JP2018014972A - 未分化細胞が除去された分化誘導細胞集団の製造方法 - Google Patents

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【課題】未分化細胞が除去された分化誘導細胞集団の製造方法の提供。【解決手段】多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団の製造方法であって、ヒストンアセチル化阻害剤であるBET阻害剤、及びCDK阻害剤の存在下で、人工多能性幹細胞又は胚性幹細胞である多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団を培養することにより、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減する工程を含む、製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、未分化細胞が除去された分化誘導細胞集団の製造方法に関する。
多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団について、研究開発が盛んに行われている。これらの細胞集団(多能性幹細胞加工製品)は、医薬(細胞医薬品)として、あるいは創薬や発生等における研究ツールとしての有用性が注目されている。医薬として利用される場合はヒトの細胞が主に用いられるが、研究ツールとして利用する場合は特にヒト細胞に限定されず、幅広い生物由来の細胞が用いられている。目的に応じて、iPS細胞やES細胞等の多能性幹細胞が幅広く利用されている。
しかし、これらの分化誘導細胞集団においては、未分化な状態のままの多能性幹細胞の残存及び混入が避けられない。いずれの目的で利用するにせよ、分化誘導細胞の純度は高いほうが好ましいため、この点は問題となる。特に、多能性幹細胞を用いる場合、未分化のままでは造腫瘍性を有するなど、分化誘導細胞集団に未分化多能性幹細胞が混入していると、医薬として用いる場合、安全面のリスクを伴う。
そのため、分化誘導細胞集団の純度をより向上させる技術が種々提案されている。これらの技術は、主に分化誘導効率を向上させる技術群と、分化誘導細胞を純化・精製する技術群とに大別される。後者としては、分化誘導細胞を選択的に選り分ける技術(ポジティブセレクション)と、不可避的に混入する未分化多能性幹細胞を除去する技術(ネガティブセレクション)とにさらに分けられる。分化誘導細胞を純化・精製する技術として提案されているものを手法の違いによって整理すると、以下の通りとなる。例えば、特殊培地を用いたアプローチとして、メチオニン(−)培地を利用する方法(非特許文献1及び2)、及び無糖培地を利用する方法(非特許文献3及び4)等が提案されている。また、生存シグナル阻害剤を用いたアプローチとして、Survivin阻害剤を利用する方法(非特許文献5)等が提案されている。さらに、FACSソーティングを用いたアプローチとして、抗SSEA−5抗体によるパージング(非特許文献6)、及び糖鎖抗体(レクチン)を用いたパージング(非特許文献7)等が提案されている。
また、抗CD30抗体結合薬剤の存在下で、多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団を培養することにより、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減する方法が報告されている(特許文献1)。さらに、BET阻害剤の存在下で、多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団を培養することにより、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減する方法も報告されている(特許文献1)。
国際公開第2016/072519号
Matsuura K, Kodama F, Sugiyama K, Shimizu T, Hagiwara N, Okano T. Elimination of remaining undifferentiated iPS cells in the process of human cardiac cell sheet fabrication using a methionine-free culture condition. Tissue Eng Part C Methods. 2014 Sep 23. [Epub ahead of print] Shiraki N, Shiraki Y, Tsuyama T, Obata F, Miura M, Nagae G, Aburatani H, Kume K, Endo F, Kume S. Methionine metabolism regulates maintenance and differentiation of human pluripotent stem cells. Cell Metab. 2014 May 6;19(5):780-94. Tohyama S, Hattori F, Sano M, Hishiki T, Nagahata Y, Matsuura T, Hashimoto H, Suzuki T, Yamashita H, Satoh Y, Egashira T, Seki T, Muraoka N, Yamakawa H, Ohgino Y, Tanaka T, Yoichi M, Yuasa S, Murata M, Suematsu M, Fukuda K. Distinct metabolic flow enables large-scale purification of mouse and human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes. Cell Stem Cell. 2013 Jan 3;12(1):127-37. Hemmi N, Tohyama S, Nakajima K, Kanazawa H, Suzuki T, Hattori F, Seki T, Kishino Y, Hirano A, Okada M, Tabei R, Ohno R, Fujita C, Haruna T, Yuasa S, Sano M, Fujita J, Fukuda K. A Massive Suspension Culture System With Metabolic Purification for Human Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes. Stem Cells Transl Med. 2014 Oct 29. pii: sctm.2014-0072. [Epub ahead of print] Lee MO, Moon SH, Jeong HC, Yi JY, Lee TH, Shim SH, Rhee YH, Lee SH, Oh SJ, Lee MY, Han MJ, Cho YS, Chung HM, Kim KS, Cha HJ. Inhibition of pluripotent stem cell-derived teratoma formation by small molecules. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Aug 27;110(35):E3281-90. Tang C, Lee AS, Volkmer JP, Sahoo D, Nag D, Mosley AR, Inlay MA, Ardehali R, Chavez SL, Pera RR, Behr B, Wu JC, Weissman IL, Drukker M. An antibody against SSEA-5 glycan on human pluripotent stem cells enables removal of teratoma-forming cells. Nat Biotechnol. 2011 Aug 14;29(9):829-34. Onuma Y, Tateno H, Hirabayashi J, Ito Y, Asashima M. rBC2LCN, a new probe for live cell imaging of human pluripotent stem cells. Biochem Biophys Res Commun. 2013 Feb 15;431(3):524-9.
本発明は、多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団において、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減させる方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、BET阻害剤及びCDK阻害剤の存在下で、多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団を培養することにより、未分化多能性幹細胞の含有割合を、従来の方法よりも効率的に低減できることを見出した。本発明は、以下の態様を含む。
項1.
多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団の製造方法であって、
BET阻害剤及びCDK阻害剤の存在下で、多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団を培養することにより、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減する工程
を含む、製造方法。
項2.
前記多能性幹細胞が、人工多能性幹細胞又は胚性幹細胞である、項1に記載の製造方法。
項3.
前記人工多能性幹細胞が、iPS細胞である、項2に記載の製造方法。
項4.
前記胚性幹細胞が、ES細胞である、項2に記載の製造方法。
項5.
多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団の製造方法において、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減するために用いられる、一剤型又は多剤型組成物であって、BET阻害剤及び/又はCDK阻害剤を少なくともいずれかの剤中に含有する、組成物。
項6.
多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団であって、未分化多能性幹細胞の含有割合が、0.05%以下である細胞集団。
項7.
項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法により得られうる、項6に記載の細胞集団。
本発明によれば、従来のものよりも純度の高い分化誘導細胞集団を利用することができ、造腫瘍性等の副作用がより低減された医薬や、より精度の高い研究ツール等が提供される。
細胞増殖アッセイ。ヒトiPS細胞株253G1、201B7、及びMYH−GIP4に対し、JQ1及びFlavopiridolをそれぞれ0及び0.2μMずつ添加し、48時間後に生細胞の評価を定量的に行った結果を示す図面である。 ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)及びヒト正常細胞(NHDF)に対し、JQ1及びFlavopiridolをそれぞれ0及び0.2μMずつ添加し、48時間後に生細胞の評価を定量的に行った細胞増殖アッセイの結果を示す図面である。 ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)に対し、JQ1及びFlavopiridolをそれぞれ0及び0.2μMずつ添加し、48時間後にLin28発現量を定量PCRにより定量した結果を示す図面である。 ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)に対し、JQ1及びFlavopiridolをそれぞれ0及び0.2μMずつ添加し、48時間後にTRA−1−60陽性率をFACS解析により定量した結果を示す図面である。 ヒトiPS細胞株253G1、201B7、及びMYH−GIP4に対し、JQ1を0及び1μMずつ、及びDinaciclibを0及び20nMずつ添加し、72時間後に生細胞の評価を定量的に行った細胞増殖アッセイの結果を示す図面である。 ヒト正常細胞(NHDF)に対し、JQ1を0及び1μMずつ、及びDinaciclibを0及び20nMずつ添加し、72時間後に生細胞の評価を定量的に行った細胞増殖アッセイの結果を示す図面である。 ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)に対し、JQ1を0及び1μMずつ、及びDinaciclibを0及び20nMずつ添加し、72時間後にLin28発現量を定量PCRにより定量した結果を示す図面である。 ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)に対し、JQ1を0及び1μMずつ、及びDinaciclibを0及び20nMずつ添加し、72時間後にTRA−1−60陽性率をFACS解析により定量した結果を示す図面である。
1.多能性幹細胞
多能性幹細胞としては、特に限定されず、幅広く用いることができる。多能性幹細胞としては、人工多能性幹細胞又は胚性幹細胞のいずれも用いることができる。
人工多能性幹細胞としては、特に限定されないが、例えば、iPS細胞等を用いることができる。胚性幹細胞としては、特に限定されないが、例えば、ES細胞等を用いることができる。これらの中でも、特に医薬としての利用を考えた場合、安全性等の面からiPS細胞及びES細胞が特に好ましい。
本発明は、後述する通り、具体的には、未分化の状態のまま残存している多能性幹細胞の特性に着目して純化を行う技術に関する。したがって、本発明においては、分化細胞の種類は特に限定されない。
特に限定されないが、分化細胞としては、心筋細胞、神経細胞、網膜色素上皮細胞などの網膜細胞、血液(造血)細胞、肝細胞、膵ベータ細胞、腎臓細胞、軟骨細胞及び生殖細胞等が挙げられる。これらの中でも特に心筋細胞が好ましい。
2.本発明の製造方法により得られる細胞集団
本発明の製造方法により得られる細胞集団は、特に限定されないが、未分化多能性幹細胞の含有割合が、通常は0.2%以下であり、好ましくは0.1%以下であり、より好ましくは0.05%以下である。本発明の製造方法により得られる細胞集団は、未分化多能性幹細胞の含有割合が低いことが特徴であり、必要に応じて、分化誘導細胞及び未分化多能性幹細胞とは異なる細胞をさらに含んでいてもよい。
本発明の製造方法により得られる細胞集団における未分化多能性幹細胞の含有割合は、フローサイトメトリーを用いた未分化細胞マーカー解析により求められるものとして定義できる。この解析は、具体的には以下のようにして行うことができる。
未分化多能性幹細胞を分化誘導した後、約1×10〜5×10個の分化細胞にAccutase等の細胞剥離液を37℃、5分間作用させ、分化細胞を剥離及び遠心回収する。分化細胞をPBS100μLずつに懸濁し、蛍光標識された抗ヒトTRA―1−60抗体及びアイソタイプコントロール抗体をそれぞれ添加し、4℃、暗所で20分間反応させる。分化細胞をPBSで洗浄し遠心回収後、それぞれPBS300μLずつに懸濁し、セルストレイナーを通した後FACSチューブに回収する。フローサイトメトリーにおいては、標識蛍光に対応した検出器でその蛍光発光を検出し定量化する。アイソタイプコントロール抗体で染まる分画を陰性分画と定義し、それに比して蛍光強度の高い分画を陽性分画と定義する。抗ヒトTRA―1−60抗体で染まる分画のうち、陽性分画に属する割合をパーセンテージで定量表記する。
本発明の製造方法により得られる細胞集団は、特に限定されず、幅広い用途に用いることができる。例えば、未分化多能性幹細胞の含有割合がより低減されているため、医薬(細胞医薬品)として利用する場合、安全面のリスクがより少なく、好ましい。医薬としての用途、すなわち対象疾患、用量・用法等については、分化細胞の種類によって適宜決定することができる。特に限定されないが、例えば分化細胞が心筋細胞である場合、本発明の細胞集団は、心筋梗塞や心筋症(拡張型心筋症など)に伴う重症心不全等の治療の目的で使用することができる。
本発明の製造方法により得られる細胞集団は、医薬として用いる場合、造腫瘍等の安全面のリスクが低減されているという効果を有する。
本発明の製造方法により得られる細胞集団は、医薬として用いる場合、医薬組成物における有効成分として使用できる。この医薬組成物は、特に限定されず、いわゆる細胞医薬品において含まれうる種々のその他の成分を含有していてもよい。
本発明の製造方法により得られる細胞集団は、上記の通り説明される細胞集団を、使用目的等に応じて適宜、細胞培養培地中に含有していてもよいし、シート化していてもよい。
3.本発明の製造方法
本発明の製造方法は、BET阻害剤及びCDK阻害剤の存在下で、多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団を培養することにより、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減する工程を含むことを特徴とする。
(1)BET阻害剤
本発明の製造方法では、ヒストンアセチル化阻害剤であるBET阻害剤を用いる。
BET(Bromodomain andextraterminal)タンパクファミリーはBRD2、BRD3、BRD4及びBRDTからなり、RNAポリメラーゼ IIによる転写制御に深く関わっている。Bromodomainを介して ヒストンテイルのアセチル化リジン残基を認識し(Epigeneticreader)、アセチル化クロマチンへ転写制御複合体をリクルートする。低分子化合物JQ1等のBET阻害剤は癌や炎症における治療的役割が報告されている(Nature.2010;468:pp.1067−73、Cell.2011;146:pp.904−17)。特にBRD4は幾つかの癌腫でc‐Myc、NK‐κB及び Nanogの発現を制御するといわれ、これはSuper‐enhancerへのBRD4結合による。
未分化多能性幹細胞は、BET阻害剤の存在下で培養することにより死滅する。BET阻害剤の存在下で、多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団を培養することにより、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減することができる。
BET阻害剤としては、Nanogの発現を抑制するものが好ましい。特に、RNAポリメラーゼIIによる翻訳に関与し、Nanog等を制御するとされるBRD4を阻害するものが使用できる。例えば、JQ1、I−BET151及びI−BET762等を用いることができる。
BET阻害剤の細胞培地中における濃度は、BET阻害剤の種類や多能性幹細胞の種類等に応じて適宜設定することができるが、例えばJQ1を使用する場合、0.1μM〜10μMが好ましく、0.2μM〜10μMがより好ましく、0.5μM〜10μMがさらに好ましい。
(2)CDK阻害剤
本発明の製造方法では、BET阻害剤に加えてさらにCDK阻害剤を用いる。
CDK阻害剤としては、特に限定されず、幅広く選択できる。例えば、CDK9阻害剤、CDK1阻害剤等を使用できる。
例えば、CDK9阻害剤は、マウスES細胞において、c−Myc、Sox2及びNanogの発現を抑制するという報告がある(Stem Cell Reports, Vol 4, pp. 390−403, March 10, 2015)。BET阻害剤とCDK9阻害剤とにより引き起こされる相乗効果は、CDK9と、サイクリンTと、BETメンバーであるBRD4とから構成される活性型P−TEFb(リン酸化酵素複合体)への作用を介して得られるものであると考えられる。BET阻害剤とCDK9阻害剤とは、いずれもP−TEFbの作用を阻害すると考えられる。
例えば、CDK1阻害剤は、マウスES細胞及びマウスiPS細胞において、Oct4及びNanogの発現を抑制するという報告がある(Stem Cell Reports, Vol 4, pp. 374−389, March 10, 2015)。
CDK阻害剤としては、特に限定されず、例えば、CDK9阻害剤としてFlavopiridol、CDK1阻害剤としてDinaciclib等が使用できる。
CDK阻害剤の細胞培地中における濃度は、CDK阻害剤の種類や多能性幹細胞の種類等に応じて適宜設定することができるが、例えばFlavopiridolを使用する場合、0.2μM〜5μMが好ましく、0.2μM〜1μMがより好ましく、0.2μM〜0.5μMがさらに好ましい。例えばDinaciclibを使用する場合、2nM〜50nMが好ましく、10nM〜50nMがより好ましく、10nM〜20nMがさらに好ましい。
上記において、培養時間も、BET阻害剤及びCDK阻害剤の種類や多能性幹細胞の種類等に応じて適宜設定できるが、24時間〜96時間が好ましく、48時間〜96時間がより好ましく、72時間〜96時間がさらに好ましい。
(3)その他の薬剤
本発明の製造方法では、さらに他の薬剤の存在下で未分化多能性幹細胞を培養してもよく、そのような他の薬剤として例えば、未分化細胞マーカーとして知られるCD30を特異的に認識する抗体からなる抗CD30抗体結合薬剤等が挙げられる。
CD30は、TNF−R superfamilyに属し、一部のリンパ腫に発現している。正常組織では活性化リンパ球に発現するのみとされる。下流のシグナルとしてNF−κBやMAPK経路が知られ、これらを介して生存に寄与するとされる。
具体的には、この抗CD30抗体結合薬剤は、細胞を死滅させる活性を有する薬剤を細胞内環境で開裂するリンカーで結合させた抗体薬物複合体(Antibody−DrugConjugate;ADC)である。この抗CD30抗体結合薬剤は、抗体認識した細胞内に侵入し、薬剤が細胞内に放出されることによって、その細胞を選択的に死滅させることができる。
薬剤としては、特に限定されないが、例えば、微小管阻害剤MMAE等が挙げられる。
また、リンカーとしては、特に限定されないが、例えば、蛋白質分解酵素により開裂するリンカー等が挙げられる。
抗CD30抗体結合薬剤として、特に限定されないが、例えば、抗体医薬として市販されているAdcetris(登録商標)(SGN−35)(Millenium社、SeattleGenetics社及び武田薬品)等を用いることができる。なお、Adcetris(登録商標)は、適応疾患をCD30陽性リンパ腫として、FDA承認を2011年に受けているほか、日本においても薬事承認を2014年4月に受けている。
抗CD30抗体結合薬剤の存在下で、多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団を培養することにより、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減することができる。
抗CD30抗体結合薬剤の細胞培地中における濃度は、多能性幹細胞の種類等に応じて適宜設定することができるが、5μg/ml〜50μg/mlが好ましく、10μg/ml〜50μg/mlがより好ましく、25μg/ml〜50μg/mlがさらに好ましい。
4.本発明の組成物
本発明はさらに、上記の方法のために用いられる、一剤型又は多剤型組成物であって、BET阻害剤及び/又はCDK阻害剤を少なくともいずれかの剤中に含有する、組成物を包含する。
本発明の組成物は、細胞培養液中に添加して使用する。より詳細には、細胞培養液中に、BET阻害剤及びCDK阻害剤が含まれるようにするために使用する。
そのため、本発明の組成物は、BET阻害剤及びCDK阻害剤のいずれかを含むものであってもよい。この場合は、BET阻害剤及びCDK阻害剤の一方(例えばBET阻害剤)が本発明の組成物に含まれており、これを使用することによりBET阻害剤を含む細胞培養液を調製することができる。さらに別の手段により同細胞培養液に他方(例えばCDK阻害剤)を添加することによって、BET阻害剤及びCDK阻害剤が含まれる細胞培養液を調製できる。
また、本発明の組成物は、例えば二剤型組成物等の、多剤型組成物であってもよい。第一剤及び第二剤からなる二剤型組成物である場合、典型的には、第一剤側にBET阻害剤を含み、第二剤側にCDK阻害剤を含んでいるものとすることができる。使用時に第一剤及び第二剤を予め混合してから、あるいは、別々に細胞培養液に混入させることにより、BET阻害剤及びCDK阻害剤が含まれる細胞培養液を調製できる。
これらの組成物における、BET阻害剤及び/又はCDK阻害剤の配合濃度は、特に限定されず、要求される保存安定性や使用目的等に応じて適宜設定することができる。
これらの組成物は、上記の方法を阻害しない限りにおいて、さらに他の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、特に限定されないが、例えば、グルコース、マルトース、シュークロース、ラクトース、ラフィノース、トレハロース、マンニトール、ヒドロキシエチル澱粉及びプルラン等の糖質、グルコン酸、乳酸、酢酸、プロピオン酸、β−ヒドロキシ酪酸及びクエン酸等の有機酸、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム等の電解質、L−アスコルビン酸及びビタミンE等のビタミン、グリシン、グルタミン酸及びリジン等のアミノ酸、抗利尿ホルモン及びインスリン等のホルモン、クエン酸、クエン酸塩、ヘパリン及びエデト酸ナトリウム等の抗凝固剤、カルシウム拮抗剤、アドレナリンβ受容体拮抗剤及びアンギオテンシン変換酵素阻害剤等の降圧剤、アデノシン三リン酸等の核酸塩基、凍結防止蛋白質等の凍結防止剤;並びに活性酸素消去剤、細胞賦活剤、抗生物質、抗血小板因子、肝障害抑制剤、賦形剤、結合剤、崩壊剤、分散剤、粘性剤、再吸収促進剤、界面活性剤、溶解補助剤、保存剤、防腐剤、乳化剤、等張化剤、安定化剤、緩衝剤及びpH調整剤等が挙げられ、これらの少なくとも一種を必要に応じて配合することができる。
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
実施例1.BET阻害剤及びCDK9阻害剤による未分化細胞除去方法
ヒトiPS細胞株253G1、201B7、及びMYH−GIP4を12穴プレートへ播種した(細胞密度:20% confluency)。播種48時間後、各ウェルにBET阻害剤(使用薬剤名:JQ1)及びCDK9阻害剤(使用薬剤名:Flavopiridol)をそれぞれ0及び0.2μMずつ添加(計4群を準備)(以後培地交換なし)。以後、細胞数を反映する細胞増殖アッセイ (CCK−8アッセイ)を行い、生細胞の評価を定量的に行った。
その結果、JQ1:0.2μM及びFlavopiridol:0.2μM添加群において、48時間後に80〜90%の細胞死が誘導されることが確認された(図1)。
同様に、ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)及びヒト正常細胞(NHDF)に対してJQ1及びFlavopiridolが及ぼす影響を調べる目的で、実施例1と同様の実験を行った。
ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)及びヒト線維芽細胞(NHDF)を12穴プレートへ播種した(細胞密度:50% confluency)。播種48時間後、各ウェルにJQ1及びFlavopiridolをそれぞれ0及び0.2μMずつ添加(以後培地交換なし)。以後、細胞数を反映する細胞増殖アッセイを行い、生細胞の評価を定量的に行った。
その結果、ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)及びヒト線維芽細胞(NHDF)ともに、JQ1:0.2μM及びFlavopiridol:0.2μM添加で48時間経過しても、ほぼ細胞死誘導は認めなかった(図2)。
実施例2.BET阻害剤及びCDK9阻害剤による未分化細胞除去方法
ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)を対象とする。iPS−CMは心筋細胞の他、造腫瘍性を有する未分化細胞も含有すると考えられる。
心筋分化誘導方法は、Matsuura K, et al. Creation of human cardiac cell sheets usingpluripotent stem cells. Biochem BiophysRes Commun、2012、 425(2)、pp.321−7に従った。ヒトiPS細胞株253G1から誘導したiPS−CMを12穴プレートへ播種した(細胞密度:90%confluency)。播種48時間後、各ウェルにJQ1及びFlavopiridolをそれぞれ0及び0.2μMずつ添加(以後培地交換なし)。以後、添加48時間後にmRNAを抽出した。定量PCRでLin28発現量を定量化した。
その結果、コントロール群(JQ1及びFlavopiridol:0μM)に対し、JQ1:0.2μM及びFlavopiridol:0.2μM添加群で未分化マーカーLin28の発現は約20%に減少した(図3)。
また、純粋なヒトiPS細胞のLin28発現量を100%とした場合、コントロール群ではLin28発現量は約0.21%であったのに対し、JQ1:0.2μM及びFlavopiridol:0.2μM添加群では同0.03%まで減少した(図3)。
以上から、iPS−CMをJQ1及びFlavopiridolで処理することで未分化細胞を効率的に除去することが可能と判明した。特に未分化マーカーLin28を指標にした場合、ヒトiPS細胞と比較して、iPS−CMにおけるLin28陽性率はJQ1及びFlavopiridol処理後0.03%まで抑制され、JQ1及びFlavopiridol併用の強力な未分化細胞除去効果によるものと考えられた。
実施例3.BET阻害剤及びCDK9阻害剤による未分化細胞除去方法
ヒトiPS細胞株253G1から誘導したiPS−CMを12穴プレートへ播種した(細胞密度:90% confluency)。播種48時間後、各ウェルにJQ1及びFlavopiridolをそれぞれ0及び0.2μMずつ添加(以後培地交換なし)。以後、添加48時間後にTRA−1−60陽性率を定量化した。コントロールとして、Isotype control抗体を用いて同様に測定を行い、擬陽性がないことを確認した。
その結果(図4)、コントロール(JQ1及びFlavopiridol:0μM)群ではTRA−1−60陽性率が1.1%であったのに対し、JQ1:0.2μM及びFlavopiridol:0.2μM添加群では同0.3%まで減少した。
以上から、iPS−CMをJQ1及びFlavopiridol処理することで未分化細胞を効率的に除去することが可能と判明した。特に未分化マーカーTRA−1−60を指標にした場合、ヒトiPS細胞と比較して、iPS−CMにおけるTRA−1−60陽性率はJQ1及びFlavopiridol処理後0.3%まで抑制され、JQ1及びFlavopiridol併用の強力な未分化細胞除去効果によるものと考えられた。
実施例4.BET阻害剤及びCDK1阻害剤による未分化細胞除去方法
ヒトiPS細胞株253G1、201B7、及びMYH−GIP4を12穴プレートへ播種した(細胞密度:20% confluency)。播種48時間後、各ウェルにBET阻害剤(使用薬剤名:JQ1)を0及び1μMずつ及びCDK1阻害剤(使用薬剤名:Dinaciclib)をそれぞれ0及び20nMずつ添加(計4群を準備)(48時間毎に薬剤含有培地を交換)。以後、細胞数を反映する細胞増殖アッセイ(CCK−8アッセイ)を行い、生細胞の評価を定量的に行った。
その結果、JQ1:1μM及びDinaciclib:20nM添加群において、72時間後に90%以上の細胞死が誘導されることが確認された(図5)。
同様に、ヒト正常細胞(NHDF)に対してJQ1及びDinaciclibが及ぼす影響を調べる目的で、実施例4と同様の実験を行った。
ヒト線維芽細胞(NHDF)を12穴プレートへ播種した(細胞密度:50% confluency)。播種48時間後、各ウェルにJQ1を0及び1μMずつ、及びDinaciclibを0及び20nMずつ添加(48時間毎に薬剤含有培地を交換)。以後、細胞数を反映する細胞増殖アッセイを行い、生細胞の評価を定量的に行った。
ヒト線維芽細胞(NHDF)はJQ1:1μM及びDinaciclib:20nM添加で72時間経過しても、ほぼ細胞死誘導は認めなかった(図6)。
実施例5.BET阻害剤及びCDK1阻害剤による未分化細胞除去方法
ヒトiPS細胞由来心筋細胞(iPS−CM)を対象とする。iPS−CMは心筋細胞の他、造腫瘍性を有する未分化細胞も含有すると考えられる。
心筋分化誘導方法は実施例2と同様。ヒトiPS細胞株253G1から誘導したiPS−CMを12穴プレートへ播種した(細胞密度:90%confluency)。播種48時間後、各ウェルにJQ1を0及び1μMずつ、及びDinaciclibを0及び20nMずつ添加(48時間毎に薬剤含有培地を交換)。以後、添加72時間後にmRNAを抽出した。定量PCRでLin28発現量を定量化した。
その結果、コントロール群(JQ1及びDinaciclib:0μM)に対し、JQ1:1μM及びDinaciclib:20nM添加群で未分化マーカーLin28の発現は約10%に減少した(図7)。
また、純粋なヒトiPS細胞のLin28発現量を100%とした場合、コントロール群ではLin28発現量は約0.23%であったのに対し、JQ1:1μM及びDinaciclib:20nM添加群では同0.02%まで減少した(図7)。
以上から、iPS−CMをJQ1及びDinaciclib処理することで未分化細胞を効率的に除去することが可能と判明した。特に未分化マーカーLin28を指標にした場合、ヒトiPS細胞と比較して、iPS−CMにおけるLin28陽性率はJQ1及びDinaciclib処理後0.02%まで抑制され、JQ1及びDinaciclib併用の強力な未分化細胞除去効果によるものと考えられた。
実施例6.BET阻害剤及びCDK1阻害剤による未分化細胞除去方法
ヒトiPS細胞株253G1から誘導したiPS−CMを12穴プレートへ播種した(細胞密度:90% confluency)。播種48時間後、各ウェルにJQ1を0及び1μMずつ、及びDinaciclibを0及び20nMずつ添加(48時間毎に薬剤含有培地を交換)。以後、添加72時間後にTRA−1−60陽性率を定量化した。コントロールとして、Isotype control抗体を用いて同様に測定を行い、擬陽性がないことを確認した。
その結果(図8)、コントロール(JQ1:0μM)群ではTRA−1−60陽性率が3.2%であったのに対し、JQ1:1μM及びDinaciclib:20nM添加群では同0.0%まで減少した。
以上から、iPS−CMをJQ1及びDinaciclib処理することで未分化細胞を効率的に除去することが可能と判明した。特に未分化マーカーTRA−1−60を指標にした場合、ヒトiPS細胞と比較して、iPS−CMにおけるTRA−1−60陽性率はJQ1及びDinaciclib処理後0.0%まで抑制され、JQ1及びDinaciclib併用の強力な未分化細胞除去効果によるものと考えられた。

Claims (7)

  1. 多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団の製造方法であって、
    BET阻害剤及びCDK阻害剤の存在下で、多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団を培養することにより、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減する工程
    を含む、製造方法。
  2. 前記多能性幹細胞が、人工多能性幹細胞又は胚性幹細胞である、請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記人工多能性幹細胞が、iPS細胞である、請求項2に記載の製造方法。
  4. 前記胚性幹細胞が、ES細胞である、請求項2に記載の製造方法。
  5. 多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団の製造方法において、未分化多能性幹細胞の含有割合を低減するために用いられる、一剤型又は多剤型組成物であって、BET阻害剤及び/又はCDK阻害剤を少なくともいずれかの剤中に含有する、組成物。
  6. 多能性幹細胞を分化誘導することにより得られうる分化細胞を含有する細胞集団であって、未分化多能性幹細胞の含有割合が、0.05%以下である細胞集団。
  7. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法により得られうる、請求項6に記載の細胞集団。

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