JP2023542973A - ラフト培養物及びその作製方法 - Google Patents

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Abstract

天然の器官構造により近似する食道ラフト培養組成物が本明細書に開示される。これらの食道ラフト培養物はまた、腸内神経堤細胞との組み合わせにより神経支配され得る。これらのラフト培養組成物は、細胞小器官の機能、発達、及び組織化の研究などの目的に有利である。当該食道ラフト培養組成物を産生する方法も本明細書に開示される。【選択図】図1

Description

連邦政府支援の研究開発に関する記述
本発明は、National Institutes of Healthによって授与されたP01 HD093363の下で政府の支援を受けて行われた。政府は、本発明に対して一定の権利を有する。
本開示の態様は、一般に、食道ラフト培養組成物及び当該食道ラフト培養組成物を作製する方法に関する。本明細書に開示されるラフト培養物は、天然の器官構造により近似する。
オルガノイドなどの三次元(Three-dimensional、3D)細胞培養は、従来の二次元培養系と比較して、生物学的機能及び発達のモデルとして非常に有望である。これらの3D培養は、薬理学的挙動、細胞シグナル伝達、がんの形成及び遊走、又は移植/グラフトなどの適用のためにインビボで見出される器官の特徴をより正確に反映する可能性を有する。しかしながら、生きている生物に見出される複雑な構造を模倣する器官組織のインビトロ形成は、依然として新しい分野である。
現在、例えば、より効率的で、安価で、時間がかからない、より正確な3D器官モデル及びその作製方法が必要とされている。また、顕著な安全性及び調節の影響を有し得る異種構成要素を任意選択で回避する培養調製物が現在必要とされている。分化した前方前腸細胞からの食道ラフト培養物及びその中間細胞組成物が本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、中間細胞組成物は、背側前方前腸細胞及び/又は食道前駆細胞を含む。当該食道ラフト培養物及びその中間細胞組成物を産生する方法も本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、方法は、前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、若しくは成長補助剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、又はそれらの任意の組み合わせと接触させて、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させることを含む。いくつかの実施形態では、方法は、前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、若しくはFGF経路活性化剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、任意選択で、神経前駆体阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせと接触させて、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させることを含む。いくつかの実施形態では、次いで、背側前方前腸細胞を単一細胞に解離させ、第1の組織培養容器内で培養して、背側前方前腸細胞を拡大し、それらを食道前駆細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、次いで、拡大させた食道前駆細胞を単一細胞に解離させ、インサート部材(例えば、transwell又は細胞インサート)内及び/若しくはその表面上又は、で培養し、この場合、インサート部材は、第2の組織培養容器内に配置され、インサート部材は、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含む。いくつかの実施形態では、インサート部材及び第2の組織培養容器は各々、食道前駆細胞が成長培地中に完全に浸漬されるような量の成長培地を含む。いくつかの実施形態では、次いで、食道前駆細胞をインサート部材内で培養し、この場合、第2の組織培養容器及び/又はインサート部材は、食道前駆細胞が成長培地中に部分的にのみ浸漬されるような量の成長培地を収容して、食道ラフト培養物を産生する。いくつかの実施形態では、第2の組織培養容器は、第1の組織培養容器と同じである。いくつかの実施形態では、部分的に浸漬された食道前駆細胞又は食道ラフト培養物は、気液界面において培養される。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞は、胚体内胚葉細胞から分化する。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞又は胚体内胚葉細胞は、人工多能性幹細胞から分化する。いくつかの実施形態では、人工多能性幹細胞は、ヒト人工多能性幹細胞である。
本明細書に開示される方法及び組成物において、食道前駆細胞はまた、神経支配された食道ラフト培養物を調製するために、腸内神経堤細胞と混合され得る。
本明細書で提供される本開示の実施形態は、以下の番号付けされた代替形態によって説明される。
代替形態1.インビトロ食道ラフト培養物であって、
基底上層及び基底層を含む、重層扁平上皮層と、
筋線維を含む、間葉層と、を含み、
重層扁平上皮がE-カドヘリンであり、基底上層がKRT13及びKRT8であり、基底層が、SOX2、P63、及びKRT5であり、
間葉層が、FOXF1、NKX6-1、及びビメンチンであり、筋線維がデスミンである、インビトロ食道ラフト組成物。
代替形態2.食道ラフト培養物が、固有層を欠くか、又はラフト培養物と同じ種の成体動物由来の食道組織と比較して固有層が低減している、代替形態1に記載の食道ラフト培養物。
代替形態3.DMEM/F12などの成長培地を更に含む、代替形態1又は2に記載の食道ラフト培養物。
代替形態4.組織培養容器及びインサート部材を更に含み、
食道ラフト培養物がインサート部材内に配置され、インサート部材が組織培養容器内に配置され、
インサート部材が、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含む、代替形態1~3のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態5.インサート部材が、細胞外マトリックス又はその構成要素でコーティングされている、代替形態4に記載の食道ラフト培養物。
代替形態6.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトに由来する、代替形態5に記載の食道ラフト培養物。
代替形態7.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトコラーゲンIV型を含む、代替形態5又は6に記載の食道ラフト培養物。
代替形態8.細胞外マトリックス又はその構成要素が、ラットコラーゲンI型マトリックス又はマトリゲルを含まない、代替形態5~7のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態9.インサート部材及び組織培養容器が各々、食道ラフト培養物が成長培地中に完全に浸漬されるような量の成長培地を収容する、代替形態4~8のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態10.インサート部材が、EGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、SMAD阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせを更に含み、組織培養容器が、EGF経路活性化剤を含む、代替形態9に記載の食道ラフト培養物。
代替形態11.インサート部材が成長培地を収容せず、組織培養容器が、食道ラフト培養物が成長培地中に部分的に浸漬されるような量の成長培地を収容し、
重層扁平上皮が、成長培地中に部分的に浸漬されるか、又は浸漬されておらず、気液界面に位置する、代替形態4~8のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態12.組織培養容器が、EGF経路活性化剤を含む、代替形態11に記載の食道ラフト培養物。
代替形態13.インサート部材が、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下であるか、又は約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下である細孔サイズ、あるいは前述のサイズのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の細孔サイズを有する、代替形態4~12のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態14.インサート部材が、3μmの細孔サイズを有する、代替形態4~13のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態15.インビトロ細胞培養物であって、
EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化因子、若しくは成長補助剤(例えば、CultureOne補助剤)、又はそれらの任意の組み合わせで処理された背側前方前腸細胞に由来する食道前駆細胞の集団を含む、インビトロ細胞培養物。
代替形態16.ケラチノサイトSFM又は他の無血清培地などの成長培地を更に含む、代替形態15記載の細胞培養物。
代替形態17.成長培地が、EGF経路活性化剤若しくはウシ下垂体抽出物(bovine pituitary extract、BPE)、又は両方を含む、代替形態16に記載の細胞培養物。
代替形態18.
EGF経路活性化剤が、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度にあるか、あるいは
BPEが、約5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μg/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度にあるか、あるいは両方である、代替形態17に記載の細胞培養物。
代替形態19.組織培養容器を更に含む、代替形態15~18のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態20.組織培養容器が、細胞外マトリックス又はその構成要素でコーティングされている、代替形態19に記載の細胞培養物。
代替形態21.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトに由来する、代替形態20に記載の細胞培養物。
代替形態22.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトコラーゲンIV型を含む、代替形態20又は21に記載の細胞培養物。
代替形態23.細胞外マトリックス又はその構成要素が、ラットコラージュI型マトリックス又はマトリゲルを含まない、代替形態20~22のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態24.ROCK阻害剤を更に含む、代替形態15~23のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態25.インビトロ細胞培養物であって、
EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、若しくは成長補助剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された前方前腸細胞の集団を含む、インビトロ細胞組成物。
代替形態26.RPMIなどの成長培地を更に含み、任意選択で、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、若しくは0.5%FBSなどのFBS、又は前述のパーセンテージのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージのFBSを含む、代替形態25の細胞培養物。
代替形態27.組織培養容器を更に含む、代替形態25又は26に記載の細胞培養物。
代替形態28.食道ラフト培養物又は細胞培養物が、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、又は8日間成長している代替形態1~14のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物又は代替形態15~27のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態29.食道ラフト培養物又は細胞培養物が、ヒト人工多能性幹細胞に由来する、代替形態28に記載の食道ラフト培養物又は細胞培養物。
代替形態30.食道ラフト培養物又は細胞培養物が、スフェロイド又はオルガノイドに由来しない、代替形態28又は29に記載の食道ラフト培養物又は細胞培養物。
代替形態31.食道ラフト培養物を産生する方法であって、
(a)前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、若しくは成長補助剤、又はそれらの任意の組み合わせと接触させて、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させることと、
(b)工程(a)からの背側前方前腸細胞を単一細胞に解離させることと、
(c)背側前方前腸細胞を第1の組織培養容器内で培養して、背側前方前腸細胞を食道前駆細胞に分化させることと、
(d)工程(c)からの食道前駆細胞を単一細胞に解離させることと、
(e)食道前駆細胞をインサート部材内で培養することであって、
インサート部材が、第2の組織培養容器内に配置され、
インサート部材が、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含み、
インサート部材及び第2の組織培養容器が各々、食道前駆細胞が成長培地中に完全に浸漬されるような量の成長培地を収容する、培養することと、
(f)食道前駆細胞をインサート部材内で培養することであって、インサート部材が成長培地を収容せず、第2の組織培養容器が、食道前駆細胞が成長培地中に部分的に浸漬されるような量の成長培地を収容する、培養することと、を含む、方法。
代替形態32.食道前駆細胞が、トリプシン、キモトリプシン、コラゲナーゼ、エラスターゼ、又はAccutaseなどの解離酵素を使用して解離される、代替形態31に記載の方法。
代替形態33.第1の組織培養容器及び/又は第2の組織培養容器が、細胞外マトリックス又はその構成要素でコーティングされている、代替形態31又は32に記載の方法。
代替形態34.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトに由来する、代替形態33に記載の方法。
代替形態35.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトコラーゲンIV型を含む、代替形態33又は34に記載の方法。
代替形態36.細胞外マトリックス又はその構成要素が、ラットコラーゲンI型マトリックス又はマトリゲルを含まない、代替形態33~35のいずれか一項に記載の方法。
代替形態37.(a)の接触工程が、少なくとも1、2、3、4、又は5日間にわたって行われる、代替形態31~36のいずれか一項に記載の方法。
代替形態38.(c)の培養工程が、少なくとも1、2、3、4、又は5日間にわたって行われる、代替形態31~37のいずれか一項に記載の方法。
代替形態39.(e)の培養工程が、少なくとも2、3、4、5、6、7、又は8日間にわたって行われる、代替形態31~38のいずれか一項に記載の方法。
代替形態40.(f)の培養工程が、少なくとも10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20日間にわたって行われる、代替形態31~39のいずれか一項に記載の方法。
代替形態41.工程(c)の背側前方前腸細胞が、EGF経路活性化剤、BPE、ROCK阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせとともに培養される、代替形態31~40のいずれか一項に記載の方法。
代替形態42.工程(e)の食道前駆細胞が、インサート部材の成長培地中のEGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、SMAD阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせ、及び第2の組織培養容器の成長培地中のEGFとともに培養される、代替形態31~41のいずれか一項に記載の方法。
代替形態43.工程(f)の食道前駆細胞が、第2の組織培養容器の成長培地中でEGF経路活性化剤とともに培養される、代替形態31~42のいずれか一項に記載の方法。
代替形態44.前方前腸細胞がヒト人工多能性幹細胞に由来する、代替形態31~43のいずれか一項に記載の方法。
代替形態45.前方前腸細胞が胚体内胚葉細胞に由来し、胚体内胚葉細胞がヒト人工多能性幹細胞に由来する、代替形態31~44のいずれか一項に記載の方法。
代替形態46.胚体内胚葉細胞が、Wnt3a、FGF4、ノギン、若しくはRA、又はそれらの任意の組み合わせで処理されている、代替形態45に記載の方法。
代替形態47.胚体内胚葉細胞を、1、2、3、4、又は5日間処理する、代替形態45又は46に記載の方法。
代替形態48.ヒト人工多能性幹細胞が、BMP4及び/又はアクチビンAで処理される、代替形態44~47のいずれか一項に記載の方法。
代替形態49.前記ヒト人工多能性幹細胞が、1、2、3、4、又は5日間処理される、代替形態44~48のいずれか一項に記載の方法。
代替形態50.
ヒト人工多能性幹細胞をBMP4及び/又はアクチビンAと接触させて、前記ヒト人工多能性幹細胞を胚体内胚葉細胞に分化させることと、
前記胚体内胚葉細胞を、Wnt、FGF4、ノギン、若しくはRA、又はそれらの任意の組み合わせと接触させて、前記胚体内胚葉細胞を工程(a)の前方前腸細胞に分化させることと、を更に含む、代替形態31~49のいずれか一項に記載の方法。
代替形態51.前記ヒト人工多能性幹細胞を、1、2、3、4、又は5日間接触させる、代替形態50に記載の方法。
代替形態52.前記胚体内胚葉細胞を、1、2、3、4、又は5日間接触させる、代替形態50又は51に記載の方法。
代替形態53.インビトロ食道ラフト組成物であって、
基底上層及び基底層を含む、重層扁平上皮層と、
筋線維を含む、間葉層と、を含み、
前記重層扁平上皮がE-カドヘリンであり、基底上層がKRT13及びKRT8であり、基底層が、SOX2、P63、及びKRT5であり、
間葉層が、FOXF1、NKX6-1、及びビメンチンであり、筋線維がデスミンである、インビトロ食道ラフト組成物。
代替形態54.インビトロ細胞組成物であって、
EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、若しくは成長補助剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された前方前腸細胞に由来する背側前方前腸細胞の集団を含む、インビトロ細胞組成物。
代替形態55.インビトロ細胞組成物であって、
EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、若しくは成長補助剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された前方前腸細胞の集団を含む、インビトロ細胞組成物。
代替形態56.食道ラフト細胞組成物が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~55のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態57.食道ラフト細胞組成物が、約150、200、250、300、350、400、450、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~56のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態58.食道ラフト組成物が、約0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100cmの表面積、又は前述の表面積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の表面積を有する、代替形態1~57のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態59.食道ラフト組成物が、約0.1、0.5、1、1.5、若しくは2cmの表面積、又は前述の表面積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の表面積を有する、代替形態1~58のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態60.食道ラフト組成物が、約10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1、5、若しくは10cmの体積、又は前述の体積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の体積を有する、代替形態1~59のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態61.重層扁平上皮細胞層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~60のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態62.重層扁平上皮細胞層が、約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、若しくは250μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~61のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態63.基底上層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~62のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態64.基底上層が、約80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~63のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態65.基底上層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~64のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態66.基底層が、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~65のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態67.間葉層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~66のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態68.間葉層が、約100、150、200、250、300、350、若しくは400μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~67のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態69.EGF経路活性化剤が、EGF、TGF-α、AR、BTC、HB-EGF、EPR、トモレグリン、NRG-1、NRG-2、NRG-3、若しくはNRG-4、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~68のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態70.EGF経路活性化剤がEGFである、代替形態1~69のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態71.EGF経路活性化剤が、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~70のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態72.EGF経路活性化剤が、100ng/mL又は約100ng/mLの濃度で提供される、代替形態1~71のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態73.BMP経路阻害剤が、ノギン、RepSox、LY364947、LDN193189、SB431542、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~72のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態74.BMP経路阻害剤がノギンである、代替形態1~73のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物
代替形態75.BMP経路阻害剤が、約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~74のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態76.BMP経路阻害剤が、200ng/mL又は約200ng/mLの濃度で提供される、代替形態1~75のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態77.FGF経路活性化剤が、FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF4、FGF5、FGF6、FGF7、FGF8、FGF8、FGF9、FGF10、FGF11、FGF12、FGF13、FGF14、FGF15、FGF16、FGF17、FGF18、FGF19、FGF20、FGF21、FGF22、若しくはFGF23、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~76のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態78.FGF経路活性化剤がFGF10である、代替形態1~77のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態79.FGF経路活性化剤が、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~78のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態80.FGF経路活性化剤が、50ng/mL又は約50ng/mLの濃度で提供される、代替形態1~79のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態81.成長補助剤が、無血清成長補助剤である、代替形態1~80のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態82.補助剤が、CultureOne補助剤である、代替形態1~81のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態83.補助剤が、1倍又は約1倍の濃度で提供される、代替形態1~82のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態84.ROCK阻害剤が、Y-27632、Y-30141、Y-39983、Ki-23095、SLx-2119、チアゾビビン、アザインドール1、ファスジル、リパスジル、ネタルスジル、RKI-1447、若しくはGSK429286A、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~83のいずれか一項に記載の食道ラフト培養、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態85.ROCK阻害剤がY-27632である、代替形態1~84のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態86.ROCK阻害剤が、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~85のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態87.ROCK阻害剤が、10μM又は約10μMの濃度で提供される、代替形態1~86のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態88.SMAD阻害剤が、A-83-01、DMH1、RepSox、LY365947、LY2109761、LY364947、SB431542、SB525334、SB505125、ガルニセルチブ、GW788388、LDN-193189、LDN-212854、ヘスペレチン、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~87のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態89.SMAD阻害剤が、DMH1及びA-83-01である、代替形態1~88のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態90.SMAD阻害剤が、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~89のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態91.SMAD阻害剤が、1μM又は約1μMの濃度で提供される、代替形態1~90のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
本明細書で提供される本開示の追加の実施形態は、以下の代替的に番号付けされた代替形態によって説明される。
代替形態1.インビトロ食道ラフト培養物であって、
基底上層及び基底層を含む、重層扁平上皮層と、
筋線維を含む、間葉層と、を含み、
重層扁平上皮がE-カドヘリンであり、基底上層がKRT13及びKRT8であり、基底層が、SOX2、P63、及びKRT5であり、
間葉層が、FOXF1、NKX6-1、及びビメンチンであり、筋線維がデスミンである、インビトロ食道ラフト組成物。
代替形態2.食道ラフト培養物が、固有層を欠くか、又はラフト培養物と同じ種の成体動物由来の食道組織と比較して固有層が低減している、代替形態1に記載の食道ラフト培養物。
代替形態3.成長培地、任意選択でDMEM/F12を更に含む、代替形態1又は2に記載の食道ラフト培養物。
代替形態4.
食道ラフト培養物が、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含むインサート部材内及び/又はその表面上に位置し、インサート部材が、組織培養容器内に配置され、
任意選択で、食道ラフト培養物が、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面上に配置されている、代替形態1~3のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態5.インサート部材の少なくとも一部分、任意選択で成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面が、細胞外マトリックス又はその構成要素でコーティングされている、代替形態4に記載の食道ラフト培養物。
代替形態6.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトに由来する、代替形態5に記載の食道ラフト培養物。
代替形態7.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトコラーゲンIV型を含む、代替形態5又は6に記載の食道ラフト培養物。
代替形態8.細胞外マトリックス又はその構成要素が、ラットコラーゲンI型マトリックス又はマトリゲルを含まない、代替形態5~7のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態9.インサート部材及び/又は組織培養容器が、食道ラフト培養物が成長培地中に完全に浸漬されるような量の成長培地を収容する、代替形態4~8のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態10.インサート部材内に収容される成長培地が、EGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、SMAD阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせを更に含み、組織培養容器内に収容される成長培地が、EGF経路活性化剤を含む、代替形態9に記載の食道ラフト培養物。
代替形態11.組織培養容器及び/又はインサート部材が、食道ラフト培養物が成長培地中に部分的にのみ浸漬されるような量の成長培地を収容し、
重層扁平上皮が、成長培地中に部分的にのみ浸漬されるか、又は浸漬されておらず、気液界面を形成し、かつ/又は気液界面に位置する、代替形態4~8のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態12.組織培養容器内に収容される成長培地が、EGF経路活性化剤を含む、代替形態11に記載の食道ラフト培養物。
代替形態13.インサート部材の透過性である表面が、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下であるか、又は約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下である細孔サイズ、あるいは前述のサイズのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の細孔サイズを有する、代替形態4~12のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態14.インサート部材の透過性である表面が、3μmの細孔サイズを有する、代替形態4~13のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態15.食道ラフト培養物が、神経前駆細胞及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を事実上含まない、代替形態1~14のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態16.食道ラフト培養物が神経支配された食道ラフト培養物であるように、食道ラフト培養物が腸内神経堤細胞(enteric neural crest cell、ENCC)、神経前駆細胞、及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を更に含み、任意選択で、神経前駆細胞がSOX10+である、代替形態1~14のいずれか一項に記載の食道ラフト培養。
代替形態17.食道ラフト培養物が、血管新生、血管、及び/又は内皮細胞を有しない、代替形態1~16のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
代替形態18.インビトロ細胞培養物であって、
EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された背側前方前腸細胞に由来する食道前駆細胞の集団を含む、インビトロ細胞培養物。
代替形態19.背側前方前腸細胞が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンでも処理されている、代替形態18に記載の細胞培養物。
代替形態20.成長培地、任意選択で無血清培地、任意選択で、ケラチノサイトSFMを更に含む、代替形態18又は19に記載の細胞培養物。
代替形態21.成長培地が、EGF経路活性化剤若しくはウシ下垂体抽出物(BPE)、又は両方を含む、代替形態20に記載の細胞培養物。
代替形態22.
EGF経路活性化剤が、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度にあるか、あるいは
BPEが、約5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μg/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度にあるか、あるいは両方である、代替形態21に記載の細胞培養物。
代替形態23.細胞培養物が、組織培養容器内及び/又はその表面上に位置する、代替形態18~22のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態24.組織培養容器の少なくとも一部分が、細胞外マトリックス又はその旺盛要素でコーティングされ、当該食道前駆細胞の集団が、当該部分上にあるか、又はそれと接触している、代替形態23に記載の細胞培養物。
代替形態25.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトに由来する、代替形態24に記載の細胞培養物。
代替形態26.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトコラーゲンIV型を含む、代替形態24又は25に記載の細胞培養物。
代替形態27.細胞外マトリックス又はその構成要素が、ラットコラージュI型マトリックス又はマトリゲルを含まない、代替形態24~27のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態28.ROCK阻害剤を更に含む、代替形態18~27のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態29.腸内神経堤細胞を更に含む、代替形態18~28のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態30.インビトロ細胞培養物であって、
EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された前方前腸細胞の集団を含む、インビトロ細胞組成物。
代替形態31.前方前腸細胞が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンで更に処理されている、代替形態30に記載の細胞培養物。
代替形態32.成長培地、任意選択で、RPMI、任意選択で、FBS、任意選択で、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、若しくは2.5%のFBS、又は前述のパーセンテージのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージのFBSを更に含む、代替形態30又は31に記載の細胞培養物。
代替形態33.当該細胞培養物が、組織培養容器の中及び/又はその表面上に位置する、代替形態30~32のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態34.食道ラフト培養物又は細胞培養物が、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、又は8日間成長している、代替形態1~17のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物又は代替形態18~33のいずれか一項に記載の細胞培養物。
代替形態35.食道ラフト培養物又は細胞培養物が、ヒト人工多能性幹細胞に由来する、代替形態34に記載の食道ラフト培養物又は細胞培養物。
代替形態36.食道ラフト培養物又は細胞培養物が、スフェロイド又はオルガノイドに由来しない、代替形態34又は35に記載の食道ラフト培養物又は細胞培養物。
代替形態37.食道ラフト培養物を産生する方法であって、
(a)前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせと接触させて、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させることと、
(b)工程(a)からの背側前方前腸細胞を単一細胞に解離させることと、
(c)背側前方前腸細胞を第1の組織培養容器内で培養して、背側前方前腸細胞を食道前駆細胞に分化させることと、
(d)工程(c)からの食道前駆細胞を単一細胞に解離させることと、
(e)食道前駆細胞を、インサート部材内及び/又はその表面上で培養することであって、
インサート部材が、第2の組織培養容器内に配置され、
インサート部材が、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含み、
インサート部材及び第2の組織培養容器が各々、食道前駆細胞が成長培地中に完全に浸漬されるような量の成長培地を収容する、培養することと、
(f)食道前駆細胞をインサート部材内で培養することであって、第2の組織培養容器及び/又はインサート部材が、食道前駆細胞が成長培地中に部分的にのみ浸漬されるような量の成長培地を収容する、培養することと、を含む、方法。
代替形態38.前方前腸細胞を、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンと更に接触させる、代替形態37に記載の方法。
代替形態39.食道前駆細胞が、解離酵素、任意選択で、トリプシン、キモトリプシン、コラゲナーゼ、エラスターゼ、又はAccutaseを使用して解離される、代替形態37又は38に記載の方法。
代替形態40.第1の組織培養容器及び/又は第2の組織培養容器の少なくとも一部分が、細胞外マトリックス又はその構成要素でコーティングされている、代替形態37~39のいずれか一項に記載の方法。
代替形態41.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトに由来する、代替形態40に記載の方法。
代替形態42.細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトコラーゲンIV型を含む、代替形態40又は41に記載の方法。
代替形態43.細胞外マトリックス又はその構成要素が、ラットコラーゲンI型マトリックス又はマトリゲルを含まない、代替形態40~42のいずれか一項に記載の方法。
代替形態44.(a)の接触工程が、少なくとも1、2、3、4、又は5日間にわたって行われる、代替形態37~43のいずれか一項に記載の方法。
代替形態45.(c)の培養工程が、少なくとも1、2、3、4、又は5日間にわたって行われる、代替形態37~44のいずれか一項に記載の方法。
代替形態46.(e)の培養工程が、少なくとも2、3、4、5、6、7、又は8日間にわたって行われる、代替形態37~45のいずれか一項に記載の方法。
代替形態47.(f)の培養工程が、少なくとも10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20日間にわたって行われる、代替形態37~46のいずれか一項に記載の方法。
代替形態48.工程(c)の背側前方前腸細胞が、EGF経路活性化剤、BPE、ROCK阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせとともに培養される、代替形態37~47のいずれか一項に記載の方法。
代替形態49.工程(e)の食道前駆細胞が、インサート部材の成長培地中のEGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、SMAD阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせ、及び第2の組織培養容器の成長培地中のEGFとともに培養される、代替形態37~48のいずれか一項に記載の方法。
代替形態50.工程(f)の食道前駆細胞が、第2の組織培養容器の成長培地中でEGF経路活性化剤とともに培養される、代替形態37~49のいずれか一項に記載の方法。
代替形態51.前方前腸細胞がヒト人工多能性幹細胞に由来する、代替形態37~50のいずれか一項に記載の方法。
代替形態52.前方前腸細胞が胚体内胚葉細胞に由来し、胚体内胚葉細胞がヒト人工多能性幹細胞に由来する、代替形態37~51のいずれか一項に記載の方法。
代替形態53.胚体内胚葉細胞が、Wnt3a、FGF4、Noggin、若しくはRA、又はそれらの任意の組み合わせで処理されて、胚体内胚葉細胞を前方前腸細胞に分化させる、代替形態52に記載の方法。
代替形態54.胚体内胚葉細胞が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンで更に処理されている、代替形態53に記載の方法。
代替形態55.胚体内胚葉細胞が、1、2、3、4、又は5日間処理されている、代替形態52~54のいずれか一項に記載の方法。
代替形態56.ヒト人工多能性幹細胞が、ヒト人工多能性幹細胞を胚体内胚葉細胞に分化させるためにBMP4及び/又はアクチビンAで処理されている、代替形態51~55のいずれか一項に記載の方法。
代替形態57.ヒト人工多能性幹細胞が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンで更に処理されている、代替形態56に記載の方法。
代替形態58.ヒト人工多能性幹細胞が、1、2、3、4、又は5日間処理されている、代替形態51~57のいずれか一項に記載の方法。
代替形態59.
ヒト人工多能性幹細胞をBMP4及び/又はアクチビンAと接触させて、ヒト人工多能性幹細胞を胚体内胚葉細胞に分化させることと、
胚体内胚葉細胞を、Wnt、FGF4、ノギン、若しくはRA、又はそれらの任意の組み合わせと接触させて、胚体内胚葉細胞を工程(a)の前方前腸細胞に分化させることと、を更に含む、代替形態37~58のいずれか一項に記載の方法。
代替形態60.ヒト人工多能性幹細胞及び/又は胚体内胚葉細胞を、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンと更に接触させる、代替形態59に記載の方法。
代替形態61.ヒト人工多能性幹細胞を、1、2、3、4、又は5日間接触させる、代替形態59又は60に記載の方法。
代替形態62.胚体内胚葉細胞を、1、2、3、4、又は5日間接触させる、代替形態59~61のいずれか一項に記載の方法。
代替形態63.食道ラフト培養物が、神経前駆細胞及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を事実上に含まない、代替形態37~62のいずれか一項に記載の方法。
代替形態64.工程(d)の解離された食道前駆細胞を、腸内神経堤細胞(ENCC)と組み合わせることと、工程(e)及び(f)に従って組み合わされた食道前駆細胞及びENCCを培養して、神経支配された食道ラフト培養物を産生することと、を更に含む、代替形態37~63のいずれか一項に記載の方法。
代替形態65.神経支配された食道ラフト培養物が、腸内神経堤細胞(ENCC)、神経前駆細胞及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を含み、任意選択で、神経前駆細胞がSOX10+である、代替形態64に記載の方法。
代替形態66.食道ラフト培養物が、血管新生、血管、及び/又は内皮細胞を含まない、代替形態37~65のいずれか一項に記載の方法。
代替形態67.インビトロ細胞組成物であって、
EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された前方前腸細胞に由来する背側前方前腸細胞の集団を含む、インビトロ細胞組成物。
代替形態68.インビトロ細胞組成物であって、
EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された前方前腸細胞の集団を含む、インビトロ細胞組成物。
代替形態69.前方前腸細胞の集団が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンで更に処理されている、代替形態68に記載の細胞組成物。
代替形態70.インビトロ食道ラフト組成物であって、
基底上層及び基底層を含む、重層扁平上皮層と、
筋線維を含む、間葉層と、を含み、
重層扁平上皮がE-カドヘリンであり、基底上層がKRT13及びKRT8であり、基底層が、SOX2、P63、及びKRT5であり、
間葉層が、FOXF1、NKX6-1、及びビメンチンであり、筋線維がデスミンである、インビトロ食道ラフト組成物。
代替形態71.食道ラフト細胞組成物が、神経前駆細胞及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を事実上含まない、代替形態70に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態72.食道ラフト培養物が神経支配された食道ラフト培養物であるように、食道ラフト細胞組成物が腸内神経堤細胞(ENCC)、神経前駆細胞、及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を更に含み、任意選択で、神経前駆細胞がSOX10+である、代替形態70に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態73.食道ラフト細胞組成物が、血管新生、血管、及び/又は内皮細胞を含まない、代替形態70~72のいずれか一項に記載の食道ラフト培養細胞組成物。
代替形態74.食道ラフト細胞組成物が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~73のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態75.食道ラフト細胞組成物が、約150、200、250、300、350、400、450、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~74のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態76.食道ラフト組成物が、約0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100cmの表面積、又は前述の表面積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の表面積を有する、代替形態1~75のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態77.食道ラフト組成物が、約0.1、0.5、1、1.5、若しくは2cmの表面積、又は前述の表面積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の表面積を有する、代替形態1~76のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態78.食道ラフト組成物が、約10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1、5、若しくは10cmの体積、又は前述の体積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の体積を有する、代替形態1~77のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態79.重層扁平上皮細胞層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~78のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態80.重層扁平上皮細胞層が、約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、若しくは250μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~79のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態81.基底上層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~80のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態82.基底上層が、約80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~81のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態83.基底上層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~82のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態84.基底層が、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~83のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態85.間葉層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~84のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態86.間葉層が、約100、150、200、250、300、350、若しくは400μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、代替形態1~85のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
代替形態87.EGF経路活性化剤が、EGF、TGF-α、AR、BTC、HB-EGF、EPR、トモレグリン、NRG-1、NRG-2、NRG-3、若しくはNRG-4、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~86のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態88.EGF経路活性化剤がEGFである、代替形態1~87のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態89.EGF経路活性化剤が、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~88のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態90.EGF経路活性化剤が、100ng/mL又は約100ng/mLの濃度で提供される、代替形態1~89のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態91.BMP経路阻害剤が、ノギン、RepSox、LY364947、LDN193189、SB431542、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~90のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態92.BMP経路阻害剤がノギンである、代替形態1~91のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態93.BMP経路阻害剤が、約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~92のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態94.BMP経路阻害剤が、200ng/mL又は約200ng/mLの濃度で提供される、代替形態1~93のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態95.FGF経路活性化剤が、FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF4、FGF5、FGF6、FGF7、FGF8、FGF8、FGF9、FGF10、FGF11、FGF12、FGF13、FGF14、FGF15、FGF16、FGF17、FGF18、FGF19、FGF20、FGF21、FGF22、若しくはFGF23、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~94のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態96.FGF経路活性化剤がFGF10である、代替形態1~95のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態97.FGF経路活性化剤が、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~96のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態98.FGF経路活性化剤が、50ng/mL又は約50ng/mLの濃度で提供される、代替形態1~97のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態99.ROCK阻害剤が、Y-27632、Y-30141、Y-39983、Ki-23095、SLx-2119、チアゾビビン、アザインドール1、ファスジル、リパスジル、ネタルスジル、RKI-1447、若しくはGSK429286A、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~98のいずれか一項に記載の食道ラフト培養、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態100.ROCK阻害剤がY-27632である、代替形態1~99のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態101.ROCK阻害剤が、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~100のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態102.ROCK阻害剤が、10μM又は約10μMの濃度で提供される、代替形態1~101のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態103.SMAD阻害剤が、A-83-01、DMH1、RepSox、LY365947、LY2109761、LY364947、SB431542、SB525334、SB505125、ガルニセルチブ、GW788388、LDN-193189、LDN-212854、ヘスペレチン、又はそれらの任意の組み合わせを含む、代替形態1~102のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態104.SMAD阻害剤が、DMH1及びA-83-01である、代替形態1~103のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態105.SMAD阻害剤が、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、代替形態1~104のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
代替形態106.SMAD阻害剤が、1μM又は約1μMの濃度で提供される、代替形態1~105のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
本明細書で説明される特徴に加えて、追加の特徴及び変形が、以下の図面及び例示的な実施形態の説明から容易に明らかになるであろう。これらの図面は、実施形態を示し、範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。
本明細書に記載の食道ラフト培養物を産生するための概略図の実施形態を示す。 上皮及び間葉を含む食道ラフト培養物の実施形態を示す。ラフト培養物の頂端層は、食道上皮マーカーSOX2及びP63、並びに一般的な上皮マーカーE-カドヘリン(E-cadherin、Ecad)を発現する(パネルA)。上皮は、別個の層において基底(KRT5)層及び基底上(KRT13及びKRT8)層マーカーを発現する重層扁平上皮である(パネルB)。2つの異なる層は、ヘマトキシリン/エオシン染色において特定することができる(パネルC)。ラフト培養基底層は、間葉マーカーFOXF1、NKX6-1(パネルD)、及びビメンチン(パネルE)を発現する。間葉は分化した筋線維のマーカー(デスミン)を発現する(パネルF)。細胞核は、一般的なマーカーとしてDAPIで標識される。スケールバーは100μmである。特徴的なマーカーを有する上皮及び間葉の別個の層を有する食道ラフト培養物の概略図も示される(パネルG)。 本明細書に記載の食道ラフト培養物を産生するための概略図の実施形態を示し、任意選択の神経前駆体阻害剤(例えば、CultureOne補助剤[Cult1])が0~9日目から添加される。神経前駆体阻害剤の添加は、食道ラフト培養物の分化中の神経細胞型の拡大を防止するが、これはいくつかの目的には望ましくない可能性がある。 0~9日目又は6~9日目のいずれかから神経前駆体阻害剤(例えば、CultureOne補助剤)を使用して分化させた食道ラフト培養物を示す実施形態の免疫蛍光画像を示す。食道ラフト培養物を、1)ヘマトキシリン及びエオシン、2)SOX2、3)E-カドヘリン(Ecad)、4)SOX、Ecad、及びDAPIの混合、又は5)βIII-チューブリン及びDAPIについて染色した。破線は間葉-上皮境界を示す。矢印は、6日目以降にCultureOneのみで処理したラフト培養物の間葉における神経細胞型の存在を示す。これらの神経細胞型は、0~9日目からCultureOneで成長させた培養物には見られない。神経細胞型は、間葉層におけるSOX2及びβIII-チューブリン(矢印)の発現によって示される。 神経支配された食道ラフト培養物を産生するための実施形態の概略図を示す。食道前駆細胞及び腸内神経堤細胞(ENCC)をhPSCから別個に分化させ、細胞インサート上で共培養して、腸内神経によって神経支配された間葉を有する食道ラフト培養物を生成する。 神経支配された食道ラフト培養物を示す実施形態の免疫蛍光画像を示す。神経支配された食道ラフト培養物を、1)SOX2、P63、Ecad、及びDAPI、2)KRT5、KRT13、及びDAPI、3)GFP(ENCCによって発現される)、ビメンチン、KRT8、及びDAPI、又は4)GFP(ENCCによって発現される)、βIII-チューブリン、KRT8、及びDAPIから染色した。ENCC神経支配された食道ラフト培養物は、食道上皮マーカーSOX2、P63、KRT5、KRT13、及びKRT8、並びに一般的な上皮マーカーE-カドヘリン(Ecad)を発現する。GFP発現ENCC(矢印)は、ビメンチン発現によって示される食道ラフト培養間葉を神経支配する。GFP発現ENCCは、神経マーカーβIII-チューブリンと共局在し、それらの腸内神経への分化を示す。
本明細書では、iPSC由来食道ラフト培養物及び食道ラフト細胞組成物が開示される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の食道ラフト培養物及び食道ラフト細胞組成物は、ヒトiPSCから産生される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物及び食道ラフト細胞組成物は、食道上皮及び食道間葉を含む。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物及び食道ラフト細胞組成物は、神経前駆体の阻害剤(すなわち、神経前駆細胞及び神経細胞型の成長及び/又は分化を阻害する化合物)とともに培養することによって、神経細胞型を排除するように成長させることができる。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物及び食道ラフト組成物は、食道ラフト培養物又はその前駆体、例えば、食道前駆細胞を、神経細胞型に分化する腸内神経堤細胞(ENCC)とともに培養することによって、神経支配されるように成長させることができる。食道ラフト培養物及び食道ラフト細胞組成物を作製する方法も本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物及び食道ラフト細胞組成物は、食道オルガノイドとは異なる。胚性器官形成を制御する因子を操作することによって、インビトロ方法は、PSCの胚生殖細胞系列への段階的分化、その後の上皮細胞、間葉細胞、筋細胞、神経細胞、及び血管細胞などの特定の細胞型への段階的分化を誘導するために開発されている。食道オルガノイドを産生する方法は、国際公開第2019/074793号(参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる)において探究されている。他のオルガノイド型及び中間細胞型(例えば、胚体内胚葉及び前方前腸スフェロイド)を産生する更なる方法は、米国特許第9,719,068号及び同第10,174,289号、並びに国際公開第2011/140411号、同第2015/183920号、同第2016/061464号、同第2017/192997号、同第2018/106628号、同第2018/200481号、同第2018/085615号、同第2018/085622号、同第2018/085623号、同第2018/226267号、同第2020/023245号に見出すことができ、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる。腸内神経堤細胞(ENCC)を使用して神経支配される他のオルガノイド型を作製する方法は、国際公開第2016/061464号(参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる)において探究されている。
食道は、口腔及び咽頭から胃への食物の通過を能動的に容易にする。それは、重層扁平上皮、間葉、筋肉層、及び伸展を感知し、蠕動を制御する腸内神経系からなる。食道閉鎖症などの先天性疾患は、管腔の狭窄又は不連続性をもたらす遺伝子変異によって引き起こされる。食道がん、好酸球性食道炎、アカラシア、及び他の運動障害などの他の疾患は、後年に食道に影響を及ぼす。気管及び食道障害は、ヒトにおいて一般的であり、マウスにおいて正確にモデル化することは困難である。改善された食道及び他の胃腸モデルの必要性は明白である。
用語
以下の発明を実施するための形態では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照する。図面では、文脈が別途指示しない限り、同様の記号は典型的には、同様の構成要素を特定する。発明を実施するための形態、図面、及び特許請求の範囲に記載される例示的な実施形態は、限定することを意図していない。本明細書に提示される主題の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用されてもよく、他の変更が行われてもよい。本明細書で一般的に記載され、図面に図示される本開示の態様は、多種多様な異なる構成で配置、置換、組み合わせ、分離、及び設計することができ、それらの全てが本明細書で明示的に企図されることが容易に理解されるだろう。
別途定義されない限り、本明細書で使用される技術用語及び科学用語は、本開示に照らして本開示が属する技術分野の当業者によって読まれるときに一般に理解されるのと同じ意味を有する。本開示の目的のために、以下の用語を以下に説明する。
本明細書の開示は、多数の実施形態を説明するために肯定的な言葉を使用する。本開示はまた、物質若しくは材料、方法工程及び条件、プロトコル、又は手順などの主題が完全に又は部分的に除外される実施形態を含む。
冠詞「a」及び「an」は、冠詞の文法上の目的語の1つ又は2つ以上(例えば、少なくとも1つ)を指すために本明細書で使用される。例として、「要素(an element)」は、1つの要素又は2つ以上の要素を意味する。
「約」とは、参照量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さに対して10%ほど変動する量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さを意味する。
本明細書全体を通して、文脈が別途必要としない限り、「含む(comprise)」、「含む(comprises)」、及び「含んでいる(comprising)」という語は、記載された工程若しくは要素又は工程若しくは要素の群を包含することを意味するが、任意の他の工程若しくは要素又は工程若しくは要素の群を除外することを意味しないことが理解される。「からなる(consisting of)」とは、「からなる(consisting of)」という語句に続くものを含み、かつそれに限定されることを意味する。したがって、「からなる」という語句は、列挙された要素が必要であるか又は必須であり、他の要素が存在しなくてもよいことを示す。「から本質的になる」とは、この語句の後に列挙される任意の要素を含み、列挙された要素について本開示で特定された活性又は作用に干渉又は寄与しない他の要素に限定されることを意味する。したがって、「から本質的になる」という語句は、列挙された要素が必要であるか又は必須であるが、他の要素は任意であり、それらが列挙された要素の活性又は作用に本質的に影響を及ぼすかどうかに応じて存在してもしなくてもよいことを示す。
本明細書で使用される場合、「個体」、「対象」、又は「患者」という用語は、本明細書に照らして理解されるそれらの明白かつ通常の意味を有し、ヒト又は非ヒト哺乳動物、例えば、イヌ、ネコ、マウス、ラット、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、非ヒト霊長類、又はトリ、例えば、ニワトリ、並びに任意の他の脊椎動物又は無脊椎動物を意味する。「哺乳動物」という用語は、その通常の生物学的意味で使用される。したがって、具体的には、サル(チンパンジー、類人猿、サル)及びヒトを含む霊長類、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、ブタ、ウサギ、イヌ、ネコ、げっ歯類、ラット、マウス、モルモットなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「有効量」又は「有効用量」という用語は、本明細書に照らして理解されるそれらの明白かつ通常の意味を有し、観察可能な効果をもたらす列挙された組成物又は化合物の量を指す。本開示の主題の活性組成物中の活性成分の実際の投薬量レベルは、特定の対象及び/又は適用に対して所望の応答を達成するのに有効な活性組成物又は化合物の量を投与するように変更することができる。選択される投薬量レベルは、組成物の活性、製剤、投与経路、他の薬物又は治療との組み合わせ、治療される状態の重症度、並びに治療される対象の身体的状態及び以前の病歴を含むがこれらに限定されない様々な因子に依存する。いくつかの実施形態では、最小投薬量が投与され、用量は、用量制限毒性の不在下で最小有効量まで漸増される。有効用量の決定及び調整、並びにそのような調整をいつどのように行うかの評価が、本明細書において企図される。
本明細書で使用される場合、「機能」及び「機能的」という用語は、本明細書に照らして理解されるそれらの明白かつ通常の意味を有し、生物学的、酵素的、又は治療的機能を指す。
本明細書で使用される場合、「阻害する」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、生物学的活性の低減又は防止を指し得る。低減は、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、若しくは100%であるか、約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、若しくは100%であるか、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、若しくは100%であるか、少なくとも約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、若しくは100%であるか、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、若しくは100%以下であるか、又は約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、若しくは100%以下であるパーセンテージ、あるいは前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲内である量であり得る。本明細書で使用される場合、「遅延させる」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、さもなければ予想されるよりも遅い時間への生物学的事象の緩徐、延期、又は保留を指す。遅延は、0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、100%、約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%であるか、少なくとも0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%であるか、少なくとも約0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%であるか、0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%以下であるか、若しくは約0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%以下であるパーセンテージ、又は前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲内の量であり得る。阻害及び遅延という用語は、必ずしも100%の阻害又は遅延を示さなくてもよい。部分的な抑制又は遅延が実現され得る。
本明細書で使用される場合、「単離された」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、(1)最初に産生されたときに(天然及び/又は実験的設定にかかわらず)それが会合していた構成要素のうちの少なくともいくつかから分離された、並びに/又は(2)人の手によって産生、調製、及び/若しくは製造された物質及び/若しくは実体を指す。単離された物質及び/又は実体は、それらが最初に会合していた他の構成要素の10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%と等しい、約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%、少なくとも10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%、少なくとも約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%、10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%以下、又は約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%以下(又は前述の値を含む、及び/若しくはそれに及ぶ範囲)から分離され得る。いくつかの実施形態では、単離された作用物質は、80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%純粋(又は前述の値を含む、及び/若しくはそれに及ぶ範囲)であるか、約80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、実質的に100%、又は100%純粋であるか、少なくとも80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%純粋であるか、少なくとも約80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%純粋であるか、80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%以下純粋であるか、又は約80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、実質的に100%、若しくは100%以下純粋である。本明細書で使用される場合、「単離された」物質は、「純粋」(例えば、他の構成要素を実質的に含まない)であり得る。本明細書で使用される場合、「単離された細胞」という用語は、多細胞生物又は組織に含まれない細胞を指し得る。
本明細書で使用される場合、「インビボ」は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を与えられ、組織抽出物又は死んだ生物とは対照的に、生きている生物、通常は動物、ヒトを含む哺乳動物、及び植物の内部での方法の実施を指す。
本明細書で使用される場合、「エクスビボ」は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を与えられ、天然の状態の変化がほとんどない、生きている生物の外部での方法の実施を指す。
本明細書で使用される場合、「インビトロ」は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を与えられ、生物学的状態の外部(例えば、ペトリ皿又は試験管中)での方法の実施を指す。
本明細書で使用される場合、「核酸」又は「核酸分子」という用語は、本明細書に照らして理解されるそれらの明白かつ通常の意味を有し、デオキシリボ核酸(deoxyribonucleic acid、DNA)又はリボ核酸(ribonucleic acid、RNA)などのポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、細胞中に天然に出現するもの、ポリメラーゼ連鎖反応(polymerase chain reaction、PCR)によって生成される断片、並びにライゲーション、切断、エンドヌクレアーゼ作用、及びエキソヌクレアーゼ作用のいずれかによって生成される断片を指す。核酸分子は、天然に存在するヌクレオチド(DNA及びRNAなど)であるモノマー、又は天然に存在するヌクレオチドの類似体(例えば、天然に存在するヌクレオチドの鏡像異性形態)、又は両方の組み合わせから構成され得る。修飾ヌクレオチドは、糖部分及び/又はピリミジン若しくはプリン塩基部分に変化を有し得る。糖修飾は、例えば、ハロゲン、アルキル基、アミン、及びアジド基による1つ以上のヒドロキシル基の置換を含むか、又は糖は、エーテル若しくはエステルとして官能化され得る。更に、糖部分全体を、アザ-糖及び炭素環式糖類似体などの立体的及び電子的に類似する構造で置換することができる。塩基部分における修飾の例としては、アルキル化プリン及びピリミジン、アシル化プリン若しくはピリミジン、又は他の周知の複素環式置換体が挙げられる。核酸モノマーは、ホスホジエステル結合又はそのような連結の類似体によって連結され得る。ホスホジエステル連結の類似体としては、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホロセレノエート、ホスホロジセレノエート、ホスホロアニロチオエート、ホスホロアニリデート、又はホスホロアミデートが挙げられる。「核酸分子」という用語はまた、いわゆる「ペプチド核酸」を含み、これは、ポリアミド骨格に結合した天然に存在する又は修飾された核酸塩基を含む。核酸は、一本鎖又は二本鎖のいずれかであり得る。「オリゴヌクレオチド」は、核酸と交換可能に使用することができ、二本鎖又は一本鎖DNA又はRNAのいずれかを指すことができる。核酸(複数可)は、様々な生物学的系における核酸(複数可)の増幅及び/又は発現のために使用され得る核酸ベクター又は核酸構築物(例えば、プラスミド、ウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス、バクテリオファージ、コスミド、フォスミド、ファージミド、細菌人工染色体(bacterial artificial chromosome、BAC)、酵母人工染色体(yeast artificial chromosome、YAC)、又はヒト人工染色体(human artificial chromosome、HAC))中に含まれる。典型的には、ベクター又は構築物はまた、プロモーター、エンハンサー、ターミネーター、インデューサー、リボソーム結合部位、翻訳開始部位、開始コドン、終止コドン、ポリアデニル化シグナル、複製起点、クローニング部位、マルチクローニング部位、制限酵素部位、エピトープ、レポーター遺伝子、選択マーカー、抗生物質選択マーカー、標的化配列、ペプチド精製タグ、若しくはアクセサリー遺伝子、又はこれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない要素を含む。
核酸又は核酸分子は、異なるペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質をコードする1つ以上の配列を含むことができる。これらの1つ以上の配列は、隣接して、又は間に余分な核酸、例えば、リンカー、反復、若しくは制限酵素部位を伴って同じ核酸若しくは核酸分子に、あるいは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長以下である、あるいは前述の長さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の長さの任意の他の配列に連結することができる。本明細書で使用される場合、核酸上の「下流」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、核酸が二本鎖である場合、コード配列を含む鎖(センス鎖)上の、前の配列の3’末端の後にある配列を指す。本明細書で使用される場合、核酸上の「上流」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、核酸が二本鎖である場合、コード配列を含む鎖(センス鎖)上の、後の配列の5’末端の前にある配列を指す。本明細書で使用される場合、核酸上の「群化された」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、直接的に、又は間に余分な核酸、例えば、リンカー、反復、若しくは制限酵素部位を伴ういずれかで近接して生じる2つ以上の配列、あるいは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長以下である、あるいは前述の長さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の長さであるが、一般に、間に機能又は触媒ポリペプチド、タンパク質、若しくはタンパク質ドメインをコードする配列を伴わない任意の他の配列を指す。
本明細書に記載の核酸は、核酸塩基を含む。一次、標準、天然、又は未修飾塩基は、アデニン、シトシン、グアニン、チミン、及びウラシルである。他の核酸塩基としては、プリン、ピリミジン、修飾核酸塩基、5-メチルシトシン、プソイドウリジン、ジヒドロウリジン、イノシン、7-メチルグアノシン、ヒポキサンチン、キサンチン、5,6-ジヒドロウラシル、5-ヒドロキシメチルシトシン、5-ブロモウラシル、イソグアニン、イソシトシン、アミノアリル塩基、色素標識塩基、蛍光塩基、又はビオチン標識塩基が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「ペプチド」、「ポリペプチド」、及び「タンパク質」という用語は、本明細書に照らして理解されるそれらの明白かつ通常の意味を有し、ペプチド結合によって連結されたアミノ酸から構成される巨大分子を指す。ペプチド、ポリペプチド、及びタンパク質の多数の機能が当該分野で既知であり、酵素、構造、輸送、防御、ホルモン、又はシグナル伝達が挙げられるが、これらに限定されない。ペプチド、ポリペプチド、及びタンパク質は、常にではないが、しばしば、核酸鋳型を使用してリボソーム複合体によって生物学的に産生されるが、化学合成も利用可能である。核酸鋳型、ペプチド、ポリペプチド、及びタンパク質を操作することによって、2つ以上のペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質の置換、欠失、切り詰め、付加、複製、若しくは融合などの変異を行うことができる。これらの2つ以上のペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質の融合は、隣接して、又は間に余分なアミノ酸、例えば、リンカー、反復、エピトープ、若しくはタグを伴って同じ分子に、あるいは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長であるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、若しくは300塩基長以下である、あるいは前述の長さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の長さの任意の他の配列に連結することができる。本明細書で使用される場合、ポリペプチド上の「下流」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、前の配列のC末端の後にある配列を指す。本明細書で使用される場合、ポリペプチド上の「上流」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、後の配列のN末端の前にある配列を指す。
本明細書で使用される場合、任意の所与の物質、化合物、又は材料の「純度」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、予想される存在量に対する物質、化合物、又は材料の実際の存在量を指す。例えば、物質、化合物、又は材料は、少なくとも80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、又は100%純粋(間の全ての小数を含む)であり得る。純度は、核酸、DNA、RNA、ヌクレオチド、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、アミノ酸、脂質、細胞膜、細胞片、小分子、分解産物、溶媒、担体、ビヒクル、若しくは夾雑物、又はそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、望ましくない不純物によって影響され得る。いくつかの実施形態では、物質、化合物、又は材料は、宿主細胞タンパク質、宿主細胞核酸、プラスミドDNA、混入ウイルス、プロテアソーム、宿主細胞培養構成要素、プロセス関連構成要素、マイコプラズマ、発熱物質、細菌エンドトキシン、及び外来性作用物質を実質的に含まない。純度は、電気泳動、SDS-PAGE、キャピラリー電気泳動、PCR、rtPCR、qPCR、クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、酵素結合免疫吸着アッセイ(enzyme-linked immunosorbent assay、ELISA)、分光法、UV可視分光法、赤外分光法、質量分析、核磁気共鳴、重量測定、若しくは滴定、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない技術を使用して測定することができる。
本明細書で使用される場合、任意の所与の物質、化合物、又は材料の「収率」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、予想される全体量に対する物質、化合物、又は材料の実際の全体量を指す。例えば、物質、化合物、又は材料の収率は、予想される全体量の80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、若しくは100%であるか、約80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、若しくは100%であるか、少なくとも80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、若しくは100%であるか、少なくとも約80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、若しくは100%であるか、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、若しくは100%以下であるか、又は約80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、若しくは100%以下(その間の全ての小数を含む)である。収率は、反応若しくはプロセスの効率、望ましくない副反応、分解、投入物質、化合物、若しくは材料の品質、又は産生の任意の工程中の所望の物質、化合物、若しくは材料の消失によって影響を受ける場合がある。
本明細書に記載のいくつかの実施形態は、有効量の本明細書に記載の細胞組成物及び薬学的に許容される担体、賦形剤、又はそれらの組み合わせを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる医薬組成物に関する。本明細書に記載の医薬組成物は、ヒト及び/又は獣医学的用途に好適である。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される」は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、用いられる投薬量及び濃度で曝露される細胞又は哺乳動物に対して非毒性であるか、又は許容されるレベルの毒性を有する担体、賦形剤、及び/又は安定剤を指す。本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される」、「希釈剤」、「賦形剤」、及び/又は「担体」は、本明細書に照らして理解されるそれらの明白かつ通常の意味を有し、ヒト、ネコ、イヌ、又は他の脊椎動物宿主への投与に適合する、任意の及び全ての溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤及び抗真菌剤、等張剤、並びに吸収遅延剤などを含むことが意図される。典型的には、薬学的に許容される希釈剤、賦形剤、及び/又は担体は、ヒト並びにネコ及びイヌなどの非ヒト哺乳動物を含む動物における使用について、連邦政府、州政府、若しくは他の規制機関の規制機関によって承認された、又は米国薬局方若しくは他の一般的に認識されている薬局方に列挙される希釈剤、賦形剤、及び/又は担体である。希釈剤、賦形剤、及び/又は「担体」という用語は、医薬組成物がともに投与される希釈剤、アジュバント、賦形剤、又はビヒクルを指し得る。そのような薬学的希釈剤、賦形剤、及び/又は担体は、石油、動物、植物、又は合成起源のものを含む、水及び油などの滅菌液体であり得る。水、生理食塩水、並びに水性デキストロース及びグリセロール溶液は、液体希釈剤、賦形剤、及び/又は担体として、特に注射用溶液のために用いることができる。好適な薬学的希釈剤及び/又は賦形剤としては、デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、米、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、エタノールなどが挙げられる。生理学的に許容される担体の非限定的な例は、水性pH緩衝溶液である。生理学的に許容される担体はまた、以下のうちの1つ以上を含み得る:抗酸化剤、例えば、アスコルビン酸、低分子量(約10残基未満)ポリペプチド、タンパク質、例えば、血清アルブミン、ゼラチン、免疫グロブリン、親水性ポリマー、例えば、ポリビニルピロリドン、アミノ酸、炭水化物、例えば、グルコース、マンノース、又はデキストリン、キレート剤、例えば、EDTA、糖アルコール、例えば、マンニトール又はソルビトール、塩形成対イオン、例えば、ナトリウム、並びに非イオン性界面活性剤、例えば、TWEEN(登録商標)、ポリエチレングリコール(polyethylene glycol、PEG)及びPLURONICS(登録商標)。組成物は、所望する場合、少量の湿潤剤、増量剤、乳化剤、又はpH緩衝剤を含むこともできる。これらの組成物は、溶液、懸濁液、エマルジョン、徐放性製剤などの形態をとることができる。製剤は、投与様式に好適であるべきである。
凍結保護剤は、大きな氷結晶の形成を防止することによって低温凍結保存の効率及び収率を改善するための細胞組成物添加剤である。凍結保護剤としては、DMSO、エチレングリコール、グリセロール、プロピレングリコール、トレハロース、ホルムアミド、メチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド、グリセロール3-リン酸、プロリン、ソルビトール、ジエチルグリコール、スクロース、トリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、又はヒドロキシエチルデンプンが挙げられるが、これらに限定されない。凍結保護剤は、細胞の解凍後の生存性を増強するために、栄養素(例えば、アルブミン、血清、ウシ血清、ウシ胎仔血清[FCS])などの他の構成要素を含む凍結保存培地の一部として使用することができる。これらの凍結保存培地において、少なくとも1つの凍結保護剤は、0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、若しくは90%であるか、約0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、若しくは90%であるか、少なくとも0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、若しくは90%であるか、少なくとも約0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、若しくは90%であるか、0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、若しくは90%以下であるか、又は約0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、若しくは90%以下である、あるいは前述の数値のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージの濃度で見出され得る。
望ましい特性を有する更なる賦形剤としては、保存剤、アジュバント、安定剤、溶媒、緩衝液、希釈剤、可溶化剤、洗剤、界面活性剤、キレート剤、抗酸化剤、アルコール、ケトン、アルデヒド、エチレンジアミン四酢酸(ethylenediaminetetraacetic acid、EDTA)、クエン酸、塩、塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、塩化カリウム、リン酸カリウム、硫酸マグネシウム糖、デキストロース、フルクトース、マンノース、ラクトース、ガラクトース、スクロース、ソルビトール、セルロース、血清、アミノ酸、ポリソルベート20、ポリソルベート80、デオキシコール酸ナトリウム、タウロデオキシコール酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、オクチルフェノールエトキシレート、塩化ベンゼトニウム、チメロサール、ゼラチン、エステル、エーテル、2-フェノキシエタノール、尿素、若しくはビタミン、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの賦形剤は、血清、アルブミン、卵白アルブミン、抗生物質、不活性化剤、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、β-プロピオラクトン、ゼラチン、細胞片、核酸、ペプチド、アミノ酸、若しくは成長培地構成要素、又はそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、製造プロセスからの残留量又は夾雑物中に存在し得る。賦形剤の量は、組成物中に、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%w/wであるか、約0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%w/wであるか、少なくとも0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%w/wであるか、少なくとも約0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%w/wであるか、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%w/w以下であるか、若しくは約0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%w/w以下であるパーセンテージ、又は前述の数値のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージで見出され得る。
「薬学的に許容される塩」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、限定されないが、鎮痛剤、治療薬、他の材料などを含む、組成物又は賦形剤の比較的非毒性の無機及び有機酸又は塩基付加塩を含む。薬学的に許容される塩の例としては、鉱酸、例えば、塩酸及び硫酸に由来する塩、並びに有機酸、例えば、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸などに由来する塩が挙げられる。塩の形成に好適な無機塩基の例としては、アンモニア、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛などの水酸化物、炭酸塩、及び炭酸水素塩が挙げられる。塩はまた、非毒性であり、そのような塩を形成するのに十分に強いものを含む、好適な有機塩基を用いて形成され得る。例えば、そのような有機塩基のクラスには、モノ-、ジ-、及びトリアルキルアミン(メチルアミン、ジメチルアミン、及びトリエチルアミンを含む)、モノ-、ジ-、又はトリヒドロキシアルキルアミン(モノ-、ジ-、及びトリエタノールアミンを含む)、アミノ酸(グリシン、アルギニン、及びリジンを含む)、グアニジン、N-メチルグルコサミン、N-メチルグルカミン、L-グルタミン、N-メチルピペラジン、モルホリン、エチレンジアミン、N-ベンジルフェネチルアミン、トリヒドロキシメチルアミノエタンが含まれ得るが、これらに限定されない。
適切な製剤は、選択される投与経路に依存する。本明細書に記載の化合物の製剤化及び投与のための技術は、当業者に既知である。腸内、経口、直腸、局所、舌下、頬側、耳内、硬膜外、皮膚上、エアロゾル、非経口送達(筋肉内、皮下、動脈内、静脈内、門脈内、関節内、皮内、腹膜、髄内注射、くも膜下腔内、直接脳室内、腹腔内、鼻腔内、又は眼内注射を含む)を含むがこれらに限定されない、化合物を投与する複数の技術が当技術分野に存在する。医薬組成物は、一般に、特定の意図される投与経路に合わせられる。
本明細書で使用される場合、「担体」は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、細胞、組織、及び/又は身体器官への化合物の通過、送達、及び/又は組み込みを容易にする化合物、粒子、固体、半固体、液体、又は希釈剤を指す。
本明細書で使用される場合、「希釈剤」は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、薬理学的活性を欠くが、薬学的に必要であるか又は望ましい可能性がある医薬組成物中の成分を指す。例えば、希釈剤は、製造及び/又は投与には質量が小さすぎる強力な薬物のかさを増加させるために使用され得る。それはまた、注射、摂取、又は吸入によって投与される薬物の溶解のための液体であってもよい。当該技術分野における希釈剤の一般的な形態は、限定されないが、ヒト血液の組成を模倣するリン酸緩衝生理食塩水などの緩衝水溶液である。
本明細書で使用される場合、「ラフト培養物」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、天然の器官組織により近似する細胞の組織化及び機能を有する2つ以上の細胞型を含む三次元細胞培養物を指す。いくつかの実施形態では、名称が示唆するように、培養物は、培養物の一部分は気体又は大気環境に曝露されるが、別の部分は液体成長培地の層上又は層内に位置する気液界面において成長及び維持される。拡散は、成長培地からの栄養素が曝露された細胞にアクセスすることを可能にする。気液界面は、ラフト培養物の重層上皮層への分化を促進し、これは、インビボで環境大気に曝露されるものを含む、全ての器官(肺、食道、及び皮膚を含む)において見出される。本明細書に記載のいくつかの実施形態では、ラフト培養物は、間葉層又は間葉も含む。
本明細書で使用される場合、「インサート部材」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、少なくとも細胞が成長することができる表面を有する任意の構造体又は容器を指し、この場合、水性媒体に透過性であるが細胞には透過性ではなく、細胞がインサート部材及び別個の容器又は他の構造体の両方の環境に曝露されるように別個の容器又は他の構造体内に位置することができる表面又は少なくともその一部分(ただし、細胞は、水性媒体に透過性であるが、細胞には透過性ではなく、必ずしも直接接触していない表面又は少なくともその一部分にわたって別個の容器又は他の構造体の環境に曝露され得る)。本明細書で使用される場合、インサート部材の一般的な例は、transwellであり、これは、透過性表面を有する組織培養容器であり、水性媒体がtranswellの内部容積又は別個の組織培養容器の内部容積のうちの1つ以上の中に収容され得、2つの水性媒体間の交換が透過性表面にわたって起こり得、細胞がtranswell内の水性媒体及び別個の容器中の水性媒体に曝露されるように、細胞が透過性表面又は少なくともその一部分上で接触し得るように、別個の、一般的にはより大きな容積の組織培養容器内に配置され得る。しかしながら、インサート部材の代替構造、例えば、インサート部材が別個の容器に固定され、チャネル若しくは他の開口部が別個の容器の内部容積にアクセスするために利用可能であるもの、又はtranswell若しくは別個の容器のいずれか又は両方が従来の内部容積を有せず、インサート部材内の水性媒体と別個の容器との間の接触がマイクロ流体チャネルなどの代替手段を介して行われるものなどが想定される。本明細書に開示されるように、細胞が気液界面内に部分的にのみ浸漬される(すなわち、インサート部材内に水性媒体がほとんど又は全くない)ように、細胞を、別個の容器内のインサート部材の表面又はその一部分上で成長させることができる。
本明細書で使用される場合、「%w/w」又は「%wt/wt」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、組成物の総重量に対する成分又は薬剤の重量に100を乗じて表されるパーセンテージを指す。「v/v%」又は「vol/vol%」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、組成物の総液体体積に対する化合物、物質、成分、又は薬剤の液体体積に100を乗じて表されるパーセンテージを指す。
幹細胞
本明細書で使用される場合、「全能性(totipotent)幹細胞」(全能性(omnipotent)幹細胞としても知られる)という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、胚性及び胚体外細胞型に分化することができる幹細胞である。そのような細胞は、完全な生存生物を構築することができる。これらの細胞は、卵及び精子細胞の融合から産生される。受精卵の最初の数回の分裂によって産生される細胞も全能性である。
一般にES細胞とも略される「胚性幹細胞(embryonic stem cell、ESC)」という用語は、本明細書で使用される場合、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、多能性であり、初期段階の胚である胚盤胞の内部細胞塊に由来する細胞を指す。本開示の目的のために、「ESC」という用語は、場合によっては胚性生殖細胞も包含するように広く使用される。
本明細書で使用される場合、「多能性幹細胞(pluripotent stem cell、PSC)」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、身体のほぼ全ての細胞型、すなわち、内胚葉(胃内壁、胃腸管、肺)、中胚葉(筋肉、骨、血液、泌尿生殖器)、及び外胚葉(表皮組織及び神経系)を含む3つの胚葉(胚上皮)のうちのいずれかに由来する細胞に分化することができる任意の細胞を包含する。PSCは、着床前胚盤胞の内細胞塊細胞の子孫であり得るか、又はある特定の遺伝子の発現を強制することによる、成体体細胞などの非多能性細胞の誘導を介して得ることができる。多能性幹細胞は、任意の好適な供給源に由来し得る。多能性幹細胞の供給源の例としては、ヒト、げっ歯類、ブタ、及びウシを含む哺乳動物供給源が挙げられる。
一般にiPS細胞とも略される「人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell、iPSC)」という用語は、本明細書で使用される場合、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、ある特定の遺伝子の「強制」発現を誘導することによって、成体体細胞などの通常は非多能性の細胞に人工的に由来する多能性幹細胞型を指す。hiPSCは、ヒトiPSCを指す。当技術分野で既知のいくつかの方法において、iPSCは、ある特定の幹細胞関連遺伝子の、成体線維芽細胞などの非多能性細胞へのトランスフェクションによって誘導され得る。トランスフェクションは、レトロウイルス又はレンチウイルスなどのウイルスを使用するウイルス形質導入によって達成することができる。トランスフェクトされた遺伝子は、マスター転写調節因子Oct-3/4(POU5F1)及びSox2を含み得るが、他の遺伝子は誘導の効率を増強し得る。3~4週間後、少数のトランスフェクトされた細胞が、形態学的及び生化学的に多能性幹細胞に類似し始め、典型的には、形態学的選択、倍加時間を通じて、又はレポーター遺伝子及び抗生物質選択を通じて単離される。本明細書で使用される場合、iPSCは、第1世代iPSC、マウスにおける第2世代iPSC、及びヒト人工多能性幹細胞を含む。いくつかの方法では、レトロウイルス系を使用して、ヒト線維芽細胞を、4つの重要な遺伝子:Oct3/4、Sox2、Klf4、及びc-Mycを使用して多能性幹細胞に形質転換する。他の方法では、レンチウイルス系を使用して、体細胞をOCT4、SOX2、NANOG、及びLIN28で形質転換する。iPSCにおいて発現が誘導される遺伝子としては、Oct-3/4(POU5F1)、Sox遺伝子ファミリーのある特定のメンバー(例えば、Sox1、Sox2、Sox3、及びSox15)、Klfファミリーのある特定のメンバー(例えば、Klf1、Klf2、Klf4、及びKlf5)、Mycファミリーのある特定のメンバー(例えば、C-myc、L-myc、及びN-myc)、Nanog、LIN28、Tert、Fbx15、ERas、ECAT15-1、ECAT15-2、Tcl1、β-カテニン、ECAT1、Esg1、Dnmt3L、ECAT8、Gdf3、Fth117、Sal14、Rex1、UTF1、Stella、Stat3、Grb2、Prdm14、Nr5a1、Nr5a2、若しくはE-カドヘリン、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。当該技術分野において従来から知られている人工多能性幹細胞を産生する他の方法も想定される。
本明細書で使用される場合、「前駆細胞」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、1つ以上の前駆細胞は、それ自体を再生するか、又は1つ以上の特殊化した細胞型に分化する能力を獲得する、本明細書に記載の方法で使用することができる任意の細胞を包含する。いくつかの実施形態では、前駆細胞は多能性であるか、又は多能性になる能力を有する。いくつかの実施形態では、前駆細胞は、多能性を獲得するために外部因子(例えば、成長因子)の処理に供される。いくつかの実施形態では、前駆細胞は、全能性(totipotent)(又は全能性(omnipotent))幹細胞、多能性幹細胞(誘導又は非誘導)、複能性幹細胞、少能性幹細胞、及び単能性幹細胞であり得る。いくつかの実施形態では、前駆細胞は、胚、乳児、小児、又は成体に由来し得る。いくつかの実施形態では、前駆細胞は、遺伝子操作又はタンパク質/ペプチド処理を介して多能性が付与されるような処理に供される体細胞であり得る。前駆細胞には、胚性幹細胞(embryonic stem cell、ESC)、胚性がん細胞(embryonic carcinoma cell、EC)、及び胚盤葉上層幹細胞(epiblast stem cell、EpiSC)、並びに人工多能性幹細胞が含まれる。
いくつかの実施形態では、1つの工程は、多能性であるか、又は多能性になるように誘導され得る幹細胞を得ることである。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞は、胚性幹細胞に由来し、それは、初期哺乳動物胚の全能性細胞に由来し、インビトロで無制限の未分化増殖が可能である。胚性幹細胞は、初期段階の胚である胚盤胞の内部細胞塊に由来する多能性幹細胞である。胚芽細胞(blastocyte)から胚性幹細胞を誘導する方法は、当該技術分野において周知である。ヒト胚性幹細胞H9(Human embryonic stem cells H9、H9-hESC)は、本出願に記載の例示的な実施形態において使用されるが、本明細書に記載の方法及び系が任意の幹細胞に適用可能であることが当業者によって理解されるであろう。
本開示による実施形態で使用され得る更なる幹細胞としては、National Stem Cell Bank(NSCB)、Human Embryonic Stem Cell Research Center at the University of California、San Francisco(UCSF)、WISC cell Bank at the Wi Cell Research Institute、University of Wisconsin Stem Cell and Regenerative Medicine Center(UW-SCRMC)、Novocell,Inc.(San Diego,Calif.)、Cellartis AB(Goteborg,Sweden)、ES Cell International Pte Ltd(Singapore)、Technion at the Israel Institute of Technology(Haifa,Israel)、及びStem Cell Database hosted by Princeton University and the University of Pennsylvaniaによって提供されるか、又はそれらによってホストされるデータベースに記載されるものが挙げられるが、これらに限定されない。本開示による実施形態で使用することができる例示的な胚性幹細胞としては、SA01(SA001)、SA02(SA002)、ES01(HES-1)、ES02(HES-2)、ES03(HES-3)、ES04(HES-4)、ES05(HES-5)、ES06(HES-6)、BG01(BGN-01)、BG02(BGN-02)、BG03(BGN-03)、TE03(13)、TE04(14)、TE06(16)、UCOl(HSF1)、UC06(HSF6)、WA01(HI)、WA07(H7)、WA09(H9)、WA13(H13)、WA14(H14)が挙げられるが、これらに限定されない。例示的なヒト多能性細胞株としては、TkDA3-4、1231A3、317-D6、317-A4、CDH1、5-T-3、3-34-1、NAFLD27、NAFLD77、NAFLD150、WD90、WD91、WD92、L20012、C213、1383D6、FF、又は317-12細胞が挙げられるが、これらに限定されない。
発生生物学において、細胞分化は、あまり特殊化されていない細胞がより特殊化された細胞型になるプロセスである。本明細書で使用される場合、「分化」又は「指向性分化」という用語は、あまり特殊化されていない細胞が特定の特殊化された標的細胞型になるプロセスを説明する。特殊化された標的細胞型の特殊性は、最初の細胞の運命を定義又は変更するために使用することができる任意の適切な方法によって決定することができる。例示的な方法としては、遺伝子操作、化学処理、タンパク質処理、及び核酸処理が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、アデノウイルスを使用して必要な4つの遺伝子を輸送し、胚性幹細胞と実質的に同一のiPSCをもたらすことができる。アデノウイルスはそれ自身の遺伝子のいずれも標的化宿主と結合しないため、腫瘍を創出する危険性は排除される。いくつかの実施形態では、非ウイルスベースの技術を用いてiPSCを生成する。いくつかの実施形態では、再プログラミングは、非常に低い効率ではあるが、ウイルストランスフェクション系を全く用いずにプラスミドを介して達成することができる。他の実施形態では、タンパク質の直接送達を使用してiPSCを生成し、したがってウイルス又は遺伝子修飾の必要性が排除される。いくつかの実施形態では、マウスiPSCの生成は、同様の方法論を使用して可能である:ポリアルギニンアンカーを介して細胞に向けられたある特定のタンパク質を用いた細胞の反復処理は、多能性を誘導するのに十分であった。いくつかの実施形態では、多能性誘導遺伝子の発現は、低酸素条件下で体細胞をFGF2で処理することによっても増加させることができる。
本明細書で使用される場合、「フィーダー細胞」という用語は、本明細書に照らして理解されるその明白かつ通常の意味を有し、成長因子を培地中に分泌すること、又は細胞表面上に提示することなどによって、多能性幹細胞の成長を支持する細胞を指す。フィーダー細胞は一般に接着細胞であり、成長を停止させることができる。例えば、フィーダー細胞は、照射(例えば、ガンマ線)、マイトマイシン-C処理、電気パルス、又は穏やかな化学的固定(例えば、ホルムアルデヒド又はグルタルアルデヒドで)によって成長を停止させる。しかしながら、フィーダー細胞は必ずしも成長を停止させる必要はない。フィーダー細胞は、成長因子を分泌すること、細胞表面上に成長因子を提示すること、培養培地を解毒すること、又は細胞外マトリックスタンパク質を合成することなどの目的に役立ち得る。いくつかの実施形態では、フィーダー細胞は、支持された標的幹細胞に対して同種又は異種であり、これは、下流の適用において意味を有し得る。いくつかの実施形態では、フィーダー細胞はマウス細胞である。いくつかの実施形態では、フィーダー細胞はヒト細胞である。いくつかの実施形態では、フィーダー細胞は、マウス線維芽細胞、マウス胚性線維芽細胞、マウスSTO細胞、マウス3T3細胞、マウスSNL 76/7細胞、ヒト線維芽細胞、ヒト包皮線維芽細胞、ヒト皮膚線維芽細胞、ヒト脂肪間葉細胞、ヒト骨髄間葉細胞、ヒト羊水間葉細胞、ヒト羊水上皮細胞、ヒト臍帯間葉細胞、ヒト胎児筋細胞、ヒト胎児線維芽細胞、又はヒト成人卵管上皮細胞である。いくつかの実施形態では、フィーダー細胞から調製された馴化培地が、フィーダー細胞共培養の代わりに、又はフィーダー細胞共培養と組み合わせて使用される。いくつかの実施形態では、フィーダー細胞は、標的幹細胞の増殖中に使用されない。
PSC及び胚体内胚葉の分化
いくつかの実施形態では、ESC及びiPSCなどのPSCは、最初に胚体内胚葉(definitive endoderm、DE)へ、次に前方/前腸系統へ、次に食道組織へと段階的に指向性分化を受ける。いくつかの実施形態では、ESC及びiPSCなどのPSCは、DE形成を促進するための分子(例えば、成長因子、リガンド)及びその後の組織形成のための分子が同時に添加される非段階的に指向性分化を受ける。
胚体内胚葉は、腸管を生じる。前方DEは、前腸並びに食道、肺、胃、肝臓、及び膵臓を含むその関連器官を形成し、後方DEは、中腸及び後腸を形成し、これは、小腸及び大腸並びに泌尿生殖器系の一部を形成する。マウス、ニワトリ、及びカエルの胚を使用した研究は、原腸胚段階でのDEにおける前方-後方パターンの確立が、その後の前腸及び後腸発達のための必要条件であることを示唆する。Wnt及びFGFシグナル伝達経路は、後方内胚葉/後腸又は前方内胚葉/前腸のいずれかの運命を促進するために重要である。
インビトロでDEの食道組織への分化を指向する方法は、国際公開第2019/074793号(その全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる)において探究されている。いくつかの実施形態では、指向性分化は、iPSC及び/又はDE細胞におけるある特定のシグナル伝達経路を選択的に活性化することによって達成される。いくつかの実施形態では、シグナル伝達経路は、EGFシグナル伝達経路、Wntシグナル伝達経路、Wnt/APCシグナル伝達経路、FGFシグナル伝達経路、TGF-βシグナル伝達経路、BMPシグナル伝達経路、ノッチシグナル伝達経路、ヘッジホッグシグナル伝達経路、LKBシグナル伝達経路、及びPar極性シグナル伝達経路を含むがこれらに限定されない、食道又は胃腸の発達において活性なものである。
多能性細胞(例えば、iPSC又はESC)から胚体内胚葉を産生する方法は、本明細書に記載の方法に適用可能である。いくつかの実施形態では、多能性細胞は桑実胚に由来する。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞は幹細胞である。これらの方法で使用される幹細胞としては、胚性幹細胞を挙げることができるが、これに限定されない。胚性幹細胞は、胚性内細胞塊又は胚性生殖隆起に由来し得る。胚性幹細胞又は生殖細胞は、ヒトを含む様々な哺乳動物種を含むがこれらに限定されない様々な動物種に由来し得る。いくつかの実施形態では、ヒト胚性幹細胞を使用して、胚体内胚葉を産生する。いくつかの実施形態では、ヒト胚性生殖細胞を使用して、胚体内胚葉を産生する。いくつかの実施形態では、iPSCを使用して、胚体内胚葉を産生する。いくつかの実施形態では、ヒトiPSC(human iPSC、hiPSC)を使用して、胚体内胚葉を産生する。
いくつかの実施形態では、胚性幹細胞又は生殖細胞又はiPSCは、6時間、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、60時間、72時間、84時間、96時間、120時間、150時間、180時間、240時間、300時間であるか、約6時間、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、60時間、72時間、84時間、96時間、120時間、150時間、180時間、240時間、300時間であるか、少なくとも6時間、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、60時間、72時間、84時間、96時間、120時間、150時間、180時間、240時間、300時間であるか、少なくとも約6時間、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、60時間、72時間、84時間、96時間、120時間、150時間、180時間、240時間、300時間であるか、6時間、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、60時間、72時間、84時間、96時間、120時間、150時間、180時間、240時間、300時間以内であるか、若しくは約6時間、12時間、18時間、24時間、36時間、48時間、60時間、72時間、84時間、96時間、120時間、150時間、180時間、240時間、300時間以内である時間にわたって、又は前述の時間のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の時間、例えば、6時間~300時間、24時間~120時間、48時間~96時間、6時間~72時間、若しくは24時間~300時間、1つ以上の小分子化合物、活性化剤、阻害剤、又は成長因子で処理される。いくつかの実施形態では、2つ以上の小分子化合物、活性化剤、阻害剤、又は成長因子が添加される。これらの場合、2つ以上の小分子化合物、活性化剤、阻害剤、又は成長因子を同時に又は別個に添加することができる。
いくつかの実施形態では、胚性幹細胞又は生殖細胞又はiPSCは、10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、75ng/mL、100ng/mL、120ng/mL、150ng/mL、200ng/mL、500ng/mL、1000ng/mL、1200ng/mL、1500ng/mL、2000ng/mL、5000ng/mL、7000ng/mL、10000ng/mL、若しくは15000ng/mLであるか、約10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、75ng/mL、100ng/mL、120ng/mL、150ng/mL、200ng/mL、500ng/mL、1000ng/mL、1200ng/mL、1500ng/mL、2000ng/mL、5000ng/mL、7000ng/mL、10000ng/mL、若しくは15000ng/mLであるか、少なくとも10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、75ng/mL、100ng/mL、120ng/mL、150ng/mL、200ng/mL、500ng/mL、1000ng/mL、1200ng/mL、1500ng/mL、2000ng/mL、5000ng/mL、7000ng/mL、10000ng/mL、若しくは15000ng/mLであるか、少なくとも約10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、75ng/mL、100ng/mL、120ng/mL、150ng/mL、200ng/mL、500ng/mL、1000ng/mL、1200ng/mL、1500ng/mL、2000ng/mL、5000ng/mL、7000ng/mL、10000ng/mL、若しくは15000ng/mLであるか、10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、75ng/mL、100ng/mL、120ng/mL、150ng/mL、200ng/mL、500ng/mL、1000ng/mL、1200ng/mL、1500ng/mL、2000ng/mL、5000ng/mL、7000ng/mL、10000ng/mL、若しくは15000ng/mL以下であるか、又は約10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、75ng/mL、100ng/mL、120ng/mL、150ng/mL、200ng/mL、500ng/mL、1000ng/mL、1200ng/mL、1500ng/mL、2000ng/mL、5000ng/mL、7000ng/mL、10000ng/mL、若しくは15000ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、10ng/mL~15000ng/mL、100ng/mL~5000ng/mL、500ng/mL~2000ng/mL、10ng/mL~2000ng/mL、又は1000ng/mL~15000ng/mLの濃度で、1つ以上の小分子化合物、活性化剤、阻害剤、又は成長因子で処理される。いくつかの実施形態では、1つ以上の小分子化合物、活性化剤、阻害剤、又は成長因子の濃度は、治療を通して一定レベルに維持される。いくつかの実施形態では、1つ以上の小分子化合物、活性化剤、阻害剤、又は成長因子の濃度は、治療の過程の間に変化する。いくつかの実施形態では、2つ以上の小分子化合物、活性化剤、阻害剤、又は成長因子が添加される。これらの場合、2つ以上の小分子化合物、活性化剤、阻害剤、又は成長因子は、濃度が異なり得る。
いくつかの実施形態では、ESC、生殖細胞、若しくはiPSC、又は任意の下流細胞型は、幹細胞の成長を支持する成長培地中で培養される。いくつかの実施形態では、ESC、生殖細胞、若しくはiPSC、又は任意の下流細胞型は、幹細胞成長培地中で培養される。いくつかの実施形態では、幹細胞成長培地は、無血清培地、RPMI 1640、DMEM、DMEM/F12、Advanced DMEM/F12、又はケラチノサイトSFM培地である。いくつかの実施形態では、幹細胞成長培地は、ウシ胎仔血清(fetal bovine serum、FBS)を含む。いくつかの実施形態では、幹細胞成長培地は、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、若しくは20%であるか、約0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、若しくは20%であるか、少なくとも0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、若しくは20%であるか、少なくとも約0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、若しくは20%であるか、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、若しくは20%以下であるか、又は約0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、若しくは20%以下である濃度で、あるいは前述の数値のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージ、例えば、0%~20%、0.2%~10%、2%~5%、0%~5%、又は2%~20%のパーセンテージでFBSを含む。いくつかの実施形態では、幹細胞成長培地は、異種構成要素を含まない。いくつかの実施形態では、成長培地は、1つ以上の小分子化合物、活性化剤、阻害剤、又は成長因子を含む。
いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞に濃縮された細胞集団が使用される。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞は単離されるか、又は実質的に精製される。いくつかの実施形態では、単離又は実質的に精製された胚体内胚葉細胞は、OCT4、AFP、TM、SPARC、又はSOX7マーカーのうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、3つ、5つ)よりも高い程度に、SOX17、FOXA2、又はCXRC4マーカーのうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、3つ)を発現する。
いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞及びhESCは、1つ以上の成長因子で処理される。そのような成長因子は、TGF-βスーパーファミリーからの成長因子を含むことができる。いくつかの実施形態では、1つ以上の成長因子は、成長因子のTGF-βスーパーファミリーのノーダル/アクチビン及び/又はBMPサブグループを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の成長因子は、ノーダル、アクチビンA、アクチビンB、BMP4、Wnt3a、又はこれらの成長因子のいずれかの組み合わせからなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、アクチビン誘導胚体内胚葉(DE)は、FGF、Wnt、BMP、若しくはレチノイン酸、又はそれらの任意の組み合わせ、並びに食道成長、形態形成、及び細胞分化を促進した食道培養系に依存して、前方内胚葉パターン形成、前腸特定化、及び形態形成を更に受けることができる。いくつかの実施形態では、ヒトPSCは、効率的に、食道上皮及び間葉にインビトロで分化するように指向される。成長因子などの分子は、特定の型の胃腸組織形成を促進するために、任意の発達段階に添加され得ることが理解される。
いくつかの実施形態では、指向性分化は、PSC、DE、又は任意の下流の細胞型におけるある特定のシグナル伝達経路を選択的に活性化及び/又は阻害することによって達成される。いくつかの実施形態では、シグナル伝達経路は、Wnt経路、FGF経路、BMP経路、レチノイン酸経路、EGF経路、Rhoキナーゼ(ROCK)経路、若しくはSMAD経路、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。本明細書に開示されるシグナル伝達経路のうちのいずれか1つの濃度、発現、又は機能を変化させることにより、本開示による分化を駆動することができることは、当業者によって理解されるであろう。いくつかの実施形態では、シグナル伝達経路に関連する細胞構成物、例えば、経路の天然阻害剤、アンタゴニスト、活性化剤、又はアゴニストを使用して、シグナル伝達経路の阻害又は活性化をもたらすことができる。いくつかの実施形態では、シグナル伝達経路に関連する細胞構成物を標的とするsiRNA及び/又はshRNAは、これらの経路を阻害又は活性化するために使用される。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、前方前腸細胞、背側前方前腸細胞、食道前駆細胞、及び/又は食道ラフト細胞を、Wnt経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、Wnt経路活性化剤はWntタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、Wntタンパク質は組換えWntタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、Wnt経路活性化剤は、Wnt1、Wnt2、Wnt2b、Wnt3、Wnt3a、Wnt4、Wnt5a、Wnt5b、Wnt6、Wnt7a、Wnt7b、Wnt8a、Wnt8b、Wnt9a、Wnt9b、Wnt10a、Wnt10b、Wnt11、Wnt16、BML284、IQ-1、WAY262611、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、Wnt経路活性化剤は、GSK3シグナル伝達経路阻害剤を含む。いくつかの実施形態では、Wnt経路活性化剤は、CHIR99021、CHIR98014、AZD2858、BIO、AR-A014418、SB216763、SB415286、アロイシン、インジルビン、アルステルパウロン、ケンパウロン、塩化リチウム、TDZD8、若しくはTWS119、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細胞は、Wnt経路活性化剤で処理されない。本明細書で提供されるWnt経路活性化剤は、本明細書に記載の他の成長因子、経路活性化剤、又は経路阻害剤のいずれかと組み合わせて使用され得る。
線維芽細胞成長因子(Fibroblast growth factor、FGF)は、血管新生、創傷治癒、及び胚発達に関与する成長因子のファミリーである。FGFはヘパリン結合タンパク質であり、細胞表面会合ヘパラン硫酸プロテオグリカンとの相互作用は、FGFシグナル伝達に必須であることが示されている。FGFは、多種多様な細胞及び組織の増殖及び分化のプロセスにおいて重要な役割を果たす。ヒトにおいて、FGFファミリーの22のメンバーが特定されており、それらの全ては、構造的に関連するシグナル伝達分子である。メンバーFGF1~FGF10は全て、線維芽細胞成長因子受容体(fibroblast growth factor receptor、FGFR)に結合する。FGF1は酸性としても知られ、FGF2は塩基性線維芽細胞成長因子(basic fibroblast growth factor、bFGF)としても知られる。FGF相同因子1~4(FHF1~FHF4)としても知られるメンバーFGF11、FGF12、FGF13、及びFGF14は、FGFと比較して明確な機能的差異を有することが示されている。これらの因子は際立って類似した配列相同性を有するが、それらはFGFRに結合せず、FGFに関連しない細胞内プロセスに関与する。この群は、「iFGF」としても知られる。メンバーFGF15~FGF23は、より新しく、あまり特徴付けられていない。FGF15は、ヒトFGF19のマウスオルソログである(したがって、ヒトFGF15は存在しない)。ヒトFGF20を、Xenopus FGF-20(XFGF-20)に対するその相同性に基づいて特定した。他のFGFの局所活性とは対照的に、FGF15/FGF19、FGF21、及びFGF23は、より全身的な効果を有する。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、前方前腸細胞、背側前方前腸細胞、食道前駆細胞、及び/又は食道ラフト細胞を、FGF経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、FGF経路活性化剤はFGFタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、FGFタンパク質は組換えFGFタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、FGF経路活性化剤は、FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF4、FGF5、FGF6、FGF7、FGF8、FGF8、FGF9、FGF10、FGF11、FGF12、FGF13、FGF14、FGF15(FGF19、FGF15/FGF19)、FGF16、FGF17、FGF18、FGF20、FGF21、FGF22、又はFGF23のうちの1つ以上を含む。いくつかの実施形態では、細胞はFGF経路活性化剤で処理されない。本明細書で提供されるFGF経路活性化剤は、本明細書で提供される他の成長因子、経路活性化剤、又は経路阻害剤のうちのいずれかと組み合わせて使用され得る。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、前方前腸細胞、背側前方前腸細胞、食道前駆細胞、及び/又は食道ラフト細胞を、骨形態形成タンパク質(bone morphogenetic protein、BMP)経路活性化剤又はBMP経路阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、BMP経路活性化剤はBMPタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、BMPタンパク質は組換えBMPタンパク質である。いくつかの実施形態では、BMP経路活性化剤は、BMP1、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP10、BMP11、BMP15、IDE1、若しくはIDE2、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、BMP経路阻害剤は、ノギン、RepSox、LY364947、LDN193189、SB431542、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細胞は、BMP経路活性化剤又はBMP経路阻害剤で処理されない。本明細書で提供されるBMP経路活性化剤又はBMP経路阻害剤は、本明細書で提供される他の成長因子、経路活性化剤、又は経路阻害剤のうちのいずれかと組み合わせて使用され得る。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、前方前腸細胞、背側前方前腸細胞、食道前駆細胞、及び/又は食道ラフト細胞を、レチノイン酸経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、レチノイン酸経路活性化剤は、レチノイン酸、オールトランスレチノイン酸、9-シスレチノイン酸、CD437、EC23、BS493、TTNPB、若しくはAM580、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細胞は、レチノイン酸経路活性化剤で処理されない。本明細書で提供されるレチノイン酸経路活性化剤は、本明細書で提供される他の成長因子、経路活性化剤、又は経路阻害剤のうちのいずれかと組み合わせて使用され得る。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、前方前腸細胞、背側前方前腸細胞、食道前駆細胞、及び/又は食道ラフト細胞を、上皮成長因子(epidermal growth factor、EGF)経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、EGF経路活性化剤は、EGF、TGF-α、AR、BTC、HB-EGF、EPR、トモレグリン、NRG-1、NRG-2、NRG-3、若しくはNRG-4、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細胞はEGF経路活性化剤で処理されない。本明細書で提供されるEGF経路活性化剤は、本明細書で提供される他の成長因子、経路活性化剤、又は経路阻害剤のいずれかと組み合わせて使用され得る。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、前方前腸細胞、背側前方前腸細胞、食道前駆細胞、及び/又は食道ラフト細胞を、ROCK阻害剤(ROCK inhibitor、ROCKi)と接触させる。いくつかの実施形態では、ROCKiは、Y-27632、Y-30141、Y-39983、Ki-23095、SLx-2119、チアゾビビン、アザインドール1、ファスジル、リパスジル、ネタルスジル、RKI-1447、若しくはGSK429286A、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細胞はROCKiで処理されない。本明細書で提供されるROCKiは、本明細書で提供される他の成長因子、経路活性化剤、又は経路阻害剤のうちのいずれかと組み合わせて使用され得る。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、前方前腸細胞、背側前方前腸細胞、食道前駆細胞、及び/又は食道ラフト細胞を、トランスフォーミング成長因子-β(transforming growth factor-beta、TGF-β)経路活性化剤又はTGF-β経路阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、TGF-βファミリーは、骨形態形成タンパク質(BMP)、成長及び分化因子(differentiation factor、GDF)、抗ミュラー管ホルモン、アクチビン、並びにノーダル経路を含む。いくつかの実施形態では、TGF-β経路活性化剤は、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、ノーダル、BMP、IDE1、IDE2、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、TGF-β経路阻害剤は、A-83-01、DMH1、RepSox、LY365947、LY2109761、LY364947、SB431542、SB525334、SB505125、ガルニセルチブ、GW788388、LDN-193189、LDN-212854、ヘスペレチン、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細胞は、TGF-β経路活性化剤又はTGF-β経路阻害剤で処理されない。本明細書で提供されるTGF-β経路活性化剤又はTGF-β経路阻害剤は、本明細書で提供される他の成長因子、経路活性化剤、又は経路阻害剤のうちのいずれかと組み合わせて使用され得る。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、前方前腸細胞、背側前方前腸細胞、食道前駆細胞、及び/又は食道ラフト細胞を、SMAD経路阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、SMAD経路阻害剤は、TGF-β経路阻害剤である。いくつかの実施形態では、SMAD経路阻害剤は、A-83-01、DMH1、RepSox、LY365947、LY2109761、LY364947、SB431542、SB525334、SB505125、ガルニセルチブ、GW788388、LDN-193189、LDN-212854、ヘスペレチン、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、細胞は、SMAD経路阻害剤で処理されない。本明細書で提供されるSMAD経路阻害剤は、本明細書で提供される他の成長因子、経路活性化剤、又は経路阻害剤のうちのいずれかと組み合わせて使用され得る。
いくつかの実施形態では、細胞は、「一工程」プロセスにより分化される。例えば、多能性幹細胞をDE培養物に分化させることができる1つ以上の分子(例えば、アクチビンA)を、DE培養物の指向性分化を促進することができる追加の分子(例えば、FGF4、Wnt、ノギン、RA)と組み合わせて、多能性幹細胞を直接処理する。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞は体細胞から調製される。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞は、生検から得られた生物学的組織から調製される。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞は凍結保存される。いくつかの実施形態では、体細胞は凍結保存される。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞は、PBMCから調製される。いくつかの実施形態では、ヒトPSCは、ヒトPBMCから調製される。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞は、凍結保存されたPBMCから調製される。いくつかの実施形態では、PBMCを、フィーダー細胞基質上で成長させる。いくつかの実施形態では、PBMCを、マウス胚性線維芽細胞(mouse embryonic fibroblast、MEF)フィーダー細胞基質上で成長させる。いくつかの実施形態では、PBMCを、照射されたMEFフィーダー細胞基質上で成長させる。
いくつかの実施形態では、多能性幹細胞(例えば、胚性幹細胞又は人工多能性幹細胞)は、細胞培養において拡大される。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞(例えば、iPSC)をマトリゲル中で拡大させる。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞を、ROCK阻害剤(例えば、Y-27632)を含む細胞培養物中で拡大させる。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞(例えば、iPSC)は、胚体内胚葉細胞に分化される。多能性幹細胞(例えば、iPSC)をアクチビンA、BMP4、又は両方と接触させることにより、多能性幹細胞(例えば、iPSC)において胚体内胚葉細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞(例えば、iPSC)を、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下であるか、又は約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下である濃度のアクチビンA、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、10~200ng/mL、10~100ng/mL、100~200ng/mL、又は50~150ng/mLの濃度のアクチビンAと接触させる。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞(例えば、iPSC)を、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下である濃度のBMP4、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、1~200ng/mL、1~100ng/mL、25~200ng/mL、1~80ng/mL、又は25~100ng/mLの濃度のBMP4と接触させる。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞を、成長血清を含む培地中で胚体内胚葉細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、培地は、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、若しくは2.5%の成長血清、又は前述のパーセンテージのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージ、例えば、0~2%、1~2.5%、1.5~2.5%、1.5~2%、若しくは0.5~2%のパーセンテージの成長血清を含む。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、FBSを含む培地中で前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、培地は、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、若しくは2.5%のFBS、又は前述のパーセンテージのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージ、例えば、0~2%、1~2.5%、1.5~2.5%、1.5~2%、若しくは0.5~2%のパーセンテージのFBSを含む。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞を、例えば、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、又は2.5%のFBSのうちの2つ以上を含む培地を交換することによって、FBS濃度を段階的に増加させた成長培地中で分化させる。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞を、0%、0.2%、及び2%のFBSを含む培地で段階的に分化させる。これらの実施形態に加えて、多能性幹細胞(例えば、iPSC)を、当技術分野で既知の任意の他の方法により胚体内胚葉細胞に分化させることができる。
いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を単層として成長させる。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、Wntタンパク質若しくは経路活性化剤、FGFタンパク質若しくは経路活性化剤、BMP経路阻害剤、若しくはレチノイン酸経路活性化剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、又はそれらの任意の組み合わせと接触させることによって、胚体内胚葉細胞を前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、Wntタンパク質又は経路活性化剤はWnt3aである。いくつかの実施形態では、FGFタンパク質又は経路活性化剤はFGF4である。いくつかの実施形態では、BMP経路阻害剤はノギンである。いくつかの実施形態では、レチノイン酸経路活性化剤はレチノイン酸である。いくつかの実施形態では、Wntタンパク質若しくは経路活性化剤、FGFタンパク質若しくは経路活性化剤、BMP経路阻害剤、若しくはレチノイン酸経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせは、0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mLであるか、約0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mLであるか、少なくとも0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mLであるか、少なくとも約0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mLであるか、0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mL以下であるか、又は約0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、0~600ng/mL、0~200ng/mL、200~500ng/mL、又は200~600ng/mLの濃度で提供される。いくつかの実施形態では、Wntタンパク質若しくは経路活性化剤、FGFタンパク質若しくは経路活性化剤、BMP経路阻害剤、若しくはレチノイン酸経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせは、0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μMであるか、約0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μMであるか、少なくとも0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μMであるか、少なくとも約0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μMであるか、0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μM以下であるか、又は約0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μM以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、0~3.0μM、1.0~3.0μM、0~2.0μM、又は1.5~3.0μMの濃度で提供される。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、Wntタンパク質若しくは経路活性化剤、FGFタンパク質若しくは経路活性化剤、BMP経路阻害剤、若しくはレチノイン酸経路活性化剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、又はそれらの任意の組み合わせと、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内の日数にわたって接触させる。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、Wntタンパク質若しくは経路活性化剤、FGFタンパク質若しくは経路活性化剤、BMP経路阻害剤、若しくはレチノイン酸経路活性化剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、又はそれらの任意の組み合わせと接触させることなく、胚体内胚葉細胞を前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、Wnt3a、FGF4、ノギン、若しくはレチノイン酸のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、又はそれらの任意の組み合わせと胚体内胚葉細胞を接触させることなく、前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、成長血清を含む培地中で前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、培地は、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、若しくは2.5%の成長血清、又は前述のパーセンテージのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージ、例えば、0~2%、1~2.5%、1.5~2.5%、1.5~2%、若しくは0.5~2%のパーセンテージの成長血清を含む。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、FBSを含む培地中で前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、培地は、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、若しくは2.5%のFBS、又は前述のパーセンテージのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージ、例えば、0~2%、1~2.5%、1.5~2.5%、1.5~2%、若しくは0.5~2%のパーセンテージのFBSを含む。
これらの実施形態に加えて、胚体内胚葉細胞は、当該技術分野において既知の任意の他の方法により前方前腸細胞に分化させることができる。
背側前方前腸細胞の形成
本明細書に開示されるか又はさもなければ当該技術分野において既知である多能性幹細胞から前方前腸細胞を産生するための方法は、本明細書に記載の方法に適用可能である。いくつかの実施形態では、前方前腸スフェロイドを産生するための当技術分野において既知の方法を、前方前腸細胞の産生に適用することができる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞は、自然発生的に生成された前方前腸スフェロイドを排除することによって、分化中に細胞単層として得られる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞は、自然発生的に生成された前方前腸スフェロイドを単一細胞に解離し、解離した単一細胞を単層にプレーティングすることによって得られる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞は、細胞単層として、及び自然発生的に生成された前方前腸スフェロイドを単一細胞に解離することの両方によって得られる。
いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、SOX2、HNF1β、又は両方を発現する背側前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、上皮成長因子(EGF)経路活性化剤、BMP経路阻害剤、若しくはFGF経路活性化剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ)、又はそれらの任意の組み合わせと接触させることによって、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、成長補助剤と更に接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、若しくは成長補助剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、又はそれらの任意の組み合わせと接触させることによって、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、神経前駆体阻害剤(すなわち、神経前駆体及び神経細胞型の成長及び/又は分化を阻害する化合物)と更に接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、若しくは神経前駆体阻害剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、又はそれらの任意の組み合わせと接触させることによって、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、EGF経路活性化剤は、EGF、TGF-α、AR、BTC、HB-EGF、EPR、トモレグリン、NRG-1、NRG-2、NRG-3、若しくはNRG-4、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、BMP経路阻害剤は、ノギン、RepSox、LY364947、LDN193189、SB431542、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、FGF経路活性化剤は、FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF4、FGF5、FGF6、FGF7、FGF8、FGF8、FGF9、FGF10、FGF11、FGF12、FGF13、FGF14、FGF15(FGF19、FGF15/FGF19)、FGF16、FGF17、FGF18、FGF20、FGF21、FGF22、若しくはFGF23、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、成長補助剤は、無血清成長補助剤、例えば、当技術分野において既知のもののうちの任意の1つ、任意選択でCultureOne補助剤である。いくつかの実施形態では、神経前駆体阻害剤は、CultureOne補助剤又はシタラビンを含む。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、EGF、ノギン、若しくはFGF4、又はそれらの任意の組み合わせ(3つ全てを含む)と接触させて、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、EGF、ノギン、FGF4、若しくは神経前駆体阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせ(4つ全てを含む)と接触させて、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させる。
いくつかの実施形態では、前方前腸細胞をEGF経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、EGF経路活性化剤は、EGFであるか、又はEGFを含む。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下であるか、又は約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、10~200ng/mL、10~150ng/mL、又は50~200ng/mLの濃度で、EGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、100ng/mLであるか、約100ng/mLであるか、少なくとも100ng/mLであるか、少なくとも約100ng/mLであるか、100ng/mL以下であるか、又は約100ng/mL以下である濃度でEGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。
いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、BMP経路阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、BMP経路阻害剤は、ノギンであるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、少なくとも100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、少なくとも約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mL以下であるか、又は約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、100~300ng/mL、100~250ng/mL、又は150~300ng/mLの濃度で、BMP経路阻害剤(例えば、ノギン)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、200ng/mLであるか、約200ng/mLであるか、少なくとも200ng/mLであるか、少なくとも約200ng/mLであるか、200ng/mL以下であるか、又は約200ng/mL以下である濃度でBMP経路阻害剤(例えば、ノギン)と接触させる。
いくつかの実施形態では、前方前腸細胞をFGF経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、FGF経路活性化剤は、FGF10であるか又はそれを含む。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLであるか、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLであるか、少なくとも5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLであるか、少なくとも約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLであるか、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mL以下であるか、又は約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、5~100ng/mL、5~75ng/mL、又は25~100ng/mLの濃度で、FGF経路活性化剤(例えば、FGF10)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、50ng/mLであるか、約50ng/mLであるか、少なくとも50ng/mLであるか、少なくとも約50ng/mLであるか、50ng/mL以下であるか、又は約50ng/mL以下である濃度でFGF経路活性化剤(例えば、FGF10)と接触させる。
いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、成長補助剤と接触させる。いくつかの実施形態では、成長補助剤は、当該技術分野で一般的に知られているものなどの無血清成長補助剤である。いくつかの実施形態では、成長補助剤は、CultureOne補助剤(GIBCO,Carlsbad,CA,USA)であるか又はそれを含む。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、製造者の推奨濃度に従って、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、約0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、少なくとも0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、少なくとも約0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍以下であるか、又は約0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍以下である成長補助剤の濃度で、成長補助剤(例えば、CultureOne)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、1倍であるか、約1倍であるか、少なくとも1倍であるか、少なくとも約1倍であるか、1倍以下であるか、又は約1倍以下である濃度で成長補助剤(例えば、CultureOne)と接触させる。いくつかの実施形態では、CultureOne補助剤又は他の成長補助剤を使用して、前方前腸細胞の培養中に神経前駆細胞の成長を阻害する。
いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、神経前駆体阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、神経前駆体阻害剤は、CultureOne補助剤又はシタラビンであるか又はそれを含む。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、製造者の推奨濃度に従って、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、約0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、少なくとも0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、少なくとも約0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍以下であるか、又は約0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍以下である神経前駆体阻害剤の濃度で、神経前駆体阻害剤(例えば、CultureOne又はシタラビン)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、1倍であるか、約1倍であるか、少なくとも1倍であるか、少なくとも約1倍であるか、1倍以下であるか、又は約1倍以下である濃度で神経前駆体阻害剤(例えば、CultureOne又はシタラビン)と接触させる。いくつかの実施形態では、CultureOne補助剤、シタラビン、又は他の神経前駆体阻害剤を使用して、多能性幹細胞、胚体内胚葉、及び/又は前方前腸細胞の培養中に神経前駆体細胞の成長を阻害する。
いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、約12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも約12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内であるか、あるいは約12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内であるか、あるいは前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲、例えば、12時間~8日間、1~8日間、又は2~6日間、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又は成長補助剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、約12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも約12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内であるか、あるはi約12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、若しくは24時間、又は1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内である、あるいは前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲、例えば、12時間~8日間、1~8日間、又は2~6日間、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又は神経前駆体阻害剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)と接触させる。
食道前駆細胞の形成
本明細書に開示されるか又はさもなければ当該技術分野において既知である背側前方前腸細胞を産生するための方法は、本明細書に開示される方法に適用可能である。
いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を拡大し、食道前駆細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、単一細胞懸濁液中に解離される。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、解離酵素を使用して解離される。いくつかの実施形態では、解離酵素は、トリプシン、キモトリプシン、コラゲナーゼ、エラスターゼ、若しくはAccutaseのうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ)、又はそれらの任意の組み合わせであるか又はそれらを含む。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞の単一細胞懸濁液は、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物でコーティングされた組織培養容器(例えば、組織培養プレート)又はその一部分(特に、細胞が接触する表面)上にプレーティングされる。いくつかの実施形態では、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物は、背側前方前腸細胞に対して同種である。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞はヒト由来であり、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物はヒト由来である。いくつかの実施形態では、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物は、コラーゲンIV型である。いくつかの実施形態では、コラージュIV型はヒトコラーゲンIV型である。いくつかの実施形態では、コラーゲンIV型はヒト胎盤に由来する。いくつかの実施形態では、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物は、ラットコラーゲンI型マトリックス若しくはマトリゲル、又は両方を含まない。
いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、組織培養容器内の成長培地中で培養される。いくつかの実施形態では、成長培地は、EGF経路活性化剤、ウシ下垂体抽出物(BPE)、若しくはROCK阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせ(3つ全てを含む)を含む。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BPE、若しくはROCK阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせ(3つ全てを含む)と接触させる。いくつかの実施形態では、成長培地は無血清培地である。いくつかの実施形態では、成長培地はケラチノサイトSFM(GIBCO,Carlsbad,CA,USA)である。いくつかの実施形態では、成長培地は、EGF、BPE、若しくはROCK阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、EGF経路活性化剤は、EGF、TGF-α、AR、BTC、HB-EGF、EPR、トモレグリン、NRG-1、NRG-2、NRG-3、若しくはNRG-4、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ROCK阻害剤は、Y-27632、Y-30141、Y-39983、Ki-23095、SLx-2119、チアゾビビン、アザインドール1、ファスジル、リパスジル、ネタルスジル、RKI-1447、若しくはGSK429286A、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、成長培地は、EGF、BPE、若しくはY-27632、又はそれらの任意の組み合わせ(3つ全てを含む)を含む。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、EGF、BPE、若しくはY-27632、又はそれらの任意の組み合わせ(3つ全てを含む)と接触させる。
いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞をEGF経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、EGF経路活性化剤は、EGFであるか、又はEGFを含む。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20ng/mLであるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20ng/mLであるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20ng/mLであるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20ng/mLであるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20ng/mL以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、1~10ng/mL、10~20ng/mL、5~15ng/mL、又は8~12ng/mLの濃度で、EGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、10ng/mLであるか、約10ng/mLであるか、少なくとも10ng/mLであるか、少なくとも約10ng/mLであるか、10ng/mL以下であるか、又は約10ng/mL以下である濃度でEGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。
いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞をBPEと接触させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μg/mLであるか、約5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μg/mLであるか、少なくとも5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μg/mLであるか、少なくとも約5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μg/mLであるか、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μg/mL以下であるか、又は約5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μg/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、5~50μg/mL、20~100μg/mL、20~60μg/mL、又は10~50μg/mLの濃度で、BPEと接触させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、30μg/mLであるか、約30μg/mLであるか、少なくとも30μg/mLであるか、少なくとも約30μg/mLであるか、30μg/mL以下であるか、又は約30μg/mL以下である濃度で、BPEと接触させる。
いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞をROCK阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、ROCK阻害剤は、Y-27632であるか又はそれを含む。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、1~20μM、1~15μM、又は5~20μMの濃度で、ROCK阻害剤(例えば、Y-27632)と接触させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、10μMであるか、約10μMであるか、少なくとも10μMであるか、少なくとも約10μMであるか、10μM以下であるか、又は約10μM以下である濃度でROCK阻害剤(例えば、Y-27632)と接触させる。
いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、コーティングされた組織培養容器上で、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内である日数、あるは前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲、例えば、1~8、2~6、4~8、又は1~4日間の日数にわたって培養して、食道前駆細胞に分化させる。
いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を拡大し、食道前駆細胞に分化させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、単一細胞懸濁液中に解離される。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞の単一細胞懸濁液は、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物でコーティングされた組織培養容器(例えば、組織培養プレート)又はその一部分(特に、細胞が接触する表面)上にプレーティングされる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、組織培養容器内の成長培地中で培養される。いくつかの実施形態では、成長培地は、EGF経路活性化剤、ウシ下垂体抽出物(BPE)、若しくはROCK阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせ(1つ、2つ、又は3つ全てを含む)を含む。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BPE、若しくはROCK阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせ(1つ、2つ、又は3つ全てを含む)と接触させる。いくつかの実施形態では、成長培地は無血清培地である。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、EGF、BPE、若しくはY-27632、又はそれらの任意の組み合わせ(1つ、2つ、又は3つ全てを含む)と接触させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞をEGF経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、EGF経路活性化剤は、EGFであるか、又はEGFを含む。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、10ng/mLであるか、約10ng/mLであるか、少なくとも10ng/mLであるか、少なくとも約10ng/mLであるか、10ng/mL以下であるか、又は約10ng/mL以下である濃度でEGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞をBPEと接触させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、30μg/mLであるか、約30μg/mLであるか、少なくとも30μg/mLであるか、少なくとも約30μg/mLであるか、30μg/mL以下であるか、又は約30μg/mL以下である濃度で、BPEと接触させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞をROCK阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、ROCK阻害剤は、Y-27632であるか又はそれを含む。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、10μMであるか、約10μMであるか、少なくとも10μMであるか、少なくとも約10μMであるか、10μM以下であるか、又は約10μM以下である濃度でROCK阻害剤(例えば、Y-27632)と接触させる。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞を、コーティングされた組織培養容器上で、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内である日数、あるは前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲、例えば、1~8、2~6、4~8、又は1~4日間の日数にわたって培養して、食道前駆細胞に分化させる。
いくつかの実施形態では、得られた食道前駆細胞は、SOX2、P63、又はHNF1β、又はそれらの任意の組み合わせを発現する。いくつかの実施形態では、得られた食道前駆細胞は、背側前方前腸細胞と比較してより高いレベルでSOX2を発現する。
食道ラフト細胞の形成
いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞から分化し、コーティングされた組織培養容器上で拡大させた食道前駆細胞は、単一細胞懸濁液中に解離される。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞は、解離酵素を使用して解離される。いくつかの実施形態では、解離酵素は、トリプシン、キモトリプシン、コラゲナーゼ、エラスターゼ、若しくはAccutaseのうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ)、又はそれらの任意の組み合わせであるか又はそれらを含む。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞の単一細胞懸濁液は、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物でコーティングされたインサート部材(例えば、transwell又は細胞インサート)又はその一部分(特に、細胞が接触する部分又はインサート部材の透過性表面)上にプレーティングされる。いくつかの実施形態では、インサート部材は、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含む。いくつかの実施形態では、インサート部材の透過性である表面は、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下であるか、又は約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下である細孔サイズ、又は前述のサイズのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の細孔サイズ、例えば、0.1~10μm、0.1~5μm、1~5μm、2~8μmの細孔サイズを有する。いくつかの実施形態では、インサート部材の透過性である表面は、3μm又は約3μmの細孔サイズを有する。いくつかの実施形態では、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物は、食道前駆細胞に対して同種である。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞はヒト由来であり、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物はヒト由来である。いくつかの実施形態では、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物は、コラーゲンIV型である。いくつかの実施形態では、コラーゲンIV型はヒトコラーゲンIV型である。いくつかの実施形態では、コラーゲンIV型はヒト胎盤に由来する。いくつかの実施形態では、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物は、ラットコラーゲンI型マトリックス若しくはマトリゲル、又は両方を含まない。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞は成長培地中で培養される。いくつかの実施形態では、成長培地は、Advanced DMEM/F12である。いくつかの実施形態では、インサート部材は、組織培養容器内に配置される。
いくつかの実施形態では、インサート部材内に収容される成長培地は、EGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、及びSMAD経路阻害剤のうちの1つ以上(例えば、1つ、2つ、3つ)を含む。いくつかの実施形態では、EGF経路活性化剤は、EGF、TGF-α、AR、BTC、HB-EGF、EPR、トモレグリン、NRG-1、NRG-2、NRG-3、若しくはNRG-4、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ROCK阻害剤は、Y-27632、Y-30141、Y-39983、Ki-23095、SLx-2119、チアゾビビン、アザインドール1、ファスジル、リパスジル、ネタルスジル、RKI-1447、若しくはGSK429286A、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、SMAD経路阻害剤は、A-83-01、DMH1、RepSox、LY365947、LY2109761、LY364947、SB431542、SB525334、SB505125、ガルニセルチブ、GW788388、LDN-193189、LDN-212854、ヘスペレチン、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、インサート部材内に収容される成長培地は、EGF、Y-27632、A-83-01、若しくはDMH1、又はそれらの任意の組み合わせ(4つ全てを含む)を含む。
いくつかの実施形態では、食道前駆細胞をEGF経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、EGF経路活性化剤は、EGFであるか、又はEGFを含む。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下であるか、又は約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、10~200ng/mL、10~100ng/mL、100~200ng/mL、50~150ng/mL、又は80~120ng/mLの濃度で、EGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、100ng/mLであるか、約100ng/mLであるか、少なくとも100ng/mLであるか、少なくとも約100ng/mLであるか、100ng/mL以下であるか、又は約100ng/mL以下である濃度でEGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。
いくつかの実施形態では、食道前駆細胞をROCK阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、ROCK阻害剤は、Y-27632であるか又はそれを含む。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、1~20μM、1~10μM、10~20μM、5~15μM、又は8~12μMの濃度で、ROCK阻害剤(例えば、Y-27632)と接触させる。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、10μMであるか、約10μMであるか、少なくとも10μMであるか、少なくとも約10μMであるか、10μM以下であるか、又は約10μM以下である濃度でROCK阻害剤(例えば、Y-27632)と接触させる。
いくつかの実施形態では、食道前駆細胞をSMAD経路阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、SMAD経路阻害剤は、DMH1及びA-83-01であるか又はそれらを含む。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μM、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMであるか、少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMであるか、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μM以下であるか、又は約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μM以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、0.1~10μM、0.5~2μM、0.1~2μM、又は0.5~5μMの濃度で、SMAD経路阻害剤(例えば、DMH1及びA-83-01)と接触させる。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、1μM(例えば、DMH1及びA-83-01の各々について1μM)であるか、約1μMであるか、少なくとも1μMであるか、少なくとも約1μMであるか、1μM以下であるか、又は約1μM以下である濃度でSMAD経路阻害剤(例えば、DMH1及びA-83-01)と接触させる。
いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞を、インサート部材中のEGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、及びSMAD経路阻害剤のうちの1つ以上(例えば、1つ、2つ、3つ)と接触させる。いくつかの実施形態では、組織培養容器はEGFを含む。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞を、インサート部材内で、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内である日数、あるいは前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲、例えば、1~8、2~6、4~8、又は1~4日間の日数にわたって培養する。
いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞を食道ラフト培養物に分化させる。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞をインサート部材中のEGF、ROCK阻害剤、及びSMAD阻害剤のうちの1つ以上と接触させた後、インサート部材中の成長培地が除去され、組織培養容器は、食道ラフト培養物が気液界面にあるように、食道ラフト培養物が成長培地中に部分的にのみ浸漬されるような量の成長培地を収容する。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、気液界面において培養される。いくつかの実施形態では、組織培養容器はEGFを含む。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、気液界面において、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間であるか、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間であるか、少なくとも5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間であるか、少なくとも約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間であるか、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間以内であるか、又は約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間以内である日数、あるいは前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲、例えば、5~30日間、5~20日間、10~25日間、10~30日間、又は20~30日間の日数にわたって培養される。いくつかの実施形態では、気液界面において食道ラフト培養物を培養することは、食道ラフト培養物を成熟させる。
いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞から分化し、コーティングされた組織培養容器上で拡大させた食道前駆細胞は、単一細胞懸濁液中に解離される。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞の単一細胞懸濁液は、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物でコーティングされたインサート部材(例えば、transwell又は細胞インサート)又はその一部分(特に、細胞が接触する部分又はインサート部材の透過性表面)上にプレーティングされる。いくつかの実施形態では、インサート部材は、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含む。いくつかの実施形態では、インサート部材の透過性である表面は、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下であるか、又は約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下である細孔サイズ、又は前述のサイズのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の細孔サイズ、例えば、0.1~10μm、0.1~5μm、1~5μm、2~8μmの細孔サイズを有する。いくつかの実施形態では、インサート部材の透過性である表面は、3μm又は約3μmの細孔サイズを有する。いくつかの実施形態では、インサート部材は、組織培養容器内に配置される。いくつかの実施形態では、インサート部材内に収容される成長培地は、EGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、及びSMAD経路阻害剤のうちの1つ以上(例えば、1つ、2つ、3つ)を含む。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞をEGF経路活性化剤と接触させる。いくつかの実施形態では、EGF経路活性化剤は、EGFであるか、又はEGFを含む。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、100ng/mLであるか、約100ng/mLであるか、少なくとも100ng/mLであるか、少なくとも約100ng/mLであるか、100ng/mL以下であるか、又は約100ng/mL以下である濃度でEGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞をROCK阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、ROCK阻害剤は、Y-27632であるか又はそれを含む。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、10μMであるか、約10μMであるか、少なくとも10μMであるか、少なくとも約10μMであるか、10μM以下であるか、又は約10μM以下である濃度でROCK阻害剤(例えば、Y-27632)と接触させる。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞をSMAD経路阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、SMAD経路阻害剤は、DMH1及びA-83-01であるか又はそれらを含む。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、1μM(例えば、DMH1及びA-83-01の各々について1μM)であるか、約1μMであるか、少なくとも1μMであるか、少なくとも約1μMであるか、1μM以下であるか、又は約1μM以下である濃度でSMAD経路阻害剤(例えば、DMH1及びA-83-01)と接触させる。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞を、インサート部材中のEGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、及びSMAD経路阻害剤のうちの1つ以上(例えば、1つ、2つ、3つ)と接触させる。いくつかの実施形態では、組織培養容器はEGFを含む。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞を、インサート部材内で、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間であるか、1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、若しくは8日間以内である日数、あるいは前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲、例えば、1~8、2~6、4~8、又は1~4日間の日数にわたって培養する。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞を食道ラフト培養物に分化させる。いくつかの実施形態では、拡大された食道前駆細胞をインサート部材中のEGF、ROCK阻害剤、及びSMAD阻害剤のうちの1つ以上と接触させた後、インサート部材中の成長培地が除去され、組織培養容器は、食道ラフト培養物が気液界面にあるように、食道ラフト培養物が成長培地中に部分的にのみ浸漬されるような量の成長培地を収容する。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、気液界面において培養される。いくつかの実施形態では、組織培養容器はEGFを含む。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、気液界面において、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間であるか、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間であるか、少なくとも5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間であるか、少なくとも約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間であるか、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間以内であるか、又は約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、若しくは30日間以内である日数、あるいは前述の値のうちの任意の2つによって定義される範囲、例えば、5~30日間、5~20日間、10~25日間、10~30日間、又は20~30日間の日数にわたって培養される。いくつかの実施形態では、気液界面において食道ラフト培養物を培養することは、食道ラフト培養物を成熟させる。
いくつかの実施形態では、解離された食道前駆細胞を、腸内神経堤細胞(ENCC)と組み合わせ、組み合わせた食道前駆細胞及びENCCを培養して、神経支配された食道ラフト培養物を形成する。いくつかの実施形態では、神経支配された食道ラフト培養は、腸内神経堤細胞(ENCC)、神経前駆細胞、及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を含む。いくつかの実施形態では、神経前駆細胞はSOX10+である。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞及びENCCは、低速遠心分離、又は過剰な破壊なしに細胞を凝集させる他の方法によって組み合わされる。いくつかの実施形態では、ENCCは、多能性幹細胞に由来し得るニューロスフェアに由来する単一細胞として単離される。ENCCを産生するための方法は、当該技術分野において一般的に知られており、それらをオルガノイドと組み合わせるための方法は、国際公開第2016/061464号(参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる)におい探究されている。
食道ラフト培養のための例示的な方法
いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、前方前腸細胞から調製される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物及び前方前腸細胞は、もとはiPSCから調製される。いくつかの実施形態では、iPSCはhiPSCである。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞は、本明細書に開示される方法のうちの1つ以上によりiPSCから分化される。いくつかの実施形態では、方法は、iPSCを胚体内胚葉細胞に分化させる条件下でiPSCを培養することと、胚体内胚葉細胞を前方前腸細胞に分化させる条件下で胚体内胚葉細胞を培養することとを含む。いくつかの実施形態では、方法は、TGF-βスーパーファミリー成長因子とともにiPSCを培養して、iPSCを胚体内胚葉細胞に分化させることと、Wntタンパク質若しくは経路活性化剤、FGFタンパク質若しくは活性化剤、BMP経路阻害剤、又はレチノイン酸経路活性化剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに胚体内胚葉細胞を培養して、胚体内胚葉細胞を前方前腸細胞に分化させることとを含む。いくつかの実施形態では、方法は、iPSCをアクチビンA若しくはBMP4、又は両方とともに培養して、iPSCを胚体内胚葉細胞に分化させることと、胚体内胚葉細胞を、Wnt3a、FGF4、ノギン、又はレチノイン酸のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに培養して、胚体内胚葉細胞を前方前腸細胞に分化させることとを含む。いくつかの実施形態では、iPSCを、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、19であるか0、若しくは200ng/mL、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下であるか、又は約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下である濃度のアクチビンA、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、10~200ng/mL、10~100ng/mL、100~200ng/mL、又は50~150ng/mLのアクチビンAと接触させる。いくつかの実施形態では、iPSCを、100ng/mLのアクチビンAと培養する。いくつかの実施形態では、iPSCを、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下である濃度のBMP4、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、1~200ng/mL、1~100ng/mL、25~200ng/mL、1~80ng/mL、又は25~100ng/mLのBMP4とともに培養する。いくつかの実施形態では、iPSCを、50ng/mLのBMP4とともに培養する。いくつかの実施形態では、iPSCを、アクチビンA若しくはBMP4、又は両方とともに、1、2、3、4、又は5日間培養する。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、Wnt3a、FGF4、ノギン、若しくはレチノイン酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに、各々胚体内胚葉細胞を前方前腸細胞に分化させるのに十分な濃度で培養する。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mLであるか、約0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mLであるか、少なくとも0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mLであるか、少なくとも約0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mLであるか、0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mL以下であるか、又は約0、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、若しくは600ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、0~600ng/mL、0~200ng/mL、200~500ng/mL、又は200~600ng/mLの濃度で、Wnt3a、FGF4、ノギン、若しくはレチノイン酸、又はそれらの任意の組み合わせのうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに培養する。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μMであるか、約0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μMであるか、少なくとも0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μMであるか、少なくとも約0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μMであるか、0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μM以下であるか、又は約0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、若しくは3.0μMである濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、0~3.0μM、1.0~3.0μM、0~2.0μM、又は1.5~3.0μMの濃度で、Wnt3a、FGF4、ノギン、若しくはレチノイン酸のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、又はそれらの任意の組み合わせとともに培養する。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、500ng/mL又は約500ng/mLのWnt3a、500ng/mL又は約500ng/mLのFGF4、200ng/mL又は約200ng/mLのノギン、及び2μM又は約2μMのレチノイン酸ととに培養する。いくつかの実施形態では、胚体内胚葉細胞を、Wnt3a、FGF4、ノギン、又はレチノイン酸のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに、1、2、3、4、又は5日間培養する。
いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、本明細書に開示される方法のうちの1つ以上によって産生される前方前腸細胞から調製される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させる条件下で前方前腸細胞を培養し、背側前方前腸細胞を食道前駆細胞に分化させる条件下で背側前方前腸細胞を培養し、食道前駆細胞を食道ラフト培養物に分化させる条件下で食道前駆細胞を培養することによって調製される。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞は単層として培養される。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞はスフェロイドとして培養されない。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、食道前駆細胞を食道ラフト培養物に分化させる条件下で食道前駆細胞を培養する前に、食道前駆細胞を拡大するために培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を食道ラフト培養物に分化させるための条件は、気液界面において食道前駆細胞を培養することを含む。
いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、本明細書に開示される方法のうちの1つ以上によって産生される前方前腸細胞から調製される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、若しくは成長補助剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに培養することによって、あるいは前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、若しくはFGF経路活性化剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)、任意選択で、神経前駆体阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせとともに培養して、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させ、背側前方前腸細胞を単一細胞に解離して、背側前方前腸細胞を食道前駆細胞に分化させるためにROCK阻害剤を含む第1の組織培養容器内で背側前方前腸細胞を培養し、食道前駆細胞を単一細胞に解離して、第2の組織培養容器内に配置されたインサート部材(例えば、transwell)内及び/又はその表面上で食道前駆細胞を培養し(インサート部材は、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含み、インサート部材及び第2の組織培養容器は、食道前駆細胞が成長培地に完全に浸漬されるような量の成長培地を含む)、食道前駆細胞を気液界面で培養して、食道前駆細胞を食道ラフト培養物に分化させることによって調製される。いくつかの実施形態では、第2の組織培養容器は、第1の組織培養容器と同じである。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、EGF、ノギン、及びFGF10と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、EGF、ノギン、FGF10、及びCultureOne補助剤、又はいくつかの他の神経前駆体阻害剤(例えば、シタラビン)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下であるか、又は約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、10~200ng/mL、10~150ng/mL、又は50~200ng/mLの濃度で、EGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、少なくとも100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、少なくとも約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mL以下であるか、又は約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、100~300ng/mL、100~250ng/mL、又は150~300ng/mLの濃度で、BMP経路阻害剤(例えば、ノギン)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLであるか、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLであるか、少なくとも5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLであるか、少なくとも約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLであるか、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mL以下であるか、又は約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、5~100ng/mL、5~75ng/mL、又は25~100ng/mLの濃度で、FGF経路活性化剤(例えば、FGF10)と接触させる。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、製造者の推奨濃度に従って、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、約0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、少なくとも0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、少なくとも約0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍であるか、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍以下であるか、又は約0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍、若しくは2倍以下である濃縮補助剤で、成長補助剤(例えば、CultureOne)又は別の神経前駆体阻害剤と接触させる。いくつかの実施形態では、成長補助剤又は神経前駆体阻害剤は、1倍で提供される。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞は単層として培養される。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞はスフェロイドとして培養されない。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物上で第1の組織培養容器内で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物上のインサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、EGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、若しくはSMAD阻害剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ)、又はそれらの任意の組み合わせとともに、及び第2の組織培養容器内のEGFとともに、インサート部材内で培養される。いくつかの実施形態では、気液界面は、第2の組織培養容器及び/又はインサート部材が、食道前駆細胞が成長培地中に部分的にのみ浸漬されるような量の成長培地を収容するように、インサート部材から成長培地を除去することを含む。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、EGF、Y-27632、DMH1、及びA-83-01と接触させる。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLであるか、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下であるか、又は約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、10~200ng/mL、10~100ng/mL、100~200ng/mL、50~150ng/mL、又は80~120ng/mLの濃度で、EGF経路活性化剤(例えば、EGF)と接触させる。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、1~20μM、1~10μM、10~20μM、5~15μM、又は8~12μMの濃度で、ROCK阻害剤(例えば、Y-27632)と接触させる。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞を、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMであるか、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMであるか、少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMであるか、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μM以下であるか、又は約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μM以下
である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、0.1~10μM、0.5~2μM、0.1~2μM、若しくは0.5~5μMの濃度で濃度で(例えば、DMH1及びA-83-01の各々に対して)、SMAD阻害剤(例えば、DMH1及びA-83-01)と接触させる。
いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、本明細書に開示される方法のうちの1つ以上によって産生される前方前腸細胞から調製される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、前方前腸細胞を、EGF、ノギン、FGF10、若しくはCultureOne補助剤のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに培養して、前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させ、背側前方前腸細胞を単一細胞に解離して、背側前方前腸細胞を食道前駆細胞に分化させるためにY-27632を含む第1の組織培養容器内で背側前方前腸細胞を培養し、食道前駆細胞を単一細胞に解離して、第2の組織培養容器内に配置されたインサート部材(例えば、transwell)内及び/又はその表面上で食道前駆細胞を培養し(インサート部材は、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含み、インサート部材及び第2の組織培養容器は、食道前駆細胞が成長培地に完全に浸漬されるような量の成長培地を含む)、食道前駆細胞を気液界面で培養して、食道前駆細胞を食道ラフト培養物に分化させることによって調製される。いくつかの実施形態では、第2の組織培養容器は、第1の組織培養容器と同じである。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞は単層として培養される。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞はスフェロイドとして培養されない。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、第1の組織培養容器内でコラーゲンIV型上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、インサート部材内及び/又はその表面上でコラーゲンIV型上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、EGF、Y-27632、DMH1、又はA-83-01のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに、及び第2の組織培養容器内のEGFとともに、インサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、気液界面は、第2の組織培養容器及び/又はインサート部材が、食道前駆細胞が成長培地中に部分的にのみ浸漬されるような量の成長培地を収容するように、インサート部材から成長培地を除去することを含む。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mL以下であるか、又は約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、10~300ng/mL、10~200ng/mL、100~200ng/mL、又は50~200ng/mLの濃度で、EGF、ノギン、又はFGF10のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ)とともに培養する。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、100ng/mL又は約100ng/mLのEGFとともに培養する。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、200ng/mL又は約200ng/mLのノギンとともに培養する。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、50ng/mL又は約50ng/mLのFGF10とともに培養する。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、1倍のCultureOne補助剤とともに培養する。いくつかの実施形態では、前方前腸細胞を、1、2、3、4、又は5日間培養する。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、Accutaseを用いて解離される。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、1~20μM、5~15μM、又は8~12μMの濃度で、Y-27632を含む第1の組織培養容器内で培養される。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、10μM又は約10μMのY-27632とともに第1の組織培養容器内で培養される。いくつかの実施形態では、背側前方前腸細胞は、第1の組織培養容器内で、1.5μgコラーゲンIV型/cm培養表面積で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含むインサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、インサート部材の透過性である表面は、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下であるか、又は約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下である細孔サイズ、又は前述のサイズのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の細孔サイズ、例えば、0.1~10μm、0.1~5μm、5~10μm、若しくは1~5μmの細孔サイズを有する。いくつかの実施形態では、インサート部材の透過性である表面は、3μmであるか、約3μmであるか、少なくとも3μmであるか、少なくとも約3μmであるか、3μm以下であるか、又は約3μm以下のである細孔サイズを有する。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLであるか、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mL以下であるか、又は約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mL以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、10~300ng/mL、10~200ng/mL、100~200ng/mL、又は50~200ng/mLの濃度で、EGF、Y-27632、DMH1、又はA-83-01のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに、インサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMであるか、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下であるか、又は約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μM以下である濃度、あるいは前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度、例えば、0.1~20μM、5~15μM、0.1~4μM、又は8~12μMの濃度で、EGF、Y-27632、DMH1、又はA-83-01のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに、インサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、100ng/mL又は約100ng/mLのEGFとともに、インサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、10μM又は約10μMのY-27632とともに、インサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、1μM又は約1μMのDMH1とともに、インサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態で
は、食道前駆細胞は、1μM又は約1μMのA-83-01とともに、インサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、1、2、3、4、5、6、7、又は8日間、EGF、Y-27632、DMH1、又はA-83-01のうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ)とともに、インサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、1.5μgコラーゲンIV型/cmの培養表面積でインサート部材内及び/又はその表面上で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、第2の組織培養容器内で、100ng/mL又は約100ng/mLのEGFとともに気液界面で培養される。いくつかの実施形態では、食道前駆細胞は、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、又は30日間、気液界面で培養される。
いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、本明細書に記載の方法のうちの1つ以上によって産生される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物はヒト食道ラフト培養物である。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物はヒト細胞に由来する。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物はヒトiPSCに由来する。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、スフェロイド又はオルガノイドに由来しない。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、細胞外マトリックス又はその構成要素若しくは模倣物上で培養されない。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、ラットコラーゲンI型マトリックス若しくはマトリゲル、又は両方上で培養されない。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、異種構成要素とともに培養されない。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、ヒトコラーゲンIV型上で培養される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、フィーダー細胞基質上で培養されない。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、マウス線維芽細胞上で培養されない。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、照射されたマウス線維芽細胞上で培養されない。
食道ラフト培養物の特性
いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、本明細書に記載の方法のうちの1つ以上によって産生される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、重層扁平上皮細胞層を含む。いくつかの実施形態では、重層扁平上皮細胞層は、基底上層及び基底層を含む。いくつかの実施形態では、重層扁平上皮細胞層は、E-カドヘリン(Ecad)に対して陽性である。いくつかの実施形態では、基底上層は、ケラチン13(keratin13、KRT13)若しくはケラチン8(keratin8、KRT8)、又は両方に対して陽性である。いくつかの実施形態では、基底層は、性決定領域Y-ボックス2(sex determining region Y-box2、SOX2)、腫瘍タンパク質P63(p63)、若しくはケラチン5(keratin5、KRT5)、又はそれらの任意の組み合わせのうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ)に対して陽性である。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は間葉層を含む。いくつかの実施形態では、間葉層は筋線維を含む。いくつかの実施形態では、間葉層は、フォークヘッドボックスタンパク質F1(forkhead box protein F1、FOXF1)、ホメオボックスタンパク質Nkx-6.1(NKX6-1)、若しくはビメンチン、又はそれらの任意の組み合わせのうちの1つ以上(例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ)に対して陽性である。いくつかの実施形態では、筋線維は、デスミンに対して陽性である。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、固有層を欠くか、又は食道ラフト培養物と同じ種の成体動物の食道組織と比較して、固有層が低減若しくは実質的に低減している(例えば、50%、60%、70%、80%、90%、95%以上低減している)。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、神経前駆細胞及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を事実上含まない。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養は、腸内神経堤細胞(ENCC)を更に含む。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物が神経支配されたラフト培養物であるように、食道ラフト培養物は、ENCC、神経前駆細胞、及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を更に含む。いくつかの実施形態では、神経前駆細胞はSOX10+である。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生されたる食道ラフト培養物は、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下であるか、又は約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下である厚さ、あるいは前述の長さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、1~500μm、10~300μm、50~100μm、1~100μm、又は100~500μmの厚さを有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物は、150、200、250、300、350、400、450、若しくは500μmであるか、約150、200、250、300、350、400、450、若しくは500μmであるか、少なくとも150、200、250、300、350、400、450、若しくは500μmであるか、少なくとも約150、200、250、300、350、400、450、若しくは500μmであるか、150、200、250、300、350、400、450、若しくは500μm以下であるか、又は約150、200、250、300、350、400、450、若しくは500μm以下である厚さ、あるいは前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、150~500μm、150~350μm、又は250~500μmの厚さを有する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物は、0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100cmであるか、約0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100cmであるか、少なくとも0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100cmであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100cmであるか、0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100cm以下であるか、又は約0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100cm以下である表面積、あるいは前述の表面積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の表面積、例えば、0.1~100cm、10~80cm、20~40cm、0.1~30cm、又は50~100cmの表面積を有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物は、0.1、0.5、1、1.5、若しくは2cmであるか、約0.1、0.5、1、1.5、若しくは2cmであるか、少なくとも0.1、0.5、1、1.5、若しくは2cmであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、1.5、若しくは2cmであるか、0.1、0.5、1、1.5、若しくは2cm以下であるか、又は約0.1、0.5、1、1.5、若しくは2cm以下である表面積、あるいは前述の表面積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の表面積、例えば、0.1~2cm、0.1~1cm、又は0.5~2cmの表面積を有する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物は、10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1、5、若しくは10cmであるか、約10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1、5、若しくは10cmであるか、少なくとも10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1、5、若しくは10cmであるか、少なくとも約10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1、5、若しくは10cmであるか、10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1、5、若しくは10cm以下であるか、又は約10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1、5、若しくは10cm以下である体積、あるいは前述の体積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の体積、例えば、10-5~10cm、10-2~1cm、又は1~10cmの体積を有する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物の重層扁平上皮層は、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下であるか、又は約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下である厚さ、あるいは前述の長さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、1~500μm、20~200μm、50~100μm、1~100μm、又は100~500μmの厚さを有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物の重層扁平上皮細胞層は、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、若しくは250μmであるか、約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、若しくは250μmであるか、少なくとも50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、若しくは250μmであるか、少なくとも約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、若しくは250μmであるか、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、若しくは250μm以下であるか、又は約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、若しくは250μm以下である厚さ、あるいは前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、50~250μm、50~150μm、又は100~250μmの厚さを有する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物の基底上層は、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下であるか、又は約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下である厚さ、あるいは前述の長さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、1~500μm、20~200μm、50~100μm、1~100μm、又は100~500μmの厚さを有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物の基底上層は、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、190、190、若しくは200μmであるか、約80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、190、190、若しくは200μmであるか、少なくとも80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、190、190、若しくは200μmであるか、少なくとも約80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、190、190、若しくは200μmであるか、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、190、190、若しくは200μm以下であるか、又は約80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、190、190、若しくは200μm以下である厚さ、あるいは前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、80~200μm、80~150μm、又は100~200μmの厚さを有する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物の基底層は、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下であるか、又は約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下である厚さ、あるいは前述の長さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、1~500μm、20~200μm、50~100μm、1~100μm、又は100~500μmの厚さを有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物の基底層は、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μmであるか、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μmであるか、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μmであるか、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μmであるか、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μm以下であるか、又は約10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μm以下である厚さ、あるいは前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、10~100μm、10~50μm、又は50~100μmの厚さを有する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物の間葉層は、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、少なくとも約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmであるか、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下であるか、又は約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μm以下である厚さ、あるいは前述の長さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、1~500μm、20~200μm、50~100μm、1~100μm、又は100~500μmの厚さを有する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される方法のうちのいずれかによって産生される食道ラフト培養物の間葉層は、100、150、200、250、300、350、若しくは400μmであるか、約100、150、200、250、300、350、若しくは400μmであるか、少なくとも100、150、200、250、300、350、若しくは400μmであるか、少なくとも約100、150、200、250、300、350、若しくは400μmであるか、100、150、200、250、300、350、若しくは400μm以下であるか、又は約100、150、200、250、300、350、若しくは400μm以下である厚さ、あるいは前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さ、例えば、100~400μm、100~200μm、又は200~400μmの厚さを有する。
いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、本明細書に記載の方法のうちの1つ以上によって産生される。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は神経構造を含む。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、SOX2又はβIII-チューブリンなどの神経マーカーを発現する細胞を含む。
いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物は、血管新生、血管、及び/又は内皮細胞を含まない。
移植及び治療方法
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の食道ラフト培養物又は食道ラフト細胞組成物は、例えば、治療又は実験モデルとして、宿主生物に移植又はグラフトされる。いくつかの実施形態では、移植は、ラフト培養物を、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、若しくは50日間であるか、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、若しくは50日間であるか、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、若しくは50日間であるか、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、若しくは50日間であるか、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、若しくは50日間以内であるか、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、若しくは50日間以内である日数、あるいは前述の日数のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の培養日数、例えば、1~50日、10~40日、20~30日、1~30日、若しくは20~50日間培養した後に行われる。いくつかの実施形態では、ラフト培養物は、当該技術分野において既知の他の方法によって調製された食道オルガノイドが同じ又は同様の成熟状態になる日数前に、移植及び/又は研究のために十分に成熟しており、日数は、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、若しくは40日であるか、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、若しくは40日であるか、少なくとも5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、若しくは40日であるか、少なくとも約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、若しくは40日以内であるか、又は約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、若しくは40日以内である、あるいは前述の日数のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の日数、例えば、5~40日、10~40日、20~30日、又は5~30日である。いくつかの実施形態では、宿主生物は哺乳動物である。いくつかの実施形態では、宿主生物は免疫不全哺乳動物である。いくつかの実施形態では、宿主生物は免疫不全マウスである。いくつかの実施形態では、宿主生物は、サル、ネコ、イヌ、ハムスター、又はラットである。いくつかの実施形態では、宿主生物は、免疫無防備状態のサル、ネコ、イヌ、ハムスター、又はラットである。いくつかの実施形態では、宿主生物はヒトである。いくつかの実施形態では、宿主生物は免疫不全のヒトである。いくつかの実施形態では、宿主生物は免疫適格性のヒトである。いくつかの実施形態では、宿主生物は、免疫抑制剤で治療された免疫適格性のヒトである。いくつかの実施形態では、ラフト培養物は、宿主生物に対して自家である。いくつかの実施形態では、ラフト培養物は、宿主生物に対して同種である。いくつかの実施形態では、宿主生物は、食道移植又はグラフトを必要とする哺乳動物である。いくつかの実施形態では、宿主生物は、食道移植又はグラフトを必要とするヒトである。
いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物又は食道ラフト細胞組成物は、アカラシア、バレット食道、食道がん、胃食道逆流症(gastroesophageal reflux disease、GERD)、嚥下障害、胸やけ、好酸球性食道炎、傍食道型(paraoesophageal)ヘルニア、又は食道穿孔を含むがこれらに限定されない様々な異なる病態を研究又は治療するために使用することができる臨床的に有益な組織として機能する。いくつかの実施形態では、食道ラフト培養物又は食道ラフト細胞組成物は、薬理学的挙動、細胞シグナル伝達、蠕動、がんの形成及び遊走、若しくは移植/グラフト、又はそれらの任意の組み合わせを評価するために使用される。
本明細書において論じられる実施形態のいくつかの態様は、以下の実施例において更に詳細に開示され、これらの実施例は、本開示の範囲を限定することを決して意図しない。本明細書及び特許請求の範囲に記載されるように、多くの他の実施形態も本開示の範囲内に含まれることが当業者には理解されよう。
実施例1.上皮及び間葉を含む食道ラフト培養物の生成
食道ラフト培養物を、図1に示される例示的な概略図に従って産生した。
ヒトPSC(hPSC)を、hESC適格マトリゲルコーティング10cmプレート上で培養し、食道単層に分化させた(9日目)。0~6日目まで、提供された補助剤を含む成長培地を毎日交換した。0~1日目まで、hPSCを、50ng/mLのBMP4(R&D Systems)及び100ng/mLのアクチビンA(R&D Systems)を補充したRPMI1640中で培養した。1~2日目まで、hPSCを、100ng/mLのアクチビンA及び0.2%ウシ胎仔血清(FBS)を補充したRPMI1640中で培養した。2~3日目まで、hPSCを、100ng/mLのアクチビンA及び2%FBSを補充したRPMI1640中で培養した。3日目の終わりに、hPSCを胚体内胚葉細胞に分化させた。
次に、胚体内胚葉細胞を、以下に従って前方前腸単層細胞に分化させた。3~5日目まで、胚体内胚葉細胞を、500ng/mLのWnt3a(R&D systems)、500ng/mLのFGF4(R&D systems)、200ng/mLのノギン(BMP阻害剤、R&D systems)、及び2%FBSを補充したRPMI1640中で培養した。5日目~6日目まで、胚体内胚葉細胞を、500ng/mLのFGF4、200ng/mLのノギン、2μMレチノイン酸(retinoic acid、RA、Sigma)、及び2%FBSを補充したRPMI1640中で培養した。6日目の終わりに、胚体内胚葉細胞を前方前腸単層細胞に分化させた。
次いで、前方前腸単層細胞を、背側前方前腸細胞及び食道前駆細胞に分化させた。6日目~9日目まで、前方前腸単層細胞を、100ng/mLのEGF(R&D Systems)、200ng/mLのノギン、及び50ng/mLのFGF10を補充したAdvanced DMEM/F12中で培養して、背側前方前腸細胞にパターン化した。
任意選択で、本明細書で提供されるように毎日添加される他の成長因子に加えて、1倍CultureOne補助剤(Cult1)(GIBCO)を6~9日目に添加することができる(図1に示される)。代替的に、図3Aは、0日目から開始して9日目まで任意選択で添加される1倍CultureOneを示す。9日目以降、CultureOneを培養物から除去した。CultureOneを添加して神経夾雑を低減することができ、より早くに添加することにより、ラフト培養物の間葉層における神経夾雑が更に低減される。シタラビン(ara-C)などの代替の神経前駆体阻害剤が想定される。他の実施形態では、CultureOne補助剤は培養条件に含まれない。
9日目に、分化した背側前方前腸単層を、Accutaseを使用して単一細胞懸濁液に解離させ、10μMのY-27632(ROCK阻害剤)を補充したケラチノサイト無血清培地(serum free medium、SFM)(GIBCO,Carlsbad,CA,USA)中のコラーゲンIV型(ヒト胎盤由来)コーティングプレート(1.5μgのコラーゲン/cm)上で約1.8×10細胞/cmで、食道前駆細胞に分化させるために成長培地を1日おきに交換しながらコンフルエントになるまで(5~6日間)培養した。
食道前駆細胞がコンフルエントに達したら、それらを、0.05%トリプシン-EDTAを使用して単一細胞懸濁液に解離させ、コラーゲンIV型コーティング(1.5μgのコラーゲン/cm)3μm細孔サイズのポリカーボネート膜セルインサート(Corning)上で培養した。セルインサート上での培養の最初の5日間、細胞を上部(インサート)及び下部(プレート)区画において毎日新しい培地で培養した。上部区画には、100ng/mLのEGF、10μMのY-27632、1μMのDMH1、及び1μMのA83-01(SMAD阻害剤)を補充したAdvanced DMEM/F12を供給した。下部区画には、100ng/mLのEGFを補充したAdvanced DMEM/F12を供給した。5日後、細胞を気液界面に移動し、底部区画においてのみ毎日新しい培地で培養した。このようにして、より頂端の層であるラフト培養物の上皮が空気に曝露される。
全段階の細胞を、標準的な37℃、5%COインキュベーション条件で培養した。
実施例2.食道ラフト培養物の観察
本明細書に記載の方法によって産生された食道ラフト培養物は、24ウェルプレート形式ではなく10cmプレート形式で分化及び培養することができた。ラフト培養物への分化の前にスフェロイド/オルガノイド段階はなかった。その代わりに、細胞を単層で培養し、次いでセルインサート中で培養した。ラフト培養物を培養するために、フィーダー細胞基質(例えば、照射されたマウス線維芽細胞を有するラットコラーゲンI型マトリックス)は必要なかった。代わりに、プレート及びインサート、特に細胞が接触する表面又はインサートの透過性表面を、ヒト由来コラーゲンIV型でコーティングした。マトリゲル及び他の基底膜マトリックスも必要としなかった。これは、より大きな培養物及びcGMP産生へのスケーリングに対する重要な考慮事項である。気液界面は、食道分化の開始から約2週間後に開始した。比較すると、以前の食道ラフト培養物及びオルガノイドのプロトコルは、分化開始の約40日後の気液界面開始を伴った。
重要なことに、本明細書に記載の食道ラフト培養物は、上皮及び間葉の両方を含むが、以前のラフト培養物及びオルガノイドは間葉を欠く。6~9日目の単層に間葉前駆細胞の小集団が存在したが、間葉集団は、9~14日目に(実施例1に記載されるように)、補充ケラチノサイトSFM培地中のコラーゲンIV型コーティングプレート上での培養中に拡大した。以前のプロトコルのように自然発生的に出現するスフェロイドのみを収集する代わりに、単層全体を使用することにより、そうでなければ失われる小さな前駆体集団を拡大することができた。図2は、食道ラフト培養物の形態を示す。E-カドヘリンによって示される重層扁平上皮は、ケラチン13(KRT13)及びケラチン8(KRT8)によって示される基底上層と、SOX2、P63、及びケラチン5(KRT5)によって示される基底層とに細分される。上皮の下で、間葉細胞マーカーFOXF1、NKX6-1、及びビメンチンによって示される間葉は、分化した筋細胞(デスミン)を含む。
図3Bは、培養の0~9日目又は6~9日目のいずれかにCultureOne補助剤を使用した場合の食道ラフト培養物を比較する免疫蛍光画像を示す。望ましくない可能性がある神経細胞型の存在は、Ecad陰性間葉層内のSOX2(矢印)又はβIII-チューブリン(矢印)の発現によって示される。SOX2は、通常、Ecad+食道上皮において発現される。
実施例3.腸内神経堤細胞(ENCC)の食道ラフト培養物への分化及び共培養
食道ラフト培養物は、培養及び分化中に腸内神経堤細胞(ENCC)と組み合わせることによって神経支配され得る(図4A)。
hPSCをhESC適格マトリゲルコーティングプレート上で培養し、mTeSR1中のコラゲナーゼIV(500U/mL、Gibco)で37℃で60~90分間処理して、コロニーを剥離した。次いで、細胞をDMEM/F-12(Gibco)で洗浄し、15mLのコニカルチューブに移した。細胞がチューブの底でペレット化したら、DMEM/F-12を除去し、細胞を穏やかに粉砕し、神経誘導培地に再懸濁した。神経誘導培地は、1:1比のDMEM/F12-GlutaMAX(Gibco)と、B27補助剤(0.5倍、Gibco)、N2補助剤(0.5倍、Gibco)、pen-strep(1倍、Gibco)、インスリン(5μg/mL、Sigma-Aldrich)、FGF2(20ng/mL、R&D Systems)、及びEGF(20ng/mL、R&D Systems)を補充したNeurobasal Medium(Gibco)とからなる。細胞を、非組織培養処理した60mmペトリ皿(Fisherbrand)上で培養した。神経誘導培地を5日間毎日交換し、4日目及び5日目に2μMのレチノイン酸(retinoic acid、RA)を培地に添加して後進(posteriorizing)した。6日目に、浮遊ニューロスフェアを収集し、培地を毎日交換しながら更に4日間、神経誘導培地(RAを含まない)中のヒトフィブロネクチン(human fibronectin、HFN)コーティングプレート(PBSに希釈された3μg/cm、Corning)上で培養した。次いで、コンフルエントな細胞を、2~3分の短時間のAccutase処理によって収集し、RAを含まない神経誘導培地中で更に4日間、HFNコーティングプレート上で再度培養した。この段階で、細胞を、短時間のAccutase処理によって再度収集し、カウントし、食道前駆細胞と再度組み合わせ(本明細書で開示される食道ラフト培養分化プロセスの13日目)、セルインサート上で培養した。ENCC-食道前駆細胞播種比は約2:1である。共培養を、ENCCを欠く食道培養と同じ条件で維持した。上部区画には、100ng/mLのEGF、10μMのY-27632、1μMのDMH1、及び1μMのA83-01(SMAD阻害剤)を補充したAdvanced DMEM/F12を供給する。下部区画には、100ng/mLのEGFを補充したAdvanced DMEM/F12を供給する。5日後、細胞を気液界面に移動し、底部区画においてのみ毎日新しい培地で培養する。
図4Bは、神経支配された食道ラフト培養物の代表的なマーカーを示す。ラフト培養物は、典型的な食道上皮マーカー(SOX2、P63、KRT5、KRT13、及びKRT8)、及び一般的な上皮マーカーE-カドヘリン(Ecad)を発現する。矢印で示される組み込まれたGFP発現ENCCは、ビメンチン及び神経マーカーβIII-チューブリンの発現によって示される食道ラフト培養間葉を神経支配する。βIII-チューブリン発現は、GFP発現と共局在され、経支配神経が、食道ラフト分化中の神経夾雑からではなく、ENCCに直接分化したhPSC-GFPから生じたことを示す。
前述の実施形態の少なくともいくつかにおいて、実施形態で使用される1つ以上の要素は、そのような置き換えが技術的に実現可能でない限り、別の実施形態で交換可能に使用され得る。特許請求される主題の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の方法及び構造に対して様々な他の省略、追加、及び修正が行われ得ることが当業者によって理解されるであろう。全てのそのような修正及び変更は、添付の特許請求の範囲によって定義される主題の範囲内に含まれることが意図される。
本明細書における実質的に任意の複数形及び/又は単数形の用語の使用に関して、当業者は、文脈及び/又は用途に適切であるように、複数形から単数形に、及び/又は単数形から複数形に変換することができる。様々な単数形/複数形の置換は、明確にするために本明細書に明示的に記載され得る。
「例えば(e.g.)」の使用に関して、「例えば(for example)」を意味すると理解され、したがって非限定的な例である。
一般に、本明細書で使用される用語、特に添付の特許請求の範囲(例えば、添付の特許請求の範囲の本文)で使用される用語は、一般に「非限定」用語として意図される(例えば、「含む」という用語は、「含むがこれに限定されない」と解釈されるべきであり、「有する」という用語は、「少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「含む」という用語は、「含むがこれに限定されない」と解釈されるべきであるなど)ことが当業者によって理解されるであろう。導入される請求の記載の特定の数が意図される場合、そのような意図は請求項において明示的に記載され、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが当業者によって更に理解されるであろう。例えば、理解の助けとして、以下の添付の特許請求の範囲は、請求の記載を導入するために、導入句「少なくとも1つ」及び「1つ以上」の使用を含み得る。しかしながら、そのような句の使用は、同じ請求が導入句「1つ以上」又は「少なくとも1つ」及び「a」又は「an」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「a」又は「an」による請求の記載の導入が、そのような導入された請求の記載を含む任意の特定の請求を、1つのみのそのような記載を含む実施形態に限定することを暗示するように解釈されるべきではない(例えば、「a」及び/又は「an」は、「少なくとも1つ」又は「1つ以上」を意味するように解釈されるべきである)。請求の記載を導入するために使用される定冠詞の使用についても同じことが当てはまる。加えて、導入される請求の記載の特定の数が明示的に記載されている場合であっても、当業者は、そのような記載が少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることを認識するであろう(例えば、他の修飾語句を伴わない「2つの記載」という明白な記載は、少なくとも2つの記載、又は2つ以上の記載を意味する)。更に、「A、B、及びCなどのうちの少なくとも1つ」に類似する規則が使用される場合、一般に、そのような構成は、当業者が規則を理解するであろう意味で意図される(例えば、「A、B、及びCのうちの少なくとも1つを有する系」は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、A及びBをともに、A及びCをともに、B及びCをともに、並びに/又はA、B、及びCをともに有する系などを含むが、それらに限定されない)。「A、B、又はCなどのうちの少なくとも1つ」に類似する規則が使用されるこれらの場合、一般に、そのような構成は、当業者が規則を理解するであろう意味で意図される(例えば、「A、B、又はCのうちの少なくとも1つを有する系」は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、A及びBをともに、A及びCをともに、B及びCをともに、並びに/又はA、B、及びCをともに有する系などを含むが、それらに限定されない)。2つ以上の代替用語を提示する実質的に任意の選言的単語及び/又は句は、説明、特許請求の範囲、又は図面にかかわらず、用語のうちの1つ、用語のいずれか、又は両方の用語を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者によって更に理解されるであろう。例えば、句「A又はB」は、「A」若しくは「B」又は「A及びB」の可能性を含むと理解される。
加えて、本開示の特徴又は態様がマーカッシュ群に関して記載される場合、当業者は、本開示が、それによって、マーカッシュ群の任意の個々のメンバー又はメンバーのサブグループに関しても記載されることを認識するであろう。
当業者によって理解されるように、書面による説明を提供することに関してなど、ありとあらゆる目的のために、本明細書に開示される全ての範囲は、ありとあらゆる可能な部分範囲及びそれらの部分範囲の組み合わせも包含する。任意の列挙された範囲は、同じ範囲が少なくとも等しい半分、3分の1、4分の1、5分の1、10分の1などに分解されることを十分に説明し、可能にするものとして容易に認識することができる。非限定的な例として、本明細書で論じられる各範囲は、下3分の1、中3分の1、上3分の1などに容易に分解することができる。当業者によって理解されるように、「最大」、「少なくとも」、「を超える」、「未満」などの言葉は、記載される数を含み、後に本明細書で論じられる部分範囲に分解され得る範囲を指す。最後に、当業者によって理解されるように、範囲は各個々のメンバーを含む。したがって、例えば、1~3つの項目を有する群は、1つ、2つ、又は3つの項目を有する群を指す。同様に、1~5つの項目を有する群は、1つ、2つ、3つ、4つ、又は5つの項目を有する群などを指す。
様々な態様及び実施形態が本明細書に開示されているが、他の態様及び実施形態が当業者には明らかであろう。本明細書に開示される様々な態様及び実施形態は、例示を目的としており、限定することを意図しておらず、真の範囲及び趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。
公開及び未公開の出願、特許、及び参考文献を含むがこれらに限定されない、本明細書で引用される全ての参考文献は、本明細書の任意の特定の開示について、参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、本明細書において本明細書の一部とされる。参照により組み込まれる刊行物及び特許又は特許出願が本明細書に含まれる開示と矛盾する範囲で、本明細書は、任意のそのような矛盾する材料に取って代わり、かつ/又は優先することが意図される。

Claims (106)

  1. インビトロ食道ラフト培養物であって、
    基底上層及び基底層を含む、重層扁平上皮層と、
    筋線維を含む、間葉層と、を含み、
    前記重層扁平上皮がE-カドヘリンであり、前記基底上層がKRT13及びKRT8であり、前記基底層が、SOX2、P63、及びKRT5であり、
    前記間葉層が、FOXF1、NKX6-1、及びビメンチンであり、前記筋線維がデスミンである、インビトロ食道ラフト培養物。
  2. 前記食道ラフト培養物が、固有層を欠くか、又は前記ラフト培養物と同じ種の成体動物由来の食道組織と比較して固有層が低減している、請求項1に記載の食道ラフト培養物。
  3. 成長培地、任意選択でDMEM/F12を更に含む、請求項1又は2に記載の食道ラフト培養物。
  4. 前記食道ラフト培養物が、前記成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含むインサート部材の中及び/又はその表面上に位置し、前記インサート部材が、組織培養容器内に配置され、
    任意選択で、前記食道ラフト培養物が、前記成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない前記表面上に配置されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
  5. 前記インサート部材の少なくとも一部分、任意選択で前記成長培地に透過性であるが前記細胞には透過性でない前記表面が、細胞外マトリックス又はその構成要素でコーティングされている、請求項4に記載の食道ラフト培養物。
  6. 前記細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトに由来する、請求項5に記載の食道ラフト培養物。
  7. 前記細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトコラーゲンIV型を含む、請求項5又は6に記載の食道ラフト培養物。
  8. 前記細胞外マトリックス又はその構成要素が、ラットコラージュI型マトリックス又はマトリゲルを含まない、請求項5~7のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
  9. 前記インサート部材及び/又は組織培養容器が、前記食道ラフト培養物が前記成長培地中に完全に浸漬されるような量の成長培地を収容する、請求項4~8のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
  10. 前記インサート部材内に収容される前記成長培地が、EGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、SMAD阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせを更に含み、前記組織培養容器内に収容される前記成長培地が、EGF経路活性化剤を含む、請求項9に記載の食道ラフト培養物。
  11. 前記組織培養容器及び/又はインサート部材が、前記食道ラフト培養物が前記成長培地中に部分的にのみ浸漬されるような量の成長培地を収容し、
    前記重層扁平上皮が、前記成長培地中に部分的にのみ浸漬されるか、又は浸漬されておらず、気液界面を形成し、かつ/又は気液界面に位置する、請求項4~8のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
  12. 前記組織培養容器内に収容される前記成長培地が、EGF経路活性化剤を含む、請求項11に記載の食道ラフト培養物。
  13. 前記インサート部材の透過性である前記表面が、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、少なくとも約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μmであるか、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下であるか、又は約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μm以下である細孔サイズ、あるいは前述のサイズのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の細孔サイズを有する、請求項4~12のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
  14. 前記インサート部材の透過性である前記表面が、3μmの細孔サイズを有する、請求項4~13のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
  15. 前記食道ラフト培養物が、神経前駆細胞及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を事実上含まない、請求項1~14のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
  16. 前記食道ラフト培養物が神経支配された食道ラフト培養物であるように、前記食道ラフト培養物が腸内神経堤細胞(ENCC)、神経前駆細胞、及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を更に含み、任意選択で、前記神経前駆細胞がSOX10+である、請求項1~14のいずれか一項に記載の食道ラフト培養。
  17. 前記食道ラフト培養物が、血管新生、血管、及び/又は内皮細胞を有しない、請求項1~16のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物。
  18. インビトロ細胞培養物であって、
    EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された背側前方前腸細胞に由来する食道前駆細胞の集団を含む、インビトロ細胞培養物。
  19. 前記背側前方前腸細胞が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンでも処理されている、請求項18に記載の細胞培養物。
  20. 成長培地、任意選択で無血清培地、任意選択で、ケラチノサイトSFMを更に含む、請求項18又は19に記載の細胞培養物。
  21. 前記成長培地が、EGF経路活性化剤若しくはウシ下垂体抽出物(BPE)、又は両方を含む、請求項20に記載の細胞培養物。
  22. 前記EGF経路活性化剤が、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度にあるか、あるいは
    前記BPEが、約5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μg/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度にあるか、あるいは両方である、請求項21に記載の細胞培養物。
  23. 前記細胞培養物が、組織培養容器内及び/又はその表面上に位置する、請求項18~22のいずれか一項に記載の細胞培養物。
  24. 前記組織培養容器の少なくとも一部分が、細胞外マトリックス又はその旺盛要素でコーティングされ、前記食道前駆細胞の集団が、前記一部分上にあるか、又はそれと接触している、請求項23に記載の細胞培養物。
  25. 前記細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトに由来する、請求項24に記載の細胞培養物。
  26. 前記細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトコラーゲンIV型を含む、請求項24又は25に記載の細胞培養物。
  27. 前記細胞外マトリックス又はその構成要素が、ラットコラージュI型マトリックス又はマトリゲルを含まない、請求項24~26のいずれか一項に記載の細胞培養物。
  28. ROCK阻害剤を更に含む、請求項18~27のいずれか一項に記載の細胞培養物。
  29. 腸内神経堤細胞を更に含む、請求項18~28のいずれか一項に記載の細胞培養物。
  30. インビトロ細胞培養物であって、
    EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された前方前腸細胞の集団を含む、インビトロ細胞培養物。
  31. 前記前方前腸細胞が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンで更に処理されている、請求項30に記載の細胞培養物。
  32. 成長培地、任意選択で、RPMI、任意選択で、FBS、任意選択で、0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、若しくは2.5%のFBS、又は前述のパーセンテージのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意のパーセンテージのFBSを更に含む、請求項30又は31に記載の細胞培養物。
  33. 前記細胞培養物が、組織培養容器内及び/又はその表面上に位置する、請求項30~32のいずれか一項に記載の細胞培養物。
  34. 前記食道ラフト培養物又は細胞培養物が、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、又は8日間成長している、請求項1~17のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物又は請求項18~33のいずれか一項に記載の細胞培養物。
  35. 前記食道ラフト培養物又は前記細胞培養物が、ヒト人工多能性幹細胞に由来する、請求項34に記載の食道ラフト培養物又は細胞培養物。
  36. 前記食道ラフト培養物又は前記細胞培養物が、スフェロイド又はオルガノイドに由来しない、請求項34又は35に記載の食道ラフト培養物又は細胞培養物。
  37. 食道ラフト培養物を産生する方法であって、
    (a)前方前腸細胞を背側前方前腸細胞に分化させるために、前記前方前腸細胞を、EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせと接触させる工程と、
    (b)工程(a)からの前記背側前方前腸細胞を単一細胞に解離させる工程と、
    (c)前記背側前方前腸細胞を食道前駆細胞に分化させるために、前記背側前方前腸細胞を第1の組織培養容器内で培養する工程と、
    (d)工程(c)からの前記食道前駆細胞を単一細胞に解離させる工程と、
    (e)前記食道前駆細胞を、インサート部材内及び/又はその表面上で培養する工程とであって、
    前記インサート部材が、第2の組織培養容器内に配置され、
    前記インサート部材が、成長培地に透過性であるが細胞には透過性でない表面を含み、
    前記インサート部材及び第2の組織培養容器が各々、前記食道前駆細胞が前記成長培地中に完全に浸漬されるような量の成長培地を収容する、培養する工程と、
    (f)前記食道前駆細胞を前記インサート部材内で培養する工程であって、前記第2の組織培養容器及び/又はインサート部材が、前記食道前駆細胞が前記成長培地中に部分的にのみ浸漬されるような量の成長培地を収容する、培養する工程と、を含む、方法。
  38. 前記前方前腸細胞は、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンと更に接触されるものである、請求項37に記載の方法。
  39. 前記食道前駆細胞が、解離酵素、任意選択で、トリプシン、キモトリプシン、コラゲナーゼ、エラスターゼ、又はAccutaseを使用して解離される、請求項37又は38に記載の方法。
  40. 前記第1の組織培養容器及び/又は前記第2の組織培養容器の少なくとも一部分が、細胞外マトリックス又はその構成要素でコーティングされている、請求項37~39のいずれか一項に記載の方法。
  41. 前記細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトに由来する、請求項40に記載の方法。
  42. 前記細胞外マトリックス又はその構成要素がヒトコラーゲンIV型を含む、請求項40又は41に記載の方法。
  43. 前記細胞外マトリックス又はその構成要素が、ラットコラーゲンI型マトリックス又はマトリゲルを含まない、請求項40~42のいずれか一項に記載の方法。
  44. 前記(a)の接触させる工程が、少なくとも1、2、3、4、又は5日間にわたって行われる、請求項37~43のいずれか一項に記載の方法。
  45. 前記(c)の培養する工程が、少なくとも1、2、3、4、又は5日間にわたって行われる、請求項37~44のいずれか一項に記載の方法。
  46. 前記(e)の培養する工程が、少なくとも2、3、4、5、6、7、又は8日間にわたって行われる、請求項37~45のいずれか一項に記載の方法。
  47. 前記(f)の培養する工程が、少なくとも10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20日間にわたって行われる、請求項37~46のいずれか一項に記載の方法。
  48. 前記工程(c)の背側前方前腸細胞が、EGF経路活性化剤、BPE、ROCK阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせとともに培養される、請求項37~47のいずれか一項に記載の方法。
  49. 前記工程(e)の食道前駆細胞が、前記インサート部材の前記成長培地中のEGF経路活性化剤、ROCK阻害剤、SMAD阻害剤、又はそれらの任意の組み合わせ、及び前記第2の組織培養容器の前記成長培地中のEGFとともに培養される、請求項37~48のいずれか一項に記載の方法。
  50. 前記工程(f)の食道前駆細胞が、前記第2の組織培養容器の前記成長培地中でEGF経路活性化剤とともに培養される、請求項37~49のいずれか一項に記載の方法。
  51. 前記前方前腸細胞がヒト人工多能性幹細胞に由来する、請求項37~50のいずれか一項に記載の方法。
  52. 前記前方前腸細胞が胚体内胚葉細胞に由来し、前記胚体内胚葉細胞がヒト人工多能性幹細胞に由来する、請求項37~51のいずれか一項に記載の方法。
  53. 前記胚体内胚葉細胞が、Wnt3a、FGF4、ノギン、若しくはRA、又はそれらの任意の組み合わせで処理されて、前記胚体内胚葉細胞を前方前腸細胞に分化させる、請求項52に記載の方法。
  54. 前記胚体内胚葉細胞が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンで更に処理されている、請求項53に記載の方法。
  55. 前記胚体内胚葉細胞が、1、2、3、4、又は5日間処理されている、請求項52~54のいずれか一項に記載の方法。
  56. 前記ヒト人工多能性幹細胞が、前記ヒト人工多能性幹細胞を胚体内胚葉細胞に分化させるためにBMP4及び/又はアクチビンAで処理されている、請求項51~55のいずれか一項に記載の方法。
  57. 前記ヒト人工多能性幹細胞が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンで更に処理されている、請求項56に記載の方法。
  58. 前記ヒト人工多能性幹細胞が、1、2、3、4、又は5日間処理されている、請求項51~57のいずれか一項に記載の方法。
  59. ヒト人工多能性幹細胞をBMP4及び/又はアクチビンAと接触させて、前記ヒト人工多能性幹細胞を胚体内胚葉細胞に分化させることと、
    前記胚体内胚葉細胞を、Wnt、FGF4、ノギン、若しくはRA、又はそれらの任意の組み合わせと接触させて、前記胚体内胚葉細胞を工程(a)の前方前腸細胞に分化させることと、を更に含む、請求項37~58のいずれか一項に記載の方法。
  60. 前記ヒト人工多能性幹細胞及び/又は前記胚体内胚葉細胞は、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンと更に接触させる、請求項59に記載の方法。
  61. 前記ヒト人工多能性幹細胞を、1、2、3、4、又は5日間接触させる、請求項59又は60に記載の方法。
  62. 前記胚体内胚葉細胞を、1、2、3、4、又は5日間接触させる、請求項59~61のいずれか一項に記載の方法。
  63. 前記食道ラフト培養物が、神経前駆細胞及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を事実上含まない、請求項37~62のいずれか一項に記載の方法。
  64. 前記工程(d)の解離された食道前駆細胞を、腸内神経堤細胞(ENCC)と組み合わせる工程と、前記工程(e)及び(f)に従って前記組み合わされた食道前駆細胞及びENCCを培養して、神経支配された食道ラフト培養物を産生する工程と、を更に含む、請求項37~63のいずれか一項に記載の方法。
  65. 前記神経支配された食道ラフト培養物が、腸内神経堤細胞(ENCC)、神経前駆細胞及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を含み、任意選択で、前記神経前駆細胞がSOX10+である、請求項64に記載の方法。
  66. 前記食道ラフト培養物が、血管新生、血管、及び/又は内皮細胞を含まない、請求項37~65のいずれか一項に記載の方法。
  67. インビトロ細胞組成物であって、
    EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された前方前腸細胞に由来する背側前方前腸細胞の集団を含む、インビトロ細胞組成物。
  68. インビトロ細胞組成物であって、
    EGF経路活性化剤、BMP経路阻害剤、FGF経路活性化剤、又はそれらの任意の組み合わせで処理された前方前腸細胞の集団を含む、インビトロ細胞組成物。
  69. 前記前方前腸細胞の集団が、神経前駆体阻害剤、任意選択で、CultureOne補助剤又はシタラビンで更に処理されている、請求項68に記載の細胞組成物。
  70. インビトロ食道ラフト組成物であって、
    基底上層及び基底層を含む、重層扁平上皮層と、
    筋線維を含む、間葉層と、を含み、
    前記重層扁平上皮がE-カドヘリンであり、前記基底上層がKRT13及びKRT8であり、前記基底層が、SOX2、P63、及びKRT5であり、
    前記間葉層が、FOXF1、NKX6-1、及びビメンチンであり、前記筋線維がデスミンである、インビトロ食道ラフト組成物。
  71. 前記食道ラフト細胞組成物が、神経前駆細胞及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を事実上含まない、請求項70に記載の食道ラフト細胞組成物。
  72. 前記食道ラフト培養物が神経支配された食道ラフト培養物であるように、前記食道ラフト細胞組成物が腸内神経堤細胞(ENCC)、神経前駆細胞、及び/又はβIII-チューブリン+神経細胞を更に含み、任意選択で、前記神経前駆細胞がSOX10+である、請求項70に記載の食道ラフト細胞組成物。
  73. 前記食道ラフト細胞組成物が、血管新生、血管、及び/又は内皮細胞を含まない、請求項70~72のいずれか一項に記載の食道ラフト培養細胞組成物。
  74. 前記食道ラフト細胞組成物が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~73のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  75. 前記食道ラフト細胞組成物が、約150、200、250、300、350、400、450、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~74のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  76. 前記食道ラフト組成物が、約0.1、0.5、1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100cmの表面積、又は前述の表面積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の表面積を有する、請求項1~75のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  77. 前記食道ラフト組成物が、約0.1、0.5、1、1.5、若しくは2cmの表面積、又は前述の表面積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の表面積を有する、請求項1~76のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  78. 前記食道ラフト組成物が、約10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1、5、若しくは10cmの体積、又は前述の体積のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の体積を有する、請求項1~77のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  79. 前記重層扁平上皮細胞層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~78のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  80. 前記重層扁平上皮細胞層が、約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、若しくは250μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~79のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  81. 前記基底上層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~80のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  82. 前記基底上層が、約80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~81のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  83. 前記基底層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~82のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  84. 前記基底層が、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、若しくは100μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~83のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  85. 前記間葉層が、約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、若しくは500μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~84のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  86. 前記間葉層が、約100、150、200、250、300、350、若しくは400μmの厚さ、又は前述の厚さのうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の厚さを有する、請求項1~85のいずれか一項に記載の食道ラフト細胞組成物。
  87. 前記EGF経路活性化剤が、EGF、TGF-α、AR、BTC、HB-EGF、EPR、トモレグリン、NRG-1、NRG-2、NRG-3、若しくはNRG-4、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1~86のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  88. 前記EGF経路活性化剤がEGFである、請求項1~87のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  89. 前記EGF経路活性化剤が、約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、若しくは200ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、請求項1~88のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  90. 前記EGF経路活性化剤が、100ng/mL又は約100ng/mLの濃度で提供される、請求項1~89のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  91. 前記BMP経路阻害剤が、ノギン、RepSox、LY364947、LDN193189、SB431542、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1~90のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  92. 前記BMP経路阻害剤がノギンである、請求項1~91のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  93. 前記BMP経路阻害剤が、約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、若しくは300ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、請求項1~92のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  94. 前記BMP経路阻害剤が、200ng/mL又は約200ng/mLの濃度で提供される、請求項1~93のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  95. 前記FGF経路活性化剤が、FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF4、FGF5、FGF6、FGF7、FGF8、FGF8、FGF9、FGF10、FGF11、FGF12、FGF13、FGF14、FGF15、FGF16、FGF17、FGF18、FGF19、FGF20、FGF21、FGF22、若しくはFGF23、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1~94のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  96. 前記FGF経路活性化剤がFGF10である、請求項1~95のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  97. 前記FGF経路活性化剤が、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100ng/mLの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、請求項1~96のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  98. 前記FGF経路活性化剤が、50ng/mL又は約50ng/mLの濃度で提供される、請求項1~97のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  99. 前記ROCK阻害剤が、Y-27632、Y-30141、Y-39983、Ki-23095、SLx-2119、チアゾビビン、アザインドール1、ファスジル、リパスジル、ネタルスジル、RKI-1447、若しくはGSK429286A、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1~98のいずれか一項に記載の食道ラフト培養、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  100. 前記ROCK阻害剤がY-27632である、請求項1~99のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  101. 前記ROCK阻害剤が、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20μMの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、請求項1~100のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  102. 前記ROCK阻害剤が、10μM又は約10μMの濃度で提供される、請求項1~101のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  103. 前記SMAD阻害剤が、A-83-01、DMH1、RepSox、LY365947、LY2109761、LY364947、SB431542、SB525334、SB505125、ガルニセルチブ、GW788388、LDN-193189、LDN-212854、ヘスペレチン、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1~102のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  104. 前記SMAD阻害剤が、DMH1及びA-83-01である、請求項1~103のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  105. 前記SMAD阻害剤が、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10μMの濃度、又は前述の濃度のうちの任意の2つによって定義される範囲内の任意の濃度で提供される、請求項1~104のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
  106. 前記SMAD阻害剤が、1μM又は約1μMの濃度で提供される、請求項1~105のいずれか一項に記載の食道ラフト培養物、細胞培養物、方法、又は食道ラフト細胞組成物。
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