JP2019500061A5 - - Google Patents
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Claims (32)
- ソース細胞を標的細胞タイプの少なくとも1つの特徴を有する細胞に転換するのに必要な転写因子を決定する方法であって:
−前記ソース細胞タイプ及び標的細胞タイプ中の遺伝子の差次的発現を決定するステップと;
−前記差次的遺伝子発現に基づいて、少なくとも1つのネットワークに亘って、前記ソース細胞タイプ及び標的細胞タイプの各々における各転写因子(TF)に関するネットワークスコアを決定するステップであって、前記ネットワークは、遺伝子発現に影響する相互作用の情報を含む、ステップと;
−ネットワークスコアと差次的遺伝子発現との情報の組み合わせに基づいて前記TFをランク付けし、それによりソース細胞から標的細胞タイプの少なくとも1つの特徴を有する細胞への転換のための転写因子のセットを特定するステップと、を含む、方法。 - 更に、ソース細胞タイプにおいて、標的細胞タイプへのソース細胞タイプの転換に必要であると決定された転写因子の量を増大させることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ソース細胞タイプ及び標的細胞タイプ中の各差次的発現遺伝子に関する遺伝子スコアを決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記遺伝子スコアが、前記差次的発現のlog倍数変化と調整P値との組み合わせである、請求項1又は3に記載の方法。
- 前記遺伝子スコアが、好ましくは背景に対する、ツリーベースの方法を使用して計算される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ネットワークが、タンパク質−DNA相互作用、タンパク質−DNA及び/又はタンパク質−RNA相互作用の情報を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ネットワークが、遺伝子の転写因子及び調節領域の間の相互作用の情報を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記調節領域が、遺伝子のプロモーター領域である、請求項7に記載の方法。
- 更に、遺伝子スコアを決定する前に、各遺伝子に関する発現データを収集するステップを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 更に、各細胞タイプからの前記ランク付けリストから、転写的に重複性のTFを除去するステップを含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- ソース細胞を標的細胞タイプの少なくとも1つの特徴を有する細胞に転換するのに必要な転写因子を決定する方法であって:
−前記ソース細胞タイプ及び標的細胞タイプ中の各遺伝子に関する発現データを収集するステップと;
−各サンプル中の各遺伝子に関するツリーベースの背景に対する差次的発現を計算した後、前記log倍数変化及び調整P値を遺伝子スコアと組み合わせるステップと;
−各TF上に中心を置く少なくとも1つのサブネットワークに亘って、遺伝子スコアの加重和を実行することにより、各TFに関するネットワークスコアを計算するステップと;
−遺伝子スコアとネットワークスコアとの組み合わせに基づいて前記TFをランク付けするステップと;
−各細胞タイプからのランク付けリストの比較に基づいて、任意の2つの細胞タイプ間の転換のための転写因子のセットを計算するステップと;場合により
−前記リストから転写的に重複性のTFを除去するステップと、を含み、
それにより、標的細胞タイプへのソース細胞タイプの転換に必要な前記転写因子を決定する、方法。 - ソース細胞をリプログラミングする方法であって、前記ソース細胞における1つ又は転写因子、又はその変異体のタンパク質発現を増大させることを含み、前記ソース細胞は、標的細胞の少なくとも1つの特徴を有するようにリプログラミングされ:
−前記ソース細胞は、皮膚線維芽細胞、上皮角化細胞、胚性幹細胞、単球又は心臓線維芽細胞からなる群から選択され;
−前記標的細胞は、軟骨細胞、毛包、CD4+T細胞、CD8+T細胞、NK−細胞、造血性(haemopoeitic)幹細胞(HSC)、脂肪の間葉系幹細胞(MSC)、骨髄の間葉系幹細胞(MSC)、オリゴデンドロサイト、オリゴデンドロサイト前駆体、骨格筋細胞、平滑筋細胞及び胎児心筋細胞からなる群から選択され;
−前記転写因子は、表4に列挙したものの1つ以上である、方法。 - 標的細胞の少なくとも1つの特徴を有する細胞をソース細胞から生成する方法であって:
−ソース細胞において1つ以上の転写因子、又はその変異体の量を増大させることと;
−標的細胞を分化させるのに十分な時間及び条件下で、前記ソース細胞を培養し;それにより標的細胞の少なくとも1つの特徴を有する細胞をソース細胞から生成することと、を含み:
−前記ソース細胞は、皮膚線維芽細胞、上皮角化細胞、胚性幹細胞、単球又は心臓線維芽細胞からなる群から選択され;
−前記標的細胞は、軟骨細胞、毛包、CD4+T細胞、CD8+T細胞、NK(ナチュラルキラー)−細胞、造血性(haemopoeitic)幹細胞(HSC)、脂肪の間葉系幹細胞(MSC)、骨髄の間葉系幹細胞(MSC)、オリゴデンドロサイト、オリゴデンドロサイト前駆体、骨格筋細胞、平滑筋細胞及び胎児心筋細胞からなる群から選択され;
−前記転写因子は、表4に列挙したものの1つ以上である、方法。 - 1つ以上の転写因子、又はその変異体の量が、ソース細胞において、前記ソース細胞を前記転写因子の発現を増大させる剤と接触させることにより増大される、請求項13に記載の方法。
- 前記剤が:ヌクレオチド配列、タンパク質、アプタマー及び小分子、リボソーム、RNAi剤及びペプチド−核酸(PNA)並びにその類似体又は変異体からなる群から選択される、請求項14に記載の方法。
- 1つ以上の転写因子の量が、表4に列挙される転写因子タンパク質をコードする少なくとも1つの核酸配列を導入することにより増大される、請求項13〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ソース細胞が皮膚線維芽細胞であり、
(a)前記標的細胞が軟骨細胞であり、前記転写因子がBARX1、PITX1、SMAD6、FOXC1、SIX2及びAHRの任意の1つ以上であり;
(b)前記標的細胞が毛包であり、前記転写因子がZIC1、PRRX2、RARB、VDR、FOXD1及びCREB3の任意の1つ以上であり;
(c)前記標的細胞がCD4+T細胞であり、前記転写因子がRORA、LEF1、JUN、FOS及びBACH2の任意の1つ以上であり;
(d)前記標的細胞がCD8+T細胞であり、前記転写因子がRORA、FOS、SMAD7、JUN及びRUNX3の任意の1つ以上であり;
(e)前記標的細胞がNK細胞であり、前記転写因子がRORA、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2の任意の1つ以上であり;
(f)前記標的細胞がHSCであり、前記転写因子がMYB、GATA1、GFI1及びGFI1Bの任意の1つ以上であり;
(g)前記標的細胞が脂肪のMSCであり、前記転写因子がNOTCH3、HIC1、ID1、ESRRA、IR1、SIX5、SREBF1及びSNAI2の任意の1つ以上であり;
(h)前記標的細胞が骨髄のMSCであり、前記転写因子がSIX1、ID1、HOXA7、FOXC2、HOXA9、MAFB及びIRX5の任意の1つ以上であり;
(i)前記標的細胞がオリゴデンドロサイト前駆体であり、前記転写因子がNKX2−1、ANKRD1、FOXA2、CDH1、ZFP42、IGF1、ICAM1及びFOSの任意の1つ以上であり;
(j)前記標的細胞が骨格筋細胞であり、前記転写因子がMYOG、HIC1、MYOD1、FOXD1、PITX3、SIX2、HOXA7及びJUNBの任意の1つ以上であり;
(k)前記標的細胞が平滑筋細胞であり、前記転写因子がGATA6、LIF、JUNB、CREB3、MEIS1及びPBX1の任意の1つ以上であり;
(l)前記標的細胞が胎児心筋細胞であり、前記転写因子がBMP10、GATA6、TBX5、FHL2、NKX2−5、HAND2、GATA4及びPPARGC1Aの任意の1つ以上であり、
(m)前記標的細胞が星状細胞であり、前記転写因子がSOX2、SOX9、ARNT2、E2F5、PBX1、SMAD1及びRUNX2の任意の1つ以上であり;
(n)前記標的細胞が上皮細胞であり、前記転写因子がFOS、DBP、HES1、FOXA2、ESRRA、CDH1、FOXQ1及びPAX6の任意の1つ以上であり;
(o)前記標的細胞が内皮細胞であり、前記転写因子がSOX17、SMAD1、TAL1、IRF1、TCF7L1、MXD4及びJUNBの任意の1つ以上であり;又は
(p)前記標的細胞が角化細胞であり、前記転写因子がFOXQ1、SOX9、MAFB、CDH1、FOS及びRELの任意の1つ以上である、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ソース細胞が上皮角化細胞であり、
(a)前記標的細胞が軟骨細胞であり、前記転写因子がBARX1、PITX1、SMAD6、TGFB3、FOXC1及びSIX2の任意の1つ以上であり;
(b)前記標的細胞が毛包であり、前記転写因子がRUNX1T1、ZIC1、PRRX1、MSX1、EBF1、FOXD1及びRUNX2の任意の1つ以上であり;
(c)前記標的細胞がCD4+T細胞であり、前記転写因子がRORA、LEF1、JUN、FOS及びNR3C1の任意の1つ以上であり;
(d)前記標的細胞がCD8+T細胞であり、前記転写因子がRORA、FOS、SMAD7、JUN及びRUNX3の任意の1つ以上であり;
(e)前記標的細胞がNK細胞であり、前記転写因子がRORA、SMAD7、FOS、JUN、NFATC2及びRUNX3の任意の1つ以上であり;
(f)前記標的細胞がHSCであり、前記転写因子がMYB、GATA1、GFI1及びGFI1Bの任意の1つ以上であり;
(g)前記標的細胞が脂肪のMSCであり、前記転写因子がTWIST1、HIC1、ID1、MSX1、IRF1、HOXB7、SNAI2及びE2F1の任意の1つ以上であり;
(h)前記標的細胞が骨髄のMSCであり、前記転写因子がSIX1、TWSIT1、ID1、HMOX1、FOXC2及びHOXA7の任意の1つ以上であり;
(i)前記標的細胞がオリゴデンドロサイト前駆体細胞であり、前記転写因子がNKX2−1、ANKRD1、ZFP42、FOS、IGF1、ICAM1、FOXA2及びCDH1の任意の1つ以上であり;
(j)前記標的細胞が骨格筋細胞であり、前記転写因子がMYOG、MYOD1、RF1、PITX3、HOXA7、FOXD1及びSOX8の任意の1つ以上であり;
(k)前記標的細胞が平滑筋細胞であり、前記転写因子がIRF1、GATA6、LIF及びMEIS1の任意の1つ以上であり;
(l)前記標的細胞が内皮細胞であり、前記転写因子がSOX17、TAL1、SMAD1、IRF1、TCF7L1及びHOXB7の任意の1つ以上であり;又は
(m)前記標的細胞が上皮細胞であり、前記転写因子がNOTCH1、HR、DBP、OTX1、ESRRA、FOXQ1、PAX6及びIRX5の任意の1つ以上である、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ソース細胞が胚性幹細胞であり、
(a)前記標的細胞が軟骨細胞であり、前記転写因子がBARX1、PITX1、SMAD6及びNFKB1の任意の1つ以上であり;
(b)前記標的細胞が毛包であり、前記転写因子がTWIST1、ZIC1、NR2F2、PRRX1、NFKB1及びAHRの任意の1つ以上であり;
(c)前記標的細胞がCD4+T細胞であり、前記転写因子がRORA、LEF1、JUN、FOS及びBACH2の任意の1つ以上であり;
(d)前記標的細胞がCD8+T細胞であり、前記転写因子がRORA、FOS、SMAD7及びJUNの任意の1つ以上であり;
(e)前記標的細胞がNK細胞であり、前記転写因子がRORA、SMAD7、FOS、JUN及びNFATC2の任意の1つ以上であり;
(f)前記標的細胞がHSCであり、前記転写因子がMYB、IL1B、KLF1、GATA1、GFI1、GFI1B及びNFE2の任意の1つ以上であり;
(g)前記標的細胞が脂肪のMSCであり、前記転写因子がTWIST1、SNAI2、IRF1、MXD4、NFKB1、MSX1、HOXB7及びESRRAの任意の1つ以上であり;
(h)前記標的細胞が骨髄のMSCであり、前記転写因子がIRF1、RUNX1、CEBPB、AHR、FOXC2及びHOXA9の任意の1つ以上であり;
(i)前記標的細胞がオリゴデンドロサイト前駆体細胞であり、前記転写因子がNKX2−1、ANKRD1、FOXA2、LMO3、FOS、IGF1、ICAM1及びCDH1の任意の1つ以上であり;
(j)前記標的細胞が骨格筋細胞であり、前記転写因子がMYOG、IRF1、MYOD1、FOXD1、NFKB1、JUNB及びHOXA7の任意の1つ以上であり;
(k)前記標的細胞が平滑筋細胞であり、前記転写因子がIRF1、NFKB1、JUNB、FOSL2、GATA6及びMEIS1の任意の1つ以上であり;
(l)前記標的細胞が星状細胞であり、前記転写因子がIRF1、SOX9、ARNT2、PAX6、SNAI2、RUNX2及びSOX5の任意の1つ以上であり;
(m)前記標的細胞が内皮細胞であり、前記転写因子がSOX17、SMAD1、TAL1、HOXB7、JUNB、NFKB1及びIRF1の任意の1つ以上であり;
(n)前記標的細胞が上皮細胞であり、前記転写因子がMYC、IL1B、FOS、NFKB1、ESRRA、FOXQ1、IRF1及びPAX6の任意の1つ以上であり;又は
(o)前記標的細胞が角化細胞であり、前記転写因子がSOX9、NFKB1、MYC、NR2F2、FOSL2、FOSL1及びAHRである、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ソース細胞が単球細胞であり、
(a)前記標的細胞がHSCであり、前記転写因子がMYB、IL1B、GATA1、GFI1及びGFI1Bの任意の1つ以上である、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ソース細胞が心臓線維芽細胞であり、前記標的細胞が胎児心筋細胞であり、前記転写因子がBMP10、GATA6、TBX5、ANKRD1、HAND1、PPARGC1A、NKX2−5及びGATA4の任意の1つ以上である、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ソース細胞が間葉系幹細胞であり、前記標的細胞が星状細胞であり、前記転写因子がSOX2、SOX9、ARNT2、MYBL2、POU3F2、E2F1及びHMGB2の任意の1つ以上である、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ソース細胞が多能性幹細胞であり、
(a)前記標的細胞が星状細胞であり、前記転写因子がPAX6、POU3F2、SNAI2、RUNX2、SOX5、E2F5及びHMGB2の任意の1つ以上であり;
(b)前記標的細胞が角化細胞であり、前記転写因子がTP63、TFAP2A、MYC、NFKBIA、SOX9及びNFKB1の任意の1つ以上であり;又は
(c)前記標的細胞が内皮細胞であり、前記転写因子がSOX17、TAL1、HOXB7、NFKB1、IRF1、SMAD1及びJUNBの任意の1つ以上である、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記標的細胞の前記少なくとも1つの特徴が、任意の1つ以上の標的細胞マーカーの上方調節、及び/又は細胞形態における変化である、請求項13〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 以下の標的細胞に関する前記マーカーが:
−軟骨細胞:CD49、CD10、CD9、CD95、インテグリンα10β1,105、及び硫酸化グリコサミノグリカン(GAG)の産生;
−毛包:CD200、PHLDA1及びフォリスタチン;
−CD4+T−細胞:CD3、CD4;
−CD8+T−細胞:CD3、CD8;
−NK−細胞:CD56、CD2;
−HSC:CD45、CD19/20、CD14/15、CD34、CD90;
−脂肪のMSC:CD13、CD29、CD90、CD105、CD10、CD45、及びインビトロでの骨芽細胞、脂肪細胞及び軟骨細胞に向かった分化;
−骨髄のMSC:CD13、CD29、CD90、CD105、CD10、及びインビトロでの骨芽細胞、脂肪細胞及び軟骨細胞に向かった分化;
−オリゴデンドロサイト及びオリゴデンドロサイト前駆体;NG2及びPDGFRα Olig2及びNkx2.2に関するQPCR;
−骨格筋細胞:MyoD、ミオゲニン及びデスミン;
−平滑筋細胞:ミオカルディン、平滑筋αアクチン及び平滑筋ミオシン重鎖;
−胎児心筋細胞:MEF2C、MYH6、ACTN1、CDH2及びGJA1;
−内皮細胞:PeCAM(CD31)、VE−カドヘリン及びVEGFR2;
−角化細胞:ケラチン1、ケラチン14、パンケラチン及びインボルクリン;
−星状細胞:GFAP、S100B及びALDH1L1;並びに
−上皮細胞:サイトケラチン15(CK15)、サイトケラチン3(CK3)、インボルクリン及びコネキシン4を含む、請求項24に記載の方法。 - 標的細胞に分化させるのに十分な時間及び条件下で前記ソース細胞を培養させることが、表9に示される関連する培地中で前記細胞を少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29又は30日間培養することを含む、請求項13〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 更に、前記標的細胞タイプの少なくとも1つの特徴を有する細胞を個人に投与するステップを含む、請求項13〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項13〜27のいずれか一項に記載の方法により生成された、標的細胞の少なくとも1つの特徴を有する細胞。
- 細胞の少なくとも5%が前記標的細胞の少なくとも1つの特徴を有し、請求項13〜27のいずれか一項に記載の方法により生成される、細胞集団。
- 前記集団中の前記細胞の少なくとも10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%又は100%が、前記標的細胞の少なくとも1つの特徴を有する、請求項29に記載の細胞集団。
- 標的細胞の少なくとも1つの特徴を有する細胞を製造するための、請求項13〜27のいずれか一項に記載の方法における使用のためのキットであって、本明細書に記載した転写因子又はその変異体をコードする1つ以上の核酸配列を有する1つ以上の核酸を含み、場合により更に、ソース細胞を標的細胞の少なくとも1つの特徴を有する細胞にリプログラミングするための指示書を含む、キット。
- 前記標的細胞タイプへのソース細胞タイプの転換を促進するのに有用な剤を特定する方法であって:
−本明細書に記載した任意の方法により、標的細胞タイプへのソース細胞タイプの転換に必要な1つ以上の転写因子を決定するステップと;
−標的細胞タイプへのソース細胞タイプの転換に必要な前記1つ以上の転写因子の量を増大させる能力に関して1つ以上の候補剤をスクリーニングするステップと;
を含み、
前記1つ以上の転写因子の前記量を増大させる剤は、前記標的細胞タイプへのソース細胞タイプの前記転換を促進するのに有用な剤である、方法。
Priority Applications (2)
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