JP2015039307A - Mesenchymal stem cell separation method - Google Patents

Mesenchymal stem cell separation method Download PDF

Info

Publication number
JP2015039307A
JP2015039307A JP2013170480A JP2013170480A JP2015039307A JP 2015039307 A JP2015039307 A JP 2015039307A JP 2013170480 A JP2013170480 A JP 2013170480A JP 2013170480 A JP2013170480 A JP 2013170480A JP 2015039307 A JP2015039307 A JP 2015039307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mesenchymal stem
bone
stem cells
cells
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013170480A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6207299B2 (en
Inventor
精昭 薗田
Tadaaki Sonoda
精昭 薗田
由和 松岡
Yoshikazu Matsuoka
由和 松岡
隆介 中塚
Ryusuke Nakatsuka
隆介 中塚
寛和 飯田
Hirokazu Iida
寛和 飯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Medical University
Original Assignee
Kansai Medical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Medical University filed Critical Kansai Medical University
Priority to JP2013170480A priority Critical patent/JP6207299B2/en
Publication of JP2015039307A publication Critical patent/JP2015039307A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6207299B2 publication Critical patent/JP6207299B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method to separate mesenchymal stem cells easily and efficiently.SOLUTION: A mesenchymal stem cell separation method is characterized by separating mesenchymal stem cells with ossein used as material.

Description

本発明は、間葉系幹細胞の分離方法、及び該分離方法によって得られた間葉系幹細胞に関する。   The present invention relates to a method for separating mesenchymal stem cells and a mesenchymal stem cell obtained by the separation method.

間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell, MSC)は、間葉系組織の中に低い頻度で含まれており、頻度の違いはあるにしても全身の組織・臓器に存在すると考えられている。従来は、骨髄から得られた細胞を培養し、培養皿に付着した繊維芽細胞様の形態を示す細胞を、MSCとして同定していた(非特許文献1)。   Mesenchymal stem cells (MSCs) are contained in mesenchymal tissues at a low frequency, and are considered to exist in tissues and organs throughout the body, albeit with a difference in frequency. Conventionally, cells obtained from bone marrow were cultured, and cells showing fibroblast-like morphology attached to a culture dish were identified as MSCs (Non-patent Document 1).

本細胞が注目されるようになったのは、ヒトの骨髄から分離したMSCが、in vitroで骨、軟骨、及び脂肪細胞へ分化誘導可能なことが報告されたためである(非特許文献2)。その後、骨形成不全症の患者に同種骨髄由来の間葉系幹細胞を移植することにより、骨形成が促進されたことが報告された(非特許文献3)。さらに、神経細胞への分化(非特許文献4)、心筋細胞への分化(非特許文献5)、肝細胞への分化(非特許文献6)、血管細胞への分化(非特許文献7)、肺胞上皮細胞への分化(非特許文献8)などが相次いで報告されたことから、本細胞は再生医療における移植細胞の供給源として注目されている。   This cell has attracted attention because it has been reported that MSCs isolated from human bone marrow can be induced to differentiate into bone, cartilage, and adipocytes in vitro (Non-patent Document 2). . Thereafter, it was reported that bone formation was promoted by transplanting mesenchymal stem cells derived from allogeneic bone marrow into patients with osteogenesis imperfecta (Non-patent Document 3). Furthermore, differentiation into nerve cells (Non-Patent Document 4), differentiation into cardiomyocytes (Non-Patent Document 5), differentiation into hepatocytes (Non-Patent Document 6), differentiation into vascular cells (Non-Patent Document 7), Since the differentiation into alveolar epithelial cells (Non-patent Document 8) has been reported one after another, this cell has attracted attention as a source of transplanted cells in regenerative medicine.

MSCを利用した再生医療としては、例えば、強度不足によりインプラント治療が困難な患者に対して、骨髄などから得られるMSCの移植により歯槽骨を再生させる治療が行われている。これに関連する動物実験では、骨髄から得られたMSCを多血小板血漿と共に欠損部に用いることにより、効果的に歯牙インプラントの骨性結合が増すことが報告されている(非特許文献9)。また、移植するMSCについても、骨髄由来細胞だけでなく脂肪由来細胞なども利用可能かどうか、研究が進められている(非特許文献10)。   As regenerative medicine using MSC, for example, a treatment for regenerating alveolar bone by transplanting MSC obtained from bone marrow or the like is performed on a patient who is difficult to implant due to insufficient strength. In animal experiments related to this, it has been reported that the use of MSCs obtained from bone marrow together with platelet-rich plasma in the defect site effectively increases the osseous bond of dental implants (Non-patent Document 9). In addition, for MSCs to be transplanted, research is being conducted to determine whether not only bone marrow-derived cells but also fat-derived cells can be used (Non-patent Document 10).

一方、MSCを利用しない再生医療としては、例えば軟骨の再生医療が知られている。自家軟骨細胞移植の歴史として、まず1994年に、自己の軟骨片から軟骨細胞を単層培養し、これを浮遊状態としたものを骨膜で覆われた軟骨欠損部に移植するという方法が発表された(非特許文献11)。この方法は、1997年には米国FDAの認可を受けて、2007年までに世界中で2万例以上実施されることとなった。しかしながら、この方法は、自家軟骨を用いることで免疫反応などのリスクを軽減できるものの、軟骨の採取に伴う正常組織への侵襲という問題や、細胞を浮遊状態で用いるために細胞の組織への定着性が悪い点、及び軟骨細胞の増殖能が限られている点等から、軟骨形成が不完全であるという問題も存在する。近年、軟骨細胞とアテロコラーゲンを共培養した後に移植するという方法により、軟骨細胞の生着性が向上することが報告されたものの、このような問題点を解決するまでには至っていない。したがって、増殖・再生能力のより高いMSCを用いる方法の開発が求められている。   On the other hand, for example, regenerative medicine of cartilage is known as regenerative medicine that does not use MSC. As a history of autologous chondrocyte transplantation, first in 1994, a method was introduced in which chondrocytes were cultured in a monolayer from their own cartilage pieces and then suspended in a cartilage defect covered with periosteum. (Non-Patent Document 11). This method was approved by the US FDA in 1997, and by the year 2007, more than 20,000 cases were to be implemented worldwide. However, although this method can reduce the risk of an immune reaction and the like by using autologous cartilage, there is a problem of invasion of normal tissue associated with collection of cartilage, and fixation of cells to tissue because cells are used in a floating state. There is also a problem that cartilage formation is incomplete due to the poor nature and the limited ability of chondrocytes to proliferate. In recent years, it has been reported that the engraftment of chondrocytes is improved by the method of transplanting after co-culture of chondrocytes and atelocollagen, but this problem has not yet been solved. Therefore, development of a method using MSC having higher proliferation / regeneration ability is demanded.

上記再生医療以外にも、MSCは、免疫制御や移植片対宿主病(graft versus host disease, GVHD)の治療に有用であることや(非特許文献12及び13)、造血幹細胞(HSC)の支持細胞として有用であること(非特許文献14〜16)が知られている。   In addition to the above regenerative medicine, MSC is useful for immune control and treatment of graft versus host disease (GVHD) (Non-patent Documents 12 and 13), and support for hematopoietic stem cells (HSC) It is known that it is useful as a cell (Non-Patent Documents 14 to 16).

このように、MSCは、再生医療、免疫制御、及びHSCの支持・増幅などの多様な分野で利用できることが知られている。現在の所、骨髄や臍帯血(非特許文献17)からMSCを分離できることが報告されているが、MSCの利用分野の多さに鑑みると、より効率的にMSCを分離する方法の開発が求められている。   Thus, it is known that MSC can be used in various fields such as regenerative medicine, immune control, and support / amplification of HSC. At present, it has been reported that MSC can be separated from bone marrow and umbilical cord blood (Non-patent Document 17). However, in view of the many fields of application of MSC, development of a method for separating MSC more efficiently is required. It has been.

Friedenstein AJ, et al.: Fibroblast precursors in normal and irradiated mouse hematopoietic organs. Exp Hematol 4:267-274,1976.Friedenstein AJ, et al .: Fibroblast precursors in normal and irradiated mouse hematopoietic organs.Exp Hematol 4: 267-274,1976. Pittenger MF, et al.: Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science 284:143-147,1999.Pittenger MF, et al .: Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells.Science 284: 143-147,1999. Horwitz EM, et al.: Isolated allogeneic bone marrow-derived mesenchymal cells engraft and stimulate growth in children with osteogenesis imperfecta: Implication for cell therapy of bone. Proc Natl Acad Sci USA 99:8932-8937,2002.Horwitz EM, et al .: Isolated allogeneic bone marrow-derived mesenchymal cells engraft and stimulate growth in children with osteogenesis imperfecta: Implication for cell therapy of bone.Proc Natl Acad Sci USA 99: 8932-8937,2002. Kopen GC, et al.: Marrow stromal cells migrate throughout forebrain and cerebellum, and they differentiate into astrocytes after injection into neonatal mouse brains. Proc Natl Acad Sci USA 96:10711-10716,1999.Kopen GC, et al .: Marrow stromal cells migrate throughout forebrain and cerebellum, and they differentiate into astrocytes after injection into neonatal mouse brains.Proc Natl Acad Sci USA 96: 10711-10716,1999. Makino S, et al.: Cardiomyocytes can be generated from marrow stromal cells in vitro. J Clin Invest 103:697-705,1999.Makino S, et al .: Cardiomyocytes can be generated from marrow stromal cells in vitro.J Clin Invest 103: 697-705,1999. Sato Y, et al.: Human mesenchymal stem cells xenografted directly to rat liver are differentiated into human hepatocytes without fusion. Blood 106:756-763,2005.Sato Y, et al .: Human mesenchymal stem cells xenografted directly to rat liver are differentiated into human hepatocytes without fusion.Blood 106: 756-763,2005. Copland I, et al.: CD34 expression on murine marrow-derived mesenchymal stromal cells: impact on neovascularization. Exp Hematol 36:93-103,2008.Copland I, et al .: CD34 expression on murine marrow-derived mesenchymal stromal cells: impact on neovascularization.Exp Hematol 36: 93-103,2008. Kotton DN, et al.: Bone marrow-derived cells as progenitors of lung alveolar epithelium. Development 128:5181-5188,2001.Kotton DN, et al .: Bone marrow-derived cells as progenitors of lung alveolar epithelium.Development 128: 5181-5188,2001. Yamada Y, et al.: Tissue-engineered injectable bone regeneration for osseointegrated dental implants. Clin Oral Impl Res 15:589-597,2004.Yamada Y, et al .: Tissue-engineered injectable bone regeneration for osseointegrated dental implants. Clin Oral Impl Res 15: 589-597,2004. 佐川政範:体性幹細胞を用いた骨と歯の再生医療。旭川医科大学研究フォーラム 12:2-11,2011.Masanori Sagawa: Regenerative medicine of bone and teeth using somatic stem cells. Asahikawa Medical University Research Forum 12: 2-11,2011. Brittberg M, et al.: Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantation. New Engl J Med 331:889-895,1994.Brittberg M, et al .: Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantation.New Engl J Med 331: 889-895,1994. Le Blanc K, et al.: HLA expression and immunologic properties of differentiated and undifferentiated mesenchymal stem cells. Exp Hematol 31:890-896,2003.Le Blanc K, et al .: HLA expression and immunologic properties of differentiated and undifferentiated mesenchymal stem cells.Exp Hematol 31: 890-896,2003. Le Blanc K, et al.: Treatment of severe acute graft-versus-host disease with third party haploidentical mesenchymal stem cells. Lancet 363:1439-1441,2004.Le Blanc K, et al .: Treatment of severe acute graft-versus-host disease with third party haploidentical mesenchymal stem cells. Lancet 363: 1439-1441,2004. Mendez-Ferrer S, et al.: Mesenchymal and hematopoietic stem cells form a unique bone marrow niche. Nature 466:829-834,2010.Mendez-Ferrer S, et al .: Mesenchymal and hematopoietic stem cells form a unique bone marrow niche.Nature 466: 829-834,2010. Wang J, et al.: SCID-repopulating cell activity of human cord blood-derived CD34- cells assured by intra-bone marrow injection. Blood 101:2924-2931,2003.Wang J, et al .: SCID-repopulating cell activity of human cord blood-derived CD34- cells assured by intra-bone marrow injection.Blood 101: 2924-2931,2003. Masuda S, et al.: Cotransplantation with MSCs improves engraftment of HSCs after autologous intra-bone marrow transplantation in nonhuman primates. Exp Hematol 37:1250-1257,2009.Masuda S, et al .: Cotransplantation with MSCs improves engraftment of HSCs after autologous intra-bone marrow transplantation in nonhuman primates.Exp Hematol 37: 1250-1257,2009. Peters R, et al.: Efficient generation of multipotent mesenchymal stem cells from umbilical cord blood in stroma-free liquid culture. PlosOne 5:e15689.Peters R, et al .: Efficient generation of multipotent mesenchymal stem cells from umbilical cord blood in stroma-free liquid culture.PlosOne 5: e15689. Deans RJ, Moseley AB: Mesenchymal stem cells: Biology and potential clinical uses. Exp Hematol 28:875-884,2000.Deans RJ, Moseley AB: Mesenchymal stem cells: Biology and potential clinical uses.Exp Hematol 28: 875-884,2000. Morikawa S, et al.: Prospective identification, isolation, and systemic transplantation of multipotent mesenchymal stem cells in murine bone marrow. J Exp Med 206:2483-2496,2009.Morikawa S, et al .: Prospective identification, isolation, and systemic transplantation of multipotent mesenchymal stem cells in murine bone marrow.J Exp Med 206: 2483-2496,2009. Morikawa S, et al.: Development of mesenchymal stem cells partially originate from the neural crest. BBRC 379:1114-1119,2009.Morikawa S, et al .: Development of mesenchymal stem cells partially originate from the neural crest.BBRC 379: 1114-1119,2009. Quirici N, et al.: Isolation of bone marrow mesenchymal stem cells by anti-nerve growth factor receptor antibodies. Exp Hematol 30:783-791,2002.Quirici N, et al .: Isolation of bone marrow mesenchymal stem cells by anti-nerve growth factor receptor antibodies.Exp Hematol 30: 783-791,2002. Sorrentino A, et al.: Isolation and characterization of CD146+ multipotent mesenchymal stromal cells. Exp Hematol 36:1035-1046,2008.Sorrentino A, et al .: Isolation and characterization of CD146 + multipotent mesenchymal stromal cells.Exp Hematol 36: 1035-1046,2008. Battula VL, et al.: Isolation of functionally distinct mesenchymal stem cell subsets using antibodies against CD56, CD271, and mesenchymal stem cell antigen-1. Haematologica 94:173-184,2009.Battula VL, et al .: Isolation of functionally distinct mesenchymal stem cell subsets using antibodies against CD56, CD271, and mesenchymal stem cell antigen-1.Haematologica 94: 173-184,2009. Gang EJ, et al: SSEA-4 identifies mesenchymal stem cells from bone marrow. Blood 109:1743-1751,2007.Gang EJ, et al: SSEA-4 identifies mesenchymal stem cells from bone marrow. Blood 109: 1743-1751,2007.

本発明は、簡便且つ効率的に間葉系幹細胞を分離する方法を提供することを目的とする。より具体的には、間葉系幹細胞を利用した治療や該細胞に関する研究に必要とされる大量の間葉系幹細胞を、容易に調製する方法を提供することを目的とする。さらには、特定の組織に分化する(或いは特定の組織に分化しない)間葉系幹細胞を提供することをも目的とする。   An object of this invention is to provide the method of isolate | separating a mesenchymal stem cell simply and efficiently. More specifically, an object of the present invention is to provide a method for easily preparing a large amount of mesenchymal stem cells required for treatment using mesenchymal stem cells and research related to the cells. Furthermore, another object is to provide mesenchymal stem cells that differentiate into a specific tissue (or do not differentiate into a specific tissue).

本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、間葉系幹細胞や造血幹細胞等の幹細胞が含まれることがよく知られている骨髄に比べて、骨質により多くの間葉系幹細胞が含まれていることを見出した。そして、骨質を材料とすることにより、簡便且つ効率的に大量の間葉系幹細胞を分離できることを見出した。さらに、特定の細胞表面マーカー(SSEA-4やCD271)を指標として分離された間葉系幹細胞は、特定の組織に分化する(或いは特定の組織に分化しない)性質を有することをも見出した。これらの知見に基づき、さらに研究を進めた結果、本発明が完成した。   As a result of extensive research, the present inventors have more mesenchymal stem cells in bone quality than bone marrow, which is well known to contain stem cells such as mesenchymal stem cells and hematopoietic stem cells. I found out. And it discovered that a large amount of mesenchymal stem cells could be separated easily and efficiently by using bone quality as a material. Furthermore, the present inventors also found that mesenchymal stem cells isolated using specific cell surface markers (SSEA-4 and CD271) as an index have the property of differentiating into specific tissues (or not differentiating into specific tissues). As a result of further research based on these findings, the present invention was completed.

即ち、本発明は、下記の態様を包含する。   That is, the present invention includes the following aspects.

項1.
骨質を材料として間葉系幹細胞を分離することを特徴とする、間葉系幹細胞の分離方法。
Item 1.
A method for isolating mesenchymal stem cells, comprising isolating mesenchymal stem cells using bone quality as a material.

項2.
CD271陰性であることを指標として間葉系幹細胞を分離する、項1に記載の分離方法。
Item 2.
Item 2. The separation method according to Item 1, wherein mesenchymal stem cells are separated using CD271 negative as an index.

項3.
SSEA-4陰性且つCD271陽性であることを指標として間葉系幹細胞を分離する、項1に記載の分離方法。
Item 3.
Item 2. The separation method according to Item 1, wherein mesenchymal stem cells are separated using SSEA-4 negative and CD271 positive as indices.

項4.
さらに、血球系細胞マーカー陰性、アポトーシスマーカー陰性、及び死細胞マーカー陰性よりなる群から選択される少なくとも1種を指標として間葉系幹細胞を分離する、項1〜3のいずれかに記載の方法。
Item 4.
Item 4. The method according to any one of Items 1 to 3, wherein the mesenchymal stem cells are separated using at least one selected from the group consisting of a negative blood cell marker, a negative apoptosis marker, and a negative dead cell marker as an index.

項5.
項1〜4のいずれかに記載の分離方法によって分離された間葉系幹細胞。
Item 5.
Item 5. A mesenchymal stem cell isolated by the separation method according to any one of Items 1 to 4.

項6.
(a)骨質由来であり、(b)血球系細胞マーカー陰性であり、(c)アポトーシスマーカー及び/又は死細胞マーカー陰性であり、且つ(d)CD271陰性である、間葉系幹細胞。
Item 6.
Mesenchymal stem cells that are (a) derived from bone quality, (b) negative for hematopoietic cell markers, (c) negative for apoptosis markers and / or dead cell markers, and (d) negative for CD271.

項7.
(a)骨質由来であり、(b)血球系細胞マーカー陰性であり、(c)アポトーシスマーカー及び/又は死細胞マーカー陰性であり、(e)SSEA-4陰性であり、且つ(f)CD271陽性である、間葉系幹細胞。
Item 7.
(A) derived from bone quality, (b) negative for hematopoietic cell marker, (c) negative for apoptosis marker and / or dead cell marker, (e) negative for SSEA-4, and (f) positive for CD271 A mesenchymal stem cell.

本発明によれば、間葉系幹細胞を効率的に分離することができるため、容易に大量の間葉系幹細胞を調製することができる。また、材料である骨質は、有用部分である骨髄を除いた後に残る部分であり、通常廃棄される。したがって、骨質を材料とする本発明の分離方法は、材料を容易に且つ大量に、しかも低コストで準備できる点でも、極めて優れている。また、CD271陰性であることを指標として分離することにより、軟骨への分化能は示すが、骨への分化能を示さない間葉系幹細胞を得ることができ、SSEA-4陰性且つCD271陽性であることを指標として分離することにより、骨への分化能は示すが、軟骨への分化能を示さない間葉系幹細胞を得ることができる。このような細胞は、例えば軟骨組織又は骨組織のみを再生させるための、非常に有用なツールとなる。   According to the present invention, since mesenchymal stem cells can be efficiently separated, a large amount of mesenchymal stem cells can be easily prepared. Further, the bone quality as a material is a portion that remains after removing bone marrow, which is a useful portion, and is usually discarded. Therefore, the separation method of the present invention using bone material as the material is extremely excellent in that the material can be easily prepared in large quantities and at low cost. Also, by separating CD271 negative as an index, mesenchymal stem cells that show differentiation potential to cartilage but not bone differentiation can be obtained, SSEA-4 negative and CD271 positive Separation using a certain index as an index makes it possible to obtain mesenchymal stem cells that show differentiation potential into bone but do not show differentiation ability into cartilage. Such cells are very useful tools for regenerating only cartilage tissue or bone tissue, for example.

実施例1のFACSによる分離結果を示す。The separation result by FACS of Example 1 is shown. 比較例1のFACSによる分離結果を示す。The separation result by FACS of Comparative Example 1 is shown. 実施例2のFACSによる分画結果を示す。The fractionation result by FACS of Example 2 is shown. 実施例2のCFU-Fアッセイ結果を示す。The CFU-F assay result of Example 2 is shown. 実施例2の前方散乱光の測定結果を示す。The measurement result of the forward scattered light of Example 2 is shown. 比較例2のFACSによる分画結果を示す。The fractionation result by FACS of the comparative example 2 is shown. 比較例2の間葉系幹細胞樹立試験の結果である細胞像を示す。The cell image which is a result of the mesenchymal stem cell establishment test of the comparative example 2 is shown. 試験例1の、骨質由来間葉系幹細胞及び骨髄由来間葉系幹細胞の分離効率を示す。The separation efficiency of bone quality-derived mesenchymal stem cells and bone marrow-derived mesenchymal stem cells in Test Example 1 is shown. 試験例2の、骨質由来間葉系幹細胞及び骨質由来微小幹細胞の前方散乱光の測定結果を示す。The measurement results of forward scattered light of bone quality-derived mesenchymal stem cells and bone quality-derived microstem cells in Test Example 2 are shown. 試験例3の、骨質由来間葉系幹細胞及び骨質由来微小幹細胞の増殖特性を示す。The growth characteristics of bone quality-derived mesenchymal stem cells and bone quality-derived microstem cells in Test Example 3 are shown. 試験例4の、骨質由来間葉系幹細胞の骨分化能を示す。10 shows the bone differentiation ability of bone quality-derived mesenchymal stem cells in Test Example 4. 試験例4の、骨質由来間葉系幹細胞の脂肪分化能を示す。10 shows the fat differentiation ability of bone quality-derived mesenchymal stem cells of Test Example 4. 試験例4の、骨質由来間葉系幹細胞の軟骨分化能を示す。10 shows the cartilage differentiation ability of bone quality-derived mesenchymal stem cells in Test Example 4. 試験例4の、骨髄由来間葉系幹細胞の、骨分化能、脂肪分化能、及び軟骨分化能を示す。The bone differentiation ability, fat differentiation ability, and cartilage differentiation ability of the bone marrow-derived mesenchymal stem cells of Test Example 4 are shown.

1.間葉系幹細胞の分離方法
本発明は、骨質を材料として間葉系幹細胞を分離することを特徴とする、間葉系幹細胞の分離方法に関する。
1. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for isolating mesenchymal stem cells, which comprises isolating mesenchymal stem cells using bone material as a material.

骨質とは骨基質を主成分とする骨組織部分であり骨髄とは区別される組織である。本発明において、骨質は、骨(硬骨の場合、通常、骨膜、骨質、及び骨髄からなる)の骨髄以外の部分である限り特に限定されない。具体的に、骨質としては、例えば硬骨における骨膜及び骨質からなる部分が挙げられ、好ましくは硬骨における骨膜を含まない骨質部分(緻密骨及び海綿骨からなる)が挙げられ、より好ましくは硬骨における骨皮質(緻密骨部分)が挙げられる。材料となる骨質は1種又は2種以上を組み合わせて採用してもよい。   Bone quality is a bone tissue part mainly composed of a bone matrix, and is a tissue that is distinguished from bone marrow. In the present invention, the bone quality is not particularly limited as long as it is a portion other than the bone marrow of bone (usually composed of periosteum, bone quality, and bone marrow in the case of bone). Specifically, the bone quality includes, for example, a part composed of periosteum and bone in a hard bone, preferably a bone part (comprised of dense bone and cancellous bone) not including the periosteum in a hard bone, and more preferably bone in a hard bone. The cortex (compact bone part) can be mentioned. Bone quality as a material may be used alone or in combination of two or more.

骨質の由来生物は、骨を有する生物である限り特に限定されない。具体的に、骨質の由来生物としては、例えばヒト、マウス、アカゲザル、ウサギ、若しくはラット等の哺乳類;ニワトリ等の鳥類;アフリカツメガエル等の両生類;又はゼブラフィッシュ、メダカ、若しくはトラフグ等の魚類が挙げられ、好ましくはヒト、マウス、アカゲザル、ウサギ、又はラット等の哺乳類が挙げられ、より好ましくはヒト、マウス、又はラットが挙げられ、さらに好ましくはヒトが挙げられる。骨質の由来生物は1種又は2種以上を組み合わせて採用してもよい。   The bone-derived organism is not particularly limited as long as it is an organism having bone. Specifically, the bone-derived organisms include, for example, mammals such as humans, mice, rhesus monkeys, rabbits, and rats; birds such as chickens; amphibians such as Xenopus; or fishes such as zebrafish, medaka, and tiger pufferfish. Preferred examples include mammals such as humans, mice, rhesus monkeys, rabbits, and rats, more preferred examples include humans, mice, and rats, and even more preferred examples include humans. Bone-derived organisms may be used alone or in combination of two or more.

骨質の原料である骨の種類は、特に限定されず、種々の種類のものを採用することができる。具体的に、骨質が由来する骨の種類としては、例えば上腕骨、橈骨、尺骨、大腿骨、脛骨、若しくは腓骨等の長骨;手根骨、若しくは足根骨等の短骨;頭頂骨、後頭骨、肋骨、若しくは胸骨等の扁平骨;又は上顎骨等の含気骨が挙げられ、好ましくは上腕骨、橈骨、尺骨、大腿骨、脛骨、又は腓骨等の長骨が挙げられ、より好ましくは大腿骨、又は脛骨が挙げられる。骨質の原料は1種又は2種以上を組み合わせて採用してもよい。   The kind of bone which is a bone material is not particularly limited, and various kinds of bones can be adopted. Specifically, bone types from which bone quality is derived include, for example, long bones such as the humerus, radius, ulna, femur, tibia, and radius; short bones such as the carpal bone or tarsal bone; Flat bones such as the occipital bone, ribs, or sternum; or aerated bones such as the maxilla, preferably long bones such as the humerus, ribs, ulna, femur, tibia, and ribs, more preferably Femur or tibia. The bone material may be used alone or in combination of two or more.

骨質は、骨髄を含有する骨を原料とする場合は、例えば骨を切断し、骨の内腔に存在する骨髄を除去することにより得ることができる。骨髄の除去は、公知の方法により行うことができる。例えば、PBSなどの緩衝液を洗浄液として、骨の内腔を洗い流すという方法が挙げられる。また、骨髄を含有しない骨を原料とする場合は、骨をそのまま骨質として用いることができる。なお、原料である骨としては、例えば骨頭置換術等の手術で取り除かれた骨頭を採用することができる。   Bone quality can be obtained by using bone containing bone marrow as a raw material, for example, by cutting the bone and removing the bone marrow present in the bone lumen. Bone marrow can be removed by a known method. For example, a method of washing away the bone lumen using a buffer solution such as PBS as a washing solution can be mentioned. In addition, when bone that does not contain bone marrow is used as a raw material, bone can be used as bone quality as it is. In addition, as a bone which is a raw material, for example, a bone head removed by an operation such as a bone head replacement can be employed.

得られた骨質は、そのまま材料として用いてもよいが、公知の方法により破砕又は粉砕してから用いる方が好ましい。破砕又は粉砕方法としては、例えば乳鉢上ですりつぶす方法や、各種破砕機又は粉砕機を用いる方法が挙げられる。   The obtained bone quality may be used as a material as it is, but it is preferable to use it after crushing or crushing by a known method. Examples of the crushing or crushing method include a method of crushing on a mortar and a method using various crushers or crushers.

間葉系幹細胞の分離は、公知の方法に従って行うことができる。例えば、材料である骨質から細胞を抽出し、抽出した細胞から、間葉系幹細胞の性質として公知の性質を指標として細胞を分離する方法が挙げられる。   Separation of mesenchymal stem cells can be performed according to a known method. For example, there is a method in which cells are extracted from bone material as a material, and the cells are separated from the extracted cells using a property known as a property of mesenchymal stem cells as an index.

細胞の抽出は、公知の方法に従って行うことができる。例えば、細胞抽出に使用される公知のタンパク質分解酵素で、骨質を処理することにより行われる。この処理により、骨質中の骨基質を構成するコラーゲンなどのタンパク質が分解され、骨基質中に埋め込まれて存在する細胞が抽出される。   Extraction of cells can be performed according to a known method. For example, it is performed by treating bone quality with a known proteolytic enzyme used for cell extraction. By this treatment, proteins such as collagen constituting the bone matrix in the bone quality are decomposed, and cells existing in the bone matrix are extracted.

タンパク質分解酵素は、骨基質を構成するタンパク質を分解する活性を有する酵素であれば特に限定されない。タンパク質分解酵素としては、例えば、コラゲナーゼ、ディスパーゼ、トリプシン、又はプロナーゼが挙げられ、好ましくはコラゲナーゼ又はディスパーゼが挙げられ、より好ましくはコラゲナーゼとディスパーゼの混合物が挙げられる。コラゲナーゼとディスパーゼの混合物としては、重量比(コラゲナーゼ重量:ディスパーゼ重量)が、例えば1.0:0.1〜10、好ましくは1.0:0.5〜4、より好ましくは1.0:1.0〜1.5である混合物が挙げられる。タンパク質分解酵素は1種又は2種以上を組み合わせて採用してもよい。   The proteolytic enzyme is not particularly limited as long as it is an enzyme having an activity of degrading the protein constituting the bone matrix. Examples of the proteolytic enzyme include collagenase, dispase, trypsin, or pronase, preferably collagenase or dispase, more preferably a mixture of collagenase and dispase. As a mixture of collagenase and dispase, the weight ratio (collagenase weight: dispase weight) is, for example, 1.0: 0.1-10, preferably 1.0: 0.5-4, more preferably 1.0: 1.0-1.5. The mixture which is is mentioned. Proteolytic enzymes may be used alone or in combination of two or more.

タンパク質分解酵素による処理は、公知の酵素処理方法、具体的には、例えばタンパク質分解酵素が含まれた溶媒中で、骨質(好ましくは骨質粉砕物)を反応させることにより行われる。   The treatment with a proteolytic enzyme is carried out by reacting bone quality (preferably bone crush) in a known enzyme treatment method, specifically, for example, in a solvent containing a proteolytic enzyme.

溶媒は、タンパク質分解酵素が失活せず、且つ細胞が変性しない限り特に限定されない。溶媒としては、例えばPBSなどの緩衝液、又はα培地等の細胞培養培地を用いることができる。   The solvent is not particularly limited as long as the proteolytic enzyme is not inactivated and the cells are not denatured. As the solvent, for example, a buffer solution such as PBS, or a cell culture medium such as α medium can be used.

タンパク質分解酵素の濃度は、タンパク質分解酵素が活性を発揮する限り特に限定されず、タンパク質分解酵素の種類に応じて適宜設定することができる。タンパク質分解酵素の濃度としては、例えば0.1〜10 mg/mL、好ましくは1.0〜6.0 mg/mL、より好ましくは2.5〜4.0 mg/mLが挙げられる。   The concentration of the proteolytic enzyme is not particularly limited as long as the proteolytic enzyme exhibits activity, and can be appropriately set according to the type of the proteolytic enzyme. The concentration of the proteolytic enzyme is, for example, 0.1 to 10 mg / mL, preferably 1.0 to 6.0 mg / mL, more preferably 2.5 to 4.0 mg / mL.

反応温度は、タンパク質分解酵素が失活せず、且つ細胞が変性しない限り特に限定されず、タンパク質分解酵素の種類に応じて適宜設定することができる。反応温度としては、例えば20〜50℃、好ましくは30〜40℃が挙げられる。   The reaction temperature is not particularly limited as long as the proteolytic enzyme is not inactivated and the cells are not denatured, and can be appropriately set according to the type of the proteolytic enzyme. As reaction temperature, 20-50 degreeC, for example, Preferably 30-40 degreeC is mentioned.

処理時間は、タンパク質分解酵素が活性を発揮することができる限り特に限定されない。処理時間としては、例えば0.5〜4時間、好ましくは1〜2時間が挙げられる。   The treatment time is not particularly limited as long as the proteolytic enzyme can exert its activity. Examples of the treatment time include 0.5 to 4 hours, preferably 1 to 2 hours.

なお、カルシウムイオンやマグネシウムイオン等により活性が阻害されるタンパク質分解酵素(例えば下記のトリプシン等)を使用する場合は、さらにEDTAやEGTA等のキレート剤を、例えば0.5〜1.5 mMの濃度になるようにさらに加えるとよい。また、反応中は、反応溶液中の骨質が沈澱しないように、穏やかに撹拌するとよい。   In addition, when using a proteolytic enzyme whose activity is inhibited by calcium ion or magnesium ion (for example, trypsin described below), a chelating agent such as EDTA or EGTA is further added to a concentration of 0.5 to 1.5 mM, for example. It is good to add further to. Further, during the reaction, it is preferable to gently stir so that the bone quality in the reaction solution does not precipitate.

抽出した細胞からの、間葉系幹細胞の公知の性質を指標とした細胞の分離は、公知の方法に従って行うことができる。   Separation of cells from the extracted cells using the known properties of mesenchymal stem cells as an index can be performed according to known methods.

間葉系幹細胞の公知の性質としては、例えば、非特許文献1等に記載されているように、培養すると培養皿に付着し、線維芽細胞様の形態を示すことが知られている。したがって、例えば、培養皿で培養すると培養皿に付着して線維芽細胞様の形態を示すことを指標として、間葉系幹細胞を分離することができる。   As known properties of mesenchymal stem cells, for example, as described in Non-Patent Document 1 and the like, it is known that when cultured, it adheres to a culture dish and exhibits a fibroblast-like morphology. Therefore, for example, mesenchymal stem cells can be isolated using as an indicator that when cultured in a culture dish, they adhere to the culture dish and show a fibroblast-like morphology.

間葉系幹細胞の公知の性質としては、例えば、非特許文献18〜24に記載されているように、特定の細胞表面マーカーが陽性又は陰性であること知られている。非特許文献18には、間葉系幹細胞は、接着分子(CD44、CD50、CD54、CD58、CD56、CD62L、CD106、及びCD166等)、サイトカイン受容体(CD71、CDw119、CD120a,b、CD121a,b、CD123、CD124、CD126、CD127、及びCD140a等)、インテグリンファミリー(CD29、CD49a、CD49b、CD49c、CD49e、CD49f、CD61、及びCD104等)、並びにその他のマーカー(CD9、CD73、CD90、CD105、CD146、及びCD157)等が陽性であることが記載されている。非特許文献19及び20には、マウス骨髄細胞からCD45陰性、TER119陰性、PDGFRα陽性、且つSca-1陽性である細胞を間葉系幹細胞として分離できることが記載されている。非特許文献21には、CD271が間葉系幹細胞の効率的な分離に有用であることが記載されている。非特許文献22には、CD146 (MUC18)が間葉系幹細胞の効率的な分離に有用であることが記載されている。非特許文献23には、CD271陽性且つCD56陽性であること、又はMSCA-1陽性且つCD56陽性であることを指標として、間葉系幹細胞を分離できることが記載されている。非特許文献24には、これまでES細胞マーカーと考えられていたSSEA-4が間葉系幹細胞の効率的な分離に有用であることが記載されている。したがって、これらのマーカーの陽性又は陰性を指標として、間葉系幹細胞を分離することができる。   As known properties of mesenchymal stem cells, for example, as described in Non-Patent Documents 18 to 24, it is known that a specific cell surface marker is positive or negative. Non-patent document 18 describes mesenchymal stem cells as adhesion molecules (CD44, CD50, CD54, CD58, CD56, CD62L, CD106, CD166, etc.), cytokine receptors (CD71, CDw119, CD120a, b, CD121a, b). , CD123, CD124, CD126, CD127, CD140a, etc.), integrin family (CD29, CD49a, CD49b, CD49c, CD49e, CD49f, CD61, CD104, etc.), and other markers (CD9, CD73, CD90, CD105, CD146, etc.) And CD157) are described as being positive. Non-Patent Documents 19 and 20 describe that CD45 negative, TER119 negative, PDGFRα positive, and Sca-1 positive cells can be isolated from mouse bone marrow cells as mesenchymal stem cells. Non-Patent Document 21 describes that CD271 is useful for efficient separation of mesenchymal stem cells. Non-Patent Document 22 describes that CD146 (MUC18) is useful for efficient separation of mesenchymal stem cells. Non-patent document 23 describes that mesenchymal stem cells can be separated using CD271 positive and CD56 positive, or MSCA-1 positive and CD56 positive as indicators. Non-Patent Document 24 describes that SSEA-4, which has been considered as an ES cell marker, is useful for efficient separation of mesenchymal stem cells. Therefore, mesenchymal stem cells can be isolated using positive or negative of these markers as an index.

間葉系幹細胞の公知の性質としては、例えば、血球系細胞マーカーが陰性であることが知られている。したがって、血球系細胞マーカーが陰性であることを指標の一つとしてもよい。血球系細胞マーカーとしては、血球系細胞、例えば好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球、単球、若しくはマクロファージ等の白血球、赤血球、血小板、肥満細胞、又は樹状細胞等のマーカーとして公知のマーカーである限り特に限定されない。具体的には、例えばB220、CD11b、Ly6G、TcRαβ、TcRγδ、Ter119、CD2、CD3、CD4、CD14、CD19、CD24、CD41、CD56、CD66c、CD235a、又はCD45等を挙げることができる。なお、好ましくは、マウスの場合はB220、CD11b、Ly6G、TcRαβ、TcRγδ、及びTer119全てをLineageマーカーとして用い、ヒトの場合はCD2、CD3、CD4、CD14、CD19、CD24、CD41、CD56、CD66c、及びCD235a全てをLineageマーカーとして用い得る。血球系細胞マーカーは1種又は2種以上を組み合わせて採用してもよい。   As known properties of mesenchymal stem cells, for example, it is known that blood cell markers are negative. Therefore, it is good also as one parameter | index that a blood cell system cell marker is negative. Examples of blood cell markers include blood cells such as leukocytes such as neutrophils, eosinophils, basophils, lymphocytes, monocytes, or macrophages, red blood cells, platelets, mast cells, or dendritic cells. As long as it is a known marker. Specific examples include B220, CD11b, Ly6G, TcRαβ, TcRγδ, Ter119, CD2, CD3, CD4, CD14, CD19, CD24, CD41, CD56, CD66c, CD235a, or CD45. Preferably, in the case of mice, B220, CD11b, Ly6G, TcRαβ, TcRγδ, and Ter119 are all used as lineage markers, and in the case of humans, CD2, CD3, CD4, CD14, CD19, CD24, CD41, CD56, CD66c, And all of CD235a can be used as Lineage markers. The blood cell marker may be used alone or in combination of two or more.

また、アポトーシスマーカー及び/又は死細胞マーカーが陰性であることを指標にして分離することにより、抽出した細胞中のアポトーシス細胞や死細胞を予め除いてもよい。アポトーシスマーカーとしては、例えばAnnexinV、TUNEL、JC-1、cytochrome C、Rhodamine 123、又はTMRE/TMRM等が挙げられ、好ましくはAnnexinVが挙げられる。死細胞マーカーとしては、例えば7ADD、PI、又はHoechst 33258等が挙げられ、好ましくは7ADDが挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて採用してもよい。   Moreover, you may remove in advance the apoptotic cell and the dead cell in the extracted cell by isolate | separating by making it the parameter | index that an apoptosis marker and / or a dead cell marker are negative. Examples of the apoptosis marker include AnnexinV, TUNEL, JC-1, cytochrome C, Rhodamine 123, TMRE / TMRM, and preferably AnnexinV. Examples of the dead cell marker include 7ADD, PI, and Hoechst 33258, and preferably 7ADD. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明の1態様として、CD271陰性であることを指標とすることが好ましく挙げられる。これを指標とすることにより、軟骨への分化能は示すが、骨への分化能は示さない間葉系幹細胞を分離することができる。本発明の別の1態様として、SSEA-4陰性且つCD271陽性であることを指標とすることが好ましく挙げられる。これを指標とすることにより、骨への分化能は示すが、軟骨への分化能は示さない間葉系幹細胞を分離することができる。   As one embodiment of the present invention, it is preferable to use CD271 negative as an index. By using this as an index, mesenchymal stem cells that show differentiation potential into cartilage but do not show differentiation ability into bone can be isolated. Another embodiment of the present invention preferably includes using SSEA-4 negative and CD271 positive as an index. By using this as an index, mesenchymal stem cells that show differentiation potential into bone but do not show differentiation ability into cartilage can be isolated.

再生医療においては、例えば欠損した軟骨を再生すべく間葉系幹細胞を注入すると、軟骨に加えて骨までもが該欠損部に形成されるという危険性が問題となる。したがって、上記のように軟骨への分化能は示すが、骨への分化能は示さない間葉系幹細胞、或いは骨への分化能は示すが、軟骨への分化能は示さない間葉系幹細胞は、このような問題を解決するために非常に有用である。   In regenerative medicine, for example, when mesenchymal stem cells are injected to regenerate a deficient cartilage, the risk that not only cartilage but also bone is formed in the deficient part becomes a problem. Therefore, as described above, mesenchymal stem cells that show differentiation ability into cartilage but do not show differentiation ability into bone, or mesenchymal stem cells that show differentiation ability into bone but not differentiation ability into cartilage. Is very useful to solve such problems.

上記指標は、1種又は2種以上を組み合わせて採用してもよい。   You may employ | adopt the said parameter | index, combining 1 type (s) or 2 or more types.

マーカーを指標とした分離は、公知の方法に従って行うことができる。例えば、細胞を染色し、染色された細胞が発する蛍光量に基づき陽性又は陰性を判断し、陽性又は陰性の細胞を分取することにより行われる。具体的には、これら一連の作業は、例えば細胞分取機能を有するフローサイトメーターを用いて行うことができる。   Separation using the marker as an index can be performed according to a known method. For example, it is performed by staining cells, judging positive or negative based on the amount of fluorescence emitted by the stained cells, and sorting out positive or negative cells. Specifically, the series of operations can be performed using, for example, a flow cytometer having a cell sorting function.

細胞の染色は、例えばマーカーが細胞内在性のタンパク質である場合は、マーカーに対する標識抗体を用いて細胞を免疫染色することにより行うことができ、マーカーがタンパク質以外の細胞内在性因子(例えば細胞表面のフォスファチジルセリン等)に結合する非標識物(例えばAnnexinV(アポトーシスマーカー))である場合は、該マーカーを標識したものを用いて細胞を染色することにより行うことができ、マーカーがタンパク質以外の細胞内在性因子(例えばDNA等)に結合する標識物(蛍光物質)(例えば7ADD(死細胞マーカー))である場合は、該マーカーを用いて細胞を染色することにより行うことができる。   For example, when the marker is a cell endogenous protein, the cell can be stained by immunostaining the cell using a labeled antibody against the marker, and the marker is a cell endogenous factor other than the protein (eg, cell surface). Phosphatidylserine, etc.) can be performed by staining cells with a marker labeled, such as AnnexinV (apoptosis marker). In the case of a label (fluorescent substance) (for example, 7ADD (dead cell marker)) that binds to a cellular endogenous factor (for example, DNA or the like), the cell can be stained using the marker.

マーカーに対する標識抗体や、標識されたマーカーは、各種市販されたものを用いることができる。或いは、公知の方法に従って、マーカーに対する抗体やマーカーを細胞に結合させた後、該抗体や該マーカーに対して標識物をさらに結合させてもよい。標識物の種類としては、FITC、PE、Pacific Blue、APC、PE-Cy7、PE-Cy5、PerCP、Brilliant Violet 570、又はBrilliant Violet421が挙げられる。標識物の選択は、使用するマーカー間で、標識物の蛍光励起波長や蛍光波長のピークができるだけ重ならないものを選択する方が好ましい。   Various commercially available products can be used as the labeled antibody against the marker and the labeled marker. Alternatively, an antibody against a marker or a marker may be bound to cells according to a known method, and then a label may be further bound to the antibody or the marker. As a kind of label | marker, FITC, PE, Pacific Blue, APC, PE-Cy7, PE-Cy5, PerCP, Brilliant Violet 570, or Brilliant Violet421 is mentioned. For the selection of the label, it is preferable to select a label in which the fluorescence excitation wavelength and the peak of the fluorescence wavelength of the label do not overlap as much as possible.

陽性又は陰性の判断は、公知の方法に従って、染色された細胞が発する蛍光量に基づいて行われる。この判断は、公知の手法に従って行うことができる。例えば、ネガティブコントロール細胞(具体的には、例えばアイソタイプコントロール抗体で染色された細胞)が発する蛍光量をバックグラウンドの蛍光量とし、バックグラウンドに対して十分に高い蛍光量を基準に、該基準よりも蛍光量が低い細胞を陰性細胞と判断し、該基準よりも蛍光量が高い細胞を陽性細胞と判断する。   The positive or negative judgment is made based on the amount of fluorescence emitted by the stained cells according to a known method. This determination can be made according to a known method. For example, the amount of fluorescence emitted by a negative control cell (specifically, for example, a cell stained with an isotype control antibody) is defined as a background fluorescence amount, and a sufficiently high fluorescence amount relative to the background is used as a reference. A cell having a low fluorescence amount is determined as a negative cell, and a cell having a higher fluorescence amount than the reference is determined as a positive cell.

陽性又は陰性の細胞の分取は、公知の方法に従って、例えば液滴荷電方式、又はセルキャプチャー方式等により行うことができる。   Sorting of positive or negative cells can be performed according to a known method, for example, by a droplet charging method or a cell capture method.

斯かる本発明の方法により、間葉系幹細胞を、簡便且つ効率的に分離することができ、これにより大量の間葉系幹細胞を容易に調製することができる。また、材料である骨質は通常廃棄される部分であるため、骨質を材料とした上記分離方法は、原材料コストが非常に低い点、及び原材料調達が容易である点で優れている。得られた間葉系幹細胞は、軟骨や骨などの再生医療、免疫制御、移植片対宿主病の治療、及び造血幹細胞(HSC)の支持・増幅等の多様な分野で利用することができる。   By such a method of the present invention, mesenchymal stem cells can be easily and efficiently separated, whereby a large amount of mesenchymal stem cells can be easily prepared. In addition, since the bone material, which is a material, is a part that is normally discarded, the separation method using the bone material as a material is excellent in that the raw material cost is very low and the raw material procurement is easy. The obtained mesenchymal stem cells can be used in various fields such as regenerative medicine such as cartilage and bone, immune control, treatment of graft-versus-host disease, and support / amplification of hematopoietic stem cells (HSC).

2.骨質由来間葉系幹細胞
本発明は、上記「1.間葉系幹細胞の分離方法」に記載の方法により分離された間葉系幹細胞に関する(以下、「本発明の間葉系幹細胞」と示す)。本発明の間葉系幹細胞は、骨質由来であるが故に、従来知られている骨髄や臍帯血由来の間葉系幹細胞とは性質が異なっている。したがって、本発明の間葉系幹細胞は、従来の間葉系幹細胞とは異なる新規の細胞であり、新たな研究材料として提供されるものである。
2. Bone quality-derived mesenchymal stem cells The present invention relates to mesenchymal stem cells isolated by the method described in "1. Method for separating mesenchymal stem cells" (hereinafter referred to as "the mesenchymal stem cells of the present invention"). . Since the mesenchymal stem cells of the present invention are derived from bone quality, they are different in nature from the conventionally known bone marrow and umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells. Therefore, the mesenchymal stem cell of the present invention is a novel cell different from the conventional mesenchymal stem cell, and is provided as a new research material.

本発明の間葉系幹細胞の好ましい1態様としては、(a)骨質由来であり、(b)血球系細胞マーカー陰性であり、(c)アポトーシスマーカー及び/又は死細胞マーカー陰性であり、且つ(d)CD271陰性である、間葉系幹細胞が挙げられる。この細胞は、軟骨への分化能は示すが、骨への分化能は示さない。したがって、例えば、軟骨組織の再生医療に有用である。   As a preferred embodiment of the mesenchymal stem cell of the present invention, (a) derived from bone substance, (b) negative for blood cell marker, (c) negative for apoptosis marker and / or dead cell marker, and ( d) Mesenchymal stem cells that are negative for CD271. These cells show the ability to differentiate into cartilage but do not show the ability to differentiate into bone. Therefore, for example, it is useful for regenerative medicine of cartilage tissue.

本発明の間葉系幹細胞の別の好ましい1態様としては、(a)骨質由来であり、(b)血球系細胞マーカー陰性であり、(c)アポトーシスマーカー及び/又は死細胞マーカー陰性であり、(e)SSEA-4陰性であり、且つ(f)CD271陽性である、間葉系幹細胞が挙げられる。この細胞は、骨への分化能は示すが、軟骨への分化能は示さない。したがって、例えば、骨組織の再生医療に有用である。   Another preferred embodiment of the mesenchymal stem cells of the present invention is (a) derived from bone, (b) negative for hematopoietic cell markers, (c) negative for apoptosis markers and / or dead cell markers, (E) Mesenchymal stem cells that are SSEA-4 negative and (f) CD271 positive. These cells show the ability to differentiate into bone but do not show the ability to differentiate into cartilage. Therefore, it is useful for regenerative medicine of bone tissue, for example.

以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1:マウス骨質由来間葉系幹細胞の分離
骨髄由来間葉系幹細胞を分離する指標として既に知られている、Lineage及びCD45が陰性であり且つSca-1及びPDGFRαが陽性であるという指標(非特許文献19及び20)に基づき、マウス骨質を材料として間葉系幹細胞を分離した。具体的には次のように行った。
Example 1: Separation of mouse bone quality-derived mesenchymal stem cells Already known as an index for isolating bone marrow-derived mesenchymal stem cells, an index that Lineage and CD45 are negative and that Sca-1 and PDGFRα are positive ( Based on Non-Patent Documents 19 and 20), mesenchymal stem cells were isolated from mouse bone material. Specifically, it was performed as follows.

[細胞液の調製]
3匹の8週齢雌C57BL/6マウスより、合計6本の脛骨(tibia)を採取した。脛骨の骨端を切除し、脛骨内腔に存在する骨髄を、PBS+2%FCSで洗い流した。骨髄が除去された骨質部分を乳鉢で粉砕し、得られた粉砕物をPBS+2%FCSで洗浄した。洗浄後に残った粉砕物をビーカーに入れ、該粉砕物が十分に浸る程度にcollagenase-dispase液を加えた。該ビーカーを37℃の恒温器中の振盪プレート上におき、ビーカー内の液を穏やかに撹拌しながら1時間処理した。得られた処理液を細胞液とした。なお、上記調製で用いるcollagenase-dispase液(計20 ml)は、PBSを用いてCollagenase type I(Invitrogen社)溶液(10 mg/ml)、及びDispase(Invitrogen社)溶液(10 mg/ml)をそれぞれ別々に調製した後、millipore filterで滅菌し、滅菌済みCollagenase溶液3 mlと滅菌済みDispase溶液4 mlとを混合し、さらに20%FCSを含むα培地13 mlを混合して調製した。
[Preparation of cell fluid]
A total of 6 tibias were collected from 3 8 week old female C57BL / 6 mice. The epiphysis of the tibia was excised and the bone marrow present in the tibia lumen was washed away with PBS + 2% FCS. The bone part from which the bone marrow was removed was pulverized with a mortar, and the obtained pulverized product was washed with PBS + 2% FCS. The pulverized material remaining after washing was placed in a beaker, and the collagenase-dispase solution was added to such an extent that the pulverized material was sufficiently immersed. The beaker was placed on a shaking plate in a 37 ° C. incubator, and the liquid in the beaker was treated for 1 hour with gentle stirring. The obtained treatment solution was used as a cell solution. The collagenase-dispase solution (20 ml in total) used in the above preparation was prepared by using the collagenase type I (Invitrogen) solution (10 mg / ml) and Dispase (Invitrogen) solution (10 mg / ml) using PBS. Each was prepared separately, sterilized with a millipore filter, mixed with 3 ml of sterilized Collagenase solution and 4 ml of sterilized Dispase solution, and further mixed with 13 ml of α medium containing 20% FCS.

[免疫染色]
細胞液中の細胞等を、FITC標識されたLineageマーカー(B220、CD11b、Ly6G、TcRαβ、TcRγδ、Ter119)抗体、PE標識されたCD45抗体、Pacific Blue標識されたSca-1抗体、APC標識されたPDGFRα抗体、7ADD、及びFITC標識されたAnnexinVを用いて、定法に従って免疫染色した。
[Immunostaining]
Cells in the cell fluid were labeled with FITC-labeled Lineage markers (B220, CD11b, Ly6G, TcRαβ, TcRγδ, Ter119), PE-labeled CD45 antibody, Pacific Blue-labeled Sca-1 antibody, APC-labeled Immunostaining was performed according to a conventional method using PDGFRα antibody, 7ADD, and FITC-labeled AnnexinV.

[FACS解析]
FACS(FACS Aria(BD Bioscience))により、細胞等が免疫染色された細胞液から、Lineage及びCD45が陰性であり、且つSca-1及びPDGFRαが陽性である細胞を間葉系幹細胞として分離した。なお、陽性であるか陰性であるかの境界の設定は、定法に従って行った。FACSによる分離結果を図1に示す。
[FACS analysis]
By FACS (FACS Aria (BD Bioscience)), cells that were negative for Lineage and CD45 and positive for Sca-1 and PDGFRα were separated as mesenchymal stem cells from the cell solution in which the cells were immunostained. The boundary between positive and negative was set according to a standard method. Fig. 1 shows the results of separation by FACS.

比較例1:マウス骨髄由来間葉系幹細胞の分離
細胞液として、実施例1の[細胞液の調製]において除去された骨髄を用いた以外は、実施例1と同様に行った。FACSによる分離結果を図2に示す。
Comparative Example 1: The same procedure as in Example 1 was performed, except that the bone marrow removed in [Preparation of cell fluid] in Example 1 was used as the separated cell fluid of mouse bone marrow-derived mesenchymal stem cells . The results of separation by FACS are shown in FIG.

実施例2:ヒト骨質由来間葉系幹細胞の分離
ヒト骨質を材料として、間葉系幹細胞を分離した。具体的には次のように行った。
Example 2: Isolation of mesenchymal stem cells derived from human bone mesenchymal stem cells were isolated from human bone material. Specifically, it was performed as follows.

[細胞液の調製]
関西医科大学倫理委員会の承認(関医倫第1114号)の下に、大腿骨の人工骨頭置換術の際に切除された大腿骨骨端部の骨皮質ブロック(1〜2cm角)の提供を受けた。なお、該人工骨頭置換術の患者より文書による同意を得た。骨皮質ブロックを、生理食塩水で数回洗浄した後、collagenase-dispase-DNase液中に分散し、37℃で1時間震盪処理した。震盪処理後、骨皮質ブロックはスポンジ状となり、骨皮質細胞浮遊液が得られた。その後、70μmのセルストレーナーを通して骨片や細胞集塊を除去した。さらに溶血操作を行って赤血球を除去し、骨質由来細胞液を得た。
[Preparation of cell fluid]
Under the approval of the Kansai Medical University Ethics Committee (Kan Medical School No. 1114), provision of bone cortex blocks (1-2 cm square) at the end of the femur removed during femoral artificial head replacement Received. In addition, written consent was obtained from the patient with the artificial bone head replacement. The bone cortex block was washed several times with physiological saline, then dispersed in collagenase-dispase-DNase solution and shaken at 37 ° C. for 1 hour. After the shaking treatment, the bone cortical block became sponge-like and a bone cortical cell suspension was obtained. Thereafter, bone fragments and cell clumps were removed through a 70 μm cell strainer. Furthermore, hemolysis was performed to remove red blood cells, and a bone quality-derived cell fluid was obtained.

[免疫染色]
得られた細胞液中の細胞等を、FITC標識されたLineageマーカー(CD2、CD3、CD4、CD14、CD16、CD19、CD24、CD41、CD56、CD66c、CD235a)抗体、BV510標識されたCD45抗体、PE標識されたCD271抗体、APC標識されたSSEA-4抗体、7-AAD、及びFITC標識されたAnnexinVを用いて、定法に従って免疫染色した。
[Immunostaining]
Cells in the obtained cell fluid are labeled with FITC-labeled lineage markers (CD2, CD3, CD4, CD14, CD16, CD19, CD24, CD41, CD56, CD66c, CD235a) antibody, CD45 antibody labeled with BV510, PE Immunostaining was performed using a labeled CD271 antibody, APC-labeled SSEA-4 antibody, 7-AAD, and FITC-labeled Annexin V according to a conventional method.

[FACS解析]
FACSを用いて、細胞等が免疫染色された細胞液から、FSC/SSCゲートでdoubletを除去した。さらに7-ADD(死細胞マーカー)、AnnexinV(アポトーシスマーカー)、Lineage(血球系細胞マーカー)、及びCD45(血球系細胞マーカー)陰性である細胞を分取した。これを、さらに4つ(SSEA-4陰性且つCD271陰性である分画(DN(Double Negative))、SSEA-4陽性且つCD271陰性である分画(SSEA-4 SP(Single Positive))、SSEA-4陰性且つCD271陽性である分画(CD271 SP(Single Positive))、及びSSEA-4陽性且つCD271陽性である分画(DP(Double Positive)))に亜分画した。FACSによる分画結果を図3に示す。
[FACS analysis]
Using FACS, doublet was removed by FSC / SSC gate from the cell fluid in which cells were immunostained. Furthermore, 7-ADD (dead cell marker), AnnexinV (apoptosis marker), Lineage (blood cell marker), and CD45 (blood cell marker) negative cells were collected. This was further divided into four (SSEA-4 negative and CD271 negative fraction (DN (Double Negative)), SSEA-4 positive and CD271 negative fraction (SSEA-4 SP (Single Positive)), SSEA- Subfractionation into 4 negative and CD271 positive fractions (CD271 SP (Single Positive)) and SSEA-4 positive and CD271 positive fractions (DP (Double Positive))). FACS fractionation results are shown in FIG.

[CFU-Fアッセイ]
FACSにより得られた4つの分画の細胞を培地(10%FCS含有α-MEM)に懸濁し、該細胞懸濁液を10 cm2プラスチックディッシュに播種して、定法に従って培養した。培養開始から12日後に、間葉系幹細胞の有無の指標となるCFU-F形成の有無を、倒立位相差顕微鏡で観察した。CFU-Fアッセイの結果を図4に示す。
[CFU-F assay]
Four fractions of cells obtained by FACS were suspended in a medium (α-MEM containing 10% FCS), the cell suspension was seeded on a 10 cm 2 plastic dish, and cultured according to a standard method. Twelve days after the start of the culture, the presence or absence of CFU-F formation as an indicator of the presence or absence of mesenchymal stem cells was observed with an inverted phase contrast microscope. The results of CFU-F assay are shown in FIG.

[細胞の大きさの測定]
FACSにより得られた4つの分画の細胞それぞれについて、細胞の大きさを示す前方散乱光(FSC)を測定した。前方散乱光の測定結果を図5に示す。
[Measurement of cell size]
For each of the four fractional cells obtained by FACS, forward scattered light (FSC) indicating the cell size was measured. The measurement result of the forward scattered light is shown in FIG.

[結果]
図3より、各々の分画細胞の割合は、DP分画が6.9%、CD271 SP分画が14.8%、SSEA-4 SP分画が2.5%、DN分画が61.5%であった。図4より、4つの分画全て、CFU-Fを形成することが確認された。このことから、4つの分画全てに間葉系幹細胞が含まれていることが示された。図5より、細胞の大きさの分布のパターンを見ると、4つの分画は、FSC250〜600付近で同様のピークを示すものの、FSC800〜2000付近では分布のパターンが異なっていた。
[result]
From FIG. 3, the fraction of each fractional cell was 6.9% for the DP fraction, 14.8% for the CD271 SP fraction, 2.5% for the SSEA-4 SP fraction, and 61.5% for the DN fraction. From FIG. 4, it was confirmed that all four fractions formed CFU-F. This showed that all four fractions contained mesenchymal stem cells. From the cell size distribution pattern shown in FIG. 5, the four fractions showed similar peaks in the vicinity of FSC 250-600, but the distribution pattern was different in the vicinity of FSC 800-2000.

比較例2:ヒト骨髄由来間葉系幹細胞の分離
ヒト骨髄を材料として、間葉系幹細胞を分離した。具体的には次のように行った。
Comparative Example 2: Isolation of mesenchymal stem cells derived from human bone marrow Mesenchymal stem cells were isolated using human bone marrow as a material. Specifically, it was performed as follows.

[細胞液の調製]
血縁者間同種骨髄移植又は非血縁者間同種骨髄移植に際して、通常は廃棄されるフィルターバッグに残存する細胞を回収し、PBS-を用いて数回洗浄した。洗浄後の細胞から、Ficoll-Paque比重遠心法により単核球分画を回収した。回収した単核球分画から、免疫磁気ビーズでlineage陽性細胞を除去したものを細胞液とした。なお、血縁者間同種骨髄移植のフィルターバッグの使用については、関西医科大学倫理委員会の承認(関医倫第611号)を得た上で、該骨随移植の健常人ドナーより文書による同意を得た。また、非血縁者間同種骨髄移植のフィルターバッグの使用については、財団法人骨髄移植推進財団データ・試料管理委員会の承認(平成18年12月19日)を得て、該骨髄移植の健常人ドナーより文書による同意を得た。
[Preparation of cell fluid]
At the time of the allogeneic allogeneic bone marrow transplantation or the unrelated allogeneic bone marrow transplantation, the cells remaining in the filter bag usually discarded were collected and washed several times with PBS-. The mononuclear cell fraction was recovered from the washed cells by Ficoll-Paque specific gravity centrifugation. A cell solution was obtained by removing lineage positive cells from the collected mononuclear cell fraction with immunomagnetic beads. Regarding the use of a filter bag for allogeneic allogeneic bone marrow transplantation, with the approval of the Kansai Medical University Ethics Committee (Seki Medical Lingen No. 611), written consent from a healthy donor for the bone transplantation Got. In addition, the use of filter bags for unrelated allogeneic bone marrow transplantation was approved by the Data and Sample Management Committee of the Foundation for Bone Marrow Transplantation (December 19, 2006), and healthy people with such bone marrow transplantation. Written consent was obtained from the donor.

[FACS解析]
細胞液を、実施例2と同様に、4つ(SSEA-4陰性且つCD271陰性である分画(DN(Double Negative))、SSEA-4陽性且つCD271陰性である分画(SSEA-4 SP(Single Positive))、SSEA-4陰性且つCD271陽性である分画(CD271 SP(Single Positive))、及びSSEA-4陽性且つCD271陽性である分画(DP(Double Positive)))に亜分画した。分画は、細胞液を変えて複数回行った。FACSによる分画結果の1つを図6に示す。
[FACS analysis]
As in Example 2, the cell fluid was divided into 4 fractions (SSEA-4 negative and CD271 negative (DN (Double Negative)), SSEA-4 positive and CD271 negative (SSEA-4 SP ( Single Positive)), SSEA-4 negative and CD271 positive fraction (CD271 SP (Single Positive)), and SSEA-4 positive and CD271 positive fraction (DP (Double Positive))) . Fractionation was performed multiple times with different cell fluids. One of the FACS fractionation results is shown in FIG.

[間葉系幹細胞樹立試験]
FACSにより得られた4つの分画の細胞を培地(10%FCS含有α-MEM)に懸濁し、該細胞懸濁液を10 cm2プラスチックディッシュに播種して、定法に従って培養を開始した。培養開始後、ディッシュ上の細胞がコンフルエントになったらその一部を新たなディッシュに継代するという工程を繰り返した。4継代目(培養開始から約1ヶ月)に、細胞の増殖の有無、及び細胞形態を観察し、間葉系幹細胞が樹立できたか否かを評価した。細胞形態の観察結果を図7に示す。
[Mesenchymal stem cell establishment test]
Four fractions of cells obtained by FACS were suspended in a medium (α-MEM containing 10% FCS), the cell suspension was seeded on a 10 cm 2 plastic dish, and culture was started according to a standard method. After the culture was started, when the cells on the dish became confluent, a part of the cells was subcultured to a new dish. At the 4th passage (about 1 month from the start of culture), the presence or absence of cell proliferation and the cell morphology were observed to evaluate whether or not mesenchymal stem cells could be established. The observation results of cell morphology are shown in FIG.

[結果]
FACS解析の結果、細胞液の細胞数に対する各分画の細胞数の割合は、DP分画が0.1〜3.1%、CD271 SP分画が0.1〜6.8%、SSEA-4 SP分画が3.3〜42.5%、DN分画が50.7〜93.4%であった。また、図7に示されるように、SSEA-4 SP分画以外の3分画(DN、CD271 SP、DP)で間葉系幹細胞の樹立に成功した。
[result]
As a result of FACS analysis, the ratio of the number of cells in each fraction to the number of cells in the cell solution was 0.1 to 3.1% for the DP fraction, 0.1 to 6.8% for the CD271 SP fraction, and 3.3 to 42.5 for the SSEA-4 SP fraction. %, DN fraction was 50.7-93.4%. In addition, as shown in FIG. 7, mesenchymal stem cells were successfully established in three fractions (DN, CD271 SP, DP) other than the SSEA-4 SP fraction.

比較例3:マウス骨質由来微小幹細胞の分離
実施例1の[FACS解析]において、Lineage(血球系細胞マーカー)、CD45(血球系細胞マーカー)、及びPDGFRα(幹細胞マーカー)が陰性であり、且つSca-1が陽性である細胞を微小幹細胞として分離した。
Comparative Example 3: Isolation of mouse bone quality-derived microstem cells In [FACS analysis] of Example 1, Lineage (blood cell marker), CD45 (blood cell marker), and PDGFRα (stem cell marker) were negative, and Sca Cells positive for -1 were isolated as microstem cells.

試験例1:骨質由来間葉系幹細胞の分離効率
骨質から間葉系幹細胞を分離する場合(実施例1)と、骨髄から間葉系幹細胞を分離する場合(比較例1)とで、分離効率(細胞液中の細胞1×106当たりの、間葉系幹細胞の数)を比較した。比較結果を図8に示す。図8より、骨髄よりも骨質を材料とする方が約1000倍も効率的に間葉系幹細胞を分離できることが示された。
Test example 1: Separation efficiency of bone-derived mesenchymal stem cells Separation efficiency when separating mesenchymal stem cells from bone (Example 1) and when separating mesenchymal stem cells from bone marrow (Comparative Example 1) (Number of mesenchymal stem cells per 1 × 10 6 cells in cell fluid) was compared. The comparison results are shown in FIG. FIG. 8 shows that mesenchymal stem cells can be separated about 1000 times more efficiently when bone material is used than bone marrow.

試験例2:骨質由来間葉系幹細胞の大きさ
骨質由来間葉系幹細胞(実施例1)と、骨質由来微小幹細胞(比較例3)とで、細胞の大きさを比較した。具体的には、細胞の大きさを示す前方散乱光(FSC)を測定して、該測定値を比較した。比較結果を図9に示す。図9中、aが骨質由来間葉系幹細胞の大きさの分布を示し、bが骨質由来微小幹細胞の大きさの分布を示す。図9より、両細胞のピークは大きく異なり(間葉系幹細胞:FSC 550付近、微小幹細胞:FSC 50付近)、また分布パターンも異なることから、両者は明確に区別される異なる細胞であることが示唆された。
Test Example 2: Size of bone quality-derived mesenchymal stem cells The size of bone quality was compared between bone quality-derived mesenchymal stem cells (Example 1) and bone quality-derived microstem cells (Comparative Example 3). Specifically, forward scattered light (FSC) indicating the size of the cells was measured, and the measured values were compared. The comparison results are shown in FIG. In FIG. 9, a indicates the distribution of the size of bone quality-derived mesenchymal stem cells, and b indicates the distribution of the size of bone quality-derived microstem cells. From Fig. 9, the peaks of both cells are greatly different (mesenchymal stem cells: around FSC 550, micro-stem cells: around FSC 50), and the distribution pattern is also different. It was suggested.

試験例3:骨質由来間葉系幹細胞の増殖特性
骨質由来間葉系幹細胞(実施例1)と、骨質由来微小幹細胞(比較例3)とで、増殖特性を比較した。具体的には、それぞれの細胞を培地(20%FCS含有α‐MEM)中で2週間、定法に従って培養した。培養中の細胞を倒立位相差顕微鏡で観察した。観察結果を図10に示す。間葉系幹細胞(MSCs)は分裂増殖してクラスターを形成した。さらに、脂肪滴の蓄積も観察された。一方、骨質由来微小幹細胞は分裂・増殖が観察されなかった。このように、両細胞は増殖特性が異なることから、明確に区別される異なる細胞であることが示唆された。
Test Example 3: Proliferation characteristics of bone quality-derived mesenchymal stem cells Growth characteristics were compared between bone quality-derived mesenchymal stem cells (Example 1) and bone quality-derived microstem cells (Comparative Example 3). Specifically, each cell was cultured in a medium (α-MEM containing 20% FCS) for 2 weeks according to a conventional method. Cells in culture were observed with an inverted phase contrast microscope. The observation results are shown in FIG. Mesenchymal stem cells (MSCs) proliferated and formed clusters. In addition, accumulation of fat droplets was also observed. On the other hand, no division / proliferation was observed in bone quality-derived microstem cells. Thus, both cells have different growth characteristics, suggesting that they are distinct cells that are clearly distinguished.

試験例4:骨質由来間葉系幹細胞の分化能の解析
骨質由来間葉系幹細胞(実施例2)及び骨髄由来間葉系幹細胞(比較例2)について、骨、脂肪、及び軟骨細胞への分化能を解析した。具体的には次の様に行った。
Test Example 4: Analysis of differentiation potential of bone quality-derived mesenchymal stem cells Differentiation of bone quality-derived mesenchymal stem cells (Example 2) and bone marrow-derived mesenchymal stem cells (Comparative Example 2) into bone, fat, and chondrocytes The ability was analyzed. Specifically, it went as follows.

[骨質由来間葉系幹細胞の分化能の解析]
骨質由来間葉系幹細胞の4つの分画(DP、CD271 SP、SSEA-4 SP分画、及びDN分画)それぞれを、骨分化誘導キット、脂肪分化誘導キット、又は軟骨分化誘導キット(いずれもR & D社、Mesenchymal Stem Cell Functional Identification Kit)で分化誘導させ、誘導から21日目の細胞を4%パラホルムアルデヒド(PFA)で固定した。骨分化誘導させたサンプルについては、4%PFAで固定したサンプルを、定法に従ってアルカリ性ホスファターゼ染色し、染色像を観察した(CKX41, オリンパス社)(図11)。脂肪分化誘導させたサンプルについては、4%PFAで固定したサンプルを、定法に従ってズダンII染色(Oil Red O染色)し、染色像を観察した(CKX41, オリンパス社)(図12)。軟骨分化誘導させたサンプルについては、4%PFAで固定した細胞塊から凍結切片を作成し、該切片を定法に従ってAlcian Blueにより染色し、染色像を観察した(CKX41, オリンパス社)(図13)。
[Analysis of differentiation potential of bone quality-derived mesenchymal stem cells]
Each of the four fractions of bone quality-derived mesenchymal stem cells (DP, CD271 SP, SSEA-4 SP fraction, and DN fraction) is divided into a bone differentiation induction kit, a fat differentiation induction kit, or a cartilage differentiation induction kit (all Differentiation was induced with R & D, Mesenchymal Stem Cell Functional Identification Kit), and cells on day 21 after induction were fixed with 4% paraformaldehyde (PFA). Regarding the sample in which bone differentiation was induced, a sample fixed with 4% PFA was stained with alkaline phosphatase according to a conventional method, and a stained image was observed (CKX41, Olympus) (FIG. 11). As for the sample in which adipose differentiation was induced, a sample fixed with 4% PFA was stained with Sudan II (Oil Red O staining) according to a conventional method, and a stained image was observed (CKX41, Olympus) (FIG. 12). For the sample induced to differentiate cartilage, a frozen section was prepared from a cell mass fixed with 4% PFA, the section was stained with Alcian Blue according to a standard method, and a stained image was observed (CKX41, Olympus) (FIG. 13). .

[骨質由来間葉系幹細胞の分化能の解析結果]
図11〜13に示すように、全骨質細胞(whole bone)由来有核細胞より樹立した間葉系幹細胞は、骨、脂肪、及び軟骨の3系統の細胞に分化誘導可能であった。DP分画の間葉系幹細胞は、対照と同様に、骨、脂肪、及び軟骨の3系統の細胞に分化誘導可能であった。一方、DN分画の間葉系幹細胞は、脂肪、及び軟骨の2系統の細胞に分化誘導可能であったが、骨への分化誘導はできなかった。同様に、SSEA-4 SP分画の間葉系幹細胞も、脂肪、及び軟骨の2系統の細胞に分化誘導可能であったが、骨への分化誘導はできなかった。CD271 SP分画の間葉系幹細胞は、骨、及び脂肪の2系統の細胞に分化誘導可能であったが、軟骨への分化誘導はできなかった。各分画の間葉系幹細胞が分化する組織を表1にまとめる。
[Results of analysis of differentiation potential of bone-derived mesenchymal stem cells]
As shown in FIGS. 11 to 13, the mesenchymal stem cells established from nucleated cells derived from whole bone cells (whole bone) were able to induce differentiation into three cells of bone, fat, and cartilage. Similar to the control, the mesenchymal stem cells of the DP fraction were able to induce differentiation into three cell lines, bone, fat, and cartilage. On the other hand, the mesenchymal stem cells of the DN fraction could induce differentiation into two cell lines, fat and cartilage, but could not induce differentiation into bone. Similarly, the mesenchymal stem cells of the SSEA-4 SP fraction could be induced to differentiate into two cells, fat and cartilage, but could not be induced to differentiate into bone. The CD271 SP fraction mesenchymal stem cells were able to induce differentiation into two cells, bone and fat, but could not induce differentiation into cartilage. The tissues in which mesenchymal stem cells differentiate from each fraction are summarized in Table 1.

Figure 2015039307
Figure 2015039307

以上より、骨質由来の細胞液を、SSEA-4及びCD271を指標として分画することにより、特定の組織にのみ分化する(或いは特定の組織に分化しない)間葉系幹細胞を分離できることが示唆された。 From the above, it is suggested that mesenchymal stem cells that differentiate only into specific tissues (or do not differentiate into specific tissues) can be isolated by fractionating bone quality-derived cell fluid using SSEA-4 and CD271 as indices. It was.

[骨髄由来間葉系幹細胞の分化能の解析]
骨髄由来間葉系幹細胞の4つの分画(DP、CD271 SP、SSEA-4 SP分画、及びDN分画)それぞれを、骨分化誘導キット、脂肪分化誘導キット、又は軟骨分化誘導キット(いずれもR & D社、Mesenchymal Stem Cell Functional Identification Kit)で分化誘導させ、誘導から21日目に細胞を4%PFAで固定した。骨分化誘導させたサンプルについては、4%PFAで固定したサンプルを、一次抗体として抗osteocalcin抗体(骨分化誘導キットに添付)を用いて免疫染色し、染色像を蛍光顕微鏡(BX50、オリンパス社)で観察した。脂肪分化誘導させたサンプルについては、4%PFAで固定したサンプルを、一次抗体として抗FABP-4抗体(脂肪分化誘導キットに添付)を用いて免疫染色し、染色像を蛍光顕微鏡(BX50、オリンパス社)で観察した。軟骨分化誘導させたサンプルについては、4%PFAで固定した細胞塊から凍結切片を作成し、該切片を、一次抗体として抗Aggrecan抗体(軟骨分化誘導キットに添付)を用いて免疫染色し、染色像を蛍光顕微鏡(BX50、オリンパス社)で観察した。観察像を図14に示す。
[Analysis of differentiation potential of bone marrow-derived mesenchymal stem cells]
Each of the four fractions of bone marrow-derived mesenchymal stem cells (DP, CD271 SP, SSEA-4 SP fraction, and DN fraction) was converted into a bone differentiation induction kit, a fat differentiation induction kit, or a cartilage differentiation induction kit (all R & D, Mesenchymal Stem Cell Functional Identification Kit) was used to induce differentiation, and cells were fixed with 4% PFA on the 21st day after induction. For samples induced to differentiate into bone, 4% PFA-fixed sample was immunostained with anti-osteocalcin antibody (attached to the bone differentiation induction kit) as the primary antibody, and the stained image was fluorescent microscope (BX50, Olympus) Observed with. For samples induced to differentiate into fat, 4% PFA-fixed sample was immunostained with anti-FABP-4 antibody (attached to adipose differentiation induction kit) as the primary antibody, and the stained image was fluorescence microscope (BX50, Olympus) Observed). For the sample in which cartilage differentiation was induced, a frozen section was prepared from a cell mass fixed with 4% PFA, and the section was immunostained using an anti-Aggrecan antibody (attached to the cartilage differentiation induction kit) as a primary antibody, and stained. The image was observed with a fluorescence microscope (BX50, Olympus). An observation image is shown in FIG.

[骨髄由来間葉系幹細胞の分化能の解析結果]
図14に示すように、DP分画以外の間葉系幹細胞は、骨、脂肪、及び軟骨の3系統の細胞に分化誘導可能であった。一方、DP分画の間葉系幹細胞は、骨、及び軟骨の3系統の細胞に分化誘導可能であったが、脂肪への分化誘導はできなかった。
[Results of analysis of differentiation potential of bone marrow-derived mesenchymal stem cells]
As shown in FIG. 14, the mesenchymal stem cells other than the DP fraction were able to induce differentiation into three cells of bone, fat, and cartilage. On the other hand, the mesenchymal stem cells of the DP fraction were able to induce differentiation into three cell lines, bone and cartilage, but could not induce differentiation into fat.

Claims (7)

骨質を材料として間葉系幹細胞を分離することを特徴とする、間葉系幹細胞の分離方法。 A method for isolating mesenchymal stem cells, comprising isolating mesenchymal stem cells using bone quality as a material. CD271陰性であることを指標として間葉系幹細胞を分離する、請求項1に記載の分離方法。 The separation method according to claim 1, wherein mesenchymal stem cells are separated using CD271 negative as an index. SSEA-4陰性且つCD271陽性であることを指標として間葉系幹細胞を分離する、請求項1に記載の分離方法。 The separation method according to claim 1, wherein mesenchymal stem cells are separated using SSEA-4 negative and CD271 positive as indices. さらに、血球系細胞マーカー陰性、アポトーシスマーカー陰性、及び死細胞マーカー陰性よりなる群から選択される少なくとも1種を指標として間葉系幹細胞を分離する、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, further comprising isolating mesenchymal stem cells using as an index at least one selected from the group consisting of blood cell marker negative, apoptosis marker negative, and dead cell marker negative. . 請求項1〜4のいずれかに記載の分離方法によって分離された間葉系幹細胞。 A mesenchymal stem cell isolated by the separation method according to claim 1. (a)骨質由来であり、(b)血球系細胞マーカー陰性であり、(c)アポトーシスマーカー及び/又は死細胞マーカー陰性であり、且つ(d)CD271陰性である、間葉系幹細胞。 Mesenchymal stem cells that are (a) derived from bone quality, (b) negative for hematopoietic cell markers, (c) negative for apoptosis markers and / or dead cell markers, and (d) negative for CD271. (a)骨質由来であり、(b)血球系細胞マーカー陰性であり、(c)アポトーシスマーカー及び/又は死細胞マーカー陰性であり、(e)SSEA-4陰性であり、且つ(f)CD271陽性である、間葉系幹細胞。 (A) derived from bone quality, (b) negative for hematopoietic cell marker, (c) negative for apoptosis marker and / or dead cell marker, (e) negative for SSEA-4, and (f) positive for CD271 A mesenchymal stem cell.
JP2013170480A 2013-08-20 2013-08-20 Method for isolating mesenchymal stem cells Expired - Fee Related JP6207299B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013170480A JP6207299B2 (en) 2013-08-20 2013-08-20 Method for isolating mesenchymal stem cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013170480A JP6207299B2 (en) 2013-08-20 2013-08-20 Method for isolating mesenchymal stem cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015039307A true JP2015039307A (en) 2015-03-02
JP6207299B2 JP6207299B2 (en) 2017-10-04

Family

ID=52693835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013170480A Expired - Fee Related JP6207299B2 (en) 2013-08-20 2013-08-20 Method for isolating mesenchymal stem cells

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6207299B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114288323A (en) * 2021-12-17 2022-04-08 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 Use of CD140a + mesenchymal stem cell subpopulation for treating nerve injury

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003052365A (en) * 2001-08-20 2003-02-25 Japan Science & Technology Corp Separation of mesenchymal stem cell from mammalian animal and method for using the same
JP2009060840A (en) * 2007-09-06 2009-03-26 Keio Gijuku Method for concentrating human mesenchymal stem cell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003052365A (en) * 2001-08-20 2003-02-25 Japan Science & Technology Corp Separation of mesenchymal stem cell from mammalian animal and method for using the same
JP2009060840A (en) * 2007-09-06 2009-03-26 Keio Gijuku Method for concentrating human mesenchymal stem cell

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BLOOD, 2007, VOL.109, NO.4, P.1743-1751, JPN6017008707, ISSN: 0003620651 *
EXPERIMENTAL HEMATOLOGY, 2002, VOL.30, P.783-791, JPN6017008705, ISSN: 0003620650 *
STEM CELLS INTERNATIONAL, 2013.05.20 (PUBLISHED ONLINE), VOL.2013, ARTICLE ID 507301, JPN6017008700, ISSN: 0003517221 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114288323A (en) * 2021-12-17 2022-04-08 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 Use of CD140a + mesenchymal stem cell subpopulation for treating nerve injury
CN114288323B (en) * 2021-12-17 2023-12-22 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 Use of cd140a+ mesenchymal stem cell subpopulations in the treatment of nerve injury

Also Published As

Publication number Publication date
JP6207299B2 (en) 2017-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8440440B2 (en) Ultrasonic cavitation derived stromal or mesenchymal vascular extracts and cells derived therefrom obtained from adipose tissue and use thereof
Kemp et al. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells
Hynes et al. Generation of functional mesenchymal stem cells from different induced pluripotent stem cell lines
Futami et al. Isolation and characterization of multipotential mesenchymal cells from the mouse synovium
DK2292736T3 (en) Identification and isolation of multipotent cells from non-osteochondral mesenchymal tissue
Prins et al. Bone-forming capacity of mesenchymal stromal cells when cultured in the presence of human platelet lysate as substitute for fetal bovine serum
US20070243172A1 (en) Multipotent stem cells derived from placenta tissue and cellular therapeutic agents comprising the same
US20070202592A1 (en) Pluripotent Cells Distributed Ubiquitously In Animal Tissue, Which Proliferate Selectively In Lower-Serum Culture
JP2005517441A (en) Method for separating and culturing mesenchymal stem cells / progenitor cells derived from cord blood and method for inducing differentiation into mesenchymal tissue
JP6193214B2 (en) Method for producing dental pulp-derived pluripotent stem cells
CN108486050B (en) Method for preparing mesenchymal stem cells from umbilical cord of dog
US20150329827A1 (en) Muse cells isolation and expansion
WO2014036094A1 (en) Isolation of stromal vascular fraction from adipose tissue obtained using homogenization with beads
JP6207299B2 (en) Method for isolating mesenchymal stem cells
WO2014015229A1 (en) Isolation of stromal vascular fraction from adipose tissue obtained from postmortem source using ultrasonic cavitation
Croft et al. Mesenchymal stem cells from the bone marrow stroma: basic biology and potential for cell therapy
Alvarez-Viejo et al. LNGFR (CD271) as marker to identify mesenchymal stem cells from different human sources: Umbilical cord blood, Wharton’s jelly and bone marrow
JP6061600B2 (en) Method for separating micro-stem cells
Semyari et al. Isolation and culture of mesenchymal stem cells from rabbit scapular subcutaneous adipose tissue and their ability to differentiate into osteoblasts
JPWO2018207918A1 (en) Method for purifying mesenchymal stem cells to improve transplantation efficiency
Inbanathan et al. Stem Cells from Human Exfoliated Deciduous Teeth Differentiation and Characterization in to Islet like Pancreatic Cell Lineages–An Ex-vivo and In-vitro Study
Umran et al. Comparative Study of Expansion and Proliferation of Adult Mice Mesenchymal Stem Cells Derived from Bone Marrow and Adipose Tissue
JP4859078B1 (en) New mesenchymal stem cells
Götherström Characterisation of human fetal mesenchymal stem cells
Johansen Isolation, characterization and chondrogenic differentiation of adult stem cell-derived MUSE-cells

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160610

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170314

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170420

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170815

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170905

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6207299

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees