある。   In the serum-free medium used in the first step, the SCF, IL-6 are used from the viewpoint of more efficiently amplifying EPC or increasing the total number of amplified cells, as shown in Examples described later. In addition to Flt-3 and TPO, it may be preferable to further contain growth factors, especially vascular endothelial growth factor.

本発明で用いられ得る血管内皮細胞増殖因子(VEGF)は、EPCに特異的に作用する増殖因子であり、主に血管周囲の細胞で産生されることが知られている。選択的スプライシングによってサイズの異なる数種のVEGFタンパク質が産生されるが、本発明で用いるVEGFはEPCをより効率的に増幅させる、あるいは増幅総細胞数をより増加させる限りいずれのタイプのVEGFでもよい。好ましくはVEGF165である。VEGFの由来等は特に限定されないが、安定した供給が見込まれる組換え体が好ましく、特に好ましくはヒト組換え体である。商業的に入手可能なものが知られている。無血清培地中のVEGFの濃度は、用いるVEGFの種類によっても異なり、HBの培養に有用である限り特に限定されないが、ヒト組換えVEGF165の場合であれば、例えば約5〜500ng/mL、好ましくは約5〜200ng/mL、より好ましくは約100ng/mLである。 Vascular endothelial growth factor (VEGF) that can be used in the present invention is a growth factor that specifically acts on EPC, and is known to be produced mainly in cells surrounding blood vessels. Several types of VEGF proteins of different sizes are produced by alternative splicing, but VEGF used in the present invention may be any type of VEGF as long as EPC is amplified more efficiently or the total number of amplified cells is increased. . VEGF 165 is preferred. The origin of VEGF and the like are not particularly limited, but a recombinant that can be stably supplied is preferable, and a human recombinant is particularly preferable. Those that are commercially available are known. The concentration of VEGF in the serum-free medium varies depending on the type of VEGF used and is not particularly limited as long as it is useful for HB culture. In the case of human recombinant VEGF 165 , for example, about 5 to 500 ng / mL, Preferably it is about 5-200 ng / mL, More preferably, it is about 100 ng / mL.

本発明において好ましい無血清培地は、約100ng/mLのSCF、約20ng/mLのIL−6、100ng/mLのFlt−3、約20ng/mLのTPOを含有する無血清培地であり、約100ng/mLのVEGFを含有しているものが好ましい。   A preferred serum-free medium in the present invention is a serum-free medium containing about 100 ng / mL SCF, about 20 ng / mL IL-6, 100 ng / mL Flt-3, about 20 ng / mL TPO, about 100 ng Those containing / mL of VEGF are preferred.

上記した各成分は無血清培地で所定の濃度に溶解するか、あるいはあらかじめ各成分の濃縮液(ストック溶液)を調製し、無血清培地で所定の濃度に希釈することによって本発明において用いられるHBの単一細胞を増幅させる為の無血清培地を調製することができる。例えば市販の無血清培地に必要な成分を所定の濃度となるよう溶解した後、濾過滅菌等により滅菌するか、あるいは濾過滅菌等により滅菌したストック溶液を無菌的に市販の無血清培地に添加、希釈することによって調製することができる。濾過滅菌は当分野で通常実施されている方法に準じて行うことができ、例えば0.22μmや0.45μmのミリポアフィルター等を用いて行う。   Each of the above components is dissolved in serum-free medium at a predetermined concentration, or a concentrated liquid (stock solution) of each component is prepared in advance and diluted to a predetermined concentration in serum-free medium to be used in the present invention. Serum-free medium for amplifying single cells can be prepared. For example, after dissolving components necessary for a commercially available serum-free medium to a predetermined concentration, sterilize by filtration sterilization or the like, or aseptically add a stock solution sterilized by filter sterilization to a commercially available serum-free medium, It can be prepared by diluting. Filtration sterilization can be performed according to a method commonly practiced in this field, for example, using a 0.22 μm or 0.45 μm Millipore filter.

上述した因子を含有する無血清培地でのHBの培養は、HBの単一細胞を、上述の因子を含有する無血清培地中に播種することにより行われる。HBの培養条件は特に限定されず、通常当分野で実施される条件で実施することができる。例えば、5%CO雰囲気下、37℃で7日間程度培養される。 The culture of HB in a serum-free medium containing the above-described factors is performed by seeding single cells of HB in a serum-free medium containing the above-mentioned factors. The culture conditions for HB are not particularly limited, and can be carried out under conditions that are usually performed in the art. For example, the cells are cultured for about 7 days at 37 ° C. in a 5% CO 2 atmosphere.

第1工程において、細胞の「増幅」とは、細胞の未分化状態をできる限り維持しつつ、その細胞数を増加させることを意味する。第1工程におけるHBの増幅は、上述の因子を例えば上述の濃度で用いてHBを培養することにより達成でき、血液前駆細胞(HSPC)や血管内皮前駆細胞(EPC)が増幅される。好ましくは本工程(第1工程)は、単一細胞の培養という性質上、96ウェルプレートなど、単一細胞の培養に適した培養器中で行なう。   In the first step, “amplification” of a cell means increasing the number of cells while maintaining the undifferentiated state of the cell as much as possible. Amplification of HB in the first step can be achieved by culturing HB using, for example, the above-mentioned factors at the above-mentioned concentrations, and blood progenitor cells (HSPC) and vascular endothelial progenitor cells (EPC) are amplified. Preferably, this step (first step) is performed in an incubator suitable for single cell culture, such as a 96-well plate, due to the nature of single cell culture.

本発明では、組織幹細胞の単一細胞の調製ならびに増幅(第1工程)に続いて、増幅させた細胞からコロニーを産生させる工程(第2工程)を行なう。第2工程は、所望する細胞系列のコロニーが産生される限り、特にその方法は限定されないが、コロニーを産生させるという性質上、第1工程よりはより培養面積の広い培養器、例えば24ウェルプレート等の培養器中で行なうことが好ましい。組織幹細胞がHBであり、細胞系列が血液系細胞系列である場合には、半固形培地である血液系細胞系列用のメチルセルロース培地を用いた方法が好適に用いられる。かかる培養によりHBから血液前駆細胞コロニー(HSPCコロニー)が産生される。本発明では、細胞構成の異なる4種類のHSPCコロニーが出現する。このような4種類のHSPCコロニーが出現するのは第1工程で増幅させたHBの懸濁液を半固形培地上に播種してから通常10日以上、例えば12日経過した時点であるので、本発明においてHSPCのコロニーを形成させるには例えば12日間培養される。形成される4種類のコロニーは、赤芽球コロニー(BFU−E)、顆粒球・マクロファージ系コロニー(CFU−GM)、マクロファージコロニー(CFU−M)及び混合コロニー(CFU−Mix)である。形成されるコロニーの種類はその色や形態から容易に識別することができる。また、個々のコロニーを採取してRT−PCRを行い、遺伝子発現レベルで確認することもできる。   In the present invention, following the preparation and amplification (first step) of single cells of tissue stem cells, a step (second step) of producing colonies from the amplified cells is performed. The method of the second step is not particularly limited as long as a desired cell lineage colony is produced, but due to the property of producing colonies, an incubator having a larger culture area than the first step, for example, a 24-well plate It is preferable to carry out in an incubator. When the tissue stem cells are HB and the cell lineage is a blood cell lineage, a method using a methylcellulose medium for blood lineage that is a semi-solid medium is preferably used. By this culture, blood precursor cell colonies (HSPC colonies) are produced from HB. In the present invention, four types of HSPC colonies with different cell structures appear. Since such four types of HSPC colonies appear at the time when usually 10 days or more, for example, 12 days have elapsed since the HB suspension amplified in the first step was seeded on the semi-solid medium, In the present invention, HSPC colonies are formed, for example, by culturing for 12 days. The four types of colonies formed are erythroblast colonies (BFU-E), granulocyte / macrophage colonies (CFU-GM), macrophage colonies (CFU-M) and mixed colonies (CFU-Mix). The type of colony formed can be easily identified from its color and form. In addition, individual colonies can be collected and subjected to RT-PCR and confirmed at the gene expression level.

HSPCコロニー産生のために用いられる半固形培地は、HSPCコロニー形成を可能とするものである限り特に限定されないが、例えば、造血幹細胞等の未分化細胞の増殖用培地などとして知られている半固形培地を使用できる。このような半固形培地としては、例えば、メチルセルロース培地、マトリゲル、コラーゲンゲル、メビオールゲルなどが挙げられる。半固形培地としてメチルセルロース培地を用いる場合、培地中のメチルセルロース濃度は特に限定されるものではないが、例えば約0.5〜5%、好ましくは約0.7〜3%、より好ましくは約1%で用いられる。   The semi-solid medium used for HSPC colony production is not particularly limited as long as it enables HSPC colony formation. For example, the semi-solid medium known as a medium for proliferation of undifferentiated cells such as hematopoietic stem cells is known. Medium can be used. Examples of such a semi-solid medium include methyl cellulose medium, matrigel, collagen gel, meviol gel, and the like. When a methylcellulose medium is used as the semi-solid medium, the concentration of methylcellulose in the medium is not particularly limited, but is, for example, about 0.5 to 5%, preferably about 0.7 to 3%, more preferably about 1%. Used in

また、組織幹細胞がHB細胞であり、細胞系列が血管内皮細胞系列である場合には、特許文献1及び2に記載された方法に準じて好適に実施することができる。具体的には、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)および塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)を含有する半固形培地でHBを培養することを含む。かかる培養により、HBから血管内皮前駆細胞コロニー(EPCコロニー)が産生される。本発明では、構成細胞のサイズが異なる2種類のEPCコロニーが出現する。このような2種類のサイズのEPCコロニーが出現するのは第1工程で増幅させたHBの懸濁液を半固形培地上に播種してから通常10日以上、例えば14〜18日経過した時点であるので、本発明においてEPCのコロニーを形成させるには例えば14〜18日間培養される。形成される2種類のコロニーのうち、大きい細胞で構成されるコロニー(内皮細胞様大細胞コロニー;CFU−Large cell like EPC、大細胞コロニーともいう)は長径約50〜200μmの細胞を主に含み、小さい細胞で構成されるコロニー(内皮細胞様小細胞コロニー;CFU−small cell like EPC、小細胞コロニーともいう)は直径約20μm以下(例えば約10〜20μm)の細胞を主に含む。ここで「主に」とはコロニーを構成する細胞集団の約30%、好ましくは約50%、特に好ましくは約70%が、長径約50〜200μmの細胞(大細胞コロニーの場合)あるいは直径20μm以下の細胞(小細胞コロニーの場合)であることを意味する。被検対象から経時的に骨髄液、臍帯血あるいは末梢血等を採取し、採取した試料についてEPCコロニーアッセイを行うと、動員後のコロニー出現迄に要する時間が、大細胞コロニーと小細胞コロニーとでは異なっていることが判明している。大細胞コロニーは小細胞コロニーにやや遅れて出現する。即ち、分化段階の異なるEPCが存在することが示唆される。早い段階で出現する内皮細胞様小細胞は早期分化段階のEPCと言え、また遅い段階で出現する内皮細胞様大細胞は晩期分化段階のEPCであると言える。本発明の解析方法では、上述の通りコロニーを形成する細胞サイズの差異に基づき分化度の異なるEPCが区別可能である。   In addition, when the tissue stem cell is an HB cell and the cell lineage is a vascular endothelial cell lineage, it can be suitably carried out according to the methods described in Patent Documents 1 and 2. Specifically, it includes culturing HB in a semi-solid medium containing vascular endothelial growth factor (VEGF) and basic fibroblast growth factor (bFGF). By such culture, vascular endothelial precursor cell colonies (EPC colonies) are produced from HB. In the present invention, two types of EPC colonies with different constituent cell sizes appear. Such EPC colonies of two sizes appear when the suspension of HB amplified in the first step is inoculated on a semi-solid medium and usually 10 days or more, for example, 14-18 days have passed. Therefore, in order to form EPC colonies in the present invention, the cells are cultured for 14 to 18 days, for example. Of the two types of colonies that are formed, colonies composed of large cells (endothelial cell-like large cell colonies; also referred to as CFU-Large cell like EPC, also referred to as large cell colonies) mainly contain cells having a major axis of about 50 to 200 μm. A colony composed of small cells (endothelial cell-like small cell colony; CFU-small cell like EPC, also referred to as small cell colony) mainly includes cells having a diameter of about 20 μm or less (for example, about 10 to 20 μm). Here, “mainly” means that about 30%, preferably about 50%, particularly preferably about 70% of the cell population constituting the colony is a cell having a major axis of about 50 to 200 μm (in the case of a large cell colony) or a diameter of 20 μm. It means the following cells (in the case of small cell colonies). When bone marrow fluid, umbilical cord blood, peripheral blood, etc. are collected over time from the test subject, and the EPC colony assay is performed on the collected sample, the time required for colony appearance after mobilization is large cell colony and small cell colony. Is known to be different. Large cell colonies appear slightly later than small cell colonies. That is, it is suggested that EPCs having different differentiation stages exist. Endothelial cell-like small cells that appear at an early stage can be said to be early differentiation stage EPCs, and endothelial cell-like large cells that appear at a later stage can be said to be late differentiation stage EPCs. In the analysis method of the present invention, EPCs having different degrees of differentiation can be distinguished based on the difference in cell size forming colonies as described above.

EPCコロニー産生のために用いられる半固形培地は、EPCコロニー形成を可能とするものである限り特に限定されないが、例えば、造血幹細胞等の未分化細胞の増殖用培地などとして知られている半固形培地を使用できる。このような半固形培地としては、例えば、メチルセルロース培地、マトリゲル、コラーゲンゲル、メビオールゲルなどが挙げられる。半固形培地としてメチルセルロース培地を用いる場合、培地中のメチルセルロース濃度は特に限定されるものではないが、例えば約0.5〜5%、好ましくは約0.7〜3%、より好ましくは約1%で用いられる。   The semi-solid medium used for EPC colony production is not particularly limited as long as it enables EPC colony formation. For example, a semi-solid medium known as a medium for proliferation of undifferentiated cells such as hematopoietic stem cells is known. Medium can be used. Examples of such a semi-solid medium include methyl cellulose medium, matrigel, collagen gel, meviol gel, and the like. When a methylcellulose medium is used as the semi-solid medium, the concentration of methylcellulose in the medium is not particularly limited, but is, for example, about 0.5 to 5%, preferably about 0.7 to 3%, more preferably about 1%. Used in

EPCコロニー産生のために用いられる半固形培地には、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)および塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)が含まれていることが好ましい。ここで用いられるVEGFとしては、上記第1工程で無血清培地に添加したものと同様なものが例示される。半固形培地中のVEGFの濃度は、用いるVEGFの種類によっても異なり、EPCコロニー産生に適切である限り特に限定されないが、ヒト組換えVEGF165の場合であれば、例えば約5〜500ng/mL、好ましくは約20〜100ng/mL、より好ましくは約50ng/mLである。ここで用いられるbFGFは、約18kDa、等電点9.0の一本鎖ペプチドであり、血管新生、種々の細胞増殖促進、分化誘導等の機能を有することが知られている。本発明で用いるbFGFの由来等は特に限定されないが、安定した供給が見込まれる組換え体が好ましく、特に好ましくはヒト組換え体である。商業的に入手可能なものが知られている。半固形培地中のbFGFの濃度は、用いるbFGFの種類によっても異なり、EPCコロニー産生に適切である限り特に限定されないが、ヒト組換えbFGFを用いる場合であれば、例えば約5〜500ng/mL、好ましくは約20〜100ng/mL、より好ましくは約50ng/mLである。 The semi-solid medium used for EPC colony production preferably contains vascular endothelial growth factor (VEGF) and basic fibroblast growth factor (bFGF). Examples of VEGF used here are the same as those added to the serum-free medium in the first step. The concentration of VEGF in the semi-solid medium varies depending on the type of VEGF used and is not particularly limited as long as it is suitable for EPC colony production. In the case of human recombinant VEGF 165 , for example, about 5 to 500 ng / mL, Preferably it is about 20-100 ng / mL, More preferably, it is about 50 ng / mL. The bFGF used here is a single-chain peptide of about 18 kDa and an isoelectric point of 9.0, and is known to have functions such as angiogenesis, various cell growth promotion, and differentiation induction. The origin of bFGF used in the present invention is not particularly limited, but a recombinant that is expected to be stably supplied is preferred, and a human recombinant is particularly preferred. Those that are commercially available are known. The concentration of bFGF in the semi-solid medium varies depending on the type of bFGF used, and is not particularly limited as long as it is suitable for EPC colony production. For example, when human recombinant bFGF is used, about 5 to 500 ng / mL, Preferably it is about 20-100 ng / mL, More preferably, it is about 50 ng / mL.

第2工程で、EPCコロニー産生のために用いられる半固形培地には、さらにEPCコロニーをより効率的に形成させるという観点から、上記VEGF及び/又はbFGFに加え、幹細胞因子(SCF)、インターロイキン3(IL−3)、インスリン様成長因子(IGF)及び上皮細胞増殖因子(EGF)からなる群より選ばれる1又は2以上の因子、好ましくは3以上の因子、より好ましくは全ての因子をさらに含有することが好ましい。   In the second step, the semi-solid medium used for the production of EPC colonies further includes stem cell factor (SCF), interleukin, in addition to VEGF and / or bFGF, from the viewpoint of more efficiently forming EPC colonies. 3 (IL-3), insulin-like growth factor (IGF) and epithelial cell growth factor (EGF), one or more factors, preferably three or more factors, more preferably all factors It is preferable to contain.

幹細胞因子(SCF)は、上記第1工程で無血清培地に添加したものと同様なものが例示される。半固形培地中のSCFの濃度は、用いるSCFの種類によっても異なり、EPCコロニーをより効率的に形成できる限り特に限定されないが、ヒト組換えSCFの場合であれば、10〜1000ng/mL、好ましくは50〜500ng/mL、より好ましくは約100ng/mLである。   Examples of the stem cell factor (SCF) are the same as those added to the serum-free medium in the first step. The concentration of SCF in the semi-solid medium varies depending on the type of SCF used, and is not particularly limited as long as EPC colonies can be formed more efficiently. However, in the case of human recombinant SCF, 10 to 1000 ng / mL, preferably Is 50 to 500 ng / mL, more preferably about 100 ng / mL.

インターロイキン3(IL−3)は、造血幹細胞や各種血球系列の前駆細胞に作用し、その増殖、分化を促進するサイトカインとして知られている。ヒトで152残基、マウスで166残基のアミノ酸から成るが、糖鎖の修飾によって見かけ上28,000の分子量を有する。本発明で用いるIL−3はコロニー産生を目的とするEPCの由来に応じて適宜選択されるが、ヒトのEPCのコロニー産生に用いる場合には、ヒトIL−3が好ましく、安定した供給が見込まれる組換え体が特に好ましい。商業的に入手可能なものが知られている。半固形培地中のIL−3の濃度は、用いるIL−3の種類によっても異なり、EPCコロニーをより効率的に産生できる限り特に限定されないが、ヒト組換えIL−3を用いる場合であれば、約1〜500ng/mL、好ましくは約5〜100ng/mL、より好ましくは約20ng/mLである。   Interleukin 3 (IL-3) is known as a cytokine that acts on hematopoietic stem cells and progenitor cells of various blood cell lineages and promotes their proliferation and differentiation. It consists of 152 amino acids in humans and 166 residues in mice, but has an apparent molecular weight of 28,000 due to sugar chain modification. IL-3 used in the present invention is appropriately selected according to the origin of EPC intended for colony production, but human IL-3 is preferable when used for colony production of human EPC, and stable supply is expected. Particularly preferred are recombinants. Those that are commercially available are known. The concentration of IL-3 in the semi-solid medium also varies depending on the type of IL-3 used, and is not particularly limited as long as EPC colonies can be produced more efficiently. If human recombinant IL-3 is used, About 1 to 500 ng / mL, preferably about 5 to 100 ng / mL, more preferably about 20 ng / mL.

インスリン様成長因子(IGF)は、ソマトメジンとも称される、プロインスリンに類似した一次構造をもつ分子量約7000のポリペプチドで互いに類似したIGF−I及びIGF−IIの2種類が存在することが知られている。ともに類似した作用を有し、インビトロでは様々な細胞の増殖を促進することが知られている。本発明で用いるIGFはEPCのコロニー産生を可能にする限りいずれのタイプのIGFでもよい。好ましくはIGF−Iである。IGFの由来等は特に限定されないが、安定した供給が見込まれる組換え体が好ましく、特に好ましくはヒト組換え体である。商業的に入手可能なものが知られている。半固形培地中のIGFの濃度は、用いるIGFの種類によっても異なり、EPCコロニーをより効率的に産生できる限り特に限定されないが、ヒト組換えIGF−Iを用いる場合であれば、約5〜500ng/mL、好ましくは約20〜100ng/mL、より好ましくは約50ng/mLである。   Insulin-like growth factor (IGF) is a polypeptide with a primary structure similar to proinsulin, also called somatomedin, having a molecular weight of about 7000, and it is known that there are two types, IGF-I and IGF-II, which are similar to each other. It has been. Both have similar actions and are known to promote the growth of various cells in vitro. The IGF used in the present invention may be any type of IGF as long as it enables EPC colony production. IGF-I is preferred. The origin of IGF is not particularly limited, but a recombinant that is expected to be stably supplied is preferred, and a human recombinant is particularly preferred. Those that are commercially available are known. The concentration of IGF in the semi-solid medium varies depending on the type of IGF used, and is not particularly limited as long as EPC colonies can be produced more efficiently. However, when human recombinant IGF-I is used, about 5 to 500 ng is used. / ML, preferably about 20-100 ng / mL, more preferably about 50 ng / mL.

上皮細胞増殖因子(EGF)は、上皮細胞の分化・増殖を促進させる作用を有する、アミノ酸53個のタンパク質であり、糖鎖は結合していないことが知られている。約6kDaで3ヶ所のジスルフィド結合を有する。本発明で用いるEGFの由来等は特に限定されないが、安定した供給が見込まれる組換え体が好ましく、特に好ましくはヒト組換え体である。商業的に入手可能なものが知られている。半固形培地中のEGFの濃度は、用いるEGFの種類によっても異なり、EPCコロニーをより効率的に産生できる限り特に限定されないが、ヒト組換えEGFを用いる場合であれば、約5〜500ng/mL、好ましくは約20〜100ng/mL、より好ましくは約50ng/mLである。   Epidermal growth factor (EGF) is a 53-amino acid protein having an action of promoting differentiation and proliferation of epithelial cells, and is known to have no sugar chain bound thereto. It has 3 disulfide bonds at about 6 kDa. The origin of EGF used in the present invention is not particularly limited, but a recombinant that is expected to be stably supplied is preferred, and a human recombinant is particularly preferred. Those that are commercially available are known. The concentration of EGF in the semi-solid medium varies depending on the type of EGF to be used, and is not particularly limited as long as EPC colonies can be produced more efficiently. When human recombinant EGF is used, about 5 to 500 ng / mL. , Preferably about 20-100 ng / mL, more preferably about 50 ng / mL.

EPCコロニー産生のために用いられる半固形培地は、EPCコロニーをさらにより効率的に形成させるという観点から、上記VEGF及びbFGF、並びにSCF、IL−3、IGF及びEGFからなる群より選ばれる1又は2以上の因子に加え、血清及び/又はヘパリンをさらに含有することが好ましい。   The semi-solid medium used for EPC colony production is selected from the group consisting of VEGF and bFGF, and SCF, IL-3, IGF and EGF, from the viewpoint of more efficiently forming EPC colonies. It is preferable to further contain serum and / or heparin in addition to two or more factors.

血清が使用される場合、その由来等は特に限定されないが、培地に添加されることから比較的使用量が多いことが予想される。従って、商業的に入手可能なウシ、ウマ、ヒト等の血清(例えば、胎児血清)が用いられる。より好ましくはウシ胎児血清(FCS)である。当該血清は非働化して用いることが好ましい。半固形培地中の血清の濃度は、用いる血清の種類によっても異なり、EPCコロニーをさらにより効率的に産生できる限り特に限定されないが、FCSの場合であれば、約10〜50%、好ましくは約15〜40%、より好ましくは約30%である。   When serum is used, its origin and the like are not particularly limited, but it is expected to be used in a relatively large amount because it is added to the medium. Accordingly, commercially available serum from bovine, horse, human, etc. (eg fetal serum) is used. More preferred is fetal calf serum (FCS). The serum is preferably used after inactivation. The concentration of serum in the semi-solid medium varies depending on the type of serum used, and is not particularly limited as long as EPC colonies can be produced more efficiently. In the case of FCS, about 10 to 50%, preferably about 15 to 40%, more preferably about 30%.

ヘパリンは、D−グルクロン酸、あるいはL−イズロン酸のいずれかを含むウロン酸残基と、D−グルコサミンとの二糖体の繰り返し構造を骨格に持つグルコサミノグリカンである。ヘパリンは哺乳類の小腸や肺に多く存在し、市販品はブタの腸由来の抽出物が多く、その分子量は7,000〜25,000程度である。本発明で用いるヘパリンは動物組織由来のものであってもよいし、EPCのコロニー産生を可能にする限り、化学的、物理的に分解された低分子化ヘパリンであってもよい。例えば、ブタ腸由来ヘパリンが使用される。商業的に入手可能なものが知られている。半固形培地中のヘパリンの濃度は、用いるヘパリンの種類によっても異なり、EPCコロニーをさらにより効率的に産生できる限り特に限定されないが、ブタ腸由来ヘパリンの場合であれば、約0.2〜10U/mL、好ましくは約1〜5U/mL、より好ましくは約2U/mLである。   Heparin is a glucosaminoglycan having a repeating structure of a disaccharide of a uronic acid residue containing either D-glucuronic acid or L-iduronic acid and D-glucosamine as a skeleton. Heparin is abundant in the small intestine and lungs of mammals, and many commercial products are extracts derived from porcine intestine, and the molecular weight is about 7,000 to 25,000. The heparin used in the present invention may be derived from animal tissue, or may be chemically and physically degraded low molecular weight heparin as long as it enables EPC colony production. For example, porcine intestinal heparin is used. Those that are commercially available are known. The concentration of heparin in the semi-solid medium varies depending on the type of heparin used, and is not particularly limited as long as EPC colonies can be produced more efficiently. In the case of porcine intestinal heparin, about 0.2 to 10 U / ML, preferably about 1 to 5 U / mL, more preferably about 2 U / mL.

上記した各生理活性物質は半固形培地で所定の濃度に溶解するか、あるいはあらかじめ各生理活性物質の濃縮液(ストック溶液)を調製し、半固形培地で所定の濃度に希釈することによって本発明で用いる、EPCコロニー産生用の半固形培地を調製できる。例えば市販の半固形培地に必要な生理活性物質を所定の濃度となるよう溶解した後、濾過滅菌等により滅菌するか、あるいは濾過滅菌等により滅菌したストック溶液を無菌的に市販の半固形培地に添加、希釈することによって本発明で用いる生理活性物質含有半固形培地を調製できる。濾過滅菌は当分野で通常実施されている方法に準じて行うことができ、例えば0.22μmや0.45μmのミリポアフィルター等を用いて行う。   Each physiologically active substance described above is dissolved in a predetermined concentration in a semi-solid medium, or a concentrated liquid (stock solution) of each physiologically active substance is prepared in advance and diluted to a predetermined concentration in a semi-solid medium. A semi-solid medium for producing EPC colonies can be prepared. For example, a physiologically active substance necessary for a commercially available semi-solid medium is dissolved to a predetermined concentration and then sterilized by filtration sterilization or the like. Alternatively, a stock solution sterilized by filter sterilization or the like is aseptically added to a commercially available semi-solid medium. The bioactive substance-containing semi-solid medium used in the present invention can be prepared by adding and diluting. Filtration sterilization can be performed according to a method commonly practiced in this field, for example, using a 0.22 μm or 0.45 μm Millipore filter.

EPCコロニーの産生は目視で確認することができるが、得られるコロニーが本当にEPCで構成されているか否かは、例えば、アセチル化LDL(acLDL)の取り込み能やUEA−1レクチンとの結合能、VE−カドヘリン、KDR(VEGFR−2とも称される)、vWFの発現(例えば、RT−PCRにより、あるいは蛍光免疫組織化学的方法により)等を確認することによって行われ得る。例えばDiIで標識したアセチル化LDL(acLDL−DiI)及びFITC標識したUEA−1レクチン(UEA−1レクチン−FITC)でコロニーを二重染色した場合に、EPCであれば共に染色される。   Although the production of EPC colonies can be confirmed visually, whether or not the obtained colonies are actually composed of EPC is, for example, the ability to take up acetylated LDL (acLDL) or the ability to bind to UEA-1 lectin, It can be carried out by confirming the expression of VE-cadherin, KDR (also referred to as VEGFR-2), vWF (for example, by RT-PCR or fluorescent immunohistochemical method) and the like. For example, when colonies are double-stained with DiI-labeled acetylated LDL (acLDL-DiI) and FITC-labeled UEA-1 lectin (UEA-1 lectin-FITC), EPC is stained together.

本発明では、幹細胞の単一細胞を培養し、該単一細胞から産生されるコロニーの様式に基づいて群分けする工程を含む。例えば幹細胞としてHBを用いた場合、EPCコロニーであればCFU−Large cell like EPC、あるいはCFU−small cell like EPCが形成され、HSPCコロニーであればBFU−E、CFU−GM、CFU−MあるいはCFU−Mixが産生される。各単一細胞について、どのようなコロニーを産生するかを調べることによって群分けする。   The present invention includes a step of culturing single cells of stem cells and grouping them based on the mode of colonies produced from the single cells. For example, when HB is used as a stem cell, CFU-Large cell like EPC or CFU-small cell like EPC is formed if it is an EPC colony, and BFU-E, CFU-GM, CFU-M, or CFU is formed if it is an HSPC colony. -Mix is produced. Each single cell is grouped by examining what colonies it produces.

例えば血管内皮細胞系列であれば、CFU−Large cell like EPCを産生するがCFU−small cell like EPCを産生しない細胞(後述の実施例ではLVZ領域に相当)、CFU−Large cell like EPCを産生しないがCFU−small cell like EPCを産生する細胞(後述の実施例ではEVZ領域に相当)、及び両方産生する細胞(後述の実施例ではIVZ領域に相当)の3群に分けることができる。さらに血液細胞系列のそれぞれについて、産生されるコロニーの様式の一例を下記表1に示す。このようにして各様式に基づく群分けを可能とする個々の細胞が有している、あるいは有することになる特性を「細胞運命」と称し、本発明はそのような「細胞運命」の解析を可能とし、その応用を提供する。   For example, in the case of a vascular endothelial cell line, a cell that produces CFU-Large cell like EPC but does not produce CFU-small cell like EPC (corresponding to the LVZ region in the examples described later), does not produce CFU-Large cell like EPC. Can be divided into three groups: cells producing CFU-small cell like EPC (corresponding to the EVZ region in the examples described later), and cells producing both (corresponding to the IVZ region in the examples described later). Table 1 below shows an example of the mode of colonies produced for each blood cell lineage. In this way, the characteristics of individual cells that can be divided into groups based on each mode are referred to as “cell fate”, and the present invention analyzes such “cell fate”. Enable and provide its applications.

本発明では、産生されたコロニーの様式に基づいて群わけされた「細胞運命」に対して、同じ細胞運命を有する単一細胞の数を測定する(第3工程)。例えば、増幅、分化を経て(第1工程)、CFU−Mix、BFU−E、CFU−GM、CFU−Mのコロニーを産生するようになる単一細胞は細胞運命1を有している、と言える(上記表1参照)。4種全てのコロニーを産生するようになる単一細胞は細胞運命1を有していて、その数を測定する。第1工程で例えば96ウェルプレートにHBを播種した場合、各ウェルに1個ずつのHBが存在する。各ウェルに存在するHBから派生するコロニーがどの様な種類のものかを評価することによって、そのHB単一細胞の細胞運命が決定されるので、細胞運命頻度とは同じコロニー産生様式を示す単一細胞の数、即ちウェルの数を測定することによって簡便に知ることができる。   In the present invention, the number of single cells having the same cell fate is measured with respect to the “cell fate” grouped based on the mode of the produced colonies (third step). For example, a single cell that produces colonies of CFU-Mix, BFU-E, CFU-GM, and CFU-M after amplification and differentiation (first step) has cell fate 1. Yes (see Table 1 above). A single cell that will produce all four colonies has a cell fate of 1, and the number is measured. For example, when HB is seeded in a 96-well plate in the first step, one HB exists in each well. Since the cell fate of the HB single cell is determined by evaluating what kind of colonies derived from HB existing in each well, the single cell fate frequency is the same as the cell fate frequency. It can be easily known by measuring the number of cells, that is, the number of wells.

本発明では組織幹細胞、特にHBの単一細胞から産生されるEPCコロニー及びHSPCコロニーを同時にアッセイすることができ、本発明者らは、このようなアッセイをHELIC(Hematopoietic and Endothelial Lineage Commitment)アッセイと命名した。HELICアッセイは、血液系細胞系列の細胞運命の解析と血管内皮系細胞系列の細胞運命の解析を同時に行なうことができる。   In the present invention, EPC colonies and HSPC colonies produced from tissue stem cells, particularly HB single cells, can be assayed at the same time, and the present inventors have referred to such assays as HELIC (Hematopoietic and Endothelial Lineage Commitment) assays. Named. The HELIC assay can simultaneously analyze the cell fate of the blood cell lineage and the cell fate of the vascular endothelial cell lineage.

本発明の解析方法では、上記した単一細胞の培養に必要な因子以外に、細胞運命の決定に影響を与えるか否かを調べることを目的として、あるいは既に細胞運命の決定に影響を与えることが知られている因子を別途添加してもよい(以後、添加因子とも称する)。本発明において用いる添加因子としては、サイトカイン、成長因子、性ホルモンをはじめ抗悪性腫瘍剤、抗高脂質血症剤、降圧剤等を含む臨床応用薬剤或いは臨床応用予定薬剤が挙げられる。サイトカインとしては、血管形成促進作用を有するstromal derived factor−1(SDF−1)、等が例示される。成長因子としては、肝細胞増殖因子(HGF)、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、angiopoietin−1等が例示される。性ホルモンとしては血管形成促進作用を有するエストロゲン、プロゲステロン等が例示される。臨床応用薬剤としては、特に生活習慣病の高脂質血症や高血圧症において血管内皮前駆細胞活性の低下が報告されている。そこで特に、これらの治療薬剤のHBから血管内皮細胞の運命決定に与える影響の解析が可能である。また、逆に血管形成能が高くなる色々の悪性腫瘍において抗悪性腫瘍薬のHBから血管内皮細胞への運命決定に与える影響をも解析可能である。   In the analysis method of the present invention, in addition to the above-described factors necessary for culturing single cells, the purpose is to examine whether or not the determination of cell fate is affected, or the determination of cell fate is already affected. Alternatively, a known factor may be added (hereinafter also referred to as an added factor). Examples of the additive factor used in the present invention include clinically applied drugs or drugs scheduled for clinical application, including cytokines, growth factors, sex hormones, antineoplastic agents, antihyperlipidemic agents, antihypertensive agents and the like. Examples of cytokines include stromal derived factor-1 (SDF-1) having an angiogenesis promoting action. Examples of growth factors include hepatocyte growth factor (HGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), angiopoietin-1 and the like. Examples of sex hormones include estrogen and progesterone having an angiogenesis promoting action. As clinically applied drugs, reductions in vascular endothelial progenitor cell activity have been reported, particularly in lifestyle-related diseases such as hyperlipidemia and hypertension. Thus, in particular, it is possible to analyze the influence of these therapeutic agents on the fate determination of vascular endothelial cells from HB. Conversely, it is also possible to analyze the influence of an antineoplastic drug on the fate determination from HB to vascular endothelial cells in various malignant tumors with high angiogenic ability.

本発明はまた、本発明の解析方法を用いて、細胞運命に影響を与える化合物をスクリーニングする方法を提供する。
具体的には、以下のような方法が例示される。
(1)幹細胞の単一細胞を調製する。
上記した本発明の解析方法と同様、単一細胞の選別が必要な場合はこの段階で行なうことができる(例えばCD133陽性細胞の選別)。
(2)上記(1)で得られた単一細胞を増幅・培養し、コロニーを産生させる。
第1工程:培養条件は幹細胞の由来に応じて適宜設定される。2群にわけ一方は試験化合物存在下で、他方は試験化合物非存在下で培養する。試験化合物が存在するか、あるいは存在しないか、という点を除いては、上記した本発明の解析方法に準じて本工程を実施する。
第2工程:試験化合物存在下あるいは非存在下で増幅させた幹細胞からコロニーを産生させる。上記した本発明の解析方法に準じて本工程を実施する。
(3)産生されるコロニーの様式に基づいて群わけ(細胞運命)し、同じ細胞運命を有する単一細胞の数(頻度)を測定する。上記した本発明の解析方法に準じて本工程を実施する。
(4)試験化合物存在下、及び非存在下で、細胞運命とその頻度の関係を調べることにより、細胞運命に影響を与える試験化合物であるか否かを判定する。例えば、試験化合物存在下、及び非存在下での細胞運命を、後述する様にグラフ化した場合、そのグラフの形状が有意に変動した場合、試験化合物が細胞運命に影響を及ぼしたと判断することができる。
The present invention also provides a method of screening for compounds that affect cell fate using the analysis method of the present invention.
Specifically, the following method is exemplified.
(1) A single stem cell is prepared.
Similar to the analysis method of the present invention described above, when single cell selection is required, it can be performed at this stage (for example, selection of CD133 positive cells).
(2) The single cell obtained in (1) above is amplified and cultured to produce colonies.
First step: The culture conditions are appropriately set according to the origin of the stem cells. The two groups are cultured in the presence of the test compound and in the absence of the test compound. Except for the presence or absence of the test compound, this step is carried out according to the analysis method of the present invention described above.
Second step: Colonies are produced from the stem cells amplified in the presence or absence of the test compound. This step is performed according to the analysis method of the present invention described above.
(3) Group (cell fate) based on the mode of colonies produced, and measure the number (frequency) of single cells having the same cell fate. This step is performed according to the analysis method of the present invention described above.
(4) By examining the relationship between the cell fate and its frequency in the presence and absence of the test compound, it is determined whether or not the test compound affects the cell fate. For example, if the cell fate in the presence and absence of the test compound is graphed as described below, and the shape of the graph changes significantly, it is determined that the test compound has an effect on the cell fate. Can do.

存在させる試験化合物の量は細胞に致死的な影響を与えないよう設定され、好ましくは段階的に投与量を変えてスクリーニングを行なう。また、上記した例では幹細胞の増幅の段階(第1工程)で試験化合物を用いたが、目的に応じてコロニー産生の段階(第2工程)で試験化合物を用いることもできる。   The amount of the test compound to be present is set so as not to let the cell have a lethal effect, and screening is preferably performed by changing the dose stepwise. In the above example, the test compound is used at the stage of stem cell amplification (first step). However, the test compound can be used at the stage of colony production (second step) depending on the purpose.

本発明の解析方法は、幹細胞の単一細胞を培養し、該単一細胞から産生されるコロニーの様式に基づいて群分けし、得られた群の種類を細胞運命としてX軸方向に展開し、同じ細胞運命を有する細胞の数を頻度としてY軸方向に展開することによって、グラフ化することができる。グラフ化することによって、細胞運命を定量化することができ、上記した試験化合物の影響を数値化することも可能になる。グラフの種類は、細胞運命とその頻度とを対応させたものであれば特に限定されないが、細胞運命をX軸に頻度をY軸にそれぞれ展開して得られる折れ線グラフや、それを統計処理して得られる棒グラフ等が好ましい。
また、本発明の解析方法は、幹細胞から誘導される1つの細胞系列について実施されるものであってもよいが、好ましくは2つ以上の細胞系列について同時に実施される。2つの細胞系列について同時に実施される場合には、両細胞系列のグラフを重ね合わせることで、両細胞系列の因果関係を知ることができる。
The analysis method of the present invention cultivates single cells of stem cells, groups them based on the mode of colonies produced from the single cells, and develops the types of the obtained groups in the X-axis direction as cell fate. A graph can be obtained by expanding the number of cells having the same cell fate as the frequency in the Y-axis direction. By graphing, cell fate can be quantified, and the influence of the test compound described above can be quantified. The type of graph is not particularly limited as long as the cell fate is associated with the frequency, but a line graph obtained by expanding the cell fate on the X axis and the frequency on the Y axis, and statistically processing it. The bar graph obtained by the above is preferable.
The analysis method of the present invention may be performed for one cell line derived from a stem cell, but is preferably performed simultaneously for two or more cell lines. When two cell lineages are performed simultaneously, the causal relationship between both cell lines can be known by superimposing the graphs of both cell lines.

本発明の細胞運命の解析用グラフは、上記した折れ線グラフや、棒グラフ以外に、細胞運命を分別し、その頻度を測定することによって得られる任意の種類のグラフを包含する。   The graph for cell fate analysis of the present invention includes any type of graph obtained by classifying cell fate and measuring the frequency in addition to the above-described line graph and bar graph.

本発明は、また、本発明の解析方法を応用することによって、特定の細胞系列へ運命付けられた細胞の濃縮度を確認する方法を提供する。例えば幹細胞がHBである場合、該幹細胞は将来的に血液系細胞系列あるいは血管内皮細胞系列へと分化が誘導される。いずれの細胞系列に運命付けられるかを本発明の解析方法によって解析するとともに、特定の細胞系列へ運命づけられた細胞を増幅する場合、その濃縮度(純度)を確認することもできる。ここで、「特定の細胞系列へ運命づけられた細胞を増幅及び濃縮する」とは、多分化能を有する幹細胞から目的とする細胞系列に運命付ける増幅培養により、目的とする細胞系列の純度を上げ(濃縮)、その細胞系列の細胞数を増やす(増幅)ことをいう。特定の細胞系列、例えば血管内皮系細胞系列へ運命付けられた細胞を増幅・濃縮する方法としては、幹細胞因子、インターロイキン6、FMS様チロシンキナーゼ3及びトロンボポエチンを含有する無血清培地でインキュベートする方法(特許文献1)が挙げられる。特許文献1に記載の方法に準じてHBから血管内皮前駆細胞(EPC)の増幅・濃縮を試みた場合、純度又は濃縮度をこの方法により調べることができる。増幅・濃縮を経て得られたEPC含有細胞集団について血管内皮細胞系列コロニーを産生させ、その頻度を調べる。増幅・濃縮が適切に行なわれていた場合には、EPCコロニーを産生する細胞の頻度が高くなる。グラフ化することにより、より簡便に判断することができ、また数量化が可能となる。   The present invention also provides a method for confirming the enrichment of cells destined for a specific cell lineage by applying the analysis method of the present invention. For example, when the stem cell is HB, the stem cell is induced to differentiate into a blood cell lineage or a vascular endothelial cell line in the future. While analyzing which cell line is destined by the analysis method of the present invention, when a cell destined to a specific cell line is amplified, its concentration (purity) can also be confirmed. Here, “amplify and concentrate cells destined to a specific cell lineage” means that the purity of the target cell lineage is increased by amplification culture that is destined to the target cell line from a pluripotent stem cell. Raise (concentrate) and increase (amplify) the number of cells in the cell lineage. As a method for amplifying and concentrating cells destined to a specific cell line, for example, a vascular endothelial cell line, a method of incubating in a serum-free medium containing stem cell factor, interleukin 6, FMS-like tyrosine kinase 3 and thrombopoietin (Patent Document 1). When an attempt is made to amplify and concentrate vascular endothelial progenitor cells (EPC) from HB according to the method described in Patent Document 1, the purity or concentration can be examined by this method. A vascular endothelial cell lineage colony is produced from the EPC-containing cell population obtained through amplification and concentration, and the frequency thereof is examined. If amplification and concentration are appropriately performed, the frequency of cells that produce EPC colonies increases. By making a graph, it is possible to judge more easily and to quantify.

以下実施例を示して本発明をさらに詳しく説明するが、実施例は本発明の説明のために記載するものであり、本発明を何ら限定するものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the examples are described for explaining the present invention, and do not limit the present invention in any way.

実施例1:HELICアッセイ
実験プロトコルを図1に示す。
(1)CD133陽性細胞の単離と増幅
幹細胞としてHBを用いた。HBを含有する細胞懸濁液としては臍帯血(cord-blood:CB)由来の単核球を含有する細胞懸濁液を用いた。まず、採血した血液をHistopaque−1077上に重層し、密度勾配遠心分離法にて単核球を分離した。分離した単核球をPBS−EDTAで洗浄し、血小板除去後の単核球を採取し、緩衝液中に懸濁して細胞懸濁液を調製した。
次いで、細胞懸濁液を抗CD133抗体を用いたMACSに付してCD133陽性細胞を回収した。詳細には、CD133陽性細胞単離キット(Militenyi Biotec社製、カタログNo.130−050−801)を用いて、添付文書のプロトコルに準じて行った。
BD社製FACS Vantageシステムにより1ウェルあたりCD133陽性細胞1個(単一細胞)ずつ、60個(60ウェル)を1プレートに播種した(図2a−1)。同様にして4プレート調製した。該プレートをCOインキュベーターにて37℃、5%CO存在下、7日間培養した(図2a−2)。プレートは96ウェルのPrimaria plate(BD Labware)を用いた。1ウェルあたり100μLのVEGF(100ng/mL)添加、あるいは非添加培養液を用いた。培養液は、Stem span無血清培地に下記表2に示す成分を無菌的に添加したものを用いた。
Example 1: HELIC Assay The experimental protocol is shown in FIG.
(1) Isolation and amplification of CD133 positive cells HB was used as stem cells. As the cell suspension containing HB, a cell suspension containing mononuclear cells derived from cord blood (CB) was used. First, the collected blood was layered on Histopaque-1077, and mononuclear cells were separated by density gradient centrifugation. The separated mononuclear cells were washed with PBS-EDTA, and the mononuclear cells after removing the platelets were collected and suspended in a buffer solution to prepare a cell suspension.
Next, the cell suspension was subjected to MACS using an anti-CD133 antibody to recover CD133 positive cells. In detail, it carried out according to the protocol of a package insert using the CD133 positive cell isolation kit (The product made by Militenyi Biotec, catalog number 130-050-801).
60 plates (60 wells) were seeded on 1 plate, one CD133 positive cell per well (single cell) per well by BD FACS Vantage system (FIG. 2a-1). Similarly, 4 plates were prepared. The plate was cultured in a CO 2 incubator at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2 for 7 days (FIG. 2a-2). The plate used was a 96-well Primaria plate (BD Labware). A culture solution with 100 μL of VEGF (100 ng / mL) added or not added was used per well. The culture solution used was aseptically added the components shown in Table 2 below to a Stem span serum-free medium.

表2中、「h」はヒト由来であることを、「r」は遺伝子工学的に製造された組換え体であることを示す。それ以外の各略語は上述の通りである。
7日後に細胞が増幅したウェルにおける増幅細胞数をカウントした。
In Table 2, “h” indicates that it is derived from human, and “r” indicates that it is a recombinant produced by genetic engineering. Other abbreviations are as described above.
Seven days later, the number of amplified cells in the well in which the cells were amplified was counted.

(2)コロニー産生
24ウェルのsuspension culture dish(Greiner)に1ウェルあたり300μLの血液細胞系列コロニー産生用のメチルセルロース培地(H4435,Stem Cell Tec.)を入れた。
また、メチルセルロース培地(H4236,Stem Cell Tec.)を用いて表3に示す組成に基づいて血管内皮細胞系列コロニー産生用のメチルセルロース培地を作製した。即ち、表3に示す各成分を所定の濃度となるようにメチルセルロース培地に無菌的に添加した。1ウェルあたり300μlずつ24ウェルのPrimaria dish (BD Labware)に入れた。
(2) Colony Production 300 μL per well of methylcellulose medium (H4435, Stem Cell Tec.) For blood cell lineage colony production was placed in a 24-well suspension culture dish (Greiner).
Moreover, the methylcellulose culture medium for vascular endothelial cell lineage colony production was produced based on the composition shown in Table 3 using the methylcellulose culture medium (H4236, Stem Cell Tec.). That is, each component shown in Table 3 was aseptically added to the methylcellulose medium so as to have a predetermined concentration. 300 μl per well was placed in a 24-well Primalia dish (BD Labware).

表3中、「h」はヒト由来であることを、「r」は遺伝子工学的に製造された組換え体であることを示す。それ以外の各略語は上述の通りである。
上記単一細胞が増幅したウェルにつき、細胞培養液の半分ずつ(50μLずつ)をそのまま、さきに調製した血液細胞系列用及び血管内皮細胞系列用メチルセルロース培地に添加した。
HSPCコロニー産生能及びEPCコロニー産生能をそれぞれ、12日、14〜18日後に評価した。
HSPCコロニーは、CFU−Mix、CFU−GM、CFU−M、BFU−Eを判定し(図2a−5,6,7,8)、EPCコロニーは、内皮細胞様小細胞コロニー(CFU−small cell like EPC)及び内皮細胞様大細胞コロニー(CFU−large cell like EPC)を判定した(図2a−3,4)。
図2aから明らかなように、単一のCD133陽性細胞の中には、血液系HSPCコロニー及び血管内皮系EPCコロニーの産生が認められるものが存在し、HB含有分画であることが確認された。
In Table 3, “h” indicates that it is derived from human, and “r” indicates that it is a recombinant produced by genetic engineering. Other abbreviations are as described above.
For each well in which single cells were amplified, half of the cell culture solution (50 μL each) was added as it was to the previously prepared methylcellulose medium for blood cell lineage and vascular endothelial cell lineage.
HSPC colony production ability and EPC colony production ability were evaluated after 12 days and 14-18 days, respectively.
HSPC colonies were determined as CFU-Mix, CFU-GM, CFU-M, and BFU-E (FIGS. 2a-5, 6, 7, and 8), and EPC colonies were endothelial cell-like small cell colonies (CFU-small cell). like EPC) and endothelial cell-like large cell colonies (CFU-large cell like EPC) were determined (FIGS. 2a-3, 4).
As is clear from FIG. 2a, some of the single CD133-positive cells were found to have blood HSPC colonies and vascular endothelial EPC colonies, and were confirmed to be HB-containing fractions. .

また、単一細胞から産生されたCFU−small cell like EPC及びCFU−large cell like EPCから、RNAを採取し、血管内皮系の遺伝子発現をRT−PCRにて確認したところ、血管内皮細胞増殖因子受容体−2(vascular endothelial groth factor receptor-2;VEGFR−2)、血管内皮細胞カドヘリン(vascular endothelial cadherin;VE cadherin)、内皮型NO合成酵素(endothelial nitric oxide syntase;eNOS)の発現がいずれのコロニーにも認められ、これらのコロニーが血管内皮系EPCコロニーであることが確認された(図2b)。
RT−PCTについての手順を以下に示す。
RNeasy micro(Mini)kit (QIAGEN)を用いてtotal RNAの抽出を行った。逆転写反応をsuper script (invitrogen) を用いて行いcDNAを作成した。PCR反応をEx Taq kit(TaKaRa)を用いて行った。PCR反応に用いたプライマーは以下の通り。
eNOS:
forward: 5’-AACCACATCAAGTATGCCACCAACC-3’(配列番号1)
reverse: 5’-CGTGCCGATCTCAGTGCTCA-3’(配列番号2)
VEGFR−2:
forward: 5’-TGTGATATGTCTGAGACTGAATGCG-3’(配列番号3)
reverse: 5’-CCCAGCATTTCACACTATGGTACC-3’(配列番号4)
VE cadherin:
forward: 5’-ACACCAAGCTCACCCTTCGTC-3’(配列番号5)
reverse: 5’-CTTGTCATGCACCAGTTTGGC-3’(配列番号6)
In addition, RNA was collected from CFU-small cell like EPC and CFU-large cell like EPC produced from a single cell, and vascular endothelial growth factor was confirmed by RT-PCR. Expression of receptor-2 (vascular endothelial groth factor receptor-2; VEGFR-2), vascular endothelial cadherin (VE cadherin), endothelial NO synthase (endothelial nitric oxide syntase; eNOS) It was confirmed that these colonies were vascular endothelial EPC colonies (FIG. 2b).
The procedure for RT-PCT is shown below.
Total RNA was extracted using RNeasy micro (Mini) kit (QIAGEN). Reverse transcription was performed using superscript (invitrogen) to prepare cDNA. PCR reaction was performed using Ex Taq kit (TaKaRa). The primers used for the PCR reaction are as follows.
eNOS:
forward: 5'-AACCACATCAAGTATGCCACCAACC-3 '(SEQ ID NO: 1)
reverse: 5'-CGTGCCGATCTCAGTGCTCA-3 '(SEQ ID NO: 2)
VEGFR-2:
forward: 5'-TGTGATATGTCTGAGACTGAATGCG-3 '(SEQ ID NO: 3)
reverse: 5'-CCCAGCATTTCACACTATGGTACC-3 '(SEQ ID NO: 4)
VE cadherin:
forward: 5'-ACACCAAGCTCACCCTTCGTC-3 '(SEQ ID NO: 5)
reverse: 5'-CTTGTCATGCACCAGTTTGGC-3 '(SEQ ID NO: 6)

さらに、1000個のCD133陽性細胞を滅菌した24mm x 24mmガラスプレート(松浪ガラス工業)を置いた35mm Primaria dishを用いて血管内皮細胞系列コロニー産生用のメチルセルロース培地にて培養し、出現したCFU−small cell like EPC及びCFU−large cell like EPCコロニーをVEGFR−2、eNOS、VE cadherin抗体を用いて免疫染色を行い、蛍光顕微鏡にて観察したところ、いずれのコロニーも染色され血管内皮系EPCコロニーであることが確認された(図3)。
免疫染色についての手順を以下に示す。
氷冷した1mLのPBS添加によりメチルセルロース除去後、1mLの4%パラホルムアルデヒドを添加して、3時間4℃でインキュベーションを行った。その後、5分のPBSでのインキュベーションによる洗浄を2回行った。5% goat serum-PBS-0.1%Triton-X100にて30分ブロッキングを行った。各一次抗体mouse anti-human VEGFR-2 antibody (V9134, Sigma), mouse anti-human eNOS (NOS Type III 610296, BD Pharmingen)を各々、1:50,1:500の希釈倍率で5% goat serum-PBS-0.1%Triton-X100を用いて希釈した。mouse anti-human VE cadherin antibody (HM2032, Hycult)を、1:10の倍率で2mM CaCl2含有5% goat serum-PBS-0.1%Triton-X100を用いて希釈した。希釈一次抗体を添加して4℃にて12時間インキュベーションを行った。各染色において5分のPBSでのインキュベーションによる洗浄を3回行った。Alexa488-goat anti-mouse IgG (H+L) (Molecular Probe)を1:500の倍率で5% goat serum-PBS-0.1%Triton-X100で希釈後添加し、室温で1時間インキュベーションを行った。5分のPBSでのインキュベーションによる洗浄を3回行った。VECTASHIELD HardSet Mounting Medium with DAPI (H-1500, Vector Lab)を用いて染色されたコロニーのグラスを蛍光顕微鏡用スライドガラスに包埋した。confocal microscopy (FluoViewTMFV1000, Olympus)にて観察撮影した。
Furthermore, it was cultured in a methylcellulose medium for vascular endothelial cell lineage colony production using a 35 mm Primalia dish in which a sterilized 24 mm x 24 mm glass plate (Matsunami Glass Industry) with 1000 CD133 positive cells was placed, and the CFU-small that appeared Cell-like EPC and CFU-large cell-like EPC colonies were immunostained with VEGFR-2, eNOS, and VE cadherin antibodies and observed with a fluorescence microscope. All colonies were stained and vascular endothelial EPC colonies. This was confirmed (FIG. 3).
The procedure for immunostaining is shown below.
After removing methylcellulose by adding 1 mL of ice-cooled PBS, 1 mL of 4% paraformaldehyde was added, and incubation was performed at 4 ° C. for 3 hours. Thereafter, washing was carried out twice by incubation with PBS for 5 minutes. Blocking was performed with 5% goat serum-PBS-0.1% Triton-X100 for 30 minutes. Each primary antibody mouse anti-human VEGFR-2 antibody (V9134, Sigma), mouse anti-human eNOS (NOS Type III 610296, BD Pharmingen) was used in 5% goat serum- at dilutions of 1:50 and 1: 500, respectively. Dilute with PBS-0.1% Triton-X100. Mouse anti-human VE cadherin antibody (HM2032, Hycult) was diluted with 5 mM goat serum-PBS-0.1% Triton-X100 containing 2 mM CaCl 2 at a magnification of 1:10. Diluted primary antibody was added and incubated at 4 ° C. for 12 hours. Each wash was washed 3 times with 5 min PBS incubation. Alexa488-goat anti-mouse IgG (H + L) (Molecular Probe) was added after dilution with 5% goat serum-PBS-0.1% Triton-X100 at a magnification of 1: 500, and incubated at room temperature for 1 hour. Washing was performed 3 times by incubation with PBS for 5 minutes. A colony glass stained with VECTASHIELD HardSet Mounting Medium with DAPI (H-1500, Vector Lab) was embedded in a fluorescent microscope slide glass. The images were observed and photographed with confocal microscopy (FluoView FV1000, Olympus).

(3)グラフ作成及び解析
上記(2)で産生されたコロニーを解析した。HSPCコロニーの単独評価において、単一細胞からの産生コロニーの様式からVEGF非存在下(VEGF−)及びVEGF存在下(VEGF+)において合計10個の細胞運命(cell fate)が存在していることがわかった(図4a,X軸方向)。X軸に細胞運命を展開し、Y軸にはそのような細胞運命を有している細胞の数(頻度)をプロットした。いずれかの細胞運命に決定された単一細胞の頻度は、VEGF−及びVEGF+の2グループ(各60個の単一細胞×4サンプル=240個の単一細胞/グループ)において、有意差は認められなかった(図4b)。
EPCコロニーの単独評価において、単一細胞からの産生コロニーの様式からVEGF−及びVEGF+において合計3個の細胞運命が存在した(図4c,X軸方向)。即ち、小細胞EPCコロニーのみを産生する単一細胞、大細胞EPCコロニーのみを単独で産生する単一細胞、両方のコロニーを産生する単一細胞の決定細胞運命領域3種類に分類された。このことから、EPCへと運命が決定された単一細胞の分化度は、CFU−small cell like EPC単独のearly vascular zone=EVZ、両方のintermediate vascular zone=IVZ、CFU−large cell like EPC単独のlate vascular zone=LVZに分類が可能であることが判明した。これに基づいてHB単一細胞のEPCへの運命決定頻度を評価したところ、VEGF−グループではEVZからLVZにかけて変化は認められなかったが、VEGF+グループではLVZにおいてEVZの約2倍、VEGF−groupのLVZの約2倍の頻度が認められ、VEGFにより、CD133陽性細胞の内皮系への分化が促進されることが判明した。また、HB単一細胞のEPCへ決定頻度は、VEGF−グループに比較してVEGF+グループは約1.5倍となり、VEGFはCD133陽性細胞に対するEPCへの細胞系列決定能を有することが明らかとなった(図4c及びd)。
(3) Graph preparation and analysis The colony produced by said (2) was analyzed. In the single evaluation of HSPC colonies, it is confirmed that there is a total of 10 cell fates in the absence of VEGF (VEGF-) and in the presence of VEGF (VEGF +) from the mode of production colonies from a single cell. Okay (Fig. 4a, X-axis direction). Cell fate was developed on the X axis, and the number (frequency) of cells having such cell fate was plotted on the Y axis. The frequency of single cells determined for any cell fate is not significantly different in the two groups of VEGF− and VEGF + (60 single cells × 4 samples = 240 single cells / group). Not (FIG. 4b).
In single evaluation of EPC colonies, there were a total of three cell fates in VEGF- and VEGF + from the mode of production colonies from single cells (Figure 4c, X-axis direction). That is, the cells were classified into three types of determined cell fate areas: single cells producing only small cell EPC colonies, single cells producing only large cell EPC colonies alone, and single cells producing both colonies. From this, the degree of differentiation of single cells destined to EPC is as follows: CFU-small cell like EPC alone early basal zone = EVZ, both intermediate basal zone = IVZ, CFU-large cell like EPC It was found that classification was possible in the form of late basal zone = LVZ. Based on this, when the frequency of fate determination to EPC of single HB cells was evaluated, no change was observed from EVZ to LVZ in the VEGF− group, but about doubling EVZ in LVZ in the VEGF + group, VEGF-group. The frequency was about twice that of LVZ, and it was found that VEGF promotes the differentiation of CD133-positive cells into the endothelial system. In addition, the frequency of determining HB single cells to EPC is about 1.5 times higher in the VEGF + group than in the VEGF− group, and it has become clear that VEGF has the ability to determine the cell lineage to EPC for CD133-positive cells. (FIGS. 4c and d).

さらに、血液系及び血管内皮系における細胞系列決定法を重ね合わせることにより両細胞系列を同時に解析した。血液系及び血管内皮系の細胞運命を同時に評価することにより、細胞運命はVEGF−及びVEGF+グループにおいて合計34個存在することが判明した。血管内皮系細胞系列についてのみ言えばEVZ、IVZ、LVZ及び血液系コロニー産生能のみでEPCコロニーの産生能のないhematopoietic zone=HZの4種類の決定細胞運命領域に分類された。VEGFはHZの細胞運命頻度を約40%程度に有意に減少させることが明らかとなった(図4e及びf)。即ち、HBから血液系細胞系列への分化を抑えて血管内皮系細胞系列への分化を促進していると考えられる。   Furthermore, both cell lines were analyzed simultaneously by overlapping cell lineage determination methods in the blood system and vascular endothelial system. By assessing blood and vascular endothelial fate at the same time, it was found that there were a total of 34 cell fate in the VEGF- and VEGF + groups. Speaking only of the vascular endothelial cell lineage, the cells were classified into four types of determined cell fate regions of EVZ, IVZ, LVZ, and hematopoietic zone = HZ having no ability to produce EPC colonies but only blood colony producing ability. VEGF was found to significantly reduce the cell fate frequency of HZ to about 40% (FIGS. 4e and f). That is, it is considered that differentiation from HB to blood cell lineage is suppressed and differentiation into vascular endothelial cell lineage is promoted.

HELICアッセイにより、VEGFがCD133陽性細胞の血管内皮系への細胞系列運命決定及び分化に促進的に作用し、また血液系単独への細胞運命決定を抑制することが示された。このようにHELICアッセイは、HBを含有する細胞分画の単一細胞の血液系、血管内皮系細胞運命決定の解析により、血液系又は血管内皮系の単独評価では解析が不可能な細胞運命決定を正確かつ定量的、簡便に評価できることが明らかとなった。本アッセイの開発は、血液学及び血管生物学の幹細胞生物学において画期的なものとなると考えられる。   The HELIC assay showed that VEGF promotes the cell lineage fate determination and differentiation of CD133 positive cells into the vascular endothelial system and suppresses cell fate determination into the blood system alone. As described above, the HELIC assay is a cell fate determination that cannot be analyzed by single evaluation of the blood system or vascular endothelial system by analyzing the determination of the blood system or vascular endothelial system of the single cell of the cell fraction containing HB. It was revealed that can be accurately, quantitatively and easily evaluated. The development of this assay will be groundbreaking in hematology and vascular biology stem cell biology.

本発明の解析方法は、血液系及び血管内皮系細胞系列の運命をグラフ化、定量化することが可能となり、特に血液系及び血管内皮系細胞系列の運命を同時にグラフ化、定量化することにより、従来の単独細胞系列解析法では判別不可能であった細胞運命の明確化、その定量化が可能となる。   The analysis method of the present invention makes it possible to graph and quantify the fate of blood system and vascular endothelial cell lineage, particularly by simultaneously graphing and quantifying the fate of blood system and vascular endothelial cell lineage. Thus, it becomes possible to clarify and quantify the cell fate, which could not be discriminated by the conventional single cell lineage analysis method.

配列番号1 eNOS検出のためのRT−PCR用プライマー(フォワード)
配列番号2 eNOS検出のためのRT−PCR用プライマー(リバース)
配列番号3 VEGFR−2検出のためのRT−PCR用プライマー(フォワード)
配列番号4 VEGFR−2検出のためのRT−PCR用プライマー(リバース)
配列番号5 VE Cadherin検出のためのRT−PCR用プライマー(フォワード)
配列番号6 VE Cadherin検出のためのRT−PCR用プライマー(リバース)
SEQ ID NO: 1 RT-PCR primer for eNOS detection (forward)
SEQ ID NO: 2 Primer for RT-PCR for detecting eNOS (reverse)
SEQ ID NO: 3 Primer for RT-PCR for detection of VEGFR-2 (forward)
SEQ ID NO: 4 Primer for RT-PCR for detecting VEGFR-2 (reverse)
SEQ ID NO: 5 RT-PCR primer for VE cadherin detection (forward)
SEQ ID NO: 6 Primer for RT-PCR for detecting VE Cadherin (reverse)

図1は、本発明の解析方法の手順を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the procedure of the analysis method of the present invention. 図2は、CD133陽性細胞の中に、血液系HSPCコロニー及び血管内皮系EPCコロニーの産生が認められるものが存在し、HB含有分画であることを示す図である。図2aは位相差像を示し、図2bはRT−PCRによりEPCコロニーの産生を確認した図である。図2a1は、CD133陽性単一細胞を播種した12時間後の細胞の様子を示し、図2a2は、単一細胞を7日間増幅培養した後の細胞の様子を示している。図2a3,4はEPCコロニー産生の様子を、図2a5,6,7,8はHSPCコロニーの産生の様子を示している。FIG. 2 is a diagram showing that CD133-positive cells in which blood HSPC colonies and vascular endothelial EPC colonies are produced are present and are HB-containing fractions. FIG. 2a shows a phase contrast image, and FIG. 2b is a diagram in which production of EPC colonies was confirmed by RT-PCR. FIG. 2a1 shows the state of the cells 12 hours after seeding with the CD133-positive single cells, and FIG. 2a2 shows the state of the cells after the single cells were amplified and cultured for 7 days. 2a3, 4 show the state of EPC colony production, and FIGS. 2a5, 6, 7, 8 show the state of HSPC colony production. 図3は、産生されたコロニーがEPCコロニーであることを示す蛍光染色の結果を示す像である。FIG. 3 is an image showing the result of fluorescent staining indicating that the produced colonies are EPC colonies. 図4は、細胞運命とその頻度との関係を示すグラフである。図4aは、血液系細胞系列の細胞運命とその運命を有する細胞の頻度との関係をグラフ化したものである。10種類の細胞運命に分けられる。図4bは、血液系細胞系列の運命決定に及ぼすVEGFの影響を調べた結果を示すグラフである。図4cは、血管内皮系細胞系列の細胞運命とその運命を有する細胞の頻度との関係をグラフ化したものである。3種類の細胞運命に分けられる。図4dは、血管内皮系細胞系列の運命決定に及ぼすVEGFの影響を調べた結果を示すグラフである。図4eは、血液系細胞系列と血管内皮系細胞系列の細胞運命とその運命を有する細胞の頻度との関係を重ねてグラフ化したものであり、34種類の細胞運命に分けられる。図4fは、血液系細胞系列及び血管内皮系細胞系列の運命決定に及ぼすVEGFの影響を調べた結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between cell fate and its frequency. FIG. 4a is a graph showing the relationship between the cell fate of a blood cell lineage and the frequency of cells having that fate. There are 10 types of cell fate. FIG. 4 b is a graph showing the results of examining the effect of VEGF on the fate determination of blood cell lineages. FIG. 4c is a graph showing the relationship between the cell fate of the vascular endothelial cell lineage and the frequency of cells having that fate. There are three types of cell fate. FIG. 4d is a graph showing the results of examining the effect of VEGF on the fate determination of vascular endothelial cell lineage. FIG. 4e is a graph in which the relationship between the cell fates of the blood cell lineage and the vascular endothelial cell lineage and the frequency of the cells having the fate are overlapped and divided into 34 types of cell fates. FIG. 4f is a graph showing the results of examining the effect of VEGF on the fate determination of blood cell lineages and vascular endothelial cell lineages.

Claims (18)

幹細胞の単一細胞を調製し、得られた単一細胞を増幅する工程(第1工程)、
増幅した細胞を培養し、コロニーを産生させる工程(第2工程)、及び
産生されたコロニーの様式に基づいて単一細胞を群分けし、同じ群に分類される単一細胞の数を測定する工程(第3工程)
を含む、幹細胞の細胞運命の解析方法。
Preparing a single stem cell and amplifying the resulting single cell (first step);
A step of culturing the amplified cells to produce colonies (second step), and grouping the single cells based on the mode of the produced colonies, and measuring the number of single cells classified into the same group Process (3rd process)
A method for analyzing cell fate of a stem cell, comprising:
幹細胞が血液血管芽細胞である、請求項1記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the stem cells are blood hemangioblasts. 血液血管芽細胞が、骨髄、臍帯血又は末梢血由来である、請求項2記載の方法。 The method according to claim 2, wherein the blood hemangioblasts are derived from bone marrow, umbilical cord blood or peripheral blood. 血液血管芽細胞が、CD34陽性及び/又はCD133陽性である、請求項2記載の方法。 The method according to claim 2, wherein the blood hemangioblasts are CD34 positive and / or CD133 positive. 産生されるコロニーが、血液系細胞コロニー又は血管内皮系細胞コロニーのいずれかである、請求項2記載の方法。 The method according to claim 2, wherein the produced colony is either a blood cell colony or a vascular endothelial cell colony. 血液系細胞コロニーが、赤芽球コロニー(BFU−E)、顆粒球・マクロファージ系コロニー(CFU−GM)、マクロファージコロニー(CFU−M)及び混合コロニー(CFU−Mix)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項5記載の方法。 The blood cell colony is at least selected from the group consisting of erythroblast colony (BFU-E), granulocyte / macrophage colony (CFU-GM), macrophage colony (CFU-M) and mixed colony (CFU-Mix). 6. The method of claim 5, wherein the method is one. 血管内皮系細胞コロニーが、内皮細胞様大細胞コロニー(CFU−Large cell like EPC)及び内皮細胞様小細胞コロニー(CFU−small cell like EPC)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項5記載の方法。 The vascular endothelial cell colony is at least one selected from the group consisting of an endothelial cell-like large cell colony (CFU-Large cell like EPC) and an endothelial cell-like small cell colony (CFU-small cell like EPC). 5. The method according to 5. 第1工程が、添加因子の存在下又は非存在下で実施される、請求項1記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the first step is performed in the presence or absence of an additive factor. 添加因子が成長因子である、請求項8記載の方法。 9. The method of claim 8, wherein the additive factor is a growth factor. 請求項1記載の方法を実施することを含む、幹細胞の細胞運命に影響を及ぼす化合物のスクリーニング方法。 A method for screening a compound that affects the cell fate of a stem cell, comprising performing the method according to claim 1. 請求項1記載の方法を実施することを含む、幹細胞から特定の細胞系列へ運命付けられた細胞の濃縮度を確認する方法。 A method for confirming the enrichment of cells destined from a stem cell to a specific cell line, comprising performing the method according to claim 1. 幹細胞が血液血管芽細胞であり、特定の細胞系列へ運命付けられた細胞が血管内皮前駆細胞である、請求項11記載の方法。 The method according to claim 11, wherein the stem cells are blood hemangioblasts, and the cells destined for a specific cell lineage are vascular endothelial progenitor cells. 幹細胞の単一細胞を培養し、該単一細胞から産生されるコロニーの様式に基づいて群分けし、同じ群に分類される単一細胞の数を測定し、各群について、その群に属する単一細胞の数を対応させることによって得られる、幹細胞の細胞運命の解析用グラフ。 A single stem cell is cultured, grouped based on the mode of colonies produced from the single cell, the number of single cells classified into the same group is measured, and each group belongs to that group Graph for analyzing cell fate of stem cells, obtained by matching the number of single cells. 幹細胞の単一細胞を培養し、該単一細胞から産生されるコロニーの様式に基づいて群分けし、得られた群の種類を細胞運命としてX軸方向に展開し、同じ群に分類される単一細胞の数を頻度としてY軸方向に展開することによって得られる、幹細胞の細胞運命の解析用グラフ。 A single cell of stem cells is cultured and grouped based on the mode of colonies produced from the single cell, and the type of the obtained group is expanded in the X-axis direction as a cell fate and classified into the same group The graph for analysis of the cell fate of a stem cell obtained by expanding in the Y-axis direction with the number of single cells as a frequency. 幹細胞が血液血管芽細胞である、請求項13又は14記載のグラフ。 The graph according to claim 13 or 14, wherein the stem cells are blood hemangioblasts. 産生されるコロニーが、血液系細胞コロニー又は血管内皮系細胞コロニーのいずれかである、請求項15記載のグラフ。 The graph according to claim 15, wherein the produced colony is either a blood cell colony or a vascular endothelial cell colony. 血液系細胞コロニーが、赤芽球コロニー(BFU−E)、顆粒球・マクロファージ系コロニー(CFU−GM)、マクロファージコロニー(CFU−M)及び混合コロニー(CFU−Mix)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項16記載のグラフ。 The blood cell colony is at least selected from the group consisting of erythroblast colony (BFU-E), granulocyte / macrophage colony (CFU-GM), macrophage colony (CFU-M) and mixed colony (CFU-Mix). The graph according to claim 16, which is one type. 血管内皮系細胞コロニーが、内皮細胞様大細胞コロニー(CFU−Large cell like EPC)及び内皮細胞様小細胞コロニー(CFU−small cell like EPC)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項16記載のグラフ。 The vascular endothelial cell colony is at least one selected from the group consisting of an endothelial cell-like large cell colony (CFU-Large cell like EPC) and an endothelial cell-like small cell colony (CFU-small cell like EPC). 16. The graph according to 16.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2010116665A1 (en) * 2009-04-07 2012-10-18 国立大学法人旭川医科大学 Mononuclear cell-derived new blood vessel regenerative cells and their differentiation induction method
WO2014051154A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 公益財団法人先端医療振興財団 Method for in vitro proliferation of cell population containing cells suitable for treatment of ischemic disease
JP2016105726A (en) * 2010-05-25 2016-06-16 クック・バイオテック・インコーポレイテッドCook Biotech Incorporated Methods, substrates and systems useful for cell seeding of medical grafts

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006054459A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-26 Tokyo Electron Limited Exposure condition setting method, substrate processing device, and computer program
WO2006090882A1 (en) * 2005-02-23 2006-08-31 Foundation For Biomedical Research And Innovation Method for amplification of endothelial progenitor cell in vitro
WO2006090886A1 (en) * 2005-02-23 2006-08-31 Foundation For Biomedical Research And Innovation Method of analyzing dynamics in the differentiation of vascular endothelial progenitor cells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006054459A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-26 Tokyo Electron Limited Exposure condition setting method, substrate processing device, and computer program
WO2006090882A1 (en) * 2005-02-23 2006-08-31 Foundation For Biomedical Research And Innovation Method for amplification of endothelial progenitor cell in vitro
WO2006090886A1 (en) * 2005-02-23 2006-08-31 Foundation For Biomedical Research And Innovation Method of analyzing dynamics in the differentiation of vascular endothelial progenitor cells

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012039137; Methods Enzymol. Vol.419, 2006, p.179-193 *
JPN6012039138; Blood Vol.100, 2002, p.3203-3208 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2010116665A1 (en) * 2009-04-07 2012-10-18 国立大学法人旭川医科大学 Mononuclear cell-derived new blood vessel regenerative cells and their differentiation induction method
US8951795B2 (en) 2009-04-07 2015-02-10 National University Corporation Asahikawa Medical University Revascularization cells derived from mononuclear cells, and method of inducing differentiation thereof
JP5725509B2 (en) * 2009-04-07 2015-05-27 国立大学法人旭川医科大学 Mononuclear cell-derived new blood vessel regenerative cells and their differentiation induction method
JP2016105726A (en) * 2010-05-25 2016-06-16 クック・バイオテック・インコーポレイテッドCook Biotech Incorporated Methods, substrates and systems useful for cell seeding of medical grafts
US10071187B2 (en) 2010-05-25 2018-09-11 Cook Biotech Incorporated Methods, substrates, and systems useful for cell seeding of medical grafts
US11077231B2 (en) 2010-05-25 2021-08-03 Muffin Incorporated Methods, substrates, and systems useful for cell seeding of medical grafts
US11173231B2 (en) 2010-05-25 2021-11-16 Muffin Incorporated Methods, substrates, and systems useful for cell seeding of medical grafts
WO2014051154A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 公益財団法人先端医療振興財団 Method for in vitro proliferation of cell population containing cells suitable for treatment of ischemic disease
US10286014B2 (en) 2012-09-28 2019-05-14 Foundation For Biomedical Research And Innovation At Kobe Method for in vitro proliferation of cell population containing cells suitable for treatment of ischemic disease

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