JP2020068779A - Method for separating/selecting mesenchymal stem cell, culture method, and selection material used for the same - Google Patents

Method for separating/selecting mesenchymal stem cell, culture method, and selection material used for the same Download PDF

Info

Publication number
JP2020068779A
JP2020068779A JP2019199227A JP2019199227A JP2020068779A JP 2020068779 A JP2020068779 A JP 2020068779A JP 2019199227 A JP2019199227 A JP 2019199227A JP 2019199227 A JP2019199227 A JP 2019199227A JP 2020068779 A JP2020068779 A JP 2020068779A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cells
mesenchymal stem
stem cells
cell
dish
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
JP2019199227A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7341031B2 (en
Inventor
裕彦 伊勢
Hirohiko Ise
裕彦 伊勢
久美子 松永
Kumiko Matsunaga
久美子 松永
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.)
Somar Corp
Original Assignee
Somar Corp
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 Somar Corp filed Critical Somar Corp
Publication of JP2020068779A publication Critical patent/JP2020068779A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7341031B2 publication Critical patent/JP7341031B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

To provide a method for separating/selecting a mesenchymal stem cell, a culture method, and selection material used for the same.SOLUTION: A method for separating/selecting mesenchymal stem cell in which a cell cluster containing a mesenchymal stem cell is disseminated onto a coating surface of a material for cell culture to which N-acetylglucosamine group-containing polymer having 2000 to 4000 of specific molecular weight is coated, culture medium is not replaced after charging culture medium, and culture medium is replaced in 2 to 10 days after dissemination. Further, it is preferable to further culture at least for 10 days after the culture medium replacement.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、間葉系幹細胞の分離・選別方法、培養方法及びそれに用いる選別材料に関する。   The present invention relates to a method for separating / selecting mesenchymal stem cells, a method for culturing, and a selecting material used therefor.

間葉系幹細胞は、骨髄中や脂肪などの組織に存在し、骨や脂肪、軟骨への分化能を有する組織幹細胞である。この間葉系幹細胞は、肝臓や神経、血管内皮細胞など様々な組織への分化が報告されており、再生医療の細胞ソースとしてその臨床応用が期待されている。
また間葉系幹細胞は、iPS細胞と異なりガン化や分化誘導の煩雑さなどの障壁がなく、生体からの単離における倫理的問題の少なさや分化誘導の簡便さからも注目されている。そして、間葉系幹細胞の臨床への応用では、間葉系幹細胞を用いた細胞移植療法により肝線維化治療や関節の軟骨再生、骨組織再生、歯周組織再生、脳傷害時の治療など非常に多くの疾患に対する治療が期待されている。さらに間葉系幹細胞自身が産生するサイトカインや増殖因子、エクソソームの傷害組織への修復再生に有効であることが示されてきた。そこで、細胞移植治療だけでなく、培養間葉系細胞の培養上清を精製し、生体に投与する治療も試みられている。
Mesenchymal stem cells are tissue stem cells that are present in tissues such as bone marrow and fat and have the ability to differentiate into bone, fat and cartilage. The mesenchymal stem cells have been reported to be differentiated into various tissues such as liver, nerve and vascular endothelial cells, and their clinical application is expected as a cell source for regenerative medicine.
Unlike iPS cells, mesenchymal stem cells do not have barriers such as canceration and the complexity of induction of differentiation, and they are attracting attention because of less ethical problems in isolation from living organisms and ease of induction of differentiation. In the clinical application of mesenchymal stem cells, cell transplantation therapy using mesenchymal stem cells is used to treat liver fibrosis, joint cartilage regeneration, bone tissue regeneration, periodontal tissue regeneration, and treatment during brain injury. Treatments for many diseases are expected. Furthermore, it has been shown that it is effective for repair and regeneration of cytokines, growth factors, and exosomes produced by mesenchymal stem cells themselves into injured tissues. Therefore, in addition to cell transplantation treatment, treatments have been attempted in which the culture supernatant of cultured mesenchymal cells is purified and administered to a living body.

しかしながら、間葉系幹細胞の分化能やサイトカイン産生能は、生体組織からの樹立法やその日数、培養継代回数などの樹立条件によって大きく左右される。このため、現在では常に良い状態の間葉系幹細胞を得ることが難しく、高い治療効果を維持した治療の実現が困難となっている。基本的には、継代回数が少なく培養日数を経ていない間葉系幹細胞は分化能やサイトカイン産生能が高く治療に有効であるが、培養日数を経るに伴って、その効果は低下し治療効果が期待できない。従って、間葉系幹細胞を利用した再生医療を実現するには、生体からできるだけ多くの間葉系幹細胞を単離して、短期間の培養で細胞数を増加させ治療に使用することが重要である。間葉系幹細胞は、骨髄や脂肪中には、およそ0.001〜0.01%で存在しており、これらを効率よく分離・選別することが重要である。   However, the differentiation ability and cytokine production ability of mesenchymal stem cells are greatly influenced by the establishment method from living tissues, the number of days, and the number of passages of culture. Therefore, it is currently difficult to obtain mesenchymal stem cells that are always in good condition, and it is difficult to realize a treatment that maintains a high therapeutic effect. Basically, mesenchymal stem cells, which have a low number of passages and have not been cultured for a long time, have high differentiation ability and cytokine production ability and are effective for treatment, but as the number of culture days increases, the effect decreases and the therapeutic effect Can not be expected. Therefore, in order to realize regenerative medicine using mesenchymal stem cells, it is important to isolate as many mesenchymal stem cells as possible from the living body, increase the number of cells in short-term culture, and use them for therapy. .. Mesenchymal stem cells are present in bone marrow and fat in an amount of about 0.001 to 0.01%, and it is important to efficiently separate and sort them.

骨髄や脂肪から間葉系幹細胞の分離・選別する方法としては主に骨髄細胞を細胞培養用ディッシュに播種し、接着する細胞を間葉系幹細胞として単離している(非特許文献1)。この単離法では、非特異的な細胞培養用ディッシュへの接着に基づいて実施されるために間葉系幹細胞以外の細胞が混入し、この混入した細胞が間葉系幹細胞の分化能や増殖能、遊走能を失わせたり、失わせないまでも能力を低下させるなど間葉系幹細胞の性能低下の原因となり、結果的に十分な量の間葉系幹細胞を得られないという問題があった。そのためディッシュ表面にフィブロネクチンをコートしたものも使用されているが、フィブロネクチンは血清を含む培地に含まれているので、フィブロネクチンでコーティングされたディッシュの使用は、組織培養ディッシュと比較して十分な性能が得られていない。そのため間葉系幹細胞の表面マーカーを用いて細胞を単離する方法が提案されている。この時の間葉系幹細胞のマーカーとしては例えば陽性マーカーとしてCD10、CD13、CD73(ecto-5' nucleotidase, SH3, SH4)、CD105(endoglin, SH2)、CD166(ALCAM)が陰性マーカーとしてはCD34、CD45(LCA:leukocyte common antigen)等が同定されている。さらにCD271(LNGFR)、CD140b(PDGFR-β)、CD340(HER-2/erbB2)、CD349(frizzled-9)等を用いて単離する方法も提案されている(非特許文献2)。さらにヒト間葉系幹細胞が含まれる細胞集団から前記CD271(LNGFR)とCD90(Thy-1)を発現している細胞を選別することによりヒト間葉系幹細胞を濃縮する方法(特許文献1)やヒト間葉系幹細胞を含む細胞集団からRor2またはFzd5を発現している細胞の存在比率を定量して各細胞集団の合否判定を行い、合格の細胞集団のみを選別するヒト間葉系幹細胞の分離・選別方法(特許文献2)が提案されている。   As a method for separating and selecting mesenchymal stem cells from bone marrow or fat, bone marrow cells are mainly seeded in a cell culture dish, and adherent cells are isolated as mesenchymal stem cells (Non-Patent Document 1). In this isolation method, cells other than mesenchymal stem cells are contaminated because they are performed on the basis of non-specific adhesion to cell culture dishes, and the contaminated cells are capable of differentiating and proliferating mesenchymal stem cells. Ability or migration ability is lost, or even if it is not lost, it causes a decline in mesenchymal stem cell performance, resulting in the problem that a sufficient amount of mesenchymal stem cells cannot be obtained. .. Therefore, although the dish surface coated with fibronectin is also used, since fibronectin is contained in the medium containing serum, the use of the fibronectin-coated dish has sufficient performance as compared with the tissue culture dish. Not obtained. Therefore, a method of isolating cells using a surface marker of mesenchymal stem cells has been proposed. Examples of mesenchymal stem cell markers at this time include CD10, CD13, CD73 (ecto-5 ′ nucleotidase, SH3, SH4), CD105 (endoglin, SH2), and CD166 (ALCAM) as positive markers such as CD34 and CD45 (negative markers). LCA: leukocyte common antigen) has been identified. Furthermore, a method of isolation using CD271 (LNGFR), CD140b (PDGFR-β), CD340 (HER-2 / erbB2), CD349 (frizzled-9), etc. has also been proposed (Non-patent document 2). Furthermore, a method of enriching human mesenchymal stem cells by selecting cells expressing the CD271 (LNGFR) and CD90 (Thy-1) from a cell population containing human mesenchymal stem cells (Patent Document 1), Separation of human mesenchymal stem cells in which only a passing cell population is selected by quantifying the abundance ratio of cells expressing Ror2 or Fzd5 from the cell population containing human mesenchymal stem cells to determine pass / fail of each cell population -A screening method (Patent Document 2) has been proposed.

特開2009−060840号公報JP, 2009-060840, A 国際公開第2016/017795号International Publication No. 2016/017795

Pittenger, M.F., Mackay, A.M., Beck, S.C., Jaiswal, R.K., Dougla s, R., Mosca, J.D., Moorman, M.A., Simonetti, D.W., Craig, S., and Marshak, D.R. (1999). Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science 284, 143-147.Pittenger, MF, Mackay, AM, Beck, SC, Jaiswal, RK, Dougla s, R., Mosca, JD, Moorman, MA, Simonetti, DW, Craig, S., and Marshak, DR (1999) .Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science 284, 143-147. Buhring Hans-Jorg, et al, Novel markers for the prospective isolation of human MSC, Annals of the New York Academy of Sciences, annals-1392-000,Haematopoietic Stem Cells VI, 10-Nov-2006.Buhring Hans-Jorg, et al, Novel markers for the prospective isolation of human MSC, Annals of the New York Academy of Sciences, annals-1392-000, Haematopoietic Stem Cells VI, 10-Nov-2006.

上記のような知見はあるものの、間葉系幹細胞以外の細胞が混入することで間葉系幹細胞の質が低下したり、複数のマーカーを用いて選別するためコストや細胞への影響、継代回数の増加等があるなど、骨髄や脂肪から簡単でしかも効率的な間葉系幹細胞の単離・選別する方法がないのが現状であった。また、選別後培養により間葉系幹細胞を増加させる場合、継代回数が増えるなどのため間葉系幹細胞の増殖性や分化能に影響のない培養方法が無いのが現状であった。   Although there are findings such as the above, the quality of mesenchymal stem cells is reduced due to contamination with cells other than mesenchymal stem cells, and the cost and effect on cells due to selection using multiple markers, passage The current situation is that there is no simple and efficient method for isolating and selecting mesenchymal stem cells from bone marrow or fat, such as an increase in the number of times. Further, when the number of mesenchymal stem cells is increased by post-selection culturing, the current situation is that there is no culturing method that does not affect the proliferative ability or the differentiation ability of the mesenchymal stem cells because the number of passages increases.

そこで、本発明の目的は、間葉系幹細胞の分離・選別方法、培養方法及びそれに用いる選別材料を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method for separating / selecting mesenchymal stem cells, a method for culturing, and a selection material used therefor.

本発明者らは、例えば骨髄細胞集団中には、骨髄球、赤血球、赤芽球、好酸球、造血幹細胞、間質細胞(間葉系幹細胞)が存在しているが、これらの細胞種の中で、ビメンチンを発現する細胞は間葉系幹細胞を含む間質細胞のみであること、ビメンチンは細胞内分子にもかかわらず、ガン細胞や間葉系細胞の細胞表面に出現すること及びこの細胞表面に出現したビメンチンが、N−アセチルグルコサミンに結合することを発見した。この結合は特定のN−アセチルグルコサミン基含有ポリマー(以下、AC−GlcNAcポリマーともいう)を用いることにより非常に強い結合を有するものであった。そこで本発明者らは、当該知見から鋭意検討し、特定表面上に骨髄等の間葉系幹細胞を含有する細胞集団を播種すると特定表面上のN−アセチルグルコサミンに間葉系幹細胞のみが選択的に結合することにより他の細胞から間葉系幹細胞を分離・選別できることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have found that, for example, myeloid cells, erythrocytes, erythroblasts, eosinophils, hematopoietic stem cells, and stromal cells (mesenchymal stem cells) exist in the bone marrow cell population. Among them, vimentin-expressing cells are only stromal cells including mesenchymal stem cells, vimentin appears on the cell surface of cancer cells and mesenchymal cells despite the intracellular molecule, and It was discovered that vimentin, which appeared on the cell surface, binds to N-acetylglucosamine. This bond had a very strong bond by using a specific N-acetylglucosamine group-containing polymer (hereinafter, also referred to as AC-GlcNAc polymer). Therefore, the present inventors diligently studied from the findings, and when seeding a cell population containing mesenchymal stem cells such as bone marrow on a specific surface, only mesenchymal stem cells were selectively selected for N-acetylglucosamine on the specific surface. It was found that the mesenchymal stem cells can be separated and selected from other cells by binding to other cells, and the present invention has been completed.

即ち、本発明は間葉系幹細胞の分離・選別方法、培養方法及びそれに用いる選別材料に関する、以下の[1]〜[8]である。
[1] 重量平均分子量が2000〜4000のN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーがコーティングされた選別材料のコーティング面に間葉系幹細胞を含有する細胞集団を播種し培地を入れた後培地交換を行わず播種後2日〜10日後に培地交換を行うことを特徴とする間葉系幹細胞の分離・選別方法。
[2] 前記間葉系幹細胞を含有する細胞集団を播種し培地を入れた後培地交換を行わず播種後5日〜10日後に培地交換を行う、前記[1]記載の間葉系幹細胞の分離・選別方法。
[3] 前記N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーを0.01〜1000μg/mL含有するコーティング剤を細胞培養基材の表面を全てコーティング剤で覆うようにコーティングし、4℃から常温のいずれかの温度で溶媒を捨てることなく乾燥させることを特徴とする前記[1]又は[2]記載の間葉系幹細胞の分離・選別方法。
[4] 前記[1]ないし[3]のいずれかに記載の間葉系幹細胞の分離・選別方法で分離・選別された間葉系幹細胞を、前記培地交換後、さらに少なくとも10日間培養することを特徴とする間葉系幹細胞の培養方法。
[5] 重量平均分子量が2000〜4000の範囲のN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーであり、該ポリマーは次の化学式で表される化合物であり、該ポリマーが培養基材上にコーティングされていることを特徴とする間葉系幹細胞選別材料。
That is, the present invention is the following [1] to [8] relating to a method for separating / selecting mesenchymal stem cells, a method for culturing, and a selecting material used therefor.
[1] Seeding a cell population containing mesenchymal stem cells on the coating surface of a selection material coated with a N-acetylglucosamine group-containing polymer having a weight average molecular weight of 2000 to 4000 and inserting a medium, and then performing no medium exchange A method for separating and selecting mesenchymal stem cells, which comprises performing medium exchange 2 to 10 days after seeding.
[2] The mesenchymal stem cells according to the above [1], wherein the cell population containing the mesenchymal stem cells is seeded, a medium is added, and then the medium is not replaced, and the medium is replaced 5 to 10 days after the seeding. Separation and selection method.
[3] A coating agent containing 0.01 to 1000 μg / mL of the N-acetylglucosamine group-containing polymer is coated so as to cover the entire surface of the cell culture substrate with the coating agent, and the temperature is from 4 ° C. to room temperature. The method for separating / selecting mesenchymal stem cells according to the above [1] or [2], which is characterized in that the solvent is dried without being discarded.
[4] Mesenchymal stem cells separated / sorted by the method for separating / sorting mesenchymal stem cells according to any one of [1] to [3] above are cultured for at least 10 days after the medium exchange. A method for culturing mesenchymal stem cells, which comprises:
[5] A N-acetylglucosamine group-containing polymer having a weight average molecular weight of 2000 to 4000, the polymer being a compound represented by the following chemical formula, and the polymer being coated on a culture substrate. A mesenchymal stem cell sorting material characterized by:

式中nは3〜15の整数である。 In the formula, n is an integer of 3 to 15.

[6] 前記N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーは数平均分子量が3000〜5000の範囲にあり、かつ重量平均分子量と数平均分子量との比が0.8以上、1.5未満の範囲であることを特徴とする前記[5]記載の間葉系幹細胞選別材料。
[7] 前記培養基材は表面が親水性を有することを特徴とする前記[5]記載の間葉系幹細胞選別材料。
[8] 前記N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーを0.01〜1000μg/mL含有するコーティング剤を細胞培養基材の表面を全てコーティング剤で覆うようにコーティングし、4℃から常温のいずれかの温度で溶媒を捨てることなく乾燥させることを特徴とする前記[5]ないし[7]のいずれかに記載の間葉系幹細胞選別材料。
[6] The N-acetylglucosamine group-containing polymer has a number average molecular weight in the range of 3000 to 5000, and a ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is 0.8 or more and less than 1.5. A material for selecting mesenchymal stem cells according to [5] above, which is characterized in that
[7] The mesenchymal stem cell selection material according to the above [5], wherein the culture substrate has a hydrophilic surface.
[8] A coating agent containing 0.01 to 1000 μg / mL of the N-acetylglucosamine group-containing polymer is coated so as to cover the entire surface of the cell culture substrate with the coating agent, and any temperature from 4 ° C. to room temperature is applied. The mesenchymal stem cell selection material according to any one of [5] to [7] above, wherein the material is dried without discarding the solvent.

本発明により、間葉系幹細胞の分離・選別方法、培養方法及びそれに用いる選別材料を提供することが可能となる。   According to the present invention, it becomes possible to provide a method for separating and selecting mesenchymal stem cells, a method for culturing, and a selecting material used therefor.

AC−GlcNAcポリマーを重合する際に用いるRAFT剤の使用量及び重合により得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、MwとMnとの比率並びに重合度を示す。なお、重合度(Number of carbohydrates per polymer)は次の式で求められる。(Mw−364[DTMPA])/346[AC−GlcNAcmonomer]The amount of RAFT agent used when polymerizing an AC-GlcNAc polymer, the weight average molecular weight (Mw), the number average molecular weight (Mn), the ratio of Mw and Mn, and the degree of polymerization of the polymer obtained by the polymerization are shown. The degree of polymerization (Number of carbohydrates per polymer) is calculated by the following formula. (Mw-364 [DTMPA]) / 346 [AC-GlcNAcmonomer] ビオチン化スクシニル化WGA(wheat germ agglutinin)を用いてポリスチレンディッシュ上の各AC−GlcNAcポリマーのコーティングの状態をディッシュ上のAC−GlcNAcの吸着量として、ビオチン化スクシニル化WGAとAC−GlcNAcとの相互作用に基づいて評価した。ディッシュ上のビオチン化スクシニル化WGAの量をHRP−ニュートラビジンおよびTMB溶液により発色させ、それをマイクロプレートリーダー(製品名:iMark、Bio-Rad Laboratories社製)を用いて450nmにおける各ウェルの吸光度を測定した。Using biotinylated succinylated WGA (wheat germ agglutinin), the coating state of each AC-GlcNAc polymer on the polystyrene dish was determined as the adsorption amount of the AC-GlcNAc on the dish, and the biotinylated succinylated WGA and AC-GlcNAc were treated with each other. It was evaluated based on the action. The amount of biotinylated succinylated WGA on the dish was developed with HRP-neutravidin and TMB solution, and the absorbance of each well at 450 nm was measured using a microplate reader (product name: iMark, Bio-Rad Laboratories). It was measured. ヒト不死化UE7T−13間葉系幹細胞における細胞表面ビメンチン及びβ−アクチンの発現を示すウエスタンブロットである。左側がビメンチンの発現、右側がβ−アクチンの発現をそれぞれ示す。1は細胞表面タンパク質、2は全細胞溶解液のウエスタンブロットをそれぞれ示す。It is a Western blot which shows the expression of cell surface vimentin and (beta) -actin in human immortalized UE7T-13 mesenchymal stem cell. The left side shows the expression of vimentin, and the right side shows the expression of β-actin. 1 is a cell surface protein and 2 is a Western blot of whole cell lysate, respectively. AC−GlcNAcポリマーコートディッシュへのヒト不死化UE7T−13間葉系幹細胞の接着を示したグラフである。左側が37℃、右側が4℃における接着をそれぞれ示す。 *P<0.01、n=3。It is a graph which showed adhesion of human immortalized UE7T-13 mesenchymal stem cell to AC-GlcNAc polymer coat dish. The left side shows the adhesion at 37 ° C. and the right side shows the adhesion at 4 ° C., respectively. * P <0.01, n = 3. ビメンチン、AC−GlcNAc5及びPV−MAによる、ヒト不死化UE7T−13間葉系幹細胞のAC−GlcNAcポリマーコートディッシュへの接着の阻害を示したグラフである。左側が37℃における接着の阻害、右側が4℃における接着の阻害をそれぞれ示す。 n=4。FIG. 8 is a graph showing inhibition of adhesion of human immortalized UE7T-13 mesenchymal stem cells to AC-GlcNAc polymer-coated dishes by vimentin, AC-GlcNAc5, and PV-MA. The left side shows the inhibition of adhesion at 37 ° C, and the right side shows the inhibition of adhesion at 4 ° C. n = 4. ビメンチンノックダウンUE7T−13細胞及び陰性コントロールであるUE7T−13細胞におけるビメンチン及びβ−アクチンの発現を示すウエスタンブロットである。1がコントロールUE7T−13細胞、2がビメンチンノックダウンUE7T−13細胞のウエスタンブロットをそれぞれ示す。It is a Western blot which shows the expression of vimentin and (beta) -actin in vimentin knockdown UE7T-13 cell and UE7T-13 cell which is a negative control. 1 shows Western blots of control UE7T-13 cells and 2 shows vimentin knockdown UE7T-13 cells, respectively. AC−GlcNAc5コートディッシュへのビメンチンノックダウン細胞およびコントロール細胞の4℃での接着数を示したグラフである。1がコントロール細胞、2がビメンチンノックダウン細胞の接着数をそれぞれ示す。 * P <0.01、n=5。It is a graph which showed the number of adhesion of a vimentin knockdown cell and a control cell to AC-GlcNAc5 coat dish at 4 ° C. 1 indicates the number of control cells and 2 indicates the number of adhered vimentin knockdown cells. * P <0.01, n = 5. ラット骨髄細胞における細胞表面ビメンチンの発現のフローサイトメトリー分析の結果を示した図である。左側は抗マウスIgG抗体を用いた場合、右図は細胞表面ビメンチンモノクローナル抗体を用いた場合のフローサイトメトリーの結果をそれぞれ示す。It is the figure which showed the result of the flow cytometric analysis of the expression of the cell surface vimentin in rat bone marrow cells. The left side shows the results of flow cytometry using the anti-mouse IgG antibody, and the right side shows the results of flow cytometry using the cell surface vimentin monoclonal antibody. 培養10日目の1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(選別材料)と3.組織培養用ディッシュとに形成されたコロニーの位相差画像を示した図である。左側が3.組織培養用ディッシュ、右側が1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュの画像を示す。それぞれの下段の画像は、上段の画像の拡大図である。1. On the 10th day of culture 2. AC-GlcNAc polymer coated dish (screening material) It is a figure showing a phase contrast image of a colony formed in a tissue culture dish. The left side is 3. Tissue culture dish, 1. The image of AC-GlcNAc polymer coat dish is shown. Each lower image is an enlarged view of the upper image. ラット骨髄から分離・選別した間葉系幹細胞の1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(選別材料)および3.組織用培養ディッシュ上でのコロニー形成性を示す図である。上段の写真のうち、左側が35mmの組織培養用ディッシュ、右側は35mmの細胞培養ディッシュ上にAC−GlcNAcポリマーをコートしたディッシュ(選別材料)を用いラット骨髄を播種し2mLの培地で3〜16日間培養後の各ディッシュ上のコロニーの画像を示し、下段のグラフは、培養3〜16日後のAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(選別材料)および組織培養用ディッシュ上の全ディッシュ領域に対するコロニーの面積(%)をグラフ化したものである。 * P <0.01、n = 3。1. Mesenchymal stem cells isolated and sorted from rat bone marrow 2. AC-GlcNAc polymer coated dish (sorting material) and 3. It is a figure which shows the colony forming property on the culture dish for tissues. Among the photographs in the upper row, the left side is a 35 mm tissue culture dish, and the right side is a 35 mm cell culture dish on which AC-GlcNAc polymer-coated dishes (selection material) are used to seed rat bone marrow, and 3 to 16 mL of 2 mL medium is used. An image of colonies on each dish after daily culture is shown. The lower graph shows the area of colonies for the entire dish area on the AC-GlcNAc polymer-coated dish (selection material) and the tissue culture dish after 3 to 16 days of culture ( %) Is a graph. * P <0.01, n = 3. 1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(選別材料)および3.組織培養用ディッシュ上でのラット骨髄から分離・選別した間葉系幹細胞のコロニー形成性の示す図である。上段の写真のうち、左側が35mmの組織培養用ディッシュ、右側は35mmの細胞培養ディッシュ上にAC−GlcNAcポリマーをコートしたディッシュ(選別材料)を用いラット骨髄を播種し2mLの培地で17日間培養後の各ディッシュ上のコロニーの代表的な画像であり、下段のグラフは、培養17日後のAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(選別材料)および組織培養用ディッシュ上の全ディッシュ領域に対するコロニーの面積(%)をグラフ化したものである。 * P <0.01、n = 8。1. 2. AC-GlcNAc polymer coated dish (sorting material) and 3. It is a figure which shows the colony-forming property of the mesenchymal stem cell isolate | separated and selected from the rat bone marrow on the tissue culture dish. Among the photographs in the upper row, the left side is a 35 mm tissue culture dish, and the right side is a 35 mm cell culture dish on which an AC-GlcNAc polymer-coated dish (selection material) is used to inoculate rat bone marrow and cultured in 2 mL of medium for 17 days. Representative graphs of colonies on each of the subsequent dishes, the lower graph shows the area of the colonies (% of the total dish area on the AC-GlcNAc polymer-coated dish (selection material) and the tissue culture dish after 17 days of culture). ) Is a graph. * P <0.01, n = 8. 1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ、2.PV−MAコートディッシュおよび3.組織培養用ディッシュを用いラット骨髄を播種し2mLの培地で10日間培養後の各ディッシュ上のコロニーの代表画像及び全ディッシュ面積に対するおよび各ディッシュのコロニーの面積(%)をグラフ化したものである。 * P <0.01、n = 3。1. AC-GlcNAc polymer coated dish, 2. PV-MA coated dish and 3. FIG. 3 is a graph showing a representative image of colonies on each dish after culturing rat bone marrow using a tissue culture dish and culturing in 2 mL of medium for 10 days, and the area (%) of colonies of each dish with respect to the total dish area. .. * P <0.01, n = 3. 1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ及び3.組織培養用ディッシュの各々に形成されたコロニーについて、コロニー形成された細胞の間葉系幹細胞マーカーの発現状況を間葉系幹細胞のポジティブマーカー(CD106およびCD90)と間葉系幹細胞ネガティブマーカー(CD11b/c)を用いて観察した。PE結合抗ラットCD106抗体(赤色)、FITC結合抗ラットCD11b/c抗体(緑色)、およびFITC結合抗ラットCD90抗体(緑色)を用いてCD106、CD11b/cおよびCD90を染色した。ビメンチンは、マウスモノクローナル抗ビメンチン抗体およびAlexaFluor647結合抗マウスIgG抗体(赤色)によって染色された。DAPIを用いて核染色も行った結果を示す。スケールバーは500μmである。1. 2. AC-GlcNAc polymer coated dish and 3. For the colonies formed in each of the tissue culture dishes, the expression status of the mesenchymal stem cell marker colonized cells was determined by the positive markers (CD106 and CD90) and the mesenchymal stem cell negative marker (CD11b / CD11b / Observed using c). CD106, CD11b / c and CD90 were stained with PE-conjugated anti-rat CD106 antibody (red), FITC-conjugated anti-rat CD11b / c antibody (green), and FITC-conjugated anti-rat CD90 antibody (green). Vimentin was stained with mouse monoclonal anti-vimentin antibody and AlexaFluor647 conjugated anti-mouse IgG antibody (red). The results of nuclear staining using DAPI are shown. The scale bar is 500 μm. 1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ及び3.組織培養用ディッシュで増殖した細胞における間葉系幹細胞のポジティブマーカー(CD90、CD29、CD44、CD54、CD73、CD105およびCD106)及び間葉系幹細胞のネガティブマーカー(CD34、CD45およびCD11b/c)発現のフローサイトメトリー分析の代表的なチャートを示す。1. 2. AC-GlcNAc polymer coated dish and 3. Expression of positive markers for mesenchymal stem cells (CD90, CD29, CD44, CD54, CD73, CD105 and CD106) and negative markers for mesenchymal stem cells (CD34, CD45 and CD11b / c) in cells grown in tissue culture dishes A representative chart of flow cytometric analysis is shown. 1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ及び3.組織培養用ディッシュで増殖した細胞における間葉系幹細胞のポジティブマーカー(CD90、CD29、CD44、CD54、CD73、CD105およびCD106)及び間葉系幹細胞ネガティブマーカー(CD34、CD45およびCD11b/c)を発現している細胞の、全細胞数に対する細胞数の割合を示したグラフである。1. 2. AC-GlcNAc polymer coated dish and 3. Expresses positive markers for mesenchymal stem cells (CD90, CD29, CD44, CD54, CD73, CD105 and CD106) and negative markers for mesenchymal stem cells (CD34, CD45 and CD11b / c) in cells grown in tissue culture dishes It is the graph which showed the ratio of the cell number with respect to the total cell number of the living cell. アリザリンレッド染色およびオイルレッドO染色を用いて骨形成および脂肪生成分化を伴うコロニーを染色した。スケールバーは200μmである。Alizarin Red stain and Oil Red O stain were used to stain colonies with osteogenesis and adipogenic differentiation. The scale bar is 200 μm. ラット骨髄細胞(3×10細胞)を0.01〜1000μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)及び組織培養用ディッシュ(3の選別材料)に播種し、13日間培養した細胞の細胞数を示したグラフである。Rat bone marrow cells (3 × 10 6 cells) were seeded on 0.01 to 1000 μg / mL AC-GlcNAc polymer-coated dish (selection material of 1 and 4 to 8) and tissue culture dish (selection material of 3), It is the graph which showed the cell number of the cell cultured for 13 days. 上段のチャートは、ラット骨髄細胞(3×10細胞)を0.01〜1000μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)及び組織培養用ディッシュ(3の選別材料)に播種し、13日間培養した細胞のCD11b/c発現をフローサイトメトリーで分析した結果である。下段のグラフは、CD11b/cポジティブ細胞の、全細胞数に対する細胞数の割合(%)を示す。The upper chart shows rat bone marrow cells (3 × 10 6 cells) containing 0.01 to 1000 μg / mL AC-GlcNAc polymer-coated dishes (selection materials 1 and 4 to 8) and tissue culture dishes (selection material 3). The results are obtained by analyzing the CD11b / c expression of the cells seeded in (4) and cultured for 13 days by flow cytometry. The lower graph shows the ratio (%) of the number of CD11b / c positive cells to the total number of cells. 上段のチャートは、ラット骨髄細胞(3×10細胞)を0.01〜1000μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)及び組織培養用ディッシュ(3の選別材料)に播種し、13日間培養した細胞のCD90の発現をフローサイトメトリーで分析した結果である。下段のグラフは、CD90ポジティブ細胞の、全細胞数に対する細胞数の割合(%)を示す。 **P<0.05、n=3。The upper chart shows rat bone marrow cells (3 × 10 6 cells) containing 0.01 to 1000 μg / mL AC-GlcNAc polymer-coated dishes (selection materials 1 and 4 to 8) and tissue culture dishes (selection material 3). The results of flow cytometry analysis of CD90 expression in cells seeded in (4) and cultured for 13 days. The lower graph shows the ratio (%) of the number of CD90-positive cells to the total number of cells. ** P <0.05, n = 3. 1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ及び3.組織培養用ディッシュで増殖した細胞のSA−β−ガラクトシダーゼ活性のフローサイトメトリー分析の代表的なチャートを示す。1. 2. AC-GlcNAc polymer coated dish and 3. Figure 2 shows a representative chart of flow cytometric analysis of SA-β-galactosidase activity in cells grown in tissue culture dishes. 1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ及び3.組織培養用ディッシュで増殖した細胞のSA−β−ガラクトシダーゼ活性を示したグラフである。 *P<0.01、n=11。1. 2. AC-GlcNAc polymer coated dish and 3. It is a graph which showed SA- (beta) -galactosidase activity of the cell propagated in the tissue culture dish. * P <0.01, n = 11. 1.AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ及び3.組織培養用ディッシュから回収した細胞を、それぞれ骨分化誘導培地、脂肪分化誘導培地、及び軟骨分化誘導培地を用いて、35mm組織培養用ディッシュで3週間培養し、アリザリンレッド、オイルレッドO、およびアルシアンブルーによる染色した画像を示す。上段がAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ、下段が組織培養用ディッシュで増殖した細胞の染色像を示す。1. 2. AC-GlcNAc polymer coated dish and 3. The cells recovered from the tissue culture dish were cultured in a 35 mm tissue culture dish for 3 weeks using a bone differentiation induction medium, an adipose differentiation induction medium, and a cartilage differentiation induction medium, and alizarin red, oil red O, and al. An image stained with cyan blue is shown. The upper row shows a stained image of cells grown in the AC-GlcNAc polymer-coated dish and the lower row shows a tissue culture dish. AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)、wet100及び組織培養用ディッシュ(3の選別材料)上にラット骨髄細胞(Rat21)を297×10cells/35mmとなるよう播種した。培地はMesenCult Expansion medium(ベリタス社製)を使用し、細胞を播種してから3日後に培地交換し、その後3日毎に培地交換を行なった。そして13日後に細胞を回収し細胞数を計測し、グラフ化したものである。Rat bone marrow cells (Rat21) were seeded on an AC-GlcNAc polymer-coated dish (selection materials of 1 and 4 to 8), wet100 and a dish for tissue culture (selection material of 3) at 297 × 10 4 cells / 35 mm. .. MesenCult Expansion medium (manufactured by Veritas) was used as the medium, and the medium was exchanged 3 days after the cells were seeded, and then the medium was exchanged every 3 days. Then, after 13 days, cells were collected, the number of cells was counted, and a graph was drawn. AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)、組織培養用ディッシュ(3の選別材料)及びwet100上にラット骨髄細胞(Rat21)を297×10cells/35mmとなるよう播種した。培地はMesenCult Expansion medium(ベリタス社製)を使用し、細胞を播種してから3日後に培地交換し、その後3日毎に培地交換を行なった。そして13日後に細胞を回収し、CD11b/c抗体で染色し、染色細胞をフローサイトメトリーで検討した。Rat bone marrow cells (Rat21) were seeded on an AC-GlcNAc polymer-coated dish (selection material of 1 and 4 to 8), a tissue culture dish (selection material of 3), and wet100 at 297 × 10 4 cells / 35 mm. .. MesenCult Expansion medium (manufactured by Veritas) was used as the medium, and the medium was exchanged 3 days after the cells were seeded, and then the medium was exchanged every 3 days. After 13 days, the cells were collected, stained with the CD11b / c antibody, and the stained cells were examined by flow cytometry. AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)、組織培養用ディッシュ(3の選別材料)及びwet100上にラット骨髄細胞(Rat21)を297×10cells/35mmとなるよう播種した。培地はMesenCult Expansion medium(ベリタス社製)を使用し、細胞を播種してから3日後に培地交換し、その後3日毎に培地交換を行なった。そして13日後に細胞を回収しCD90抗体で染色し、染色細胞をフローサイトメトリーで検討した。Rat bone marrow cells (Rat21) were seeded on an AC-GlcNAc polymer-coated dish (selection material of 1 and 4 to 8), a tissue culture dish (selection material of 3), and wet100 at 297 × 10 4 cells / 35 mm. .. MesenCult Expansion medium (manufactured by Veritas) was used as the medium, and the medium was exchanged 3 days after the cells were seeded, and then the medium was exchanged every 3 days. After 13 days, the cells were collected and stained with the CD90 antibody, and the stained cells were examined by flow cytometry. AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)、組織培養用ディッシュ(3の選別材料)及びwet100上にラット骨髄細胞(Rat21)を297×10cells/35mmとなるよう播種した。培地はMesenCult Expansion medium(ベリタス社製)を使用し、細胞を播種してから3日後に培地交換し、その後3日毎に培地交換を行なった。そして13日後に細胞を回収しCD106をフローサイトメトリーで検討した。Rat bone marrow cells (Rat21) were seeded on an AC-GlcNAc polymer-coated dish (selection material of 1 and 4 to 8), a tissue culture dish (selection material of 3), and wet100 at 297 × 10 4 cells / 35 mm. .. MesenCult Expansion medium (manufactured by Veritas) was used as the medium, and the medium was exchanged 3 days after the cells were seeded, and then the medium was exchanged every 3 days. After 13 days, cells were collected and CD106 was examined by flow cytometry. AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)、組織培養用ディッシュ(3の選別材料)及びwet100の各ディッシュで培養したラット骨髄細胞(Rat21)を回収し、CD11b/c抗体で染色し、全細胞数に対する陽性細胞の割合(陽性率(%))を算出し、グラフ化したものである。Rat bone marrow cells (Rat21) cultured in each of AC-GlcNAc polymer-coated dishes (selection materials 1 and 4 to 8), tissue culture dishes (selection material 3) and wet100 were collected, and CD11b / c antibody was used. This is a graph obtained by staining, calculating the ratio of positive cells to the total number of cells (positive rate (%)). AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)、組織培養用ディッシュ(3の選別材料)及びwet100の各ディッシュで培養したラット骨髄細胞(Rat21)を回収し、CD90抗体で染色し、全細胞数に対する陽性細胞の割合(陽性率(%))を算出し、グラフ化したものである。Rat bone marrow cells (Rat21) cultured in AC-GlcNAc polymer coated dishes (selection materials 1 and 4 to 8), tissue culture dishes (selection material 3) and wet100 were collected and stained with CD90 antibody. The ratio of positive cells to the total number of cells (positive rate (%)) was calculated and graphed. AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)、組織培養用ディッシュ(3の選別材料)及びwet100の各ディッシュで培養したラット骨髄細胞(Rat21)を回収し、抗CD106抗体で染色し、組織培養用ディッシュ(3の選別材料)での平均蛍光強度を1としたときの、各ディッシュでの平均蛍光強度(相対蛍光強度)をグラフ化したものである。Rat bone marrow cells (Rat21) cultured in AC-GlcNAc polymer-coated dishes (selection materials 1 and 4 to 8), tissue culture dishes (selection material 3) and wet100 were collected and stained with anti-CD106 antibody. The average fluorescence intensity of each dish when the average fluorescence intensity of the tissue culture dish (selective material of 3) is set to 1 is a graph.

本発明の間葉系幹細胞の分離・選別方法は、培養基材上に特定のN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーを表面にコートした間葉系幹細胞選別材料上に骨髄や脂肪等の間葉系幹細胞を含有する細胞集団を播種し培地を入れ、培地交換をすることなく培養し、播種後2〜10日後に培地交換を行うことにより細胞集団から間葉系幹細胞のみを効率よく分離・選別することができる。   The method for separating and selecting mesenchymal stem cells of the present invention is a mesenchymal stem cell such as bone marrow or adipose on a mesenchymal stem cell selecting material obtained by coating a specific N-acetylglucosamine group-containing polymer on a culture substrate. Efficiently separating and selecting only mesenchymal stem cells from the cell population by seeding a cell population containing the cells, adding a medium, culturing without exchanging the medium, and exchanging the medium 2 to 10 days after seeding. You can

本発明の間葉系幹細胞の培養方法は、前記培地交換後、適宜培地交換を行い培養することで間葉系幹細胞からなるコロニーを形成し、間葉系幹細胞を増加させることができる。   In the method for culturing mesenchymal stem cells of the present invention, after the medium is exchanged, the medium is appropriately exchanged and cultured to form a colony of mesenchymal stem cells, and the mesenchymal stem cells can be increased.

以下、本発明の間葉系幹細胞の分離・選別方法、培養方法及びそれに用いる選別材料について詳述する。   Hereinafter, the method for separating / selecting mesenchymal stem cells of the present invention, the method for culturing, and the selection material used therefor will be described in detail.

[N−アセチルグルコサミン基含有ポリマー]
本発明ではN−アセチルグルコサミン基を含有し、これにアクリル酸、メタクリル酸、スチレン、ポリエチレンイミン又はPoly-L-lysine、ビオチンなどの化合物が結合したポリマーで、これらN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーの重量平均分子量は2,000〜4,000の範囲のものが用いられる。このN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーの重量平均分子量が2,000未満あるいは4,000超であるとポリスチレンや細胞培養用のディッシュやプレートへのコート性が低下するので好ましくない。
N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーとしては重合による化合物の収率性面から重量平均分子量は3,000〜4,000の範囲であり、ディッシュやプレートへのコート性からは2,000〜3,000の範囲である。
[N-acetylglucosamine group-containing polymer]
In the present invention, a polymer containing an N-acetylglucosamine group, to which a compound such as acrylic acid, methacrylic acid, styrene, polyethyleneimine or Poly-L-lysine, biotin is bonded, and these N-acetylglucosamine group-containing polymers are A weight average molecular weight of 2,000 to 4,000 is used. When the weight average molecular weight of the N-acetylglucosamine group-containing polymer is less than 2,000 or more than 4,000, the coatability on polystyrene, cell culture dishes and plates is deteriorated, which is not preferable.
The N-acetylglucosamine group-containing polymer has a weight average molecular weight in the range of 3,000 to 4,000 from the viewpoint of the yield of the compound by polymerization, and 2,000 to 3,000 in terms of coatability on dishes and plates. The range is.

N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーの重合方法としては、例えばN−アセチルグルコサミン基の還元末端にスチレンやアクリル酸等を結合したものやカチオン性ポリマーであるポリエチレンイミンやpoly-L-lysineなどを結合したものが挙げられる。
N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーの製造方法は特に限定はなく、ラジカル重合やリビングラジカル重合、連鎖移動剤(RAFT剤)を用いた可逆的付加−開裂連鎖移動型重合法(RAFT重合法)等を用いることができる。例えば、前記N−アセチルグルコサミン基を有するモノマーを重合して得られるポリマーの製造方法としては、N−アセチルグルコサミンの還元末端に、アクリル酸2−カルボキシエチル等の疎水性基を有する化合物が結合したモノマーを重合する方法等が挙げられる。より詳しい製造方法としては、疎水性基を有する化合物であるアクリル酸2−カルボキシエチルとアミノ化したN−アセチルグルコサミンとをDMT−MMにより縮合反応することによって、N−アセチルグルコサミン基を導入したアクリル系モノマーを得た後、該モノマーを重合させて製造する方法等が挙げられる。また、前記高分子化合物にN−アセチルグルコサミンを結合させたポリマーの製造方法としては、N−アセチルグルコサミン糖鎖の還元末端でカチオン性ポリマーであるポリエチレンイミンやpoly−L−lysine等の疎水性基を有するポリマー化合物とを結合する方法等が挙げられる。
ここで、N−アセチルグルコサミン糖鎖を化合物に結合させる方法は、特に限定されないが、例えば、アミノ基を有する化合物のアミノ基と、N−アセチルグルコサミン糖鎖の還元末端とを、還元アミノ化法で結合することができる。また、N−アセチルグルコサミン糖鎖のヒドロキシ基をカルボキシル基で置換し、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)カップリング法等によって、アミノ基を有する化合物のアミノ基と結合させてもよい。
また、分子量を制御するためにRAFT重合法を用いると分子量分布を狭くすることができるので好ましい。分子量の制御においては重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比率(Mw/Mn)を0.8以上、1.5未満とするようにすることで細胞培養材料表面にN−アセチルグルコサミンを多く存在させることができるため細胞集団中の間葉系幹細胞をより多く捉えることができるようになる。
重合方法の具体例としてはN−アセチルグルコサミン、疎水性基を有する化合物としてアクリル酸2−カルボキシエチルとをモル比で1:1の割合で混合し、DMT−MM、DMSO又は水などの溶液中で縮合反応させAC−GlcNAcモノマーを調整する。RAFT重合法によりpoly(N-ethylacrylic acid-O-2-acetamide-2-deoxy-β-D-glucopyranosylamine)(以下、AC−GlcNAcポリマーという)を得ることができる。
As a method for polymerizing the N-acetylglucosamine group-containing polymer, for example, one in which styrene, acrylic acid or the like is bound to the reducing end of the N-acetylglucosamine group, or polyethyleneimine or poly-L-lysine which is a cationic polymer is bound. There are things.
The method for producing the N-acetylglucosamine group-containing polymer is not particularly limited, and radical polymerization, living radical polymerization, reversible addition-cleavage chain transfer polymerization method using a chain transfer agent (RAFT agent) (RAFT polymerization method), etc. Can be used. For example, as a method for producing a polymer obtained by polymerizing the monomer having an N-acetylglucosamine group, a compound having a hydrophobic group such as 2-carboxyethyl acrylate is bonded to the reducing end of N-acetylglucosamine. Examples thereof include a method of polymerizing a monomer. As a more detailed production method, 2-carboxyethyl acrylate, which is a compound having a hydrophobic group, and an aminated N-acetylglucosamine are subjected to a condensation reaction with DMT-MM to produce an acryl having an N-acetylglucosamine group introduced. Examples include a method of producing a system monomer and then polymerizing the monomer to produce it. Further, as a method for producing a polymer in which N-acetylglucosamine is bound to the polymer compound, a hydrophobic group such as polyethyleneimine or poly-L-lysine which is a cationic polymer at the reducing end of the N-acetylglucosamine sugar chain is used. And a method of binding with a polymer compound having
Here, the method for binding the N-acetylglucosamine sugar chain to the compound is not particularly limited, but, for example, the amino group of the compound having an amino group and the reducing end of the N-acetylglucosamine sugar chain are subjected to a reductive amination method. Can be combined with. Further, by substituting the hydroxyl group of the N-acetylglucosamine sugar chain with a carboxyl group and by a 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) coupling method or the like, the amino group of the compound having an amino group is changed. You may combine.
Further, it is preferable to use the RAFT polymerization method for controlling the molecular weight because the molecular weight distribution can be narrowed. In controlling the molecular weight, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is set to 0.8 or more and less than 1.5, whereby N- is added to the surface of the cell culture material. Since a large amount of acetylglucosamine can be present, more mesenchymal stem cells in the cell population can be captured.
As a specific example of the polymerization method, N-acetylglucosamine and 2-carboxyethyl acrylate as a compound having a hydrophobic group are mixed at a molar ratio of 1: 1 and then mixed in a solution such as DMT-MM, DMSO or water. And the AC-GlcNAc monomer is prepared by condensation reaction. Poly (N-ethylacrylic acid-O-2-acetamide-2-deoxy-β-D-glucopyranosylamine) (hereinafter referred to as AC-GlcNAc polymer) can be obtained by the RAFT polymerization method.

また、本発明のN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーは、前記N−アセチルグルコサミン基を1分子当たり3〜15個であることが好ましい。この数より少ないとビメンチンとの結合性が低下する傾向にあり、この数を超えると単位面積当たりのN−アセチルグルコサミン量が少なくなるためやはりビメンチンとの結合性が低下する。したがってより好ましい個数は3〜14個の範囲であり、さらに好ましい個数は5〜14個の範囲であり、特に好ましい個数は8〜13個の範囲である。   Further, the N-acetylglucosamine group-containing polymer of the present invention preferably has 3 to 15 N-acetylglucosamine groups per molecule. When it is less than this number, the binding property to vimentin tends to be lowered, and when it exceeds this number, the amount of N-acetylglucosamine per unit area is small and the binding property to vimentin is also lowered. Therefore, the more preferable number is in the range of 3 to 14, the more preferable number is in the range of 5 to 14, and the particularly preferable number is in the range of 8 to 13.

<選別材料>
本発明の選別材料は培養基材、例えば、ディッシュ(培養皿とも称する)、シャーレやプレート(6穴、24穴、48穴、96穴、384穴、9600穴などのマイクロタイタープレート、マイクロプレート、ディープウェルプレート等)、フラスコ、チャンバースライド、チューブ、セルファクトリー、ローラーボトル、スピンナーフラスコ、フォロファイバー、マイクロキャリア、ビーズ等の表面に前記したN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーがコートされているものである。これらの培養基材は、ガラス等の無機材料又はポリスチレン等の有機材料のいずれからなっていてもよいが、N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーに対する吸着性が高いポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の材料や、又は吸着性を高める処理、例えば親水処理や疎水処理等を施した材料の使用が好適である。また、滅菌可能な耐熱性及び耐水性を有している材料からなるのが好ましい。そのための好適な器材の一例としては、主に大腸菌等の培養に頻用される、細胞培養用の処理を特にしていないポリスチレン製ディッシュ及び/又はプレート(以下、無処理ポリスチレン製プレートと称する)や表面を親水処理等した組織培養用ディッシュ及び/又はプレート(以下、細胞培養用プレートということもある)を挙げることができるが、細胞増殖性の面からは表面を親水処理した組織培養用ディッシュを用いるのが好ましい。これら当該培養基材は一般に市販されているものを用いてもよいし、特性に合わせ製造したものを用いてもよい。
<Sorting materials>
The sorting material of the present invention is a culture substrate, for example, a dish (also called a culture dish), a petri dish or a plate (6 holes, 24 holes, 48 holes, 96 holes, 384 holes, 9600 holes, etc., microtiter plate, microplate, Deep well plate, etc.), flask, chamber slide, tube, cell factory, roller bottle, spinner flask, phorofiber, microcarrier, beads, etc., whose surface is coated with the N-acetylglucosamine group-containing polymer. .. These culture substrates may be made of either an inorganic material such as glass or an organic material such as polystyrene, but a material such as polystyrene, polyethylene, polypropylene or the like having a high adsorbability for the N-acetylglucosamine group-containing polymer, Alternatively, it is preferable to use a material that has been subjected to a treatment for enhancing the adsorptivity, such as a hydrophilic treatment or a hydrophobic treatment. Further, it is preferably made of a material having heat resistance and water resistance that can be sterilized. As an example of a suitable device for that purpose, polystyrene dishes and / or plates (hereinafter referred to as untreated polystyrene plates) that are often used mainly for culturing Escherichia coli and the like, which are not particularly treated for cell culture, and A tissue culture dish and / or plate (hereinafter also referred to as a cell culture plate) whose surface has been hydrophilically treated can be mentioned. From the aspect of cell growth, a tissue culture dish having a hydrophilically treated surface can be used. It is preferably used. As the culture substrate, a commercially available one may be used, or one produced according to the characteristics may be used.

本発明の選別材料では、この培養基材の表面にN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーをコートする必要がある。コート方法としては吸着等の物理学的方法や共有結合等の化学的方法を適用することができるが、操作の容易さから吸着による方法が好ましい。例えば、プレート等の培養基材固相表面に当該化合物の溶液を接触させ、一定時間後に溶媒を除去する方法(ウェットコーティング)により、簡便に当該化合物を吸着させたり、当該化合物の溶液を接触させた後、溶媒を除去することなく乾燥させる方法(ドライコーティング)により当該化合物を吸着することができるが、ドライコーティングはN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーが培養基材固相表面に重層されることから、N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーとビメンチンとの結合性をより向上させることができる。さらに具体的には、例えば、蒸留水やPBS等を溶媒とするN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーの溶液を、ろ過、滅菌した後、プレート等の培養基材に接触させ、例えば数時間から1週間、好ましくは一昼夜放置するだけで、当該ポリマーが固定又はコーティングされた選別材料が得られる。
このときのN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーの濃度は、好ましくは0.01〜1000μg/mL、より好ましくは10〜200μg/mL、特に好ましくは10〜100μg/mL程度とすることでビメンチンとの結合性のよい表面を形成し易くなる。
In the sorting material of the present invention, it is necessary to coat the surface of this culture substrate with the N-acetylglucosamine group-containing polymer. As a coating method, a physical method such as adsorption or a chemical method such as covalent bonding can be applied, but the adsorption method is preferable from the viewpoint of easy operation. For example, a solution of the compound is brought into contact with the surface of a culture substrate such as a plate, and the solvent is removed after a certain period of time (wet coating) to easily adsorb the compound or bring the solution of the compound into contact. After that, the compound can be adsorbed by a method of drying without removing the solvent (dry coating). However, since the N-acetylglucosamine group-containing polymer is overlaid on the solid surface of the culture substrate, the dry coating is overlaid. The binding property between the N-acetylglucosamine group-containing polymer and vimentin can be further improved. More specifically, for example, a solution of an N-acetylglucosamine group-containing polymer using distilled water, PBS or the like as a solvent is filtered and sterilized, and then contacted with a culture substrate such as a plate, for example, for several hours to one week. The screening material on which the polymer is fixed or coated is obtained, preferably by leaving it for one day and night.
At this time, the concentration of the N-acetylglucosamine group-containing polymer is preferably 0.01 to 1000 μg / mL, more preferably 10 to 200 μg / mL, and particularly preferably 10 to 100 μg / mL. It becomes easy to form a good surface.

<間葉系幹細胞の分離・選別及び培養方法>
<細胞集団>
本発明で用いる細胞集団とは間葉系幹細胞を含有する細胞集団である。このよう細胞集団としては例えば、骨髄や末梢血、胎盤羊膜、臍帯又は歯髄等が挙げられる。また細胞集団の形状は特に限定されることはなく、細胞浮遊液や細胞懸濁液、細胞ペレット又は細胞凝集塊等を適宜選択して使用することができる。
また、脊椎、胸骨、腸骨等の骨髄を用いる場合は骨を非血清培地で洗い流すことにより骨から骨髄を単離し、溶血剤で骨髄中の赤血球を溶血させ、さらに遠心分離することにより単核細胞を回収し、これを細胞集団として用いることにより血液に由来したN−アセチルグルコサミンとビメンチンとの結合への影響や間葉系幹細胞自体の数を減少させるなどの影響を少なくすることができる。
<間葉系幹細胞の分離・選別及び培養方法>
本発明の間葉系幹細胞の分離・選別方法は前記の選別材料表面に骨髄や脂肪など間葉系幹細胞を含有する細胞集団を播種し間葉系幹細胞培養用の培地を入れ、培地交換をすることなく培養し、少なくとも2日間、好ましくは2〜10日間、より好ましくは5日間〜10日間、さらに好ましくは7〜10日間培養後、培地交換を行ない、N−アセチルグルコサミンに結合しない細胞を除去することにより細胞集団から間葉系幹細胞のみを単離・選別することができる。播種する細胞の数は使用する選別材料の大きさにより適宜選択すればよいが、例えば35mmディッシュの場合、5〜7×106cell程度とすることで、1度に回収できる間葉系幹細胞の数とその後の培養により得られる数とを調整でき、継代回数を少なくすることができる。
また播種から2〜10日後に培地交換した後は細胞の状態を観察しながら適宜培地交換を行い、間葉系幹細胞をさらに少なくとも10日間培養することでコロニーが形成される。培地交換は通常3〜4日に1度の割合で行い、選別材料全面にコロニーが形成されたら継代する。
継代する場合、細胞の回収はEDTAやトリプシン等細胞培養において通常用いられるものを使用することができる。
<Mesenchymal stem cell separation / selection and culture method>
<Cell population>
The cell population used in the present invention is a cell population containing mesenchymal stem cells. Examples of such cell populations include bone marrow, peripheral blood, placental amnion, umbilical cord, and dental pulp. The shape of the cell population is not particularly limited, and a cell suspension, cell suspension, cell pellet, cell aggregate, or the like can be appropriately selected and used.
When using bone marrow of the spine, sternum, iliac bone, etc., the bone marrow is isolated from the bone by washing the bone with a non-serum medium, erythrocytes in the bone marrow are hemolyzed with a hemolytic agent, and further centrifuged to obtain mononuclear cells. By recovering the cells and using them as a cell population, it is possible to reduce the effect on the binding between blood-derived N-acetylglucosamine and vimentin and the effect of reducing the number of mesenchymal stem cells themselves.
<Mesenchymal stem cell separation / selection and culture method>
The method for separating and selecting mesenchymal stem cells of the present invention is to inoculate a cell population containing mesenchymal stem cells such as bone marrow and fat on the surface of the above-mentioned sorting material, add a medium for mesenchymal stem cell culture, and exchange the medium. After culturing for at least 2 days, preferably 2 to 10 days, more preferably 5 to 10 days, and further preferably 7 to 10 days, the medium is exchanged to remove cells that do not bind to N-acetylglucosamine. By doing so, only mesenchymal stem cells can be isolated and selected from the cell population. The number of cells to be seeded may be appropriately selected depending on the size of the sorting material used. For example, in the case of a 35 mm dish, the number of mesenchymal stem cells that can be collected at one time can be set to about 5 to 7 × 10 6 cells. The number and the number obtained by the subsequent culture can be adjusted, and the number of passages can be reduced.
Further, after the medium is exchanged 2 to 10 days after seeding, the medium is appropriately exchanged while observing the state of the cells, and the mesenchymal stem cells are further cultured for at least 10 days to form a colony. The medium is exchanged usually every 3 to 4 days, and when colonies are formed on the entire surface of the selection material, the cells are passaged.
When the cells are subcultured, those normally used in cell culture such as EDTA and trypsin can be used for cell recovery.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されることはない。なお、以下において「%」とあるのは、特に断りのない限り、すべて質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the following, “%” is based on mass unless otherwise specified.

[実施例1]
<N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーの重合>
ポリスチレンディッシュ上にコーティングできる最適なN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーを検討するために、Reversible Addition Fragmentation chain Ttransfer(RAFT)剤を用いて様々な分子量のAC−GlcNAcポリマーを重合した。具体的な重合方法は次のとおりである。
<AC−GlcNAcモノマーの作製>
5gのGlcANcを50mLの水に溶解し、NH4CO3を飽和させるまで加えた。ナスフラスコで攪拌し、30〜35 ℃で4〜5日間、蓋を開けた開放系でインキュベーションしNH4CO3の沈澱がなくなったら適宜加えた。TLCでGlcNAc−NH2の合成を確認した。4〜5日後、水を反応液に加えエバポレーター(30℃)を行うことで、余分なNH4CO3を取り除いた。なお、この操作は匂いがしなくなるまで、何度も繰り返し行った。エバポレーター後、凍結乾燥を行った。次にGlcNAc−NH2(4.5mol: 約1g)をDMSO(10mL)に溶解して、2-carboxyethyl acrylate (4.5mmol)を加えた。溶解後に、DMT−MM (6.8mmol) を加えて18時間、室温でインキュベーションを行った。インキュベーション後、反応物を200〜300mLのクロロホルムに滴下した。沈澱が得られるので、桐山ロートで回収した。回収した沈澱をメタノールで溶解させ、不溶物を桐山ロートで取り除き、メタノールで溶解したものを回収した。エバポレーターを行い、メタノールを除去した。メタノールを除去した固形物を水で溶解し、その後、分取型HPLC(水/アセトニトリル)で精製を行い、下記化学式のAC−GlcNAcモノマーを得た。
<AC−GlcNAcポリマーの重合>
AC−GlcNAcモノマー 50mgを250μLのジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解した。RAFT剤(2−(ドデシルチオカルバモイルチオイル)−2−メチルプロパン酸(DTMPA:シグマ社製)を約5.26mgとAIBN1mg (モノマーに対して2%)を加え、脱気後(凍結融解脱気を三回程度繰り返す)、65℃で約18時間インキュベーションを行った。重合後、イソプロパノールで重合物を沈澱させ、遠心後回収して水に溶解し、透析(MW100−500)を約1日行い、未反応のモノマーを除いた。透析後、凍結乾燥を行い、重合物(AC−GlcNAc10)を得た。
なお、その他のAC−GlcNAcポリマーの重合はRAFT剤の配合割合を図1のとおりとし前記と同様にして重合物を得た。AC−GlcNAcポリマーの分子量はDTMPAの濃度を変えることにより制御した。また各分子量はGel Permeation Chromatography(GPC)装置(製品名:LC−9110G NEXT。日本分析工業(株)社製)を用いて、次の条件で各材料の各平均分子量を測定した。カラムは、JAIGEL−GS510を用いて溶離液は、200mM 硝酸ナトリウム/アセトニトリル=80/20で行った。流量は1mL/min、検出器はRI検出器、カラム温度は40℃で行った。分子量の標準曲線はプルランで実施した。このものの物性を図1に示す。
[Example 1]
<Polymerization of N-acetylglucosamine group-containing polymer>
In order to investigate the optimal N-acetylglucosamine group-containing polymer that can be coated on a polystyrene dish, various molecular weight AC-GlcNAc polymers were polymerized using a Reversible Addition Fragmentation chain Ttransfer (RAFT) agent. The specific polymerization method is as follows.
<Preparation of AC-GlcNAc Monomer>
5 g of GlcANc was dissolved in 50 mL of water and NH 4 CO 3 was added until saturated. The mixture was stirred in an eggplant-shaped flask and incubated at 30 to 35 ° C. for 4 to 5 days in an open system with an open lid, and when NH 4 CO 3 precipitation disappeared, it was added appropriately. Synthesis of GlcNAc-NH 2 was confirmed by TLC. After 4 to 5 days, excess NH 4 CO 3 was removed by adding water to the reaction solution and performing an evaporator (30 ° C.). Note that this operation was repeated many times until the smell disappeared. After the evaporator was freeze-dried. Then GlcNAc-NH 2: The (4.5 mol approximately 1g) were dissolved in DMSO (10 mL), was added 2-carboxyethyl acrylate (4.5mmol). After dissolution, DMT-MM (6.8 mmol) was added and incubation was carried out at room temperature for 18 hours. After incubation, the reaction was added dropwise to 200-300 mL chloroform. Since a precipitate was obtained, it was collected with a Kiriyama funnel. The recovered precipitate was dissolved in methanol, the insoluble matter was removed with a Kiriyama funnel, and the product dissolved in methanol was recovered. Evaporation was performed to remove methanol. The solid substance from which methanol was removed was dissolved in water, and then purified by preparative HPLC (water / acetonitrile) to obtain an AC-GlcNAc monomer represented by the following chemical formula.
<Polymerization of AC-GlcNAc polymer>
50 mg of AC-GlcNAc monomer was dissolved in 250 μL of dimethyl sulfoxide (DMSO). About 5.26 mg of RAFT agent (2- (dodecylthiocarbamoylthioyl) -2-methylpropanoic acid (DTMPA: manufactured by Sigma)) and AIBN 1 mg (2% based on the monomer) were added, and after degassing (freezing, thawing, defrosting). The mixture was incubated for about 18 hours at 65 ° C. After the polymerization, the polymer was precipitated with isopropanol, collected by centrifugation, dissolved in water, and dialyzed (MW100-500) for about 1 day. After the dialysis, lyophilization was performed to obtain a polymer (AC-GlcNAc10).
Polymerization of other AC-GlcNAc polymers was carried out in the same manner as described above, with the mixing ratio of RAFT agent as shown in FIG. The molecular weight of the AC-GlcNAc polymer was controlled by changing the concentration of DTMPA. For each molecular weight, a Gel Permeation Chromatography (GPC) device (product name: LC-9110G NEXT, manufactured by Nippon Analytical Industry Co., Ltd.) was used to measure each average molecular weight of each material under the following conditions. The column was JAIGEL-GS510, and the eluent was 200 mM sodium nitrate / acetonitrile = 80/20. The flow rate was 1 mL / min, the detector was an RI detector, and the column temperature was 40 ° C. A molecular weight standard curve was run on pullulan. The physical properties of this product are shown in FIG.

なお、図1中Entryに記載のAC−GlcNAcはAC−GlcNAcポリマーであって、AC−GlcNAcモノマーとRAFT剤との比率によりモノマー/RAFT剤が5のものをAC−GlcNAc5、10のものをAC−GlcNAc10、15のものをAC−GlcNAc15、20のものをAC−GlcNAc20、30のものをAC−GlcNAc30、40のものをAC−GlcNAc40、50のものをAC−GlcNAc50とした。   In addition, AC-GlcNAc described in Entry in FIG. 1 is an AC-GlcNAc polymer, and when the ratio of the AC-GlcNAc monomer to the RAFT agent is 5 monomer / RAFT agent, AC-GlcNAc 5 and 10 are AC. -GlcNAc10 and 15 were AC-GlcNAc15 and 20, AC-GlcNAc20 and 30 were AC-GlcNAc30 and 40, AC-GlcNAc40 and 50 were AC-GlcNAc50.

<AC−GlcNAcポリマーのコーティング条件の検討>
前記で製造した各AC−GlcNAcポリマーを100μg/mLで水に溶解し、それぞれのAC−GlcNAcポリマー溶液50μLを浮遊培養用ポリスチレンディッシュ(Non Coating)の96wellプレートの1wellに入れ、蓋を開放したままで一晩インキュベーションし、溶液を乾燥させることによりコートを行なった。
乾燥コーティング後に0.002%BSA水溶液で1時間、25℃でブロッキングを行なった後、100μLの0.25μg/mLのビオチン化スクシニル化WGA(wheat germ agglutinin)を添加して1時間、25℃でインキュベーションを行なった。その後、0.05μg/mL HRP-neutravidin を100μL添加して25℃で2時間インキュベーションを行なった。そして、100μLのTMB溶液(SeraCare Life Sciences社製)を各wellに添加して発色させた後、100μLの塩酸溶液(1M)を各wellに加え反応を停止させた。これらのディッシュをマイクロプレートリーダー(製品名:iMark、Bio-Rad Laboratories社製)を用いて450nmにおける各ウェルの吸光度を測定し、コーティング条件を検討した。その結果を図2に示す。
図2の結果から重量平均分子量が2600であるAC−GlcNAc5と重量平均分子量が3500のAC−GlcNAc10が高いコーティング性を示した。これはAC−GlcNAc5および10の親水性部分の主鎖がAC−GlcNAc15のそれよりも短いため、疎水性部分であるAC−GlcNAcポリマーの末端のアルキル鎖がポリスチレンディッシュとの相互作用に寄与していると推測される。
また前記化学式のGlcNAcモノマーを用いて同様の評価を行った結果、吸光度は0.1未満となりAC−GlcNAc50よりもコーティング性が悪い結果となった。
これらの結果からAC−GlcNAc5及びAC−GlcNAc10がコーティング性に優れていることが分かる。
<Study of coating conditions of AC-GlcNAc polymer>
Each of the AC-GlcNAc polymers prepared above was dissolved in water at 100 μg / mL, and 50 μL of each AC-GlcNAc polymer solution was put into 1 well of a 96-well plate of polystyrene dish (Non Coating) for suspension culture, and the lid was left open. Coating was carried out by incubating at room temperature overnight and allowing the solution to dry.
After dry coating, blocking was performed with 0.002% BSA aqueous solution for 1 hour at 25 ° C., and then 100 μL of 0.25 μg / mL biotinylated succinylated WGA (wheat germ agglutinin) was added, and then for 1 hour at 25 ° C. Incubation was performed. Then, 100 μL of 0.05 μg / mL HRP-neutravidin was added and incubated at 25 ° C. for 2 hours. Then, 100 μL of TMB solution (manufactured by SeraCare Life Sciences) was added to each well for color development, and then 100 μL of hydrochloric acid solution (1M) was added to each well to stop the reaction. The coating conditions were examined by measuring the absorbance of each of these dishes at 450 nm using a microplate reader (product name: iMark, manufactured by Bio-Rad Laboratories). The result is shown in FIG.
From the result of FIG. 2, AC-GlcNAc5 having a weight average molecular weight of 2600 and AC-GlcNAc10 having a weight average molecular weight of 3500 showed high coating properties. This is because the main chain of the hydrophilic part of AC-GlcNAc5 and 10 is shorter than that of AC-GlcNAc15, and thus the terminal alkyl chain of the AC-GlcNAc polymer, which is the hydrophobic part, contributes to the interaction with the polystyrene dish. Presumed to be
Further, as a result of performing the same evaluation using the GlcNAc monomer of the above chemical formula, the absorbance was less than 0.1, and the coating property was worse than that of AC-GlcNAc50.
From these results, it can be seen that AC-GlcNAc5 and AC-GlcNAc10 have excellent coating properties.

<細胞表面のビメンチンの発現およびAC−GlcNAcポリマーコートディッシュへの間葉系細胞の接着>
間葉系細胞が細胞表面のビメンチンを介してAC−GlcNAcポリマーコートディッシュに接着するかどうかを判断するために、ヒト不死化UE7T−13間葉系幹細胞上で細胞表面のビメンチンの発現を調べた。UE7T−13ヒト不死化間葉系幹細胞(以下、UE7T−13細胞ともいう)は、JCRB Cell Bankから購入した。
まず、500μg/mLのBiotin-AC5-Sulfo-Osu(同仁化学社製)と4℃で20分間インキュベーションし、総細胞表面タンパク質をビオチン化した。次に、Manosphere(登録商標)MS300/Streptavidin(タカラバイオ社製)を用いて、総ビオチン化タンパク質を収集し、細胞表面タンパク質及び全細胞溶解液を以下のウエスタンブロッティングで分析した。
細胞を1%triton−X100、20mM HEPES−NaOH(pH7.5)、500mM NaCl、およびプロテアーゼ/ホスファターゼ阻害剤カクテル(ナカライタスク社製)で溶解し、20000×gで4℃、15分間の遠心分離により可溶性画分を収集した。得られた画分をSDS−PAGEで分析し、ゲル内のタンパク質をImmobilon-P PVDFメンブレン(EMD Millipore社製)に転写した。タンパク質は、マウス抗ビメンチンモノクローナル抗体(V9、シグマ社製)および抗β−アクチン抗体(シグマ社製)を用いて検出した。検出は、C-DiGit(登録商標)Blot Scanner(LI-COR社製)を用いて行い、ブロッティングデータは、Image Studio Liteソフトウェア(LI-COR社製)を用いて解析した。
その結果を図3に示す。図3に示したように、ストレプトアビジンビーズを用いて収集した間葉系幹細胞からのビオチン化表面タンパク質の画分に、ビメンチンのバンドが検出されたが、β−アクチンは検出されなかった。この結果から、ビメンチンは、細胞表面タンパク質であると推定された。
<Expression of vimentin on cell surface and adhesion of mesenchymal cells to AC-GlcNAc polymer-coated dish>
To determine whether mesenchymal cells adhere to the AC-GlcNAc polymer-coated dish via cell surface vimentin, we examined cell surface vimentin expression on human immortalized UE7T-13 mesenchymal stem cells. .. UE7T-13 human immortalized mesenchymal stem cells (hereinafter, also referred to as UE7T-13 cells) were purchased from JCRB Cell Bank.
First, total cell surface proteins were biotinylated by incubating with 500 μg / mL of Biotin-AC5-Sulfo-Osu (manufactured by Dojindo Co., Ltd.) at 4 ° C. for 20 minutes. Next, total biotinylated proteins were collected using Manosphere (registered trademark) MS300 / Streptavidin (manufactured by Takara Bio Inc.), and cell surface proteins and whole cell lysates were analyzed by the following Western blotting.
The cells were lysed with 1% triton-X100, 20 mM HEPES-NaOH (pH 7.5), 500 mM NaCl, and a protease / phosphatase inhibitor cocktail (manufactured by Nakarai Task Co.), and centrifuged at 20000 × g at 4 ° C. for 15 minutes. The soluble fraction was collected by. The obtained fraction was analyzed by SDS-PAGE, and the protein in the gel was transferred to Immobilon-P PVDF membrane (manufactured by EMD Millipore). The protein was detected using a mouse anti-vimentin monoclonal antibody (V9, manufactured by Sigma) and an anti-β-actin antibody (manufactured by Sigma). Detection was performed using C-DiGit (registered trademark) Blot Scanner (manufactured by LI-COR), and blotting data was analyzed using Image Studio Lite software (manufactured by LI-COR).
The result is shown in FIG. As shown in FIG. 3, a vimentin band was detected in the fraction of biotinylated surface protein from mesenchymal stem cells collected using streptavidin beads, but β-actin was not detected. From this result, vimentin was presumed to be a cell surface protein.

次に、UE7T−13細胞がAC−GlcNAcポリマーコートディッシュに接着するかどうかを確認した。AC−GlcNAcポリマーでコーティングされたウェルは、0.002%BSAを用いて37℃で1時間ブロッキングした。ブロッキング後、無血清DMEM中の2×10細胞/ウェルを96ウェルプレートの各ウェルに播種し、37℃、5%COで1時間インキュベーションした。インキュベーション後、非接着細胞をPBSで洗浄することにより除去し、10%メチルチアゾールテトラゾリウム(MTT)アッセイ試薬(同仁化学社製)/10%ウシ胎児血清(FBS)を各ウェルに添加し、続いて5%COで37℃、2時間インキュベーションした。インキュベーション後、MTTホルマザンを100μLのジメチルスルホキシドを用いて溶解した。得られた溶液の570nmでの吸光度を、マイクロプレートリーダーを使用して測定した。接着細胞の数は、ホルマザン産生に基づく標準曲線によって決定した。その結果を図4に示す。図4に示したように、37℃でのインキュベーション中、播種されたUE7T−13細胞の80〜90%がAC−GlcNAc5及び10をコーティングしたディッシュに接着し、AC−GlcNAc5及び10をコーティングしたディッシュへの接着数の方が、AC−GlcNAc15、AC−GlcNAc20、又はAC−GlcNAc30コーティングしたディッシュへの接着数よりも大きかった。また、4℃での接着は37℃での接着よりも少なかったが、4℃、37℃のいずれにおいてもAC−GlcNAc5及びAC−GlcNAc10をコートしたディッシュへの接着の方が、より長いポリマーをコートしたディッシュへの接着よりも大きかった。 Next, it was confirmed whether UE7T-13 cells adhere to the AC-GlcNAc polymer-coated dish. Wells coated with AC-GlcNAc polymer were blocked with 0.002% BSA for 1 hour at 37 ° C. After blocking, 2 × 10 4 cells / well in serum-free DMEM were seeded in each well of a 96-well plate and incubated at 37 ° C., 5% CO 2 for 1 hour. After the incubation, non-adherent cells were removed by washing with PBS, and 10% methylthiazoletetrazolium (MTT) assay reagent (Dojindo Co., Ltd.) / 10% fetal bovine serum (FBS) was added to each well. Incubated at 37 ° C. for 2 hours in 5% CO 2 . After the incubation, MTT formazan was lysed with 100 μL of dimethylsulfoxide. The absorbance of the obtained solution at 570 nm was measured using a microplate reader. The number of adherent cells was determined by a standard curve based on formazan production. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 4, during incubation at 37 ° C., 80-90% of the seeded UE7T-13 cells adhered to the AC-GlcNAc5 and 10-coated dishes and the AC-GlcNAc5 and 10-coated dishes. To the dishes coated with AC-GlcNAc15, AC-GlcNAc20, or AC-GlcNAc30. Adhesion at 4 ° C was less than that at 37 ° C, but at 4 ° C and 37 ° C, adhesion to dishes coated with AC-GlcNAc5 and AC-GlcNAc10 produced longer polymers. Greater than adhesion to the coated dish.

次に、UE7T−13細胞のAC−GlcNAcポリマーコートディッシュへの接着が細胞表面ビメンチンとGlcNAc間の相互作用に起因するかどうかを確認した。
組換えビメンチン、AC−GlcNAc5、又はグルコース担持ポリマーである、Poly[N-p-vinylbenzyl-O-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-D-gluconamide](以下、PV−MAという)の細胞懸濁液への添加後に、AC−GlcNAc5でコートされたディッシュへのUE7T−13細胞接着が阻害されるかどうかを調べた。PV−MAは、主鎖としてポリスチレン、側鎖としてグルコースで構成されており、ビメンチンと相互作用しない。UE7T−13細胞を20μg/mLの組換えビメンチン、500μg/mLのAC−GlcNAcポリマー、又は500μg/mLのPV−MAと30分間、37℃でインキュベーションした。インキュベーション後、これらの細胞懸濁液をAC−GlcNAc5をコートしたディッシュ上で37又は4℃で1時間インキュベーションした。接着は、MTTアッセイにより評価した。その結果を図5に示す。図5に示すように、37℃及び4℃でのインキュベーション中、接着は組換えビメンチンによって約40%減少し、AC−GlcNAcポリマーによって約80%減少したが、PV−MAを用いた場合、AC−GlcNAcポリマーを用いた場合よりも接着の低下は著しく低くなった。
Next, it was confirmed whether the adhesion of UE7T-13 cells to the AC-GlcNAc polymer-coated dish was caused by the interaction between cell surface vimentin and GlcNAc.
Cell suspension of recombinant vimentin, AC-GlcNAc5, or glucose-supporting polymer Poly [Np-vinylbenzyl-O-α-D-glucopyranosyl- (1 → 4) -D-gluconamide] (hereinafter referred to as PV-MA). It was investigated whether UE7T-13 cell adhesion to AC-GlcNAc5-coated dishes was inhibited after addition to the suspension. PV-MA is composed of polystyrene as a main chain and glucose as a side chain, and does not interact with vimentin. UE7T-13 cells were incubated with 20 μg / mL recombinant vimentin, 500 μg / mL AC-GlcNAc polymer, or 500 μg / mL PV-MA for 30 minutes at 37 ° C. After incubation, these cell suspensions were incubated for 1 hour at 37 or 4 ° C. on dishes coated with AC-GlcNAc5. Adhesion was assessed by MTT assay. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 5, during incubation at 37 ° C. and 4 ° C., adhesion was reduced by about 40% by recombinant vimentin and by about 80% by AC-GlcNAc polymer, whereas by using PV-MA, AC was reduced. The reduction in adhesion was significantly lower than with the -GlcNAc polymer.

ビメンチンが接着に必要かどうかを判断するために、ビメンチンノックダウンUE7T−13細胞及び陰性コントロールUE7T−13細胞を調製した。ビメンチンノックダウンUE7T−13細胞は、pcDNA 6.2-GW/EmGFP-miR−ヒトビメンチン(ビメンチン-miRNAベクター、サーモ社製)を用いるトランスフェクションにより作製した。陰性コントロールUE7T−13細胞は、pcDNA 6.2-GW/ EmGFP-MIR−陰性対照プラスミド(陰性miRNAベクター、サーモ社製)をトランスフェクトすることにより作製した。細胞は、Neon(登録商標)Transfection System(サーモ社製)を用いたベクターによりトランスフェクトした。調製3日後、ビメンチンノックダウンUE7T−13細胞と陰性コントロールUE7T−13細胞とでのビメンチン及びβ−アクチンの発現を上記と同様のウエスタンブロッティングにより解析した。その結果を図6に示す。図6に示したようには、ビメンチンノックダウンUE7T−13細胞のビメンチンの発現は陰性コントロールUE7T−13細胞よりも有意に低かった。
AC−GlcNAc5をコートしたディッシュへのビメンチンノックダウンUE7T−13細胞の接着を明確にするため、ビメンチンノックダウン細胞及び陰性コントロールUE7T−13細胞(2×10細胞)をAC−GlcNAc5をコートしたディッシュ上で、4℃で1時間インキュベーションし、それぞれの細胞のAC−GlcNAc5コートディッシュへの接着を調べた。その結果を図7に示す。図7に示すように、ビメンチンノックダウンUE7T−13細胞の接着は、陰性コントロールUE7T−13細胞の接着の約半分となった。
Vimentin knockdown UE7T-13 cells and negative control UE7T-13 cells were prepared to determine if vimentin is required for adhesion. The vimentin knockdown UE7T-13 cells were prepared by transfection using pcDNA6.2-GW / EmGFP-miR-human vimentin (vimentin-miRNA vector, manufactured by Thermo). Negative control UE7T-13 cells were prepared by transfecting pcDNA6.2-GW / EmGFP-MIR-negative control plasmid (negative miRNA vector, Thermo). The cells were transfected with the vector using Neon (registered trademark) Transfection System (manufactured by Thermo). Three days after the preparation, the expression of vimentin and β-actin in the vimentin knockdown UE7T-13 cells and the negative control UE7T-13 cells was analyzed by Western blotting in the same manner as above. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 6, the expression of vimentin in the vimentin knockdown UE7T-13 cells was significantly lower than that of the negative control UE7T-13 cells.
To clarify the adhesion of vimentin knockdown UE7T-13 cells to AC-GlcNAc5-coated dishes, vimentin knockdown cells and negative control UE7T-13 cells (2 × 10 4 cells) were placed in AC-GlcNAc5-coated dishes. Incubation was carried out at 4 ° C. for 1 hour, and the adhesion of each cell to the AC-GlcNAc5 coated dish was examined. The result is shown in FIG. 7. As shown in FIG. 7, the adhesion of vimentin knockdown UE7T-13 cells was about half that of the negative control UE7T-13 cells.

<選別及び培養>
<選別材料の調整>
選別材料として次のものを準備した。
1.100μg/mLで水に溶解したAC−GlcNAc10の1mLを35mmの組織培養用ディッシュ(製品名:Nunc、サーモサイエンチフィック社製)に入れ蓋を開放したまま4℃で一晩インキュベーションし、溶媒を乾燥させることによりコーティングを行ない35mmの選別材料を得た。
2.100μg/mLで水に溶解したPV−MAの1mLを35mmの組織培養用ディッシュ(製品名:Nunc、サーモサイエンチフィック社製)に入れ蓋を開放したまま4℃で一晩インキュベーションし、溶媒を乾燥させることによりコーティングを行った35mmのPV−MAコートディッシュを得た。
3.35mmの組織培養用ディッシュ(製品名:Nunc、サーモサイエンチフィック社製)。
なお、2のPV−MAコートディッシュは比較のために用いた。
<Selection and culture>
<Adjustment of sorting material>
The following materials were prepared as sorting materials.
1. 1 mL of AC-GlcNAc10 dissolved in water at 100 μg / mL was placed in a 35 mm tissue culture dish (product name: Nunc, manufactured by Thermo Scientific) and incubated overnight at 4 ° C. with the lid open, Coating was performed by drying the solvent to obtain a 35 mm sorted material.
2. 1 mL of PV-MA dissolved in water at 100 μg / mL was placed in a 35 mm tissue culture dish (product name: Nunc, manufactured by Thermo Scientific) and incubated overnight at 4 ° C. with the lid open, A 35 mm PV-MA coated dish coated by drying the solvent was obtained.
3.35 mm tissue culture dish (product name: Nunc, manufactured by Thermo Scientific).
The PV-MA coated dish of 2 was used for comparison.

<分離・選別及び培養>
6〜9週齢のメスのウィスターラットの骨髄をpH7.65の溶血剤(0.15M塩化アンモニウム、17mM Tris−HCl、0.25mM EDTA2Na)により骨髄から赤血球を溶血後、200×gで3分間遠心分離し単核細胞を回収し細胞集団を得た。この細胞集団に細胞表面ビメンチン発現細胞が存在するかをフローサイトメトリーにより調べた。フローサイトメトリーは、上記で得られた細胞集団を10%FBS/DMEMに懸濁し、抗細胞表面ビメンチンモノクローナル抗体(クローン84−1;1:100;Abnova社製)で4℃、1時間インキュベーション後、細胞をCF488結合抗マウスIgG二次抗体(1:500;Biotium社製)と4℃で1時間インキュベーションすることにより行った。その結果を図8に示す。図8に示したように、前記細胞集団には細胞表面ビメンチン発現細胞が14±2%(n=7)の頻度で認められた。この結果から、間葉系幹細胞は、この細胞集団内に含まれると推定された。
<Separation, selection and culture>
Bone marrow of female Wistar rats aged 6 to 9 weeks was hemolyzed with red blood cells from the bone marrow with a hemolytic agent (pH 7.55, 0.15 M ammonium chloride, 17 mM Tris-HCl, 0.25 mM EDTA2Na) at 200 xg for 3 minutes. After centrifugation, mononuclear cells were collected to obtain a cell population. The presence of cell surface vimentin-expressing cells in this cell population was examined by flow cytometry. Flow cytometry was carried out by suspending the cell population obtained above in 10% FBS / DMEM, and incubating with an anti-cell surface vimentin monoclonal antibody (clone 84-1; 1: 100; Abnova) at 4 ° C. for 1 hour. , Cells were incubated with a CF488-conjugated anti-mouse IgG secondary antibody (1: 500; manufactured by Biotium) at 4 ° C. for 1 hour. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 8, cell surface vimentin-expressing cells were found at a frequency of 14 ± 2% (n = 7) in the cell population. From this result, it was estimated that mesenchymal stem cells were contained in this cell population.

次に、この細胞集団から細胞数が5〜7×106cellsとなるように前記1〜3の選別材料又はディッシュに播種し、2mlの培地(製品名:MesenCult proliferation medium with MesenPure、ベリタス社製)を用いて17日間培養を行った。途中、播種から7日後に培地交換を行い、接着していない細胞を除去し、その後、3〜4日毎に培地交換を行った。図9に、形成されたコロニーの10日後の位相差画像を示す。図9に示したように、1の選別材料(AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ)で形成されたコロニーでの細胞間接触は多かったが、3の組織培養用ディッシュでは少なかった。6、10、13、及び16日目に、1の選別材料(AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ)と3の組織細胞用ディッシュでのコロニー形成をクリスタルバイオレットにより染色し確認した。確認方法は形成された染色されたコロニーの領域を画像解析ソフト(製品名:ImageJ1.64r。米国国立衛生研究所)を用いて面積を測定し、35mmディッシュの全体の面積に対するコロニーの面積の割合を算出することにより行った。その結果を図10に示す。図10の写真は骨髄を播種してから3〜16日後の細胞の状態を撮影したもの、下のグラフはコロニー状態を面積として算出した結果を示す。図10に示したように、10日目には、3の組織培養用ディッシュよりも1のAC−GlcNAcポリマーコートディッシュでより多くのコロニーが検出され、16日目では、AC−GlcNAcポリマーコートディッシュはより大きなコロニーを形成した。増殖率は、3の組織培養用ディッシュでは13〜16日目に減少したが、1のAC−GlcNAcポリマーコートディッシュでは16日目まで維持された。
17日後のコロニーの状態をクリスタルバイオレットにより染色し確認した。その結果を図11に示す。
図11の写真は骨髄を播種してから17日後の細胞の状態を撮影したもの、下のグラフはコロニー状態を面積として算出した結果を示す。写真の左側が3の通常の組織培養用ディッシュ、右側の写真は1の選別材料である。3の組織培養用ディッシュでは、コロニーの占める割合は10%程度であるが、1の選別材料(AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ)では 30〜40%程度であった。また形成されたコロニーは、1の選別材料では3の通常の組織培養用ディッシュと比較して大きく、また数も多いことが分かる。このことから、AC−GlcNAcポリマーをコートした選別材料は、増殖性の高い細胞が数多く接着していると考えられる。さらに AC−GlcNAcとビメンチンを介した相互作用によって 間葉系幹細胞 が分離・選別されるかについて検討するためにビメンチンに相互作用しないポリマーであるPV−MAを細胞培養用ディッシュにコートしたものを2として用いた。この2上で前記と同様の方法により骨髄細胞を培養した結果を図12に示す。
図12の結果からPV−MA上の骨髄細胞の培養(写真中央)では、培養初期では多くの細胞の接着が観察されたが、その後、コロニー形成は観察されず、形成されたコロニーは、3の組織培養用ディッシュ上のコロニー形成と同様の傾向であった。このことから、PV−MAをコートした細胞培養用ディッシュは、コロニーを形成可能な細胞が接着できないことが示され、AC−GlcNAcによってビメンチンを介した相互作用によってコロニー形成が促進されていることが明らかになった。これらの結果から以上のことから、AC−GlcNAcポリマーをコートした選別材料を用いることで、骨髄細胞から増殖性の高いコロニー形成能を持つ細胞が分離・選別及び培養できることが分かる。
Next, this cell population was seeded on the selection material or dish of 1 to 3 so that the cell number becomes 5 to 7 × 10 6 cells, and 2 ml of a medium (product name: MesenCult proliferation medium with MesenPure, manufactured by Veritas Company). ) Was used for culturing for 17 days. On the way, the medium was exchanged 7 days after seeding to remove non-adherent cells, and then the medium was exchanged every 3 to 4 days. FIG. 9 shows a phase difference image of the formed colony after 10 days. As shown in FIG. 9, there were many cell-cell contacts in the colonies formed with the selection material (AC-GlcNAc polymer-coated dish) of 1 but not in the tissue culture dish of 3. On the 6th, 10th, 13th, and 16th days, colony formation in the selection material 1 (AC-GlcNAc polymer-coated dish) and the tissue cell dish 3 was confirmed by staining with crystal violet. As a confirmation method, the area of the formed stained colony was measured using image analysis software (Product name: Image J1.64r. National Institute of Health), and the ratio of the area of the colony to the entire area of the 35 mm dish was measured. Was calculated. The result is shown in FIG. The photograph in FIG. 10 is a photograph of the state of cells 3 to 16 days after seeding the bone marrow, and the graph below shows the result of calculating the colony state as the area. As shown in FIG. 10, on the 10th day, more colonies were detected in the 1 AC-GlcNAc polymer-coated dish than in the 3 tissue culture dishes, and on the 16th day, the AC-GlcNAc polymer-coated dish was detected. Formed larger colonies. The growth rate decreased on day 13-16 in 3 tissue culture dishes, but was maintained up to day 16 in 1 AC-GlcNAc polymer coated dishes.
The state of the colonies after 17 days was confirmed by staining with crystal violet. The result is shown in FIG.
The photograph in FIG. 11 is a photograph of the state of cells 17 days after seeding bone marrow, and the lower graph shows the result of calculating the colony state as the area. The left side of the photograph is a normal tissue culture dish (3), and the right side photograph is the selection material (1). In the tissue culture dish No. 3, the proportion of colonies was about 10%, but with the selection material No. 1 (AC-GlcNAc polymer coated dish), it was about 30 to 40%. Also, it can be seen that the number of formed colonies is larger and the number is larger in the selection material of 1 as compared with the normal tissue culture dish of 3. From this, it is considered that a large number of highly proliferative cells adhere to the sorting material coated with the AC-GlcNAc polymer. Furthermore, in order to examine whether mesenchymal stem cells are separated and sorted by the interaction between AC-GlcNAc and vimentin, PV-MA, which is a polymer that does not interact with vimentin, is coated on a cell culture dish. Used as. The results of culturing bone marrow cells on the above 2 by the same method as described above are shown in FIG.
From the results of FIG. 12, in the culture of bone marrow cells on PV-MA (center of the photo), adhesion of many cells was observed in the early stage of culture, but thereafter colony formation was not observed, and the number of formed colonies was 3. The tendency was similar to that of colony formation on the tissue culture dish. From this, it is shown that cells capable of forming colonies cannot adhere to the PV-MA-coated dish for cell culture, and that colony formation is promoted by vimentin-mediated interaction by AC-GlcNAc. It was revealed. From these results, it is clear that cells having a high proliferative colony-forming ability can be separated, sorted and cultured from bone marrow cells by using the sorting material coated with the AC-GlcNAc polymer.

<分離・選別・培養された細胞の確認>
前記1の選別材料と3の組織培養用ディッシュを用いて培養されコロニー形成された細胞を24−wellに播種してwellに対して細胞数が70〜80%程度となるまで培養を行った。その細胞を回収して4%パラホルムアルデヒド/PBSで固定し、メタノール又は0.1%4‐(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル‐ポリエチレングリコール(製品名:Triton−X100。シグマアルドリッチ社製)/PBSで透過性にした後、細胞を間葉系幹細胞のポジティブマーカーであるCD106及びCD90、ネガティブマーカーであるCD11b/cにて免疫染色を行い、顕微鏡(製品名:FV3000。オリンパス社製)で観察した。その時の蛍光画像はFV−31S−SW(オリンパス社製)を用いて処理した。その結果を図13に示す。
図13の結果からポジティブマーカーであるCD106及びCD90での染色は、3の組織培養用ディッシュおよび1のAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(選別材料)から得られたコロニーの両方で確認され、ネガティブマーカーであるCD11b/cの染色は確認されなかった。ビメンチンの発現についても両方の細胞で同様に観察されている。以上のことから、いずれのディッシュから得られたコロニーも間葉系幹細胞であることが分かる。
<Confirmation of separated, sorted and cultured cells>
The colony-formed cells cultured using the selection material of 1 and the tissue culture dish of 3 were seeded in 24-well and cultured until the number of cells was about 70 to 80% of the well. The cells are collected and fixed with 4% paraformaldehyde / PBS, and methanol or 0.1% 4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenyl-polyethylene glycol (Product name: Triton-X100. Sigma. After permeabilizing with Aldrich) / PBS, the cells were immunostained with CD106 and CD90, which are positive markers for mesenchymal stem cells, and CD11b / c, which is a negative marker, and then subjected to a microscope (product name: FV3000. Olympus). (Made by the company). The fluorescence image at that time was processed using FV-31S-SW (manufactured by Olympus). The result is shown in FIG.
From the results of FIG. 13, staining with the positive markers CD106 and CD90 was confirmed in both the tissue culture dish of 3 and the colonies obtained from the AC-GlcNAc polymer-coated dish (selective material) of 1, and the negative marker was used. Certain CD11b / c staining was not confirmed. Vimentin expression was similarly observed in both cells. From the above, it can be seen that the colonies obtained from any of the dishes are mesenchymal stem cells.

次に、前記1の選別材料と3の組織培養用ディッシュを用いて培養され形成されたコロニーが、間葉系幹細胞の特性を持っているかどうかを判断するために、フローサイトメトリーにより間葉系幹細胞ポジティブマーカーと間葉系幹細胞ネガティブマーカーの発現を調べた。
前記1の選別材料と3の組織培養用ディッシュで骨髄細胞を約3週間培養後、増殖した細胞を回収した。これらの細胞の継代回数は、0または1とした。回収したラット骨髄細胞は、10%FBS/DMEMに懸濁し、抗細胞表面ビメンチンモノクローナル抗体(クローン84−1;1:100;Abnova社製)で4℃、1時間インキュベーションした。インキュベーション後、細胞をCF488結合抗マウスIgG二次抗体(1:500;Biotium社製)と4℃で1時間インキュベーションした。増殖細胞は、Accutase(ナカライテスク社製)を用いて剥離することにより採取した。細胞を10%FBS/DMEMに懸濁し、FITC結合抗ラットCD11b/c抗体(1:100)、FITC結合抗ラットCD90抗体(1:100)、FITC結合抗ラットCD29抗体(1:100)FITC結合抗ラットCD44抗体(1:100)、PE結合抗ラットCD54抗体(1:100)、又はPE結合抗ラットCD106抗体(1:100)(全て、BioLegend社製)とインキュベーションした。CD34の染色及びCD45の染色では、10%FBS/DMEMの細胞を抗CD34抗体(1:100、Santa Cruz Biotechnology社製)又は抗CD45抗体(1:100;Abcam社製)と4℃、1時間、次にCF488結合抗ウサギIgG二次抗体(1:500、Biotium社製)と4℃で1時間インキュベーションした。CD73の染色およびCD105の染色では、採取した細胞を4%パラホルムアルデヒド(PFA)/PBSで固定した。固定後、細胞を抗CD73(1:50、Proteintech社製)または抗CD105(1:50、Bioss Antibodies社製)で4℃、1時間、次にCF488結合抗ウサギIgG二次抗体(1:500、Biotium社製)と4℃、1時間インキュベーションした。マウスIgG(和光純薬工業社製)およびウサギIgG(サーモ社製)をアイソタイプコントロールとして使用した。
その結果を図14及び図15に示す。図14に示したように、前記1の選別材料でコーティングされたディッシュおよび3の組織培養用ディッシュのコロニーからの増殖細胞は、間葉系幹細胞ポジティブマーカーであるCD90、CD29、CD44、CD54、CD73、CD105及びCD106を発現したが、間葉系幹細胞ネガティブマーカーであるCD34、CD45及びCD11b/cを発現しなかった。前記1の選別材料でコーティングされたディッシュ及び3の組織培養用ディッシュの細胞集団中、それぞれCD90陽性細胞は94±5%及び81±19%、CD34陽性細胞は0.65±0.23%及び1.8±0.46%、CD45陽性細胞は0.71±0.09%及び1.6±0.15%、CD11b/c陽性細胞は、4.6±3.7%及び3.1±1.7%であった。また、図15に示したように、前記1の選別材料からのCD90、CD29、CD44、CD54、およびCD73陽性細胞の割合は、すべて約80%で、3の組織培養用ディッシュからの割合よりも多かった。
前記1の選別材料のディッシュからのCD106陽性細胞は、全細胞の35±13%であったが、3の組織培養用ディッシュでは、16±11%であった。図15に示したように、前記1の選別材料でコーティングされたディッシュでのCD106発現レベルは、3の組織培養用ディッシュでのCD106発現レベルよりも有意に高かった。CD106は、線維芽細胞では発現せず、CD106陽性間葉系幹細胞は高い増殖活性を有するため、間葉系幹細胞の信頼できるマーカーであることが報告されている。上記の結果は、前記1の選別材料であるAC−GlcNAcポリマーコートディッシュからの増殖細胞の方が、3のコーティングされていない組織細胞用ディッシュからの増殖細胞よりも間葉系幹細胞の特性を持つ細胞の割合が高いことを示している。
Next, in order to determine whether or not the colonies formed by culturing using the selection material of 1 above and the tissue culture dish of 3 above have the characteristics of mesenchymal stem cells, mesenchymal cells were analyzed by flow cytometry. The expression of stem cell positive marker and mesenchymal stem cell negative marker was examined.
Bone marrow cells were cultured for about 3 weeks with the selection material of 1 above and the tissue culture dish of 3 above, and the proliferated cells were collected. The number of passages of these cells was 0 or 1. The collected rat bone marrow cells were suspended in 10% FBS / DMEM, and incubated with an anti-cell surface vimentin monoclonal antibody (clone 84-1; 1: 100; manufactured by Abnova) at 4 ° C. for 1 hour. After the incubation, the cells were incubated with a CF488-conjugated anti-mouse IgG secondary antibody (1: 500; Biotium) at 4 ° C. for 1 hour. Proliferated cells were collected by detaching them using Accutase (Nacalai Tesque). The cells were suspended in 10% FBS / DMEM, and FITC-conjugated anti-rat CD11b / c antibody (1: 100), FITC-conjugated anti-rat CD90 antibody (1: 100), FITC-conjugated anti-rat CD29 antibody (1: 100) FITC-conjugated Incubation was performed with anti-rat CD44 antibody (1: 100), PE-conjugated anti-rat CD54 antibody (1: 100), or PE-conjugated anti-rat CD106 antibody (1: 100) (all manufactured by BioLegend). For CD34 staining and CD45 staining, 10% FBS / DMEM cells were treated with anti-CD34 antibody (1: 100, Santa Cruz Biotechnology) or anti-CD45 antibody (1: 100; Abcam) at 4 ° C. for 1 hour. Then, it was incubated with a CF488-conjugated anti-rabbit IgG secondary antibody (1: 500, manufactured by Biotium) at 4 ° C. for 1 hour. For CD73 and CD105 staining, harvested cells were fixed with 4% paraformaldehyde (PFA) / PBS. After fixing, the cells were treated with anti-CD73 (1:50, Proteintech) or anti-CD105 (1:50, Bioss Antibodies) at 4 ° C. for 1 hour, and then with CF488-conjugated anti-rabbit IgG secondary antibody (1: 500). , Biotium) at 4 ° C. for 1 hour. Mouse IgG (Wako Pure Chemical Industries) and rabbit IgG (Thermo) were used as isotype controls.
The results are shown in FIGS. 14 and 15. As shown in FIG. 14, proliferating cells from the colonies of the dish coated with the selection material of 1 and the tissue culture dish of 3 were CD90, CD29, CD44, CD54, and CD73, which are mesenchymal stem cell positive markers. , CD105 and CD106, but not the mesenchymal stem cell negative markers CD34, CD45 and CD11b / c. In the cell populations of the dish coated with the selection material of 1 and the tissue culture dish of 3, the CD90-positive cells were 94 ± 5% and 81 ± 19%, and the CD34-positive cells were 0.65 ± 0.23%, respectively. 1.8 ± 0.46%, CD45 + cells 0.71 ± 0.09% and 1.6 ± 0.15%, CD11b / c positive cells 4.6 ± 3.7% and 3.1 It was ± 1.7%. In addition, as shown in FIG. 15, the proportions of CD90, CD29, CD44, CD54, and CD73 positive cells from the selection material of 1 were all about 80%, which was higher than the proportion from 3 tissue culture dishes. There were many.
The CD106-positive cells from the dish of the above selection material 1 were 35 ± 13% of the total cells, but 16 ± 11% in the tissue culture dish of 3. As shown in FIG. 15, the CD106 expression level in the dish coated with the selection material of 1 was significantly higher than that in the tissue culture dish of 3. Since CD106 is not expressed in fibroblasts and CD106-positive mesenchymal stem cells have high proliferative activity, it has been reported to be a reliable marker for mesenchymal stem cells. The above results indicate that the proliferating cells from the AC-GlcNAc polymer-coated dish, which is the sorting material of 1 above, have mesenchymal stem cell characteristics more than the proliferating cells from the uncoated tissue cell dish of 3. It shows a high percentage of cells.

<分化能の確認>
前記1の選別材料と3の組織培養用ディッシュを用いて培養されコロニー形成された細胞をAcctase(ナカライタスク社製)を用いて解離させ、各々の細胞を別々の35mm組織培養用ディッシュに再播種し、細胞数が70〜80%コンフルエンスに達するまで培養を行った。その後、骨分化誘導培地および脂肪分化誘導培地(ベリタス社製)にて21日間培養を行った後、それぞれの細胞を骨分化についてはアリザリンレッド染色(40mM アリザリンレッド。シグマ社製)、脂肪分化についてはオイルレッドO染色(0.5%オイルレッドO。和光純薬工業社製))を実施した。その結果を図16に示す。
図16の結果から3の組織培養用ディッシュと1の選別材料の両方のコロニーから得た細胞は骨分化および脂肪分化していることが確認された。以上のことから、1の選別材料で得られた細胞は分化能を有する間葉系幹細胞であることが分かる。
これらの結果から本発明の1の選別材料を用いて間葉系幹細胞を含有する細胞集団から間葉系幹細胞を分離・選別することにより、従来用いられている3の組織培養用ディッシュに比べ約4倍量の間葉系幹細胞を得ることができるものであり、しかも細胞集団からの選別する際、従来の方法では複数のマーカー(抗体)を多量に使用したり、フローサイトメーターやFACS等の選別手段を必要とするなど1度に大量に選別することができず、かつ非常に高額な費用がかかるが、本発明の方法及び材料を持ちることで1度に大量の選別処理ができ、しかも合成ポリマーを用いること、特別な選別機器が不要であるなどコスト面でも優れるものである。さらに選別後そのまま培養することができるので細胞剥離や各種マーカーテストなどによる外的ストレスを与えることが無いため細胞の性質を維持したまま細胞数を増加することができる。
また本発明の選別材料は表面が親水性を有する培養基材を用いることで選別材料上で細胞増殖させる際には、初期接着時にN−アセチルグルコサミンとビメンチンとの相互作用により強力に接着し、長期培養により培養基材とAC−GlcNAcポリマーとの接着が不安定になり、AC−GlcNAcが外れ、その空間に間葉系幹細胞が出すフィブロネクチンやコラーゲンなどの細胞外マトリックス(ECM)成分が選別材料に沈着することができるようになり間葉系幹細胞増殖が促進させると推察される。
<Confirmation of differentiation ability>
The colonized cells that were cultured using the selection material of 1 above and the tissue culture dish of 3 were dissociated using Acctase (manufactured by Nakarai Task Co.), and each cell was re-seeded in a separate 35 mm tissue culture dish. Then, the cells were cultured until the cell number reached 70 to 80% confluence. Then, after culturing for 21 days in a bone differentiation inducing medium and a fat differentiation inducing medium (manufactured by Veritas), each cell was stained with alizarin red (40 mM alizarin red, manufactured by Sigma) for bone differentiation, and for fat differentiation. Was subjected to oil red O dyeing (0.5% oil red O. manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). The result is shown in FIG.
From the results of FIG. 16, it was confirmed that the cells obtained from the colonies of both the tissue culture dish 3 and the selection material 1 were differentiated into bone and adipose. From the above, it can be seen that the cells obtained by the selection material 1 are mesenchymal stem cells having a differentiation ability.
From these results, by separating and selecting mesenchymal stem cells from a cell population containing mesenchymal stem cells using the selection material of 1 of the present invention, it is possible to reduce the amount of the mesenchymal stem cells to about 3 compared to the conventionally used tissue culture dish. It is possible to obtain a 4-fold amount of mesenchymal stem cells. Moreover, when sorting from a cell population, a large number of multiple markers (antibodies) are used in the conventional method, and flow cytometer, FACS, etc. Although it is not possible to sort a large amount at a time such as requiring a sorting means, and at a very high cost, a large amount of sorting processing can be performed at a time by using the method and material of the present invention. Moreover, the use of synthetic polymers and the fact that no special sorting equipment is required are excellent in terms of cost. Furthermore, since the cells can be cultured as they are after selection, they are not subjected to external stress due to cell detachment or various marker tests, so that the number of cells can be increased while maintaining the properties of the cells.
Further, the sorting material of the present invention strongly adheres by the interaction between N-acetylglucosamine and vimentin at the time of initial adhesion when cells are grown on the sorting material by using a culture substrate having a hydrophilic surface. Adhesion between the culture substrate and the AC-GlcNAc polymer becomes unstable due to long-term culture, AC-GlcNAc is released, and extracellular matrix (ECM) components such as fibronectin and collagen produced by mesenchymal stem cells in the space are selected. It is presumed that the mesenchymal stem cells will be promoted to proliferate.

[実施例2]
<選別及び培養>
<選別材料の調整>
選別材料として、実施例1で調製した1〜3の選別材料の他に、以下の4〜8の選別材料を準備した。
4. 10μg/mLで水に溶解したAC−GlcNAc10の1mLを35mmの組織培養用ディッシュ(製品名:Nunc、サーモサイエンチフィック社製)に入れ蓋を開放したまま4℃で一晩インキュベーションし、溶媒を乾燥させることによりコーティングを行ない35mmの選別材料を得た。
5. 1μg/mLで水に溶解したAC−GlcNAc10の1mLを35mmの組織培養用ディッシュ(製品名:Nunc、サーモサイエンチフィック社製)に入れ蓋を開放したまま4℃で一晩インキュベーションし、溶媒を乾燥させることによりコーティングを行ない35mmの選別材料を得た。
6. 0.1μg/mLで水に溶解したAC−GlcNAc10の1mLを35mmの組織培養用ディッシュ(製品名:Nunc、サーモサイエンチフィック社製)に入れ蓋を開放したまま4℃で一晩インキュベーションし、溶媒を乾燥させることによりコーティングを行ない35mmの選別材料を得た。
7. 0.01μg/mLで水に溶解したAC−GlcNAc10の1mLを35mmの組織培養用ディッシュ(製品名:Nunc、サーモサイエンチフィック社製)に入れ蓋を開放したまま4℃で一晩インキュベーションし、溶媒を乾燥させることによりコーティングを行ない35mmの選別材料を得た。
8. 1000μg/mLで水に溶解したAC−GlcNAc10の1mLを35mmの組織培養用ディッシュ(製品名:Nunc、サーモサイエンチフィック社製)に入れ蓋を開放したまま4℃で一晩インキュベーションし、溶媒を乾燥させることによりコーティングを行ない35mmの選別材料を得た。
[Example 2]
<Selection and culture>
<Adjustment of sorting material>
As the sorting material, in addition to the sorting materials 1 to 3 prepared in Example 1, the following sorting materials 4 to 8 were prepared.
4. 1 mL of AC-GlcNAc10 dissolved in water at 10 μg / mL was placed in a 35 mm tissue culture dish (product name: Nunc, manufactured by Thermo Scientific) and incubated overnight at 4 ° C. with the lid open, and the solvent was added. Coating was performed by drying to obtain a sorted material of 35 mm.
5. 1 mL of AC-GlcNAc10 dissolved in water at 1 μg / mL was placed in a 35 mm tissue culture dish (product name: Nunc, manufactured by Thermo Scientific) and incubated overnight at 4 ° C. with the lid open, and the solvent was added. Coating was performed by drying to obtain a sorted material of 35 mm.
6. 1 mL of AC-GlcNAc10 dissolved in water at 0.1 μg / mL was placed in a 35 mm tissue culture dish (product name: Nunc, manufactured by Thermo Scientific) and incubated overnight at 4 ° C. with the lid open, Coating was performed by drying the solvent to obtain a 35 mm sorted material.
7. 1 mL of AC-GlcNAc10 dissolved in water at 0.01 μg / mL was placed in a 35 mm tissue culture dish (product name: Nunc, manufactured by Thermo Scientific) and incubated overnight at 4 ° C. with the lid open, Coating was performed by drying the solvent to obtain a 35 mm sorted material.
8. 1 mL of AC-GlcNAc10 dissolved in water at 1000 μg / mL was put in a 35 mm tissue culture dish (product name: Nunc, manufactured by Thermo Scientific) and incubated overnight at 4 ° C. with the lid open, and the solvent was added. Coating was performed by drying to obtain a sorted material of 35 mm.

<分離・選別及び培養>
選別材料として、実施例1に記載の1の選別材料及び3の組織培養用ディッシュの他に、上記4〜8の選別材料を用いる以外は実施例1と同様にして、骨髄細胞を培養した。その結果を図17に示す。
図17に示すように、0.01〜1000μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び4〜8の選別材料)の増殖細胞数は、3の組織培養用ディッシュの増殖細胞数の約2倍となった。10及び100μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(4及び1の選別材料)からのCD11b/cポジティブ細胞の割合を図18に示す。図18に示したように、10及び100μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュからのCD11b/c陽性細胞の割合は低く、約5%であった。
0.01〜100μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1及び2〜5の選別材料)からのCD90ポジティブ細胞の割合を図19に示す。図19に示したように、0.01〜100μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュからのCD90ポジティブ細胞の割合は約90%であった。ただし、1000μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(8の選別材料)及び3の組織培養用ディッシュからのCD90ポジティブ細胞の割合は約80%であった。他の種類の細胞の間葉系幹細胞への混入が、1000μg/mLのAC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(8の選別材料)と3の組織培養用ディッシュで認められたが、間葉系幹細胞は10〜100μg/mLのAC−GlcNAcポリマーを用いることにより高純度で分離することができた。以上の結果は、AC−GlcNAcポリマーの最適濃度が10〜100μg/mLであることを示唆している。
<Separation, selection and culture>
Bone marrow cells were cultured in the same manner as in Example 1 except that the selection materials 1 to 3 described in Example 1 and the tissue culture dish described in Example 3 were used as the selection materials, and the selection materials 4 to 8 were used. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 17, the number of proliferating cells in the AC-GlcNAc polymer-coated dish (selection material of 1 and 4 to 8) of 0.01 to 1000 μg / mL was about 2 of the number of proliferating cells of the tissue culture dish of 3. Doubled. The percentage of CD11b / c positive cells from 10 and 100 μg / mL AC-GlcNAc polymer coated dishes (sorted material of 4 and 1) is shown in FIG. As shown in FIG. 18, the percentage of CD11b / c positive cells from the 10 and 100 μg / mL AC-GlcNAc polymer coated dishes was low, about 5%.
The percentage of CD90 positive cells from 0.01-100 μg / mL AC-GlcNAc polymer coated dishes (1 and 2-5 sorted material) is shown in FIG. As shown in FIG. 19, the percentage of CD90 positive cells from 0.01-100 μg / mL AC-GlcNAc polymer coated dish was about 90%. However, the proportion of CD90 positive cells from the 1000 μg / mL AC-GlcNAc polymer-coated dish (selective material of 8) and the tissue culture dish of 3 was about 80%. Contamination of other types of cells into mesenchymal stem cells was observed in 1000 μg / mL AC-GlcNAc polymer-coated dish (8 selection materials) and 3 tissue culture dishes, but 10 mesenchymal stem cells were found. Separation with high purity could be achieved by using ˜100 μg / mL AC-GlcNAc polymer. The above results suggest that the optimum concentration of the AC-GlcNAc polymer is 10 to 100 μg / mL.

<老化効率及び分化能の確認>
老化に関連するβ−ガラクトシダーゼ(以下、SA−βGalともいう)活性を測定することにより、増殖した細胞の老化を分析した。細胞老化検出キットSPiDER−βGal(同仁化学社製)を増殖した細胞に適用するため、1の選別材料及び3の組織培養用ディッシュで約3週間培養した後の増殖細胞を、各々35mm組織培養用ディッシュで1日間、10%FBS/DMEMで培養し、細胞老化検出キットSPiDER−βGal(同仁化学社製)を用いて染色した。染色した細胞は、Guava EasyCyte Flow Cytometry System(EMD Millipore社製)を用いて分析した。図20に、1の選別材料又は3の組織培養用ディッシュで培養した増殖細胞のフローサイトメトリーの結果を、図21に、各増殖細胞のSA−β−ガラクトシダーゼ活性を示す。図21に示したように、AC−GlcNAcポリマーがコーティングされていない3の組織培養用ディッシュで培養した細胞は、AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1の選別材料)の細胞よりもSA−βGal活性が有意に高かった。このことから、AC−GlcNAcポリマーコートディッシュで分離した間葉系幹細胞は、長期継代においても変化がないと考えられる。
<Confirmation of aging efficiency and differentiation>
Senescence of proliferated cells was analyzed by measuring β-galactosidase (hereinafter, also referred to as SA-βGal) activity related to senescence. In order to apply the cell senescence detection kit SPiDER-βGal (manufactured by Dojindo Kabushiki Kaisha) to the proliferated cells, the proliferating cells after culturing in the selection material of 1 and the tissue culture dish of 3 for about 3 weeks are each for 35 mm tissue culture. The cells were cultured in a dish for 1 day with 10% FBS / DMEM and stained with a cell senescence detection kit SPiDER-βGal (manufactured by Dojindo Co., Ltd.). The stained cells were analyzed using a Guava EasyCyte Flow Cytometry System (EMD Millipore). FIG. 20 shows the results of flow cytometry of the proliferating cells cultured in the selection material of 1 or the tissue culture dish of 3, and FIG. 21 shows the SA-β-galactosidase activity of each proliferating cell. As shown in FIG. 21, cells cultured in the tissue culture dish 3 which is not coated with the AC-GlcNAc polymer have SA-βGal activity higher than that of the cells in the AC-GlcNAc polymer-coated dish (selective material of 1). It was significantly higher. From this, it is considered that the mesenchymal stem cells separated on the AC-GlcNAc polymer-coated dish do not change even after long-term passage.

間葉系幹細胞は、骨形成、脂肪生成、および軟骨形成へ分化する能力を有する。そこで、増殖細胞のアリザリンレッド染色、オイルレッドO染色、およびアルシアンブルー染色により、間葉系幹細胞の骨分化、脂肪分化、及び軟骨分化能力を調べた。
AC−GlcNAcポリマーコートディッシュ(1の選別材料)及び3の組織培養用ディッシュから回収した細胞を、それぞれ骨分化誘導培地、脂肪分化誘導培地、及び軟骨分化誘導培地を用いて、35mm組織培養用ディッシュで3週間培養した。その結果を図22に示す。
図22に示したように、AC−GlcNAcポリマーコートディッシュで分離した間葉系幹細胞の長期間培養における大きな変化は観察されなかった。以上の結果は、AC−GlcNAcポリマーコートディッシュにより得られた間葉系幹細胞は、組織培養用ディッシュで得られた間葉系幹細胞と同様に分化能を有することを示している。
Mesenchymal stem cells have the potential to differentiate into osteogenesis, adipogenesis, and chondrogenesis. Therefore, the ability of mesenchymal stem cells to differentiate into bone, adipose, and cartilage was examined by staining the proliferating cells with alizarin red, oil red O, and alcian blue.
Cells collected from the AC-GlcNAc polymer-coated dish (selective material of 1) and the tissue culture dish of 3 were used in a 35 mm tissue culture dish using an osteodifferentiation induction medium, an adipose differentiation induction medium, and a cartilage differentiation induction medium, respectively. The cells were cultured for 3 weeks. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 22, no significant change was observed in long-term culture of mesenchymal stem cells separated with the AC-GlcNAc polymer-coated dish. The above results indicate that the mesenchymal stem cells obtained by the AC-GlcNAc polymer-coated dish have the same differentiation ability as the mesenchymal stem cells obtained by the tissue culture dish.

[実施例3]
<選別及び培養>
<選別材料の調整>
選別材料として実施例1で調製した1の選別材料、3の組織培養用ディッシュ、実施例2で調製した4〜8の選別材料及びwet100(詳細は後述する)を準備した。
[Example 3]
<Selection and culture>
<Adjustment of sorting material>
As the sorting materials, 1 sorting material prepared in Example 1, 3 tissue culture dishes, 4 to 8 sorting materials prepared in Example 2 and wet100 (details will be described later) were prepared.

<分離・選別及び培養>
6〜9週齢のメスのウィスターラットの骨髄をpH7.65の溶血剤(0.15M塩化アンモニウム、17mM Tris−HCl、0.25mM EDTA2Na)により骨髄から赤血球を溶血後、200×gで3分間遠心分離し単核細胞を回収し細胞集団を得た。
<Separation, selection and culture>
Bone marrow of female Wistar rats aged 6 to 9 weeks was hemolyzed with red blood cells from the bone marrow with a hemolytic agent (pH 7.55, 0.15 M ammonium chloride, 17 mM Tris-HCl, 0.25 mM EDTA2Na) at 200 xg for 3 minutes. After centrifugation, mononuclear cells were collected to obtain a cell population.

次に、この細胞集団から細胞数が5〜7×106cellsとなるように実施例1に記載の1の選別材料、3の組織培養用ディッシュ、実施例2に記載の4〜8の選別材料及び100μg/mLで水に溶解したAC−GlcNAc10の1mLを35mmの組織培養用ディッシュ(製品名:Nunc、サーモサイエンチフィック社製)に入れ37℃、2時間のインキュベーション後、AC−GlcNAc10含有水を取り除き、さらに乾燥させることによりコーティングした選別材料(wet100)を準備しこれに播種し、2mlの培地(製品名:MesenCult proliferation medium with MesenPure、ベリタス社製)を用いて13日間培養を行った。途中、播種から3日後に培地交換を行い、接着していない細胞を除去し、その後、3日毎に培地交換を行った。そして13日後に細胞を回収した。図23に細胞数を示す。回収した細胞はCD11b/c抗体、CD90抗体の各々で染色し、染色された細胞をフローサイトメトリーで検討した。図24はCD11b/c抗体のフローサイトメトリーの結果を、図27はCD11b/c陽性率をそれぞれ示す。図25はCD90抗体のフローサイトメトリーの結果を、図28はCD90陽性率をそれぞれ示す。
図23の結果から、3の細胞培養用ディッシュに比べ1及び4〜8の選別材料を用いた場合、2倍程度細胞数が増加していることが分かった。またAC−GlcNAcポリマーにより多くのコロニーが出現していた。図24及び図27の結果から、ネガティブマーカーであるCD11b/cの発現量がAC−GlcNAcのコーティング濃度により違いがあることが分かった。このCD11b/c陽性細胞はマクロファージであることから、その発現量の違いはマクロファージの混入率の違いを示す。CD11b/cの混入率は1及び4〜5の選別材料で低く、それ以外の選別材料及び3の細胞培養用ディッシュでは混入率が高い傾向にあった。
Next, from this cell population, the sorting material of 1 described in Example 1, the tissue culture dish of 3 and the sorting of 4 to 8 described in Example 2 so that the cell number becomes 5 to 7 × 10 6 cells. 1 mL of the material and AC-GlcNAc10 dissolved in water at 100 μg / mL were put into a 35 mm tissue culture dish (product name: Nunc, manufactured by Thermo Scientific), and after incubation at 37 ° C. for 2 hours, AC-GlcNAc10 was contained. Water was removed and the material was further dried to prepare a coated selection material (wet100), which was then seeded and cultured for 13 days using 2 ml of a medium (product name: MesenCult proliferation medium with MesenPure, manufactured by Veritas). .. On the way, the medium was exchanged 3 days after seeding to remove non-adherent cells, and then the medium was exchanged every 3 days. Then, after 13 days, the cells were collected. The number of cells is shown in FIG. The collected cells were stained with each of CD11b / c antibody and CD90 antibody, and the stained cells were examined by flow cytometry. FIG. 24 shows the results of flow cytometry of the CD11b / c antibody, and FIG. 27 shows the CD11b / c positive rate. FIG. 25 shows the results of flow cytometry of the CD90 antibody, and FIG. 28 shows the CD90 positive rate.
From the result of FIG. 23, it was found that the number of cells was increased by about 2 times when the selection materials 1 and 4 to 8 were used as compared with the cell culture dish of 3. Further, many colonies appeared due to the AC-GlcNAc polymer. From the results of FIGS. 24 and 27, it was found that the expression level of the negative marker CD11b / c was different depending on the coating concentration of AC-GlcNAc. Since the CD11b / c positive cells are macrophages, the difference in the expression level indicates the difference in the mixing ratio of macrophages. The mixing ratio of CD11b / c tended to be low in the sorting materials of 1 and 4 to 5, and the mixing ratios of the other sorting materials and the cell culture dish of 3 tended to be high.

また、図25及び図28の結果から間葉系幹細胞の未分化マーカーであるCD90は、1、4〜8及びwet100の選別材料では陽性率が高く、3の細胞培養用ディッシュでは発現率が低いことが分かった。CD90は間葉系幹細胞の純度を示す指標として考えるとコーティング濃度が0.01〜10μg/mLである4〜6の選別材料及びコーティング濃度が1000μg/mLの8の選別材料が特に好ましいことが分かった。   From the results of FIGS. 25 and 28, CD90, which is an undifferentiated marker of mesenchymal stem cells, has a high positive rate in the selection materials of 1, 4 to 8 and wet100 and a low expression rate in the cell culture dish of 3. I found out. Considering CD90 as an index indicating the purity of mesenchymal stem cells, it was found that 4 to 6 sorting materials having a coating concentration of 0.01 to 10 μg / mL and 8 sorting materials having a coating concentration of 1000 μg / mL are particularly preferable. It was

さらに、図27及び図28の結果からマクロファージの混入率が低くかつ間葉系幹細胞の純度の両方を満足する選別材料は4〜5の選別材料であることが分かった。   Further, from the results of FIGS. 27 and 28, it was found that the sorting materials having a low contamination rate of macrophages and satisfying both the purity of mesenchymal stem cells are the sorting materials of 4 to 5.

次に、1及び4〜8の選別材料、3の組織培養用ディッシュ及びwet100上にラット骨髄細胞(Rat21)を297×10cells/35mmとなるよう播種した。培地はMesenCult Expansion medium(ベリタス社製)を使用し、細胞を播種してから3日後に培地交換し、その後3日毎に培地交換を行なった。そして13日後に細胞を回収し、その細胞について間葉系幹細胞のポジティブマーカーであるCD106を、抗CD106抗体を用いて染色し、フローサイトメトリーで検討した。その結果を図26に示す。図26の結果から3の細胞培養用ディッシュで得られた細胞はCD106が陰性、1及び4〜8の選別材料及びwet100で得られた細胞はいずれもCD106が陽性であることが分かった。このCD106が陽性である間葉系幹細胞は増殖性や免疫寛容の働きが高い等の性質を有する細胞の指標とすることもできる。
図26のCD106抗体の染色結果において、陰性(未染色)であった3の組織培養用ディッシュでの平均蛍光強度を1としたときの、各ディッシュでの平均蛍光強度(相対蛍光強度)を図29に示す。図29に示したように、3の組織培養用ディッシュと比較して、他の全ての選別材料は1.3倍以上の蛍光強度を示した。中でも5、6及び8の選別材料は2.7倍以上の蛍光強度を示し、特に、5の選別材料は3倍の蛍光強度を示した。したがって、上記の結果から、間葉系幹細胞の選別には、4〜8の選別材料が好ましく、特に5、6及び8の選別材料はCD106の発現量が高い細胞が得られるものであることが分かった。
上記のCD11b/c及びCD90の陽性率、並びにCD106の発現結果から、特に4〜6の選別材料を用いることにより純度が高く、優れた性質を有する間葉系幹細胞が得られることが分かった。
Then, rat bone marrow cells (Rat21) were seeded on the selection materials 1 and 4 to 8, tissue culture dishes 3 and wet100 at 297 × 10 4 cells / 35 mm. MesenCult Expansion medium (manufactured by Veritas) was used as the medium, and the medium was exchanged 3 days after the cells were seeded, and then the medium was exchanged every 3 days. After 13 days, the cells were collected, and CD106, which is a positive marker for mesenchymal stem cells, was stained with an anti-CD106 antibody and examined by flow cytometry. The result is shown in FIG. From the results of FIG. 26, it was found that the cells obtained in the cell culture dish 3 were negative for CD106, and the cells obtained in the selection materials 1 and 4 to 8 and wet100 were positive for CD106. The CD106-positive mesenchymal stem cells can also be used as an index for cells having properties such as high proliferative activity and immunological tolerance.
FIG. 26 is a graph showing the average fluorescence intensity (relative fluorescence intensity) of each dish, where the average fluorescence intensity of the tissue culture dishes 3 that were negative (unstained) in the staining result of the CD106 antibody of FIG. 26 is 1. 29. As shown in FIG. 29, as compared with the tissue culture dish of 3, all the other sorting materials showed a fluorescence intensity of 1.3 times or more. Among them, the sorting materials of 5, 6 and 8 showed a fluorescence intensity of 2.7 times or more, and particularly the sorting material of 5 showed a fluorescence intensity of 3 times. Therefore, from the above results, the selection materials of 4 to 8 are preferable for the selection of mesenchymal stem cells, and the selection materials of 5, 6 and 8 are those that can obtain cells with a high expression level of CD106. Do you get it.
From the above-mentioned CD11b / c and CD90 positive rates and the expression results of CD106, it was found that mesenchymal stem cells having high purity and excellent properties were obtained by using the selection materials of 4 to 6 in particular.

Claims (8)

重量平均分子量が2000〜4000のN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーがコーティングされた選別材料のコーティング面に間葉系幹細胞を含有する細胞集団を播種し培地を入れた後培地交換を行わず播種後2日〜10日後に培地交換を行うことを特徴とする間葉系幹細胞の分離・選別方法。   After seeding a cell population containing mesenchymal stem cells on the coating surface of the sorting material coated with the N-acetylglucosamine group-containing polymer having a weight average molecular weight of 2000 to 4000 and inserting a medium, and without performing medium exchange, 2 after seeding A method for separating and selecting mesenchymal stem cells, characterized in that the medium is replaced after 10 to 10 days. 前記間葉系幹細胞を含有する細胞集団を播種し培地を入れた後培地交換を行わず播種後5日〜10日後に培地交換を行う、請求項1記載の間葉系幹細胞の分離・選別方法。   The method for separating and selecting mesenchymal stem cells according to claim 1, wherein the cell population containing the mesenchymal stem cells is seeded, a medium is added, and then the medium is not replaced, and the medium is replaced 5 to 10 days after the seeding. .. 前記N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーを0.01〜1000μg/mL含有するコーティング剤を細胞培養基材の表面を全てコーティング剤で覆うようにコーティングし、4℃から常温のいずれかの温度で溶媒を捨てることなく乾燥させることを特徴とする請求項1又は2記載の間葉系幹細胞の分離・選別方法。   A coating agent containing 0.01 to 1000 μg / mL of the N-acetylglucosamine group-containing polymer is coated to cover the entire surface of the cell culture substrate with the coating agent, and the solvent is added at any temperature from 4 ° C. to room temperature. The method for separating / selecting mesenchymal stem cells according to claim 1 or 2, wherein the mesenchymal stem cells are dried without being discarded. 請求項1ないし3のいずれかに記載の間葉系幹細胞の分離・選別方法で分離・選別された間葉系幹細胞を、前記培地交換後、さらに少なくとも10日間培養することを特徴とする間葉系幹細胞の培養方法。   Mesenchymal stem cells separated and sorted by the method for separating and sorting mesenchymal stem cells according to any one of claims 1 to 3 are further cultured for at least 10 days after the medium exchange. Method for culturing lineage stem cells. 重量平均分子量が2000〜4000の範囲のN−アセチルグルコサミン基含有ポリマーであり、該ポリマーは次の化学式で表される化合物であり、該ポリマーが培養基材上にコーティングされていることを特徴とする間葉系幹細胞選別材料。
式中nは3〜15の整数である。
A N-acetylglucosamine group-containing polymer having a weight average molecular weight of 2000 to 4000, the polymer being a compound represented by the following chemical formula, wherein the polymer is coated on a culture substrate. Material for selecting mesenchymal stem cells.
In the formula, n is an integer of 3 to 15.
前記N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーは数平均分子量が3000〜5000の範囲にあり、かつ重量平均分子量と数平均分子量との比が0.8以上、1.5未満の範囲であることを特徴とする請求項5記載の間葉系幹細胞選別材料。   The N-acetylglucosamine group-containing polymer has a number average molecular weight in the range of 3000 to 5000, and a ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is 0.8 or more and less than 1.5. The material for selecting mesenchymal stem cells according to claim 5. 前記培養基材は表面が親水性を有することを特徴とする請求項5記載の間葉系幹細胞選別材料。   The mesenchymal stem cell selection material according to claim 5, wherein the culture substrate has a hydrophilic surface. 前記N−アセチルグルコサミン基含有ポリマーを0.01〜1000μg/mL含有するコーティング剤を細胞培養基材の表面を全てコーティング剤で覆うようにコーティングし、4℃から常温のいずれかの温度で溶媒を捨てることなく乾燥させることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の間葉系幹細胞選別材料。   A coating agent containing 0.01 to 1000 μg / mL of the N-acetylglucosamine group-containing polymer is coated to cover the entire surface of the cell culture substrate with the coating agent, and the solvent is added at any temperature from 4 ° C. to room temperature. The mesenchymal stem cell selection material according to any one of claims 5 to 7, which is dried without being discarded.
JP2019199227A 2018-10-31 2019-10-31 Methods for separating and sorting mesenchymal stem cells, culture methods, and sorting materials used therefor Active JP7341031B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018205529 2018-10-31
JP2018205529 2018-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020068779A true JP2020068779A (en) 2020-05-07
JP7341031B2 JP7341031B2 (en) 2023-09-08

Family

ID=70548264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019199227A Active JP7341031B2 (en) 2018-10-31 2019-10-31 Methods for separating and sorting mesenchymal stem cells, culture methods, and sorting materials used therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7341031B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021095828A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-20 国立大学法人九州大学 O-glcnacylated protein-like substance and fibrosis therapeutic drug containing same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010516239A (en) * 2007-01-18 2010-05-20 スオメン プナイネン リスティ,ヴェリパルベル Novel methods and reagents for cell production

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010516239A (en) * 2007-01-18 2010-05-20 スオメン プナイネン リスティ,ヴェリパルベル Novel methods and reagents for cell production

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ISE, H. ET AL.: "Elucidation of GlcNAc-binding properties of type III intermediate filament proteins, using GlcNAc-be", GENES TO CELLS, vol. 22, no. 10, JPN6023031435, October 2017 (2017-10-01), pages 900 - 917, ISSN: 0005123704 *
伊勢裕彦, 三浦佳子: "ガン細胞や間葉系細胞に対して高い相互作用を有するGlcNAc糖鎖高分子の設計", 日本糖質学会年会要旨集, vol. 34, JPN6023031436, 1 August 2015 (2015-08-01), pages 206, ISSN: 0005123705 *
金善貞, 伊勢裕彦, 後藤光昭, 赤池敏宏: "糖質高分子と細胞の相互作用を用いた肝臓構成細胞の分離", 日本再生医療学会雑誌, vol. 10, JPN6023031437, 2011, pages 139, ISSN: 0005123706 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021095828A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-20 国立大学法人九州大学 O-glcnacylated protein-like substance and fibrosis therapeutic drug containing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP7341031B2 (en) 2023-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mennan et al. A comprehensive characterisation of large-scale expanded human bone marrow and umbilical cord mesenchymal stem cells
KR101945343B1 (en) Pluripotent stem cell that can be isolated from body tissue
EP2440652B1 (en) Methods for culturing stem and progenitor cells
AU2010225612B2 (en) Isolating method for umbilical cord blood-derived pluripotent stem cells expressing ZNF281
US8163495B2 (en) Method for isolating and/or identifying mesenchymal stem cells (MSC)
JP5097856B2 (en) Method for producing cytokine-induced killer cells
US7923246B2 (en) Method of culturing embryonic stem cells with the use of amniotic membrane-origin factor
AU2015324241B2 (en) Induction medium and methods for stem cell culture and therapy
Sreejit et al. Generation of mesenchymal stem cell lines from murine bone marrow
Ise et al. Improved isolation of mesenchymal stem cells based on interactions between N‐Acetylglucosamine‐bearing polymers and cell‐surface vimentin
WO2012133942A1 (en) Pluripotent stem cell capable of being isolated from fat tissue or umbilical cord of biological body
JP2022542158A (en) Progenitor cell of induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived mesenchymal stem cell, and method for producing the same
JP7341031B2 (en) Methods for separating and sorting mesenchymal stem cells, culture methods, and sorting materials used therefor
CN111032869B (en) Virus transfection synergist and application of virus transfection based on click chemistry
CN115768448A (en) Compositions and methods for treating diseases and disorders using alviminalla melitensis
CN115768449A (en) Compositions and methods for treating diseases and disorders using harryflintercia Acetispora
KR100945158B1 (en) Substrate for Mesenchymal stem cells derived from human umbilical cord blood containing matrices derived from fibroblast of placenta
Li et al. Synthetic viscoelastic activating cells for T cell engineering and cancer therapy
KR101785070B1 (en) Composite for induction of cardiomyocyte, and method for induction of cardiomyocyte from somatic cells using the same
WO2018169094A1 (en) Method for creating immortalized human-derived tumor vascular endothelial cells, and immortalized human-derived tumor vascular endothelial cells
JP2022522187A (en) Improved stem cell population for allogeneic therapy
JP2022530086A (en) Method for selecting stem cells having high efficiency generation ability of extracellular vesicles using activity of protease-activated receptor-mediated signal transduction pathway
Brunetto Investigation of Cancer Stem Cells (CSCs)-derived exosomes and their influence on the tumor microenvironment

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191115

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220826

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230731

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230829

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7341031

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150