JP2019510736A - 向上した多能性細胞及び微小血管組織ならびにその使用方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、向上した生物活性を有する組成物ならびに疾患または組織損傷及び疾患状態に関連した疼痛の治療における使用方法を提供する。本発明の実施形態は、単離された多能性細胞、加工された微小血管組織、その細胞または組織から得られたまたは誘導された細胞膜を含み、細胞、組織、または膜は、血管新生または抗炎症活性を有する。本発明の実施形態は、典型的には細胞またはタンパク質の有効性を低減するが、驚くべきことに細胞または組織の生物活性を向上させる処置に曝露させた組成物を含む。

Description

関連出願の相互参照
本願は、米国特許法１１９条（ｅ）の下、２０１６年３月２日に出願された米国出願第６２／３０２，６６９号の優先権を主張し、その全体が参照により組み込まれる。

幹細胞分野は、数十年間で急速に進歩している。ＥＤ Ｔｈｏｍａｓは、１９５０年代、患者に骨髄からの造血幹細胞を移植していた。Ｆｒｉｅｄｅｎｓｔｅｉｎは、骨髄中にも間葉系幹細胞（ＭＳＣ）があることを最初に発見した。彼は、このトピックについて長年にわたり研究した後、西欧文献において発表した（Ｆｒｉｅｄｅｎｓｔｅｉｎ ＡＪ，ｅｔ ａｌ．，Ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ａｎｄ ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ ｍｏｕｓｅ ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ ｏｒｇａｎｓ．Ｅｘｐ Ｈｅｍａｔｏｌ．１９７６ Ｓｅｐ；４（５）：２６７−７４）。Ｃａｐｌａｎは、プラスチックへの選択的吸着及びその後の選択的条件下での培養により、骨髄及び骨膜から間葉系幹細胞の比較的純粋な集団を得ることができることを示した（Ａｌ Ｃａｐｌａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ．Ｊ Ｏｒｔｈｏｐ Ｒｅｓ．１９９１ Ｓｅｐ；９（５）：６４１−５０）。１９９０年代の間に、多くの異なるグループが、幹または前駆細胞を、皮膚、腸、毛包、筋肉、肝臓、脳、胎盤、及び歯のような、多種多様な組織から同様の方法で単離することができることを示した。Ｙｕａｎ−Ｄｉ Ｈａｌｖｏｒｓｅｎは、脂肪組織が、培養して複数の表現型に分化することができる細胞を含有することを初めて示した（ＷＯ／２００１／０６２９０１）。ほとんどの文献は、幹細胞を同定及び特徴分析し、それらの様々な細胞型への分化を制御することに注目した。

多くの会社による３０年の研究にもかかわらず、ＭＳＣを使用する商業製品は、食品医薬品局（ＦＤＡ）要件を満たすことができていない。幹細胞を使用する商業製品はあったが、それらは培養されていなかった。新鮮な骨髄を使用する製品は、１９８０年代から販売されている（例えば、Ｃｏｌｌａｇｒａｆｔ（登録商標）及びＣｅｌｌｅｃｔ（商標））。ＤＲ Ｐｅｔｅｒｓｏｎは、脂肪及び他の微小血管組織からの新鮮な細胞を、整形組織を再生するために使用することができることを初めて示した（米国特許第６，２００，６０６号）。それ以来、他には、これらの細胞を、心臓、瘻孔、創傷、腎臓、慢性虚血、軟骨欠損、及び多くの他の状態を治療するのに使用することができることが示された。歴史的には、これらの細胞は、常に自家または同系環境において使用された。
Ｏｓｉｒｉｓ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．は、２０年前、ＭＳＣを培養することがそれらの免疫原性を変化させることを示した。培養プロセスは、細胞を誘導してそれらの表面マーカーを変化させる。これらの細胞が別の動物に埋め込まれる場合、それらは通常すぐには拒絶されず、実際には、拒絶反応を防止するように宿主の免疫系を調節するようである。拒絶反応を防止するそれらの能力にかかわらず、ＭＳＣは宿主の体内で迅速に排除される。多くの場合、埋め込みの３日後、注入された細胞の１％未満が見られる。膨大な量の研究にかかわらず、依然として、なぜ細胞が死滅するのか、またはどのようにそれらが有益な結果をもたらすのかについての証拠または合意すらない。
したがって、当該技術分野において、多能性細胞調製物の活性を向上させる方法及びこうして向上させた細胞調製物の使用の必要性がある。

ＷＯ／２００１／０６２９０１

Ｆｒｉｅｄｅｎｓｔｅｉｎ ＡＪ，ｅｔ ａｌ．，Ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ａｎｄ ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ ｍｏｕｓｅ ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ ｏｒｇａｎｓ．Ｅｘｐ Ｈｅｍａｔｏｌ．１９７６ Ｓｅｐ；４（５）：２６７−７４ Ａｌ Ｃａｐｌａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ．Ｊ Ｏｒｔｈｏｐ Ｒｅｓ．１９９１ Ｓｅｐ；９（５）：６４１−５０

最近の進歩は、幹細胞、多能性細胞、及び単離された微小血管組織を使用するための新たなアプローチをもたらした。研究及び臨床使用は、これらの細胞及び組織が、乾燥及びさらに最終的には殺菌されるが、依然として治療価値を保持し得ることを示した。さらに、調製物は、同種またはさらに異種の対象において使用され得る。組成物のいくつかの追加の利点としては、（１）低減した免疫応答及び低減した拒絶反応の可能性、（２）抗炎症活性、（３）血管新生活性、（４）無菌性、（５）即時使用可能な形態での長期間の室温貯蔵の利便性が挙げられる。加工または凍結保存された微小血管組織を作製及び使用する方法は、米国特許第９，０４４，４３０号、米国特許公開第２０１５／０２３１１８３号、及び米国特許公開第２０１６／００１５８５９号に記載され、その開示がそれらの全体において本明細書に組み込まれる。

本開示は、向上した生物活性を有する多能性細胞を含む組成物、ならびにそれらの調製及び多数の異なる疾患及び状態の治療または予防における使用のための方法を提供する。

本発明の実施形態は、単離された多能性細胞、加工された微小血管組織、その細胞または組織から得られたまたは誘導された細胞膜を含み、細胞、組織、または膜は、血管新生または抗炎症活性を有する。本発明の実施形態は、典型的には細胞またはタンパク質の有効性を低減するが、驚くべきことに細胞または組織の生物活性を向上させる処置に曝露させた組成物を含む。処置としては、放射線への曝露、室温での貯蔵、低酸素、電磁場への曝露、超音波撹拌、流体せん断力、ｐＨショック、浸透圧ショック、熱ショック、長期低温貯蔵、及び活性酸素種への曝露が挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、組成物は、乾燥または凍結乾燥される。関連した実施形態では、殺菌、乾燥、または凍結乾燥した組成物を含む組成物は、測定可能な生物活性を保持する。特定の実施形態では、組成物は、賦形剤を含む。

いくつかの実施形態では、本明細書で開示される組成物は、例えば、骨由来インプラント、スキャフォールド、多孔質再吸収性ポリマー、ハイドロゲル、組織生成物を含むパテ、または縫合糸であり得る、埋め込み可能なスキャフォールドまたはマトリックスをさらに含む。特定の実施形態では、細胞、組織、または細胞膜は、骨、腱、またはその埋め込み可能なスキャフォールドもしくはマトリックスの皮膚対向表面上に存在する。

特定の実施形態では、組成物は、静脈内投与用に配合される。しかしながら、追加の実施形態では、（組織表面へまたは直接注入のいずれかの）直接投与、動脈内投与、全身投与、等を含む、他の投与経路を使用してよい。

いくつかの実施形態では、細胞または組織は、哺乳類ドナー、任意でヒトから得られる。特定の実施形態では、細胞は、幹細胞または前駆細胞を含む。

本発明は、加工された微小血管組織を含む組成物を調製する方法を提供し、その組成物は、向上した生物活性を有し、その方法は、ドナー哺乳動物から得られた微小血管組織試料を解離して、解離された微小血管組織を含む組成物を生成することと、解離された微小血管組織を含む組成物から１つ以上の組織成分を除去することと、殺菌前または後に組成物を任意で乾燥または凍結乾燥させることと、任意の乾燥または凍結乾燥の前または後に処置することとを含み、組成物は、処置後に増加した有効性を有する。特定の実施形態では、細胞または組成物は培養されない。特定の実施形態では、処置ステップは、放射線、熱、浸透圧ショック、ｐＨ逸脱、超音波撹拌、濾過、密度勾配分離、低酸素、活性酸素種、及び／または電磁場への曝露を含む。特定の実施形態では、解離または除去は、超音波撹拌、濾過、または密度勾配の使用を含む。特定の実施形態では、微小血管組織は、脂肪由来組織であり、その超音波撹拌、濾過、または密度勾配の使用は、組成物から脂肪細胞を除去する。

別の関連した実施形態では、本発明は、哺乳動物に、本発明の組成物または本発明の方法に従って調製された組成物を提供することを含む、哺乳動物において、損傷もしくは疾患を治療及び／または創傷治癒を促進する方法を提供する。いくつかの実施形態では、組成物は、局所的に適用される。特定の実施形態では、組成物は、哺乳動物に外科的に埋め込まれる。特定の実施形態では、組成物は、その哺乳動物における損傷もしくは疾患の部位内に、またはこれに隣接して埋め込まれるか、または注入される。関連した実施形態では、組成物は、哺乳動物の静脈内に提供される。

特定の実施形態では、治療される疾患または状態は、組織または器官疾患である。組織は、上皮、結合、筋肉、脂肪、または神経のいずれかであり得るが、これらに限定されない。器官は、消化、呼吸、排泄、内分泌、循環、感覚、生殖、及び神経のいずれかであり得るが、これらの器官に限定されない。これらとしては、胃、肝臓、小腸、大腸、直腸、肛門、肺、鼻、気管支、腎臓、膀胱、尿道、下垂体、副腎、甲状腺、膵臓、副甲状腺、前立腺、心臓、血管、脾臓、皮膚、舌、目、耳、子宮、精巣、陰茎、卵巣、乳腺、脳、及び脊髄が挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、疾患または状態は、脱毛、滑液包炎、口蓋裂、骨髄炎、または末梢神経障害である。他の実施形態では、疾患または状態は、関節過可動／エーラス−ダンロス症候群、複合性局所疼痛症候群（ＣＲＰＳ）、筋筋膜性疼痛症候群、不快な歯科インプラント、ペイロニー病、クローン病、自己免疫性肝炎、間質性膀胱炎、または硬化性苔癬である。

特定の実施形態では、損傷は、軟組織中に存在する。特定の実施形態では、損傷は、腱、靭帯、皮膚、骨、軟骨、円板、または微小血管組織中に存在する。特定の実施形態では、損傷または疾患は、虚血性損傷、再灌流損傷、微小血管損傷、または炎症である。特定の実施形態では、疾患は、腱障害である。特定の実施形態では、疾患は、例えば、骨関節炎またはリウマチ性関節炎のような、関節炎である。他の実施形態では、疾患は、足底筋膜炎である。さらに他の実施形態では、疾患は、側頭下顎関節障害である。他の実施形態では、方法は、傷跡を治療または予防するための組成物の投与を含む。

ＨＵＶＥＣ遊走により測定される加工された微小血管組織の生物活性に対する放射線の効果を示す。 細胞数に対する照射の効果を示す。 ＨＵＶＥＣ遊走により測定される加工された微小血管組織の生物活性に対する貯蔵時間の効果を示す。 ＨＵＶＥＣ遊走により測定される加工された微小血管組織の生物活性に対する貯蔵温度の効果を示す。 焦点線状実質内膝蓋腱断裂の注入前の矢状図である。 同じ膝蓋腱断裂の注入２８日後の矢状図である。 足底面上の大糖尿病性足部潰瘍の画像である。 ｍＶＡＳＣでの治療１週間後の同じ潰瘍である。 細胞増殖アッセイにおいて酵素的に処置された微小血管組織と比較した微小血管組織のフィルムの活性を示す。

特に指示のない限り、本開示の実施は、当該技術の範囲内である、分子生物学、医学、外科、哺乳類生理学、タンパク質精製、タンパク質工学、細胞生物学、及び組織工学分野において一般的に使用される従来の技法を含む。こうした技法は、当業者に知られ、多数の標準的なテキスト及び参照研究において記載されている。本明細書で言及される、上記及び下記両方の、全ての特許、特許出願、論文、及び刊行物は、これによって本明細書に参照により明示的に組み込まれる。

本明細書で特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術及び科学用語は、本開示が属する当該技術分野の当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に含まれる用語を含む様々な科学辞典は、当業者にとって周知かつ入手可能である。本明細書に記載されるものと類似または同等のいずれの方法及び材料も、本開示の実施または試験に使用されるが、いくつかの好ましい方法及び材料が記載されている。したがって、すぐ下で定義される用語は、全体としての本明細書への参照によりさらに十分に説明される。本開示は、当業者により使用される文脈に応じて変わり得るので、記載される特定の方法、プロトコル、及び試薬に限定されないことを理解されたい。

定義
本明細書で使用されるとき、単数形の用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈で特に明確に指示しない限り、複数の参照物を含む。

数値範囲は、範囲を画定する数値を含める。本明細書全体を通して与えられる各々の最大数値限界は、各々の下方数値限界を、こうした下方数値限界が本明細書に明示的に記載されているかのように含むことが意図される。本明細書全体を通して与えられる各々の最小数値限界は、各々の上方数値限界を、こうした上方数値限界が本明細書に明示的に記載されているかのように含むであろう。本明細書全体を通して与えられる各々の数値範囲は、こうしたより広い数値範囲内に該当する各々のより狭い数値範囲を、こうしたより狭い数値範囲が全て本明細書に明示的に記載されているかのように含むであろう。

本明細書で提供される表題は、全体としての本明細書への参照が有することができる本発明の様々な態様または実施形態の限定ではない。

本明細書で使用される「発明」または「本発明」という用語は、非限定的な用語であり、特定の発明のいずれかの単一の実施形態を指すことを意図せず、本明細書及び特許請求の範囲に記載される全ての可能な実施形態を包含する。

「約」とは、参照量（ｑｕａｎｔｉｔｙ）、レベル、値、数、頻度、割合、寸法、サイズ、量（ａｍｏｕｎｔ）、重量、または長さに対して３０、２５、２０、１５、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１％だけ変動する量（ｑｕａｎｔｉｔｙ）、レベル、値、数、頻度、割合、寸法、サイズ、量（ａｍｏｕｎｔ）、重量、または長さを意味する。「約」という用語と共に使用される数値の文脈において議論されるいずれかの実施形態では、約という用語は省略することができることが明確に考慮される。

特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術及び科学用語は、本発明が属する当該技術分野の当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本発明の目的について、次の用語を下に定義する。

本明細書全体を通した「１つの実施形態」または「ある実施形態」への参照は、実施形態に関連して記載される特定の機構、構造、または特徴が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、本明細書全体を通した様々な場所における「１つの実施形態では」または「ある実施形態では」という語句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の機構、構造、または特徴は、１つ以上の実施形態においていずれかの適切な方法で組み合わされ得る。

本明細書で使用されるとき、「機能」及び「機能的」という用語、等は、生物、酵素、または治療機能を指す。

「増加した」または「向上した」量は、典型的には、「統計的に有意な」量であり、本明細書に記載される量またはレベルの（１より大きい全ての整数及びその間の小数点、例えば、２．１、２．２、２．３、２．４、等を含む）１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、３０、４０、または５０倍以上（例えば、１００、５００、１０００倍）である増加を含み得る。

「減少した」または「低減した」または「より少ない」量は、典型的には、「統計的に有意な」量であり、本明細書に記載される量またはレベルの（１より大きい全ての整数及びその間の小数点、例えば、１．５、１．６、１．７、１．８、等を含む）約１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、３０、４０、または５０倍以上（例えば、１００、５００、１０００倍）である減少を含み得る。

本明細書で使用される「多能性細胞」という用語は、２つ以上の異なる特殊化された細胞型に分化する能力を維持する培養または無培養細胞を指す。細胞は、生きた培養細胞または不死化細胞であり得る。あるいは、細胞は、一次細胞であり得る。さらに別の態様では、細胞は、殺菌または保存され得る。多能性細胞は、幹細胞及び前駆細胞を含む。多能性細胞の例としては、間葉系幹細胞、胚性幹細胞、人工多能性幹細胞、神経幹細胞、内皮前駆細胞、脂肪由来幹細胞、造血幹細胞、胎盤幹細胞、及び臍帯幹細胞が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に記載される方法に従った殺菌または保存後、多能性細胞は、増殖または分化するその能力を喪失し得ると理解される。

「微小血管組織」という用語は、体内のほぼあらゆる組織または器官から単離された細動脈、毛細血管、細静脈、ならびに細胞及び細胞外マトリックス成分からなる組織を指す。

本明細書で使用される「加工された微小血管組織」という用語は、これが栄養を与える隣接組織から単離した後、例えば、凍結乾燥またはスプレー乾燥技法を使用して乾燥させる、微小血管組織を指す。本明細書で提供される加工された微小血管組織は、微小血管組織（例えば、脂肪、腱、または筋肉組織）の（例えば、酵素消化による）解離から生成される幹及び／または前駆細胞の混合物を含む、最小限に加工された無培養微小血管組織である。加工された微小血管組織は、追加の分子（例えば、全もしくは断片化細胞外マトリックス分子、増殖因子、または細胞表面分子）を含むことができる。

加工された微小血管組織及び多能性細胞組成物は、抗炎症活性、血管新生活性、分裂促進活性、ならびに軟及び硬組織治癒（例えば、修復または再生）活性を含む、様々な生物学的特性を有する。

「〜から得られる」という用語は、例えば、細胞または組織のような、試料が、例えば、所望の生物または所望の生物中の特定の組織のような、特定の供給源から誘導されることを指す。多能性細胞及び微小血管組織について好まれる供給源としては、脂肪組織、骨髄、血液、骨、筋肉、羊膜、胎盤、皮膚、腸、及び肺が挙げられる。

本明細書で使用されるとき、「単離される」という用語は、例えば、微小血管組織または多能性細胞に関して、その天然環境から取り出されることを意味する。例えば、微小血管組織は、その天然環境中の共存する材料のいくつかまたは全てから分離される場合、単離される。単離の程度は、天然組織に対して微小血管要素の濃度を少なくとも５０％増加させるべきである。同様に、単離された多能性細胞は、天然組織中のそれらの濃度に対して少なくとも２倍に富化されるべきである。

細胞は、それらが組成物の一部である場合、生存不能とみなされ得、細胞の＜５０％がトリパンブルーを排除するが、元の細胞の少なくとも１％が位相差光学顕微鏡下で細胞として依然として目に見える。

「生物活性」という用語は、生物に対して有益な効果を発揮する組成物の能力を指す。本明細書で使用されるとき、「向上した生物活性」という用語は、低減した免疫応答、抗炎症活性、血管新生活性、創傷治癒、疾患関連疼痛緩和、またはそれらの組み合わせを指す。生物活性は、細胞遊走または増殖アッセイ、特定の細胞タンパク質の発現、報告された疼痛の減少、医用イメージング、増加した毛細血管数、及び／または向上した創傷治癒により測定され得る。

本明細書で使用されるとき、「抗炎症」とは、炎症または腫脹を低減する物質の特性を指す。

本明細書で使用されるとき、「血管新生」という用語は、血管形成、以前から存在する血管から新たな血管が形成される生理学的プロセス、または脈管形成、新たな血管形成のプロセスを促進する物質の特性を指す。これは、増殖及び発生ならびに創傷治癒における標準的かつ不可欠なプロセスである。

「薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤」としては、限定なく、米国食品医薬品局により、ヒトまたは家畜動物における使用について許容されるとして認可されているか、または認可されるであろう、いずれかの補助剤、担体、賦形剤、滑剤、甘味料、希釈剤、保存料、色素／着色料、調味料、界面活性剤、湿潤剤、分散剤、懸濁剤、安定剤、等張剤、溶媒、または乳化剤が挙げられる。

「薬学的組成物」とは、本発明の組成物及び、哺乳動物、例えば、ヒトへの治療薬の送達のための、当該技術分野において一般的に許容される媒体の配合物を指す。こうした媒体は、したがって、いずれかの薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤を含む。

本明細書で使用されるとき、文脈で特に明らかにしない限り、「医学的処置」、及び「治療される」、「治療する」、等のような類似語は、臨床結果を含む、有益なまたは所望の結果を得るためのアプローチを示す。治療は、任意で損傷、疾患、もしくは状態の症状の低減もしくは軽減、または損傷、疾患、もしくは状態の進行の遅延のいずれかを含むことができる。本明細書に記載される組成物の投与は、いくつかの実施形態では、こうした症状の１つ以上を治療し得る。

本明細書で使用されるとき、文脈で特に明らかにしない限り、「予防」、及び「予防される」、「予防する」、等のような類似語は、損傷、疾患、または状態の発症または再発の可能性を阻止、阻害、または低減するためのアプローチを示す。これはまた、損傷、疾患、もしくは状態の１つ以上の症状の発症もしくは再発の可能性を阻止、阻害、もしくは低減すること、または任意で損傷、疾患、もしくは状態の発症もしくは再発を遅延するか、または損傷、疾患、もしくは状態の１つ以上の症状の発症もしくは再発を遅延するアプローチを指す。本明細書で使用されるとき、「予防」及び類似語は、損傷、疾患、または状態の強度、効果、症状、及び／または負荷を低減することも含む。

本明細書で使用されるとき、組成物の「有効量」または「治療有効量」とは、例えば、有益な臨床結果のような、所望の生物学的効果に影響を及ぼすのに十分な量である。

「自家転移」、「自家移植」、等の用語は、組織ドナーが組織から生成される組成物のレシピエントでもある処置を指す。

「同種転移」、「同種移植」、等の用語は、組織ドナーが組織から生成される組成物のレシピエントと同じ種であるが、同じ個体ではない処置を指す。

「異種転移」、「異種移植」、等の用語は、組織ドナーが組織から生成される組成物のレシピエントとは異なる種である処置を指す。

本明細書で使用されるとき、「加工処置」または「処置への曝露」という用語は、放射線、熱ショック、室温以上での長期貯蔵、長期低温貯蔵、超音波撹拌、流体せん断力、低酸素への曝露、活性酸素種、電磁場、及びそれらの組み合わせのような、細胞またはタンパク質に対して有害であると予想されるであろう条件を指す。

本明細書で使用されるとき、「最小閾値」または「最小閾値線量」という用語は、１回で投与される量を指す。本明細書では、これは特定の処置への所定量の曝露を指し得る。例えば、最小閾値は、キログレイ単位で測定される所定量の放射線を指し得る。この用語は、特定の処置に基づく適切な単位を有するであろうと理解される。例えば、処置曝露に応じた温度、時間、ｐＨ、力、またはそれらの組み合わせの単位である。

本明細書で使用されるとき、「キログレイ」という用語は、国際単位系におけるイオン化放射線量の誘導単位である。グレイまたは「Ｇｙ」は、１キログラムの物質当たり１ジュールの放射線エネルギーの吸収として定義される。これは、吸収された線量、比エネルギー、及びカーマ（単位質量当たりの放出された運動エネルギーの頭字語）の尺度として使用される。

本明細書で使用されるとき、「最大限界」という用語は、細胞を細胞として可視化し、位相差光学顕微鏡により計数することができなくなるような、細胞の約９０または約９９％の完全性の喪失をもたらす線量または曝露である。完全性とは、細胞完全性を指す。

本明細書で使用されるとき、「軟組織」とは、一般的には、体全体を通して見られる骨外性構造を指し、軟骨組織、半月板組織、靭帯組織、腱組織、椎間板組織、歯周組織、皮膚組織、血管組織、筋肉組織、筋膜組織、骨膜組織、眼組織、心膜組織、肺組織、滑膜組織、神経組織、脳組織、腎臓組織、骨髄、泌尿生殖組織、腸組織、肝臓組織、膵臓組織、脾臓組織、脂肪組織、及びそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。軟組織損傷は、体全体を通して起こり得る、例えば、筋肉、靭帯、腱、皮膚、線維組織、脂肪、滑膜、神経、血管、及び筋膜のような、いずれかの軟組織に対する損害または損傷を含む。

多能性細胞
本明細書で提供される多能性細胞組成物は、いくつかの実施形態では、微小血管組織（例えば、脂肪、骨髄、または筋肉組織）の（例えば、酵素消化による）解離から生成される幹及び／または前駆細胞の混合物を含み得る、最小限に加工された無培養細胞または無培養微小血管組織（またはそれらの成分）を含む。加工された多能性細胞組成物は、追加の分子（例えば、全もしくは断片化細胞外マトリックス分子または増殖因子）を含むことができる。加えて、加工された多能性細胞組成物は、多能性細胞の断片または膜を含み得る。多能性細胞は、精製または培養され得る。それらは、部分的に分化した細胞、一次細胞または細胞系であり得る。

本発明の実施形態は、向上した生物活性をもたらす処置に曝露されている、単離された多能性細胞を含む。いくつかの実施形態では、単離された多能性細胞は、増殖または分化する細胞の能力を減少または除去する処置に曝露されている。処置としては、放射線への曝露、室温以上での貯蔵、熱ショック、低酸素、電磁場への曝露、超音波撹拌、流体せん断力、ｐＨショック、浸透圧ショック、長期低温貯蔵、及び活性酸素種への曝露が挙げられるが、これらに限定されない。処置は、典型的には、細胞の生存性またはタンパク質の有効性を低減させるが、驚くべきことに、細胞調製物の生物活性を向上させる。処置は、多くの場合、細胞を死滅させるが、微小小胞、増殖因子、等を加速的に放出するそれらの能力を向上させ得るか、または阻害要素を単純に破壊し得る。向上した生物活性は、血管新生、創傷治癒、細胞増殖、細胞遊走を促進する能力、及び炎症を低減する能力、またはそれらの組み合わせを含む。

本発明は、多能性細胞を単離すること、及び細胞を、向上した生物活性をもたらす放射線、熱、またはせん断力のような処置に曝露することを含む、向上した生物活性を有する多能性細胞を作製する方法に関する。

本発明の方法は、多能性細胞を単独で、または１つ以上の追加の細胞型及び／もしくは他の成分との組み合わせで含む組成物を調製するのに使用され得る。

特定の実施形態では、追加の細胞型は、線維芽細胞、毛包性外根鞘細胞を含む角化細胞、内皮細胞、周皮細胞、赤血球、単球、形質細胞を含むリンパ球、好中球、栓球、マスト細胞、脂肪細胞、筋肉細胞、平滑筋細胞、肝細胞、神経及び神経膠細胞、骨細胞、ならびに骨芽細胞を含むが、これらに限定されない、間質、上皮、または血液由来細胞である。

特定の実施形態では、追加の組織成分は、細胞外マトリックスの成分である。細胞外マトリックスは、タンパク質、糖タンパク質、プロテオグリカン、複合炭水化物、及び他の分子のような、多様な構成要素を含む。細胞外マトリックスは、多様なコラーゲン、エラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、ビトロネクチン、トロンボスポンジン、テネイシン（サイトアクチン）、エンタクチン（ニドゲン）、オステオネクチン（ＳＰＡＲＣ）、アンコリンＣＩＩ、コンドレネクチン、リンクタンパク質、オステオカルシン、骨シアロタンパク質、オステオポンチン、エピネクチン、ヒアルロネクチン、アミロイドＰ成分、フィブリリン、メロシン、ｓ−ラミニン、ウンドゥリン、エピリグリン、カリニン、フィブリン、フィブリノゲン、及びＨＳＰを含む、多数の異なるタンパク質のいずれかを含み得る。

関連した実施形態では、追加の組織成分は、増殖因子、血管新生薬、抗炎症薬、サイトカイン、または分化薬を含む。例えば、増殖因子または血管新生薬は、塩基性線維芽細胞増殖因子、他の線維芽細胞増殖因子、骨形成タンパク質、肝細胞増殖因子、角化細胞増殖因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、血小板由来増殖因子、トランスフォーミング増殖因子β１及び／またはβ３、ならびに血管内皮細胞増殖因子から選択され得る。使用され得る追加の増殖因子及び増殖因子のクラスまたはファミリーは、当該技術分野において知られているもののいずれかを含む。

微小血管組織
本明細書に記載の加工された微小血管組織は、微小血管組織を解離することにより生成され得る。いくつかの実施形態では、微小血管組織は、１つ以上の酵素を使用して酵素的に消化される。適切な酵素は、コラーゲナーゼならびにテルモリシンまたはＢＰプロテアーゼのような中性プロテアーゼのような、組織解離に寄与するものを含む。酵素消化プロセスは、組織解離を増加または減少させるように調節することができる。例えば、より完全な解離が望ましい場合、２つ以上の酵素を含めるか、または消化時間を増加させることができる。細胞生存性は維持される必要はないが、いくつかの実施形態では、酵素消化中にいくらかの細胞溶解が起こるとしても、細胞膜が概して無傷なままであり、付着物及びシグナル伝達分子を含有する膜が保存されることが一般的には望ましい。よって、リパーゼのような酵素の使用は、本発明の１つの実施形態によると、こうしたプロセスにおいて有用でない場合がある。こうしたシナリオでは、コラーゲナーゼまたは中性プロテアーゼが使用され得る。

あるいは、微小血管組織は、酵素の使用なしに解離することができる。むしろ、微小血管組織は、キレート剤の使用、超音波撹拌、または機械的細胞解離を含む、物理的または化学的手段を使用して解離することができる。機械的細胞解離は、丁重なピペット操作、手動でこすり取ること、ナイロンメッシュ、機械的破砕、等を含み得る。

ドナー微小血管組織の調達及びその後の処置は、微生物（例えば、細菌、真菌、またはウイルス）汚染を防止するためのステップを含むことができる。例えば、ドナーは、加工前に、所定の微生物（例えば、ＨＩＶ、ＨＰＶ、ＥＢＶ、ＴＢ、等）のリストについてスクリーニングすることができる。スクリーニングは、ポリメラーゼ連鎖反応を使用して微生物核酸の存在を検出すること、またはＥＬＩＳＡにより特定の微生物に関連した分子の存在を検出することによるような、既知の技法を使用して行うことができる。微生物汚染された微小血管組織は、本発明のいくつかの実施形態によると、使用から除外することができる。加えて、微小血管組織は、無菌技法を使用して生成、または最終的に殺菌することができる。

組織解離後、微小血管組織は、赤血球、脂質、または脂肪細胞のような、望ましくない細胞または分子を除去するように、さらに処置することができる。追加の処置は、微小血管組織の供給源及びその意図された使用に依存するであろう。例えば、微小血管組織供給源は、脂肪組織であり、解離された微小血管組織は、比較的低い力で遠心分離して、脂質、脂肪細胞、及びいくつかの前脂肪細胞を微小血管組織の残部から分離することができる。他の実施形態では、密度勾配遠心分離の使用のような、既知の筋肉細胞単離プロトコルを使用して、酵素消化後の筋肉組織をさらに処置し、筋肉組織を除去し、微小血管関連細胞及び組織を富化することができる。

微小血管組織が調製されると、例えば、凍結乾燥またはスプレー乾燥技法を使用して乾燥させることにより保存され、加工された微小血管組織が生成され得る。微小血管組織を保存する場合、糖（例えば、トレハロース、マンニトール、スクロース）、多価アルコール（例えば、ポリエチレングリコール）、アルデヒド、タンパク質（例えば、アルブミン）、アミノ酸（例えば、グリシン）、界面活性剤（例えば、Ｔｗｅｅｎ ２０）、ＤＭＳＯ、及び／または過マンガン酸塩を含む、いずれかの適切な賦形剤を使用することができる。

凍結乾燥は、典型的には４つのステップ、予備処置、凍結、一次乾燥、及び二次乾燥を伴う。予備処置は、濃度調節または１つ以上の賦形剤の添加を含むことができる。予備処置後、微小血管組織は凍結される。凍結ステップは、典型的には、細胞構造を保存するように注意深く制御された方法で（例えば、毎分約−０．５℃〜毎分約−５０℃の冷却速度で）行われるが、細胞生存性は保存される必要はない。いくつかの実施形態では、微小血管組織は、毎分約−１０℃の冷却速度で凍結される。冷却速度は、特定の微小血管組織及び使用される賦形剤に基づき調節することができる。微小血管組織は、機械的冷却を使用すること及び／または微小血管組織を含有する容器を、凍結乾燥に適した温度に達するまで、ドライアイスもしくは液体窒素に曝露することを含む、いずれかの適切な手段を使用して凍結することができる。

また、組織修復における使用のための加工された微小血管組織の適合性について生存性は必要ないので、保存プロセス及び貯蔵は生存性を維持するように調節される必要はない。提供される微小血管組織中の生存細胞の割合は、加工前、最大１００％であり得る。加工後、これは５０％未満、例えば、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１０％未満、５％未満、または１％未満であり得る。いくつかの実施形態では、提供される加工された微小血管組織は、加工または凍結保存後に測定可能な生存細胞を含有しない。

本発明のいくつかの実施形態では、微小血管組織は、実施例１に記載のように調製される。

生成処置方法
組織の殺菌は、典型的には、タンパク質及び細胞に大きな損害をもたらす。タンパク質は多くの場合変性し、ＤＮＡは開裂及び／または架橋し、細胞は死滅する。

損害を最小化するために、こうした生成物は、生物負荷を低減するように非常に注意深く加工される。それらは次に、１４〜１５ｋＧｙ程の低い放射線曝露で殺菌され得る。驚くべきことに、本明細書に記載される多能性細胞組成物は、約１ｋＧｙ〜約４０ｋＧｙの放射線に曝露される場合、生物活性により測定されるように向上した有効性を有する。いくつかの実施形態では、多能性細胞組成物は、１ｋＧｙ未満、例えば、０．６５ｋＧｙに曝露される。他の実施形態では、多能性細胞組成物は、２ｋＧｙに曝露される。さらに他の実施形態では、多能性細胞組成物は、約１４ｋＧｙに曝露される。有効性は、（実施例２で示されるように）放射線曝露を２倍にすると増加し、曝露をほぼ３倍にするとさらに増加し得る。放射線は、下の実施例に示されるように、電子ビーム（「Ｅビーム」）から赤外線までの様々な波長への曝露により達成され得る。

典型的には細胞またはタンパク質の有効性を低減する加工で生物活性が向上するという驚くべき現象は、多様な状況下で見られ得る。本発明の組成物は、長時間貯蔵または高温に曝露される場合、向上した生物活性を示す。組成物を低酸素条件、活性酸素種、電磁場、超音波撹拌、流体せん断力、非生理学的ｐＨ、または等張性に曝露することは、向上した有効性をもたらす。組成物は、多能性細胞、加工された微小血管組織、またはそれらの組み合わせを含んでよい。多能性細胞としては、精製された培養細胞、無培養細胞、及び一次組織または細胞系から部分的に分化した細胞が挙げられるが、これらに限定されない。多能性細胞は、殺菌及び乾燥され得る。

貯蔵条件の例としては、室温での長期貯蔵が挙げられる。長期とは、約６か月、１年未満、約１年、約２年、または３年超であってよい。室温は、約２５℃である。貯蔵条件は、０℃、−２０℃、もしくは−８０℃のような低温、または最大４６℃の高温での貯蔵であってよい。

低酸素条件の例としては、例えば、３％未満の酸素が挙げられる。低酸素条件は、ＣＯ_２インキュベーターで発生させてよい。あるいは、低酸素条件は、「トライガス」インキュベーターにおいて形成してよい。しかしながら、酸素レベルを低減するために、２つのガス、二酸化炭素（通常どおり）及び窒素のみが供給される。一般的には、酸素は、１％未満に低下させることができる。

酸素を含有する化学反応性分子である、活性酸素種への曝露の例としては、過酸化物、超酸化物、ヒドロキシルラジカル、過酢酸、及び一重項酸素が挙げられる。

電磁場曝露の例としては、マイクロ波エネルギーが挙げられる。

音波処理とは、様々な目的のために、音響エネルギーを印加して試料中の粒子を撹拌する行為である。通常は超音波周波数（＞２０ｋＨｚ）が使用され、プロセスは超音波処理としても知られている。生物学的用途では、音波処理は、生物材料を破砕または不活性化するのに十分であり得る。例えば、音波処理は、細胞膜を破砕して細胞内容物を放出するのに使用されることが多い。このプロセスは、ソノポレーションと呼ばれる。音波処理は、ＤＮＡの分子を断片化するのにも使用され、短期間の音波処理が行われたＤＮＡがより小さな断片にせん断される。

せん断応力は、材料断面と同じ平面にある応力の成分として定義される。せん断応力は、断面に平行な力ベクトル成分から発生する。垂直応力は、他方で、作用する材料断面に垂直の力ベクトル成分から発生する。せん断応力は、血管恒常性の維持、血管再構築の制御、心臓発達、及びアテローム形成の基本的な決定因子である。流体せん断力は、層流または乱流への曝露により、実験室環境において模倣することができる。生成物をせん断する便利な方法は、激しく混合すること、または小さな開口部に通すことを含む。

非生理学的ｐＨの例としては、７．０未満または７．８超のｐＨが挙げられる。これは、約０〜約７．０及び約７．８〜約１４の範囲を含む。これはそれらの限界以内の範囲、例えば、約０〜約１、約０〜約２、約０〜約３、約０〜約４、約０〜約５、約０〜約６、約０〜約７、約７．８〜約８、約７．８〜約９、約７．８〜約１０、約７．８〜約１１、約７．８〜約１２、約７．８〜約１３、及び約７．８〜約１４を含む。

生物活性
特定の実施形態では、本発明の組成物は、１つ以上の生物学的活性を有する。例えば、特定の実施形態では、組成物は、抗炎症、血管新生活性、またはそれらの組み合わせを有する。組成物は、内皮細胞の遊走または増殖を誘導し得る。特定の関連した実施形態では、組成物は、血管形成または組織治癒を促進する。これらの効果の組み合わせは、いくつかの実施形態において達成される。

特定の実施形態では、本発明の組成物は、抗炎症活性を有する。特定の実施形態では、本発明の組成物に曝露または接触させた損傷または疾患組織（例えば、炎症応答が発生している損傷または疾患組織）は、損傷または疾患組織を同様に処置するが、本発明の組成物に曝露または接触させない場合と比較して、低減した炎症を示す。特定の実施形態では、本発明の組成物に曝露または接触させた組織中の炎症の量は、損傷または疾患組織を本発明の組成物に曝露または接触させない場合の炎症の量と比較して、少なくとも約１０％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、または少なくとも約９０％低減する。炎症は、例えば、組織学的に観察される場合、罹患組織中で観察されるリンパ球の数を含む、当該技術分野において利用可能な手段により測定され得る。

特定の実施形態では、本発明の組成物は、疼痛としてまたは視覚的に測定され得る抗炎症活性を有する。視覚的には、これは発赤及び／または腫脹により測定され得る。

特定の実施形態では、本発明の組成物は、血管新生活性を有する。特定の実施形態では、本発明の組成物に曝露または接触させた損傷または疾患組織（例えば、炎症性応答が発生している損傷または疾患組織）は、損傷または疾患組織を同様に処置するが、本発明の組成物に曝露または接触させない場合と比較して、増加した血管形成を示す。特定の実施形態では、本発明の組成物に曝露または接触させた組織中の血管形成の量は、損傷または疾患組織を本発明の組成物に曝露または接触させない場合の血管形成の量と比較して、少なくとも約１０％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約１００％、少なくとも約１５０％、少なくとも約２００％、少なくとも約３００％、少なくとも約４００％、または少なくとも約５００％増加する。血管形成は、例えば、後肢虚血モデルを含む、当該技術分野において利用可能な手段により測定され得る。

特定の実施形態では、本発明の組成物は、インビボまたはインビトロアッセイにおいて測定され得る血管新生活性を有する。特定の実施形態では、本発明の組成物の存在下でのインビトロ血管形成アッセイにおいて測定される活性の量は、本発明の組成物の非存在下または対照組成物の存在下での同じアッセイにおいて測定される活性の量より、少なくとも約１０％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約１００％、少なくとも約１５０％、少なくとも約２００％、少なくとも約３００％、少なくとも約４００％、または少なくとも約５００％大きい。特定の実施形態では、インビボアッセイは、マトリゲルアッセイである。特定の実施形態では、インビトロアッセイは、本明細書に記載される内皮細胞遊走アッセイである。

特定の実施形態では、本発明の組成物は、損傷または疾患組織の治癒を促進し、すなわち、これは組織治癒活性を有する。本明細書で使用されるとき、組成物の「組織治癒活性」とは、同様に処理されるが組成物への曝露なしの類似組織と比較して、組成物に曝露させた損傷または疾患組織（例えば、硬または軟組織）の向上した治癒（例えば、修復または再生）を促進する組成物の能力である。向上した治癒は、完全治癒までの時間、生成された新たな組織の量、結果として治癒した組織の強度、または結果として治癒した組織の機能性のような、いずれかの適切な手段を使用して測定される。

殺菌またはウイルス不活性化された同種及び異種多能性細胞ならびに加工された微小血管組織組成物は、自家幹細胞で新たな軟組織を生成する難しさ、同種及び異種幹細胞は拒絶されるであろうという認識、ならびに殺菌またはウイルス不活性化された細胞は低減した生存性、よって、低減した生物または治療活性を有するであろうという以前の考えのために、靭帯及び腱のような軟組織の修復を促進するのに以前は使用されていなかった。しかしながら、本明細書に記載されるプロセス及び組成物は、自家幹細胞または細胞生存性に必ずしも依存しない。むしろ、提供されるプロセスは、生物活性を向上させるように加工後処置に曝露させた、幹細胞、もしくは前駆細胞、またはこうした細胞のさらに他の細胞型及びこうした細胞に関連した分子（例えば、サイトカイン、増殖因子、走化性分子、等）との混合物を含有する組成物を生成するのに使用される。こうした処置としては、照射、室温貯蔵、低温、低酸素条件、活性酸素種、電磁場、超音波撹拌、流体せん断力、非生理学的ｐＨ、または等張性が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、加工処置は、乾燥または殺菌前に行われる。他の実施形態では、組成物は、生存及び非生存細胞の混合物を含有する。特定の実施形態では、組成物は、生物活性を向上させる開示プロセスの１つ以上に曝露されている、分化または操作された治療細胞を含有する。

特定の実施形態では、本発明の組成物中に存在する細胞の約５０％未満、約４０％未満、約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満、約５％未満、約３％未満、または約１％未満は、生存可能である。いくつかの実施形態では、細胞の実質的に全ては、生存不能である。本明細書で使用されるとき、「生存」という用語は、その通常の意味が与えられ、また適切な条件、例えば、同じ細胞または細胞型が増殖すると予想されるであろう条件下で培養される場合、例えば、本明細書に記載のように加工されない場合、増殖することができる細胞を指すであろう。他の実施形態では、その組成物中に存在する細胞の約２％未満または約１％未満は、生存可能である。特定の実施形態では、組成物中に存在する細胞の全てまたは実質的には全ては、生存不能である。

したがって、「非生存」という用語は、適切な条件、例えば、同じ細胞が増殖すると予想されるであろう条件下で培養される場合、例えば、本明細書に記載のように加工されない場合、増殖することができない細胞を意味する。実施例２〜５は、本発明の特定の態様の加工された微小血管組織の例示的な生物活性を示す。試験された生成後加工処置は、照射（実施例２）、室温での貯蔵時間（実施例３）、貯蔵温度（実施例４）、及び低酸素（実施例５）を含む。

使用方法
特定の実施形態では、本発明の組成物は、疾患状態を治療するのに使用されている。

本発明の方法に従って治療または予防され得る組織損傷、疾患、及び状態は、血管、皮膚、または筋骨格組織への損傷を含むが、これらに限定されない。筋骨格状態としては、例えば、関節炎、腱障害、断裂靭帯、骨折、骨髄炎、口蓋裂、筋筋膜性疼痛症候群、関節過可動／エーラス−ダンロス症候群、複合性局所疼痛症候群（ＣＲＰＳ）、及び不快な歯科インプラントが挙げられる。軟組織状態としては、例えば、皮膚の状態（例えば、硬化性苔癬、瘢痕修正、ペイロニー病のような瘢痕組織、または外傷性創傷、重度の熱傷、皮膚潰瘍［例えば、褥瘡性（圧迫）潰瘍、静脈性潰瘍、及び糖尿病性潰瘍］、皮膚癌の切除に関連したもののような外科的創傷の治療、及び湿疹）、血管状態（例えば、末梢動脈疾患及び静脈疾患のような血管疾患、血管損傷、不適切な血管発生、阻血性壊死）、声帯または歯周組織に影響を及ぼす状態、美容整形状態（例えば、充填剤、脂肪移植、発毛、乳房再建、及び皮膚削り手順後の治癒を含む修復、増強、または美化を伴うもの）、筋肉損傷、筋肉疾患（例えば、先天性ミオパチー、重症筋無力症、炎症性、神経原性、及び筋原性筋肉疾患、ならびにデュシェンヌ型筋ジストロフィー、ベッカー型筋ジストロフィー、筋強直性ジストロフィー、肢帯型筋ジストロフィー、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー、先天性筋ジストロフィー、眼咽頭型筋ジストロフィー、遠位筋ジストロフィー、及びエメリ−ドレフュス型筋ジストロフィーのような、筋ジストロフィー）、末梢神経障害のような状態、ならびに間質性膀胱炎のような器官及び／または筋膜（例えば、膀胱、腸、骨盤底）の状態が挙げられる。かなり一般的な軟組織損傷の１つの例は、骨盤底への損害である。これは、分娩中またはその合併症から起こり得る潜在的には深刻な医学的状態であり、膀胱のヘルニア形成である、膀胱瘤のような、膀胱膣筋膜への損害をもたらし得る。同様の医学的状態としては、直腸瘤（直腸のヘルニア形成）、腸瘤（直腸膣または膀胱膣腔を通る腸の突出）、及び腸膀胱瘤（膀胱及び腸の両方が突出する二重ヘルニア）が挙げられる。

特定の実施形態では、本発明の組成物は、軟組織損傷を治療または予防するのに使用される。

提供される向上した組成物の軟組織治癒活性から恩恵を受け得る軟組織損傷としては、限定なく、腱及び／または靭帯断裂のような損傷ならびに虚血性事象から引き起こされる損傷が挙げられる。一般的な軟組織損傷は、捻挫、緊張、挫傷を引き起こす損傷、または特定の軟組織の酷使から引き起こされ得る。軟組織損傷は、開放性及び非開放性軟組織損傷の両方を含む。

様々な実施形態では、本発明の組成物は、望ましくない炎症または免疫応答に関連した疾患を含むが、これらに限定されない、様々な疾患を治療または予防するのに使用される。こうした疾患の例としては、リウマチ性関節炎、骨関節炎、滑液包炎、ならびにクローン病及び自己免疫性肝炎のような自己免疫性疾患及び障害が挙げられる。加えて、本発明の組成物は、例えば、損傷の部位で、炎症を低減、及び／または免疫応答、例えば、損傷により誘導される免疫応答を低減するのに使用され得る。同様に、本発明の組成物は、移植拒絶反応の可能性または重大度を阻止または低減するのに使用され得る。

特定の実施形態では、本発明の組成物は、例えば、損傷または組織損害の部位で、血管形成または再血管新生を促進または刺激するのに使用される。特定の実施形態では、損傷は、組織に対する虚血、低酸素、もしくは再灌流損傷に関連するか、またはこれを引き起こす。本発明に従って治療または予防され得る虚血、低酸素、もしくは再灌流損傷に関連した、またはこれを引き起こす損傷もしくは疾患の例としては、脳卒中、心筋梗塞、急性腎臓損傷、及び失血が挙げられる。血管形成または再血管新生を促進または刺激するように本発明の組成物で治療され得る損傷または組織損害の追加の例としては、移植または四肢再付着が挙げられる。

本発明の組成物は、医学的状態に関連した疼痛を治療または軽減するのに使用され得る。こうした医学的状態の例としては、足底筋膜炎、関節炎の関節、腱障害、背痛、跛行、筋筋膜性疼痛症候群、及び側頭下顎関節痛が挙げられる。

本発明の組成物はまた、末梢神経損害、勃起機能障害、多発性硬化症、及び放射線熱傷を治療または予防するのに使用され得る。加えて、それらは造血及び／または創傷治癒を誘導するのに使用され得る。それらはまた、糖尿病性神経障害、糖尿病性網膜障害、及び黄斑変性を治療するのに使用され得る。

特定の実施形態では、本発明の組成物は、例えば、静脈内投与用に配合される場合、急性心筋梗塞、うっ血性心不全、脳卒中、末梢血管疾患、肺高血圧、気腫、または慢性閉塞性肺疾患を治療または予防するのに使用され得る。呼吸器の問題も、吸入に適した本発明の粉砕形態で治療され得る。

本発明の組成物は、損傷または疾患を治療または予防するのに、単独で、または１つ以上の他の治療薬もしくは手順と組み合わせて使用され得る。例えば、特定の実施形態では、損害組織への血液供給を富化及び／または組織再生を促進するために、本発明の組成物は、多血小板血漿と組み合わせて使用され得る。１つ以上の他の治療薬または手順と組み合わせて使用される場合、本発明の組成物は、他の治療薬または手順での治療前、それと同じもしくは重複する時間中、またはその後に提供または使用され得る。

加工された微小血管組織を使用する方法がさらに提供される。加工された微小血管組織は、修復が必要な組織に直接適用することができるか、または修復が必要なこうした組織の周りの組織に適用することができる。いくつかの実施形態では、乾燥させた加工された微小血管組織は、適切な担体（例えば、水または生理食塩水）中で再構成され、修復が必要な組織に直接適用される。経験は、Ｍａｒｃａｉｎｅのような麻酔薬を含有する溶液が一部の患者に好まれることを示している。局所使用について、加工された微小血管組織は、凍結乾燥ケーキとして、皮膚科学クリームに混合された、粉末として、乾燥フィルムとして、または溶液として適用され得る。いくつかの実施形態では、再構成した加工された微小血管組織は、組織に適用される前に、コラーゲンマトリックス、フィブリンクロット、または生体適合性ファブリックのような、スキャフォールドに適用される。他の実施形態では、加工された微小血管組織は、柔軟な生体適合性スキャフォールド（例えば、織布もしくは不織布ファブリックシートもしくはスレッド）、生体適合性マイクロビーズもしくは粒子、または埋め込み可能な医療デバイスのような、材料をコーティングするのに使用される。スプレー乾燥させた加工された微小血管組織は、スプレー乾燥プロセス中にコーティングを行うことができるので、コーティング前の再構成の必要がなく、マイクロビーズまたは粒子を含む材料をコーティングするのに特に適している。

加工された微小血管組織は、患者への埋め込み前にいずれかの適切なデバイスまたは材料と組み合わせることができる。加工された微小血管組織は、整形外科インプラント、多孔質の柔軟な埋め込み可能スキャフォールド、外科インプラント、純水、生理食塩水、麻酔液、多孔質のコーティングされたインプラント、ポリマー溶液、ＤＭＳＯ、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、及びアルコールのような溶媒、ハイドロゲル、ヒアルロン酸または他のグリコサミノグリカンもしくはプロテオグリカン、コラーゲン、フィブリン、トロンビン、血餅、血小板、多血小板血漿、脱塩骨マトリックス、自家細胞、ならびに／または骨もしくは骨成分と組み合わせることができる。

加工または凍結保存された微小血管組織は、例えば、バイアル中に、単独で、または加工もしくは凍結保存された微小血管組織との組み合わせに適していると列挙されたもののような、他の生成物と組み合わせてパッケージングすることができる。別の材料とパッケージングされる場合、加工または凍結保存された微小血管組織は、別々にパッケージング、または他の材料と予備混合もしくは付随させることができる。いくつかの実施形態では、加工された微小血管組織は、生体適合性材料上のコーティングとしてパッケージングされる。

非生存多能性細胞が腱の治癒を向上させたことは、動物において以前示されている（米国特許第９，０４４，４３０号）。本発明の向上した組成物の臨床使用は、様々な腱障害の急速な治癒及び驚くべき疼痛緩和を示した（実施例７）。疼痛緩和は、足底筋膜炎（実施例９）、明確な病因及び、足部の長期無負荷化の他に効果的な治療がなく、足部が慢性的に痛い状態においても観察された。関節炎の関節では、本発明の加工された微小血管組織の注入は、ＭＲＩまたはＸ線により撮像されるように軟骨の目に見える治癒なしに、深部の持続的な疼痛緩和をもたらした（実施例６）。

臨床使用は、慢性創傷（実施例８）、瘢痕、腱障害、及び骨関節炎の治療において予期せぬ利益を示した。こうした患者において確認された治癒に加えて、疼痛の顕著な低減がある。この疼痛低減は、側頭下顎関節痛について治療された患者においても観察された（実施例１０）。

本発明のいくつかの実施形態は、生存細胞を含まない組成物を含むが、多数の臨床使用において利益を示す。高圧室、コロイド包帯、組織移植、及び無負荷化のような従来の療法で治療された際に治癒しなかった慢性創傷は、本発明の向上した加工された微小血管組織の適用のわずか１週間後に治癒する。本発明の加工された微小血管組織の凍結乾燥ケーキは、創傷に直接適用、粉末化してより大きな創傷の表面上に散布、または水もしくは他の適切な流体で水和して創傷及びその周りに皮下注射することができる。創傷はその後、典型的には、従来の包帯で覆われる。

本発明の方法は、組成物を１つ、２つ、またはそれ以上の用量で投与することにより実施され得る。例えば、特定の実施形態では、組成物は、単一の用量、複数の用量として、または一定期間にわたる反復用量で投与される。

実施例１：加工された微小血管組織の調製
脂肪組織は、器官ドナーから得た。皮下脂肪は、腹部、大腿部、及び臀部から採取される。５〜１０ポンドの脂肪を、ＺＴＭ（商標）輸送培地（ＩＮＣＥＬＬ）のような、適切な培地中に採取した。

組織を採取し、ＰＢＳで洗浄した後、Ｃｌｚｙｍｅ ＨＡ（Ｖｉｔａｃｙｔｅ）及びＺＳｏＩＭ（商標）（ＩＮＣＥＬＬ）中の中性プロテアーゼ酵素に３７℃で４０分間懸濁させることにより、死の１日以内に初期加工した。

消化後、試料をＰＢＳのような適切な緩衝液中ですすいだ。この実験では、ＺＳｏＩＦ（商標）を使用し、試料を次に遠心分離し、分注し、次いでＺＳｏＩＦ（商標）中でさらに２回洗浄した。細胞を、ＥＺ−ＣＰＺ（商標）（ＩＮＣＥＬＬ）凍結保護溶液中のＭ３Ｄ（商標）の１：１混合物中、１．５×１０^６細胞／ｍｌで再懸濁させ、１ｍＬアリコートで凍結乾燥させた。

実施例２：照射の効果
実施例１に記載のように調製された組成物を、放射線曝露により殺菌した後、遊走アッセイにおいてヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）を使用して生物活性について試験した。ＨＵＶＥＣは、対数増殖期まで培養された後、ＣＭ−Ｄｉｌ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）で蛍光標識された第１継代細胞であった。Ｔｒａｎｓｗｅｌｌプレート（ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ）を、細胞培地（Ｍ３Ｄ（商標）及びＥＺ−ＣＰＺ（商標）（ＩＮＣＥＬＬ）の５０：５０混合物）単独（陰性対照）で調製し、上皮細胞増殖因子（ＥＧＦ−陽性対照）、または様々なタイプ及び線量の放射線で処置された微小血管組織の再水和組成物を補充した。標識されたＨＵＶＥＣ細胞をＴｒａｎｓｗｅｌｌプレートの上チャンバーに入れ、細胞培養インキュベーターにおいて４８時間３７℃で培養した。上及び下チャンバーを分離するＰＥＴ膜は、３ｕｍの細孔を有した。４８時間後、上チャンバーを取り出し、下チャンバー中の蛍光強度を測定した。

実験結果を図１にグラフ化する。生物活性は、波長に関係なく、増加する線量の放射線と共に増加し、陽性対照さえ超えた。処置された組成物のアリコートをＤＡＰＩ（核染色）で染色し、蛍光顕微鏡を備える血球計算盤で計測した。細胞数（図２）は、照射が、処置された組成物中の細胞数に対して顕著な効果を有さなかったことを示す。

実施例３：貯蔵時間の効果
実施例１に記載のように調製された後、２７ｋＧｙのガンマ線照射で殺菌された組成物を、室温で貯蔵した後、様々な時間でのＨＵＶＥＣ遊走アッセイで分析した。図３に示されるように、２年間貯蔵された試料は、驚くべきことに、より早い時点と比較して増加した生物活性を示した。

実施例４：貯蔵温度の効果
実施例１のように調製され、２５ｋＧｙのガンマ線で殺菌された組成物を、考えられる輸出状況をシミュレートする高温に曝露した。ベースライン試料を室温で保持した。意外にも、過熱された試料は、図４に示されるように、最も高い生物活性を示した。

別々だが、関連した実験において、照射されていない試料を、室温以下で６か月間貯蔵した。表１に示されるように、生物活性は、より低い貯蔵温度で低減した。

実施例５：酸素の効果
実施例１における加工中、細胞組成物は、低酸素レベル下にある。特定の細胞タンパク質の発現は、結果として向上または阻害され、これは組成物の機能性に影響を及ぼすであろう。低酸素は、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）、血管形成及び血管新生の促進における重要な因子の発現を誘導することと関連付けられる。よって、低酸素への曝露は、投与された組成物においてＶＥＧＦの発現を向上させ得る手段として使用することができる。

実施例６：関節炎の治療
５７歳男性の農業従事者は、彼が１０点の疼痛スケールで８〜９と格付けした、骨関節炎による慢性疼痛を患っていた。疼痛は、彼の仕事及び娯楽活動を制限していた。実施例２のように調製された加工された微小血管組織のバイアルを、３ｍｌの水で水和し、溶液を患部の膝に注射した。５週目の再診で、疼痛は０まで低下した。対象は、疼痛は注射の１週間以内に消えており、彼は農場での完全な活動を再開し、何年かぶりに自転車に乗ったと述べた。

対象は、注射前及び再度４か月後に磁気共鳴画像を取得した。画像についての放射線科医の報告を以下にまとめる。

治療前：関連のある所見は１）浸出：小〜中程度の膝蓋骨上浸出２）皮下軟組織：中程度の皮下脂肪性浮腫及び流体内側〜腸脛靭帯、膝窩脂肪体まで延在３）外側側副靭帯：近位腱障害及び／または部分断裂、４）膝蓋大腿関節：グレードＩ ＣＰ、５）内側関節コンパートメント：大腿骨の遠位外側顆及び外側脛骨プラトーの両方の関節面の７０％超を伴うほぼ全層軟骨喪失、残った軟骨の小さな局所性潰瘍形成、ならびに非常に最小限の隣接反応性（硬化性）骨変化及び軟骨下嚢腫様骨病変なし、６）骨髄：内側−後部外側顆における中程度のサイズの骨髄挫傷及び膝蓋骨の骨髄挫傷、ならびに７）皮質：骨折なしを含む。

治療後４か月：関連のある所見は１）浸出：小、軽快、２）皮下軟組織：最小限の残留量での皮下脂肪性浮腫の顕著な改善、３）外側側副靭帯：急性腱障害は軽快、４）膝蓋大腿関節：グレードＩ ＣＰ、変化なし、５）内側関節コンパートメント：変化なし、６）骨髄：骨髄挫傷に変化なし、及び７）皮質：骨折なしを含む。

実施例７：腱障害の治療
患者は、４０歳男性のアスリートであり、右膝蓋骨の下部領域に最近３〜４か月にわたり重度かつ進行性の疼痛を有し、これはウエイトなしでスクワットを行うことにより誘発された。彼は、触診による下部膝蓋骨へのいくらかの圧迫にも耐えることができなかった。０〜１０の疼痛スケール上、１０を最悪の痛みとして、彼は、ウエイトなしでスクワットを行っている際の痛みは約８〜９であり、この領域にいくらかの圧迫を加えている際は約９であると述べた。彼は、非常に深いスクワットを行った後、膝がわずかに過固定された状態で無理に立位に戻したことにより、疼痛が引き起こされた可能性があるとコメントした。彼は、歩行または休憩中、痛みがあったとしても、あまり感じない。図５は、腱断裂を示す膝の治療前ＭＲＩである。

実施例２のように調製された加工された微小血管組織の１つのバイアルを膝蓋腱に注射し、実施例２のように調製された加工された微小血管組織の１つのバイアルを小殿筋に注射した。

注射の５週間後、患者は、しっかりした触診で、膝蓋下領域に痛みを有さなかった。彼はまた、いかなる痛みもなく、ウエイトなしで深いスクワットを行うことができた。

注射の６週間後、彼は、いかなる痛みもなく、彼の最大ウエイトより約７０％軽いウエイトありでスクワットを行うことを開始した。図６は、患部の腱の治癒を示す治療後ＭＲＩである。

実施例８：慢性創傷の治療
糖尿病及び腎不全を有する４８歳女性を、大糖尿病性足部潰瘍について、創傷クリニックが１年間治療した。創傷に、いくつかの領域で腱まで創面切除を施し、（図７に示される）創傷５ｃｍ×３．５ｃｍ×０．４ｃｍを露出し、実施例２のように調製された加工された微小血管組織のバイアルを、凍結乾燥ケーキを粉砕し、創傷の表面に散布することにより、網包帯と共に局所的に適用した。

１週間後、対象は、再診を受け、図８に示されるように、潰瘍の広範な治癒を示した。創傷は、その後の数週間中に完全に閉鎖した。

実施例９：足底筋膜炎の治療
対象は、４７歳女性であった。彼女は、左足に、足根管リリース及び内側足底筋膜リリースのための先行手術を受けていた。手術の１５週間後、患者は重度（疼痛レート１０のうち８）の痛みを訴えていた。彼女は、コルチゾン注入、腓腹筋リセッション及び内側足底筋膜リリース、ならびに外来理学療法を含んだ、標準的な療法に失敗した。

治療：治療領域をベタジンで準備後、１ｃｃの実施例２のように調製された加工された微小血管組織を含む（ＷＦＩでの）注射を、２５ｇ針を使用して足底アプローチを通って左踵に行い、加工された微小血管組織を踵骨隆起のレベルに注入した後、〜５ｍｍまで戻した。患者は注射によく耐えた。患者には、ＣＡＭブーツも履かせた。

加工された微小血管組織での治療後１週間の再診：患者は、左踵への注射以来、踵に痛みはなく、足底筋膜源で１０疼痛レベルのうちの０であると述べた。

実施例１０：側頭下顎関節（ＴＭＪ）痛の治療
４５歳女性は、左右顆の両方において、常に顎痛を有していた。彼女は、痛みを同等に１０のうちの８〜９と格付けした。実施例２のように調製（Ｅｐｉｎｅｐｈｅｒｉｎｅを含まないＭａｒｃａｉｎｅ０．２５％で再構成）された加工された微小血管組織の１ｃｃ注射を、２５ｇ針を使用して関節空間内の右顆の下、上、及び横に行った。反対側（左顆）を次に、Ｃｅｌｅｓｔｏｎｅ（ベタメタゾン）を使用して右と全く同じように治療した。

治療の１週間後、患者は、右側（加工された微小血管組織で治療した側）について０の疼痛スコアを付けた。患者は、注射の翌日、右側に痛みはなかったと述べた。左側は、１０の疼痛スケールで４〜５であった。

左顆におけるステロイド注射の６週間後、患者の疼痛レベルは１０のうちの６〜７であった。左顆を、加工された微小血管組織で治療した。

実施例１１：酵素の使用なしでの脂肪組織からの微小血管組織の調製
２０グラムのヒト死体ドナーから採取された皮下脂肪を、２つの５０ｍｌ遠心分離チューブの各々に添加した。５ｍｌのハンクス平衡塩溶液を、遠心分離チューブＡに添加し、混合した後、チューブを３７Ｃ超音波水浴に入れ、超音波エネルギーで３５分間撹拌した。大きな磁気撹拌棒を遠心分離チューブＢ中に落とし、チューブに蓋をし、撹拌棒が端から端まで跳ね返って脂肪組織を粉砕し、脂肪細胞を溶解するように、チューブを５分間激しく振盪した。チューブを５０ｍｌまでハンクスＢＳＳで充填し、次いで７分間３００ｇで遠心分離した。油及び緩衝液を注ぎ出し、残った組織ペレットをペトリ皿に注ぎ入れ、ペトリ皿の底で薄いスラリーを形成させた。ペトリ皿を次に凍結及び凍結乾燥し、微小血管組織の薄い柔軟なフィルムを生成した。フィルムを、２．７ｋＧｙのガンマ線を使用して殺菌した。

微小血管組織のフィルムの活性を、細胞増殖アッセイを使用して分析し、上述のように酵素的に調製された微小血管組織と比較した。フィルム及びケーキを、基本細胞培地を使用して再水和した後、ヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）を含有する基本培地中で段階希釈した。２日後、細胞を蛍光色素で標識し、相対数を図９に示されるようにウェル中の蛍光強度により決定した。両方のフィルムは、酵素的に消化された微小血管組織と同等またはこれより良好な活性を示した。

実施例１２：脱毛の治療
２９歳男性は、２年超にわたり脱毛の兆候を示していた。加工された微小血管組織を、注射用に、４ｃｃの無菌水で再構成した。０．１〜０．２ｃｃアリコートの複数の注射を、３０ｇ針を通して、２”直径治療面積の中心で開始した後、放射状に広がるように行った。

治療の２か月後、患者は再診を受けた。治療医は、注射部位での繊毛の発生に気づいた。

実施例１３：滑液包炎の治療
５９歳女性は、５年間持続し、ＮＳＡＩＤＳを使用しても睡眠、ガーデンング、ウォーキング、ランニングを不快にしていた、左臀部の痛みを訴えた。身体検査及びＸ線は、臀部関節における中程度の関節炎を示したが、痛みのほとんどは、炎症を起こした滑液包に関連し、縫工筋に沿って放射状に広がっていた。微小血管組織を４ｍｌのＭａｒｃａｉｎｅで再構成し、痛みを辿って炎症を起こした滑液包中及びその下の１２の部位に、超音波誘導下で注射した。患者は、翌２日かけて痛みが消え、３日目にうずくような痛み、１３日目にもう一度うずくような痛み（過剰使用）があり、それ以降うずきはなかったことを報告した。５か月後、彼女は、臀部について考えることすらなくなったと報告した。

Claims (24)

1. 多能性細胞を含む組成物であって、前記細胞に、向上した生物活性をもたらす、１つ以上の加工処置が行われている、組成物。
2. 前記処置が、照射、貯蔵、低酸素、活性酸素種、電磁場、超音波撹拌、流体せん断力、非生理学的ｐＨ、非生理学的張度、加熱、冷却、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
3. 前記処置が、約０．６５ｋＧｙの最小閾値線量での照射である、請求項２に記載の組成物。
4. 前記最小閾値線量が、２ｋＧｙである、請求項３に記載の組成物。
5. 前記照射が、赤外線から電子ビームまでの波長範囲での曝露により達成される、請求項３または４に記載の組成物。
6. 前記細胞が、最大線量限界での照射により処置され、前記最大線量が、細胞の９９％の完全性の喪失をもたらす線量である、請求項１に記載の組成物。
7. 生物活性が、細胞増殖、細胞移動、抗炎症、血管新生、組織治癒、及び疼痛緩和からなる群から選択される１つ以上のパラメータとして測定される、請求項１に記載の組成物。
8. 前記処置が、貯蔵であり、４６℃で約１日、室温で約２年、及び−２０℃で２年超からなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
9. さらに、前記細胞が、増殖能力を低下させている、請求項１に記載の組成物。
10. 前記細胞が、乾燥及び殺菌されている、請求項１〜９のいずれかに記載の組成物。
11. 前記細胞が、生きた培養細胞である、請求項１〜９のいずれかに記載の組成物。
12. １つ以上の加工処置が行われている前記多能性細胞が、同等の線量の生きた未処置の多能性細胞より大きな生物活性を有する、請求項１に記載の組成物。
13. 加工された微小血管組織を含む組成物であって、前記組織に、向上した生物活性をもたらす、１つ以上の加工処置が行われている、組成物。
14. 前記処置が、照射、貯蔵、低酸素、活性酸素種、電磁場、超音波撹拌、流体せん断力、非生理学的ｐＨ、非生理学的張度、加熱、冷却、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１３に記載の組成物。
15. 前記処置が、約０．６５ｋＧｙの最小閾値線量での照射である、請求項１４に記載の組成物。
16. 前記処置が、４６℃で約１日、室温で約２年、または−２０℃で２年超の貯蔵である、請求項１４に記載の組成物。
17. 前記処置が、熱への曝露である、請求項１４に記載の組成物。
18. 非生存多能性細胞または加工された微小血管組織を含む組成物の投与を含む、哺乳類において、損傷または疾患を治療または予防する方法であって、前記組成物に、生物活性を向上させる１つ以上の処置が行われている、方法。
19. 非生存多能性細胞または加工された微小血管組織を含む組成物の投与を含む、医学的状態に関連した組織痛を緩和するための方法であって、前記組成物に、生物活性を向上させる１つ以上の処置が行われている、方法。
20. 非生存多能性細胞または加工された微小血管組織を含む組成物の投与を含む、創傷治癒のための方法であって、前記組成物に、生物活性を向上させる１つ以上の処置が行われている、方法。
21. 非生存多能性細胞または加工された微小血管組織を含む組成物の投与を含む、対象において傷跡を予防または治療する方法であって、前記組成物に、生物活性を向上させる１つ以上の処置が行われている、方法。
22. 前記１つ以上の処置が、放射線、加熱、長期貯蔵、低酸素、せん断、ｐＨショック、浸透圧ショック、超音波、電磁場、及び活性酸素種曝露からなる群から選択される、請求項１８〜２１のいずれかに記載の方法。
23. 前記医学的状態が、関節炎、足底筋膜炎、滑液包炎、側頭下顎関節痛、骨関節炎、脱毛、脂肪移植、口蓋裂、骨髄炎、末梢神経障害、慢性創傷、骨折、及び腱または靭帯障害からなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
24. 前記組成物が、局所パウダー、局所ケーキ、局所クリーム、乾燥フィルム、または注射である、請求項１８〜２３のいずれかに記載の方法。