JP2012031127A - Composition including umbilical cord matrix stromal cell - Google Patents

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Minoru Ueda
実 上田
Akihito Yamamoto
朗仁 山本
Ryutaro Shohara
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for tissue regeneration which overcomes problems on safety and ethics and which is advantageous in supply of cells.SOLUTION: A composition for transplantation using a stem cell (a umbilical cord matrix stromal cell) extracted from the umbilical cord as an active ingredient is provided. A human umbilical vein endothelial cell is used together in a preferable embodiment.

Description

本発明は、組織の修復ないし再生(再建)を目的として生体に移植される組成物に関する。詳しくは、臍帯由来の幹細胞を用いた移植用組成物及びその用途(当該組成物を用いた施術等)等に関する。   The present invention relates to a composition that is transplanted into a living body for the purpose of tissue repair or regeneration (reconstruction). Specifically, the present invention relates to a transplant composition using stem cells derived from the umbilical cord and its use (treatment using the composition, etc.).

先天性新生児疾患に対し臓器移植や胚性幹細胞(ES細胞)を用いた細胞移植が検討されているが(例えば特許文献1を参照)、臓器移植は臓器不足問題、ES細胞は安全性や倫理的問題を抱えている。一方、骨髄由来の自己間葉系幹細胞を用いた細胞移植治療が応用されつつあるが、骨髄からの幹細胞採取には激しい生体侵襲を伴う。特に先天性疾患を持つ新生児の骨髄からの細胞採取は現実的には不可能である。また、ヒト臍帯血由来の細胞を再生医療に利用しようとする試みもあるが(例えば特許文献2、非特許文献1を参照)、臍帯血中の幹細胞の存在率は非常に低く、幹細胞の安定供給は困難である。   Although organ transplantation and cell transplantation using embryonic stem cells (ES cells) have been studied for congenital neonatal diseases (see, for example, Patent Document 1), organ transplantation is an organ shortage problem, and ES cells are safety and ethics. Have problems. On the other hand, cell transplantation treatment using bone marrow-derived autologous mesenchymal stem cells is being applied, but collecting stem cells from bone marrow is accompanied by severe biological invasion. In particular, it is practically impossible to collect cells from the bone marrow of newborns with congenital diseases. There are also attempts to use cells derived from human umbilical cord blood for regenerative medicine (see, for example, Patent Document 2 and Non-Patent Document 1), but the presence of stem cells in umbilical cord blood is very low, and the stability of stem cells Supply is difficult.

特表2005ー521402号公報JP-T-2005-521402 特開2008−179642号公報JP 2008-179642 A

Mariane secco et al., Stem cells 2008; 26: 146-150Mariane secco et al., Stem cells 2008; 26: 146-150

そこで本発明は、安全性及び倫理上の問題を克服でき且つ細胞の供給面でも有利である、組織の修復ないし再生に有用な組成物及びその用途を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a composition useful for tissue repair or regeneration, which can overcome safety and ethical problems and is advantageous in terms of cell supply, and its use.

上記課題の下、本発明者らは「分娩後に医療廃棄物として処分されてしまう臍帯」に注目した。全長約30〜70cmの臍帯は胎児由来の組織であり、経膣分娩および帝王切開にて娩出された臍帯の血管周囲の「ワルトンゼリー(Wharton's jelly)」からは、大量の臍帯由来間葉系幹細胞(umbilical cord matrix stromal cells: UCMSC)が採取でき、同時に臍帯静脈からは、組織再生における血管新生に有用な臍帯静脈内皮細胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cells : HUVEC)が採取できる。   Under the above problems, the present inventors have focused on “umbilical cords that are disposed of as medical waste after delivery”. The umbilical cord with a total length of about 30-70cm is a fetal tissue, and a large amount of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells from "Wharton's jelly" around the umbilical blood vessels delivered by vaginal delivery and caesarean section (Umbilical cord matrix stromal cells: UCMSC) can be collected, and at the same time, umbilical vein endothelial cells (HUVEC) useful for angiogenesis in tissue regeneration can be collected from the umbilical vein.

本発明者らはまず、UCMSCの各種特性を解析することにした。その結果、UCMSCが骨髄由来間葉系幹細胞(Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell: BMMSC)よりも有意に高い増殖能を示した。また、UCMSCの特徴として、CD73陽性、CD90陽性、CD105陽性、CD11b陰性、CD34陰性、CD45陰性、HLA-DR陰性であることが確認された。一方、骨細胞、軟骨細胞及び脂肪細胞への分化能を有することが示されるととともに、神経細胞への分化も可能であることが明らかとなった。更なる検討では、培地中への骨形成タンパク質2(Bone Morphogenetic Protein 2: BMP-2)の添加によって、骨細胞への分化誘導を促進できることがわかった。また、HUVECとの共培養或いは低酸素条件下での培養によって、UCMSCの骨分化能が亢進することが示唆された。一方、移植実験の結果、UCMSCが骨再生及び創傷治癒のための細胞源として極めて有用であること、及びHUVECを併用することによって再生ないし治療効果が向上することが判明した。   The inventors first decided to analyze various characteristics of UCMSC. As a result, UCMSC showed significantly higher proliferation ability than bone marrow-derived mesenchymal stem cells (Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell: BMMSC). Further, as features of UCMSC, CD73 positive, CD90 positive, CD105 positive, CD11b negative, CD34 negative, CD45 negative, and HLA-DR negative were confirmed. On the other hand, it has been shown that it has the ability to differentiate into bone cells, chondrocytes and adipocytes, and it is also possible to differentiate into nerve cells. In further studies, it was found that the induction of differentiation into bone cells can be promoted by adding bone morphogenetic protein 2 (Bone Morphogenetic Protein 2: BMP-2) to the medium. In addition, it was suggested that co-culture with HUVEC or culture under hypoxic conditions enhances the ability of UCMSC to differentiate into bone. On the other hand, as a result of transplantation experiments, it was found that UCMSC is extremely useful as a cell source for bone regeneration and wound healing, and that regeneration or treatment effect is improved by using HUVEC together.

以上の通り、本願発明者らの鋭意検討の結果、UCMSCが再生医療のための細胞源として極めて優秀であることが判明するとともに、UCMSCを臨床応用する際に有益な数々の知見がもたらされた。以上の成果に基づき、以下の発明が提供される。
[1]臍帯由来間葉系幹細胞を含む移植用組成物。
[2]臍帯由来間葉系幹細胞が、ワルトンゼリー(Wharton's jelly)由来である、[1]に記載の移植用組成物。
[3]新生児脳室周囲白質軟化症、先天性心疾患又は先天性唇顎口蓋裂の治療用である、[1]又は[2]に記載の移植用組成物。
[4]臍帯由来間葉系幹細胞が、採取後に分化誘導処理をしていない未分化型臍帯由来間葉系幹細胞であることを特徴とする、[1]又は[2]に記載の移植用組成物。
[5]臍帯由来間葉系幹細胞が、CD73陽性、CD90陽性、CD105陽性、CD11b陰性、CD34陰性、CD45陰性、HLA-DR陰性である、[4]に記載の移植用組成物。
[6]皮膚組織又は神経組織の再生用である、[4]又は[5]に記載の移植用組成物。
[7]臍帯由来間葉系幹細胞が、特定の細胞系譜へと分化誘導した分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞であることを特徴とする、[1]又は[2]に記載の移植用組成物。
[8]骨組織、軟骨組織、神経組織、筋肉組織又は血管組織の再生用である、[7]に記載の移植用組成物。
[9]分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞が、アルカリフォスファターゼ活性を有し、且つI型コラーゲン陽性、RUNX2陽性、オステオカルシン陽性であり、骨組織の再生用である、[7]に記載の移植用組成物。
[10]分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞が、骨形成タンパク質2(BMP-2)の刺激によってアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞である、[7]に記載の移植用組成物。
[11]分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞が、臍帯静脈内皮細胞との共培養によってアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞である、[7]に記載の移植用組成物。
[12]分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞が、低酸素環境下での培養によってアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞である、[7]に記載の移植用組成物。
[13]低酸素環境下での培養が、デフェロキサミンを添加した培地を用いた培養である、[12]に記載の移植用組成物。
[14]臍帯静脈内皮細胞を組み合わせてなる、[1]〜[13]のいずれか一項に記載の移植用組成物。
[15]臍帯由来間葉系幹細胞と臍帯静脈内皮細胞を含有することを特徴とする、[14]に記載の移植用組成物。
[16]臍帯由来間葉系幹細胞を含有する第1構成要素と、臍帯静脈内皮細胞を含有する第2構成要素とからなるキットであることを特徴とする、[14]に記載の移植用組成物。
[17]臍帯由来間葉系幹細胞を含有し、その移植時に臍帯静脈内皮細胞が併用移植されることを特徴とする、[14]に記載の移植用組成物。
[18]臍帯由来間葉系細胞のドナーと、臍帯静脈内皮細胞のドナーが同一である、[14]〜[17]のいずれか一項に記載の移植用組成物。
[19][1]〜[18]のいずれか一項に記載の移植用組成物を、標的部位に注入、埋入、填入、又は塗布することを特徴とする、組織の修復ないし再生方法。
[20]臍帯由来間葉系幹細胞と臍帯静脈内皮細胞とを共培養するステップを含む、アルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞の調製法。
[21]臍帯由来間葉系幹細胞を低酸素環境下で培養するステップを含む、アルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞の調製法。
As described above, as a result of intensive studies by the inventors of the present application, it was found that UCMSC was extremely excellent as a cell source for regenerative medicine, and a lot of useful information was brought about when UCMSC was applied clinically. It was. Based on the above results, the following inventions are provided.
[1] A composition for transplantation comprising umbilical cord-derived mesenchymal stem cells.
[2] The composition for transplantation according to [1], wherein the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are derived from Wharton's jelly.
[3] The composition for transplantation according to [1] or [2], which is used for treatment of neonatal periventricular leukomalacia, congenital heart disease or congenital cleft lip and palate.
[4] The composition for transplantation according to [1] or [2], wherein the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are undifferentiated umbilical cord-derived mesenchymal stem cells not subjected to differentiation induction treatment after collection. object.
[5] The transplant composition according to [4], wherein the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are CD73 positive, CD90 positive, CD105 positive, CD11b negative, CD34 negative, CD45 negative, and HLA-DR negative.
[6] The composition for transplantation according to [4] or [5], which is for regeneration of skin tissue or nerve tissue.
[7] The composition for transplantation according to [1] or [2], wherein the umbilical cord-derived mesenchymal stem cell is a differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cell that has been induced to differentiate into a specific cell lineage. object.
[8] The composition for transplantation according to [7], which is for regeneration of bone tissue, cartilage tissue, nerve tissue, muscle tissue, or vascular tissue.
[9] The transplant according to [7], wherein the differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cell has alkaline phosphatase activity and is positive for type I collagen, RUNX2 and osteocalcin, and is used for bone tissue regeneration. Composition.
[10] The composition for transplantation according to [7], wherein the differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are cells in which alkaline phosphatase activity is enhanced by stimulation with bone morphogenetic protein 2 (BMP-2).
[11] The transplant composition according to [7], wherein the differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are cells in which alkaline phosphatase activity is enhanced by co-culture with umbilical vein endothelial cells.
[12] The composition for transplantation according to [7], wherein the differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are cells in which alkaline phosphatase activity is enhanced by culturing in a hypoxic environment.
[13] The composition for transplant according to [12], wherein the culture in a hypoxic environment is a culture using a medium to which deferoxamine is added.
[14] The composition for transplantation according to any one of [1] to [13], which is a combination of umbilical vein endothelial cells.
[15] The transplant composition according to [14], comprising umbilical cord-derived mesenchymal stem cells and umbilical vein endothelial cells.
[16] The transplant composition according to [14], which is a kit comprising a first component containing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells and a second component containing umbilical vein endothelial cells. object.
[17] The composition for transplantation according to [14], comprising umbilical cord-derived mesenchymal stem cells, and umbilical vein endothelial cells are transplanted together at the time of transplantation.
[18] The composition for transplantation according to any one of [14] to [17], wherein the donor of umbilical cord-derived mesenchymal cells and the donor of umbilical vein endothelial cells are the same.
[19] A tissue repair or regeneration method comprising injecting, embedding, filling, or applying the transplant composition according to any one of [1] to [18] to a target site .
[20] A method for preparing a cell having enhanced alkaline phosphatase activity, comprising co-culturing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells and umbilical vein endothelial cells.
[21] A method for preparing a cell having enhanced alkaline phosphatase activity, comprising a step of culturing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells in a hypoxic environment.

図1は、UCMSCの増殖能を示すグラフである。経膣分娩で得られた臍帯由来のUCMSC(●)、帝王切開で得られた臍帯由来のUCMSC(▲)及び骨髄間葉系幹細胞(■)の間で増殖率を比較した。*有意差あり。FIG. 1 is a graph showing the proliferation ability of UCMSC. The proliferation rate was compared between UCMSC derived from umbilical cord obtained by vaginal delivery (●), UCMSC derived from umbilical cord obtained by caesarean section (▲), and bone marrow mesenchymal stem cells (■). * There is a significant difference. 図2は、UCMSCの細胞表面マーカーを解析した結果である。各表面抗原についてのフローサイトメトリーのチャートを示す。FIG. 2 shows the results of analysis of cell surface markers of UCMSC. A flow cytometry chart for each surface antigen is shown. 図3は、骨細胞への分化誘導後のUCMSCのアリザリンレッド染色像(左下)、軟骨細胞への分化誘導後のUCMSCのアルシアンブルー染色像(中央上)、脂肪細胞への分化誘導後のUCMSCのOil-red-o染色像(中央下)、神経細胞への分化誘導後のUCMSCの染色像(右上:抗ネスチン抗体/DAPI染色、右下:抗βIII−チューブリン抗体/DAPI)を示す。左上は拡大培養後のUCMSCの顕微鏡像。Fig. 3 shows ULSISC-alizarin red-stained image of UCMSC after induction of differentiation into bone cells (lower left), UCCSC Alcian blue-stained image after induction of differentiation into chondrocytes, and after induction of differentiation into adipocytes. Oil-red-o stained image of UCMSC (bottom center), stained image of UCMSC after differentiation induction into neurons (upper right: anti-nestin antibody / DAPI staining, lower right: anti-βIII-tubulin antibody / DAPI) . The upper left is a microscope image of UCMSC after expansion culture. 図4は、臍帯由来のHUVECの特性を解析した結果である。上段左は拡大培養後のHUVECの顕微鏡像、上段中央(抗vWF抗体/DAPI)及び上段右(抗CD31抗体/DAPI)はHUVECの蛍光免疫染色像である。下段はフローサイトメトリーの結果である。FIG. 4 shows the result of analyzing the characteristics of umbilical cord-derived HUVEC. The upper left is a microscopic image of HUVEC after expanded culture, and the upper middle (anti-vWF antibody / DAPI) and the upper right (anti-CD31 antibody / DAPI) are fluorescent immunostained images of HUVEC. The lower row is the result of flow cytometry. 図5は、BMP-2を添加した培地で培養したUCMSCのアルカリフォスファターゼ活性を示すグラフ(上)と、骨前駆細胞系譜マーカーの遺伝子発現を解析した結果(下)である。*有意差あり。FIG. 5 is a graph (upper) showing the alkaline phosphatase activity of UCMSC cultured in a medium supplemented with BMP-2, and the results of analyzing gene expression of osteoprogenitor cell lineage markers (lower). * There is a significant difference. 図6は、UCMSC単独で培養した群(UCMSC)と、UCMSCをHUVECと共培養した群(UCMSC & HUVEC)の間でアルカリフォスファターゼ活性(14日目)を比較したグラフである。FIG. 6 is a graph comparing the alkaline phosphatase activity (day 14) between the group cultured with UCMSC alone (UCMSC) and the group co-cultured with UUVSC (UCMSC & HUVEC). 図7は、通常の骨分化誘導培地で培養したUCMSC(Dex(+))と、通常の骨分化誘導培地にBMP-2を添加して培養したUCMSC(Dex(+)-DFO(+))との間でアルカリフォスファターゼ活性(7日目)を比較したグラフ(上)と、低酸素応答因子や血管新生因子の遺伝子発現を解析した結果(下)である。ネガティブコントロールとして、デキサメタゾンを添加しない骨分化誘導培地で培養したUCMSC(Dex(-))を用いた。FIG. 7 shows UCMSC (Dex (+)) cultured in a normal bone differentiation-inducing medium and UCMSC (Dex (+)-DFO (+)) cultured by adding BMP-2 to a normal bone differentiation-inducing medium. A graph comparing the alkaline phosphatase activity (day 7) (top) and the results of analyzing the gene expression of hypoxia response factors and angiogenic factors (bottom). As a negative control, UCMSC (Dex (−)) cultured in a bone differentiation induction medium without dexamethasone was used. 図8は、異所性骨化検討モデルを用いたUCMSC移植実験の結果(移植6週後のヘマトキシリン・エオジン染色像)である。ヌードマウスの背部皮下にポケットを形成し細胞調整物を移植し、6週後に組織学的評価を行った。左はSHAM群、中央はUCMSCとハイドロキシアパタイトの混和物移植群、右はUCMSC、HUVEC及びハイドロキシアパタイトの混和物移植群である。FIG. 8 shows the results of UCMSC transplantation experiment using an ectopic ossification study model (hematoxylin-eosin stained image 6 weeks after transplantation). A pocket was formed subcutaneously in the back of nude mice, and cell preparations were transplanted. Six weeks later, histological evaluation was performed. The left is the SHAM group, the center is the UMSSC and hydroxyapatite mixture transplant group, and the right is the UCMSC, HUVEC and hydroxyapatite mixture transplant group. 図9は、創傷治癒検討モデルを用いたUCMSC移植実験の結果(創部縮小率のグラフ)である。生検用パンチにて表皮真皮層を全層で切除し創傷を作製したヌードマウスにI型コラーゲンゲルに懸濁した細胞を移植した。UCMSCのみを使用した群(▲)とUCMSCとHUVECを併用した群(●)の間で創部縮小率を比較した。FIG. 9 shows the results of UCMSC transplantation experiment using the wound healing study model (graph of wound reduction rate). Cells suspended in type I collagen gel were transplanted into nude mice in which the entire epidermis layer was excised with a biopsy punch and wounds were made. The wound reduction rate was compared between the group using only UCMSC (▲) and the group using UCMSC and HUVEC together (●).

(臍帯由来の幹細胞を用いた組成物)
本発明の第1の局面は臍帯由来の幹細胞を用いた移植用組成物に関する。本明細書において用語「移植用組成物」とは、生体外で調製される組成物であって、欠損や奇形或いは機能不全などの障害を認める組織や臓器などの修復ないし再生を目的として生体に移植されるものをいう。本発明の組成物は例えば骨組織、軟骨組織、脂肪組織、神経組織、皮膚組織、筋肉組織、血管組織の修復ないし再生に利用される。本発明の組成物は、組織の再生が治療効果をもたらすことになる各種疾病の治療、例えば先天性神経疾患である新生児脳室周囲白質軟化症、先天性心疾患で出産後手術が必要となるものや先天性唇顎口蓋裂の治療、骨欠損や骨変形の治療、各種神経疾患(脊髄損傷、末梢神経麻痺等の外傷性疾患、筋萎縮性側索硬化症、アルツハイマー病、パーキンソン病、進行性核上清麻痺、ハンチントン病、多系統萎縮症、脊髄小脳変性症等の神経変性疾患、脳虚血、脳内出血等に伴う脳梗塞よる神経細胞の変性・脱落、神経細胞の障害を伴う網膜疾患など)、創傷治癒(創傷治癒促進、ケロイド予防、瘢痕予防、及び/又は皮膚質改善)等へ適用され得る。
(Composition using umbilical cord-derived stem cells)
The first aspect of the present invention relates to a composition for transplantation using umbilical cord-derived stem cells. As used herein, the term “transplant composition” refers to a composition prepared ex vivo, which is used for the purpose of repairing or regenerating tissues or organs in which a defect such as a defect, malformation, or dysfunction is recognized. The one to be transplanted. The composition of the present invention is used for, for example, repair or regeneration of bone tissue, cartilage tissue, adipose tissue, nerve tissue, skin tissue, muscle tissue, or vascular tissue. The composition of the present invention requires various post-surgical operations for treatment of various diseases in which tissue regeneration has a therapeutic effect, such as neonatal periventricular leukomalacia, a congenital neurological disease, or congenital heart disease. Treatment of things and congenital cleft lip and palate, treatment of bone defects and bone deformities, various neurological diseases (traumatic diseases such as spinal cord injury, peripheral nerve palsy, amyotrophic lateral sclerosis, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, progression Neurodegenerative diseases such as paralysis of nuclei, Huntington's disease, multiple system atrophy, spinocerebellar degeneration, cerebral ischemia, cerebral infarction due to intracerebral hemorrhage, etc., retina with neuronal damage Disease), wound healing (promoting wound healing, keloid prevention, scar prevention, and / or skin quality improvement) and the like.

本発明の組成物は臍帯由来間葉系幹細胞(以下、説明の便宜上、「UCMSC」と称することがある)を含むことを特徴とする。臍帯は胎児と胎盤を繋ぐ管状組織であり、2本の動脈及び1本の静脈を内包する。これらの血管の周囲にはワルトンゼリー(Wharton's jelly)と呼ばれる組織が存在する。本発明の組成物を構成する細胞は好ましくは当該組織に由来する。   The composition of the present invention comprises umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (hereinafter sometimes referred to as “UCMSC” for convenience of explanation). The umbilical cord is a tubular tissue connecting the fetus and the placenta, and contains two arteries and one vein. Surrounding these blood vessels is a tissue called Wharton's jelly. The cells constituting the composition of the present invention are preferably derived from the tissue.

UCMSCの採取・調製法の一例を以下に示す。この採取・調製法では(1)臍帯の採取、(2)酵素処理、(3)細胞培養、(4)細胞の回収、を順に行う。   An example of a method for collecting and preparing UCMSC is shown below. In this collection / preparation method, (1) umbilical cord collection, (2) enzyme treatment, (3) cell culture, and (4) cell recovery are sequentially performed.

(1)臍帯の採取
経膣分娩および帝王切開にて娩出された臍帯を回収する。臍帯血を除去した後、無菌処理を行う。無菌処理にはポピドンヨードなどを用いることができる。臍帯をメスで切開し開き、臍帯静脈・臍帯動脈を周囲のWharton's jellyとともに分離する。
(1) Umbilical cord collection Collect the umbilical cord delivered by vaginal delivery and cesarean section. After removing cord blood, sterilization is performed. Popidone iodine or the like can be used for aseptic processing. The umbilical cord is opened with a scalpel and the umbilical vein and umbilical artery are separated with the surrounding Wharton's jelly.

(2)酵素処理
分離・回収した組織をコラゲナーゼで処理した後、臍帯動静脈を取り除く。続いて5分間の遠心操作(5000回転/分)により細胞(UCMSC)を回収する。
(2) Enzyme treatment After the separated and collected tissue is treated with collagenase, the umbilical artery and vein are removed. Subsequently, the cells (UCMSC) are recovered by centrifugation for 5 minutes (5000 rpm).

(3)細胞培養
細胞を4ccの間葉系幹細胞用培地に懸濁し、直径6cmの付着性細胞培養用ディッシュに播種する。5%CO2、37℃に調整したインキュベーターで培養する。サブコンフルエント(培養容器の表面の約70%を細胞が占める状態)又はコンフルエントに達したときに細胞を0.05%トリプシン・EDTAにて5分間、37℃で処理する。ディッシュから剥離したUCMSCを直径10cmの付着性細胞培養用ディッシュに播種し拡大培養を行う。継代培養を繰り返し行ってもよい。例えば継代培養を1〜8回行い、必要な細胞数(例えば約1×107個/ml)まで増殖させる。以上の培養の後、細胞を回収して保存することにしてもよい(保存条件は例えば-198℃)。このように保存し、将来の骨・軟骨・神経などの疾患(特に難治性疾患)の治療に適用すれば、安全で且つ低侵襲な自己細胞による再生医療が提供できる。尚、様々なドナーから回収した細胞をUCMSCバンクの形態で保存することにしてもよい。
(3) Cell culture The cells are suspended in a 4 cc mesenchymal stem cell medium and seeded in an adherent cell culture dish having a diameter of 6 cm. Incubate in an incubator adjusted to 37 ° C with 5% CO 2 . Cells are treated with 0.05% trypsin EDTA for 5 minutes at 37 ° C when subconfluent (cells occupy about 70% of the surface of the culture vessel) or confluent. The UCMSC exfoliated from the dish is seeded in an adherent cell culture dish having a diameter of 10 cm and expanded. Subculturing may be repeated. For example, the subculture is performed 1 to 8 times to grow to the required number of cells (for example, about 1 × 10 7 cells / ml). After the above culture, the cells may be collected and stored (storage conditions are, for example, -198 ° C.). When stored in this way and applied to the treatment of future diseases such as bone, cartilage, and nerve (especially intractable diseases), safe and minimally invasive regenerative medicine using autologous cells can be provided. Note that cells collected from various donors may be stored in the form of a UCMSC bank.

(4)細胞の回収
次に、細胞を回収する。トリプシン処理等で培養容器から細胞を剥離した後、遠心処理を施すことによって細胞を回収することができる。このようにして回収した細胞を用いて本発明の組成物を調製する。
(4) Cell recovery Next, cells are recovered. The cells can be collected by centrifuging after detaching the cells from the culture vessel by trypsin treatment or the like. The composition of the present invention is prepared using the cells thus recovered.

本発明の一態様では、上記の如き調製法によって調製したUCMSCを特定の細胞へ分化誘導することなく、本発明の組成物に使用する。即ち、採取後に分化誘導をしていないUCMSC(本明細書において「未分化型臍帯由来間葉系幹細胞」又は「未分化型UCMSC」とも呼ぶ)を有効成分として用いる。この態様の組成物は例えば創傷治癒(後述の実施例を参照)や神経組織再生に有効である。この態様で使用するUCMSCはCD73陽性、CD90陽性、CD105陽性、CD11b陰性、CD34陰性、CD45陰性、HLA-DR陰性である。これらの細胞表面マーカーの発現の有無は常法で調べればよい。例えば、フローサイトメトリーや蛍光免疫組織染色法を利用することによって、特定の細胞表面マーカーの発現の有無を容易に調べることができる。フローサイトメトリー解析には例えばFACS Calibur(ベクトンディッキンソン)を用いることができる。DAPIで核染色後の多重染色標本の解析には例えば共焦点レーザー顕微鏡A1Rsi(ニコン社)を用いることができる。   In one embodiment of the present invention, UCMSC prepared by the preparation method as described above is used in the composition of the present invention without inducing differentiation into specific cells. That is, UCMSC that is not differentiated after collection (also referred to herein as “undifferentiated umbilical cord-derived mesenchymal stem cells” or “undifferentiated UCMSC”) is used as an active ingredient. The composition of this embodiment is effective for wound healing (see Examples described later) and nerve tissue regeneration, for example. UCMSCs used in this embodiment are CD73 positive, CD90 positive, CD105 positive, CD11b negative, CD34 negative, CD45 negative, HLA-DR negative. The presence or absence of expression of these cell surface markers may be examined by a conventional method. For example, the presence or absence of expression of a specific cell surface marker can be easily examined by using flow cytometry or fluorescent immunohistochemical staining. For example, FACS Calibur (Becton Dickinson) can be used for flow cytometry analysis. For example, a confocal laser microscope A1Rsi (Nikon Corporation) can be used for analysis of multiple stained specimens after nuclear staining with DAPI.

別の一態様では、調製したUCMSCを特定の細胞系譜へと分化誘導した後に本発明の組成物に使用する。分化誘導処理を施したUCMSCのことを本明細書では「分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞」又は「分化誘導型UCMSC」と呼ぶ。使用目的に応じて、特定の細胞(例えば骨系細胞(骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞、軟骨細胞等)、神経系細胞(ドーパミン産生細胞等の各種中枢神経細胞、末梢神経細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、シュワン細胞)、筋芽細胞、筋細胞、心筋細胞、脂肪細胞)へと分化誘導した分化誘導型UCMSCが用意される。   In another embodiment, the prepared UCMSC is used for the composition of the present invention after being induced to differentiate into a specific cell lineage. The UCMSC subjected to differentiation induction treatment is referred to herein as “differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells” or “differentiation-inducing UCMSC”. Depending on the purpose of use, specific cells (for example, bone cells (osteoblasts, bone cells, osteoclasts, chondrocytes, etc.), nervous cells (various central nerve cells such as dopamine-producing cells, peripheral nerve cells, astrocytic cells) Differentiation-inducing UCMSCs that have been induced to differentiate into cells, oligodendrocytes, Schwann cells), myoblasts, myocytes, cardiomyocytes, adipocytes).

例えば、骨系細胞へと分化誘導した分化誘導型UCMSCは骨組織や軟骨組織の再生に有効であり、先天性唇顎口蓋裂、骨欠損や骨変形等の治療に適する。同様に、神経系細胞へと分化誘導した分化誘導型UCMSCは神経組織の再生に有効であり、慢性脊髄損傷、慢性末梢神経麻痺、慢性脳梗塞等の外傷性疾患(好ましくは成熟型神経細胞やオリゴデンドロサイト・シュワン細胞に分化誘導させた細胞の混合物を用いる)、筋萎縮性側索硬化症(好ましくは脊髄、脳幹の運動ニューロンに分化誘導させた細胞を用いる)、パーキンソン病(好ましくはドーパミン産生細胞に分化誘導させた細胞を用いる)、脊髄小脳変性症(好ましくは小脳プルキンエ細胞や顆粒細胞に分化誘導させた細胞を用いる)等の治療に適する。   For example, differentiation-inducing UCMSCs that have been induced to differentiate into bone cells are effective in the regeneration of bone tissue and cartilage tissue, and are suitable for the treatment of congenital cleft lip and palate, bone defects and bone deformation. Similarly, differentiation-inducing UCMSCs that have been induced to differentiate into nervous system cells are effective in the regeneration of nerve tissue, and traumatic diseases such as chronic spinal cord injury, chronic peripheral nerve paralysis, and chronic cerebral infarction (preferably mature neurons and Oligodendrocyte Schwann cells differentiated cells), amyotrophic lateral sclerosis (preferably spinal cord, brainstem motor neurons differentiated), Parkinson's disease (preferably dopamine) Suitable for the treatment of spinocerebellar degeneration (preferably using cells induced to differentiate into cerebellar Purkinje cells or granule cells).

特定の細胞への分化誘導は常法で行うことができる。一例を示すと、骨芽細胞又は骨細胞への分化誘導のための典型的な手法では、培養液中に3種類の添加剤、即ちデキサメタゾン(Dex)、β−グリセロリン酸ナトリウム(β−GP)、及びL−アスコルビン酸二リン酸塩(AsAP)を添加することによって(又はこれらの添加剤を含有する培地(骨誘導培地)に交換することによって)、骨系細胞への分化を促す。これらの添加剤の添加量は例えば、デキサメタゾンについては約10-7M、β−グリセロリン酸ナトリウムについては約10mM、L−アスコルビン酸二リン酸塩については約0.2mMとする。好ましくは、骨形成タンパク質2(Bone Morphogenetic Protein 2; BMP-2)も併用し、骨系細胞への分化を促進させる。BMP-2の添加濃度は好ましくは50 ng/ml〜100 ng/mlとする。分化誘導中は適宜培地交換を行う。例えば3日に一度の頻度で培地交換を行う。分化誘導のための培養は例えば1日間〜14日間継続する。 Differentiation induction into specific cells can be performed by a conventional method. As an example, a typical technique for inducing differentiation into osteoblasts or bone cells includes three additives in the culture medium: dexamethasone (Dex) and β-glycerophosphate sodium (β-GP). , And by adding L-ascorbic acid diphosphate (AsAP) (or by replacing with a medium containing these additives (osteoinduction medium)), it promotes differentiation into bone cells. The addition amount of these additives is, for example, about 10 −7 M for dexamethasone, about 10 mM for β-glycerophosphate sodium, and about 0.2 mM for L-ascorbic acid diphosphate. Preferably, osteogenic protein 2 (Bone Morphogenetic Protein 2; BMP-2) is also used in combination to promote differentiation into bone cells. The concentration of BMP-2 added is preferably 50 ng / ml to 100 ng / ml. Medium exchange is performed appropriately during differentiation induction. For example, the medium is changed once every three days. The culture for inducing differentiation is continued, for example, for 1 day to 14 days.

一方、神経細胞の一種であるドーパミン産生神経細胞への分化誘導には以下の2工程からなる方法を利用できる。第1工程では、ポリ-L-リジンでコートされたディッシュを用い、例えば12.5 U/ml Nystatin、N2 supplement、20ng/ml bFGF及び20ng/ml EGFを含んだDMED培地にて歯髄幹細胞を2〜3日間培養する。この工程により、歯髄幹細胞は神経幹細胞へと分化誘導される。第2工程では、第1工程後の細胞を例えばB27 supplement、1mM db-cAMP、0.5mM IBMX、200μMアスコルビン酸及び50ng/ml BDNFを含むNeurobasalTM培地にて6〜7日間培養する。誘導されたドーパミン産生神経細胞は、チロシンヒドロキシラーゼに対する抗体を用いて免疫染色にて確認することができる。以上の方法の他、bFGF存在下で培養した後に浮遊凝集培養系で培養する方法(Studer, L. et al.: Nat. Neurosci., 1: 290-295, 1998)、bFGF及びグリア細胞株の培養上清の存在下で培養する方法(Daadi, M. M. and Weiss, S. J.: Neuroscience, 19: 4484-4497, 1999.)、FGF8、Shh、bFGF及びアスコルビン酸等を利用した方法(Lee, S. H. et al.: Nat. Biotechnol., 18 : 675-679, 2000.)、骨髄間質細胞と共培養する方法(Kawasaki, H. et al.: Neuron, 28 : 31-40, 2000.)等、神経幹細胞又は胚性幹細胞をドーパミン産生神経細胞へ分化誘導させる方法として報告された各種方法を必要に応じて適宜修正した上で利用してもよい。 On the other hand, a method comprising the following two steps can be used for inducing differentiation into a dopaminergic neuron that is a kind of nerve cell. In the first step, using a dish coated with poly-L-lysine, for example, 2 to 3 dental pulp stem cells were cultured in DMED medium containing 12.5 U / ml Nystatin, N2 supplement, 20 ng / ml bFGF and 20 ng / ml EGF. Incubate for days. Through this step, dental pulp stem cells are induced to differentiate into neural stem cells. In the second step, the cells after the first step are cultured for 6 to 7 days in Neurobasal medium containing, for example, B27 supplement, 1 mM db-cAMP, 0.5 mM IBMX, 200 μM ascorbic acid and 50 ng / ml BDNF. The induced dopaminergic neurons can be confirmed by immunostaining using an antibody against tyrosine hydroxylase. In addition to the above method, a method of culturing in a floating aggregation culture system after culturing in the presence of bFGF (Studer, L. et al .: Nat. Neurosci., 1: 290-295, 1998), bFGF and glial cell line Method of culturing in the presence of culture supernatant (Daadi, MM and Weiss, SJ: Neuroscience, 19: 4484-4497, 1999.), method using FGF8, Shh, bFGF, ascorbic acid, etc. (Lee, SH et al .: Nat. Biotechnol., 18: 675-679, 2000.), neural stem cells, including methods of co-culture with bone marrow stromal cells (Kawasaki, H. et al .: Neuron, 28: 31-40, 2000.) Alternatively, various methods reported as methods for inducing differentiation of embryonic stem cells into dopaminergic neurons may be used after appropriately modifying as necessary.

また、アストロサイトへの分化誘導には以下の2工程からなる方法を利用できる。第1工程では、ポリ-L-オルニチンとフィブロネクチンを二重コートしたディッシュを用い、例えばN2 supplement及び10ng/ml bFGFを含むDMEM/F12培地にて歯髄幹細胞を4日間培養する。第2工程では、更に80ng/ml LIF、80ng/ml BMP2を加えた培地で3日間培養する。分化誘導されたアストロサイトは、GFAPに対する抗体を用いた免疫染色にて確認することができる。   In addition, a method comprising the following two steps can be used to induce differentiation into astrocytes. In the first step, dental pulp stem cells are cultured for 4 days in a DMEM / F12 medium containing, for example, N2 supplement and 10 ng / ml bFGF, using a dish in which poly-L-ornithine and fibronectin are double-coated. In the second step, the cells are further cultured for 3 days in a medium supplemented with 80 ng / ml LIF and 80 ng / ml BMP2. Differentiated astrocytes can be confirmed by immunostaining using an antibody against GFAP.

オリゴデンドロサイトへの分化誘導には以下の2工程からなる方法を利用できる。アストロサイトへの分化誘導と同様に第1工程では、ポリ-L-オルニチンとフィブロネクチンを二重コートしたディッシュを用い、例えばN2 supplement、10ng/ml bFGF及び0.5%FCSを含むDMEM/F12培地にて歯髄幹細胞を4日間培養する。この工程により歯髄幹細胞はオリゴデンドロサイト前駆細胞へと誘導される。続く第2工程では20ng/ml T3 (Triiodothyronine)、20ng/ml T4 (Thyroxine)及びN2 supplementを含むDMEM/F12培地にて4日間培養する。分化誘導されたオリゴデンドロサイトはO4に対する抗体を用いて確認することができる。   For the induction of differentiation into oligodendrocytes, the following two-step method can be used. Similar to the induction of differentiation into astrocytes, in the first step, a dish with a double coat of poly-L-ornithine and fibronectin is used, for example in DMEM / F12 medium containing N2 supplement, 10 ng / ml bFGF and 0.5% FCS. Pulp stem cells are cultured for 4 days. This process induces dental pulp stem cells into oligodendrocyte progenitor cells. In the subsequent second step, the cells are cultured for 4 days in a DMEM / F12 medium containing 20 ng / ml T3 (Triiodothyronine), 20 ng / ml T4 (Thyroxine) and N2 supplement. Differentiated oligodendrocytes can be confirmed using an antibody against O4.

後述の実施例に示す通り、UCMSCをHUVECと共培養することによって、驚くべきことに、骨系細胞への分化の指標となるアルカリフォスファターゼ(ALP)活性の有意な上昇を認めた。このことは、HUVECと共培養すればUCMSCのアルカリフォスファターゼ活性が亢進すること、換言すればUCMSCの骨分化能を亢進できることを示唆する。この知見に基づき本発明の一態様では、HUVECとの共培養によってアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞を使用する。当該態様の組成物によれば、より高い骨組織再生効果を期待できる。尚、上記知見は、UCMSCをHUVECと共培養すればアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞が得られることを意味するものであり、それ自体が重要な価値を有する。   As shown in Examples described later, when UCMSC was co-cultured with HUVEC, surprisingly, a significant increase in alkaline phosphatase (ALP) activity, which is an index of differentiation into bone cells, was observed. This suggests that co-culture with HUVEC enhances the alkaline phosphatase activity of UCMSC, in other words, it can enhance the ability of UCMSC to differentiate into bone. Based on this finding, in one embodiment of the present invention, cells in which alkaline phosphatase activity is enhanced by co-culture with HUVEC are used. According to the composition of this aspect, a higher bone tissue regeneration effect can be expected. The above findings mean that cells with enhanced alkaline phosphatase activity can be obtained if UCMSC is co-cultured with HUVEC, which itself has important value.

HUVECとの共培養は、単独で、或いは上記の分化誘導操作(即ち、デキサメタゾン、β−グリセロリン酸ナトリウム及びL−アスコルビン酸二リン酸塩を添加した培地、或いはこれら3成分に加えてBMP-2を添加した培地等を使用した、骨細胞への分化誘導操作)と組み合わせて用いられる。後者の場合(上記の分化誘導操作との組み合わせ)には、例えば、上記の分化誘導操作の後にHUVECとの共培養を行うという培養工程、HUVECとの共培養の後に上記の分化誘導操作を行うという培養工程、及び上記の分化誘導操作をHUVECの共存下で行うという培養工程のいずれを採用してもよい。   Co-culture with HUVEC can be carried out alone or with the above differentiation induction procedure (ie, dexamethasone, β-glycerophosphate sodium and L-ascorbate diphosphate, or BMP-2 in addition to these three components) In combination with a bone cell-derived differentiation operation using a medium or the like to which is added. In the latter case (in combination with the differentiation inducing operation described above), for example, a culture step in which co-culture with HUVEC is performed after the differentiation inducing operation, or the differentiation inducing operation is performed after the co-culture with HUVEC. Any of the above-described culture process and the above-described culture process in which the differentiation induction operation is performed in the presence of HUVEC may be employed.

一方、疑似低酸素状態を形成する試薬として知られるデフェロキサミン(DFO)を添加した培地で培養することによって、驚くべきことに、骨系細胞への分化の指標となるアルカリフォスファターゼ(ALP)活性の有意な上昇を認めた(後述の実施例を参照)。このことは、低酸素環境下での培養によれば、UCMSCのアルカリフォスファターゼ活性が亢進すること、換言すればUCMSCの骨分化能を亢進できることを示唆する。この知見に基づき本発明の一態様では低酸素環境下での培養によってアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞を使用する。当該態様の組成物によれば、より高い骨組織再生効果を期待できる。尚、上記知見は、UCMSCを低酸素環境下で培養すればアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞が得られることを意味するものであり、それ自体が重要な価値を有する。   On the other hand, by culturing in a medium supplemented with deferoxamine (DFO), which is known as a reagent that forms a pseudo-hypoxic state, surprisingly, there is a significant increase in alkaline phosphatase (ALP) activity, which is an indicator of differentiation into bone cells. (See Examples below). This suggests that the alkaline phosphatase activity of UCMSC is enhanced by culturing in a hypoxic environment, in other words, the ability of UCMSC to differentiate into bone can be enhanced. Based on this finding, in one embodiment of the present invention, cells whose alkaline phosphatase activity is enhanced by culturing in a hypoxic environment are used. According to the composition of this aspect, a higher bone tissue regeneration effect can be expected. The above findings mean that cells with enhanced alkaline phosphatase activity can be obtained by culturing UCMSC in a hypoxic environment, which itself has important value.

本明細書において用語「低酸素環境下」は、低酸素雰囲気下(即ち実際に酸素が少ない環境下)と、酸素濃度は低くないものの、低酸素状態の場合と同等の刺激、影響を細胞に与える環境下(即ち疑似低酸素環境下)を包含する。ここでの「低酸素」とは、常酸素濃度(21%)を下回る酸素濃度をいう。低酸素状態における酸素の濃度は、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下、更に好ましくは2%以下である。培養に供する細胞の生存を維持するため、最小限度の酸素濃度は必要である。従って、酸素濃度の下限値は例えば0.01%、好ましくは0.1%、より好ましくは0.5%、更に好ましくは1.0%である。   In this specification, the term “under a hypoxic environment” means that a cell has the same stimuli and effects as those in a hypoxic state, although the oxygen concentration is not low in a low oxygen atmosphere (that is, in an environment where oxygen is actually low). It includes under the environment to be given (that is, under a hypoxic environment). Here, “low oxygen” means an oxygen concentration lower than the normal oxygen concentration (21%). The concentration of oxygen in the low oxygen state is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, and still more preferably 2% or less. A minimum oxygen concentration is necessary to maintain the survival of the cells subjected to culture. Therefore, the lower limit value of the oxygen concentration is, for example, 0.01%, preferably 0.1%, more preferably 0.5%, and still more preferably 1.0%.

疑似低酸素環境はデフェロキサミン(DFO)やCoCl2、ピコリン酸などの低酸素状態誘導剤によって形成することができる。好ましくは、培地中にデフェロキサミン(DFO)を添加することによって低酸素状態が形成される。 The pseudo-hypoxic environment can be formed by a hypoxia-inducing agent such as deferoxamine (DFO), CoCl 2 , and picolinic acid. Preferably, hypoxia is formed by adding deferoxamine (DFO) to the medium.

低酸素環境下での培養は、単独で、或いは上記の分化誘導操作(即ち、デキサメタゾン、β−グリセロリン酸ナトリウム及びL−アスコルビン酸二リン酸塩を添加した培地、或いはこれら3成分に加えてBMP-2を添加した培地等を使用した、骨細胞への分化誘導操作)及び/又はHUVECとの共培養と組み合わせて用いられる。後者の場合(上記の分化誘導操作及び/又はHUVECとの共培養との組み合わせ)の培養工程の具体例を示せば、上記の分化誘導操作の後に低酸素環境下での培養を行うという培養工程、低酸素環境下での培養の後に上記の分化誘導操作を行うという培養工程、上記の分化誘導操作を低酸素環境下で行うという培養工程、低酸素環境下での培養の後にHUVECとの共培養を行い、続いて上記の分化誘導操作を行うという培養工程、低酸素環境下での培養の後に上記の分化誘導操作を行い、続いてHUVECとの共培養を行うという培養工程である。尚、上記知見は、HUVECと共培養すればUCMSCのアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞が得られることを意味するものであり、それ自体が重要な価値を有する。   Cultivation in a hypoxic environment can be carried out alone or with the above-described differentiation-inducing operation (ie, dexamethasone, β-glycerophosphate sodium and L-ascorbic acid diphosphate added medium, or BMP in addition to these three components) (Operation for inducing differentiation into bone cells using a medium supplemented with -2) and / or co-culture with HUVEC. If the specific example of the culture | cultivation process in the latter case (in combination with said differentiation induction operation and / or co-culture with HUVEC) is shown, the culture process of performing culture | cultivation in a hypoxic environment after said differentiation induction operation. A culture process in which the above differentiation induction operation is performed after culture in a hypoxic environment, a culture process in which the above differentiation induction operation is performed in a low oxygen environment, and a culture with HUVEC after culture in a low oxygen environment. A culture step in which culture is performed, followed by the differentiation induction operation described above, and a culture step in which the differentiation induction operation is performed after culture in a hypoxic environment and then co-culture with HUVEC is performed. The above findings mean that cells with enhanced alkaline phosphatase activity of UCMSC can be obtained when co-cultured with HUVEC, which itself has important value.

本発明の一態様では、臍帯由来間葉系幹細胞(UCMSC)と臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を組み合わせて用いる。本明細書において「臍帯由来間葉系幹細胞(UCMSC)と臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を組み合わせて用いる」又は「臍帯由来間葉系幹細胞(UCMSC)と臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を組み合わせてなる」とは、臍帯由来間葉系幹細胞(UCMSC)と臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)が併用されることと同義である。併用の具体的な態様については後述する。   In one embodiment of the present invention, umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (UCMSC) and umbilical vein endothelial cells (HUVEC) are used in combination. In this specification, “Umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (UCMSC) and umbilical vein endothelial cells (HUVEC) are used in combination” or “Umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (UCMSC) and umbilical vein endothelial cells (HUVEC) are combined” "Is synonymous with the combined use of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (UCMSC) and umbilical vein endothelial cells (HUVEC)." A specific mode of combined use will be described later.

好ましくは、UCMSCのドナーとHUVECのドナーを同一にする。換言すれば、特定の臍帯から得られるUCMSC及びHUVECを組み合わせて用いることが好ましい。より良好な相互作用を期待できるとともに、両細胞のドナーと移植を受けるレシピエントを同一にした適用(即ち完全な自家移植)も可能になるからである。尚、HUVECは成熟内皮細胞マーカーであるCD31陽性、内皮前駆細胞マーカーであるCD34陽性、血球系細胞マーカーであるCD45陰性という特徴を備える(後述の実施例の欄を参照)。   Preferably, the UCMSC donor and the HUVEC donor are the same. In other words, it is preferable to use a combination of UCMSC and HUVEC obtained from a specific umbilical cord. This is because a better interaction can be expected, and an application in which the donor of both cells and the recipient receiving the transplant are identical (that is, complete autotransplantation) becomes possible. HUVEC has the characteristics of CD31 positive as a mature endothelial cell marker, CD34 positive as an endothelial progenitor cell marker, and CD45 negative as a blood cell marker (see Examples below).

後述の実施例に示す通り、本発明者らの検討の結果、UCMSCとHUVECを併用することによって、驚くべきことに、骨系細胞への分化の指標となるアルカリフォスファターゼ(ALP)活性の有意な上昇を認めた。この事実は、骨組織の再生を目的とした場合にUCMSCとHUVECの併用が特に有効であることを示すとともに、このような適用形態が有利な効果をもたらすことを意味する。   As shown in the examples described later, as a result of the study by the present inventors, by using UCMSC and HUVEC in combination, surprisingly, a significant increase in alkaline phosphatase (ALP) activity, which is an indicator of differentiation into bone cells, is achieved. An increase was observed. This fact indicates that the combined use of UCMSC and HUVEC is particularly effective for the purpose of bone tissue regeneration, and that such an application form has an advantageous effect.

一方、UCMSCとHUVECを併用すると創傷に対する高い治療効果が奏されることも明らかとなった。従って、UCMSCとHUVECの併用は創傷治癒への適用にも好適であり、優れた治療効果をもたらす。   On the other hand, when UCMSC and HUVEC were used in combination, it was revealed that a high therapeutic effect on wounds was achieved. Therefore, the combined use of UCMSC and HUVEC is suitable for application to wound healing and brings about an excellent therapeutic effect.

UCMSCとHUVECを組み合わせて用いる当該態様の場合、例えばUCMSC(未分化型UCMSC又は分化誘導型UCMSC)とHUVECを混合した配合剤として本発明の移植用組成物が提供される。このような配合剤型の移植用組成物は、予め調製したUCMSCと同じく予め調製したHUVECを生理食塩水や適当な緩衝液(例えばリン酸系緩衝液)等を溶媒として混合すればよい。   In the case of this embodiment in which UCMSC and HUVEC are used in combination, for example, the transplant composition of the present invention is provided as a combined preparation of UCMSC (undifferentiated UCMSC or differentiation-inducing UCMSC) and HUVEC. In such a compounded composition for transplantation, HUVEC prepared in advance as in the case of UCMSC prepared in advance may be mixed using physiological saline or a suitable buffer (for example, phosphate buffer) as a solvent.

一方、例えば、UCMSCを含有する第1構成要素と、HUVECを含有する第2構成要素とからなるキットの形態で本発明の移植用組成物を提供することもできる。この場合、レシピエントに対して同時又は所定の時間的間隔を置いて両要素が移植されることになる。好ましくは、両要素を同時に移植することにする。UCMSCとHUVECの相互作用による効果の最大化を図るためである。ここでの「同時」は厳密な同時性を要求するものではない。従って、両要素を混合した後に対象へ移植する等、両要素の移植が時間差のない条件下で実施される場合は勿論のこと、片方の移植後、速やかに他方を移植する等、両要素の移植が実質的な時間差のない条件下で実施される場合もここでの「同時」の概念に含まれる。一方、片方の移植後、所定の時間差で他方を移植する場合は、両要素の相互作用が良好に奏されるよう、時間差を可及的に短く設定することが好ましい。例えば、片方の移植後3時間以内、好ましくは1時間以内、更に好ましくは30分以内に他方を移植する。   On the other hand, for example, the composition for transplantation of the present invention can be provided in the form of a kit comprising a first component containing UCMSC and a second component containing HUVEC. In this case, both elements are transplanted to the recipient at the same time or at a predetermined time interval. Preferably, both elements will be implanted simultaneously. This is to maximize the effect of the interaction between UCMSC and HUVEC. “Simultaneous” here does not require strict simultaneity. Therefore, of course, if both elements are transplanted to the subject after mixing both elements, such as when the transplantation of both elements is performed under conditions that do not have a time difference, after transplanting one of the elements, the other is quickly transplanted. The case where the transplantation is performed under conditions without a substantial time difference is also included in the concept of “simultaneous” herein. On the other hand, when transplanting the other with a predetermined time difference after transplanting one, it is preferable to set the time difference as short as possible so that the interaction between the two elements is excellent. For example, the other is transplanted within 3 hours, preferably within 1 hour, more preferably within 30 minutes after one transplant.

UCMSCを含有する移植用組成物とし、その移植時にHUVECが併用移植されるようにしてもよい。この場合の移植用組成物とHUVECの移植のタイミングは、上記のキットの形態の場合と同様である。即ち、好ましくは同時に両者が移植されることになるが、所定の時間差で両者を移植することにしてもよい。また、上記の態様とは逆に、HUVECを含有する移植用組成物とし、その移植時にUCMSCが併用移植されるようにしてもよい。この場合の移植のタイミングは上記の態様の場合に準ずる。   A composition for transplantation containing UCMSC may be used, and HUVEC may be transplanted together at the time of transplantation. The timing of transplantation of the transplant composition and HUVEC in this case is the same as in the case of the kit form described above. That is, both are preferably transplanted at the same time, but they may be transplanted at a predetermined time difference. In contrast to the above-described embodiment, a composition for transplantation containing HUVEC may be used, and UCMSC may be transplanted together at the time of transplantation. The timing of transplantation in this case conforms to the case of the above embodiment.

所望の再生効果が発揮されるように、一回分の量として例えば0.5×106個〜2×107のUCMSCを移植用組成物に含有させるとよいHUVECも例えば、0.5×106個〜2×107個の細胞(一回分)が用いられる。UCMSC及びHUVECの量は、使用目的、適用部位(特に欠損部の大きさや患部の状態)、細胞の状態などを考慮して適宜調整することができる。 For example, 0.5 × 10 6 to 2 HUVECs may be included in the transplantation composition so that a desired amount of regenerative effect is exhibited, such as 0.5 × 10 6 to 2 × 10 7 UCMSC as a single dose. × 10 7 cells (one dose) are used. The amount of UCMSC and HUVEC can be appropriately adjusted in consideration of the purpose of use, application site (particularly the size of the defect or the state of the affected area), the state of the cells, and the like.

一態様では、本発明の組成物は、操作性の向上や治療効果の向上等を理由として、ゲル状に調製される。本明細書での「ゲル状」とは、医療用に使用されるフィブリンゲル又はフィブリン糊のように、適度な粘性を有し、移植部での保持性の高い状態をいう。例えば、ゲル化剤や増粘剤の添加、或いはフィブリノーゲンとトロンビンの添加によって、ゲル状の組成物が形成される。   In one aspect, the composition of the present invention is prepared in a gel form for reasons such as improved operability and therapeutic effects. The term “gel” in the present specification refers to a state having an appropriate viscosity and high retention at the transplanted part, such as fibrin gel or fibrin glue used for medical purposes. For example, a gel-like composition is formed by adding a gelling agent or a thickener, or adding fibrinogen and thrombin.

本発明の組成物に期待される治療効果が維持されることを条件として、他の成分を追加的に使用することを妨げない。ゲル状に調製するための材料を含め、本発明において追加的に使用され得る成分を以下に列挙する。
(1)無機系生体吸収性材料及び有機系生体吸収性材料
無機系生体吸収性材料の種類は特に限定されないが、β−リン酸三カルシウム(「β-TCP)、α−リン酸三カルシウム(α-TCP)、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム、及び非結晶質リン酸カルシウムからなる群から選択される材料を用いることができる。これらの材料は単独で用いることができることはもちろんのこと、任意に選択した2種以上を組み合わせて用いても良い。好ましくは、β-TCP又はα-TCPのいずれか、又はこれらを任意の割合で組み合わせて用いる。さらに好ましくはβ-TCPを無機系生体吸収性材料として用いる。
It does not preclude the additional use of other ingredients, provided that the therapeutic effect expected of the composition of the present invention is maintained. Ingredients that can be additionally used in the present invention, including materials for preparing gels, are listed below.
(1) Inorganic bioabsorbable material and organic bioabsorbable material The type of inorganic bioabsorbable material is not particularly limited, but β-tricalcium phosphate (“β-TCP), α-tricalcium phosphate ( α-TCP), tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate, and amorphous calcium phosphate can be used.These materials can be used alone or of course. Two or more selected from the above may be used in combination, preferably either β-TCP or α-TCP, or a combination thereof in any proportion, more preferably β-TCP is inorganic bioabsorbable. Used as a functional material.

無機系生体吸収性材料は公知の方法により得ることができる。また、市販される無機系生体吸収性材料を用いることもできる。β-TCPとしては、例えば、オリンパス光学工業株式会社製のものを利用できる。   The inorganic bioabsorbable material can be obtained by a known method. Moreover, a commercially available inorganic bioabsorbable material can also be used. As β-TCP, for example, those manufactured by Olympus Optical Co., Ltd. can be used.

無機系生体吸収性材料は、本発明の組成物が使用時において流動性となるような粒子径を有する粉末状であることが好ましい。粉末状の無機系生体吸収性材料は、適当な大きさに加工された無機系生体吸収性材料を、所望の粒子径となるまで破砕、粉砕することにより調製することができる。無機系生体吸収性材料の平均粒子径を、0.5μm〜50μmとすることが好ましい。さらに好ましくは、平均粒子径0.5μm〜10μmの無機系生体吸収性材料を用いる。さらにさらに好ましくは、平均粒子径1μm〜5μmの無機系生体吸収性材料を用いる。粒子径の異なる複数種類の無機系生体吸収性材料を組み合わせて用いることも可能である。無機系生体吸収性材料は本発明の組成物全体に対して30重量%〜75重量%含有することが好ましい。   The inorganic bioabsorbable material is preferably in the form of a powder having a particle diameter such that the composition of the present invention becomes fluid when used. The powdered inorganic bioabsorbable material can be prepared by crushing and pulverizing the inorganic bioabsorbable material processed to an appropriate size until a desired particle diameter is obtained. The average particle diameter of the inorganic bioabsorbable material is preferably 0.5 μm to 50 μm. More preferably, an inorganic bioabsorbable material having an average particle size of 0.5 μm to 10 μm is used. Even more preferably, an inorganic bioabsorbable material having an average particle diameter of 1 μm to 5 μm is used. It is also possible to use a combination of a plurality of types of inorganic bioabsorbable materials having different particle diameters. The inorganic bioabsorbable material is preferably contained in an amount of 30% to 75% by weight based on the entire composition of the present invention.

尚、本発明の組成物の流動性は、無機系生体吸収性材料の粒子径、及び含有率で調製することができ、両者を適宜調整することにより所望の流動性を得ることができる。また、後述の増粘剤を添加する場合には、増粘剤の添加量によっても流動性の調整を行うことができる。   In addition, the fluidity | liquidity of the composition of this invention can be adjusted with the particle diameter and content rate of an inorganic type bioabsorbable material, and desired fluidity | liquidity can be obtained by adjusting both suitably. Moreover, when adding the below-mentioned thickener, fluidity | liquidity can be adjusted also with the addition amount of a thickener.

有機系生体吸収性材料としては、ヒアルロン酸、コラーゲン、フィブリノーゲン(例えばボルヒール(登録商標))等を使用することができる。   As the organic bioabsorbable material, hyaluronic acid, collagen, fibrinogen (for example, Bolheel (registered trademark)) or the like can be used.

(2)ゲル化材料
ゲル化材料は、生体親和性が高いものを用いることが好ましく、ヒアルロン酸、コラーゲン又はフィブリン糊等を用いることができる。ヒアルロン酸、コラーゲンとしては種々のものを選択して用いることができるが、本発明の組成物の適用目的(適用組織)に適したものを採用することが好ましい。用いるコラーゲンは可溶性(酸可溶性コラーゲン、アルカリ可溶性コラーゲン、酵素可溶性コラーゲン等)であることが好ましい。
(2) Gelling material It is preferable to use a gelling material having high biocompatibility, and hyaluronic acid, collagen, fibrin glue, or the like can be used. Various types of hyaluronic acid and collagen can be selected and used, but it is preferable to employ one suitable for the application purpose (application tissue) of the composition of the present invention. The collagen used is preferably soluble (acid-soluble collagen, alkali-soluble collagen, enzyme-soluble collagen, etc.).

(3)溶媒
本発明の組成物は、水系の溶媒を含むものであってもよい。水系の溶媒としては、滅菌水、生理食塩水、リン酸塩溶液等の緩衝液等を用いることができる。尚、調製した細胞を生理食塩水やPBS(リン酸緩衝生理食塩水)に懸濁して本発明の組成物とし(他の成分を含有しない)、患部に適用することもできる。
(3) Solvent The composition of the present invention may contain an aqueous solvent. As the aqueous solvent, sterilized water, physiological saline, a buffer solution such as a phosphate solution, or the like can be used. The prepared cells can be suspended in physiological saline or PBS (phosphate buffered physiological saline) to obtain the composition of the present invention (not containing other components) and applied to the affected area.

(4)その他
本発明の組成物は、上記の成分の他、担体、賦形剤、崩壊剤、緩衝剤、乳化剤、懸濁剤、無痛化剤、安定剤、保存剤、防腐剤、細胞保護剤(例えばジメチルスルフォキシド(DMSO)や血清アルブミン)、抗生物質、pH調整剤、細胞の活性化や増殖又は分化誘導などを目的とした各種の成分(ビタミン類、サイトカイン、成長因子、ステロイド等)を含んでいても良い。
(4) Others In addition to the above components, the composition of the present invention comprises a carrier, excipient, disintegrant, buffer, emulsifier, suspension, soothing agent, stabilizer, preservative, preservative, cell protection. Agents (eg, dimethyl sulfoxide (DMSO) and serum albumin), antibiotics, pH adjusters, various components for the purpose of cell activation, proliferation or differentiation induction (vitamins, cytokines, growth factors, steroids, etc.) ) May be included.

(適用方法)
本発明の組成物は、例えば、注入、埋入、填入、又は塗布等によって組織欠損部や損傷部位に移植される。適度な流動性を有するゲル状に調製すれば、填入、注入、又は塗布等、簡便な手技で適用することができる。また、ゲル状であれば注射針等を用いて適用部位に容易に填入でき(患部を開放することなく適用することも可能である)。また、組織欠損部の形状に合わせて予め成型することを要せず、その汎用性が高い。
(Method of applying)
The composition of the present invention is transplanted to a tissue defect or a damaged site by, for example, injection, embedding, filling, or application. If it is prepared in the form of a gel having appropriate fluidity, it can be applied by a simple procedure such as filling, pouring or coating. Moreover, if it is a gel, it can be easily inserted into the application site using an injection needle or the like (it can also be applied without opening the affected area). Moreover, it does not need to shape | mold beforehand according to the shape of a tissue defect | deletion part, and the versatility is high.

1.臍帯組織からのUCMSCとHUVECの同時分離調製法
<方法>
a.臍帯静脈からの血管内皮細胞の分離
臍帯は経膣分娩および帝王切開にて娩出された臍帯を用いることが可能である。臍帯血が除去された10cm〜20cmの臍帯を10%イソジン(イソジン(登録商標)液10%、明治製菓)液に1分間浸漬し無菌処理を行う。その後PBSにて2回洗浄を行う。臍帯両断片の臍帯静脈を確認後、洗浄針を挿入しクランプにて固定する。洗浄針に20mlシリンジを装着し、20mlのPBSで血液の残留がなくなるまで2〜3回洗浄する。片方の断片をクランプで固定し、0.05%トリプシンを臍帯静脈に5ml注入する。臍帯をU字にして37℃のPBSの入った500mlビーカー内で15〜20分間インキュベートする。その後、臍帯を軽くマッサージする。片方の洗浄針から、基本培地(10%ウシ血清・抗生物質含有ダルベッコ変法イーグル培地を10ml注入し50ccコニカルチューブに回収する。200×gで10分間遠心分離を行う。細胞ペレットを4ccの血管内皮細胞専用培地(EBM-2, Lonza社)にて再懸濁し、6cmの付着性細胞培養用ディッシュに播種する。5%CO2・37℃に調整したインキュベーターにて培養する。培養後、80%コンフルエントになれば、0.05%トリプシン・EDTAにて5分間・37℃で処理する。ディッシュから剥離した血管内皮細胞を10cmの付着性細胞培養用ディッシュに播種し拡大培養を行う。
1. Method for simultaneous separation and preparation of UCMSC and HUVEC from umbilical cord tissue
a. Separation of Vascular Endothelial Cells from Umbilical Vein The umbilical cord can be the umbilical cord delivered by vaginal delivery and cesarean section. The umbilical cord of 10 cm to 20 cm from which the umbilical cord blood has been removed is immersed in a 10% isodine (Isodine (registered trademark) solution 10%, Meiji Seika) solution for 1 minute for aseptic treatment. Then wash twice with PBS. After confirming the umbilical vein of both umbilical cord fragments, a washing needle is inserted and fixed with a clamp. Attach a 20 ml syringe to the washing needle and wash 2 to 3 times with 20 ml of PBS until no blood remains. One piece is clamped and 5 ml of 0.05% trypsin is injected into the umbilical vein. Incubate for 15-20 minutes in a 500 ml beaker with PBS at 37 ° C. with the umbilical cord in a U shape. Then, lightly massage the umbilical cord. From one washing needle, inject 10 ml of basic medium (Dulbecco's modified Eagle's medium containing 10% bovine serum / antibiotics) and collect into a 50 cc conical tube. Centrifuge at 200 xg for 10 minutes. endothelial cells were resuspended in a dedicated media (EBM-2, Lonza Inc.), and cultured in 6cm of adherent cells .5% CO to seed culture dish 2 · 37 ° C. to adjust incubator. after incubation, 80 If% confluent, treat with 0.05% trypsin / EDTA for 5 minutes at 37 ° C. Seed vascular endothelial cells detached from the dish in a 10 cm adherent cell culture dish and perform expansion culture.

b.臍帯動静脈血管周囲Wharton's jellyからのUCMSCの分離
血管内皮細胞を採取し終わった臍帯を再度10%イソジン液に1分間浸漬し無菌処理を行う。その後PBSにて2回洗浄を行う。臍帯をメスで切開し開いたのち、1本の臍帯静脈と2本の臍帯動脈を明示する。臍帯静脈・臍帯動脈を周囲のWharton's jellyとともに分離する。血管内皮細胞とのコンタミネーションを防ぐために断端を絹糸にて結紮する。結紮した3本の臍帯動静脈を1mg/mlのコラゲナーゼで37℃・3時間酵素処理を行う。臍帯動静脈を撤去し5分間の遠心操作(5000回転/分)によりUCMSCを回収する。細胞ペレットを4ccの間葉系幹細胞専用培地(MSCBM, Lonza社)にて再懸濁し、6cmの付着性細胞培養用ディッシュに播種する。5%CO2・37℃に調整したインキュベーターにて培養する。培養後、80%コンフルエントになれば、0.05%トリプシン・EDTAにて5分間・37℃で処理する。ディッシュから剥離したUCMSCを10cmの付着性細胞培養用ディッシュに播種し拡大培養を行う。
b. Separation of UCMSC from Wharton's jelly around umbilical arteriovenous blood vessel The umbilical cord from which vascular endothelial cells have been collected is immersed again in 10% isodine solution for 1 minute to perform aseptic treatment. Then wash twice with PBS. After opening the umbilical cord with a scalpel, reveal one umbilical vein and two umbilical arteries. Separate the umbilical vein and umbilical artery with the surrounding Wharton's jelly. To prevent contamination with vascular endothelial cells, the stump is ligated with silk thread. Three ligated umbilical arteries and veins are treated with 1 mg / ml collagenase at 37 ° C for 3 hours. Remove the umbilical arteriovenous and collect UCMSC by centrifugation for 5 minutes (5000 rpm). The cell pellet is resuspended in 4cc mesenchymal stem cell-dedicated medium (MSCBM, Lonza) and seeded in a 6cm adherent cell culture dish. Culture in an incubator adjusted to 5% CO 2 · 37 ° C. When 80% confluent after incubation, treat with 0.05% trypsin / EDTA for 5 minutes at 37 ° C. UCMSC exfoliated from the dish is seeded on a 10 cm adherent cell culture dish and expanded.

<結果>
経膣分娩もしくは帝王切開にて娩出されたものの如何にかかわらず、初代培養を行ったUCMSCは3〜5日でコロニーの出現を認めた。培養開始から15〜21日目にはコンフルエントな状態になり、継代することのより拡大培養が可能であった(図3)。初代培養を行ったHUVECは開始から約5日でコンフルエントな状態になり、継代により拡大培養が可能であった(図4)。
<Result>
Regardless of whether it was delivered by vaginal delivery or cesarean section, UCMSCs that had undergone primary culture showed the appearance of colonies in 3-5 days. On the 15th to 21st days from the start of the culture, the cells became confluent, and expansion culture was possible by subculture (FIG. 3). HUVEC that had undergone primary culture became confluent about 5 days after the start, and expansion culture was possible by passage (FIG. 4).

従来は帝王切開にて無菌的に娩出された臍帯のみが細胞採取の適応だったが、10%イソジン(イソジン(登録商標)液10%、明治製菓)液に1分間浸漬し無菌処理を行うという新しい工程を加えることにより、正常経膣分娩で娩出された検体からも細菌感染無しに細胞を採取する方法を見出した。本方法により無菌処理を行っても採取された幹細胞の増殖能や分化能に影響しないことを実験的に確認している。   In the past, only the umbilical cord delivered aseptically by caesarean section was indicated for cell collection. However, the umbilical cord was aseptically soaked in 10% isodine (Isodin (registered trademark) 10%, Meiji Seika) for 1 minute. By adding a new process, we found a method to collect cells without bacterial infection from specimens delivered by normal vaginal delivery. It has been experimentally confirmed that even if aseptic processing is performed by this method, it does not affect the proliferation ability and differentiation ability of the collected stem cells.

2.UCMSCの特性解析
<方法>
a.増殖試験
UCMSCの細胞増殖能の検討を行う。なお比較対象としてヒト骨髄間葉系幹細胞(BMMSC, Lonza社)を用いる。細胞を12穴付着性細胞培養用ディッシュの各ウェルに2×104個ずつ播種する。培地にはMSCBMを用い、播種3日後に培地交換を行う。播種1日後、3日後、6日後に0.05%トリプシン・EDTAにて5分間・37℃で処理し、ディッシュから剥離した細胞を回収し、トリパンブルーにて染色後、生細胞数の計測を行う。
2. Characteristic analysis of UCMSC <Method>
a.Proliferation test
To investigate the cell growth ability of UCMSC. For comparison, human bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC, Lonza) are used. 2 × 10 4 cells are seeded in each well of a 12-well adherent cell culture dish. MSCBM is used as the medium, and the medium is changed 3 days after sowing. Treated with 0.05% trypsin / EDTA for 5 minutes at 37 ° C. 1 day, 3 days, and 6 days after seeding, the cells detached from the dish are collected, stained with trypan blue, and the number of viable cells is counted.

b.フローサイトメトリー
細胞表面マーカーをフローサイトメトリーによって解析する。解析にはFACS Calibur(ベクトンディッキンソン)を用いた。
b. Flow cytometry Cell surface markers are analyzed by flow cytometry. FACS Calibur (Becton Dickinson) was used for the analysis.

c.多分化能解析
c-1.骨細胞への分化能の確認
細胞を3.1×103個/cm2で付着性細胞培養ディッシュに播種する。骨分化誘導培地(10-7Mデキサメタゾン(dexamethasone), 10mM β-グリセロリン酸(β-glycerophosphate), 0.2mM L−アスコルビン酸二リン酸塩(L-ascorbic acid-2-phosphate)を含んだMSCBM)にて培養する。分化誘導中は2〜3日に一度培地交換を行う。約4週間分化誘導を行い、誘導された骨芽細胞はアリザリンレッド染色を行い石灰化沈着とともに確認する。
c. Pluripotency analysis
c-1. Confirmation of differentiation potential into bone cells Cells are seeded on adherent cell culture dishes at 3.1 × 10 3 cells / cm 2 . Bone differentiation induction medium ( 10-7 M dexamethasone, 10 mM β-glycerophosphate, 0.2 mM L-ascorbic acid-2-phosphate MSCBM) Incubate at During differentiation induction, the medium is changed once every 2-3 days. Differentiation is induced for about 4 weeks, and the induced osteoblasts are stained with alizarin red and confirmed along with calcification.

c-2.軟骨細胞への分化能の確認
15mlポリプロピレンチューブに2.5×105個の細胞を50μg/ml L−アスコルビン酸二リン酸塩(L-ascorbic acid-2-phosphate), 40μg/ml L-プロリン(L-proline), 100μg/ml ピルビン酸ナトリウム(sodium pyruvate), 0.1μMデキサメタゾン(dexamethasone), 6.25μg/mlインスリン(insuline), 6.25μg/mlトランスフェリン(transferrin), 6.25μg/mlセレン酸(selenous acid), 10ng/mlヒトTGF-β3(human TGF-β3)を添加したMSCBMで播種し5分間の遠心操作(5000回転/分)を行いペレット状にして培養を行う。分化誘導中は2〜3日に一度培地交換を行い、約4週間ペレット培養を行う。誘導された軟骨組織は組織切片を作製し、アルシアンブルー染色を行い確認する。
c-2. Confirmation of differentiation potential into chondrocytes
2.5 × 10 5 cells in a 15 ml polypropylene tube 50 μg / ml L-ascorbic acid-2-phosphate, 40 μg / ml L-proline, 100 μg / ml pyruvin Sodium pyruvate, 0.1μM dexamethasone, 6.25μg / ml insulin, 6.25μg / ml transferrin, 6.25μg / ml selenous acid, 10ng / ml human TGF-β3 Inoculate with MSCBM supplemented with (human TGF-β3), centrifuge for 5 minutes (5000 rpm), and culture in pellet form. During differentiation induction, medium is changed once every 2-3 days, and pellet culture is performed for about 4 weeks. The induced cartilage tissue is confirmed by preparing a tissue section and staining with Alcian blue.

c-3.脂肪細胞への分化能の確認
細胞を2.1×104個/cm2で付着性細胞培養ディッシュに播種しコンフルエントになるまで培養する。1μM デキサメタゾン(dexamethasone), 1μg/ml インスリン(insuline), 0.5mM 3-イソブチル-1-メチルキサンチン(3-isobutyl-1-methylxanthine)を添加したMSCBMにて約3週間培養する。誘導された脂肪細胞はOil-red-o染色にて確認する。
c-4.神経細胞への分化能の確認
神経細胞に分化誘導するために、0.5% BSA , 25μg/ml FGF8 , 25μg/ml SHH , 25μg/ml b-FGFを添加した培地で12日間培養する。誘導された神経細胞は、ネスチン(Nestin), βIII-チューブリンに対する抗体を用いた免疫染色にて確認する。
c-3. Confirmation of differentiation potential into adipocytes Cells are seeded in adherent cell culture dishes at 2.1 × 10 4 cells / cm 2 and cultured until confluent. Incubate in MSCBM supplemented with 1 μM dexamethasone, 1 μg / ml insulin, 0.5 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine for about 3 weeks. Induced adipocytes are confirmed by Oil-red-o staining.
c-4. Confirmation of differentiation ability into neurons In order to induce differentiation into neurons, culture for 12 days in a medium supplemented with 0.5% BSA, 25μg / ml FGF8, 25μg / ml SHH, 25μg / ml b-FGF . Induced nerve cells are confirmed by immunostaining using antibodies against Nestin and βIII-tubulin.

<結果>
a.増殖試験
経膣分娩もしくは帝王切開にて娩出されたものの如何にかかわらず、UCMSCは良好な増殖能を示した。UCMSCの増殖能は高く、BMMSCよりも有意に高い。また、10%イソジン(イソジン(登録商標)液10%、明治製菓)液による無菌処理は細胞増殖に影響しないことがわかる(図1)。
<Result>
a. Proliferation test UCMSC showed good proliferative ability regardless of vaginal delivery or cesarean section. UCMSC has a high proliferation ability and is significantly higher than BMMSC. It can also be seen that aseptic treatment with 10% isodine (Isodine (registered trademark) solution 10%, Meiji Seika) solution does not affect cell growth (FIG. 1).

b.フローサイトメトリー
UCMSCはCD73陽性、CD90陽性、CD105陽性、CD11b陰性、CD34陰性、CD45陰性、HLA-DR陰性であることがわかった(図2)。
b. Flow cytometry
UCMSC was found to be CD73 positive, CD90 positive, CD105 positive, CD11b negative, CD34 negative, CD45 negative, and HLA-DR negative (FIG. 2).

c.多分化能解析
UCMSCを骨分化誘導培地にて28日間培養したものをアリザリンレッドで染色した結果、石灰化物の沈着を認め骨芽細胞に分化したことを確認できた(図3)。また、UCMSCを脂肪分化誘導培地にて32日間培養したものをOil-red-O染色した結果、油滴を含んだ細胞が認められ、脂肪細胞に分化したことがわかった(図3)。一方、UCMSCを軟骨分化誘導培地にて21日間ペレット培養したものから組織切片を作成しアルシアンブルー染色した結果、陽性に染まる組織を認め、軟骨組織の形成が行われたことがわかった(図3)。さらには、UCMSCを12日間神経分化誘導を行い、蛍光免疫染色した結果、神経前駆細胞マーカー陽性細胞を認め、神経前駆細胞に分化していることがわかる(図3)。以上の通り、UCMSCは間葉系組織に分化可能である間葉系幹細胞であり、胚葉を超えて神経にも分化できることを確認できた。
c. Pluripotency analysis
UCMSC cultured for 28 days in a bone differentiation-inducing medium was stained with alizarin red. As a result, it was confirmed that calcified deposits were observed and differentiated into osteoblasts (FIG. 3). Moreover, as a result of oil-red-O staining of UCMSC cultured for 32 days in a fat differentiation induction medium, it was found that cells containing oil droplets were recognized and differentiated into adipocytes (FIG. 3). On the other hand, tissue sections were prepared from UCMSC pellet-cultured for 21 days in a cartilage differentiation-inducing medium and stained with Alcian blue. As a result, positively stained tissues were observed, indicating that cartilage tissue was formed (Fig. 3). Furthermore, as a result of inducing neural differentiation of UCMSC for 12 days and fluorescent immunostaining, it was confirmed that neural progenitor cell marker positive cells were recognized and differentiated into neural progenitor cells (FIG. 3). As described above, UCMSC is a mesenchymal stem cell that can be differentiated into mesenchymal tissue, and was confirmed to be able to differentiate into a nerve beyond the germ layer.

3.HUVECの特性解析
<方法>
a.フローサイトメトリー
血管内皮細胞表面マーカーをフローサイトメトリーによって解析する。解析にはFACS Calibur(ベクトンディッキンソン)を用いた。
3.HUVEC characteristic analysis <Method>
a. Flow cytometry Vascular endothelial cell surface markers are analyzed by flow cytometry. FACS Calibur (Becton Dickinson) was used for the analysis.

b.蛍光免疫染色
血管内皮細胞をI型コラーゲンにてコーティングしたディッシュを用いて培養する。細胞はCD31, vWFに対する抗体を用いた免疫染色により血管内皮細胞特異的なマーカーを確認する。
b. Fluorescent immunostaining Cultivate vascular endothelial cells using a dish coated with type I collagen. Cells are confirmed for vascular endothelial cell-specific markers by immunostaining with antibodies against CD31 and vWF.

<結果>
採取された細胞はCD31陽性、CD34陽性、CD45陰性であり、蛍光免疫染色の結果、CD31陽性、vWF陽性に染色されていた。即ち、血管内皮細胞が採取されていることを確認できた(図4)。
<Result>
The collected cells were CD31 positive, CD34 positive, and CD45 negative. As a result of fluorescent immunostaining, they were stained CD31 positive and vWF positive. That is, it was confirmed that vascular endothelial cells were collected (FIG. 4).

4.UCMSCの骨前駆細胞への分化誘導
<方法>
a.アルカリフォスファターゼ活性試験
UCMSCを3.1×103個/cm2で24穴付着性細胞培養ディッシュに播種する。細胞を強力にかつ短期間で骨前駆細胞に分化誘導させるために骨分化誘導培地に50〜300ng/ml BMP-2を添加し培養する。分化誘導中は3日に一度培地交換を行う。1週間分化誘導を行い、誘導された骨前駆細胞のアルカリフォスファターゼ活性をアルカリフォスファターゼ活性測定キット(FAST p-Nitrophenyl phosphate tablet sets , Sigma社)を用いて解析する。マイクロプレートリーダーで測定された405nmでの吸光度の値は各ウェルを水溶性テトラゾリウム塩WST-8 (Cell counting kit-8 , 同人化学)を用いて測定された450nmでの吸光度の値によって除することによって、細胞数の補正を行う。なお対照としてヒト骨髄間葉系幹細胞(BMMSC, Lonza社)を用いる。
4. Induction of UCMSC differentiation into osteoprogenitor cells <Method>
a. Alkaline phosphatase activity test
UCMSCs are seeded in 24-well adherent cell culture dishes at 3.1 × 10 3 cells / cm 2 . In order to induce differentiation of cells into osteoprogenitor cells in a short time, 50-300 ng / ml BMP-2 is added to the bone differentiation induction medium and cultured. During differentiation induction, medium is changed once every 3 days. Differentiation is induced for 1 week, and the alkaline phosphatase activity of the induced osteoprogenitor cells is analyzed using an alkaline phosphatase activity measurement kit (FAST p-Nitrophenyl phosphate tablet sets, Sigma). Absorbance values at 405 nm measured with a microplate reader should be divided by the absorbance value at 450 nm measured using a water-soluble tetrazolium salt WST-8 (Cell counting kit-8, Doujin Chemical). To correct the number of cells. As a control, human bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC, Lonza) are used.

b.骨前駆細胞系譜マーカー解析
UCMSCを骨分化誘導培地に100ng/ml BMP-2を添加し1〜2週間分化誘導させてRNAを抽出し、逆転写酵素を用いてcDNAを調製する。これを鋳型として、ALP(Alkaline phosphatase), COLI(collagen typeI), runx2, オステオカルシン(OSTEOCALCIN)を増幅するオリゴプライマーを用いて定性的PCR法にて骨前駆細胞系譜マーカーの遺伝子発現を解析する。対照としてヒト骨髄間葉系幹細胞(BMMSC, Lonza社)を用いて同様に解析を行う。
b. Bone progenitor lineage marker analysis
UCMSC is added to bone differentiation-inducing medium at 100 ng / ml BMP-2, differentiation is induced for 1 to 2 weeks, RNA is extracted, and reverse transcriptase is used to prepare cDNA. Using this as a template, gene expression of osteoprogenitor cell lineage markers is analyzed by qualitative PCR using oligo primers that amplify ALP (Alkaline phosphatase), COLI (collagen type I), runx2, and osteocalcin (OSTEOCALCIN). The same analysis is performed using human bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC, Lonza) as a control.

<結果>
UCMSCを骨分化誘導培地に50〜100ng/mlのBMP-2を添加して1週間培養した結果、アルカリフォスファターゼ活性の有意な上昇を認めた(図5)。また骨分化誘導培地に100ng/ml のBMP-2を添加して培養した結果、UCMSCの骨前駆細胞系譜マーカーが発現することがわかった(図5)。よって骨分化誘導培地にBMP-2を添加することによってUCMSCを短期間で骨前駆細胞に分化誘導させることができることがわかった。
<Result>
As a result of culturing UCMSC for 1 week after adding 50-100 ng / ml BMP-2 to a bone differentiation-inducing medium, a significant increase in alkaline phosphatase activity was observed (FIG. 5). In addition, as a result of adding 100 ng / ml BMP-2 to the bone differentiation-inducing medium and culturing, it was found that the bone precursor cell lineage marker of UCMSC was expressed (FIG. 5). Therefore, it was found that by adding BMP-2 to the bone differentiation-inducing medium, UCMSC can be induced to differentiate into osteoprogenitor cells in a short period of time.

5.UCMSCとHUVEC共培養試験
<方法>
UCMSC, HUVECそれぞれ1×104個を混合し24穴付着性細胞培養ディッシュに播種する。MSCBM、EBM-2を1:1にて混合したものを培地として各ウェルに1mlずつ注入し、5%CO2・37℃に調整したインキュベーターにて培養する。共培養中は3日に一度上記の培地交換を行う。1週間共培養を行い、アルカリフォスファターゼ活性を同上のキットを用いて解析する。
5. UCMSC and HUVEC co-culture test <Method>
Mix 1 × 10 4 each of UCMSC and HUVEC and inoculate in a 24-well adherent cell culture dish. 1 ml of MSCBM and EBM-2 mixed at a ratio of 1: 1 is injected into each well as a medium, and cultured in an incubator adjusted to 5% CO 2 · 37 ° C. During the co-culture, the medium is changed once every 3 days. Co-culture for 1 week and analyze alkaline phosphatase activity using the same kit.

<結果>
UCMSCとHUVECを共培養して1週間培養することによって、アルカリフォスファターゼ活性が上昇することがわかった(図6)。HUVECによりUCMSCの骨分化能が亢進したものと考えられる。このように、HUVECとの共培養が骨分化能の亢進に有効であることが見出された。
<Result>
It was found that alkaline phosphatase activity was increased by coculturing UCMSC and HUVEC for 1 week (FIG. 6). It is considered that HUVEC enhanced the ability of UCMSC to differentiate into bone. Thus, it was found that co-culture with HUVEC is effective in enhancing bone differentiation ability.

6.UCMSCの低酸素応答の応用による骨分化誘導
<方法>
HIF-1をユビキチン化させるVHLを阻害するDFO(Deferoxamine)を用いることによってHIF-1を安定化させ、人為的に低酸素状態を作り出すことができる。UCMSCを3.1×103個/cm2で24穴付着性細胞培養ディッシュに播種する。10〜50μM DFOを添加した基本培地で24時間培養し前処理を行う。DFOにて前処理ののち培地を骨分化誘導培地に交換し骨分化誘導を行う。分化誘導中は3日に一度培地交換を行う。1週間分化誘導を行い、誘導されたUCMSCのアルカリフォスファターゼ活性を同上のキットを用いて解析する。なおネガティブコントロールとしては、骨分化誘導培地でデキサメタゾンを添加していないものを用いる。また1週間分化誘導を行ったUCMSCのRNAを抽出し、逆転写酵素を用いてcDNAを調製する。これを鋳型として、HIF-1α, VEGF-A, BMP-2, VEGFR-1, VEGFR-2を増幅するオリゴプライマーを用いて定性的PCR法にて低酸素応答因子や血管新生因子の遺伝子発現を解析する。
6. Induction of bone differentiation by application of hypoxic response of UCMSC <Method>
By using DFO (Deferoxamine), which inhibits VHL that ubiquitinates HIF-1, HIF-1 can be stabilized and artificially hypoxic. UCMSCs are seeded in 24-well adherent cell culture dishes at 3.1 × 10 3 cells / cm 2 . Pretreatment is performed by culturing in a basic medium supplemented with 10 to 50 μM DFO for 24 hours. After pretreatment with DFO, the medium is replaced with a bone differentiation-inducing medium to induce bone differentiation. During differentiation induction, medium is changed once every 3 days. Differentiation is induced for 1 week, and the alkaline phosphatase activity of the induced UCMSC is analyzed using the kit described above. As a negative control, a bone differentiation induction medium to which dexamethasone is not added is used. In addition, RNA of UCMSC that has been induced to differentiate for 1 week is extracted, and cDNA is prepared using reverse transcriptase. Using this as a template, HIF-1α, VEGF-A, BMP-2, VEGFR-1, VEGFR-2 and oligo primers that amplify the gene expression of hypoxia response factor and angiogenic factor by qualitative PCR To analyze.

<結果>
DFOによる前処理を行いHIF-1の発現が誘導された低酸素処理UCMSCは高いアルカリフォスファターゼ活性を示すことから、骨分化能が亢進したものと考えられる(図7)。このように、低酸素処理が骨分化能の亢進に有効であることが見出された。尚、DFO前処理により低酸素応答因子HIF-1αや血管新生因子の遺伝子発現が認められた(図7)。
<Result>
Hypoxia-treated UCMSC that had been pretreated with DFO and induced the expression of HIF-1 showed high alkaline phosphatase activity, suggesting that bone differentiation ability was enhanced (FIG. 7). Thus, it has been found that hypoxic treatment is effective in enhancing bone differentiation ability. In addition, gene expression of hypoxia response factor HIF-1α and angiogenic factor was observed by DFO pretreatment (FIG. 7).

7.細胞移植試験1(ヌードマウス異所性骨化検討モデルを用いた骨形成能の検討)
<方法>
a.細胞移植物の調整
1×106個のUCMSCを骨分化誘導培地に100ng/ml BMP-2を添加した培地で懸濁する。15ml ポリプロピレンチューブ内にて50mgのハイドロキシアパタイト顆粒(Calcitite, ZIMMER社)とUCMSC細胞懸濁液を混和する。5分間の遠心操作(800rpm)の後、5%CO2・37℃に調整したインキュベーターにて培養する。3日に一度BMP-2添加骨分化誘導培地にて培地交換を行い1週間培養する。UCMSCとHUVEC混合細胞移植物は、0.5×106個のUCMSCと0.5×106個のHUVECをMSCBM、EBM-2を1:1にて混合したものを混合培地で懸濁する。15ml ポリプロピレンチューブ内にて50mgのハイドロキシアパタイト顆粒とUCMSC・HUVEC細胞懸濁液を混和する。5分間の遠心操作(800rpm)の後、5%CO2・37℃に調整したインキュベーターにて培養する。3日に一度混合培地にて培地交換を行い1週間培養する。
7. Cell transplantation test 1 (Examination of bone formation ability using nude mouse ectopic ossification model)
<Method>
a. Preparation of cell transplant
1 × 10 6 UCMSCs are suspended in a medium supplemented with 100 ng / ml BMP-2 in a bone differentiation induction medium. Mix 50 mg of hydroxyapatite granules (Calcitite, ZIMMER) and UCMSC cell suspension in a 15 ml polypropylene tube. After centrifuging for 5 minutes (800 rpm), incubate in an incubator adjusted to 5% CO 2 · 37 ° C. The culture medium is changed once in 3 days with BMP-2 supplemented bone differentiation induction medium and cultured for 1 week. In the UCMSC and HUVEC mixed cell transplant, 0.5 × 10 6 UCMSC and 0.5 × 10 6 HUVEC mixed with MSCBM and EBM-2 at 1: 1 are suspended in a mixed medium. Mix 50 mg of hydroxyapatite granules and UCMSC / HUVEC cell suspension in a 15 ml polypropylene tube. After centrifuging for 5 minutes (800 rpm), incubate in an incubator adjusted to 5% CO 2 · 37 ° C. The culture medium is changed once every 3 days and cultured for 1 week.

b.ヌードマウス異所性骨化検討モデルへの移植
ヌードマウス(Balb/C、5週齢、雌、体重18〜20g)をネンブタール(Nembutal)にて麻酔する。背部にメスを用いて切開を入れ、背部皮下にポケットを形成し細胞調製物を移植し、吸収性縫合糸にて縫合し終了する。6週後に屠殺し移植物を取り出し組織学的に評価を行う。
b. Transplantation into nude mouse ectopic ossification study model Nude mice (Balb / C, 5 weeks old, female, body weight 18-20 g) are anesthetized with Nembutal. An incision is made with a scalpel on the back, a pocket is formed under the back, a cell preparation is transplanted, and sutured with an absorbable suture to finish. After 6 weeks, the animals are sacrificed and the transplant is removed for histological evaluation.

<結果>
移植6週後のヘマトキシリン・エオジン染色像を示す(図8)。コントロール(左)では十分な骨再生は認められていないが、UCMSC移植物(中央)と、UCMSCとHUVEC混合細胞移植物(右)では骨再生が認められる。また、UCMSCとHUVEC混合細胞移植物では骨組織の増大を認めた。このように、UCMSCが骨再生に有効であることが実証された。また、HUVECの併用が再生効果を高めることが示された。
<Result>
A hematoxylin-eosin stained image 6 weeks after transplantation is shown (FIG. 8). In the control (left), sufficient bone regeneration is not observed, but in the UCMSC transplant (middle) and UCMSC and HUVEC mixed cell transplant (right), bone regeneration is observed. In addition, an increase in bone tissue was observed in UCMSC and HUVEC mixed cell transplants. Thus, it was demonstrated that UCMSC is effective for bone regeneration. Moreover, it was shown that the combined use of HUVEC enhances the regeneration effect.

8.細胞移植試験2(ヌードマウス創傷治癒検討モデルを用いた治療効果の検討)
a.細胞移植物の調整
1×106個の細胞(UCMSC又はUCMSC・HUVECの1:1混合)の移植を行う。皮下注入用細胞移植物は0.7×106個の細胞を遠心操作にて沈殿させ、上清を吸引し、ペレットを80μlのPBSにて懸濁する。創面被覆用細胞移植物は0.3×106個の細胞を上記同様にペレット状にしたものを20μlのI型コラーゲンゲル(Cellmatrix, 新田ゼラチン)にて懸濁する。
8. Cell transplantation test 2 (Investigation of therapeutic effect using nude mouse wound healing model)
a. Preparation of cell transplant
Transplant 1 × 10 6 cells (UCMSC or 1: 1 mixture of UCMSC and HUVEC). In the cell transplant for subcutaneous injection, 0.7 × 10 6 cells are precipitated by centrifugation, the supernatant is aspirated, and the pellet is suspended in 80 μl of PBS. The cell graft for wound coating is prepared by suspending 0.3 × 10 6 cells pelleted in the same manner as described above with 20 μl type I collagen gel (Cellmatrix, Nitta Gelatin).

b.ヌードマウス創傷治癒検討モデルへの移植
ヌードマウス(Balb/C、8週齢、雌、体重18〜25g)をネンブタール(Nembutal)にて麻酔する。背部左右1カ所ずつ計2カ所に直径6mm生検用パンチにて表皮真皮層を全層で切除し創傷を作製する。シリコンプレート(厚み0.5mm、外径14mm、内径6mm)を創傷に合わせて瞬間接着剤で接着固定させ、4-0ナイロン縫合糸でシリコンプレートと周囲の皮膚を縫合する。皮下注入用細胞移植物を20μlずつハミルトンシリンジにて計4カ所に注入する。さらに20μlの創面被覆用細胞移植物で創面を被覆する。最後に創部保護の目的でテガダーム(TegadermTM、3M)を貼付し終了する。コントロールとしてPBSを移植する。
b. Transplantation into nude mouse wound healing model Nude mice (Balb / C, 8 weeks old, female, body weight 18-25 g) are anesthetized with Nembutal. A wound is made by excising the entire epidermis layer with a 6mm diameter biopsy punch in two places, one on each side of the back. A silicon plate (thickness 0.5 mm, outer diameter 14 mm, inner diameter 6 mm) is attached to the wound and fixed with an instantaneous adhesive, and the silicon plate and the surrounding skin are sutured with 4-0 nylon suture. Inject 20 μl of the cell implant for subcutaneous injection into a total of 4 locations using a Hamilton syringe. Further, the wound surface is covered with 20 μl of the wound cell coating. Finally, Tegaderm TM (3M) is attached for the purpose of protecting the wound. PBS is transplanted as a control.

c.創部形態計測
移植後の創部を経日的にカメラにて撮影し、創部面積を計測する。(術直後創部面積−経日的創部面積)/術直後創部面積×100(%)にて創部縮小率を算出する。
c. Measurement of wound morphology Photograph the wound after transplantation with a camera daily and measure the wound area. The wound reduction ratio is calculated by (Wound area immediately after surgery−Area of daily wound area) / Wound area immediately after surgery × 100 (%).

<結果>
UCMSC移植群、及びUCMSCとHUVEC共移植群では術後の創部縮小率の上昇を認め、コントロール群との差を認めた(図9)。またUCMSCとHUVEC共移植群においては創部縮小率の上昇を認めた。このように、UCMSCの移植が創傷治癒に有効であることが実証されるとともに、その効果がHUVECの共移植によって高められることが判明した。
<Result>
In the UCMSC transplant group and the UCMSC and HUVEC co-transplant group, an increase in the wound reduction rate after surgery was observed, and a difference from the control group was observed (FIG. 9). In the UCMSC and HUVEC co-transplanted group, an increase in wound reduction rate was observed. Thus, it was proved that UCMSC transplantation was effective for wound healing and the effect was enhanced by co-transplantation with HUVEC.

近年、胎児エコーによる出生前診断技術の進歩により、出生前に新生児の先天性疾患の診断が可能となってきた。臍帯からの細胞採取は出生時に無侵襲に行うことが可能であり、細胞培養には臍帯血から精製した自己血清を用いることもできる。臍帯由来間葉系幹細胞を有効成分とする本発明の組成物は、先天性神経疾患である新生児脳室周囲白質軟化症、先天性心疾患で出産後手術が必要となるものや先天性唇顎口蓋裂の治療に応用が可能である。本発明によれば、臍帯を利用した安全で無侵襲な自己幹細胞による先天性疾患に対する新生児再生医療システムが開発できる。本発明の利用可能性はこれらの疾患に限定されるものではなく、本発明の組成物の適用症例の例として骨疾患(歯周病、骨欠損(インプラントのための骨増生、顎裂部、腫瘍切除部などを含む)、骨粗鬆症、骨折、じん帯断裂、スポーツ外傷など)、軟骨疾患(膝関節、顎関節など)、神経疾患(神経再生:アルツハイマー病、パーキンソン病など)、皮膚疾患(ケロイド、瘢痕への応用)、加齢疾患(しわ、あざなどのアンチエイジング疾患)、血管障害(血管の再生など)も想定される。   In recent years, advancements in prenatal diagnostic techniques using fetal echo have made it possible to diagnose neonatal congenital diseases before birth. Cell collection from the umbilical cord can be performed non-invasively at birth, and autoserum purified from umbilical cord blood can also be used for cell culture. The composition of the present invention comprising an umbilical cord-derived mesenchymal stem cell as an active ingredient is a neonatal periventricular leukomalacia, which is a congenital neurological disease, a congenital heart disease that requires postpartum surgery or a congenital labial jaw It can be applied to the treatment of cleft palate. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the newborn regenerative medical system with respect to the congenital disease by the safe noninvasive autologous stem cell using an umbilical cord can be developed. The applicability of the present invention is not limited to these diseases. Examples of application cases of the composition of the present invention include bone diseases (periodontal disease, bone defects (bone augmentation for implants, jaw cleft, Including tumor excision), osteoporosis, fracture, ligament rupture, sports trauma, etc., cartilage disease (knee joint, temporomandibular joint, etc.), neurological disease (nerve regeneration: Alzheimer's disease, Parkinson's disease, etc.), skin disease (keloid, Application to scars), age-related diseases (anti-aging diseases such as wrinkles and bruises), and vascular disorders (such as revascularization) are also envisaged.

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
The present invention is not limited to the description of the embodiments and examples of the invention described above. Various modifications may be included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the description of the scope of claims.
The contents of papers, published patent gazettes, patent gazettes, and the like specified in this specification are incorporated by reference in their entirety.

Claims (21)

臍帯由来間葉系幹細胞を含む移植用組成物。   A composition for transplantation comprising umbilical cord-derived mesenchymal stem cells. 臍帯由来間葉系幹細胞が、ワルトンゼリー(Wharton's jelly)由来である、請求項1に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 1, wherein the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are derived from Wharton's jelly. 新生児脳室周囲白質軟化症、先天性心疾患又は先天性唇顎口蓋裂の治療用である、請求項1又は2に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 1 or 2, which is used for treatment of neonatal periventricular leukomalacia, congenital heart disease or congenital cleft lip and palate. 臍帯由来間葉系幹細胞が、採取後に分化誘導処理をしていない未分化型臍帯由来間葉系幹細胞であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 1 or 2, wherein the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are undifferentiated umbilical cord-derived mesenchymal stem cells not subjected to differentiation induction treatment after collection. 臍帯由来間葉系幹細胞が、CD73陽性、CD90陽性、CD105陽性、CD11b陰性、CD34陰性、CD45陰性、HLA-DR陰性である、請求項4に記載の移植用組成物。   The transplant composition according to claim 4, wherein the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are CD73 positive, CD90 positive, CD105 positive, CD11b negative, CD34 negative, CD45 negative, and HLA-DR negative. 皮膚組織又は神経組織の再生用である、請求項4又は5に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 4 or 5, which is used for regeneration of skin tissue or nerve tissue. 臍帯由来間葉系幹細胞が、特定の細胞系譜へと分化誘導した分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 1 or 2, wherein the umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells that have been induced to differentiate into a specific cell lineage. 骨組織、軟骨組織、神経組織、筋肉組織又は血管組織の再生用である、請求項7に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 7, which is used for regeneration of bone tissue, cartilage tissue, nerve tissue, muscle tissue or vascular tissue. 分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞が、アルカリフォスファターゼ活性を有し、且つI型コラーゲン陽性、RUNX2陽性、オステオカルシン陽性であり、骨組織の再生用である、請求項7に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 7, wherein the differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cell has alkaline phosphatase activity, is positive for type I collagen, positive for RUNX2, and positive for osteocalcin, and is used for bone tissue regeneration. . 分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞が、骨形成タンパク質2(BMP-2)の刺激によってアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞である、請求項7に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 7, wherein the differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are cells in which alkaline phosphatase activity is enhanced by stimulation with bone morphogenetic protein 2 (BMP-2). 分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞が、臍帯静脈内皮細胞との共培養によってアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞である、請求項7に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 7, wherein the differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are cells in which alkaline phosphatase activity is enhanced by co-culture with umbilical vein endothelial cells. 分化誘導型臍帯由来間葉系幹細胞が、低酸素環境下での培養によってアルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞である、請求項7に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 7, wherein the differentiation-inducing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells are cells in which alkaline phosphatase activity is enhanced by culturing in a hypoxic environment. 低酸素環境下での培養が、デフェロキサミンを添加した培地を用いた培養である、請求項12に記載の移植用組成物。   The transplantable composition according to claim 12, wherein the culture in a hypoxic environment is a culture using a medium to which deferoxamine is added. 臍帯静脈内皮細胞を組み合わせてなる、請求項1〜13のいずれか一項に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation as described in any one of Claims 1-13 which combines a umbilical vein endothelial cell. 臍帯由来間葉系幹細胞と臍帯静脈内皮細胞を含有することを特徴とする、請求項14に記載の移植用組成物。   15. The composition for transplantation according to claim 14, comprising umbilical cord-derived mesenchymal stem cells and umbilical vein endothelial cells. 臍帯由来間葉系幹細胞を含有する第1構成要素と、臍帯静脈内皮細胞を含有する第2構成要素とからなるキットであることを特徴とする、請求項14に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 14, which is a kit comprising a first component containing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells and a second component containing umbilical vein endothelial cells. 臍帯由来間葉系幹細胞を含有し、その移植時に臍帯静脈内皮細胞が併用移植されることを特徴とする、請求項14に記載の移植用組成物。   The composition for transplantation according to claim 14, comprising umbilical cord-derived mesenchymal stem cells, wherein umbilical vein endothelial cells are transplanted together at the time of transplantation. 臍帯由来間葉系細胞のドナーと、臍帯静脈内皮細胞のドナーが同一である、請求項14〜17のいずれか一項に記載の移植用組成物。   The transplant composition according to any one of claims 14 to 17, wherein the umbilical cord-derived mesenchymal cell donor and the umbilical vein endothelial cell donor are the same. 請求項1〜18のいずれか一項に記載の移植用組成物を、標的部位に注入、埋入、填入、又は塗布することを特徴とする、組織の修復ないし再生方法。   A method for repairing or regenerating a tissue, which comprises injecting, embedding, filling, or applying the transplant composition according to any one of claims 1 to 18 to a target site. 臍帯由来間葉系幹細胞と臍帯静脈内皮細胞とを共培養するステップを含む、アルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞の調製法。   A method for preparing a cell with enhanced alkaline phosphatase activity, comprising a step of co-culturing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells and umbilical vein endothelial cells. 臍帯由来間葉系幹細胞を低酸素環境下で培養するステップを含む、アルカリフォスファターゼ活性が亢進した細胞の調製法。   A method for preparing a cell having enhanced alkaline phosphatase activity, comprising a step of culturing umbilical cord-derived mesenchymal stem cells in a hypoxic environment.
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