JP3169611B2 - 有糸分裂後ヒトニューロンの純粋培養物の製造 - Google Patents

有糸分裂後ヒトニューロンの純粋培養物の製造

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Description

【発明の詳細な説明】 序論 本発明は、NIH認可番号NS18616によって提供された研
究中に得られた。本発明の当然の権利は政府にある。
背景 成熟哺乳動物ニューロンは細胞分裂することができな
いし、しかも、嗅覚ニューロンを除いては、成体神経系
の幹細胞から発生することは有り得ない。したがって、
ニューロン特性を有する連続的に分裂するクローン細胞
系は、神経生理学者が神経系のほとんど全ての態様を研
究するのに極めて有用であることが分かった。このよう
な細胞系は、多数の同種細胞の発生および遺伝子転移に
よるこれらの細胞の操作によって、異種遺伝子産物を発
現する新規の誘導体の生成を可能にする。これらの利点
は種々のニューロン細胞系の開発および特性決定をもた
らし、そのいくつかは細胞生物学、生化学および分子生
物学の研究に有用であった。これらの異なる細胞系の有
用性およびニューロン発現型の外観に近づくそれらの能
力は広範に変化する。しかしながら、過去十年間にわた
って行なわれた研究は、細胞系の有用さが、主として二
つの特性、すなわち、(1)特定の細胞系が有糸分裂後
ニューロンに似ている程度;および(2)倍加時間に依
ることを示した。しばしば、これら二つの重要な特性は
逆の関係にある。ニューロンの多数の分化した性質は、
幹細胞が有糸分裂後になるまではインビボにおいて完全
に明確になっているとは言えない。しかしながら、速や
かに分裂するニューロン細胞系は、通常、最終的に分化
した非分裂性ニューロンの表現型性質を持たない代わり
に、それらは、しばしばインビボにおいて神経芽細胞ま
たは胚ニューロンに似ている。例えば、多数のこれらの
細胞系は未熟細胞骨格と一緒に未熟神経突起(neurit
e)を生成するが、有糸分裂後ニューロンの形態学およ
び神経突起の分化がほとんど存在しない。それにもかか
わらず、それらは速やかに分裂するので、これらの細胞
系は生化学およびトランスフェクション実験に有用であ
る。中枢(CNS)および末梢(PNS)神経系の多数のニュ
ーロン細胞種の天然に存在する新生物形成誘導体は、通
常、この範疇(例えば、神経芽細胞腫、クロム親和性細
胞腫および髄芽細胞腫)に入る。もう一方の種類とし
て、HCN1で例示された細胞系がある(ロネット(Ronnet
t)ら、1990,Science,248:603〜605)。これらの細胞は
分化したニューロンの多数の特性を有するが、それらは
ゆっくりと分裂するので(すなわち、未分化の場合、倍
加時間72時間)、それらは多数の実験操作で扱いにく
い。ニューロン細胞系の古典的な例であるPC12細胞でさ
えも、NGFの除去によって、それらのより少ないニュー
ロンの速やかに分裂する表現型に逆戻りする(グリーン
(Greene)およびティシュラー(Tischler)、1982,Adv
ances in Cellular Neurobiology,S.フェデロフ(Fe
deroff)およびL.ハーツ(Hertz)監修、アカデミック
・プレス(Academic Press),ニューヨーク)。
近年、開発中に一時的に見出される特定のニューロン
前駆体を不死化するために多大な努力が成された(最近
の評論に関しては、セプコ(Cepko)、Ann.Rev.Neuro.,
12:47〜65,1989;またはレンダール(Lendahl)およびマ
ッケイ(McKay)、TINS,13:132〜137,1990を参照された
い;そして具体的な例に関しては、バートレット(Bart
lett)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,83:3255〜3259,198
8;フレデリクセン(Fredericksen)ら、Neuron,1:439〜
448,1998;ビレン(Birren)ら、Neuron,4:189〜201(19
90);ハマング(Hammang)ら、Neuron,4:775〜782,199
0;ライダー(Ryder)ら、J.Neurobiol.,21:356〜375,19
90;ロ(Lo)ら、Dev.Biol.,145:139〜153,1991を参照さ
れたい)。このアプローチは、これらの細胞系が、発生
の特定段階での具体的な細胞種の特性に近いと考えられ
るので特に有効である。既に、重要な発生機能を助ける
ことができる新規の分子は、これらの新規の細胞系を用
いて単離された(ジョンソン(Johnson)ら、Nature,34
6:858〜861,1990;レンダールら、Cell,60:585〜595,199
0)。しかしながら、MAH細胞を例外として(ビレンら、
Neuron,4:189〜201(1990)、この方法を用いて生成さ
れた細胞系の更にニューロン分化する能力には限界があ
る。むしろ、それらは、ニューロン系統の発生において
特定の分岐点を調べるのに一層有用であると考えられ
る。
ニューロン表現型の決定に影響を与えるニューロン成
熟の過程および固有因子分析にの理想的な細胞系は、速
やかに分裂する結果として多量に増殖し且つ外因性遺伝
子産物を発現する安定な細胞集団を生じるようにトラン
スフェクトすることができるものであると考えられる。
分化を促進する物質による誘導の際に、この理想的な細
胞系は細胞周期を離れ、ニューロン表現型に対して不可
逆的に委ねられ、そして安定な有糸分裂後状態で存在す
る。次に、これらの細胞は広範な神経突起を生成し且つ
培養中の主要なニューロンと同様の状態まで成熟すると
考えられる。
胚癌細胞系は上記基準のいくつかを満足させる。ネズ
ミおよびヒト双方の胚腫瘍に由来したこれらの細胞は、
ある種の条件下(通常、レチノイン酸(retinoicacid)
[RA]による処理を含む)におかれた場合に1種類また
はいくつかの細胞種に分化する未分化多能性細胞からな
る。この過程は、インビボにおいて見出される種々の表
現型に対して実際に委ねられることに似ている。これら
の細胞種としては、しばしば、分化の様々な段階でのニ
ューロン、グリア、筋および/または内皮細胞がある。
したがって、神経生理学者にとってのそれらの有用性
は、それらの異質性によって制限される。ヒト奇形癌細
胞系であるNTera2/D1(NT2)は、それらがRAに応答して
表現型を変化することができるという点で、そのネズミ
対応物と共通の特性を有する。しかしながら、大部分の
ネズミ胚癌細胞系とは異なり、NT2細胞をRA処理した後
に見出される唯一の識別しうる表現型はニューロンであ
る(アンドルーズ(Andrews)ら、Dev.Biol.,103:285〜
293(1984);アンドルーズら、Lab.Invest.,50:147〜1
62(1984);リー(Lee)およびアンドルーズ、J.Neuro
sci.,6:514〜521(1986))。残念ながら、従来の研究
のいずれにおいても、これらのニューロンは一部分の細
胞であるにすぎないし、そしてそれらは分裂性大型偏平
細胞の大型の未同定集団および残数の未分化幹細胞と共
存していた(アンドルーズ、1984)。
発明の概要 レチノイン酸による処理および1次培養技術(組織培
養プラスチックに対する分別付着および有糸分裂阻害剤
による処理を含む)を用いて、高度に精製されたニュー
ロン集団をヒト奇形癌細胞系から得る。この培養法は、
高度に分化した有糸分裂後細胞を生成することができ
る。未分化細胞をβ−ガラクトシダーゼ(β−gal)発
現プラスミドでトランスフェクトした場合、β−gal発
現は、未分化細胞および有糸分裂後細胞双方において存
在することが分かった。したがって、未分化細胞中への
発現プラスミドのトランスフェクションは、外因性遺伝
子産物の細胞中への導入を許し、次に、その細胞が安定
な有糸分裂後ヒトニューロンになるように誘導すること
ができる。
図面の説明 図1は、RA処理されたNT2細胞からNT2−N細胞の純粋
培養物を生成する方法の略図である。
図2A〜Fは、図1に示した方法の途中で起こる形態学
的変化を示す位相差光学顕微鏡写真である。A、未処理
NT2細胞;B、リプレート(Replate)#1後のNT2細胞
(下方の付着細胞上にある塊の丸い相明細胞に注目され
たい);C、リプレート#2後1日(多数の細胞が多数の
ヒト神経芽細胞腫細胞系と同様の痕跡突起を生成し始め
たことに注目されたい);D、リプレート#2後7日(非
ニューロン細胞は死滅し始め、ここで培養物はニューロ
ン様NT2−N細胞によって支配される);E、リプレート
#2後30日(大部分の細胞がニューロンの形態学を示し
且つ大型の凝集体に移行したこと並びに広範な突起成長
が生じたことに注目されたい);F、これらの細胞の典型
的なニューロン形態学を示すNT2−N細胞の高倍率光学
顕微鏡写真。矢印は、図2Fでの細胞から出ている軸索に
似た長く細い先細でない突起を示している。くさび型
は、樹状突起に似た2本の主な突起を示している。Eに
おける棒線はA〜Eに対して適用され且つ200μmであ
り、そしてFにおける棒線は30μmである。
図3A〜Cは、NT2およびNT2−N細胞のBrDU標識の結果
を示す。A、BrDUで標識され且つBU−1で染色された未
分化NT2細胞。B、BrDUで標識され且つBU−1で染色さ
れたNT2−N細胞。C、抗NF−L抗血清で標識されたB
と同一の視野。Cにおける棒線は200μmである。
図4A〜Fは、NT2−N細胞におけるニューロンマーカ
ーの発現を実証する免疫細胞化学的結果を示す。Aおよ
びB、マウス抗NF−MmAbであるRMO254と、NF−66に対し
て生じたウサギ抗血清である抗NF−66とによる二重標
識;C、1WM3G5、マウス抗MAP1b mAb;D、AP14、マウス抗
MAP2 mAb;E、A2B5、多数のニューロン上で見出された
ガングリオシドに特異的なマウスmAb;F、T14、マウス抗
tau mAb。Fにおける棒線は30μmである。
図5は、NT2−N細胞における細胞骨格マーカーの発
現のイムノブロット分析の結果を示す。列1〜6は6%
SDS−PAGEゲルにより、列7〜13は10%SDS−PAGEゲルに
よる。1、抗MAP1b mAbである1WM 3G5でブロットした
NT2−N細胞からの細胞骨格抽出物20μgおよび2、ウ
シMAPs。3、抗MAP2 mAbであるAP14でブロットした細
胞骨格抽出物20μgおよび4、ウシMAP2。5、抗NF−M
mAbであるRMO254でブロットした細胞骨格抽出物10μ
mおよび6、ヒト神経根IF標品。7、ヒトNF−Lに対し
て生じた抗血清である抗NF−Lでブロットした細胞骨格
抽出物20μgおよび8、ヒト神経根中間体フィラメント
標品。9、ラットNF−66に対して生じた抗血清である抗
NF−66でブロットした細胞骨格抽出物20μgおよび10、
ウシNF−66。11、抗tau mAbであるT14でブロットした
精製成人tau;12、精製ヒト胎児tauおよび13、細胞骨格
抽出物60μg。MWマーカーは指示されたようにkDであ
る。
図6:軸索および樹状突起に関するマーカーで染色され
たNT2−N細胞の同焦点顕微鏡検査。AおよびBは、HO1
4(緑色)およびRMdO20(赤色)で染色された顕微鏡視
野を示す。HO14は、高リン酸化状態のNF−Mに特異的な
ラットmAbであり、RMdO20は、低リン酸化状態のNF−M
に特異的なマウスmAbである。Cは、HO14と、MAP2に特
異的なマウスmAbであるAP14とで染色された細胞の高倍
率視野を示す。これらの像は、各チャンネルの個別のデ
ータを集めた後、それらを一緒にし、そして計算機で作
成された擬色をそれらに与えることによって作成され
た。Cにおける棒線は、Cに対して適用された場合25μ
mであり、AおよびBに対して適用された場合50μmで
ある。
図7:リプレート#2の5週間後のNT2−N細胞培養物
3H−ウリジン標識。A(低倍率)およびB(高倍率)
は、ホフマン・モデュレーション・コントラスト(Hoff
man Modulation Contrast)光学を用いて作成されたN
T2−N細胞の光学顕微鏡写真である。標識された細胞お
よび突起は、NTB−2エマルジョンオートラジオグラフ
ィーによる銀色粒子のために暗灰色または黒色に見え
る。Aは、標識された細胞本体および樹状突起(くさび
形)を含む細胞の視野を示し、多数の未標識軸索突起
(若干の例を矢印で示す)が該視野および培養皿上の他
の所の細胞塊から出ている。Bは、若干の細胞の高倍率
写真を示す。これらの細胞の一つからの樹状突起をくさ
び形を用いて示した。Aにおける棒線は、Aに適用され
た場合50μmであり、Bに適用された場合100μmであ
る。
図8A〜Dは、リプレート#3後の神経突起再生を示す
写真である。A、マトリゲル(Matrigel)上でリプレー
ト#3後1週間増殖させたNT2−N細胞。B、ポリ−D
−リシン上でリプレート#3後1週間増殖させたNT2−
N細胞。図6Dの矢印は偏平な非ニューロン細胞を示す。
Dにおける棒線はA、BおよびDに関し且つ200μmで
ある。Cにおける棒線は30μmである。
図9A〜Cは、ホフマンモジュレーションコトンラスト
顕微鏡検査を用いるX−gal組織化学によって可視化さ
れたNT2−SPUD細胞のβ−gal発現を示す写真である。
A、RA処理前のNT2−SPUD細胞。BおよびC、リプレー
ト#2後のNT2−SPUD細胞。Cにおける棒線は、Aおよ
びCに適用された場合100μmであり、そしてBに適用
された場合50μmである。
発明の説明 ヒト奇形癌細胞系(NTera2/Cl.D1またはNT2細胞)
を、レチノイン酸(RA)による処理後に操作して、95%
を越えて純粋なニューロン細胞(NT2−N細胞)培養物
を生成した。
これらの安定な有糸分裂後細胞の高度に精製された培
養物の生成を図1において模式図によって概説する。未
分化NT2細胞を最初に平板培養した場合、それらは粒状
外観を有する相暗細胞(phase dark cells)として見え
た(図2A)。RA処理の4週間後に、細胞は極度に密集し
た多層培養物を形成した。次に、これらの培養物を分散
させ且つより低密度でリプレートして、細胞の数の層の
中央に埋没していたNT2−N細胞を解放した。この処理
の後、NT2−N細胞は偏平細胞層上に小型の相明細胞と
して見えた(リプレート#1;図2B)。RA処理後のこの時
点まで(すなわち、リプレート#1)のNT2細胞の誘
導、分化パラダイムおよび初期の形態学的外観を予め詳
細に検査した(アンドルーズら、1984年;アンドルー
ズ、1984年)、リプレート#1後の細胞の約5%は、ニ
ューロン特異的マーカーの存在によって判定されるニュ
ーロンである。これらのニューロンを更に増加させるた
めに、本発明者は、小型の相明NT2−N細胞がリプレー
ト#1培養後の偏平細胞層にゆるく付着していて、機械
的に除去し且つ増加させることができるという利点を用
いた。この処理(リプレート#2)は、主として小型の
丸い相明細胞から成る培養物を生じ、そのいくつかはヒ
ト神経芽細胞腫細胞系を連想させる短い突起を有してい
た(図2C)。この工程は、ニューロン特異的酵素の測定
によって検定したところ、ニューロン細胞を約4倍増加
させた。これらの培養物は、更に、未検査で増殖させた
場合に小型の相明細胞(phase bright cells)を上部に
有する単層を徐々に形成した未分化NT2細胞に似た若干
の偏平細胞を含んだ。リプレート#2後、相明NT2−N
細胞は2週間以内に多数の突起を生長させ且つ大型の細
胞凝集体を形成し、そしてニューロン特異的マーカーの
継続的存在によって決定したところ、いずれの表現型復
帰も全く示すことなく最大5か月間まで生育可能であっ
た。しかしながら、これらの培養物は、偏平細胞を有す
る汚染単層の存在ゆえに、リプレート#1由来の混合培
養物にまさる有意の改良ではなかった。これらの分裂性
偏平細胞を排除するために、リプレート#2の後に培養
物オン複数の有糸分裂阻害剤の組合せで処理した。この
処理はNT2−N細胞に対して作用しなかったが、それは
偏平細胞の増殖を完全に抑制した。したがって、ほぼ全
部の偏平細胞は排除され、広範な細胞質を有する極めて
少数の有糸分裂に関して有害な細胞が後に残った。2週
間の処理で、約95%の細胞が分化したニューロン、すな
わち、NT2−N細胞であった。本発明者は、位相差顕微
鏡検査によって概略的に得られたこの観察を、未分化NT
2細胞に対して(ケラチン8および18と反応するCam5.
2)かまたはNT2−N細胞に対して(低分子量ニューロフ
ィラメントタンパク質と排他的に反応するウサギ抗NF−
L)特異的な単クローン性抗体(mAb)を用いる二重染
色細胞培養物によって確認した。これらの実験は、NFP
−抗血清で染色された多数のNT2−N細胞および、極め
て希にのみ、Cam5.2で染色された広範な細胞質を有する
偏平細胞を示した。これらの細胞に対してポリ−D−リ
シンまたはポリ−D−リシンおよびラミニン(lamini
n)よりも優れた基質として役立ったマトリゲル上で培
養した場合、これらのほぼ純粋なNT2−N細胞培養物は
約10週間生育可能であった。
位相差顕微鏡検査を用いて様々な時間にこれらの培養
物を検査した場合(図2DおよびE)、培養皿全体を覆う
広範な神経突起網状構造の漸進的発生が観察された。初
代ニューロトルン培養において記載した軸索突起と同様
の細く先細でない長い突起もまた明らかであった。図2F
で示されたように、これらの培養物中の単細胞は、基部
で太く且つ細胞本体から漸進的に先細りした突起を生成
した(図2Fのくさび形)。更に、細く先細でない突起は
これらの細胞から出ていた(図2Fの矢印)。これら二つ
の形態学的に異なる種類の突起は、CNSおよびPNSニュー
ロンの初代培養の樹状突起および軸索にそれぞれ似てい
た。これら2種類の突起の樹状突起および軸索としての
同一性は、それらが発現した軸索および樹状突起の分子
マーカーによって確証された(図6および7を参照され
たい。)広範な突起成長のこの期間中に、NT2−N細胞
は、神経系の様々な部分からのニューロンの初代培養物
に典型的な成長コーンを示した。純粋なNT2−N細胞の
もう一つの一貫した特徴はそれらの運動性であった。最
初に、NT2−N細胞は培養皿の全表面上に均一に分散し
ていたが(図2C)、時間が経つと、それらは互いに移動
して大型の相互に連結した軸索の束を有する細胞凝集体
を形成した(図2D)。単独かまたはラミニン含有のポリ
−D−リシン上で細胞を平板培養した場合、それらは、
対外培養されたガングリアに似た一層大型の凝集体を形
成した。
本発明者は、一連の実験においてリプレート#2から
採集された細胞数を記録することによって、多数のNT2
−N細胞を生成するこの新規の方法の再現性を検査し
た。NT2細胞2x106個を播種したT75培養フラスコで開始
する多数の実験(n=9)に対して、1x10-5M RAで4
週間処理した後、リプレート#1およびリプレート#2
を行ない、そして本発明者は、平均48.9x106個(s.e.m.
3.3x106、n=9)の細胞を回収した。NT2−N細胞数を
推定するのに利用可能な技術の限界にもかかわらず、本
発明者の定量的データは、リプレート#2の後に回収さ
れた細胞の約20%がNT2−N細胞であったことを示して
いる。したがって、T75当りの平均収量は細胞数10x106
個であった。これまでのところ、この培養法は1週間間
隔でほぼ2年間再現されてきた。
NT2−N細胞が細胞分裂することができなかったこと
を実証するために、NT2−N細胞および未分化NT2細胞双
方の培養物をブロモデオキシウリジン(BrDU)と一緒に
インキュベートし、そしてDNA中に取込まれたBrDUに対
するmAbを用いる間接免疫蛍光法によって、標識された
核を可視化した。未分化細胞からの50%を越える核が、
BrDU標識の3時間後にmAbによって免疫染色された(図3
A)。対照的に、純粋なリプレート#2培養物中には標
識されたNT2−N核が存在しなかったし(図3B)、20時
間の暴露後にも標識されなかった。更に、NT2−N細胞
が視野の中に存在することを示すために、同細胞をNF−
Lに対する抗血清で染色した(図3C)。更に、有糸分裂
阻害剤から回収後の純粋な培養物中かまたは混合培養物
中のNT2−N細胞の可視検査では、ニューロン細胞数の
増加は全く検出されなかった。実際に、本発明者は、NT
2−N細胞の単一塊を3か月間にわたって追跡したが、
全培養期間中、培地中に有糸分裂阻害剤が不存在であり
且つ10%ウシ胎児血清が存在したにもかかわらず、細胞
数の増加は検出されなかった。総合すると、これらのデ
ータは、NT2−N細胞が有糸分裂後であることを強く示
唆している。
従来の研究により、NT2−N細胞の通常の培養物(即
ち、リプレート#1由来の培養物−図1を参照された
い)が全細胞集団の少量成分から成ることが予想された
(アンドルーズ、1984年;リーおよびアンドルーズ、19
86年)。従来、これらの細胞は、A2B5(ニューロンおよ
び若干のグリア細胞に特有の細胞表面糖脂質を認識する
mAb)によって認識された抗原であるニューロフィラメ
ントタンパク質を発現し(アンドルーズ、1984年;リー
およびアンドルーズ、1986年)且つテトロドトキシン感
受性Na+チャンネルを有することが知られていた(レン
ト(Rendt)ら、1989年)。本発明者は、インビボおよ
びインビトロでのニューロンの典型的ないくつかのマー
カーの発現を検査するように設計された実験においてNT
2−N細胞の純粋な培養物を用いて多数のこれらの知見
を確証し且つ拡大した(表I)。周知のニューロフィラ
メントトリプレットタンパク質(表I;図3C、4Aおよび図
5)に加えて、NT2−N細胞は、ニューロン中間体フィ
ラメント系列の2種類のより最近記載されたメンバーで
あるNF−66(α−インターネキシンとしても知られてい
る;図4B)を発現したが、ペリフェリン(peripherin)
(表I)を発現しなかった。したがって、NT2−N細胞
は、NF−66がCNSにおいてのみ豊富であるのでCNSニュー
ロンに似ていてよいし、そしてペリフェリンは実質的に
全部のPNSニューロンにおいて見出される。NT2−N細胞
は、更に、いくつかのニューロン微小管関連タンパク質
(MAP)、即ち、MAP1A、MAP1B、MAP2およびtauを発現し
た(表I;図4C、DおよびF)。更に、ニューロン膜また
は膜関連抗原はNT2−N細胞によって発現された。これ
らとしては、A2B5によって認識された抗原(図4E)、NC
AM(ニューロンおよびニューロン新生物によってしばし
ば発現されるもう一つの細胞表面分子)およびGAP43
(成長コーン中で濃縮された成長関連タンパク質)があ
った。本発明者は、更に、NT2−N細胞が、ニューロン
および神経内分泌細胞の典型的な分泌活性のマーカーを
発現したことを発見した(例えば、シナプトフィシン
(synaptophysin)およびクロモグラニン(chromograni
n;表I)。シナプトフィシンは、古典的神経伝達物質を
貯蔵し且つ放出する小型の透明なシナプス小胞のマーカ
ーであり、そしてクロモグラニンは、神経ペプチドおよ
びカテコールアミン生合成に関与する更に大型の濃密−
中空の小胞に関するマーカーである。
表Iは、その第一列に示したタンパク質に特異的な多
数の抗体を用いてNT2−N細胞を検査した場合に得られ
た結果を示す。記号(+)は、NT2−N細胞中の放出タ
ンパク質を抗体が染色しおよび/またはブロットしたこ
とを示す。記号(−)は、適切な抗体がNT2−N細胞を
染色しないことを示す。
免疫化学的研究を行って、上述のいくつかのマーカー
の発現を確認し(図5)、更には、生化学実験にNT2−
N細胞を用いる可能性を実証した。NT2−N細胞骨格抽
出物のゲルレプリカを用いて、本発明者は、MAP1B、MAP
2、tau、NF−L、NF−MおよびNF−66がこれらの細胞中
に実際に存在したことを確認した。クーマシーブルー
(Coomassie blue)染色されたゲルは、図5のイムノブ
ロット(immunoblot)と共に、NT2−N細胞中のMAP2が
ウシMAP2の2種類のイソ型の下方と一緒に同時移行する
ことを示している。タンパク質分解に対するその感受性
ゆえに、MAP2がヒト組織から生化学的に同定されたこと
はなかった。それにもかかわらず、本発明者は、NT2−
N細胞からのMAP2が、低リン酸化状態のMAP2であるMAP2
bであるらしいと考えており、それは、発生の際に優勢
であり且つウシMAP2標品中の2種類のMAP2ポリペプチド
の更に迅速な移動に対応している。図5は、更に、NT2
−N細胞中で見出されたtauが、tauの成体型よりもむし
ろ胎児型に対応することを示している。胎児tauは、胚
期間中に優勢である分化によってスプライスされた形の
tau mRNAから翻訳されている。MAP1B(MAP5としても知
られている)は胚MAPであり、成体中にではあるが大き
く減少した濃度で持続している。NT2−N細胞は、低濃
度のMAP1AおよびNF−Hを発現し(表I)、これら2種
類のタンパク質は発生の際のそれらの発現においてアッ
プレキュレートされるが、ヒトの神経系を含む成体神経
系におけるそれらの最高濃度を達成するにすぎない。こ
の知見は、3種類の胚MAPsおよびNF−66の発現と共に、
NT2−N細胞の細胞骨格が胚CNSニューロンのそれと似て
いることを示唆する。
ニューロンの大部分の識別しうるおよび高度に分化し
た特徴の一つとしてそれらの高度に分極した表現型があ
る。ニューロンは、典型的に、単一の軸索および多数の
樹状突起を有し、それらの形態学、それらが含む細胞小
器官およびいくつかの示差的に分布した分子マーカーに
よって区別することができる。例えば、細胞本体および
樹状突起(体−樹状突起ドメイン)はリボソームを有す
る(したがって、RNAを含む)が、軸索(軸索ドメイ
ン)にはリボソームが存在しない。更に、樹状突起中の
微小管は両方向に配向されているが、軸索中のこれらは
末梢部に配向したそれらの(+)末端を有する。最後
に、軸索は高リン酸化NFタンパク質およびtauに富む
が、細胞本体および樹状突起は主として低リン酸化種の
NFタンパク質を有する。これらの相違はいずれも、主と
してシナプス後突起としての樹状突起および突出するシ
ナプス前突起としての軸索の独特の機能の原因となって
いると考えられる。
培養中の3〜4週間後のNT2−N細胞の高度に分極し
た形態学ゆえに、本発明者は、NT2−N細胞の突起が軸
索および樹状突起に分化することができるかどうかを検
査することにした。実際に、本発明者が同焦点顕微鏡検
査を用いてNT2−N細胞中のNF−Mのホスホ−イソ型の
分布を検査した場合、本発明者は、高リン酸化NF−Mは
NT2−N細胞から出た長く細い突起中に優先的に見出さ
れるが、低リン酸化NF−Mは細胞本体および短い先細の
突起中に見出されることを発見した(図6Aおよび6B)。
更に、MAP2はNT2−N細胞の細胞体および短突起中に独
占的に局在している(図6C)。これらのタンパク質の非
重複分布は、図6の計算機で作成した重層擬色映像を用
いると極めて明瞭に見える。細胞の体−樹状突起ドメイ
ンは、低リン酸化NF−M(RMdO20−図6Aおよび6B)およ
びMAP2(AP14−図6C)に対するmAbで(赤色に)染色さ
れたが、高リン酸化NF−Mに特異的なmAbであるHO14で
は(緑色に)染色されなかった。逆に、図6に示された
視野を通過する軸索はHO14によってのみ染色された。
NT2−N細胞が機能性樹状突起を有するかどうかを決
定するために、樹状突起の更に直接的な機能特性を検査
した。前述のように、樹状突起は、タンパク質合成の変
化によるシナプスシグナルに対してそれらが速やかに応
答できるようにリボソームを蓄積する。これは、培養中
のニューロンの樹状突起を標識するのに3H−ウリジンを
用いることを可能にする。この技法を用いてNT2−N細
胞を標識し、そしてエマルジョンオートラジオグラフィ
ー後に、樹状突起に似た突起は実際に銀粒子によって暗
く標識されるが、長い突出した先細でない突起は標識さ
れないまま残ることが分かった(図7)。これは、NT2
−N細胞が実際にいくつかの基準によって決定されるよ
うな識別しうる樹状突起および軸索を有することを実証
する。一つの興味深い点は、NT2−N細胞中の細胞本
体、樹状突起および軸索のいたるところにtauが局在し
ていることである(図4F)。これは、培養中の交感神経
および大脳ニューロンにおける知見とは異なるが、海馬
ニューロンにおいて観察されたことと全く同様である。
したがって、培養中のある種のニューロン(おそらく、
tauが軸索に限定されているところにおいてのみ)の軸
索伸長にtauが不可欠であることは明らかであるが、軸
索におけるtauの機能的役割を決定するには更に別の実
験が不可欠である。NT2−N細胞および海馬ニューロン
のこの特性は、成体tauよりもむしろ胎児tauの発現に関
係しているかもしれない。
NT2−N細胞は未熟CNSニューロンのモデルでありうる
ので、それらの適応性を評価する実験を実施した。NT2
−N細胞の純粋培養物(リプレート#2後1〜3週間増
殖させた細胞)を酵素によって分離し且つリプレート
(リプレート#3)した場合、それらは神経突起を速や
かに再伸長した。これらの突起は、神経突起の緻密な網
状構造がリプレート後1週間で形成されるまで伸長し続
けた(図8A)。神経突起の急速な生成および突起の網状
構造の最終的な形成は、用いられた生存基盤に大きく依
存していることが分かった。例えば、急速な成長はポリ
−D−リシンおよびラミニンまたはマトリゲル基質上の
細胞増殖で生じたが、ポリ−D−リシンのみでは生じな
かった。図8Bは、ポリ−D−リシンのみで増殖した細胞
塊を図示する。7日後でも、これらの細胞は、先端が偏
平な広い成長コーンになっている極めて短い突起を有し
ていた。20時間目に、マトリゲル上のNT2−N細胞はそ
れらの突起を伸長し始めた(図8C)。NT2−N細胞にお
ける神経突起再成長に対するマトリゲル(またはラミニ
ン)およびポリ−D−リシンのこれらの示差的作用は、
培養中の種々のPNSおよびCNSニューロン細胞に対するラ
ミニンの周知の神経突起成長促進作用と一致する。多数
のリプレート後の神経突起を再生するNT2−N細胞の能
力は、それらが未熟ニューロンの適応性を保持すること
を示す。更に、リプレート#3は、より純粋な培養物の
利用可能性に応じた将来の実験の追求を可能にするNT2
−N細胞の一層純粋な培養物を得る手段を我々に与え
る。
下層(substratum)に加えて、非ニューロン細胞は神
経突起成長促進においてある役割を果たしており;これ
はリプレート#3培養物において最も明らかである。本
発明者は、ポリ−D−リシンのみでリプレートされたNT
2−N細胞が、これらの培養物中で見出される極めて希
な非ニューロン細胞の回りに密集したことおよびNT2−
N細胞塊からの多数の神経突起が非ニューロン細胞の方
へまっすぐに伸長したことを観察した。この現象の劇的
な例を図8Dに示し、そこにおいていくつかの突起は、非
ニューロン細胞に向かって成長するように劇的に方向を
変えたように見える。図8Dの細胞を繰り返し観察するこ
とにより、神経突起は非ニューロン細胞の死滅後に完全
に収縮したことが分かった。この結果は、残留する非ニ
ューロン細胞が、NT2−N細胞に関して化学屈性である
拡散性物質を放出しうることを暗示する。同様に、非ニ
ューロン細胞の存在は、純粋なNT2−N細胞培養物(8
〜10週間)と比較して延長された非ニューロン細胞単層
上のNT2−Nの生育可能性(最大5か月間まで)を説明
することができる。総合すると、これらの実験は、NT2
−N細胞の生存および神経突起伸長双方を促進する場合
の非ニューロン細胞の役割を示唆する。
遺伝子転移実験のためのNT2−N細胞の有用性を評価
するために、本発明者は、未分化NT2細胞を、β−ガラ
クトシダーゼ(β−gal)発現プラスミドであるSPUD1に
よって安定してトランスフェクトした。これらの実験
は、NT2−N細胞がRAによる分化後に外因性タンパク質
生成物を発現し続けるかどうかを決定するように設計さ
れた。SPUD1が(選択しるうマーカーとして用いられ
る)pSV2neoと一緒に未分化NT2細胞中に同時トランスフ
ェクトされた場合、本発明者は、組織化学的染色によっ
て検定されるβ−galを発現したG418耐性細胞集団を誘
導した(図9A)。図1に記載したのと同様のプロトコル
後に、RAでこれらのNT2−SPUD細胞を刺激することによ
り、本発明者は、β−gal陽性NT2−N細胞の純粋培養物
を誘導することができた(図9BおよびC)。β−galタ
ンパク質の存在を示す青色反応生成物は細胞体に集中し
ており、若干のNT2−N細胞の突起には単に伸長された
だけであった(図9Bの矢印を参照されたい)。β−gal
反応生成物は、細胞本体のいたるところで粒状凝集体に
集中して見えた(図9B)。この知見は、NT2−N細胞
が、NT2細胞中に導入された外因性遺伝子産物を発現し
続けることを示唆する。
本発明者は、NT2−N細胞が理想的なニューロン細胞
系の探求基準に極めて近いことを示した。本発明者のNT
2−N細胞についての観察およびそれらの培養物用に開
発された新規の方法は、RA処理後に速やかに分裂するNT
2奇形癌細胞から有糸分裂後ヒトニューロンの純粋培養
物を生成することが可能であることを明らかにした。こ
れらの非分裂性NT2−N細胞は安定なニューロン表現型
を有し、そしてそれらは、血清中にあるもの以外の何等
かの外因性分化促進または向性因子の連続的存在を伴う
ことなく培養中に8〜10週間生存しうる。実際に、本発
明の方法を用いて、本発明者は1週間間隔でほぼ2年間
一貫してNT2−N細胞を製造しており、十分な数のこれ
らの細胞が生化学実験用に容易に生成された。更に、有
糸分裂後ニューロン様NT2−N細胞が、未分化NT2細胞中
にトランスフェクトされたプラスミドによってコードさ
れたタンパク質を発現し続けることも極めて重要であ
る。この特徴の組合せは独特であり、それは、完全に分
化したニューロン表現型を有する培養されたヒト細胞
が、時限の神経突起成長、神経突起両極性の基準および
発展、細胞骨格成熟並びにニューロン適応性を含む神経
生理学における基本的な問題の研究用に始めて多量に利
用可能であることによる。
分化したニューロン表現型を研究するためのNT2−N
細胞の可能性の他に、NT2細胞は、RAが何等かの他の外
因的影響を必要とすることなく幹細胞を前駆ニューロン
に分化させることができる機序を研究するための重要な
システムである。レチノイド(特に、RA)は、胚形成の
際に奇形発生作用を有することが知られており、神経堤
およびCNS欠損をもたらす。更に、RAおよびおそらくは
他のレチノイドは、神経系以外の発生において重要なイ
ンビボの生理学的役割を有するということが最近明らか
になった。ニューロン発生の際のレチノイド作用の研究
は、実験用の発育する神経システムが比較的利用しにく
いことによって妨げられてきた。NT2細胞は、レチノイ
ドの細胞性作用並びにそれらの神経の誘導および分化に
おける役割を研究するために利用可能なインビトロシス
テムを提供する。
NT2−N細胞は、本発明者が検査した重要なニューロ
ンマーカーを全て発現した。更に、それらは、それらが
CNS(PNSではない)ニューロンであることを示す具体的
な特徴を有する(すなわち、それらは66kD NFタンパク
質を発現するが、ペリフェリンを発現しない[表
I])。培養中の初代ニューロンと同様に、NT2−N細
胞は、成熟型のMAPおよびNFタンパク質によって支配さ
れた細胞骨格を有するが(例えば、それらは主として胎
児tau、MAP1b、MAP2bを発現する)、それらは一層低量
のMAP 1aおよびNF−Hを合成し且つ維持する。NT2−N
細胞によって考えられる安定なニューロン表現型と、ト
ランスフェクトされた遺伝子の産物を発現するようにそ
れらを遺伝子工学的に処理することができるという事実
とが与えられることにより、これらの細胞は、ヒトニュ
ーロンにおける細胞生物学およびニューロンタンパク質
の機能を検査するのに極めて有用である。リプレーティ
ング後の迅速な神経突起再生(図8を参照されたい)お
よび十分に特性決定された細胞接着分子の発現(表Iを
参照されたい)は、神経突起成長を調節する因子を研究
するのにNT2−N細胞を用いることを可能にする。NT2−
N細胞は血清の存在下でも分裂しないし、しかもそれら
は高度に精製されたヒトニューロン培養物の再現可能な
源であるので、それらは、宿主環境中に取込まれるそれ
らの能力を決定するためのヌードマウスおよび他の哺乳
動物への移植実験に有用な細胞でありうる。実際に、引
続き安定な有糸分裂後ニューロンに分化するNT2細胞中
への向性因子または他のタンパク質のトランスフェクシ
ョンは、ヒト神経変性疾患における生物活性分子のため
の新規の供給システムとして有用でありうる。
本発明は、有糸分裂後ヒトニューロンの純粋な培養物
を製造する方法であって、未分化ヒト奇形癌細胞をレチ
ノイン酸と一緒に培養して多層培養物を得;該培養細胞
を分散させ;そして該分散細胞を有糸分裂阻害剤または
有糸分裂阻害剤組合せと一緒に培養することを含む上記
方法を提供する。本発明は、更に、上記方法の未分化細
胞がNTera2/D1細胞を含むことを考慮する。更に、本発
明は、有糸分裂阻害剤組合せがシトシンアラビノシド、
フルオロデオキシウリジンおよびウリジンを含んでいる
この方法を含む。更に、上記方法の分散細胞はマトリゲ
ル上で培養することができる。
本発明は、更に、外因性遺伝子産物を発現する有糸分
裂後ヒトニューロンの安定な集団を製造する方法であっ
て、1種類またはそれ以上のプラスミド(選択しうるマ
ーカーを含む)を培養された未分化ヒト奇形癌細胞中に
トランスフェクトし;該未分化ヒト奇形癌細胞をレチノ
イン酸と一緒に培養して多層培養物を得;該培養細胞を
分散させ;そして該分散細胞を有糸分裂阻害剤または有
糸分裂阻害剤組合せと一緒に培養することを含む上記方
法を提供する。単一の選択された発現ベクターを、安定
な有糸分裂後細胞集団においてトランスフェクトし且つ
発現されることができるということが考えられる。更
に、2種類以上の選択された発現ベクターを、安定な有
糸分裂後細胞集団においてトランスフェクトし且つ発現
させることができるということが考えられる。更に、選
択された発現プラスミドはβ−ガラクトシダーゼ発現プ
ラスミドを含むということが考えられる。本発明は、こ
のトランスフェクション法の未分化細胞がNTera2/D1細
胞を含むことを考慮する。更に、本発明により、このト
ランスフェクション法の有糸分裂阻害剤の組合せがシト
シンアラビノシド、フルオロデオキシウリジンおよびウ
リジンを含むことを提供する。更に、このトランスフェ
クション法の分散細胞はマトリゲル上で培養することが
できる。
本発明は、更に、上記に記載した方法にしたがって製
造された安定な有糸分裂後ヒトニューロン細胞であっ
て、制限されないが、実質的に全部が少なくとも1種類
のトランスフェクトされた外因性遺伝子を含む安定な有
糸分裂後ヒトニューロン細胞またはトランスフェクトさ
れていない安定な有糸分裂後ヒトニューロン細胞を含む
上記細胞を提供する。
本発明を、いずれにせよ制限するためのものではない
以下の実施例によって更に例証する。
実施例 実施例1 細胞培養: NT2細胞を、前に記載されたように(アンドルーズ、1
984年)10%ウシ胎児血清およびペニシリン/ストレプ
トマイシンを含むDMEM HG中で維持した。分化に関し
て、細胞2x106個を75cm2フラスコ中に播種し且つ1x10-2
M RA(DMSO中に溶解した1x10-2M原液を毎月新しく調製
した)で1週間に2回4週間処理した。RA処理後、細胞
を1:6にリプレートした(リプレート#1;図1を参照さ
れたい)。2日後に、細胞を機械的に除去し、すなわ
ち、培養フラスコをどちらの側にも10回打ちつけ、浮遊
した細胞を培地5mlで洗浄し且つ製造者の指示にしたが
って(マトリゲルに用いられら希釈度はロッドごとに多
少異なった)1:20(カバースリップ用)または1:60(皿
用)に希釈したマトリゲル(コラボレーティブ・リサー
チ(Collaborative Research))上で再度リプレート
した(リプレート#2;図1を参照されたい)。細胞を、
細胞密度0.2x106個/12mmカバースリップまたは7.5x106
個/100mm皿で、1μMシトシンアラビノシド、10μMフ
ルオロデオキシウリジンおよび10μMウリジンを補足し
た10%血清およびペニシリン/ストレプトマイシン含有
DMEM HG中に播種した。シトシンアラビノシドは培養の
最初の1週間継続し、フルオロデオキシウリジンおよび
ウリジンは最初の4週間継続した。神経突起再生実験に
関して、3週令培養物を0.025%ジスパーゼまたは0.025
%トリプシンによって酵素的に取出し且つマトリゲル、
ポリ−D−リシン(10μg/ml)または、ポリ−D−リシ
ン(10μg/ml)およびラミニン(10μg/ml)上でリプレ
ートした(リプレート#3;図1を参照されたい)。マト
リゲルは、コラーゲン、ラミニンおよびニドジェン(ni
dogen)を含む基底膜抽出物である(クラインマン(Kle
inman)ら、1986年)。図1に概説され且つここで詳細
に記載のこの方法を、同様の結果を有する3種類の異な
るNTera2サブクローン(NT2/D1、NT2/O3およびNT2/B9)
に適用した。ここで示した結果はいずれもNT/D1から得
た。実験の途中で、NT2細胞は5%ウシ胎児血清(FBS)
含有Opti−MEM(ギブコ(GIBCO))を好むことが観察さ
れ、そして次に、未分化NT2細胞の維持用にこの培地を
用いた。
実施例2 BrDU標識: 未分化NT2細胞および分化したNT2−N細胞を有糸分裂
阻害剤不含で4日間増殖させた後、BrDU3mg/mlで3時間
(または若干の場合最大20時間まで)標識した。次に、
細胞を洗浄し、固定し、そして以下に記載したように、
変性することなくDNAに取込まれたBrDUを認識するmabで
あるBU−1を用いて間接免疫蛍光法のための処理をし
た。
実施例3 間接免疫蛍光法および同焦点顕微鏡検査: 細胞をハンクスの(Hank's)緩衝塩類溶液で洗浄し且
つ0.15M NaCl含有70%エタノールを用いて室温で10分
間固定した。細胞を一次抗体と一緒に室温で1時間イン
キュベートし、PBSで1時間に4回洗浄し、二次抗体
(ローダミンに結合したロバ抗マウスIgG、フルオレセ
インに結合したロバ抗ラットおよびフルオレセインに結
合したロバ抗ウサギ;ジャクソン・イムノリサーチ(Ja
ckson Immunoresearch))と一緒に1時間インキュベ
ートし、そして最後に、アクアマウント(Aquamount)
(レーナー・ラブズ(Lerner Labs))中に固定する前
に、PBS中において1時間に4回洗浄した。同焦点顕微
鏡検査に関して、その手順は、テキサス・レッド結合二
次抗体をローダミンの代わりに用い且つカバースリップ
を5%DABCOを用いて固定して漂白を防止したことを除
き、本質的に同様であった。カバースリップを、バイオ
・ラド(Bio−Rad)MRC−600レーザー走査同焦点顕微鏡
上においてクリプトンレーザーを用いて検査した。
実施例4 ペルオキシダーゼ−抗ペルオキシダーゼ(PAP)免疫細
胞化学: PAP免疫細胞化学を実施して、間接免疫蛍光法と比較
した場合のこの技術の大きな感受性によって低濃度の胎
児tauを可視化した。カバースリップを上記のように固
定し、そして2%仔ウシ血清および0.25%冷水魚ゼラチ
ン含有の0.1Mトリス pH7.0で30分間ブロックした。こ
の後、カバースリップを、本発明者の実験室においてPA
P免疫細胞化学に関して前に記載したように処理した
(ガーテン(Carden)ら、J.Neurosci.,7:3489〜3504
(1987))。
実施例5 免疫化学: MAPに富む細胞骨格資料を、0.5mM MgSO4、1mM EGT
A、2mM DTT、2mM GTP、20μM タキソール(Taxo
l)、1%トリトン(Triton)X−100およびプロテアー
ゼインヒビターの反応混液を含む0.1M MES pH6.8を用
いて細胞を室温で15分間抽出することによって調製し
た。ペレットを、TL100超遠心機において30,000rpmで30
分間の遠心分離によって回収し、染料不含の試料緩衝液
中に可溶化し、そして試料のタンパク質濃度をクーマシ
ーブルー染料結合検定(ピアス(Pierce))を用いて決
定した。これらの試料をSDS−PAGEゲル上に流した後、
本発明者の実験室において前に記載された方法(リー
ら、1987年)を用いて抗体でプローブするためにニトロ
セルロース膜に対してエレクトロブロットした。
実施例6 NT2−N細胞の3H−ウリジン標識: 60mm皿のNT2−N細胞を[5,6−3H]ウリジン(1.70TB
q/ミリモル)50μCiと一緒に16〜24時間インキュベート
した。次に、これらの皿を10μM非標識ウリジン含有PB
Sで洗浄し且つブワンの(Bouin's)固定液で固定した。
次に、水で1:1に希釈したNTB−2エマルジョンで皿を被
覆し、一晩中乾燥させ、そして4℃で4日間貯蔵した。
皿をコダック(Kodak)D19中で1分間現像し且つコダッ
ク・ラピッド・フィクス(Rapid−Fix)で定着させた。
実施例7 β−ガラクトシダーゼのトランスフェクションおよび染
色: 未分化NT2細胞に、リポフェクチン(Lipofectin)
(ベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ(Bethesda Re
search Laboratorie))を用いるリポフェクションに
よってSPUD1を100μgおよびpSV2neoを10μgトランス
フェクトした。完全培地中において2日後に、G418(ギ
ブコ)200μg/mlを7日間用いてトランスフェクタント
を選択した。リン酸緩衝溶液pH7.4中の2%パラホムア
ルデヒド、0.2%グルタルアルデヒド中での固定後に、P
BS中においてX−galを1mg/ml、5mMフェロシアン化カリ
ウム、5mMフェリシアン化カリウム、2mM MgCl2を用い
て細胞をβ−ガラクトシダーゼ活性に関して染色した。
β−gal陽性培養物を2回サブクローン化し、そのサブ
クローンを更に別の実験に用いた。SPUD1(C.セプコ(C
epko)博士によって快く提供された)は、SV40プロモー
ターを用い且つモロネーネズミ白血病ウイルス(Molone
y murine leukemia virus)長末端反復を上流および下
流に有するβ−ガラクトシダーゼ発現ベクターである。
ホフマンモジュレーションコントラストを用いて細胞の
写真を撮り、青色反応生成物および突起の同時可視化を
可能にした。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 プレジャー,サミュエル アメリカ合衆国ペンシルバニア州19104, フィラデルフィア,セント・マークス・ スクウェア 211 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 5/06 C12N 15/09 BIOSIS(DIALOG) MEDLINE(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有糸分裂後ヒトニューロンの純粋な培養物
    を製造する方法であって、 未分化ヒト奇形癌細胞をレチノイン酸と一緒に培養して
    多層培養物を得; 該培養細胞を分散させ;そして 該分散細胞を単一の有糸分裂阻害剤または複数の有糸分
    裂阻害剤の組合せと一緒に培養すること からなる上記方法。
  2. 【請求項2】外因性遺伝子産物を発現する有糸分裂後ヒ
    トニューロンの安定な集団を製造する方法であって、 選択しうるマーカーを含む少なくとも1種類のプラスミ
    ドを、培養された未分化ヒト奇形癌細胞中にトランスフ
    ェクトし; 該未分化ヒト奇形癌細胞をレチノイン酸と一緒に培養し
    て多層培養物を得; 該培養細胞を分散させ;そして 該分散細胞を単一の有糸分裂阻害剤または複数の有糸分
    裂阻害剤の組合せと一緒に培養すること からなる上記方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載の方法にしたがって製造され
    た安定な有糸分裂後ヒトニューロン細胞。
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Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5545522A (en) 1989-09-22 1996-08-13 Van Gelder; Russell N. Process for amplifying a target polynucleotide sequence using a single primer-promoter complex
US7049102B1 (en) 1989-09-22 2006-05-23 Board Of Trustees Of Leland Stanford University Multi-gene expression profile
US5851832A (en) * 1991-07-08 1998-12-22 Neurospheres, Ltd. In vitro growth and proliferation of multipotent neural stem cells and their progeny
US6497872B1 (en) * 1991-07-08 2002-12-24 Neurospheres Holdings Ltd. Neural transplantation using proliferated multipotent neural stem cells and their progeny
US5750376A (en) * 1991-07-08 1998-05-12 Neurospheres Holdings Ltd. In vitro growth and proliferation of genetically modified multipotent neural stem cells and their progeny
US6294346B1 (en) 1991-07-08 2001-09-25 Neurospheres Holdings, Ltd. Use of multipotent neural stem cells and their progeny for the screening of drugs and other biological agents
US6071889A (en) * 1991-07-08 2000-06-06 Neurospheres Holdings Ltd. In vivo genetic modification of growth factor-responsive neural precursor cells
US6399369B1 (en) 1991-07-08 2002-06-04 Neurospheres Holdings Ltd. Multipotent neural stem cell cDNA libraries
US5980885A (en) * 1991-07-08 1999-11-09 Neurospheres Holdings Ltd. Growth factor-induced proliferation of neural precursor cells in vivo
US7361505B1 (en) 1991-07-08 2008-04-22 Neurospheres Holdings Ltd. Multipotent neural stem cell compositions
US7166277B1 (en) 1991-07-08 2007-01-23 Neurospheres Holdings Ltd. Remyelination of neurons using multipotent neural stem cell progeny
US5175103A (en) * 1991-10-21 1992-12-29 Trustees Of University Of Pennsylvania Preparation of pure cultures of post-mitotic human neurons
WO1995012982A1 (en) * 1993-11-09 1995-05-18 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Compositions and methods for producing and using homogeneous neuronal cell transplants
US6214334B1 (en) * 1991-10-21 2001-04-10 Trustees Of The University Of Pennsylvania Compositions and methods for producing and using homogenous neuronal cell transplants to treat neurodegenerative disorders and brain and spinal cord injuries
US5792900A (en) * 1991-10-21 1998-08-11 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Compositions and methods for producing and using homogenous neuronal cell transplants
US7011827B2 (en) * 1993-11-09 2006-03-14 Trustees Of The University Of Pennsylvania Compositions and methods for producing and using homogenous neuronal cell transplants
US5449609A (en) * 1994-01-31 1995-09-12 Children's Hospital Of Philadelphia Methods for screening for neurotoxicity using a clonal human teratocarcinoma cell line
US20060029575A1 (en) * 1994-11-09 2006-02-09 Lee Virginia M Compositions and methods for producing and using homogenous neuronal cell transplants
AU716811B2 (en) * 1994-11-14 2000-03-09 Neurospheres Holdings Ltd Regulation of neural stem cell proliferation
US5753505A (en) * 1995-07-06 1998-05-19 Emory University Neuronal progenitor cells and uses thereof
US7544511B2 (en) * 1996-09-25 2009-06-09 Neuralstem Biopharmaceuticals Ltd. Stable neural stem cell line methods
US6162428A (en) * 1997-02-12 2000-12-19 Layton Bioscience, Inc. hNT-neuron human neuronal cells to replace ganglion cells
WO1998049271A1 (en) * 1997-04-25 1998-11-05 American Home Products Corporation Human neuronal cell line
US6254865B1 (en) 1997-06-17 2001-07-03 University Technology Corporation Method of treating huntington's disease using HNT neurons
US6235527B1 (en) * 1997-11-29 2001-05-22 University Of Utah Research Foundation Lineage restricted glial precursors from the central nervous system
US6734015B1 (en) * 1997-07-04 2004-05-11 University Of Utah Research Foundation Isolation of lineage-restricted neuronal precursors
CA2294737A1 (en) * 1997-07-04 1999-01-14 University Of Utah Research Foundation Neuron-restricted precursor cells
US5968829A (en) * 1997-09-05 1999-10-19 Cytotherapeutics, Inc. Human CNS neural stem cells
WO1999013726A1 (en) * 1997-09-19 1999-03-25 University Of South Florida Neuronal cells and an immunosuppressant and anti-inflammatory factor
EP1109887A4 (en) * 1998-07-29 2003-05-21 Layton Bioscience Inc PRODUCTION AND USE OF DOPAMINERGIC CELLS TO TREAT DOPAMINERGIC DEFICIENCIES
US20030211085A1 (en) * 2000-03-16 2003-11-13 Sanberg Paul R. Cell therapy for chronic stroke
EP1949904A3 (en) 1999-04-27 2008-08-06 Layton Bioscience, Inc. Cell therapy for chronic stroke
DE19928210B4 (de) * 1999-06-19 2005-08-18 Neuroprogen Gmbh Leipzig Neuronales Zellmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung
US6749850B1 (en) 1999-08-18 2004-06-15 The General Hospital Corporation Methods, compositions and kits for promoting recovery from damage to the central nervous system
US7785882B2 (en) * 2000-01-18 2010-08-31 Cornell Research Foundation, Inc. Neuronal progenitor cells from hippocampal tissue and a method for isolating and purifying them
ATE342723T1 (de) 2000-04-13 2006-11-15 Univ Texas Behandlung von neurodegenerativen gastrointestinalen krankheiten durch implantation von neuralen stammzellen und/oder deren nachkommen in gastrointestinalorgane
US7037493B2 (en) 2000-05-01 2006-05-02 Cornell Research Foundation, Inc. Method of inducing neuronal production in the brain and spinal cord
US6897061B1 (en) 2000-06-16 2005-05-24 Spinal Cord Society Transdifferentiation of glial cells
JP4031901B2 (ja) * 2000-07-19 2008-01-09 株式会社東芝 固体撮像装置
ATE420869T1 (de) * 2000-10-05 2009-01-15 Takeda Pharmaceutical Promotoren zur proliferation und differenzierung von stammzellen und/oder vorstufen von neuronenzellen
US20020192194A1 (en) * 2000-12-05 2002-12-19 Mcgrogan Michael Production and use of dopaminergic cells to treat dopaminergic deficiencies
EP1397485A2 (de) * 2001-06-05 2004-03-17 Thomas Rohrmeier Zellpopulationen zur auffindung neuronaler targets und potentieller wirkstoffe
US7576065B2 (en) * 2002-02-15 2009-08-18 Cornell Research Foundation, Inc. Enhancing neurotrophin-induced neurogenesis by endogenous neural progenitor cells by concurrent overexpression of brain derived neurotrophic factor and an inhibitor of a pro-gliogenic bone morphogenetic protein
GB0217981D0 (en) * 2002-08-02 2002-09-11 Univ Durham Method for preparation, purification and differentiation of neurospheres from mammalian stem cells
US8293488B2 (en) 2002-12-09 2012-10-23 Neuralstem, Inc. Method for screening neurogenic agents
US20040185429A1 (en) 2002-12-09 2004-09-23 Judith Kelleher-Andersson Method for discovering neurogenic agents
DE10259617A1 (de) * 2002-12-18 2004-07-08 Cardion Ag Verfahren zur Inhibierung des Proliferationspotentials von Zellpopulationen und Geweben
WO2004098621A1 (en) * 2003-04-17 2004-11-18 U.S. Department Of Veterans Affairs Isolated/cloned human nt2 cell lines expressing serotonin and gaba
FR2859219B1 (fr) * 2003-09-02 2005-10-14 Alain Privat Procede de production de neurones a partir de cellules d'une lignee cellulaire
PL1758986T3 (pl) 2004-06-09 2016-03-31 Univ Court Univ Of Edinburgh Nerwowe komórki macierzyste
US7663614B2 (en) * 2004-10-05 2010-02-16 Jeff Maynard Method for storing and comparing computer generated lines
IN2014CN03629A (ja) * 2004-11-17 2015-09-04 Neuralstem Inc
CA2578493A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-21 Prince Henry's Institute Of Medical Research A role for sry in parkinson's disease
US20090136461A1 (en) * 2007-11-28 2009-05-28 Moon Suk Kim Neuronal differentiation method of adult stem cells using small molecules
WO2010075500A1 (en) 2008-12-23 2010-07-01 Stemcells California, Inc Target populations of oligodendrocyte precursor cells and methods of making and using same
US9101570B1 (en) 2009-02-13 2015-08-11 Endocellutions, Inc. Adult and neonatal stem cell therapy to treat diabetes through the repair of the gastrointestinal tract
US9540611B2 (en) 2010-07-28 2017-01-10 Neuralstem, Inc. Methods for treating and/or reversing neurodegenerative diseases and/or disorders
CA2964927C (en) 2014-10-20 2019-07-30 Neuralstem, Inc. Stable neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide coding for a growth factor and methods of use thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4829000A (en) * 1985-08-30 1989-05-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services Reconstituted basement membrane complex with biological activity
US5032407A (en) * 1987-01-16 1991-07-16 Ohio University Edison Animal Biotechnology Center Gene transfer using transformed, neodetermined, embryonic cells
US5270191A (en) * 1988-04-12 1993-12-14 Massachusetts Institute Of Technology Method for manipulation of the cell types of eukaryotes
FR2645866B1 (fr) * 1989-04-17 1991-07-05 Centre Nat Rech Scient Nouvelles lipopolyamines, leur preparation et leur emploi
US5180820A (en) * 1989-08-30 1993-01-19 Barde Yves Alain Brain-derived neurotrophic factor
US5175103A (en) * 1991-10-21 1992-12-29 Trustees Of University Of Pennsylvania Preparation of pure cultures of post-mitotic human neurons

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