JP4886521B2 - 免疫応答修飾活性の試験管内評価方法 - Google Patents
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Description
また、in vitroにおける評価方法において、従来困難とされてきた有機溶媒に溶解する難水溶性物質、及び前記特定物質が含有する難水溶性成分(以下、難水溶性物質、及び前記特定物質が含有する難水溶性成分をまとめて「難水溶性物質」とする)を細胞培養系に容易に導入することを可能とする方法を提供することを目的とする。
<1> 未熟樹状細胞を特定物質で刺激し、該刺激により前記未熟樹状細胞から分化誘導された成熟樹状細胞を解析することにより、前記特定物質が有する免疫応答修飾活性を評価することを特徴とする免疫応答修飾活性評価方法である。
<2> 未熟樹状細胞が、単球、幹細胞、及び培養細胞のいずれかを分化誘導する未熟樹状細胞分化誘導ステップにより調製され、刺激が、前記未熟樹状細胞に特定物質を加えて培養する成熟樹状細胞分化誘導ステップにより行われ、解析が、成熟樹状細胞解析ステップにより行われる前記<1>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<3> 成熟樹状細胞の解析が、前記成熟樹状細胞が産生する液性因子を測定することにより行われる前記<1>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<4> 成熟樹状細胞解析ステップが、成熟樹状細胞によって産生される液性因子を測定する液性因子測定ステップである前記<2>から<3>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<5> 成熟樹状細胞の解析が、前記成熟樹状細胞の表面抗原を測定することにより行われる前記<1>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<6> 成熟樹状細胞解析ステップが、成熟樹状細胞の表面抗原の発現を測定する表面抗原測定ステップである前記<2>及び<5>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<7> 成熟樹状細胞の解析が、前記成熟樹状細胞のNotchリガンド発現プロファイルを解析することにより行われる前記<1>及び<5>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<8> 成熟樹状細胞の解析が、成熟樹状細胞におけるデルタ1遺伝子発現量及びデルタ4遺伝子発現量の比を解析する前記<1>及び<7>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<9> 成熟樹状細胞解析ステップが、成熟樹状細胞のデルタ1遺伝子及びデルタ4遺伝子の発現量を定量し、前記デルタ1遺伝子と前記デルタ4遺伝子の発現量比を求めるデルタ1/デルタ4遺伝子発現量比測定ステップである前記<2>、及び<5>から<8>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<10> 成熟樹状細胞の解析が、前記成熟樹状細胞の細胞内cAMP濃度を測定することにより行われる前記<1>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<11> 成熟樹状細胞解析ステップが、成熟樹状細胞内のcAMP濃度を測定するcAMP濃度測定ステップである前記<2>及び<10>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<12> 成熟樹状細胞の解析が、前記成熟樹状細胞のナイーブCD4+T細胞に対する分化誘導活性を評価することにより行われる前記<1>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<13> 成熟樹状細胞解析ステップが、ナイーブCD4+T細胞から成熟樹状細胞によって分化誘導されたTh細胞のタイプを判定するTh細胞分化判定ステップを含む前記<2>及び<12>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<14> Th細胞分化判定ステップが、Th細胞が産生するサイトカイン、及びTh細胞表面に発現したケモカインレセプターのいずれかを測定することにより行われる前記<13>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<15> 成熟樹状細胞解析ステップが、ナイーブCD4+T細胞から成熟樹状細胞により分化誘導されたTh細胞のMLR誘導による増殖応答の強さを測定するMLR誘導活性評価ステップを含む前記<2>及び<12>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<16> 単球、幹細胞、及び培養細胞のいずれかが、ヒト由来である前記<2>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<17> 単球が、末梢血、臍帯血、骨髄液、及び組織のいずれかの由来である前記<2>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<18> 培養細胞が、ヒト骨髄性赤白血病細胞由来KG−1株である前記<1>から<17>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<19> 液性因子が、インターロイキン10、インターロイキン12p40、インターロイキン12p70、インターロイキン18、インターロイキン23、MDC、TARC、CCL1、CCL2、及びTGF−βから選択される少なくとも1種である前記<3>から<4>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<20> 前記ナイーブCD4+T細胞調製ステップで調製されるナイーブCD4+T細胞が、アロナイーブCD4+T細胞、またはゼノナイーブCD4+T細胞である前記<12>から<15>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<21> 特定物質が難水溶性物質であり、前記難水溶性物質を有機溶媒中に溶解又は抽出した難水溶性物質溶液を調製し、該難水溶性物質溶液から前記難水溶性物質を含む画分を回収してなる難水溶性物質溶離液を調製し、該難水溶性物質溶離液の有機溶媒を揮発させた後、該揮発を行った容器に未熟樹状細胞を添加することにより、前記未熟樹状細胞を前記特定物質で刺激する前記<1>から<20>のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
<22> 有機溶媒の風乾により、特定物質の殺菌を行う前記<21>に記載の免疫応答修飾活性評価方法である。
本発明の免疫応答修飾活性評価方法は、未熟樹状細胞を特定物質で刺激し、該刺激により前記未熟樹状細胞から分化誘導された成熟樹状細胞を解析することにより、前記特定物質が有する免疫応答修飾活性を評価することを含み、必要に応じて適宜選択したその他の処理等を含む。
例えば、図3に模式的に示すような、未熟樹状細胞分化誘導ステップ(S301)と、成熟樹状細胞分化誘導ステップ(S302)と、成熟樹状細胞分化判定ステップ(S303)と、からなることが好ましい。すなわち、前記未熟樹状細胞は、単球、幹細胞、及び培養細胞のいずれかを分化誘導する前記未熟樹状細胞分化誘導ステップ(S301)により調製されることが好ましく、前記刺激は、前記未熟樹状細胞に特定物質を加えて培養する前記成熟樹状細胞分化誘導ステップ(S302)により行われることが好ましく、前記解析が、前記成熟樹状細胞解析ステップ(S303)により行われることが好ましい。
前記幹細胞を未熟樹状細胞に分化誘導する方法としては、例えば、ES細胞を、M−CSF産生能の欠損したフィーダー細胞、またはそれと同程度の機能を有するフィーダー培地と共に前記通常細胞培養液中で5日程度培養し、GM−CSF等のサイトカインを当該培養液中に添加してさらに5日程度培養した後、培養液中の処理済ES細胞を回収し、さらに5〜14日程度培養する方法が挙げられる。この間、適当な培地の交換を適宜行うことが好ましい。
前記難水溶性物質溶解ステップとは、評価対象である特定物質のうち難水溶性物質を有機溶媒に溶解又は抽出するステップである。
風乾によって得られた評価対象である前記難水溶性物質と、当該通常細胞培養液と、前記未熟樹状細胞分化誘導ステップで得られた未熟樹状細胞とを混合し、これを成熟樹状細胞分化誘導液(S605)として、37℃、5%CO2濃度下で1〜3日間程度培養する。このとき当該溶解に用いた有機溶媒のみを風乾して得られたmockと、当該通常細胞培養液と、前記未熟樹状細胞分化誘導ステップで得られた未熟樹状細胞とからなる成熟樹状細胞分化対照液(S606)を同時に調製し、成熟樹状細胞分化誘導液と同条件で培養する。
前記成熟樹状細胞解析ステップは、前記成熟樹状細胞分化誘導ステップにより得られた成熟樹状細胞を解析するステップである。
ここで、前記成熟樹状細胞分化誘導ステップにおいて、少なくとも前記特定物質による刺激を受けた未熟樹状細胞を、本発明において「成熟樹状細胞」という。
本発明の第1の実施形態は、前記成熟樹状細胞の解析が、前記成熟樹状細胞のNotchリガンド発現プロファイルを解析することにより行われ、特に、前記Notchリガンドとして、デルタ1遺伝子及びデルタ4遺伝子の発現量を定量し、前記デルタ1遺伝子と前記デルタ4遺伝子の発現量比を求めることにより行われる。
本実施形態は、図3に示した本発明の免疫応答修飾活性評価方法における前記成熟樹状細胞分化判定ステップ(S303)が、液性因子測定ステップである実施形態であって、前記未熟樹状細胞分化誘導ステップ(S331)と、前記成熟樹状細胞分化誘導ステップ(S332)と、前記液性因子測定ステップ(S333)とからなる。
前記特定物質の評価方法として、前記成熟樹状細胞解析ステップを選択する概念図を図13に示す。
ヒトPBMCsより抗MACS CD14+Tcell isolation kit(Miltenyi Biotec社製)を用いて単球を分離した。続いて、IL−4及びGM−CSFをそれぞれ終濃度50ng/mLで、またTNF−αを10ng/mLで添加した10%FCS/RPMI−1640を2×106cellsの当該単球に2mL加えて、未熟樹状細胞分化誘導液として37℃、5%CO2濃度下で培養を開始した。この開始時を0時とした。
得られた難水溶性物質を以下の方法により細胞培養系へ導入した。
前記特定物質として、フォルスコリン(forskolin)、プロスタグランジンE2(PGE2)とTNF−α、リポ多糖(LPS)を用いて刺激を行った以外は、参考例1と同様にして未熟樹状細胞を分化誘導し、得られた成熟樹状細胞を用いてアロナイーブCD4+T細胞を活性化させ、分化させた。
前記MLR増殖CD4+T細胞にanti−CD3mAb(clone HIT3a)とanti−CD28mAbとを添加して16時間後、FACSを用いてTh1細胞に特異的なケモカインレセプターであるCXCR3、及びTh2細胞に特異的なケモカインレセプターであるCCR4の発現を測定し、CXCR3のMFI値とCCR4のMFI値との比率(CCR4のMFI値/CXCR3のMFI値、以下「CCR4/CXCR値」という)を求めた。なお、コントロールとして無刺激のTh細胞の値を1とした。結果を図15に示す。
前記特定物質として、フォルスコリン(forskolin)、及びリポ多糖(LPS)を用いた以外は実施例2と同様にしてアロナイーブCD4+T細胞を活性化させ、分化させ、前記MLR増殖CD4+T細胞にanti−CD3mAb(clone HIT3a)とanti−CD28mAbとを添加して16時間後の培養上清を回収した。ELISAによって前記培養上清中に含まれるTh1に特異的なサイトカインであるIFN−γ、及びTh2に特異的なサイトカインであるIL−4及びIL−5の量を測定し、IFN−γとIL−4との比率(IL−4/IFN−γ値)、及びIFN−γとIL−5との比率(IL−4/IFN−γ値)を求めた。結果を図16に示す。
KG−1細胞5×104個を、PMAを10ng/mL単独、又はPMA10ng/mLとイオノマイシン(ionomycin)100ng/mLを添加した20%FBS含有IMDM培地1mL中で48時間培養し、DC様細胞(未熟樹状細胞)に誘導した。
得られたDC様細胞を、IMDM培地で洗浄後、前記特定物質としてLPS 3μg/mL、PGE2 10μM、PGE2 10μM及びTNF−α 2.5ng/mL、forskolin 10μM、forskolin 10μM及びTNF−α 2.5ng/mLを用いて参考例1と同様にして刺激し、成熟樹状細胞に分化誘導した。
刺激開始から6時間後に、前記成熟樹状細胞からtotalRNAを回収し、Jagged1、Jagged2デルタ1、デルタ2、デルタ3、デルタ4、及び内部標準としてβ−actinのプライマーを用い、RT−PCRを行った。
得られたサンプルをアガロースゲルで電気泳動し、各バンドを検出し、定量した。定量は、電気泳動したPCR産物のバンド強度を、画像解析ソフト(ImageJ、National Institutes of Health (NIH))で解析することにより行った。
結果を図17に示す。また、PMAのみで処理して誘導されたDC様細胞(未熟樹状細胞)から分化誘導された成熟樹状細胞のNotchリガンド遺伝子発現量を表1に示す。
KG−1細胞5×104個を、PMAを10ng/mLを添加した20%FBS含有IMDM培地1mL中で48時間培養し、DC様細胞に誘導し、前記特定物質としてLPS 3μg/mL、PGE2 10μM、PGE2 10μM及びTNF−α 2.5ng/mLを用いてそれぞれ1時間、又は3時間刺激を行った以外は、参考例1と同様にしてデルタ1遺伝子発現量/デルタ4遺伝子発現量比を求めた。結果を図18、及び表2に示す。
ヒトPBMCsから分離した単球を用いて、参考例1と同様にして未熟樹状細胞を誘導した後、前記特定物質としてLPS 3μg/mL、PGE2 10μM、PGE2 10μM及びTNF−α 2.5ng/mL、及びforskolin 10μMを用いて参考例1と同様にして刺激し、成熟樹状細胞を得た。
刺激開始から6時間後に前記成熟樹状細胞からtotalRNAを回収し、実施例4と同様にしてJagged1、Jagged2、デルタ1、デルタ2、デルタ3、デルタ4、及び内部標準としてβ−actinのプライマーを用いてRT−PCRを行い、Notchリガンド遺伝子発現を解析し、さらに、デルタ1遺伝子発現量/デルタ4遺伝子発現量比を求めた。Notchリガンド発現プロファイル解析の結果を図19A〜Eに、デルタ1遺伝子発現量/デルタ4遺伝子発現量の解析結果を図20及び表3に示す。
また、図20及び表3の結果から、PGE2及びforskolinのデルタ1遺伝子発現量/デルタ4遺伝子発現量比の値が有意に大きく、Th2アジュバントであることが評価でき、LPSのデルタ1遺伝子発現量/デルタ4遺伝子発現量比の値が有意に小さいことから、Th1アジュバントであることが評価できた。本発明の方法によれば、短時間で効率よく、ヒト単球由来の樹状細胞を用いて、前記特定物質のTh1/Th2アジュバント活性が評価できることがわかった。
ヒトPBMCsから分離した単球を用いて、参考例1と同様にして未熟樹状細胞を誘導した後、該未熟樹状細胞にIBMX(PDE阻害剤)を500μM、1mMの濃度でそれぞれ添加して10分静置し、次いで、前記特定物質としてLPS 3μg/mL、forskolinを10μM/mL、30μM/mL、100μM/mLの各濃度で用いた以外は参考例1と同様にして刺激し、成熟樹状細胞を得た。
刺激開始から10分後に前記成熟樹状細胞の細胞内cAMP濃度を、CatchPoint Cyclic−AMP Fluorescent Assay Kit(Molecular Devices社製)を用い、FlexStation(Molecular Devices社製)により測定した。結果を図21に示す。
KG−1細胞5×104個を、PMAを10ng/mL添加した20%FBS含有IMDM培地1mL中、及びPMAを添加しない20%FBS含有IMDM培地1mL中で48時間培養し、DC様細胞(未熟樹状細胞)に誘導した。
得られたDC様細胞(未熟樹状細胞)を、IMDM培地で洗浄後、IBMX(PDE阻害剤)を1mMの濃度で添加して10分静置し、次いで、前記特定物質としてLPS及びforskolinを、10μM/mL、30μM/mL、100μM/mLの各濃度で用いた以外は参考例1と同様にして刺激し、成熟樹状細胞を得た。結果を図22に示す。
前記未熟樹状細胞を誘導するための単球のドナーと、HLA−DRが共通していないドナーのPBMCsから、CD4+Tcell isolation kit II、及びCD45RO MicroBeads(Miltenyi Biotec社製)を用いて、参考例1と同様にしてCD4+CD45RO−細胞をネガティブ選択法により調製し、これをアロナイーブTh細胞として用いた。 96穴丸底プレートの1wellにつき、参考例1と同様にしてBPA、p−n−phenolでそれぞれ刺激して誘導して得た成熟樹状細胞(1×104cells)と、前記アロナイーブTh細胞(5.0×104cells)を共培養した。 5日後に1μCi/wellの[3H]−thymidineを添加し、さらに8時間後に前記[3H]−thymidineの取り込みを定量し、増殖応答を評価した。なお、陽性コントロールの刺激として、LPS(1μg/mL)を用いた。結果を図23に示す。
Claims (10)
- 特定物質としての難水溶性物質を有機溶媒中に溶解又は抽出した難水溶性物質溶液を調製し、該難水溶性物質溶液から前記難水溶性物質を含む画分を回収してなる難水溶性物質溶離液を調製し、前記難水溶性物質溶離液を容器に添加し、該容器内で前記有機溶媒を風乾させて揮発させることにより前記特定物質の殺菌を行い、前記揮発を行った容器に未熟樹状細胞を添加することにより、前記未熟樹状細胞を前記特定物質で刺激し、該刺激により前記未熟樹状細胞から成熟樹状細胞を分化誘導する成熟樹状細胞分化誘導ステップと、
前記成熟樹状細胞を解析することにより、前記特定物質が有する免疫応答修飾活性を評価する成熟樹状細胞解析ステップと、を含み、
前記成熟樹状細胞解析ステップが、下記(i)から(iii)のいずれかであることを特徴とする免疫応答修飾活性評価方法。
(i)前記成熟樹状細胞におけるデルタ1遺伝子発現量及びデルタ4遺伝子発現量の比を解析することにより行われるデルタ1/デルタ4遺伝子発現量比測定ステップ。
(ii)前記特定物質で刺激された成熟樹状細胞内のcAMP濃度、及び前記特定物質で刺激されていない成熟樹状細胞のcAMP濃度を測定し、
前記特定物質で刺激された成熟樹状細胞内のcAMP濃度が前記特定物質で刺激されていない成熟樹状細胞のcAMP濃度よりも5倍以上高いときは、前記特定物質で刺激された成熟樹状細胞のサブセットの比率は、DC2が高いと判定し、前記特定物質がTh2アジュバント活性を有すると評価し、
前記特定物質で刺激された成熟樹状細胞内のcAMP濃度が前記特定物質で刺激されていない成熟樹状細胞のcAMP濃度と同等又は低いときは、前記特定物質で刺激された成熟樹状細胞のサブセットの比率は、DC1が高いと判定し、前記特定物質がTh1アジュバント活性を有すると評価するcAMP濃度測定ステップ。
(iii)ナイーブCD4+T細胞から前記成熟樹状細胞によって分化誘導されたTh細胞のタイプを前記Th細胞表面に発現したケモカインレセプターを測定することにより判定され、Th1細胞が発現するケモカインレセプターが、CXCR3及びCCR5の少なくともいずれかであり、Th2細胞が発現するケモカインレセプターが、CCR4、CRTH2、及びCCR8の少なくともいずれかであるTh細胞分化判定ステップ。 - 未熟樹状細胞が、単球、幹細胞、及び培養細胞のいずれかを分化誘導する未熟樹状細胞分化誘導ステップにより調製され、成熟樹状細胞分化誘導ステップが、前記未熟樹状細胞に特定物質を加えて培養することにより行われる請求項1に記載の免疫応答修飾活性評価方法。
- デルタ1/デルタ4遺伝子発現量比測定ステップが、成熟樹状細胞のデルタ1遺伝子及びデルタ4遺伝子の発現量を定量し、前記デルタ1遺伝子と前記デルタ4遺伝子の発現量比を求めることにより行われる請求項1から2のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法。
- 成熟樹状細胞解析ステップが、ナイーブCD4 + T細胞から成熟樹状細胞により分化誘導されたTh細胞のMLR誘導による増殖応答の強さを測定するMLR誘導活性評価ステップを含む請求項1から3のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法。
- 単球、幹細胞、及び培養細胞のいずれかが、ヒト由来である請求項2から4のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法。
- 単球が、末梢血、臍帯血、骨髄液、及び組織のいずれかの由来である請求項2から5のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法。
- 培養細胞が、ヒト骨髄性白血病細胞由来KG−1株である請求項2から5のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法。
- ナイーブCD4 + T細胞が、アロナイーブCD4 + T細胞、またはゼノナイーブCD4 + T細胞である請求項1から7のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法。
- 免疫応答修飾活性の評価が、未熟樹状細胞をDC1に分化させるTh1アジュバント活性及び未熟樹状細胞をDC2に分化させるTh2アジュバント活性のいずれを有するかの評価である請求項1から8のいずれかに記載の免疫応答修飾活性評価方法。
- DC1の特性がみられる成熟樹状細胞の比率が高い場合、特定物質の免疫応答修飾活性をTh1アジュバント活性として評価し、DC2の特性がみられる成熟樹状細胞の比率が高い場合、前記特定物質の免疫応答修飾活性をTh2アジュバント活性として評価する請求項9に記載の免疫応答修飾活性評価方法。
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JPWO2006054415A1 (ja) | 2008-05-29 |
WO2006054415A1 (ja) | 2006-05-26 |
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