JP2021522809A - 脂肪由来幹細胞を増大させるための方法 - Google Patents

脂肪由来幹細胞を増大させるための方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、間葉系幹細胞(MSC)、特に脂肪由来幹細胞を繁殖させるための方法であって、身体組織から単離された細胞を、少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドおよび少なくとも1種のアポトーシス阻害剤と共にインキュベートすることを含む、方法に関する。細胞は、それを必要とする対象への移植に用いることができ、または移植で使用され得る様々な細胞型に分化するように誘導できる。
【選択図】なし

Description

技術分野
本発明は、細胞移植の分野にあり、詳細には本発明は、インビトロで脂肪由来幹細胞を繁殖させるための方法を提供する。
背景技術
本明細書に開示された主題に対して背景として関連すると見なされる参考資料を、以下に列挙する:
(1)Le Gallo M, Poissonnier A, Blanco P, Legembre P. Cd95/fas, non−apoptotic signaling pathways, and kinases. Frontiers in Immunology 2017;8:1216.
(2)Rippo M, Babini L, Prattichizzo F, Graciotti L, Fulgenzi G, Ardori FT, et al. Low fasl levels promote proliferation of human Bone marrow−derived mesenchymal stem cells, higher levels inhibit their differentiation into adipocytes. Cell death & disease 2013;4:E594.
(3)Ham O, Lee S−Y, Song B−W, Cha M−J, Lee CY, Park J−H, et al. Modulation of fas−fas ligand interaction rehabilitates hypoxia−induced apoptosis of mesenchymal stem cells in ischemic myocardium niche. Cell transplantation 2015;24:1329−41.
(4)Fan VH, Au A, Tamama K, Littrell R, Richardson LB, Wright JW, et al. Tethered epidermal growth factor provides a survival advantage to mesenchymal stem cells. Stem cells 2007;25:1241−51.
(5)Rodrigues M, Blair H, Stockdale L, Griffith L, Wells A. Surface tethered epidermal growth factor protects proliferating and differentiating multipotential stromal cells from fasl−induced apoptosis. Stem Cells 2013;31:104−16.
(6)Rodrigues M, Turner O, Stolz D, Griffith LG, Wells A. Production of reactive oxygen species BY multipotent stromal cells/mesenchymal stem cells upon exposure to fas ligand. Cell transplantation 2012;21:2171−87。
(7)Kennea N, Stratou C, Naparus A, Fisk N, Mehmet H. Functional intrinsic and extrinsic apoptotic pathways in human fetal mesenchymal stem cells. Cell Death & Differentiation 2005;12:1439−41.
(8)Mizuno H, Tobita M, Uysal AC. Concise review: Adipose−derived stem cells as a novel tool for future regenerative medicine. Stem cells 2012;30:804−10.
(9)Ravid O, Shoshani O, Sela M, Weinstock A, Sadan TW, Gur E, et al. Relative genomic stability of adipose tissue derived mesenchymal stem cells: Analysis of ploidy, h19 long non−coding rna and p53 activity. Stem cell research & therapy 2014;5:1.
(10)Sela M, Tirza G, Ravid O, Volovitz I, Solodeev I, Friedman O, et al. Nox1−induced accumulation of reactive oxygen species in abdominal fat−derived mesenchymal stromal cells impinges on long−term proliferation. Cell death & disease 2015;6:E1728.
(11)Shoshani O, Zipori D, Shani N. The tissue specific nature of mesenchymal stem/stromal cells: Gaining better understanding for improved clinical outcomes. RNA & DISEASE 2015;2.
(12)Guo J, Nguyen A, Banyard DA, Fadavi D, Toranto JD, Wirth GA, et al. Stromal vascular fraction: A regenerative reality? Part 2: Mechanisms of regenerative action. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery 2015.
(13)Nguyen A, Guo J, Banyard DA, Fadavi D, Toranto JD, Wirth GA, et al. Stromal vascular fraction: A regenerative reality? Part 1: Current concepts and review of the literature. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery 2015.
(14)WO 2007/138597
(15)WO 2017/051421
(16)Barnhart BC, Legembre P, Pietras E, Bubici C, Franzoso G, Peter ME. Cd95 ligand induces motility and invasiveness of apoptosis−resistant tumor cells. The EMBO journal 2004;23:3175−85
(17)Desbarats J, Birge RB, Mimouni−Rongy M, Weinstein DE, Palerme J−S, Newell MK. Fas engagement induces neurite growth through erk activation and p35 upregulation. Nature Cell Biology 2003;5
(18)Letellier E, Kumar S, Sancho−Martinez I, Krauth S, Funke−Kaiser A, Laudenklos S, et al. Cd95−ligand on peripheral myeloid cells activates syk kinase to trigger their recruitment To the inflammatory site. Immunity 2010;32:240−52.
(19)Matsumoto N, Imamura R, Suda T. Caspase−8−and jnk−dependent ap−1 activation is required for fas ligand−induced il−8 production. The FEBS journal 2007;274:2376−84.
(20)Tauzin S, Chaigne−Delalande B, Selva E, Khadra N, Daburon S. The naturally processed cd95l elicits a c−yes. Calcium/PI3K−Driven Cell 2011.
本明細書の先の参考資料の知識は、これらの参考資料が何らかの方法で本明細書に開示された主題の特許性に関連することを意味すると推論されるものではない。
背景
腫瘍壊死因子(TNF)ファミリーの一員であるFasリガンド(Fas−L)は、リンパ球、ナチュラルキラー(NK)細胞およびマクロファージなどの免疫細胞の表面で発現されるII型膜貫通タンパク質である。その受容体(CD95またはFas受容体(FasR))への結合時に、Fas−Lは、アポトーシスを誘導する。Fas−Lは長い間、その受容体および活性化カスパーゼへの結合によりアポトーシスを促進するデスリガンドと見なされてきた。しかし、データの蓄積は現在、Fasが様々な生理状態および疾患状態に対し広範囲に及ぶ関与を有し得る様々な非アポトーシス性シグナルを伝達し得ることを示唆する[1]。Fas−Lは、免疫系恒常性維持に関連づけられており、自己免疫に対する保護者であることが示唆されてきた。さらに、増えつつあるエビデンスは、炎症、増殖、再生および癌進行などの、追加的細胞応答の開始におけるFas−Lシグナル伝達の関与を実証している。種々の細胞および組織におけるCD95(FasR)のかなり普遍的な発現は、この新しい思想を裏付ける。
間葉系間質細胞(MSC)は、ほとんどの成体細胞から産生され得る多能性細胞である。MSCは、プラスチックへの接着、培養において骨、脂肪および軟骨に分化する能力、ならびに個別の表面マーカのセットの発現により特徴づけられる。様々な再生性および免疫抑制性臨床適応症のためのMSCの使用が示唆されており、それらの有効性は現在、数多くの臨床試験で評価されている。それらの少なからぬ潜在能力にもかかわらず、MSCの日常的臨床作業へのMSC使用の転換は、一部の理由として投与後のそれらの長期生存率の低さから、今日まで実現されていない。
低レベルのFas−リガンド(FasL)は、ヒト骨髄由来のMSCの増殖を促進し、より高レベルでは脂肪細胞への分化を阻害する[2]。MSCは、炎症および損傷を受けた領域に遊走することが知られており、かつそれらはCD95を発現することが知られているため、Fas−Lに誘導されたアポトーシスが、インビボでのそれらの急速な死滅に重大な役割を担い得ることが過去に示唆された[3]。この考えは、培養骨髄(BM)[4〜6]および胎児血[7]MSCで観察された高いFas−L依存性アポトーシス率によってさらに裏付けられる。
脂肪由来幹細胞(ASC)は、皮下脂肪の間質血管細胞群(SVF)に由来するMSCである。それらは、骨髄(BM)MSCについて記載された全ての特徴、ならびにほとんどの再生性および免疫抑制性特性を共有することが示されたが[8]、それらは、組織特異的な特徴も提示する[9〜11]。近年、単離されたばかりのSVFが、再生および免疫抑制目的で、それらの採取の直後に、培養ASCの代わりに外科領域で使用されることが示唆された。重要なことに、細胞療法のための単離されたばかりの自家AVFの使用は、培養ASCに比較して、処置の経費および時間、ならびに規制負担を顕著に低減するであろう[12、13]。SVF移植の治療有効性が、様々な前臨床疾患モデルにおいて確立され、様々な臨床適応症のためのその使用が現在、臨床試験で評価されている[13]。
WO2007/138597[14]は、細胞集団をアポトーシス促進剤と接触させることにより、骨髄から単離された異種細胞集団から幹細胞を選択する方法に関する。
WO2017/051421[15]は、アポトーシス誘導剤を含む生育培地中でMSCを含む組織または臓器から得られた単離細胞をインキュベートすることを含む、間葉系幹細胞(MSC)、詳細には脂肪由来幹細胞を繁殖させるための方法を開示する。
概説
態様の第一において、本発明は、間葉系幹細胞(MSC)を繁殖させるための方法であって、
(a)身体組織または臓器から細胞を単離すること;および
(b)(i)少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドと、
(ii)少なくとも1種のアポトーシス阻害剤、
を含む生育培地中で、(a)で得られた単離細胞をインキュベートし、それによりMSCが富化された細胞集団を得ること、
を含む、方法を提供する。
別の態様において、本発明は、脂肪由来幹細胞(ASC)を増大させるための方法であって、
(a)脂肪吸引物から間質血管細胞群(SVF)の細胞を単離すること;および
(b)(i)少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドと、
(ii)少なくとも1種のアポトーシス阻害剤、
を含む生育培地中で、(a)で得られた単離細胞をインキュベートし、それによりASCが富化された細胞集団を得ること、
を含む、方法を提供する。
一実施形態において、ステップ(b)の前に、上記SVFは、少なくとも2継代の間、培養において保持される。
幾つかの実施形態において、上記TNFスーパーファミリーリガンドは、Fas−リガンド(FasL)、腫瘍壊死因子(TNF)α、TNF関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)、腫瘍壊死因子様アポトーシス弱誘発因子(TWEAK)およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
1つの具体的な実施形態において、上記TNFスーパーファミリーリガンドは、FasLである。
幾つかの実施形態において、上記生育培地は、成長因子、ホルモン、サイトカインおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される追加の活性剤をさらに含む。
一実施形態において、上記インキュベーションは、少なくとも1時間である。
幾つかの実施形態において、上記インキュベーションは、約1時間、2時間、3時間もしくはより長い時間、または約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、17、20もしくは23日間である。
一実施形態において、上記インキュベーションは、2時間である。
一実施形態において、上記インキュベーションは、4日間である。
一実施形態において、上記インキュベーションは、14日間である。
一実施形態において、培地は、3日ごと、または4日ごとに更新される。
一実施形態において、上記アポトーシス阻害剤は、上記少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドの前に、リガンドと一緒に、またはリガンドの後に、投与される。
幾つかの実施形態において、上記アポトーシス阻害剤は、カスパーゼ阻害剤、セリンプロテアーゼ阻害剤(例えば、HTRA2)、アポトーシス阻害タンパク質(IAP)(例えば、XAF1)、NF−カッパB阻害剤、Smac阻害剤、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
1つの具体的実施形態において、上記カスパーゼ阻害剤は、Z−VAD−fmkである。
幾つかの実施形態において、上記アポトーシス阻害剤の量は、約1μM〜約50μMの範囲、または約5μM〜約25μMの範囲である。
幾つかの実施形態において、上記少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドの濃度は、約0.1ng/ml〜約100ng/mlの範囲である。
一実施形態において、上記少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤とのインキュベーションに続いて、上記細胞を、上記少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を除去し分化させる。
一実施形態において、上記細胞を、脂肪細胞、軟骨細胞、または骨細胞に分化させる。
一実施形態において、本発明の方法は、それを必要とする患者中に分化したまたは未分化の細胞を移植することをさらに含む。
一実施形態において、上記細胞は、脂肪組織、骨組織、筋肉、結合組織または軟骨に分化する。
一実施形態において、上記細胞は、脂肪組織に分化し、上記患者は、乳房復元を必要としている。
一実施形態において、上記細胞は、骨組織に分化し、上記患者は、整形外科的傷害、骨再建または骨修復の処置を必要としている。
一実施形態において、上記細胞は、軟骨組織に分化し、上記患者は、軟骨細胞の植え込み、半月板、回旋筋腱板または関節軟骨修復の処置を必要としている。
一実施形態において、上記患者は、美容的処置を必要としている。
一実施形態において、上記分化細胞を上記移植することは、皮膚科の病気を処置するためである。
一実施形態において、上記分化細胞を上記移植することは、患者における免疫関連疾患を緩和または処置するためである。
一実施形態において、上記患者は、臓器または組織の移植を受ける。
一実施形態において、上記臓器の移植は、骨髄、肝臓、腎臓、血管または心臓移植からなる群から選択される。
一実施形態において、上記分化細胞を上記移植することは、患者における心臓障害を処置するためである。
一実施形態において、上記心臓障害は、卒中、狭心症および心不全からなる群から選択される。
一実施形態において、上記分化細胞を上記移植することは、クローン病患者における痔瘻または肛門周囲瘻孔を処置するためである。
一実施形態において、上記分化細胞を上記移植することは、血管修復のためである。
幾つかの実施形態において、上記細胞は、同種または自家である。
別の態様において、本発明は、細胞生育培地、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を含む脂肪幹細胞(ASC)生育培地または間葉系幹細胞(MSC)生育培地を提供する。
一実施形態において、ASCまたはMSC生育培地は、血清または血清代替品をさらに含む。
別の態様において、本発明は、
a.細胞生育培地、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を含む、脂肪幹細胞生育培地または間葉系幹細胞生育培地を含有する容器と;
b.脂肪幹細胞または間葉系幹細胞をインビトロで増大させるために生育培地を使用するための説明書、
を含む、製品を提供する。
一実施形態において、上記生育培地は、血清または血清代替品をさらに含む。
本発明はまた、本発明の方法により得られる細胞の富化集団を提供する。
幾つかの実施形態において、細胞の富化集団は、それを必要とする患者への移植処置における使用のためである。
本明細書に開示された主題をよりよく理解するため、および実際に実行する方法を例示するために、ここに添付の図面を参照しながら、非限定的実施例のみにより実施形態を記載する。
図1Aは、標準的細胞カウントにより計算されたFas−L濃度(ng/ml)の関数としてのSVF細胞数倍率変化を示すグラフである;図1Bは、標準的細胞カウントにより計算されたFas−L濃度(ng/ml)の関数としてのsub−G1の割合の倍率変化を示すグラフである;図1Cおよび図1Dは、ヨウ化プロピジウム(PI)細胞周期フローサイトメトリー解析により計算された、対照SVF細胞(Fas−L処置なし)における(1C)および50ng/ml Fas−Lで処置された細胞における(1D)sub−G1の割合を示すグラフである。データを、平均±標準偏差として表す。図1Eおよび1Fは、50ng/ml Fas−Lを含む(1F)、またはFas−Lを含まない(対照)(1E)いずれかの培養SVF細胞の画像を示す。図1Gは、処置細胞の浮遊細胞のアネキシン/PIフローサイトメトリー解析のグラフィック表示である(図1Fでは矢印で表示される)。図1Hおよび1Iは、抗CD95で染色された対照細胞(1H)およびFas−L処置細胞(1I)のグラフィック表示である。 通常の培養条件下で(対照)(図2A〜2C、2G、2Iおよび2J)、または50ng/ml Fas−Lと共に(図2D〜2F、2H、2Kおよび2L)培養された継代(P)0(図2A〜H)およびP1(図2I〜L)でのヒトSVF細胞中の様々な表面マーカ発現のグラフィック表示である。細胞を、フローサイトメトリーによりCD45、CD31、CD34、CD29、CD105およびCD73の表面マーカ発現について検査した。CD45およびCD31についての染色を、粒度と相関させて表す(側方散乱SSC−A)。 図3Aおよび3Bは、脂肪に分化された染色細胞の写真である(A − FasLを添加していない対照;B − FasLと共にインキュベートされた細胞)。図3Cは、光学密度(OD)として示された染色量を示すグラフである。図3Dおよび3Eは、骨に分化された染色細胞の写真である(D − FasLを添加していない対照;E − FasLと共にインキュベートされた細胞)。図3Fは、光学密度(OD)として示される染色量を示すグラフである。 図4Aは50ng/ml Fas−Lの存在下または非存在下(対照)で培養されたヒトSVFを含む培養プレートの写真である。コロニーを、ギムザ染色した。図4Bは、例示的な大きなコロニーの写真である。図4Cは、例示的な小さなコロニーの写真である。図4Dは、総コロニー数を示すグラフである。図4Eは、Fas−L処置細胞と非処置(対照)細胞とを比較した、大きなコロニー(>100細胞)の数を示すグラフである。 図5Aは、通常の培養条件下で、または増加濃度のFas−Lと共に、6日間培養されたASC(P3)の細胞数倍率変化を示すグラフである。図5B〜5Dは、細胞のsub−G1の割合を示すグラフである。細胞数を、標準的細胞カウント(5A)によりおよびヨウ化プロピジウム(PI)細胞周期フローサイトメトリー分析(5B〜5D)により検査した。データ(5B)を、平均±標準偏差として表す。図5E〜Jは、通常の培養条件下で、または50ng/mlおよび100ng/ml Fas−Lと共に培養されたP3 ASCにおけるフローサイトメトリーで検査された、CD29、CD105およびCD73の表面マーカ発現を示すグラフである。 図6Aは、Fas−L、カスパーゼ阻害剤Z−VAD−fmkまたはその両方で4日間処置されたASC中のsub−G1の割合(sub−G1の割合の倍率変化)を示すグラフである。図6Bは、細胞数倍率変化を示すグラフである。図6C〜6Dもまた、対照(6C)、Fas−L処置細胞(6D)およびFas−L+阻害剤処置細胞(6E)中のsub−G1の割合を示す。sub−G1の割合を、PI細胞周期フローサイトメトリー解析により決定し、細胞数を、標準的細胞カウントにより決定した。データ(6A〜B)を、平均±標準偏差として表す。図6F〜6Iは、異なる条件下でのASCの代表的画像である。 図7A〜7Cは、Fas−L、Z−VAD−fmk、LY294002(PI3K阻害剤)(7A)、AZD6244(ERK−1/2阻害剤)(7B)およびSP600125(JNK阻害剤)(7C)の示された組み合わせで処置された培養ASCの細胞数倍率変化を示すグラフである。
実施形態の詳細な記載
本発明は、Fas−L処置が脂肪由来幹細胞(ASC)の同時に起こるアポトーシスおよび増殖を促進し、細胞収率の増加および表現型シフト(phenotypic shift)を導くという驚くべき知見に基づく。細胞に及ぼすFas−Lの複雑な影響の理解は、本発明者らを、Fas−Lとアポトーシスを阻害する薬剤を含む、薬剤の組み合わせへの細胞の暴露を含む脂肪由来幹細胞を増大させるための新規な方法を考案するよう導いた。
以下の実施例で詳述される通り、ヒトASCを日常的脂肪吸引手順により単離し、Fas−L処置へのそれらの反応性を検査した。ASCは、同時に起こるアポトーシスおよび増殖によりFas−Lに応答し、これは、骨分化能の上昇に関連するCD105発現減少およびCD73発現増加を含む、細胞量の正味の倍増および表現型シフトを生じた。単離されたばかりのASCの処置はまた、初期幹細胞前駆細胞によりおそらく産生される、大きなコロニー形成単位線維芽細胞(CFU−F)の増加を導いた。
興味深いことに、Z−VAD−fmkによるカスパーゼ阻害は、増殖に影響を与えずにFas−L誘導性アポトーシスを減じ、JNKではなくPI3KおよびMEKの阻害は、Fas−L依存性増殖を減じたが、アポトーシスは減じなかった。したがって本発明者らは、ASC中のFas−Lシグナル伝達が、誘導されるアポトーシスと増殖の繊細なバランスを通してASCの増大および表現型シフトを導くことを示す。
驚くべきことに、本発明者らは、Fas−Lシグナル伝達が、得られたばかりのASCおよび培養されたASCの両方のアポトーシスおよび増殖を同時に活性化することを見出した。アポトーシスの誘導にもかかわらず、Fas−Lシグナル伝達は、MSC特異性マーカ発現の変化、初期CFU−Fをより多量に産生する能力、および骨分化能の上昇により示される、ASCの細胞増大の増加(およそ倍増された細胞量)および表現型シフトを導いた。さらなる評価は、Fas−Lによるアポトーシスおよび増殖のきっかけ(cue)が相互に連絡しないこと、ならびにアポトーシスシグナルの遮断が増殖シグナルへの影響を有さず、かつその逆もないことを実証した。増殖活性化は、PI3KおよびMEK阻害剤の両方により減じられ、Fas−Lシグナルの伝達におけるこれらの経路の関与を示した。再生目的のためのSVF細胞およびASCの両方の増加している適用に照らせば、アポトーシス阻害と組み合わせたFas−L活性化の利用は、細胞収率を増加させるための、およびおそらく骨再生などの特異的臨床適応症のための細胞表現型も増加させるための効率的ツールとして働く可能性がある。劇的なアポトーシス応答および細胞収率の減少が以前、BM MSCのFas−L処置後に報告されたことを前提に[2、4〜6]、急激な増殖によりFas−Lシグナル伝達に応答するASCの能力は、特に炎症エリアに共通して富化されるFas−L提示免疫細胞に暴露される場合、その送達の際に臨床的に有利に働く可能性がある。
本発明は、同時に起こるアポトーシスおよび増殖活性による、Fas−Lシグナル伝達時のSVF由来ASCおよび単離されたASCのカウントにおける全体的増加を実証する。
ASCにおけるFasシグナル伝達はまた、CD105の低い表面発現(CD105−低)およびCD73の高い表面発現(CD73−高)を有する細胞の割合%の増加により実証される表現型変化をもたらした。CD105およびCD73は両者とも、確立されたMSCマーカであり、具体的にASCマーカとして定義されている。Fas−L処置は、非処置対照に比較して、CD105−低のASCの増加と、それらの改善された骨分化能の両方を導いた。
Fas−L誘導性アポトーシスおよび/または増殖を促進するシグナル伝達経路を解明するために、Fas制御アポトーシス性および非アポトーシス性シグナル伝達を促進することが過去に実証された様々な経路の阻害剤を用いた。重要なことに、本発明者らは、汎カスパーゼ阻害剤Z−VAD−fmkによるカスパーゼの阻害が、Fas−L処置ASCにおいてほぼ完全なアポトーシス阻害を導くが、増殖に対しては極わずか〜無視できるほどの影響を有することを見出した。このことは、ASCにおいてFas−Lにより惹起される非アポトーシス性シグナル伝達が、カスパーゼ非依存性であることを強く示唆する。本発明者らはまた、Fas−L依存性のASC増殖は、ERKおよびPI3K阻害剤により阻害され得るが、JNK阻害剤では阻害され得ないことを見出した。重要なことに、それらの阻害剤はいずれも、ASCにおけるFas−L依存性アポトーシスを顕著に排除しなかった。したがってFas−Lは、ASCのアポトーシスと増殖を同時に誘導するが、それぞれの機能的転帰を促進するシグナル伝達は、Fas受容体の下流に迂回するようである。
本発明は、初めて、Fas−Lシグナル伝達が、単離されたばかりのヒトASCおよび培養されたヒトASCのアポトーシスおよび増殖を同時に促進し、細胞増大の全体的増加および表現型変化を導くことを実証する。再生医療に関連して、Fas−Lが富化された条件下で生存および増殖する能力は、インビボでの臨床投与後のSVF細胞およびASCの生存を支援する可能性がある。
したがって本発明は、態様の第一において、間葉系幹細胞(MSC)を繁殖させるための方法であって、
(a)身体組織または臓器から細胞を単離すること;および
(b)(i)少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドと、
(ii)少なくとも1種のアポトーシス阻害剤、
を含む生育培地中で、(a)で得られた単離細胞をインキュベートし、それによりMSCが富化された細胞集団を得ること、
を含む、方法を提供する。
当該技術分野で知られる用語「間葉系幹細胞」(MSC)は、種々の細胞型に分化し得る多能性幹細胞に関する。MSCは、近年、国際細胞治療学会により、以下の特徴を有すると定義された:(1)標準的培養条件で保持された場合のプラスチック接着;(2)CD105、CD73およびCD90の発現、ならびにCD45、CD34、CD14またはCD11b、CD79αまたはCD19およびHLA−DR表面分子の発現欠如(3)。MSCは、インビトロで骨芽細胞、脂肪細胞および軟骨芽細胞に分化する。培養でヒト間葉系幹細胞を単離、精製および増大させるための方法は、当該技術分野で知られており、例えば主に骨髄からの間葉系幹細胞の単離に関係する米国特許第5,486,359号を参照されたい。
本明細書で用いられる用語「身体組織または臓器」は、非限定的に脂肪組織、末梢血、骨髄、歯髄、羊水、羊膜、絨毛膜、絨毛膜絨毛、脱落膜、胎盤、臍帯、臍帯血、ワルトン膠質を含む間葉系幹細胞を含有する、対象の体内の任意の組織または臓器に関する。
一実施形態において、本発明の間葉系幹細胞は、脂肪由来幹細胞である。
それゆえ具体的実施形態において、本発明は、脂肪由来幹細胞(ASC)を繁殖させるための方法であって、
(a)対象から得られた脂肪吸引物から間質血管細胞群(SVF)の細胞を単離すること;および
(b)(i)少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドと、
(ii)少なくとも1種のアポトーシス阻害剤、
を含む生育培地中で、(a)で得られた単離細胞をインキュベートし、それによりASCが富化された細胞集団を得ること、
を含む、方法を提供する。
用語「脂肪由来幹細胞(ASC)」および「脂肪由来間葉系幹細胞(MSC)」は、本明細書では互換的に用いられ、脂肪組織から単離されたMSCを指す。
本明細書で用いられる「脂肪組織」は、ほとんどが脂肪細胞で構成された結合組織を指す。脂肪細胞に加え、脂肪組織は、前駆脂肪細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞、種々の免疫細胞、例えば脂肪組織マクロファージ、幹細胞および内皮前駆細胞を含む細胞の間質血管細胞群(SVF)を含有する。
本明細書で用いられる用語「間質血管細胞群(SVF)」は、前駆脂肪細胞、間葉系幹細胞(MSC)、内皮前駆細胞、T細胞、B細胞、肥満細胞および脂肪組織マクロファージの豊富な供給源である、脂肪組織の調製物に関する。
脂肪吸引物から脂肪由来幹細胞またはSVF細胞を単離するための方法は、当該技術分野で知られている(例えば、Bunnell, B. A. et al. (2008) Methods 45(2): 115−120, Schreml et al. (2009) Cytotherapy 11(7): 947−57, Yoshimura et al. (2006) J. of Cellular Physiology 208: 64−76参照)。例えば脂肪組織を、吸引支援脂肪形成術(suction−assisted−lipoplasty)、超音波支援脂肪形成術(ultrasound−assisted−lipoplasty)、および脂肪組織切除術(excisional lipectomy)、またはそれらの組み合わせにより取り出してよい。組織抽出は、滅菌的または無菌的手法で実施されなければならない。
吸引支援脂肪形成術の処置の場合、脂肪組織を、カニューレを患者の体内に存在する脂肪組織貯蔵部の中、またはその付近に挿入した後、吸引装置内への脂肪組織のアスピレーションにより収集する。シリンジに連結された小型カニューレが、比較的中等度の量の脂肪組織を採取するのに適切であり得る(例えば、0.1ml〜数百ミリリットル)。より大きなカニューレおよび自動吸引装置が、より多量の組織が必要な場合その手順において用いられてもよい。
脂肪吸引物から脂肪由来幹細胞またはSVF細胞を単離するための例示的プロトコルを、以下の実施例の節に提供する。
本明細書で用いられる用語「繁殖させること」は、身体の組織または臓器から、例えば脂肪吸引物から、単離された間葉系幹細胞のインビトロでの数の増大(増大すること)、増幅、増殖、または増加に関する。
本明細書で用いられる用語「対象」は、哺乳動物対象、具体的にはヒト対象に関する。
場合により上記単離のステップ(a)は、組織を分解するタンパク質分解酵素(例えば、コラゲナーゼ、例えばコラゲナーゼI型)またはタンパク質分解酵素の混合物への暴露(コラゲナーゼ消化とも称される)を含む。細胞のコラゲナーゼ消化を実施するためのプロトコルは、当該技術分野で周知であり、コラゲナーゼ消化を実施するための複数の化合物が、市販されている(例えば、Cytori TherapeuticsによるCelase(登録商標)GMP)。コラゲナーゼI型は、0.1%〜0.3%の間の範囲で添加され得る。中性プロテアーゼ、例えばディスパーゼIIが、場合により消化反応に添加され得る。例えば以下の実施例に示される通り、コラゲナーゼは、0.375mg/mlの濃度で、撹拌しながら37℃で60分間添加され得る。
本明細書で用いられる用語「腫瘍壊死因子(TNF)スーパーファミリーリガンド」は、TNFスーパーファミリーに属すると現在、認識されている40を超える個別のリガンド−受容体システムのファミリーを指す。TNFスーパーファミリーに属し、本発明により用いられ得る例示的リガンドとしては、Fas−リガンド(FasL)、TNFα、Trail(Apo2リガンド)およびTweak(Apo3リガンド)が挙げられるが、これらに限定されない。そのようなTNFスーパーファミリーリガンドは、生化学的に合成されたまたは細胞抽出物から精製された組換えポリペプチドであってよい。それらは、単量体、二量体、または多量体の形態として投与されてよい。
したがって幾つかの実施形態において、TNFスーパーファミリーリガンドは、FasL、TNFα、TRAIL、TWEAKおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
具体的実施形態において、TNFスーパーファミリーリガンドは、FasLである。本発明による使用のためのFasLの非限定的例としては、SuperFasL、APO010またはMegaFasL(R&D)が挙げられ、それらは全て、FasLの多量体である。Fc−FasLまたはFasL単量体などのFasLの追加的形態もまた、本発明により包含される。
培地中のTNFスーパーファミリーリガンドの濃度は、約0.1ng/mlおよび約100ng/ml w/v、例えば0.1ng/ml、0.5ng/ml、1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、20ng/ml、30ng/ml、40ng/ml、50ng/ml、60ng/ml、70ng/ml、80ng/ml、90ng/mlまたは100ng/ml w/vのTNFスーパーファミリーリガンドの範囲である。TNFスーパーファミリーリガンドがFasLである具体的実施形態において、培地は、約0.1ng/ml〜約100ng/ml w/vの間のFasL、例えば0.1ng/ml、0.5ng/ml、1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、20ng/ml、30ng/ml、40ng/ml、50ng/ml、60ng/ml、70ng/ml、80ng/ml、90ng/mlまたは100ng/ml w/vのFasLを含む。具体的実施形態において、培地は、25ng/ml、50 ng/mlまたは100ng/mlのFasLを含む。
幾つかの実施形態において、上記アポトーシス阻害剤は、カスパーゼ阻害剤、セリンプロテアーゼ阻害剤(例えば、HTRA2)、アポトーシス阻害タンパク質(IAP)(例えば、XAF1)、NF−カッパB阻害剤、Smac阻害剤、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
1つの具体的実施形態において、上記カスパーゼ阻害剤は、Z−VAD−fmkである。
幾つかの実施形態において、上記アポトーシス阻害剤の量は、約1μM〜約50μMの範囲、または約5μM〜約25μMの範囲である。
先に示された通り、間葉系幹細胞(MSC)または脂肪由来幹細胞(ASC)を繁殖させるための方法は、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を含む生育培地中で単離された細胞をインキュベートすることを含む。当該技術分野で知られる通り、用語「インキュベートすること」は、細胞を細胞インキュベータ中で適当な温度および気体混合物(典型的には、哺乳動物細胞の場合37℃、5%CO)にて生育および保持することを指す。本発明に関連して用いられる「TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を含む生育培地中で単離された細胞をインキュベートすること」は、単離された細胞をTNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤と接触させることを意味する。
幾つかの実施形態において、本開示による方法では、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤とのインキュベーションは、少なくとも1時間である。
幾つかの実施形態において、上記インキュベーションは、約1時間、2時間、3時間もしくはより長い時間、または約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、17、20もしくは23日間である。
一実施形態において、上記インキュベーションは、2時間である。
一実施形態において、上記インキュベーションは、4日間である。
一実施形態において、上記インキュベーションは、14日間である。
1つの具体的実施形態において、TNFスーパーファミリーは、FasLであり、アポトーシス阻害剤は、Z−VAD−fmkであり、インキュベーションは、4日間である。
幾つかの実施形態において、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を含む培地は、3日ごとまたは4日ごとに更新され、即ちそれは、同じ内容物を有する新鮮な培地で置き換えられる。
幾つかの実施形態において、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤とのインキュベーションは、細胞が単離された1〜7日後に開始する。具体的実施形態において、本開示による方法では、ステップ(a)の後に、単離された細胞を通常の生育培地中で1、2、3、4、5、6または7日間培養した後、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤と共にインキュベートする。
1つの具体的実施形態において、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤とのインキュベーションは、成熟ASC、即ちSVF単離後の継代2代目または3代目の細胞で実施される。
一実施形態において、FasLとのインキュベーションの前に、単離された細胞を、例えばFasの発現を増加させることにより、FasLへの細胞応答に影響を及ぼし得る(即ち、その影響に対して細胞を増感させる)分子と共にプレインキュベートする。TNFαが、そのような増感させる分子の一例である。
それゆえ幾つかの実施形態において、本開示による方法では、FasLおよびアポトーシス阻害剤とのインキュベーションの前に、単離された細胞をTNFαと共にプレインキュベートする。さらなる具体的実施形態において、TNFαとのプレインキュベーションは、1〜4日間実施される。
特定の実施形態において、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤に加えて、細胞は、成長因子、ホルモン、サイトカインおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される追加の活性剤と共にインキュベートされる。具体的な非限定的実施例において、細胞は、デスレセプター3(DR3、TNFRSF25としても知られる)の1種または複数のアンタゴニストと共にインキュベートされてよい。そのようなアンタゴニストとしては、例えばAbcam、R&D Systemsおよび他の供給会社から市販される、抗DR3抗体が挙げられるが、これに限定されない。
先に示された通り、本発明の方法は、MSCまたはASCが富化された細胞集団を提供する。本明細書で用いられる用語「富化された」は、細胞集団中のMSCまたはASCの相対数を、細胞集団の少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99% または約100%まで高めること、増強することまたは増加させることを指す。
TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤とのインキュベーション期間の完了時に、繁殖された細胞は、培養物から取り出され、再度播種され、培養条件に応じて脂肪細胞、軟骨細胞、骨細胞、線維芽細胞または筋細胞の任意の1つに新たに分化し得る。所望の細胞型のそれぞれに分化するための条件は、当該技術分野で周知であり、特異的試薬を含有する培地中での細胞のインキュベーションを含む。
それゆえ幾つかの実施形態において、本開示による方法では、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤とのインキュベーションに続いて、上記TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を除去し、上記細胞を分化させる。他の具体的実施形態において、細胞を、脂肪細胞、軟骨細胞、または骨細胞に分化させ、本明細書では「分化細胞」と称する。
本明細書で用いられる用語「分化させる」は、所望の細胞型のいずれかへの分化に適した条件下での細胞のインキュベーションに関する。そのような条件は、当該技術分野で周知であり、特に試薬の典型的な組み合わせを含有する培地中のインキュベーションを含む。
例えば、間葉系幹細胞の脂肪生成培地は、間葉系幹細胞を脂肪細胞系列に容易に分化させる試薬(即ち、デキサメタゾン、IBMX、インスリンおよびインドメタシン)を含有する。そのような培地は、市販され、例えば、LonzaのhMSC Adipogenic Differentiation BulletKit(商標)MediumまたはStemcell TechnologiesのMesenCult(商標)Adipogenic Differentiation Mediumである。脂肪細胞への分化はその後、脂肪細胞分化の量に関係する定量値を提供する種々の方法により検証され得る。他の培地を用いて、他の細胞型への分化を誘導してもよい(例えば、Mesenchymal Stem Cell Chondrogenic Differentiation Medium、Mesenchymal Stem Cell Osteogenic Differentiation MediumまたはMesenchymal Stem Cell Neurogenic Differentiation Medium(Promocell))。繁殖されたASCはまた、造血も支援しながら、ASC自身以外の胚の起源である細胞に分化転換されてもよく、例えば心筋生成、内皮細胞(血管)、膵臓(内分泌)、神経生成、および肝臓の分化転換であってよい。
さらなる実施形態において、本開示による方法は、それを必要とする患者に分化細胞を移植することをさらに含む。
一実施形態において、本発明による方法は、それを必要とする患者への繁殖された未分化細胞の移植を含む。
本明細書で用いられる用語「それを必要とする患者」は、分化細胞を移植することにより改善、治癒、処置され得る疾患に罹患した対象、または分化細胞を移植することにより緩和される症状を有する対象に関する。
それゆえ、分化細胞は、多くの臨床適用に加え、例えば現在、第三/四相臨床試験の最中である以下の適応症における、美容適用および形成外科での移植に用いられてよい:乳房再建(復元)、早発卵巣不全、肛門周囲複雑瘻孔、痔瘻およびクローン病。ASCはまた、細胞バンクに用いることができる。追加的適用としては、皮膚再生、皮膚科の病気、肝臓再生、筋肉再生、血管修復、整形外科的傷害の処置、骨再建もしくは骨修復、軟骨細胞の植え込み、半月板の処置、または関節軟骨修復および骨粗しょう症の処置が挙げられる。
本発明の分化細胞はまた、免疫抑制に用いられてもよい。他の実施形態において、本発明による分化細胞は、卒中または心不全を処置するのに用いられ得る。
移植は、同種または自家であり得る。
本明細書で定義される用語「移植」は、手術または注射により、それを必要とする患者に細胞を移入することを指す。ドナーおよびレシピエントは、1名の個体または異なる個体であり得る。そのような例では、移植片は、それぞれ自家または同種である。同種移植が実践される場合、インプラントの拒絶を低減するためのレジメンを受けなければならない。そのようなレジメンは現在、ヒト治療で実践されており、当該技術分野で周知である。
以下は、損失した、または損傷された臓器細胞を補充するための外部細胞供給源として用いられる間葉系起源の細胞の例であり:米国特許第5,736,396号は、間葉系組織の再生または修復を目的として、培養で増大された、系列誘導された(lineage−induced)間葉系幹細胞を元の自家宿主に導入することを記載する。
米国特許第4,642,120号は、軟骨および骨の欠損を修復するための組成物を提供する。これらは、そのままの状態で、または天然のもしくは人工の骨に包埋されて、ゲル形態で提供される。
細胞の移植は、当該技術分野で知られる任意の方法を利用して、かつ患者の治療適応症に基づく医師の裁量で、実施され得る。例えば分化細胞は、組織欠損(例えば、骨格欠損)の部位に注射されてよく、またはインビトロで生体適合性足場材料もしくはマトリックスと共にインキュベートされ欠損部位に足場材料と共に植え込まれてもよい。
本発明の細胞はまた、遺伝子療法で用いられてもよい。長期遺伝子療法の成功のためには、所望の外来遺伝子を安定に発現する遺伝子改変細胞が、高頻度で必要となる。したがって本発明の分化細胞は、遺伝子産物を発現するように改変され得る。
本明細書で用いられる用語「遺伝子産物」は、タンパク質、ペプチドおよび機能性RNA分子(即ち、ポリヌクレオチド)を指す。そのような遺伝子産物の例としては、血清アデノシンのプロセシングのための、または低比重リポタンパク質、血清胸腺因子、胸腺液性因子、チモポエチン、ガストリン、セクレチン、コレシストキニン、ソマトスタチン、セロトニン、およびサブスタンスPのエンドサイトーシスのための、インスリン、アミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、トリプシノーゲン、キモトリプシノーゲン、カルボキシペプチダーゼ、リボヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、トリアシルグリセロール(triaclyglycerol)リパーゼ、エラスターゼ、アミラーゼ、第VIIIおよび第IX血液凝固因子などの血液凝固因子、UDPグルクロニルトランスフェラーゼ、オルニチントランスカルバノイラーゼ、ならびにチトクロムp450酵素、ならびにアデノシンデアミナーゼが挙げられる。
本発明の態様の別の1つにおいて、本開示は、細胞培地と、少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドと、少なくとも1種のアポトーシス阻害剤とを含む脂肪幹細胞(ASC)生育培地または間葉系幹細胞(MSC)生育培地を提供する。
本明細書で定義される「細胞培地」または「生育培地」は、細胞の生育を支援するように設計された液体またはゲルを指す。異なる型の培地が、異なる型の細胞を生育するのに用いられる。細胞培地の例は、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)およびその変種、F10栄養混合物、ハムF12栄養混合物、最小必須培地(MEM)、RPMI培地1640およびイスコフ改変ダルベッコ培地(IMDM)を包含する。
これらの培地は全て、周知であり、市販されている。例えばDMEMは典型的には、アミノ酸、無機塩、グルコース、フェノールレッド、HEPES、ピルビン酸ナトリウム、およびビタミン類を含む。培地は多くの場合、ペニシリン、ストレプトマイシンおよびアンフォテリシンBなどの抗生物質/抗真菌剤が補充される。培地は、様々なグルコース量を含んでよい。一実施形態において、培地は、例えばGibcoによるHigh glucose DMEMなど、高グルコール量を有する。
細胞培地は、血清または血清代替品をさらに含んでよい。
本開示に関連する用語「血清」または「血清(複数形)」は、広範囲の高分子、リポイド物質および微量元素の担体タンパク質、付着および拡散因子、低分子量栄養素、ならびにホルモンおよび成長因子を提供する細胞培地に添加される補助物質を指す。典型的には血清(複数形)は、哺乳動物血液調製物から単離される。本発明に関連する使用に適した血清の非限定的例は、仔牛血清(FCS)またはウシ胎児血清(FBS)である。血清代替品が、用いられてもよい。用語「血清代替品」は、培養の際に細胞生育を支援するのに必要なタンパク質を含有する血清代用品に関し、例えば血清代替品は、精製され、好ましくは熱処理された血清アルブミン、トランスフェリンおよびインスリンを含んでよい。そのようなタンパク質は、任意の起源のものであってよく、それらは、例えば哺乳動物タンパク質、例えばウシの血清アルブミン、トランスフェリン、およびインスリンであってよい。そのような血清代替品は、例えばSigma−Aldrichから、市販されている。培地中の血清の濃度は、細胞を生育するのに一般に用いられる範囲、即ち約1%〜約20%の間である。具体的実施形態において、血清の濃度は、約10%容量/容量である。さらなる具体的実施形態において、培地は、10%FCSまたはFBS、例えばHyclone(商標)によるFetal Bovine Serumを含む。
MSC生育培地またはASC生育培地に関連して用いられるTNFスーパーファミリーリガンドは、本明細書に定義される通りであり、例えばFasL、TNFα、TRAIL(Apo2リガンド)またはTWEAK(Apo3リガンド)である。培地中のTNFスーパーファミリーリガンドの濃度は、約0.1ng/mlおよび約100ng/ml w/v、例えば0.1ng/ml、0.5ng/ml、1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、20ng/ml、30ng/ml、40ng/ml、50ng/ml、60ng/ml、70ng/ml、80ng/ml、90ng/mlまたは100ng/ml w/vのTNFスーパーファミリーリガンドの範囲である。具体的実施形態において、TNFスーパーファミリーリガンドは、FasLである。さらなる具体的実施形態において、培地は、約0.1ng/ml〜約100ng/ml w/vのFasL、例えば0.1ng/ml、0.5ng/ml、1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、20ng/ml、30ng/ml、40ng/ml、50ng/ml、60ng/ml、70ng/ml、80ng/ml、90ng/mlまたは100ng/ml w/vのFasLを含む。
MSC生育培地またはASC生育培地に関連して用いられるアポトーシス阻害剤は、カスパーゼ阻害剤、セリンプロテアーゼ阻害剤(例えば、HTRA2)、アポトーシス阻害タンパク質(IAP)(例えば、XAF1)、NF−カッパB阻害剤、Smac阻害剤、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される。
1つの具体的実施形態において、上記カスパーゼ阻害剤は、Z−VAD−fmkである。
幾つかの実施形態において、培地中の上記アポトーシス阻害剤の濃度は、約1μM〜約50μMの範囲、または約5μM〜約25μMの範囲である。
本発明のMSCまたはASC生育培地は、非限定的に成長因子、サイトカイン、抗生物質および担体を含む細胞生育に適した追加的成分をさらに含んでよい。
本発明のMSCまたはASC生育培地は、調製され、使用まで4℃で貯蔵され、使用前に37℃に加温されてよい。
別の態様において、本発明は、
a.細胞生育培地、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を含む、脂肪幹細胞生育培地または間葉系幹細胞生育培地を含有する容器と;
b.脂肪幹細胞または間葉系幹細胞をインビトロで増大させるための生育培地を使用するための説明書、
を含む、製品を提供する。
一実施形態において、上記生育培地は、血清または血清代替品をさらに含む。
本明細書で定義される用語「容器」は、本明細書で定義される間葉系幹細胞生育培地を含有および貯蔵するために用いられ得るコンテナ、袋、ビーカー、瓶、ボール、箱、バイオリアクター、缶、フラスコ、またはバイアルを指す。
本明細書で定義される用語「約」は、連続範囲を構成する整数値、および適宜、非整数値を含む偏差範囲で参照される値よりも最大で1%、より具体的には5%、より具体的には10%、より具体的には15%、および幾つかの例において最大で20%高く、または低く外れ得る値を示す。
実施例
さらなる労作を行わずとも、当業者は、上記の記載を用いることで本開示を最も完全な範囲まで利用し得ると考えられる。それゆえ、以下の好ましい具体的実施形態は、単に例示と解釈すべきであり、請求された本発明の限定と解釈すべきでない。
本明細書に具体的に記載されていない当該技術分野で公知の標準的分子生物学プロトコルは概して、Sambrook & Russell,2001に本質的に従う。
本明細書に具体的に記載されない当該技術分野で公知の標準的医療化学的方法は概して、Pergamon Pressにより発行された、様々な著者および編集者による「Comprehensive Medicinal Chemistry」シリーズに本質的に従う。
実施例1:Fas−L処置後の同時に起こるSVF細胞増殖およびアポトーシス
間質血管細胞群(SVF)の細胞に及ぼすFas−L処置の影響を評価するために、SVF細胞を、以下に記載される通り脂質吸引物から得た。
ヒトSFV細胞を、増加濃度のFas−Lの存在下対非存在下で、以下に指定された通常の生育培地中で14日間培養し、細胞収率およびアポトーシス率を測定した。実験を、3名の独立した患者からの細胞を利用して3回反復した。図1Aおよび1Bに示された通り、最大で25ng/mlのFas−L濃度への応答は、記録されなかった。これに反して、25ng/ml以上の濃度では、SVF細胞は、アポトーシス率の用量依存的上昇を示した(図1B)。それにもかかわらず、細胞カウントは、2倍以上であった(図1A)。図1Cおよび1Dは、ヨウ化プロピジウム(PI)細胞周期フローサイトメトリー解析により計算された、対照SVF細胞(Fas−L処置なし)(1C)でおよび50ng/ml Fas−Lで処置された細胞(1D)で誘導されたアポトーシスを表す。アポトーシス細胞の数は、50ng/ml Fas−Lとのインキュベーション後に5.4%から20.5%に増加した。図1Eおよび1Fは、50ng/ml Fas−Lを含む(1F)、またはFas−Lを含まない(対照)(1E)のいずれかの培養SVF細胞の画像を示す。図1Gは、処置細胞の浮遊細胞のアネキシン/PIフローサイトメトリー解析のグラフィック表示である(図1Fに矢印で標識)。図1Hおよび1Iは、フローサイトメトリー解析により検査されたFas−L処置および非処置細胞上のCD95(Fas)発現のグラフィック表示である。50ng/ml Fas−L処置後に倍増された細胞収率が、10名の独立した患者から抽出されたSVF細胞中で実証された(表1)。したがってFas−L処置(≧25ng/ml)は、培養でのSVF細胞のアポトーシスおよび増殖の両方を促進する。
Figure 2021522809
実施例2:SVF細胞のFas−L処置は、継代0代目および1代目のASCのCD105−低およびCD73−高細胞集団の増加を導く
次に、細胞表現型に及ぼすFas−L処置の影響を検査した。この目的のために、継代0代目および1代目のFas−L処置(50ng/ml)SVF細胞の表面マーカプロファイルを、7色のフローサイトメトリーパネルを利用して非処置対照のものと比較した。実験は、2名の独立した患者からの細胞を用いて2回繰り返され、同じ傾向を与えた。
予測通り、継代0代目では、非処置細胞の2%未満がCD45、CD31およびCD34を発現し、100%近くがSMC細胞マーカCD29およびCD73およびCD105を発現した(図2A〜H)。類似の発現プロファイルが、非処置細胞の継代1代目で記録された(図2I〜L)。非処置およびFas−L処置された継代0代目細胞の表面マーカ発現パターンに顕著な類似性があるにもかかわらず、Fas−L処置細胞では、非処置対照細胞に比較して、低レベルのCD105を発現するCD105陽性細胞がより高い割合%で認められた(CD105−低)(それぞれ50.1%に比較して66.9%)。加えて、Fas−L処置された継代0代目細胞は、非処置対照細胞に比較して、高レベルのCD73を発現するCD73−陽性細胞(CD73高)をより高い割合%で呈した(50.4%に比較して88.3%)(図2A〜H)。これらの2つの亜集団の相対的割合%のさらなる上昇が、継代1代目で認められ、CD105−低を実証するFas−L処置CD105陽性細胞では89.6%、およびCD73−高を実証するCD73陽性細胞では92.8%が、継代1代目の非処置対照でのそれぞれわずか49.9%および52.5%に比較して認められた(図2I〜L)。したがってSVF細胞のFas−L処置は、CD105−低およびCD73−高細胞の富化を導く。
実施例3:Fas−L処置された培養SVF細胞は、非処置細胞に比較して類似の脂肪分化およびより高い骨分化を呈する
個別の表面マーカ発現を特徴とする異なるASC亜集団が、異なる分化能を実証することが知られている。非処置対Fas−L処置で、脂肪および骨への継代0代目ASCの分化を比較した。ヒトSVF細胞を、通常の培養条件下でまたは50ng/mlFas−Lと共に14日間培養した。処置および非処置細胞をその後、P1に継代し、P1で指定された分化培地を用いて脂肪または骨の分化を受けるように誘導した。骨および脂肪への分化を、それぞれアリザリンレッドおよびオイルレッドO染色により検出した。脂肪(図3A〜C)および骨(図3D〜F)に分化された細胞をその後、撮影し、染色物を抽出および定量した。実験は、3名の独立した患者からの細胞を用いて3回繰り返し、同じ傾向を与えた。
この比較は、Fas−L処置細胞と非処置細胞での類似の脂肪分化を明らかにしたが、Fas−L処置後に骨分化が高まった。
実施例4:SVF細胞のFas−L処置は、大きなCFU−Fの生成を促進する
次に、コロニー形成単位線維芽細胞(CFU−F)を形成するFas−L処置および非処置SVF細胞の能力を評価した。ヒトSVF細胞を、21日間、通常の培養条件下でまたは50ng/mlのFas−Lと共に低密度で培養した。その後、コロニーをギムザ染色し、カウントした。コロニーを撮影し、コロニーおよび大きなコロニー(>100細胞)の総数を、Fas−L処置細胞と非処置細胞で比較した。実験は、2名の独立した患者からの細胞を用いて2回繰り返され、同じ傾向を与えた。
一見すると、Fas−L処置細胞が、非処置細胞よりも有意に多くのCFU−Fを形成したように見えたが(図4A)、注意深い顕微鏡評価は、CFU−F集団が大きなCFU−Fと小さなCFU−Fの両方で構成され、大きなコロニーが100を超える細胞のものであることを明らかにした(図4Bおよび4Cの下側)。図4Dおよび4Eに見られる通り、コロニーの総数は、Fas−L処置SVF細胞と非処置細胞の間で有意な差を明らかにしなかったが、有意に多数の大きなコロニーが、非処置細胞に比較してFas−L処置SVF細胞で見出された。
実施例5:継代3代目ASCのFas−L処置は、SVF細胞で観察されたものと類似の表現型シフトをもたらす
ここまでの実験は全て、脂肪からのそれらの単離直後に、初期SVF細胞に及ぼすFas−L処置の影響を評価した。Fas−Lが「成熟した」ASCに添加された場合に類似の結果を誘導し得るか否かを検査するために、継代3代目(P3)細胞を通常の培養条件下でまたは増加濃度のFas−Lの存在下で6日間培養した。細胞数(図5A)およびsub−G1の割合(図5B〜5D)を、それぞれ、標準的細胞カウントにより、およびヨウ化プロピジウム(PI)細胞周期フローサイトメトリー解析により検査した。実験を、3名の独立した患者からの細胞を用いて3回繰り返した。データを、平均±標準偏差として表す。加えて、CD29、CD105およびCD73の表面マーカ発現を、通常の培養条件下でまたは50ng/mlのFas−Lと共に培養されたP3 ASCでのフローサイトメトリーにより検査した。
SVF細胞でのように、Fas−L処置は、P3 ASCの増殖における濃度依存性の増加(図5A)、ならびにCD105−低およびCD73−高集団の増加(図5E〜5J)を導いた。Fas−Lはまた、P3 ASCのアポトーシスを誘導したが(図5B〜5D)、SVF細胞のFas−L処置後に見られたものと比較して有意に低い割合であった。
実施例6:カスパーゼ阻害は、Fas−L依存性アポトーシスを減ずるが増殖は減じない
ASCのアポトーシスおよび増殖に及ぼすFas−Lの二重の影響は、古典的Fas−Lシグナル伝達のみにより、または2つの個別の経路を通して媒介され得る。これらの可能性を識別するために、ASCを、4日間、未処置で放置するか、Fas−Lのみで処置するか、またはFas−Lおよび汎カスパーゼ阻害剤Z−VAD−fmkで同時に処置した。重要なことに、Fas−Lのアポトーシスのきっかけをよりよく評価するために、継代3代目ASCにおいてアポトーシスを高率で誘導する異なるFas−L誘導体(メガFas−L)を、この実験で使用した。sub−G1の割合および細胞数を、それぞれPI細胞周期フローサイトメトリー解析および標準的細胞カウントにより決定した。実験を、3名の独立した患者からの細胞を用いて3回繰り返した。
予測された通り、Fas−L処置は、処置細胞のsub−G1集団の増加により実証される通り、ASCアポトーシスの急激な増加を導いた(図6AおよびC〜E)。アポトーシスはZ−VAD−fmkの添加により少なからず減じられたが(図6AおよびC〜E)、Fas−Lで誘導されたASC増殖は影響を受けず、細胞収率は4日の処置期間で倍増した(6B)。そのような細胞増大の増加は、Z−VAD−fmkのみで処置された細胞では観察されなかった。この実験では、Fas−Lのみの処置は、非処置細胞に比較して細胞収率の上昇を示さなかった(図6B)。7日間のメガFas−L処置は細胞収率の倍増を導いたため(表2)(平均1.9、SD0.2)、上記の事柄は、過去の実験(7〜14日)に比較してこの実験での期間が短かった(4日)ためであり、Fas−L誘導体の変更によるものではなかった。
Figure 2021522809
実施例7:PI3KおよびMAPキナーゼERK−1/2の阻害は、Fas−Lに誘導されるASC増殖を抑制するが、JNKの阻害は抑制しない
Fas−Lに誘導されるASC増殖を制御する細胞内経路を同定するために、過去にFas−Lにより活性化されることが示された様々なシグナル伝達経路[16〜20]を、独立して阻害した。これらは、PI3K/Akt、ERK−1/2およびJNKシグナル伝達経路を含んだ。
したがって、培養された継代2〜4代目のASCを、メガFas−L、Z−VAD−fmk、LY294002(PI3K阻害剤)、AZD6244(ERK−1/2阻害剤)およびSP600125(JNK阻害剤)の組み合わせで4日間処置した。
阻害剤濃度を、基礎ASC増殖を妨害しない最大用量に対して較正した(図7A〜C)。4日後に、細胞をトリプシンによりプレートから取り出し、標準的セルカウンターを用いてカウントした。実験を、3名の独立した患者からの細胞を用いて3回繰り返した。Fas−Lと、PI3K(図7A)またはERK−1/2(図7B)阻害剤のいずれかとの両方を含む培養での4日後に、Fas−Lのみで処置された細胞に比較して、減少されたASCカウントが測定され(それぞれ図7Aおよび7B)、阻害剤によるFas−Lの増殖促進的影響の阻害を示したが、アポトーシス促進的影響の阻害は示さなかった。これらの知見は、Fas−L、Z−VAD−fmkおよびPI3K(図8A)またはERK−1/2(図7B)のいずれかの阻害剤を含むASCの培養で確認され、それらは非処置対照と同等の細胞量を生じ、倍増された細胞収率が、Fas−LおよびZ−VAD−fmkでの処置後に実証された(図8AおよびB)。対照的に、Fas−L刺激を伴うJNK阻害は、Fas−L処置のみの後に得られたものと類似の細胞数を生じた(図7C)。同様に、Fas−L、Z−VAD−fmkおよびJNK阻害剤の同時添加は、Fas−LおよびZ−VADでの処置で得られたものの二倍数の集団をもたらした(図8C)。
材料と方法
材料
組換えヒトスーパーFas−Lを、Enzo Life Sciences(ドイツ レラハ所在)から得て、組換えヒトメガFas−Lを、AdipoGen(米国カリフォルニア州サンディエゴ所在)から得た。zVAD.fmk(汎カスパーゼ阻害剤)、LY294002(PI3K阻害剤)およびSP600125(JNK阻害剤)を、Merck Biosciences(ドイツ ダルムシュタット所在)から得て、AZD6244(ERK−1/2阻害剤)は、Cayman Chemical(米国ミシガン州所在)から得た。
以下の抗体を、フローサイトメトリー染色に用いた:抗ヒトCD95 (APO−1/Fas)APCおよびAPCマウスIgG1 kアイソタイプ対照(eBioscience、カリフォルニア州サンディエゴ所在)、抗ヒトCD31 APCおよびマウスIgG1アイソタイプ対照APC、抗ヒトCD34 PEおよびマウスIgG1 kアイソタイプ対照PE(PeproThec London、英国)、抗ヒトCD29 Alexa Fluor 488およびAlexa Fluor 488マウスIgG1 kアイソタイプ対照、抗ヒトCD105 PerCP/Cy5.5およびPerCP/Cy5.5マウスIgG1 kアイソタイプ対照、抗ヒト73 PE/Cy7およびPE/Cy7マウスIgG1 kアイソタイプ対照(BioLegend(カリフォルニア州サンディエゴ所在))、抗ヒトCD45 BD Horizon BV650およびBV650マウスIgG1 kアイソタイプ対照 BD Biosciences(カリフォルニア州サンホセ所在)。
ヒト初代SVF細胞単離
皮下脂肪組織試料を、形成外科手術を受けた患者から得た。全ての処置を、ヘルシンキ宣言を遵守して実施し、Tel Aviv Sourasky Medical Centerの倫理委員会により認可した。記入されたインフォームドコンセントを、前もって全ての患者から得た。試料は全て、種々の副産物として収集された廃棄材料であった。患者の平均年齢は、46.1±11.7歳であり、平均BMIは、29.3±4.8kg/mであった。
SVF細胞を、ヒトの皮下脂肪吸引物から、0.1%コラゲナーゼ(Sigma、米国ミズーリ州セントルイス所在)を用いて単離し、遠心分離により脂肪から分離した(15分、400g)。
細胞培養
脂肪組織からのヒト初代SVF細胞を、10%仔牛血清(FCS)(Thermo Scientific HyClone、ニュージーランド タウランガ所在)、60μg/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシン、50μg/mlカナマイシン、1mMピルビン酸ナトリウム、2mM L−グルタミンおよび非必須アミノ酸を補充された高グルコースダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)(Gibco、英国スコットランド ペイズリー所在)中、未分化状態で10%COおよび大気中酸素条件下で保持した。培地を、週に2回換えて、細胞を、それらがコンフルエントに達したら継代した。
細胞増殖
SVFを、6ウェルプレートに播種し(150,000細胞/ウェル)、通常の生育培地中または異なるFas−L濃度を補充された生育培地中で14日間培養した。培地を、この14日培養の間に4回更新した。
成熟ASC(P2〜P3 ASC)を、6cmプレートに播種し(90,000細胞/プレート)、24時間接着および生育させた。その後、培地を新鮮な通常の生育培地または異なるFas−L濃度を補充された生育培地に換え、細胞をさらに7日間培養した。培地を、実験期間の間、2回更新した。
成熟ASC(P2〜P3 ASC)の増殖に及ぼす阻害剤の影響をテストするために、細胞を、24ウェルプレートに播種し(10,000細胞/ウェル)、24時間接着および生育させた。その後、培地を、新鮮な通常の生育培地またはFas−Lを補充された、もしくはFas−Lと1種の阻害剤とを補充された生育培地に交換した、細胞をその後、4日間培養した。
全ての処置で、二重測定のウェル/プレートを調製した。
インキュベーション期間の終了時に、接着細胞をトリプシン処理し、収集し、TC10 Automated Cell Counter(Bio−rad)でカウントした。
フローサイトメトリー
表面マーカ分析
表面マーカ分析のために、細胞を収集し、抗CD31、抗CD34、抗CD29、抗CD105、抗ヒト73および抗CD45抗体を含有する7色パネルと共にインキュベートした(暗所で1時間)。死細胞を除外するために、試料を、製造業者のプロトコルに従いViViD(violet viability dye、Molecular Probes、Invitrogen、米国オレゴン州ユージーン所在)で染色した。CD95染色を、抗CD95抗体およびViViDを含有する2色パネルを用いて実施した。全ての抗体を、製造業者により推奨された希釈率で使用した。適当な単一染色対照およびアイソタイプ対照を調製し分析した。
細胞周期分析
細胞を収集し、70%エタノール/PBSで固定し、RNaseA 0.4mg/ml(Sigma)で処置し、ヨウ化プロピジウム(PI)0.1mg/ml(Sigma)で染色した。
アネキシン/PI分析
細胞を、専用のキット(Biolegend)を用いてアネキシン−APC/PIで染色した。
全ての標識された細胞を、FACS CantoIIフローサイトメトータ(Becton Dickinson、米国カリフォルニア州サンホセ所在)を用いて分析した。少なくとも10.000イベントを記録した。データ解析を、FlowJoソフトウエア(Tree Star、米国オレゴン州アシュランド所在)を用いて実施した。
分化
脂肪細胞分化
コンフルエント細胞を、10μg/mlインスリン、1×10−6Mデキサメタゾン、0.5mM 3−イソブチル−1−メチルキサンチン(IBMX)および50μMインドメタシン(全てSigmaから)を含有する脂肪生成培地中で培養した。誘導培地を、3〜4日ごとに入れ替えた。21日後に、細胞を4%ホルマリンで固定し(室温(RT)で20分)、0.5%オイルレッド(Sigma)で染色した(RTで10分)。染色後に、細胞を、DP73カメラを備えたOlympus IX71顕微鏡(Olympus、日本 東京所在)で撮影した。オイルレッドOをその後、イソプロパノール中の4% IGEPAL(Sigma)で抽出し、その後、TECAN Infinite M200プレートリーダー(TECAN、スイス メンネドルフ所在)を用いて520nmで定量した。
骨芽細胞分化
コンフルエント細胞を、StemPro骨生成分化培地(Gibco)中で培養した。誘導培地を、3〜4日ごとに入れ替えた。21日後に、細胞を4%ホルマリンで固定し(RTで20分)、pH4.2の2%アリザリンレッド(Sigma)で染色した(RTで10分)。写真を、DP73カメラを備えたOlympus IX71顕微鏡で撮影した。アリザリンレッドを、抽出溶液(0.5N HCl/5%SDS)で抽出し、TECAN Infinite M200プレートリーダー(TECAN、スイス メンネドルフ所在)を用いて415nmで定量した。
CFU−Fアッセイ
SVF細胞(2,000個)を、6cm皿に播種して、通常の培養条件下でまたは50ng/mlのFas−Lを補充された培地中で21日間培養した。コロニーをその後、メタノールで固定し、ギムザ染色し(Sigma)、カウントしてCFU−F形成を評価した。コロニーおよび大きなコロニー(>100細胞)の総数を定量し(Olympus IX71顕微鏡を用いて)、Fas−L処置細胞と非処置細胞で比較した。これらの実験を、三重測定で実施した。
統計学的評価
統計解析を、Minitab 18ソフトウエア(Minitab Inc.、ペンシルバニア州所在)を用いて実施した。データを、一元配置分散分析(ANOVA)に、および次にダネット(対照群との比較の場合)またはテューキー多重比較検定に供した。一変量データを、対応のあるt検定を用いて解析した。p≦0.05を、統計学的に有意と見なした。

Claims (40)

  1. 間葉系幹細胞(MSC)を繁殖させるための方法であって、
    (a)身体の組織または臓器から細胞を単離すること;および
    (b)(i)少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドと、
    (ii)少なくとも1種のアポトーシス阻害剤、
    を含む生育培地中で(a)で得られた前記単離細胞をインキュベートし、それによりMSCが富化された細胞集団を得ること、
    を含む、方法。
  2. 脂肪由来幹細胞(ASC)を繁殖させるための方法であって、
    (a)脂肪吸引物から間質血管細胞群(SVF)の細胞を単離すること;および
    (b)(i)少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドと、
    (ii)少なくとも1種のアポトーシス阻害剤、
    を含む生育培地中で(a)で得られた前記単離細胞をインキュベートし、それによりASCが富化された細胞集団を得ること、
    を含む、方法。
  3. ステップ(b)の前に前記SVFが、少なくとも2継代の間培養において保持される、請求項2に記載の方法。
  4. 前記TNFスーパーファミリーリガンドが、Fas−リガンド(FasL)、腫瘍壊死因子(TNF)α、TNF関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)、腫瘍壊死因子様アポトーシス弱誘発因子(TWEAK)、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記TNFスーパーファミリーリガンドが、FasLである、請求項4に記載の方法。
  6. 前記生育培地が、成長因子、ホルモン、サイトカインおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される追加の活性剤をさらに含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記インキュベーションが、少なくとも1時間である、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記インキュベーションが、約1時間、2時間、3時間もしくはより長い時間、または約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、17、20、もしくは23日間である、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記インキュベーションが、2時間である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記インキュベーションが、4日間である、請求項8に記載の方法。
  11. 前記インキュベーションが、14日間である、請求項8に記載の方法。
  12. 前記培地が、3日ごとにまたは4日ごとに更新される、請求項11に記載の方法。
  13. 前記アポトーシス阻害剤が、前記少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドの前に、前記リガンドと一緒に、または前記リガンドの後に投与される、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  14. 前記アポトーシス阻害剤が、カスパーゼ阻害剤、セリンプロテアーゼ(例えば、HTRA2)阻害剤、アポトーシス阻害タンパク質(IAP)(例えば、XAF1)、NF−カッパB阻害剤、Smac阻害剤、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  15. 前記カスパーゼ阻害剤が、Z−VAD−fmkである、請求項14に記載の方法。
  16. 前記アポトーシス阻害剤の量が、約1μM〜約50μMの範囲、または約5μM〜約25μMの範囲である、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドの濃度が、約0.1ng/ml〜約100ng/mlの範囲である、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドおよび前記アポトーシス阻害剤とのインキュベーションに続いて、前記少なくとも1種のTNFスーパーファミリーリガンドおよび前記アポトーシス阻害剤が、除去され、かつ前記細胞が、分化させられる、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  19. 前記細胞が、脂肪細胞、軟骨細胞、または骨細胞に分化させられる、請求項18に記載の方法。
  20. それを必要とする患者に前記分化または未分化細胞を移植することをさらに含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  21. 前記細胞が、脂肪組織、骨組織、筋肉、結合組織または軟骨に分化する、請求項20に記載の方法。
  22. 前記細胞が、脂肪組織に分化しかつ前記患者が、乳房復元を必要としている、請求項21に記載の方法。
  23. 前記細胞が、骨組織に分化しかつ前記患者が、整形外科的傷害、骨再建または骨修復の処置を必要としている、請求項21に記載の方法。
  24. 前記細胞が、軟骨組織に分化しかつ前記患者が、軟骨細胞の植え込み、半月板、回旋筋腱板または関節軟骨修復の処置を必要としている、請求項21に記載の方法。
  25. 前記患者が、美容的処置を必要としている、請求項20に記載の方法。
  26. 前記分化細胞を前記移植することが、皮膚科の病気を処置するためである、請求項20に記載の方法。
  27. 前記分化細胞を前記移植することが、患者における免疫関連疾患を緩和するまたは処置するためである、請求項20に記載の方法。
  28. 前記患者が、臓器または組織の移植を受ける、請求項20に記載の方法。
  29. 記臓器の移植が、骨髄、肝臓、腎臓、血管または心臓移植からなる群から選択される、請求項28に記載の方法。
  30. 前記分化細胞を前記移植することが、患者における心臓障害を処置するためである、請求項20に記載の方法。
  31. 前記心臓障害が、卒中、狭心症および心不全からなる群から選択される、請求項30に記載の方法。
  32. 前記分化細胞を前記移植することが、クローン病患者における痔瘻または肛門周囲瘻孔を処置するためである、請求項20に記載の方法。
  33. 前記分化細胞を前記移植することが、血管修復のためである、請求項20に記載の方法。
  34. 前記細胞が、同種または自家である、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  35. 細胞生育培地、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を含む脂肪幹細胞(ASC)または間葉系幹細胞(MSC)生育培地。
  36. 血清または血清代替品をさらに含む請求項35に記載のASCまたはMSC生育培地。
  37. a.脂肪幹細胞または間葉系幹細胞生育培地を含有する容器であって、前記生育培地が、細胞生育培地、TNFスーパーファミリーリガンドおよびアポトーシス阻害剤を含む、容器と;
    b.インビトロで脂肪幹細胞または間葉系幹細胞を増大させるために生育培地を使用するための説明書、
    を含む製品。
  38. 前記生育培地が、血清または血清代替品をさらに含む、請求項37に記載の製品。
  39. 請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法により得られる細胞の富化された集団。
  40. それを必要とする患者への移植処置における使用のための請求項39に記載の細胞の富化された集団。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1576957A1 (en) * 2004-03-18 2005-09-21 Universiteit Twente Tissue repair using pluripotent cells
US20130287750A1 (en) * 2009-10-14 2013-10-31 Cellect Biotechnology Ltd. Method of selecting stem cells and uses thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017051421A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Cellect Biotherapeutics Ltd. Methods for propagating mesenchymal stem cells (msc) for use in transplantation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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