JP5706081B2 - Implantable biomaterial collection device - Google Patents

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Description

本発明は、生体内組織に極めて少量存在する物質、例えば骨髄幹細胞などの機能的細胞を、低侵襲かつ高効率に回収することのできる体内埋め込み式の生体内機能的物質採取デバイスに関する。   The present invention relates to an implantable in-vivo functional substance collection device capable of collecting a substance present in a very small amount in a living body tissue, for example, a functional cell such as a bone marrow stem cell, with low invasiveness and high efficiency.

従来、生体内から高機能細胞を採取する方法としては、例えば造血髄幹細胞であれば、長骨や骨盤骨の骨髄中に針を直接刺入して骨髄液を採取して遠心分離後、セルソーターで採取・確認する手法が知られ、末梢血幹細胞であれば、予めG-CSFを投与して末梢血中に造血幹細胞を動員した後に末梢血を採取して造血幹細胞を分離する手法が知られ、間葉系幹細胞であれば、直接骨髄液を培養し付着性増殖細胞を回収する、脂肪組織などの末梢組織を手術により採取しその中に存在する間葉系幹細胞を分離・培養する手法等が知られていた。   Conventionally, as a method of collecting highly functional cells from a living body, for example, for hematopoietic medullary stem cells, a needle is directly inserted into the bone marrow of a long bone or pelvic bone, and the bone marrow fluid is collected and centrifuged, followed by For peripheral blood stem cells, G-CSF is administered in advance to mobilize hematopoietic stem cells into peripheral blood, and then peripheral blood is collected to isolate hematopoietic stem cells. In the case of mesenchymal stem cells, directly culture bone marrow fluid and collect adherent proliferating cells, surgically collect peripheral tissues such as adipose tissue, and isolate and culture mesenchymal stem cells present in them Was known.

Transplantation of hematopoietic stem cells from the peripheral blood. J Cell Mol Med. 2005;9:37-50Transplantation of hematopoietic stem cells from the peripheral blood.J Cell Mol Med. 2005; 9: 37-50 Role of mesenchymal stem cells in regenerate medicine:application to bone and cartilage repair. Expert Opin Biol Ther. 2008;8:255-268Role of mesenchymal stem cells in regenerate medicine: application to bone and cartilage repair.Expert Opin Biol Ther. 2008; 8: 255-268

上記従来技術においては、骨髄からの骨髄液採取は侵襲性が強く、被験者の負担が大きく、骨髄炎の危険性を伴うため極めて厳密な医療管理が必要であり、頻回の施行は困難である。末梢組織の手術的採取も同様のリスクを伴う。G-CSFによる造血幹細胞動員は、経済的な負担が大きく治療に長時間かかるのでやはり頻回の施行は困難である。
そこで、より効率よく安全に生体内機能性細胞を採取する方法として、本発明では、生体内に低侵襲性容器を挿入し、高効率に生体内機能性細胞を採取し、回収する技術を開発した。
In the above prior art, the collection of bone marrow fluid from the bone marrow is highly invasive, the burden on the subject is large, and there is a risk of osteomyelitis, so very strict medical management is necessary, and frequent enforcement is difficult . Surgical removal of peripheral tissues carries similar risks. Hematopoietic stem cell mobilization by G-CSF is difficult to perform frequently because it is economically expensive and takes a long time to treat.
Therefore, as a method for collecting functional cells in vivo more efficiently and safely, in the present invention, a technique for collecting and collecting in vivo functional cells with high efficiency by inserting a minimally invasive container into the living body is developed. did.

本発明の構成は下記に記載の通りである。
(1) 生体内組織に存在する目的物質を回収するための生体内埋め込み式物質採取デバイスであり、側壁部と上壁部と下壁部との間に中心中空部を有する扁平容器であって、上記上壁部及び/又は下壁部には1以上の開口部が設けられ、回収した目的物質を上記中心中空部に保持することのできる扁平容器を備えた物質採取デバイス。
(2) 前記扁平容器の上壁部及び/又は下壁部は、平面、凸型曲面、凹型曲面、凹字状に中央部を凹ませた形状のいずれかを有する上記(1)に記載の物質採取デバイス。
(3) 前記扁平容器の平面形状は、多角形、略多角形、円形、略円形、楕円形、略楕円形、台形及び略台形の中から選ばれる形状を有する上記(1)又は(2)に記載の物質採取デバイス。
(4) 前記扁平容器の上壁部と側壁部間及び下壁部と側壁部間の接合部分は、曲面状を呈している上記(1)〜(3)いずれか1項に記載の物質採取デバイス。
(5) 前記扁平容器は上壁部を含む部品と下壁部を含む部品を組み合わせて構成される上記(1)〜(4)いずれか1項に記載の物質採取デバイス。
(6) 前記扁平容器がシリコーン樹脂材料からなる、上記(1)〜(5)いずれか1項に記載の物質採取デバイス。
(7) 前記扁平容器は生体の上皮及び真皮の間に挿入される、上記(1)〜(6)いずれか1項に記載の物質採取デバイス。
(8) 前記目的物質が骨髄幹細胞である、上記(1)〜(7)いずれか1項に記載の物質採取デバイス。
(9) 前記骨髄幹細胞は多能性幹細胞である、上記(8)に記載の物質採取デバイス。
(10) 前記骨髄幹細胞が、前記扁平容器内に挿入された下記(a)〜(r)の群から選ばれた少なくとも一種を含む物質又は組成物によって動員される、上記(8)又は(9)に記載の物質採取デバイス:
(a)HMGB1(High mobility group box 1)タンパク質
(b)HMGB1タンパク質を分泌する細胞
(c)HMGB1タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(d)HMGB2(High mobility group box 2)タンパク質
(e)HMGB2タンパク質を分泌する細胞
(f)HMGB2タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(g)HMGB3(High mobility group box 3)タンパク質
(h)HMGB3タンパク質を分泌する細胞
(i)HMGB3タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(j)S100A8タンパク質
(k)S100A8タンパク質を分泌する細胞
(l)S100A8タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(m)S100A9タンパク質
(n)S100A9タンパク質を分泌する細胞
(o)S100A9タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(p)ヒアルロン酸
(q)細胞又は組織の抽出液
(r)細胞又は組織の抽出液のヘパリン結合画分。
(11) 前記物質又は組成物は、ポリエチレングリコール(PEG)の重合体又は共重合体、シクロデキストリン、ゼラチン、アルブミン、キトサン、カルボキシルメチルセルロースナトリウム及び生理食塩水の群から選ばれた少なくとも一種の媒体中に存在する、上記(10)に記載の物質採取デバイス。
(12) 上記(8)又は(9)に記載の物質採取デバイスを含むキットであって、下記(a)〜(r)の群から選ばれた少なくとも一種を含む物質又は組成物を更に含むキット:
(a)HMGB1タンパク質
(b)HMGB1タンパク質を分泌する細胞
(c)HMGB1タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(d)HMGB2タンパク質
(e)HMGB2タンパク質を分泌する細胞
(f)HMGB2タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(g)HMGB3タンパク質
(h)HMGB3タンパク質を分泌する細胞
(i)HMGB3タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(j)S100A8タンパク質
(k)S100A8タンパク質を分泌する細胞
(l)S100A8タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(m)S100A9タンパク質
(n)S100A9タンパク質を分泌する細胞
(o)S100A9タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(p)ヒアルロン酸
(q)細胞又は組織の抽出液
(r)細胞又は組織の抽出液のヘパリン結合画分。
(13) 更にポリエチレングリコール(PEG)の重合体又は共重合体、シクロデキストリン、ゼラチン、アルブミン、キトサン、カルボキシルメチルセルロースナトリウム及び生理食塩水の群から選ばれた少なくとも一種の媒体を含む、上記(12)に記載の物質採取デバイスを含むキット。
(14) 生体内組織に存在する骨髄幹細胞を回収するための埋め込み式物質採取デバイスの製造方法であり、
側壁部と上壁部と下壁部との間に中心中空部を有する扁平容器であって、上記上壁部及び/又は下壁部には1以上の開口部が設けられ、回収した骨髄幹細胞を上記中心中空部に保持することのできる扁平容器を用意し、
該扁平容器内に、下記(a)〜(r)の群から選ばれた少なくとも一種を含む物質又は組成物を挿入する工程を含む製造方法:
(a)HMGB1タンパク質
(b)HMGB1タンパク質を分泌する細胞
(c)HMGB1タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(d)HMGB2タンパク質
(e)HMGB2タンパク質を分泌する細胞
(f)HMGB2タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(g)HMGB3タンパク質
(h)HMGB3タンパク質を分泌する細胞
(i)HMGB3タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(j)S100A8タンパク質
(k)S100A8タンパク質を分泌する細胞
(l)S100A8タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(m)S100A9タンパク質
(n)S100A9タンパク質を分泌する細胞
(o)S100A9タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(p)ヒアルロン酸
(q)細胞又は組織の抽出液
(r)細胞又は組織の抽出液のヘパリン結合画分。
(15) 前記物質又は組成物は、ポリエチレングリコール(PEG)の重合体又は共重合体、シクロデキストリン、ゼラチン、アルブミン、キトサン、カルボキシルメチルセルロースナトリウム及び生理食塩水の群から選ばれた少なくとも一種の媒体中に存在する、上記(14)に記載の製造方法。
The configuration of the present invention is as described below.
(1) An in-vivo implantable substance collecting device for recovering a target substance existing in a living tissue, a flat container having a central hollow part between a side wall part, an upper wall part, and a lower wall part. A substance collecting device comprising a flat container in which one or more openings are provided in the upper wall part and / or the lower wall part, and the collected target substance can be held in the central hollow part.
(2) The upper wall portion and / or the lower wall portion of the flat container have any one of a flat surface, a convex curved surface, a concave curved surface, and a shape in which a central portion is recessed in a concave shape. Material collection device.
(3) The planar shape of the flat container has a shape selected from a polygon, a substantially polygon, a circle, a substantially circle, an ellipse, a substantially ellipse, a trapezoid and a substantially trapezoid (1) or (2) The substance collection device described in 1.
(4) The substance collection according to any one of (1) to (3) above, wherein joint portions between the upper wall portion and the side wall portion of the flat container and between the lower wall portion and the side wall portion are curved. device.
(5) The substance collecting device according to any one of (1) to (4), wherein the flat container is configured by combining a component including an upper wall portion and a component including a lower wall portion.
(6) The substance collection device according to any one of (1) to (5), wherein the flat container is made of a silicone resin material.
(7) The substance collection device according to any one of (1) to (6), wherein the flat container is inserted between an epithelium and a dermis of a living body.
(8) The substance collection device according to any one of (1) to (7), wherein the target substance is a bone marrow stem cell.
(9) The substance collection device according to (8) above, wherein the bone marrow stem cells are pluripotent stem cells.
(10) The above (8) or (9), wherein the bone marrow stem cells are mobilized by a substance or composition containing at least one selected from the following groups (a) to (r) inserted into the flat container: ) Substance collection device:
(A) HMGB1 (High mobility group box 1) protein (b) Cells secreting HMGB1 protein (c) Vector inserted with DNA encoding HMGB1 protein (d) HMGB2 (High mobility group box 2) protein (e) Cells that secrete HMGB2 protein (f) Vector inserted with DNA encoding HMGB2 protein (g) HMGB3 (High mobility group box 3) protein (h) Cells that secrete HMGB3 protein (i) DNA encoding HMGB3 protein (J) S100A8 protein (k) S100A8 protein secreting cell (l) S100A8 protein DNA vector (m) S100A9 protein (n) S100A9 protein secreting cell (o) Vector inserted with DNA encoding S100A9 protein (p) Hyaluronic acid (q) Cell or tissue extract (r) Cell or Heparin-binding fraction of the extract of woven.
(11) The substance or composition is in at least one medium selected from the group consisting of a polymer or copolymer of polyethylene glycol (PEG), cyclodextrin, gelatin, albumin, chitosan, sodium carboxymethylcellulose, and physiological saline. The substance collection device according to (10), which is present in
(12) A kit comprising the substance collection device according to (8) or (9) above, further comprising a substance or composition comprising at least one selected from the following groups (a) to (r): :
(A) HMGB1 protein (b) Cell that secretes HMGB1 protein (c) Vector inserted with DNA encoding HMGB1 protein (d) HMGB2 protein (e) Cell that secretes HMGB2 protein (f) Encodes HMGB2 protein Vector inserted with DNA (g) HMGB3 protein (h) Cells secreting HMGB3 protein (i) Vector inserted with DNA encoding HMGB3 protein (j) S100A8 protein (k) Cells secreting S100A8 protein (l ) Vector inserted with DNA encoding S100A8 protein (m) S100A9 protein (n) Cell secreting S100A9 protein (o) Vector inserted with DNA encoding S100A9 protein (p) Hyaluronic acid (q) Cell or Tissue extract (r) Heparin-binding fraction of cell or tissue extract.
(13) The above (12), further comprising at least one medium selected from the group consisting of a polymer or copolymer of polyethylene glycol (PEG), cyclodextrin, gelatin, albumin, chitosan, sodium carboxymethylcellulose, and physiological saline. A kit comprising the substance collection device according to 1.
(14) A method for producing an implantable substance collection device for recovering bone marrow stem cells present in tissue in a living body,
A flat container having a central hollow part between a side wall part, an upper wall part, and a lower wall part, wherein one or more openings are provided in the upper wall part and / or the lower wall part, and recovered bone marrow stem cells Prepare a flat container that can be held in the central hollow portion,
A production method comprising a step of inserting a substance or composition containing at least one selected from the following groups (a) to (r) into the flat container:
(A) HMGB1 protein (b) Cell that secretes HMGB1 protein (c) Vector inserted with DNA encoding HMGB1 protein (d) HMGB2 protein (e) Cell that secretes HMGB2 protein (f) Encodes HMGB2 protein Vector inserted with DNA (g) HMGB3 protein (h) Cells secreting HMGB3 protein (i) Vector inserted with DNA encoding HMGB3 protein (j) S100A8 protein (k) Cells secreting S100A8 protein (l ) Vector inserted with DNA encoding S100A8 protein (m) S100A9 protein (n) Cell secreting S100A9 protein (o) Vector inserted with DNA encoding S100A9 protein (p) Hyaluronic acid (q) Cell or Tissue extract (r) Heparin-binding fraction of cell or tissue extract.
(15) The substance or composition is in at least one medium selected from the group consisting of a polymer or copolymer of polyethylene glycol (PEG), cyclodextrin, gelatin, albumin, chitosan, sodium carboxymethylcellulose, and physiological saline. The production method according to (14), which exists in

本発明の物質採取デバイスは、比較的簡単な手術で安全に生体内へ埋め込み、一定期間経過後取り出して目的物質を効率よく回収することができる一方、侵襲性が低いため被験者の身体的負担もリスクも少なく、経済的な負担も少ない。
具体的には、従来のシリコン製の円筒形容器は、製造が容易であるが一容器あたり回収して収容可能な細胞数が少なく、容器内に収容された細胞を回収する際の作業が困難であり回収率にも限界があった。本発明では、細胞を収容する際に通過する孔の数、位置の自由度を高め、その形態を扁平、好ましくは円盤状にした容器を採用することで、上皮及び真皮の間等、層状の生体組織の隙間に容易に挿入でき、装着中の異物感が低く、生体内からの回収も引き出しやすく侵襲性が低い。更に、中空部の容量が大きいため回収効率に優れている。
組み立て式で半分に分割できる本発明の容器は、容器内に骨髄多能細胞動員因子を挿入する際や、容器内に収容された細胞を回収する際の作業を容易にしつつ作業効率を高めることが可能である。
The substance collection device of the present invention can be safely implanted in a living body by a relatively simple operation, and can be taken out after a certain period of time to efficiently recover the target substance. There are few risks and there is little economic burden.
Specifically, a conventional cylindrical cylindrical container made of silicon is easy to manufacture, but the number of cells that can be collected and stored per container is small, and it is difficult to recover the cells stored in the container. The recovery rate was also limited. In the present invention, the number of holes that pass when cells are accommodated, the degree of freedom of the position is increased, and a container having a flat shape, preferably a disc shape, is adopted, so that a layered structure such as between the epithelium and the dermis is adopted. It can be easily inserted into the gaps between living tissues, has a low sense of foreign matter during mounting, is easily pulled out from the living body, and is less invasive. Furthermore, since the volume of the hollow portion is large, the recovery efficiency is excellent.
The container of the present invention that can be divided into halves in an assembling type enhances work efficiency while facilitating work when inserting bone marrow pluripotent cell mobilization factor into the container or recovering cells contained in the container Is possible.

本発明の物質採取デバイスを利用することにより、再生医療に有用な多能性幹細胞を、治療対象から低侵襲かつ高効率に採取することができるため、これまで治療困難であった疾患に対しても有効な再生医療を提供できる。その場合、本発明の物質採取デバイス内部に、骨髄多能性幹細胞、骨髄間葉系幹細胞又は骨髄間質幹細胞として分類される細胞を含む骨髄幹細胞の動員因子を挿入しておくと、末梢血流中を循環する少量の骨髄幹細胞を効率よく採取することができる。採取した細胞は、そのまま直接再生医療が必要な損傷組織に投与し治療を行うことができる。骨髄幹細胞は、多能性幹細胞として、骨、軟骨、脂肪の他、線維芽細胞や、神経、上皮など多彩な細胞を再生することが知られており、数多くの疾患、特に皮膚疾患(糖尿病性皮膚潰瘍等の難治性皮膚潰瘍、抗加齢医療など)、骨軟骨疾患(難治性骨折など)、脳神経疾患(脳梗塞など)等の疾患を治療対象とする事ができる。   By utilizing the substance collection device of the present invention, pluripotent stem cells useful for regenerative medicine can be collected from a treatment target with minimal invasiveness and high efficiency, so that it has been difficult to treat until now. Can also provide effective regenerative medicine. In that case, when a bone marrow stem cell mobilization factor including cells classified as bone marrow pluripotent stem cells, bone marrow mesenchymal stem cells, or bone marrow stromal stem cells is inserted into the substance collection device of the present invention, peripheral blood flow A small amount of bone marrow stem cells circulating inside can be efficiently collected. The collected cells can be directly administered to a damaged tissue requiring regenerative medicine for treatment. Bone marrow stem cells are known to regenerate a variety of cells such as bone, cartilage, and fat as well as fibroblasts, nerves, and epithelia as pluripotent stem cells. Diseases such as refractory skin ulcers such as skin ulcers, anti-aging medicine), osteochondral diseases (refractory fractures, etc.), cranial nerve diseases (cerebral infarction, etc.) can be treated.

本発明の埋め込み式物質採取デバイスの、上壁部に開口部を有する容器の例である。It is an example of the container which has an opening part in the upper wall part of the implantable substance collection device of this invention. 本発明の埋め込み式物質採取デバイスの、上壁部及び下壁部に開口部を有する容器の例である。It is an example of the container which has an opening part in the upper wall part and lower wall part of the implantable substance collection device of this invention. 図1及び図2の例の開口部が設けられた上壁部を含む部品の断面図である。It is sectional drawing of components containing the upper wall part in which the opening part of the example of FIG.1 and FIG.2 was provided. 図3の部品と組み合わせて図1の容器を構成できる、開口部が設けられていない部品の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a component that is not provided with an opening, and that can constitute the container of FIG. 1 in combination with the component of FIG. 図3の部品と組み合わせて図2の容器を構成できる、開口部が設けられている部品の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a part provided with an opening, which can constitute the container of FIG. 2 in combination with the part of FIG. 3. 図1及び2に示す本発明の物質採取デバイス及び従来のチューブ型物質採取デバイスの体内挿入時の形状である。It is the shape at the time of insertion in the body of the substance collection device of this invention shown in FIG. 1 and 2 and the conventional tube-type substance collection device. 図6Aに示したデバイスの細胞採取時の形状である。It is the shape at the time of cell collection of the device shown in FIG. 6A. 中心中空部にHMGB-1及びヒアルロン酸が充填された本発明の物質採取デバイス内に回収されたGFP陽性細胞を示す写真である。It is a photograph which shows the GFP positive cell collect | recovered in the substance collection device of this invention with which the center hollow part was filled with HMGB-1 and hyaluronic acid. 中心中空部にヒアルロン酸が充填された本発明の物質採取デバイス内に回収されたGFP陽性細胞を示す写真である。It is a photograph which shows the GFP positive cell collect | recovered in the substance collection device of this invention with which the center hollow part was filled with hyaluronic acid. TECs(容器内に集積した細胞)の培養開始24時間後の写真である。左の写真は培養プラスチックシャーレに付着して増殖している線維芽細胞様細胞及び上皮細胞様細胞の明視野像を、右の写真はその暗視野におけるGFP蛍光像を示す。It is a photograph 24 hours after the start of culture of TECs (cells accumulated in a container). The photo on the left shows a bright field image of fibroblast-like cells and epithelial cell-like cells that are proliferating attached to a cultured plastic petri dish, and the photo on the right shows a GFP fluorescence image in the dark field. 本発明の物質採取デバイスから回収したTECsの骨芽細胞分化能を評価した写真である。容器から回収した細胞を骨芽細胞分化誘導培地中で培養した結果、約2週間でアリザリンレッド染色陽性骨芽細胞への分化が確認された。It is the photograph which evaluated the osteoblast differentiation ability of TECs collect | recovered from the substance collection device of this invention. As a result of culturing the cells collected from the container in an osteoblast differentiation induction medium, differentiation into alizarin red staining positive osteoblasts was confirmed in about 2 weeks. 本発明の物質採取デバイスから回収したTECsの脂肪細胞分化能を評価した写真である。容器から回収した細胞を脂肪細胞分化誘導培地中で培養した結果、約2週間でオイルレッド染色陽性脂肪細胞への分化が確認された。It is the photograph which evaluated the adipocyte differentiation ability of TECs collect | recovered from the substance collection device of this invention. As a result of culturing the cells collected from the container in the adipocyte differentiation-inducing medium, differentiation into oil red staining positive adipocytes was confirmed in about 2 weeks. 本発明の物質採取デバイスから回収したTECsの表皮細胞分化能を評価した写真である。容器から回収した細胞を表皮細胞分化誘導培地中で培養した結果、約2週間で表皮細胞特異的ケラチン5を発現する角化細胞への分化が確認された。It is the photograph which evaluated the epidermal cell differentiation ability of TECs collect | recovered from the substance collection device of this invention. As a result of culturing the cells collected from the container in the epidermal cell differentiation-inducing medium, differentiation into keratinocytes expressing epidermal cell-specific keratin 5 was confirmed in about 2 weeks. PDGFRα及びCD44のTECsにおける発現を検討した図である。PDGFRα陽性及びCD44陽性細胞が本発明の物質採取デバイスに回収されたことが確認された。It is the figure which examined the expression in TECs of PDGFR (alpha) and CD44. It was confirmed that PDGFRα-positive and CD44-positive cells were collected in the substance collection device of the present invention. 新生マウス皮膚抽出液中のHMGBファミリーをWestern blot法を用いて検出した写真である。It is the photograph which detected the HMGB family in the newborn mouse skin extract using Western blot method. HMGB1発現ベクターの図である。It is a figure of HMGB1 expression vector. HEK293細胞に発現させた精製リコンビナントFlag tag-HMGBファミリー融合タンパク質のWestern blotの結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of Western blotting of the purified recombinant Flag tag-HMGB family fusion protein expressed in HEK293 cells. ボイデン・チャンバーを用いたリコンビナントHMGB1・HMGB2・HMGB3の骨髄間葉系幹細胞遊走活性を示す図である。いずれのリコンビナントタンパク質もコントロール群に比べ遊走活性を示した。It is a figure which shows the bone marrow mesenchymal stem cell migration activity of recombinant HMGB1, HMGB2, and HMGB3 using the Boyden chamber. All the recombinant proteins showed migration activity compared to the control group. マウスの皮膚潰瘍治療モデルにおけるHMGBファミリーによる治療結果を示す図である。HMGB1・HMGB2・HMGB3いずれもコントロール群に比べ有意に潰瘍面積の縮小効果を示した。It is a figure which shows the treatment result by the HMGB family in a mouse | mouth skin ulcer treatment model. All of HMGB1, HMGB2, and HMGB3 showed a significant effect of reducing the ulcer area compared to the control group. ヒトHMGB1及びヒト皮膚抽出液がヒト骨髄由来間葉系幹細胞を遊走する活性をボイデン・チャンバーを用いて確認した写真である。It is the photograph which confirmed the activity which human HMGB1 and a human skin extract migrate a human bone marrow origin mesenchymal stem cell using the Boyden chamber. マウス心臓、マウス脳及びマウス皮膚抽出液中の骨髄間葉系幹細胞誘導活性物質をヘパリンカラムで精製し、ボイデン・チャンバーを用いて、活性を確認した写真である。It is the photograph which refine | purified the bone marrow mesenchymal stem cell induction active substance in a mouse heart, a mouse brain, and a mouse skin extract with a heparin column, and confirmed the activity using a Boyden chamber. 培養細胞株HEK293及びHeLa抽出液のヒト骨髄間葉系幹細胞遊走活性をボイデン・チャンバー法を用いて確認した写真である。いずれの培養細胞株もヒト骨髄間葉系幹細胞遊走活性を示した。It is the photograph which confirmed the bone marrow mesenchymal stem cell migration activity of cultured cell line HEK293 and HeLa extract using Boyden chamber method. All cultured cell lines showed human bone marrow mesenchymal stem cell migration activity. Aはマウスを脳定位固定装置に固定し、メスにて頭部に正中切開しドリルを用いて穿頭を施した写真である。Bは脳にシリンジを用いて、陰圧をかけ、脳組織を一部吸引した写真である。Cはフィブリン糊製剤(フィブリノゲン)に溶解した皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分を5μl注入し、次にフィブリン糊製剤(トロンビン)を5μl注入した後の写真である。DおよびEは脳損傷モデル治療後2週間後の写真である。コントロールのDに比べ皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分による治療群のEでGFP陽性細胞の集積が認められた。FおよびGは脳損傷モデル治療後6週間後の写真である。コントロールのFに比べ皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分による治療群のGでGFP陽性細胞の集積が認められた。A is a photograph in which a mouse was fixed to a stereotaxic apparatus, a midline incision was made in the head with a scalpel, and burr was made using a drill. B is a photograph in which a negative pressure is applied to the brain using a syringe to partially suck the brain tissue. C is a photograph after injecting 5 μl of the purified heparin column fraction of skin extract dissolved in fibrin glue preparation (fibrinogen) and then injecting 5 μl of fibrin glue preparation (thrombin). D and E are photographs 2 weeks after the brain injury model treatment. Compared to control D, accumulation of GFP positive cells was observed in E of the treatment group using the purified fraction of the skin extract heparin column. F and G are photographs 6 weeks after the brain injury model treatment. Compared with control F, accumulation of GFP positive cells was observed in G of the treatment group using the purified fraction of the skin extract heparin column. ボイデン・チャンバーを用いた皮膚抽出液の骨髄由来間葉系幹細胞遊走能活性測定結果を示す写真である。ボイデン・チャンバーの上槽内から8μmの微細穴を持つポリカーボネートメンブレン膜の微細穴を通過して皮膚抽出液を含む下槽側に遊走し、膜下槽側に付着している骨髄間葉系幹細胞を、青色色素にて染色した像である。下層には2日齢マウス及び6週齢マウスから採取した皮膚の抽出液を入れた。It is a photograph which shows the bone marrow origin mesenchymal stem cell migration activity activity measurement result of the skin extract using Boyden chamber. Bone marrow mesenchymal stem cells that have passed through the micropores of the polycarbonate membrane membrane with a micropore of 8 μm from the upper tank of the Boyden chamber, migrate to the lower tank side containing the skin extract, and adhere to the submembrane tank side Is an image dyed with a blue pigment. The lower layer was filled with skin extracts collected from 2-day-old mice and 6-week-old mice. 皮膚抽出液中のS100A8、S100A9のタンパク質の存在をWestern blot法で確認した図である。It is the figure which confirmed the presence of the protein of S100A8 and S100A9 in a skin extract by Western blot method. 皮膚抽出液中のヘパリン結合タンパク質をヘパリンアフィニティーカラムからNaCl濃度勾配によって溶出した結果を示す写真である。それぞれのフラクションのタンパク質をSDS-PAGEによって分画し銀染色にて検出した。It is a photograph which shows the result of having eluted heparin binding protein in a skin extract from a heparin affinity column with a NaCl concentration gradient. Proteins of each fraction were fractionated by SDS-PAGE and detected by silver staining. ボイデン・チャンバーを用いた皮膚抽出液の骨髄由来間葉系幹細胞遊走能活性測定結果を示す写真である。ボイデン・チャンバーの上槽内から膜上の微細穴を通過して皮膚抽出液のヘパリン結合した各分画(下槽側)に遊走し、膜下槽側に付着している骨髄間葉系幹細胞を、青色色素にて染色した像である。It is a photograph which shows the bone marrow origin mesenchymal stem cell migration activity activity measurement result of the skin extract using Boyden chamber. Bone marrow mesenchymal stem cells that migrate from the upper tank of the Boyden chamber through the micropores on the membrane to the heparin-bound fractions of the skin extract (lower tank side) and adhere to the submembrane tank side Is an image dyed with a blue pigment. 皮膚抽出液のヘパリン結合した各分画中のS100A8、S100A9タンパク質の存在をWestern blot法を用いて検出した結果を示す写真である。It is a photograph showing the results of detecting the presence of S100A8 and S100A9 proteins in each heparin-bound fraction of the skin extract using Western blotting. S100A8、S100A9発現ベクターの図である。It is a figure of S100A8, S100A9 expression vector. ボイデン・チャンバーを用いた皮膚抽出液の骨髄由来間葉系幹細胞遊走能活性測定結果を示す写真である。ボイデン・チャンバーの上槽内から膜上の微細穴を通過してリコンビナントGST-S100A8、GST-S100A9、皮膚抽出液をそれぞれ含む下層側に遊走し、膜下槽側に付着している骨髄間葉系幹細胞を、青色色素にて染色した像である。It is a photograph which shows the bone marrow origin mesenchymal stem cell migration activity activity measurement result of the skin extract using Boyden chamber. Bone marrow mesenchyme that has migrated from the upper tank of the Boyden chamber to the lower layer containing the recombinant GST-S100A8, GST-S100A9, and skin extract through the fine holes on the membrane, and adhered to the submembrane tank It is the image which dye | stained the stem cell with the blue pigment | dye. Aはマウスの尾静脈からGST-S100A8、GST-S100A9を投与し、12時間後末梢血中のCD45陰性細胞の画分に対してCD44、PDGFRα、PDGFRβのFACSを行った図である。BはFACSの結果を基にして、GST-S100A8、GST-S100A9投与12時間後末梢血中のCD45陰性CD44陽性PDGFRα陽性細胞、あるいはCD45陰性CD44陽性PDGFRβ陽性細胞の出現を定量的にグラフ化した図である。A is the figure which administered GST-S100A8 and GST-S100A9 from the tail vein of the mouse | mouth, and performed FACS of CD44, PDGFR (alpha), and PDGFR (beta) with respect to the fraction of the CD45 negative cell in a peripheral blood 12 hours afterward. B quantitatively graphed the appearance of CD45 negative CD44 positive PDGFRα positive cells or CD45 negative CD44 positive PDGFRβ positive cells in peripheral blood 12 hours after administration of GST-S100A8 and GST-S100A9 based on the results of FACS. FIG. 皮膚抽出液、末梢血抽出液によってデバイス内に動員した細胞による皮膚潰瘍の治療効果を示す図である。It is a figure which shows the therapeutic effect of the skin ulcer by the cell mobilized in the device by the skin extract and the peripheral blood extract. 末梢血抽出液のヘパリンアフィニティーカラム結合成分によってデバイス内に動員した骨髄幹細胞を蛍光顕微鏡で検出した図である。It is the figure which detected the bone marrow stem cell mobilized in the device with the heparin affinity column binding component of the peripheral blood extract with the fluorescence microscope. 末梢血抽出液のヘパリンアフィニティーカラム結合成分によってデバイス内に動員した骨髄幹細胞を蛍光顕微鏡で検出し、画像処理ソフトを用いて細胞数を定量化したグラフである。It is the graph which detected the bone marrow stem cell mobilized in the device with the heparin affinity column binding component of the peripheral blood extract with a fluorescence microscope, and quantified the number of cells using image processing software. S100A8、HMGB1、HMGB2、HMGB3それぞれを用いてデバイス内に動員した骨髄由来細胞(GFP陽性細胞)を蛍光顕微鏡で検出した図である(A:S100A81、B:HMGB1、C:HMGB2、D:HMGB3、E:陰性コントロール)。It is the figure which detected the bone marrow origin cell (GFP positive cell) mobilized in the device using each of S100A8, HMGB1, HMGB2, and HMGB3 with the fluorescence microscope (A: S100A81, B: HMGB1, C: HMGB2, D: HMGB3, E: negative control). S100A8、HMGB1、HMGB2、それぞれを用いてデバイス内に動員した骨髄由来細胞によるBALB/cAJcl-nu/nuに作製した皮膚潰瘍に対する治療効果を示す図である。It is a figure which shows the therapeutic effect with respect to the skin ulcer produced in BALB / cAJcl-nu / nu by the bone marrow origin cell mobilized in the device using each of S100A8, HMGB1, and HMGB2. HMGB1発現ベクターの図である。It is a figure of HMGB1 expression vector. マウス尾静脈から、皮膚抽出液(SE)を投与し、末梢血を採取する図である。It is a figure which administers a skin extract (SE) from a mouse tail vein, and collects peripheral blood. 皮膚抽出液(SE)を投与後12時間後のマウス末梢血単核球画分を抗マウスPDGFRα抗体、抗マウスCD44抗体で蛍光標識し、フローサイトメトリーで分画した図である。上段3つは陰性コントロールのPBS投与群(n=3)、下段3つは皮膚抽出液(SE)投与群(n=3)である。縦軸はCD44の発現量を横軸はPDGFRαの発現量を示している。線で囲んだ部分がCD44陽性かつPDGFRα陽性細胞群を示し、皮膚抽出液投与群(SE)でPBS群に比して増加している。It is the figure which labeled the mouse | mouth peripheral blood mononuclear cell fraction 12 hours after administering skin extract (SE) with the anti-mouse PDGFR (alpha) antibody and the anti-mouse CD44 antibody, and fractionated by flow cytometry. The upper three are the negative control PBS administration group (n = 3) and the lower three are the skin extract (SE) administration group (n = 3). The vertical axis represents the expression level of CD44, and the horizontal axis represents the expression level of PDGFRα. The part surrounded by the line shows the CD44-positive and PDGFRα-positive cell group, which is increased in the skin extract administration group (SE) compared to the PBS group. マウス尾静脈から、HMGB1を投与し、末梢血を採取する図である。It is a figure which administers HMGB1 and collects peripheral blood from a mouse tail vein. HMGB1を投与後12時間のマウス末梢血単核球画分を抗マウスPDGFRα抗体、抗マウスCD44抗体で蛍光標識し、フローサイトメトリーで分画した図である。左は陰性コントロールのPBS投与マウス、右はHMGB1投与マウスの図である。縦軸はCD44の発現量を横軸はPDGFRαの発現量を示している。線で囲んだ部分がCD44陽性かつPDGFRα陽性細胞群を示し、HMGB1投与マウスでPBS投与マウスに比して増加している。It is the figure which carried out the fluorescence labeling of the mouse peripheral blood mononuclear cell fraction 12 hours after HMGB1 administration with the anti-mouse PDGFR (alpha) antibody and the anti-mouse CD44 antibody, and fractionated by flow cytometry. The left is a negative control PBS-administered mouse, and the right is a HMGB1-administered mouse. The vertical axis represents the expression level of CD44, and the horizontal axis represents the expression level of PDGFRα. The part surrounded by a line shows a CD44-positive and PDGFRα-positive cell group, which is increased in HMGB1-administered mice compared to PBS-administered mice. AはCD44およびPDGFRαをもつ細胞の存在頻度を表したフローサイトメトリーの結果を示す図である。末梢血中のPDGFRα陽性かつCD44陽性細胞およびPDGFRα陽性かつCD44陰性細胞いずれの細胞群もHMGB1投与によって増加している。BはPDGFRα陽性かつCD44陽性細胞、CはPDGFRα陽性かつCD44陰性細胞についてそれぞれPBS投与群とHMGB1投与群で末梢血中の出現頻度を比較した結果を示す図である。いずれの細胞群においても、HMGB1投与群において統計的有意に増加している。A is a figure which shows the result of the flow cytometry showing the existence frequency of the cell which has CD44 and PDGFR (alpha). Cell groups of both PDGFRα-positive and CD44-positive cells and PDGFRα-positive and CD44-negative cells in peripheral blood are increased by HMGB1 administration. B shows PDGFRα-positive and CD44-positive cells, and C shows PDGFRα-positive and CD44-negative cells in the PBS administration group and the HMGB1 administration group, respectively. In any cell group, there is a statistically significant increase in the HMGB1 administration group.

本発明の埋め込み式物質採取デバイスに備えられた扁平容器は、側壁部と上壁部と下壁部との間に中心中空部を有する扁平容器であって、上記上壁部及び/又は下壁部には1以上の開口部が設けられ、生体内組織に存在する目的物質を回収して上記中心中空部に保持することのできる形状を有する。   The flat container provided in the implantable substance collecting device of the present invention is a flat container having a central hollow portion between a side wall portion, an upper wall portion, and a lower wall portion, and the upper wall portion and / or the lower wall. The part is provided with one or more openings, and has a shape capable of collecting the target substance existing in the in vivo tissue and holding it in the central hollow part.

扁平容器の大きさは、皮下に挿入可能なサイズであればよく、例えば、円形平面形状であれば直径5〜20mm、厚さ2〜5mm、体積40〜1570mm3が挙げられるがこれらに制限されるものではない。
扁平容器側壁の厚さは、十分な強度維持に必要な厚みがあればよく、特に制限されないが、例えば、0.3〜0.9mm程度でもよい。。
The size of the flat container may be any size that can be inserted subcutaneously. For example, in the case of a circular planar shape, the diameter may be 5 to 20 mm, the thickness is 2 to 5 mm, and the volume is 40 to 1570 mm 3. It is not something.
The thickness of the flat container side wall is not particularly limited as long as it has a thickness necessary for maintaining sufficient strength, and may be, for example, about 0.3 to 0.9 mm. .

上記中心中空部の容量も回収した目的物質が保持でき、必要であれば細胞動員因子を設置できる程度であればよく、例えば20〜1000mm3が挙げられるがこれらに制限されるものではない。
上記開口部の形状は、目的物質が中心中空部内へ流入され、回収できるならばどのようなものでもよく、任意の数、大きさ、配置を選択できる。例えば、数個の円形の孔から構成されても良い。
The volume of the central hollow part may be sufficient to hold the collected target substance and, if necessary, may be sufficient to install a cell mobilization factor. Examples thereof include 20 to 1000 mm 3, but are not limited thereto.
The shape of the opening may be any shape as long as the target substance flows into the central hollow portion and can be collected, and an arbitrary number, size, and arrangement can be selected. For example, you may be comprised from several circular holes.

前記扁平容器の上壁部及び/又は下壁部は、平面、凸型曲面、凹型曲面、凹字状に中央部を凹ませた形状のいずれかを有する。生体内に配置する場合、体内で炎症を起こさず移動せず、埋め込まれたデバイスの異物感が少ないこと、製造上も容易で安価なことから、好ましくは平面、凹型曲面又は凹字状に中央部を凹ませた形状である。   The upper wall portion and / or the lower wall portion of the flat container has any one of a flat surface, a convex curved surface, a concave curved surface, and a shape in which a central portion is recessed in a concave shape. When placed in a living body, it does not move in the body without causing inflammation, and since the embedded device has less foreign material feeling and is easy and inexpensive to manufacture, it is preferably centered in a flat, concave curved surface or concave shape. It is a shape with a recessed part.

前記扁平容器の平面形状は、多角形、略多角形、円形、略円形、楕円形、略楕円形、台形及び略台形の中から選ばれる形状を有する。生体内に保持されるためには曲率半径の大きな(曲率の小さな)曲線を含む形状が好ましく、体内挿入位置に応じて適切な形状を選ぶことができる。同じ理由で、前記扁平容器の上壁部と側壁部間及び下壁部と側壁部間の接合部分は、曲率半径の大きな曲面を呈することが好ましい。   The flat shape of the flat container has a shape selected from a polygon, a substantially polygon, a circle, a substantially circle, an ellipse, a substantially ellipse, a trapezoid and a substantially trapezoid. In order to be held in the living body, a shape including a curve with a large curvature radius (small curvature) is preferable, and an appropriate shape can be selected according to the insertion position in the body. For the same reason, it is preferable that the joint portion between the upper wall portion and the side wall portion and between the lower wall portion and the side wall portion of the flat container exhibits a curved surface having a large curvature radius.

前記扁平容器は一体に成形されても良いが、上壁部を含む部品と下壁部を含む部品を組み合わせて構成されてもよい。その場合、組み合わせに応じて開口部の数、大きさ、形状を適宜選択可能であり、また、開口部から挿入するのが困難な物質を中心中空部に設置して組み立てることも可能である。   The flat container may be integrally formed, or may be configured by combining a part including an upper wall part and a part including a lower wall part. In that case, the number, size, and shape of the opening can be selected as appropriate according to the combination, and a substance that is difficult to insert from the opening can be installed and assembled in the central hollow portion.

前記扁平容器の材料は、生体適合性があり、体内で一定期間分解されない材料であればどのようなものでも良い。例えば、ポリジメチルシロキサン(シリコーン樹脂)、ポリエステル、ポリアミド、フルオロカーボン、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート、ポリウレタン、及びポリスチレン、塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)、カーボン材料、カーボン複合化材料、セラミック、ガラス、金属等の様々な材料が挙げられるが、中でもシリコーン樹脂を材料とすると、安価で侵襲性が低く、使用中の違和感も少ない。更に、末梢血流中に含まれる骨髄幹細胞は、本発明の扁平容器内に回収される細胞が発達して組織化することは好ましくない。シリコーン樹脂は表面が疎水性で生体組織親和性が少ないため扁平容器内に回収された細胞が発達して容器内外で組織化しないため回収には困難が生じない。   The material of the flat container may be any material as long as it is biocompatible and does not decompose for a certain period in the body. For example, polydimethylsiloxane (silicone resin), polyester, polyamide, fluorocarbon, polyethylene, polypropylene (PP), polycarbonate, polyurethane, and polystyrene, vinyl chloride, polymethyl methacrylate (PMMA), polytetrafluoroethylene (PTFE), There are various materials such as carbon materials, carbon composite materials, ceramics, glass, and metals. Among these materials, when silicone resin is used as a material, it is inexpensive, less invasive, and less uncomfortable during use. Furthermore, it is not preferable that the bone marrow stem cells contained in the peripheral blood flow develop and organize the cells collected in the flat container of the present invention. Since silicone resin has a hydrophobic surface and low affinity for living tissue, cells collected in a flat container develop and do not organize inside and outside the container, so there is no difficulty in collection.

前記扁平容器は目的物質を採取可能な生体のどのような場所に挿入されてもよいが、好ましくは上皮及び真皮の間が挙げられる。上皮及び真皮の間に扁平容器が挿入された場合、上壁部及び/又は下壁部に設けられた開口部が上皮及び/又は真皮に直接向き合うため、毛細血管を通して末梢血流に含まれる目的物質が容器内に流入しやすく採取効率が高い。   The flat container may be inserted into any place in the living body where the target substance can be collected, and preferably between the epithelium and the dermis. When a flat container is inserted between the epithelium and the dermis, the opening provided in the upper wall and / or lower wall directly faces the epithelium and / or dermis, so that it is included in the peripheral blood flow through the capillaries The substance is easy to flow into the container and the collection efficiency is high.

本発明の前記目的物質として、例えば骨髄幹細胞が挙げられる。本発明で目的とする骨髄幹細胞は、造血系幹細胞及びこれに由来する白血球、赤血球、血小板以外の細胞であり、骨髄多能性幹細胞、骨髄間葉系幹細胞又は骨髄間質幹細胞として分類されることのある骨髄幹細胞の動員因子を挿入し、末梢血流中を循環する少量の骨髄幹細胞を効率よく採取することができる。骨髄幹細胞は、末梢血に微量含まれており、多能性幹細胞として、骨、軟骨、脂肪の他、線維芽細胞や、神経、上皮など多彩な細胞を再生することが知られている。従って、採取した骨髄幹細胞は、そのまま直接再生医療が必要な損傷組織に投与して治療を行うことができる。   Examples of the target substance of the present invention include bone marrow stem cells. Bone marrow stem cells targeted in the present invention are cells other than hematopoietic stem cells and leukocytes, erythrocytes, and platelets derived therefrom, and are classified as bone marrow pluripotent stem cells, bone marrow mesenchymal stem cells, or bone marrow stromal stem cells. A small amount of bone marrow stem cells circulating in the peripheral blood stream can be efficiently collected by inserting a certain bone marrow stem cell mobilization factor. Bone marrow stem cells are contained in minute amounts in peripheral blood, and it is known that pluripotent stem cells regenerate a variety of cells such as fibroblasts, nerves, and epithelia in addition to bone, cartilage, and fat. Accordingly, the collected bone marrow stem cells can be directly administered to damaged tissues that require regenerative medicine.

本発明の目的とする好ましい骨髄幹細胞は、骨髄に由来し、末梢血液から採取され、(プラスチックあるいはガラス製)培養皿への付着細胞として培養・増殖可能であり、骨、軟骨、脂肪などの間葉系組織への分化能を有する間葉系幹細胞、又は骨格筋、心筋、さらには神経組織、上皮組織への分化能を有する多能性幹細胞である。上記骨髄幹細胞は、培養皿で培養・増殖させた細胞を生体の損傷部に投与することにより、例えば皮膚を構成するケラチノサイトなどの上皮系組織、脳を構成する神経系の組織への分化能も有するという特徴も持つ。   Preferred bone marrow stem cells for the purpose of the present invention are derived from bone marrow, collected from peripheral blood, and can be cultured and propagated as adherent cells (made of plastic or glass) on a culture dish. It is a mesenchymal stem cell having the ability to differentiate into leaf tissue, or a pluripotent stem cell having the ability to differentiate into skeletal muscle, cardiac muscle, and further nerve tissue and epithelial tissue. The bone marrow stem cells can be differentiated into epithelial tissues such as keratinocytes that make up the skin and nervous system tissues that make up the brain by administering cells cultured and expanded in a culture dish to the damaged part of the living body. It also has the characteristic of having.

本発明の目的とする骨髄幹細胞は、好ましくは骨芽細胞(分化を誘導するとカルシウムの沈着を認めることで特定可能)、軟骨細胞(アルシアンブルー染色陽性、サフラニン-O染色陽性などで特定可能)、脂肪細胞(ズダンIII染色陽性で特定可能)、線維芽細胞、平滑筋細胞、ストローマ細胞、腱細胞などの間葉系細胞、さらには神経細胞、上皮細胞、血管内皮細胞への分化能力を有する。ただし、分化後の細胞は上記細胞に限定されるものではなく、肝臓、腎臓、膵臓などの実質臓器細胞も含まれる。但し、分化後の細胞は上記細胞に限定されるものではない。   Bone marrow stem cells for the purpose of the present invention are preferably osteoblasts (identifiable by calcium deposition when differentiation is induced), chondrocytes (identifiable by positive Alcian blue staining, positive Safranin-O staining, etc.) Have the ability to differentiate into mesenchymal cells such as adipocytes (positive for Zudan III staining), fibroblasts, smooth muscle cells, stromal cells, tendon cells, and also neurons, epithelial cells, and vascular endothelial cells . However, the differentiated cells are not limited to the above-mentioned cells, and also include parenchymal organ cells such as liver, kidney, and pancreas. However, the differentiated cells are not limited to the above cells.

本発明の目的とする骨髄幹細胞は、血液系以外の特定組織細胞への一方向性分化能を持つ未分化細胞である組織前駆細胞を含んでいても良い。組織前駆細胞は、上述した間葉系組織、上皮系組織、神経組織、実質臓器、血管内皮への分化能を有する未分化細胞を含む。   Bone marrow stem cells targeted by the present invention may contain tissue progenitor cells that are undifferentiated cells having unidirectional differentiation ability to specific tissue cells other than the blood system. Tissue progenitor cells include the above-described undifferentiated cells having the ability to differentiate into mesenchymal tissue, epithelial tissue, neural tissue, parenchymal organ, and vascular endothelium.

また、本発明の目的とする骨髄幹細胞としては、例えば、細胞表面マーカーCD44、PDGFRα及びPDGFRβの少なくとも1つに対して陽性である骨髄幹細胞が挙げられるが、このような細胞に限定されない。   Examples of bone marrow stem cells targeted by the present invention include, but are not limited to, bone marrow stem cells that are positive for at least one of cell surface markers CD44, PDGFRα, and PDGFRβ.

本発明の生体内埋め込み式物質採取デバイスを皮下に埋め込む場合、例えば、全身(あるいは局所)麻酔を施行後、メスにより数mmの皮膚を切開し、先端の丸い金属棒(モスキートペアンなど)を用いて皮下脂肪組織内に鈍的剥離により必要なスペースを作成し、そのスペース内に本発明の物質採取デバイスを埋め込み、最後に切開した皮膚を縫合あるいはホチキス固定する。
皮下へのデバイス留置のためのその他の方法としては、上記切開後に、ガイドに沿って折り畳まれだデバイスを挿入し、ガイドを取り除いた後に扁平容器の中心中空部に薬液を注入して拡大させて留置する、などの方法が考えられる。
When implanting the in vivo implantable substance collecting device of the present invention under the skin, for example, after performing general (or local) anesthesia, cut a few mm of skin with a scalpel and use a metal rod with a round tip (such as a mosquito pair). Then, a necessary space is created in the subcutaneous adipose tissue by blunt dissection, and the substance collection device of the present invention is embedded in the space, and finally the incised skin is sutured or stapled.
Other methods for placing the device under the skin include inserting the device folded along the guide after the incision, removing the guide, and then injecting the drug solution into the hollow center of the flat container to enlarge it. A method such as detention is conceivable.

容器を埋め込む対象としては、ヒト又は非ヒト動物が挙げられ、例えば、ヒト、マウス、ラット、サル、ブタ、イヌ、ウサギ、ハムスター、モルモットなどが例示できるが、好ましくはヒトである。   Examples of the target for embedding the container include humans and non-human animals. For example, humans, mice, rats, monkeys, pigs, dogs, rabbits, hamsters, guinea pigs, etc. can be exemplified, but humans are preferred.

本発明の生体内埋め込み式物質採取デバイスの中心中空部には、以下の(a)から(r)のいずれかに記載の1以上の物質又は混合物を挿入し、骨髄幹細胞を扁平容器内に動員することができる。
(a)HMGB1タンパク質
(b)HMGB1タンパク質を分泌する細胞
(c)HMGB1タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(d)HMGB2タンパク質
(e)HMGB2タンパク質を分泌する細胞
(f)HMGB2タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(g)HMGB3タンパク質
(h)HMGB3タンパク質を分泌する細胞
(i)HMGB3タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(j)S100A8タンパク質
(k)S100A8タンパク質を分泌する細胞
(l)S100A8タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(m)S100A9タンパク質
(n)S100A9タンパク質を分泌する細胞
(o)S100A9タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(p)ヒアルロン酸
(q)細胞又は組織の抽出液
(r)細胞又は組織の抽出液のヘパリン結合画分
One or more substances or mixtures described in any of (a) to (r) below are inserted into the central hollow part of the in vivo implantable substance collecting device of the present invention, and bone marrow stem cells are mobilized in a flat container. can do.
(A) HMGB1 protein (b) Cell that secretes HMGB1 protein (c) Vector inserted with DNA encoding HMGB1 protein (d) HMGB2 protein (e) Cell that secretes HMGB2 protein (f) Encodes HMGB2 protein Vector inserted with DNA (g) HMGB3 protein (h) Cells secreting HMGB3 protein (i) Vector inserted with DNA encoding HMGB3 protein (j) S100A8 protein (k) Cells secreting S100A8 protein (l ) Vector inserted with DNA encoding S100A8 protein (m) S100A9 protein (n) Cell secreting S100A9 protein (o) Vector inserted with DNA encoding S100A9 protein (p) Hyaluronic acid (q) Cell or Tissue extract (r) Heparin-binding fraction of cell or tissue extract

なお、上記HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質の部分ペプチドであって骨髄幹細胞の誘導活性を有するペプチド、該部分ペプチドを分泌する細胞、又は、該部分ペプチドをコードするDNAが挿入されたベクターを利用することもできる。   In addition, a partial peptide of the HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein, which has a bone marrow stem cell inducing activity, a cell that secretes the partial peptide, or a vector into which a DNA encoding the partial peptide is inserted Can also be used.

本発明におけるHMGB1タンパク質としては、配列番号:1、3又は5に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質が例示できるが、これらに限定されるものではない。本発明のHMGB1タンパク質には、配列番号:1、3又は5に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質も含まれる。そのようなタンパク質としては、例えば、1)配列番号:1、3又は5に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加したアミノ酸配列からなり、配列番号:1、3又は5に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質、及び、2)配列番号:2、4又は6に記載の塩基配列を含むDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされるタンパク質であって、配列番号:1、3又は5に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質が挙げられる。   Examples of the HMGB1 protein in the present invention include, but are not limited to, proteins containing the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3 or 5. The HMGB1 protein of the present invention also includes a protein functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3 or 5. Examples of such proteins include 1) an amino acid sequence in which one or a plurality of amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, or 5. An isolated protein functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence of No. 1, 3 or 5, and 2) a DNA comprising the base sequence of SEQ ID No .: 2, 4 or 6 and a stringent And an isolated protein that is functionally equivalent to a protein that is encoded by DNA that hybridizes under various conditions and includes the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3, or 5.

本発明におけるHMGB2タンパク質としては、配列番号:7、9又は11に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質が例示できるが、これらに限定されるものではない。本発明のHMGB2タンパク質には、配列番号:7、9又は11に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質も含まれる。そのようなタンパク質としては、例えば、1)配列番号:7、9又は11に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加したアミノ酸配列からなり、配列番号:7、9又は11に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質、及び、2)配列番号:8、10又は12に記載の塩基配列を含むDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされるタンパク質であって、配列番号:7、9又は11に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質が挙げられる。   Examples of the HMGB2 protein in the present invention include, but are not limited to, a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7, 9, or 11. The HMGB2 protein of the present invention also includes proteins functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7, 9 or 11. Examples of such a protein include 1) an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 7, 9 or 11. An isolated protein that is functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence of No. 7, 9 or 11, and 2) a DNA comprising the base sequence of SEQ ID No .: 8, 10 or 12, and a stringent And an isolated protein that is functionally equivalent to a protein that is encoded by a DNA that hybridizes under various conditions and includes the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7, 9, or 11.

本発明におけるHMGB3タンパク質としては、配列番号:13又は15に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質が例示できるが、これらに限定されるものではない。本発明のHMGB3タンパク質には、配列番号:13又は15に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質も含まれる。そのようなタンパク質としては、例えば、1)配列番号:13又は15に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加したアミノ酸配列からなり、配列番号:13又は15に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質、及び、2)配列番号:14又は16に記載の塩基配列を含むDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされるタンパク質であって、配列番号:13又は15に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質が挙げられる。   Examples of the HMGB3 protein in the present invention include, but are not limited to, a protein containing the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 13 or 15. The HMGB3 protein of the present invention includes a protein functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 13 or 15. Examples of such a protein include 1) an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 13 or 15. An isolated protein functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence described in 13 or 15, and 2) hybridizing under stringent conditions with the DNA comprising the base sequence described in SEQ ID NO: 14 or 16 And an isolated protein functionally equivalent to a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 13 or 15.

本発明におけるS100A8タンパク質としては、配列番号:17、19又は21に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質が例示できるが、これらに限定されるものではない。本発明のS100A8タンパク質には、配列番号:17、19又は21に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質も含まれる。そのようなタンパク質としては、例えば、1)配列番号:17、19又は21に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加したアミノ酸配列からなり、配列番号:17、19又は21に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質、及び、2)配列番号:18、20又は22に記載の塩基配列を含むDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされるタンパク質であって、配列番号:18、20又は22に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質が挙げられる。   Examples of the S100A8 protein in the present invention include, but are not limited to, a protein containing the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 17, 19, or 21. The S100A8 protein of the present invention also includes proteins functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 17, 19, or 21. Examples of such a protein include 1) an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 17, 19, or 21. An isolated protein that is functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence of No. 17, 19, or 21; and 2) a DNA and stringent comprising the base sequence of SEQ ID No. 18, 20, or 22. And an isolated protein that is functionally equivalent to a protein that is encoded by DNA that hybridizes under various conditions and includes the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 18, 20, or 22.

本発明におけるS100A9タンパク質としては、配列番号:23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質が例示できるが、これらに限定されるものではない。本発明のS100A9タンパク質には、配列番号:23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質も含まれる。そのようなタンパク質としては、例えば、1)配列番号:23、25又は27に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加したアミノ酸配列からなり、配列番号:23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質、及び、2)配列番号:24、26又は28に記載の塩基配列を含むDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされるタンパク質であって、配列番号:23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質が挙げられる。   Examples of the S100A9 protein in the present invention include, but are not limited to, a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23, 25, or 27. The S100A9 protein of the present invention includes proteins functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23, 25 or 27. Examples of such a protein include 1) an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 23, 25, or 27. An isolated protein that is functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence of No. 23, 25 or 27, and 2) a DNA and stringent comprising the base sequence of SEQ ID No. 24, 26 or 28 And an isolated protein that is functionally equivalent to a protein encoded by a DNA that hybridizes under various conditions and comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23, 25, or 27.

配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等な単離されたタンパク質は、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質のホモログあるいはパラログでありうる。配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質は、当業者によって公知の方法で単離することができる。   An isolated protein functionally equivalent to a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, or 27 , SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, or 27. The protein may be a homolog or a paralog of the amino acid sequence. A protein functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, or 27 is obtained by those skilled in the art. It can be isolated by a known method.

配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質としては、骨髄幹細胞の誘導活性を有するタンパク質が挙げられる。   As a protein functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25 or 27, bone marrow stem cells And a protein having an inducing activity.

配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加したアミノ酸配列からなり、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質は、天然に存在するタンパク質を含む。一般に真核生物の遺伝子は、インターフェロン遺伝子等で知られているように、多型現象(polymorphism)を有する。この多型現象によって生じた塩基配列の変化によって、1又は複数個のアミノ酸が、置換、欠失、挿入、及び/又は付加される場合がある。このように自然に存在するタンパク質であって、かつ配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が、置換、欠失、挿入、及び/又は付加したアミノ酸配列を有し、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等なタンパク質は、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質に含まれる。   In the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25 or 27, one or more amino acids are substituted, deleted, inserted, And / or a protein comprising the amino acid sequence described in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, or 27. Equivalent proteins include naturally occurring proteins. In general, eukaryotic genes have a polymorphism, as is known for interferon genes and the like. One or more amino acids may be substituted, deleted, inserted and / or added due to a change in the base sequence caused by this polymorphism. Thus, it is a naturally occurring protein and 1 in the amino acid sequence described in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25 or 27 Or a plurality of amino acids have an amino acid sequence substituted, deleted, inserted and / or added, SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, Proteins functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence described in 23, 25 or 27 are included in the HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein.

また、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等なタンパク質である限り、人為的に作製された変異タンパク質も本発明に含まれる。与えられた塩基配列に対してランダムに変異を加える方法としては、たとえばDNAの亜硝酸処理による塩基対の置換が知られている。   Moreover, as long as it is a protein functionally equivalent to the protein which consists of an amino acid sequence as described in sequence number: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25 or 27 Artificially produced mutant proteins are also included in the present invention. As a method for randomly mutating a given base sequence, for example, substitution of base pairs by nitrite treatment of DNA is known.

改変されるアミノ酸の数は、典型的には50アミノ酸以内であり、好ましくは30アミノ酸以内であり、さらに好ましくは5アミノ酸以内(例えば、1アミノ酸)であると考えられる。   The number of amino acids to be modified is typically within 50 amino acids, preferably within 30 amino acids, and more preferably within 5 amino acids (eg, 1 amino acid).

アミノ酸を人為的に置換する場合、性質の似たアミノ酸に置換すれば、もとのタンパク質の活性が維持されやすいと考えられる。本発明のタンパク質には、上記アミノ酸置換において保存的置換が加えられたタンパク質であって、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質が含まれる。保存的置換は、タンパク質の活性に重要なドメインのアミノ酸を置換する場合などにおいて重要であると考えられる。このようなアミノ酸の保存的置換は、当業者にはよく知られている。   When an amino acid is artificially substituted, it is considered that the activity of the original protein is easily maintained if the amino acid is substituted with an amino acid having similar properties. The protein of the present invention is a protein in which a conservative substitution is added in the above amino acid substitution, and SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, A protein functionally equivalent to a protein comprising the amino acid sequence described in 25 or 27 is included. Conservative substitution is considered to be important, for example, when substituting amino acids of domains important for protein activity. Such amino acid conservative substitutions are well known to those skilled in the art.

保存的置換に相当するアミノ酸のグループとしては、例えば、塩基性アミノ酸(例えばリジン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性アミノ酸(例えばアスパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性アミノ酸(例えばグリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、システイン)、非極性アミノ酸(例えばアラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン)、β分岐アミノ酸(例えばスレオニン、バリン、イソロイシン)、及び芳香族アミノ酸(例えばチロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)などが挙げられる。
また、非保存的置換によりタンパク質の活性などをより上昇(例えば恒常的活性化型タンパク質などを含む)させることも考えられる。
Examples of amino acid groups corresponding to conservative substitutions include basic amino acids (eg, lysine, arginine, histidine), acidic amino acids (eg, aspartic acid, glutamic acid), uncharged polar amino acids (eg, glycine, asparagine, glutamine, serine, Threonine, tyrosine, cysteine), nonpolar amino acids (eg alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan), β-branched amino acids (eg threonine, valine, isoleucine), and aromatic amino acids (eg tyrosine, phenylalanine) , Tryptophan, histidine) and the like.
It is also conceivable to increase the activity of the protein by non-conservative substitution (for example, including a permanently activated protein).

この他、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質を得る方法として、ハイブリダイゼーションを利用する方法を挙げることができる。すなわち、配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26又は28に示すような本発明によるHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードするDNA、あるいはその断片をプローブとし、これとハイブリダイズすることができるDNAを単離する。ハイブリダイゼーションをストリンジェントな条件下で実施すれば、塩基配列としては相同性の高いDNAが選択され、その結果として単離されるタンパク質にはHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質と機能的に同等なタンパク質が含まれる可能性が高まる。相同性の高い塩基配列とは、たとえば70%以上、望ましくは90%以上の同一性を示すことができる。   In addition, a protein functionally equivalent to the protein comprising the amino acid sequence described in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, or 27 is obtained. Examples of the method include a method using hybridization. That is, the HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein according to the present invention as shown in SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 or 28 Using the encoded DNA or a fragment thereof as a probe, DNA that can hybridize with this is isolated. If hybridization is carried out under stringent conditions, DNA with high homology is selected as the base sequence, and the resulting isolated protein is functionally equivalent to the HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein. The possibility that a new protein is included increases. A highly homologous base sequence can show, for example, 70% or more, desirably 90% or more identity.

なおストリンジェントな条件とは、具体的には例えば6×SSC、40%ホルムアミド、25℃でのハイブリダイゼーションと、1×SSC、55℃での洗浄といった条件を示すことができる。ストリンジェンシーは、塩濃度、ホルムアミドの濃度、あるいは温度といった条件に左右されるが、当業者であればこれらの条件を必要なストリンジェンシーを得られるように設定することは自明である。
ハイブリダイゼーションを利用することによって、たとえば配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質以外のHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質のホモログをコードするDNAの単離が可能である。
The stringent conditions can specifically include conditions such as 6 × SSC, 40% formamide, hybridization at 25 ° C., and washing at 1 × SSC, 55 ° C. Stringency depends on conditions such as salt concentration, formamide concentration, or temperature, but those skilled in the art will readily set these conditions to obtain the required stringency.
By utilizing hybridization, for example, HMGB1 other than a protein containing the amino acid sequence described in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, or 27 DNA encoding a homologue of HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein can be isolated.

配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質と機能的に同等なタンパク質は、通常、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25又は27に記載のアミノ酸配列と高い相同性を有する。高い相同性とは、少なくとも30%以上、好ましくは50%以上、さらに好ましくは80%以上(例えば、95%以上)の配列の同一性を指す。塩基配列やアミノ酸配列の同一性は、インターネットを利用したホモロジー検索サイトを利用して行うことができる[例えば日本DNAデータバンク(DDBJ)において、FASTA、BLAST、PSI-BLAST、及びSSEARCH等の相同性検索が利用できる。また、National Center for Biotechnology Information (NCBI) において、BLASTを用いた検索を行うことができる。   A protein functionally equivalent to a protein comprising the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, or 27 is usually a sequence. No. 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25 or 27, and has high homology. High homology refers to sequence identity of at least 30% or more, preferably 50% or more, more preferably 80% or more (eg, 95% or more). The identity of base sequences and amino acid sequences can be performed using a homology search site using the Internet [for example, homology such as FASTA, BLAST, PSI-BLAST, and SSEARCH in Japan DNA Data Bank (DDBJ). Search is available. In addition, a search using BLAST can be performed in the National Center for Biotechnology Information (NCBI).

例えばAdvanced BLAST 2.1におけるアミノ酸配列の同一性の算出は、プログラムにblastpを用い、Expect値を10、Filterは全てOFFにして、MatrixにBLOSUM62を用い、Gap existence cost、Per residue gap cost、及び Lambda ratioをそれぞれ11、1、0.85(デフォルト値)に設定して検索を行い、同一性(identity)の値(%)を得ることができる。   For example, the amino acid sequence identity in Advanced BLAST 2.1 is calculated using blastp as the program, Expect value is 10, Filter is all OFF, BLOSUM62 is used for Matrix, Gap existence cost, Per residue gap cost, and Lambda ratio Can be set to 11, 1, 0.85 (default value), respectively, and a search can be performed to obtain an identity value (%).

本発明によるタンパク質、又はその機能的に同等なタンパク質は、糖鎖等の生理的な修飾、蛍光や放射性物質のような標識、あるいは他のタンパク質との融合といった各種の修飾を加えたタンパク質であることができる。後述する遺伝子組換え体においては、発現させる宿主によって糖鎖による修飾に差異が生じる可能性がある。しかしたとえ糖鎖の修飾に違いを持っていても、本明細書中に開示されたHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質と同様の性状を示すものであれば、いずれも本発明によるHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質、又は機能的に同等なタンパク質である。   The protein according to the present invention or a functionally equivalent protein thereof is a protein to which various modifications such as physiological modifications such as sugar chains, labels such as fluorescence and radioactive substances, or fusion with other proteins are added. be able to. In the gene recombinants described below, there may be differences in modification with sugar chains depending on the host to be expressed. However, even if there is a difference in the modification of the sugar chain, any of the HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 proteins disclosed in the present specification can be used as long as they exhibit similar properties. HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein, or a functionally equivalent protein.

HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質は、生体材料のみならず、これをコードする遺伝子を適当な発現系に組み込んで遺伝子組換え体(recombinant)として得ることもできる。HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質を遺伝子工学的な手法によって得るためには、先に述べたHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードするDNAを適当な発現系に組み込んで発現させれば良い。本発明に応用可能なホスト/ベクター系としては、例えば、発現ベクターpGEXと大腸菌を示すことができる。pGEXは外来遺伝子をグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)との融合タンパク質として発現させることができる(Gene,67:31-40,1988)ので、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードする遺伝子を組み込んだpGEXをヒートショックでBL21のような大腸菌株に導入し、適当な培養時間の後にisopropylthio-β-D-galactoside(IPTG)を添加してGST融合HMGB1、GST融合HMGB2、GST融合HMGB3、GST融合S100A8又はGST融合S100A9タンパク質の発現を誘導する。本発明によるGSTはグルタチオンセファロース4Bに吸着するため、発現生成物はアフィニティークロマトグラフィーによって容易に分離・精製することが可能である。   The HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein can be obtained not only as a biomaterial but also as a gene recombinant by incorporating a gene encoding it into an appropriate expression system. In order to obtain HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein by genetic engineering techniques, the DNA encoding HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein described above is incorporated into an appropriate expression system and expressed. Just do it. Examples of host / vector systems applicable to the present invention include expression vector pGEX and E. coli. Since pGEX can express a foreign gene as a fusion protein with glutathione S-transferase (GST) (Gene, 67: 31-40, 1988), the gene encoding HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein The incorporated pGEX is introduced into E. coli strains such as BL21 by heat shock, and after an appropriate incubation time, isopropylthio-β-D-galactoside (IPTG) is added and GST-fused HMGB1, GST-fused HMGB2, GST-fused HMGB3, Induces expression of fusion S100A8 or GST fusion S100A9 protein. Since GST according to the present invention is adsorbed to glutathione sepharose 4B, the expression product can be easily separated and purified by affinity chromatography.

HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質のrecombinantを得るためのホスト/ベクター系としては、この他にも次のようなものを応用することができる。細菌をホストに利用する場合には、ヒスチジンタグ、HAタグ、FLAGタグ等を利用した融合タンパク質の発現用ベクターが市販されている。酵母では、Pichia属酵母が糖鎖を備えたタンパク質の発現に有効なことが公知である。糖鎖の付加という点では、昆虫細胞をホストとするバキュロウイルスベクターを利用した発現系も有用である(Bio/Technology,6:47-55,1988)。更に、哺乳動物の細胞を利用して、CMV、RSV、あるいはSV40等のプロモーターを利用したベクターのトランスフェクションが行われており、これらのホスト/ベクター系は、いずれもHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質の発現系として利用することができる。また、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター等のウイルスベクターを利用して遺伝子を導入することもできる。   In addition to this, the following can be applied as a host / vector system for obtaining a recombinant of HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein. When a bacterium is used as a host, a fusion protein expression vector using a histidine tag, an HA tag, a FLAG tag or the like is commercially available. In yeast, it is known that yeasts of the genus Pichia are effective for the expression of proteins with sugar chains. In terms of glycosylation, an expression system using a baculovirus vector hosted by insect cells is also useful (Bio / Technology, 6: 47-55, 1988). Furthermore, transfection of vectors using promoters such as CMV, RSV, or SV40 has been performed using mammalian cells, and these host / vector systems are all HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8. Alternatively, it can be used as an expression system for S100A9 protein. In addition, the gene can be introduced using a viral vector such as a retrovirus vector, an adenovirus vector, or an adeno-associated virus vector.

上記手法により得られたタンパク質は、宿主細胞内又は細胞外(培地など)から単離し、実質的に純粋で均一なタンパク質として精製することができる。タンパク質の分離、精製は、通常のタンパク質の精製で使用されている分離、精製方法を使用すればよく、何ら限定されるものではない。例えば、クロマトグラフィーカラム、フィルター、限外濾過、塩析、溶媒沈殿、溶媒抽出、蒸留、免疫沈降、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動法、透析、再結晶等を適宜選択、組み合わせればタンパク質を分離、精製することができる。   The protein obtained by the above-described method can be isolated from the inside of the host cell or outside the cell (such as a medium) and purified as a substantially pure and homogeneous protein. The separation and purification of the protein may be performed using the separation and purification methods used in normal protein purification, and is not limited at all. For example, chromatography column, filter, ultrafiltration, salting out, solvent precipitation, solvent extraction, distillation, immunoprecipitation, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing, dialysis, recrystallization, etc. are appropriately selected, When combined, proteins can be separated and purified.

クロマトグラフィーとしては、例えばアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー等が挙げられる。これらのクロマトグラフィーは、液相クロマトグラフィー、例えばHPLC、FPLC等の液相クロマトグラフィーを用いて行うことができる。   Examples of the chromatography include affinity chromatography, ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel filtration, reverse phase chromatography, and adsorption chromatography. These chromatography can be performed using liquid phase chromatography, for example, liquid phase chromatography such as HPLC and FPLC.

また、本発明で使用するタンパク質は、実質的に精製されたタンパク質であることが好ましい。ここで「実質的に精製された」とは、タンパク質の精製度(タンパク質成分全体における目的とするタンパク質の割合)が、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、100%若しくは100%に近いことを意味する。100%に近い上限は当業者の精製技術や分析技術に依存するが、例えば、99.999%、99.99%、99.9%、99%などである。   The protein used in the present invention is preferably a substantially purified protein. Here, “substantially purified” means that the degree of protein purification (the ratio of the target protein in the entire protein component) is 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more , 95% or more, 100% or close to 100%. The upper limit close to 100% depends on the purification technique and analysis technique of those skilled in the art, but is 99.999%, 99.99%, 99.9%, 99%, etc.

また、上記の精製度を有するものであれば、如何なる精製方法によって精製されたものでも、実質的に精製されたタンパク質に含まれる。例えば、上述のクロマトグラフィーカラム、フィルター、限外濾過、塩析、溶媒沈殿、溶媒抽出、蒸留、免疫沈降、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動法、透析、再結晶等を適宜選択、又は組み合わせることにより、実質的に精製されたタンパク質を例示できるが、これらに限定されるものではない。   Moreover, as long as it has said purity, what was refine | purified by what kind of purification method is contained in the substantially purified protein. For example, the above chromatography column, filter, ultrafiltration, salting out, solvent precipitation, solvent extraction, distillation, immunoprecipitation, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing, dialysis, recrystallization, etc. Although substantially purified protein can be illustrated by selection or combination, it is not limited to these.

本発明におけるHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質を放出又は分泌する細胞としては、基本的に生体内のすべての組織由来細胞が該当する。採取及び培養が容易な細胞としては、線維芽細胞(例えば正常皮膚線維芽細胞及びそれに由来する株化細胞)が例示できるが、これに限定されるものではない。また、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質を分泌する細胞は、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードするDNA、あるいは、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードするDNAに分泌シグナルをコードするDNA(ATG CAG ACA GAC ACA CTC CTG CTA TGG GTA CTG CTG CTG TGG GTT CCA GGT TCC ACT GGT GAC;配列番号:29)を結合させたDNAを、公知の発現ベクターや遺伝子治療用ベクターに挿入することで作製されたベクターを、線維芽細胞(例えば正常皮膚線維芽細胞及びそれに由来する株化細胞)などの哺乳類細胞や昆虫細胞、その他の細胞に導入することによっても作製することができる。分泌シグナルをコードするDNAとしては上述の配列を有するDNAが例示されるが、これに限定されない。また、これら細胞が由来する動物種に特に制限はないが、ベクターが投与される対象動物種の細胞、対象自身の細胞、あるいはベクターが投与される対象の血縁にあたる者に由来する細胞を使用することが好ましい。   The cells that release or secrete HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein in the present invention basically correspond to all tissue-derived cells in vivo. Examples of cells that can be easily collected and cultured include fibroblasts (for example, normal skin fibroblasts and cell lines derived therefrom), but are not limited thereto. In addition, cells secreting HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein are DNA encoding HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein, or DNA encoding HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein. A DNA encoding a secretory signal (ATG CAG ACA GAC ACA CTC CTG CTA TGG GTA CTG CTG CTG TGG GTT CCA GGT TCC ACT GGT GAC; SEQ ID NO: 29) is combined with a known expression vector or gene therapy vector. It can also be prepared by introducing a vector prepared by insertion into a mammalian cell such as a fibroblast (for example, normal skin fibroblast and a cell line derived therefrom), an insect cell, or other cells. it can. Examples of the DNA encoding the secretion signal include, but are not limited to, DNAs having the above-described sequences. In addition, the animal species from which these cells are derived is not particularly limited, but the cells of the subject animal species to which the vector is administered, the subject's own cells, or cells derived from the relatives of the subject to whom the vector is administered are used. It is preferable.

本発明におけるHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードするDNAは、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードする限り、cDNAであっても、ゲノムDNAであってもよく、また、天然のDNAであっても、人工的に合成されたDNAであってもよい。HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードするDNAは、通常、ベクターに挿入された状態で、投与される。   The DNA encoding HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein in the present invention may be cDNA or genomic DNA as long as it encodes HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein, It may be natural DNA or artificially synthesized DNA. DNA encoding HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein is usually administered in a state of being inserted into a vector.

本発明におけるベクターとしては、プラスミドベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノアソシエートウイルスベクター、センダイウイルスベクター、センダイウイルスエンベロープベクター、パピローマウイルスベクター、などが例示できるが、これらに限定されるものではない。該ベクターには、遺伝子発現を効果的に誘導するプロモーターDNA配列や、遺伝子発現を制御する因子、DNAの安定性を維持するために必要な分子が含まれてもよい。ベクターやDNAを本発明のデバイス内に挿入した場合、デバイス近傍に存在するマクロファージ、皮膚線維芽細胞、脂肪細胞その他の細胞がデバイス内のベクターやDNAと接触して、HMGB1やS100A8などの目的タンパク質を生産、分泌するため、本発明のデバイス内にタンパクを挿入した場合と同様の効果が発生すると考えられる。   Examples of vectors in the present invention include, but are not limited to, plasmid vectors, retrovirus vectors, lentivirus vectors, adenovirus vectors, adenoassociate virus vectors, Sendai virus vectors, Sendai virus envelope vectors, papilloma virus vectors, and the like. It is not something. The vector may include a promoter DNA sequence that effectively induces gene expression, a factor that controls gene expression, and a molecule necessary to maintain the stability of the DNA. When a vector or DNA is inserted into the device of the present invention, macrophages, dermal fibroblasts, adipocytes or other cells existing in the vicinity of the device come into contact with the vector or DNA in the device, and target proteins such as HMGB1 and S100A8 It is considered that the same effect as when a protein is inserted into the device of the present invention occurs.

ヒアルロン酸はNアセチルグルコサミンとグルクロン酸の二糖が結合・連結したグリコサミノグリカン(ムコ多糖)で、ヒアルノナンとも呼ばれる。化学名は[→3]-2acetamiod-2deoxy-β-D-glucopyranosyl-(1→4)β-D-glucopyranosyluronic acid-[1→]nで表記される。天然のヒアルロン酸の多くは分子量数十万以上の分子量を持つ高分子ヒアルロン酸であるが、一方人工的に2糖から14糖までの低分子ヒアルロン酸を作製することも可能である。例えば医療の分野では関節腔内に注入する用途でヒアルロン酸ナトリウムとして使用されている。製造方法としては、乳酸菌の一種であるStreptococcus zooepidemicusに生産させたヒアルロン酸を抽出し精製する方法、鶏のとさかなどから抽出し精製する方法などがある。ヒアルロン酸はエステル化、過ヨウ素酸酸化、イソウレアカップリング、硫酸化など様々な修飾を行うことが可能である。また、エーテル架橋、エステル架橋を行うことも可能である。このような修飾を行うことにより、分解に対して安定化したり、不溶性したり、スポンジ状に整形したり、物質を徐放化する性質を付加することが可能である。また、CD44はヒアルロン酸のレセプターであり、CD44を細胞表面に持つ間葉系幹細胞に対してヒアルロン酸は遊走活性を持つ。実験の結果、ヒアルロン酸単独と陰性コントロールとしての(生理的)リン酸緩衝液(Phosphate buffered sarine:PBS)とを比較すると、ヒアルロン酸は、PBSより明らかに有意に細胞を動員する効果を示した。   Hyaluronic acid is a glycosaminoglycan (mucopolysaccharide) in which N-acetylglucosamine and glucuronic acid disaccharides are linked and linked, and is also called hyaluronan. The chemical name is represented by [→ 3] -2acetamiod-2deoxy-β-D-glucopyranosyl- (1 → 4) β-D-glucopyranosyluronic acid- [1 →] n. Most of natural hyaluronic acid is high molecular hyaluronic acid having a molecular weight of several hundreds of thousands or more. On the other hand, low molecular hyaluronic acid having 2 to 14 sugars can be artificially produced. For example, in the medical field, it is used as sodium hyaluronate for use in injection into a joint cavity. As a production method, there are a method of extracting and purifying hyaluronic acid produced by Streptococcus zooepidemicus, which is a kind of lactic acid bacteria, and a method of extracting and purifying it from chicken breasts. Hyaluronic acid can be subjected to various modifications such as esterification, periodate oxidation, isourea coupling, and sulfation. It is also possible to carry out ether crosslinking and ester crosslinking. By performing such a modification, it is possible to add a property of stabilizing against decomposition, insolubility, shaping into a sponge, or slow release of a substance. CD44 is a receptor for hyaluronic acid, and hyaluronic acid has a migration activity for mesenchymal stem cells having CD44 on the cell surface. As a result of the experiment, when hyaluronic acid alone was compared with (physiological) phosphate buffer (PBS) as a negative control, hyaluronic acid showed a significantly more significant effect of mobilizing cells than PBS. .

本発明の扁平容器の中心中空部に挿入される細胞又は組織の抽出液は、細胞又は組織を溶媒に浸す工程を含む方法で製造することができる。
溶媒に浸される細胞又は組織としては、特に制限はないが、組織由来細胞、組織由来細胞から樹立された株化細胞(例えば、HeLa、HEK293が例示できるが、これらに制限されない)、単離された細胞、単離されていない細胞(例えば単離された組織中に存在する細胞)、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードするDNAが導入された細胞などが例示できる。上記組織としては、どのような組織でもよく、例えば、生体皮膚組織、体内生検(手術)組織(脳、肺、心臓、肝臓、胃、小腸、大腸、膵臓、腎臓、膀胱、脾臓、子宮、精巣や血液など)が例示できるが、これらに制限されるものではない。
The cell or tissue extract to be inserted into the central hollow portion of the flat container of the present invention can be produced by a method including a step of immersing the cells or tissue in a solvent.
The cell or tissue immersed in the solvent is not particularly limited, but is tissue-derived cell, a cell line established from the tissue-derived cell (for example, HeLa, HEK293 can be exemplified, but is not limited thereto), isolation Examples thereof include cells that have been isolated, cells that have not been isolated (for example, cells that are present in an isolated tissue), cells into which DNA encoding HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8, or S100A9 protein has been introduced. The tissue may be any tissue, for example, living skin tissue, body biopsy (surgical) tissue (brain, lung, heart, liver, stomach, small intestine, large intestine, pancreas, kidney, bladder, spleen, uterus, Testis, blood, etc.) can be exemplified, but not limited thereto.

上記溶媒としては生理食塩水、PBS(Phosphate-buffered saline)、TBS(Tris-buffered saline)が例示できるが、これらに制限されない。また、細胞や組織を溶媒に浸す時間としては、細胞壊死が誘導されるために必要・十分な時間、すなわち1時間から48時間(例えば6時間から48時間)、好ましくは12から24時間であるが、この時間に限定されるものではない。よって、「細胞を溶媒に浸す工程」は「壊死が誘導されるために必要・十分な時間、細胞を溶媒に浸す工程」や「細胞を壊死させる工程」と言い換えることができる。また、細胞や組織を溶媒に浸す温度として4℃から25℃(例えば4℃から8℃)、好ましくは4℃が例示できるが、これに制限されない。また、細胞や組織を溶媒に浸すpHとしてはpH7から8、好ましくはpH7.5が例示できるが、これに制限されない。また、緩衝液の成分として、10mM〜50mM、好ましくは10〜20mMの濃度のリン酸緩衝液(PBS)が挙げられるが、これに制限されない。   Examples of the solvent include physiological saline, PBS (Phosphate-buffered saline), and TBS (Tris-buffered saline), but are not limited thereto. The time for immersing cells and tissues in a solvent is necessary and sufficient for cell necrosis to be induced, that is, 1 to 48 hours (for example, 6 to 48 hours), preferably 12 to 24 hours. However, it is not limited to this time. Therefore, “the step of immersing the cells in the solvent” can be rephrased as “the step of immersing the cells in the solvent for a necessary and sufficient time to induce necrosis” and “the step of necrosing the cells”. Examples of the temperature at which cells and tissues are immersed in a solvent include 4 to 25 ° C. (eg, 4 to 8 ° C.), preferably 4 ° C., but are not limited thereto. Examples of the pH for immersing cells and tissues in a solvent include pH 7 to 8, preferably pH 7.5, but are not limited thereto. Examples of the buffer component include phosphate buffer (PBS) having a concentration of 10 mM to 50 mM, preferably 10 to 20 mM, but are not limited thereto.

また、本発明においては、上記の手順で細胞や組織を溶媒に浸した後に、細胞や組織を含む溶媒から該細胞や該組織を取り除くこともできる。溶媒から細胞や組織を取り除く方法は当業者に周知な方法であれば、特に制限されない。例えば、4℃〜25℃(例えば4℃)、また重力加速度10G〜100000G(例えば440G)で遠心し、上清を分取することにより、溶媒から細胞や組織を取り除くことができるが、これに制限されない。該上清を細胞や組織の抽出液として利用できる。   In the present invention, the cells and tissues can be removed from the solvent containing the cells and tissues after the cells and tissues are immersed in the solvent by the above procedure. The method for removing cells and tissues from the solvent is not particularly limited as long as it is a method well known to those skilled in the art. For example, cells and tissues can be removed from the solvent by centrifuging at 4 ° C. to 25 ° C. (for example, 4 ° C.) and gravity acceleration of 10 G to 100000 G (for example, 440 G) and collecting the supernatant. Not limited. The supernatant can be used as a cell or tissue extract.

本発明の扁平容器の中心中空部に挿入される細胞又は組織の抽出液としては、例えば、皮膚抽出液や末梢血単核球抽出液(末梢血抽出液)が挙げられるが、これらに制限されない。
末梢血抽出液の調整方法は、注射器などを用いて採血した後、冷凍庫や液体窒素、ドライアイスなどで細胞を凍結し、その後0℃以上の温度下で再融解する。さらに、細胞の不溶成分を取り除くために、例えば、4℃〜25℃(例えば4℃)、また重力加速度10G〜100000G(例えば440G)で遠心し、上清を分取することにより、溶媒から細胞の不溶成分を取り除くことができるが、これに制限されない。該上清を細胞や組織の抽出液として利用できる。細胞の不溶成分を除去するためには、遠心操作の代わりに、0.45μmの微少の孔をもつニトロセルロースフィルターなどを通過させることで、不溶成分を取り除くことができる。また、採血した末梢血を3時間から48時間4℃の状態に置くことで、細胞の壊死を誘発し、末梢血中の細胞から細胞内成分を分泌させることができる。この後重力加速度10G〜100000G(例えば440G)で遠心し、上清を分取することにより、溶媒から細胞の不溶成分を取り除くことができるが、これに制限されない。該上清を細胞や組織の抽出液として利用できる。細胞の不溶成分を除去するためには、遠心操作の代わりに、0.45μmの微少の孔をもつニトロセルロースフィルターなどを通過させることで、不溶成分を取り除くことができる。
Examples of the cell or tissue extract to be inserted into the central hollow portion of the flat container of the present invention include, but are not limited to, a skin extract and a peripheral blood mononuclear cell extract (peripheral blood extract). .
The peripheral blood extract is prepared by collecting blood using a syringe or the like, then freezing the cells in a freezer, liquid nitrogen, dry ice, etc., and then re-thawing at a temperature of 0 ° C. or higher. Furthermore, in order to remove insoluble components of cells, for example, centrifugation is performed at 4 ° C. to 25 ° C. (for example, 4 ° C.) or gravitational acceleration of 10 G to 100000 G (for example, 440 G), and the supernatant is separated to remove cells from the solvent. The insoluble component can be removed, but is not limited thereto. The supernatant can be used as a cell or tissue extract. In order to remove insoluble components of cells, insoluble components can be removed by passing through a nitrocellulose filter having a minute pore of 0.45 μm instead of centrifugation. In addition, by placing the collected peripheral blood at 4 ° C. for 3 to 48 hours, cell necrosis can be induced and intracellular components can be secreted from the cells in the peripheral blood. Thereafter, centrifugation is performed at a gravitational acceleration of 10 G to 100,000 G (for example, 440 G), and the supernatant is collected, whereby the insoluble components of the cells can be removed from the solvent. However, the present invention is not limited thereto. The supernatant can be used as a cell or tissue extract. In order to remove insoluble components of cells, insoluble components can be removed by passing through a nitrocellulose filter having a minute pore of 0.45 μm instead of centrifugation.

本発明の扁平容器の中心中空部に挿入される細胞又は組織の抽出液のヘパリン結合画分は、以下の工程を含む方法で製造することができる。
(a)細胞又は組織を溶媒に浸す工程、
(b)工程(a)で得られる抽出液を固定化ヘパリンに接触させる工程、及び
(c)固定化ヘパリンからヘパリン結合画分(ヘパリン精製画分、ヘパリンカラム精製画分とも表現しうる)を溶出する工程
固定化ヘパリンとは、ヘパリンを不溶性担体に共有結合させたものである。上記不溶性担体としては、Sepharose beads(Sepharose 4B,Sepharose 6B等:GE Healthcare)が例示されるが、これに制限されるものではない。本発明においては、市販の固定化ヘパリン(HitrapヘパリンHPカラム:GE Healthcare)を用いてもよい。
細胞や組織の抽出液と固定化ヘパリンの接触条件としては、pH7〜8程度(好ましくはpH7.5)、塩濃度は0〜200mM、好ましくは100〜200mM程度が例示されるが、これらに制限されない。抽出液と固定化ヘパリンとが接触している時間は特に限定されないが、ヘパリン結合画分を固定化ヘパリンに十分吸着させるという観点では5分以上保持されることが好ましい。また、温度としては、4〜8℃、好ましくは4℃が挙げられるが、これらに制限されない。さらに、固定化ヘパリンに吸着したヘパリン結合画分の溶出条件としては、pH7〜8程度、塩濃度200〜1000mM(好ましくは1000mM程度)が例示されるが、これらに制限されるものではない。
The heparin-binding fraction of the cell or tissue extract to be inserted into the hollow center of the flat container of the present invention can be produced by a method comprising the following steps.
(A) a step of immersing cells or tissues in a solvent;
(B) a step of bringing the extract obtained in step (a) into contact with immobilized heparin; and (c) an immobilized heparin-to-heparin-binding fraction (which can also be expressed as a heparin purified fraction or a heparin column purified fraction). Step of eluting Immobilized heparin is obtained by covalently binding heparin to an insoluble carrier. Examples of the insoluble carrier include Sepharose beads (Sepharose 4B, Sepharose 6B, etc .: GE Healthcare), but are not limited thereto. In the present invention, commercially available immobilized heparin (Hitrap heparin HP column: GE Healthcare) may be used.
Examples of contact conditions between cell and tissue extracts and immobilized heparin are about pH 7 to 8 (preferably pH 7.5), and salt concentration is 0 to 200 mM, preferably about 100 to 200 mM. Not. Although the time for which the extract and the immobilized heparin are in contact is not particularly limited, it is preferably maintained for 5 minutes or more from the viewpoint of sufficiently adsorbing the heparin-binding fraction to the immobilized heparin. Moreover, as temperature, although 4-8 degreeC, Preferably 4 degreeC is mentioned, It is not restrict | limited to these. Furthermore, examples of elution conditions for the heparin-binding fraction adsorbed on the immobilized heparin include a pH of about 7 to 8 and a salt concentration of 200 to 1000 mM (preferably about 1000 mM), but are not limited thereto.

本発明の扁平容器の中心中空部に挿入される上記(a)〜(r)に記載のいずれか2つ以上の物質の混合物としては、例えばヒアルロン酸とHMGB1タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB2タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB3タンパク質、ヒアルロン酸とS100A8タンパク質、ヒアルロン酸とS100A9タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB1タンパク質とHMGB2タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB2タンパク質とHMGB3タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB1タンパク質とHMGB3タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB1タンパク質とHMGB2タンパク質とHMGB3タンパク質、ヒアルロン酸とS100A8タンパク質とS100A9タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB1タンパク質とS100A8タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB2タンパク質とS100A8タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB3タンパク質とS100A8タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB1タンパク質とS100A9タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB2タンパク質とS100A9タンパク質、ヒアルロン酸とHMGB3タンパク質とS100A9タンパク質、細胞又は組織の抽出液とヒアルロン酸、細胞又は組織の抽出液のヘパリン結合画分とヒアルロン酸などの組み合わせが挙げられ、好ましくは、細胞や組織の抽出液とヒアルロン酸の混合液であるが、これに限定されない。混合の割合は、溶媒に溶解した状態で、体積比として最も少ない成分を1とした場合、その10000倍まで他の成分を混合することができるが、好ましくは、もっとも少ない成分を1とした場合他の成分は、1から10倍量加えることができる。   Examples of the mixture of two or more substances described in the above (a) to (r) inserted into the central hollow part of the flat container of the present invention include hyaluronic acid and HMGB1 protein, hyaluronic acid and HMGB2 protein, and hyaluron. Acid and HMGB3 protein, hyaluronic acid and S100A8 protein, hyaluronic acid and S100A9 protein, hyaluronic acid and HMGB1 protein and HMGB2 protein, hyaluronic acid and HMGB2 protein and HMGB3 protein, hyaluronic acid and HMGB1 protein and HMGB3 protein, hyaluronic acid and HMGB3 protein HMGB2 protein and HMGB3 protein, hyaluronic acid and S100A8 protein and S100A9 protein, hyaluronic acid and HMGB1 protein and S100A8 protein, hyaluronic acid and HMGB2 protein and S100A8 protein, hyaluronic acid and HMGB3 protein and S100A8 protein, hyaluronic acid and HMGB1 protein Protein and S100A9 protein, hyaluronic acid and HMGB2 protein and S100A9 protein, hyaluronic acid and HMGB3 protein and S100A9 protein, cell or tissue extract and hyaluronic acid, cell or tissue extract heparin binding fraction and hyaluronic acid, etc. Combinations may be mentioned, and a cell or tissue extract and a mixed solution of hyaluronic acid are preferable, but not limited thereto. The mixing ratio is 1 in which the smallest component in volume ratio is 1 when dissolved in a solvent, and other components can be mixed up to 10,000 times, but preferably the smallest component is 1. The other components can be added in an amount of 1 to 10 times.

本発明の扁平容器の中心中空部に挿入される抽出液、ヘパリン結合画分、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質の起源となる動物種としては、ヒト又は非ヒト動物が挙げられ、例えば、ヒト、マウス、ラット、サル、ブタ、イヌ、ウサギ、ハムスター、モルモットなどが例示できるが、上記抽出液等が投与される動物種と同じ動物種であることが好ましい。   Extracts inserted into the hollow center of the flat container of the present invention, heparin binding fraction, HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein species of animal species include human or non-human animals, for example Humans, mice, rats, monkeys, pigs, dogs, rabbits, hamsters, guinea pigs and the like can be exemplified, but the animal species is preferably the same as the animal species to which the extract or the like is administered.

上記(a)〜(r)の群から選ばれた少なくとも一種を含む物質又は組成物を本発明の扁平容器に挿入するには、例えば、溶媒として生理食塩水、PBS、TBS等に溶解した溶液を調製し、更にその溶液を生理食塩水と混合して注入できる。注入方法は、注射器やピペットを用いた手動、又はデバイス製造時の機械的注入等公知の方法が採用できる。上記生理食塩水の代わりに、ポリエチレングリコール(PEG)の重合体又は共重合体、シクロデキストリン、ゼラチン、アルブミン、キトサン及びカルボキシルメチルセルロースナトリウムの群から選ばれた少なくとも一種を媒体としてもよい。   In order to insert a substance or composition containing at least one selected from the group (a) to (r) into the flat container of the present invention, for example, a solution dissolved in physiological saline, PBS, TBS or the like as a solvent And the solution can be mixed with physiological saline and injected. As the injection method, a known method such as manual injection using a syringe or pipette, or mechanical injection at the time of device manufacture can be adopted. Instead of the physiological saline, at least one selected from the group consisting of a polymer or copolymer of polyethylene glycol (PEG), cyclodextrin, gelatin, albumin, chitosan, and sodium carboxymethyl cellulose may be used as a medium.

上記生理食塩水等と混合される物質又は組成物の溶液の濃度は、適宜選択でき、生理食塩水等との混合物の濃度も適宜選択できる。
また、本発明の扁平容器への挿入量は、容器の中心中空部の容積に応じて適宜決定できる。たとえばマウスでは、腹部皮下脂肪内に留置する際には10ml程度の挿入が可能であり、その他の皮下に留置する際には数ml以下でもよい。容器中へ挿入される上記物質又は組成物の総量も適宜選択できる。
The concentration of the solution of the substance or composition mixed with the physiological saline or the like can be appropriately selected, and the concentration of the mixture with the physiological saline or the like can also be appropriately selected.
Further, the amount of insertion into the flat container of the present invention can be appropriately determined according to the volume of the central hollow portion of the container. For example, in the case of a mouse, about 10 ml can be inserted when placed in the abdominal subcutaneous fat, and several ml or less may be used when placed in other subcutaneous. The total amount of the substance or composition inserted into the container can also be appropriately selected.

上記挿入に際しては、抽出液、ヘパリン結合画分、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質を、常法に従って製剤化することができ(例えば、Remington's Pharmaceutical Science, latest edition, Mark Publishing Company, Easton, U.S.A)、医薬的に許容される担体や添加物を共に含んでもよい。例えば界面活性剤、賦形剤、着色料、着香料、保存料、安定剤、緩衝剤、懸濁剤、等張化剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、流動性促進剤、矯味剤等が挙げられるが、これらに制限されず、その他常用の担体が適宜使用できる。具体的には、軽質無水ケイ酸、乳糖、結晶セルロース、マンニトール、デンプン、カルメロースカルシウム、カルメロースナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、中鎖脂肪酸トリグリセライド、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油60、白糖、カルボキシメチルセルロース、コーンスターチ、無機塩類等を挙げることができる。
理論により本発明を限定するものではないが、本発明で使用された上記(a)〜(r)の物質は容器内から血中に放出され、骨髄内の骨髄幹細胞を血中に動員して、血液末端から回収される骨髄幹細胞数を増大させる効果を奏すると考えられる。
For the insertion, the extract, heparin-binding fraction, HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein can be formulated according to a conventional method (for example, Remington's Pharmaceutical Science, latest edition, Mark Publishing Company, Easton, USA), may include both pharmaceutically acceptable carriers and additives. For example, surfactants, excipients, coloring agents, flavoring agents, preservatives, stabilizers, buffering agents, suspending agents, tonicity agents, binders, disintegrating agents, lubricants, fluidity promoters, flavoring agents However, it is not limited to these, and other commonly used carriers can be used as appropriate. Specifically, light anhydrous silicic acid, lactose, crystalline cellulose, mannitol, starch, carmellose calcium, carmellose sodium, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, polyvinylacetal diethylaminoacetate, polyvinylpyrrolidone, gelatin, medium chain fatty acid triglyceride, Examples thereof include polyoxyethylene hydrogenated castor oil 60, sucrose, carboxymethyl cellulose, corn starch, and inorganic salts.
Although the present invention is not limited by theory, the substances (a) to (r) used in the present invention are released from the container into the blood, and the bone marrow stem cells in the bone marrow are mobilized into the blood. It is considered that the effect of increasing the number of bone marrow stem cells recovered from the blood terminal is exhibited.

本発明の生体内埋め込み式物質採取デバイスへの骨髄幹細胞への回収に際し、本発明の抽出液、ヘパリン結合画分、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質又はいずれか2つ以上の物質の混合物を血管又は筋肉に投与してもよい。上記混合物投与のタイミングは、デバイス埋め込み前でも、埋め込み直後でも、デバイス取り出し前であればいつでもよい。その投与方法は、血管内又は筋肉への非経口投与であり、具体的には、注射投与が挙げられる。例えば、血管内注射(動脈内注射、静脈内注射等)、筋肉内注射、皮下注射などによって本発明の薬剤を血管、筋肉、又は皮下(例えば皮下に埋め込んだ容器の中や、容器の近傍)に投与できる。また、経皮吸収可能な貼付剤や外用剤によって除放的に吸収させることも可能である。   Upon recovery of bone marrow stem cells to the in vivo implantable substance collection device of the present invention, the extract of the present invention, heparin-binding fraction, HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein, or a mixture of any two or more substances May be administered to blood vessels or muscles. The timing of administration of the mixture may be any time before implantation of the device, immediately after implantation, or before removal of the device. The administration method is parenteral administration into blood vessels or muscles, and specifically includes injection administration. For example, by intravascular injection (intraarterial injection, intravenous injection, etc.), intramuscular injection, subcutaneous injection, etc., the drug of the present invention is blood vessel, muscle, or subcutaneous (for example, in a container embedded in the skin or in the vicinity of the container). Can be administered. It can also be absorbed in a controlled manner by means of a transdermally absorbable patch or an external preparation.

また、投与対象の年齢、症状により適宜投与方法を選択することができる。HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質を投与する場合、例えば、一回の投与につき、体重1kgあたり0.0000001mgから1000mgの範囲で投与量が選択できる。あるいは、例えば、対象あたり0.00001から100000mg/bodyの範囲で投与量が選択できる。HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質を分泌する細胞やHMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質をコードするDNAが挿入された遺伝子治療用ベクターを投与する場合も、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質の量が上記範囲内となるように投与することができる。しかしながら、本発明における抽出液、ヘパリン結合画分、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8又はS100A9タンパク質の投与量はこれらの投与量に制限されるものではない。   Moreover, an administration method can be appropriately selected depending on the age and symptoms of the administration subject. When HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein is administered, for example, the dose can be selected in the range of 0.0000001 mg to 1000 mg per kg body weight. Alternatively, for example, the dose can be selected in the range of 0.00001 to 100,000 mg / body per subject. Even when administering HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein secreting cells or HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or gene therapy vectors inserted with DNA encoding S100A9 protein, HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 Or it can administer so that the quantity of S100A9 protein may become in the said range. However, the dosage of the extract, heparin-binding fraction, HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8 or S100A9 protein in the present invention is not limited to these dosages.

投与に際しては、上記本発明のデバイス挿入用組成物と同様に、常法に従って製剤化することができ、医薬的に許容される担体や添加物を共に含んでもよい。   Upon administration, like the device insertion composition of the present invention, it can be formulated according to a conventional method and may contain both pharmaceutically acceptable carriers and additives.

本発明の生体内埋め込み式物質採取デバイスから細胞集団を回収する工程としては、皮下に埋め込んだ状態の容器から細胞集団を回収する工程、又は、皮下から容器を取り出し、取り出された容器から細胞集団を回収する工程のどちらであってもよい。例えば、本発明の実施例では、皮下に埋め込んだ扁平容器を皮膚切開により回収し、容器内から細胞をピペットにより吸引・回収したが、その他の方法を用いてもよい。   The step of recovering the cell population from the in-vivo implantable substance collecting device of the present invention includes the step of recovering the cell population from the container implanted subcutaneously, or the cell population removed from the subcutaneously removed container. It may be either of the steps of recovering. For example, in the embodiment of the present invention, a flat container embedded under the skin is collected by skin incision, and cells are aspirated and collected from the container by a pipette, but other methods may be used.

皮下に埋め込んだ状態の容器から細胞集団を回収する方法としては、皮下に埋め込む容器の開口部にチューブを挿入した状態で固定し、細胞回収時にチューブに注射器を固定させて、陰圧により細胞を吸引・回収できる。その後にHMGB1溶液など、細胞誘導液を生体内に留置したチューブ内に再注入することにより、くりかえし皮下に埋め込んだ容器内の細胞を回収できる。その場合、侵襲性を最小限に抑えながら回収量を増加できる。   To recover the cell population from a container that is implanted subcutaneously, fix the tube with the tube inserted into the opening of the container that is implanted subcutaneously, fix the syringe to the tube when collecting cells, and remove the cells by negative pressure. Can be sucked and collected. Thereafter, by reinjecting the cell inducing solution such as HMGB1 solution into a tube placed in the living body, the cells in the container that has been repeatedly implanted subcutaneously can be recovered. In that case, the recovery amount can be increased while minimizing invasiveness.

本発明において、回収した細胞集団から骨髄幹細胞を単離する工程は、例えば、回収した細胞集団から培養皿に付着する付着性細胞を単離することによって行われる。
その他の単離方法としては、例えば、体外に取り出した容器内からピペット操作により回収した細胞を、細胞表面マーカーCD44、PDGFRα、PDGFRβの少なくとも一つと反応させ、異なる蛍光種で標識された抗体と反応させた後、セルソーターを用い、それぞれの蛍光の有無を指標に特定の細胞表面マーカーを持った細胞集団を分取することができる。
In the present invention, the step of isolating bone marrow stem cells from the recovered cell population is performed, for example, by isolating adherent cells that adhere to the culture dish from the recovered cell population.
Other isolation methods include, for example, reacting cells collected by pipetting from a container removed from the body with at least one of cell surface markers CD44, PDGFRα, PDGFRβ and reacting with antibodies labeled with different fluorescent species. Then, using a cell sorter, a cell population having a specific cell surface marker can be sorted using the presence or absence of each fluorescence as an index.

また、その他の単離方法としては、例えば、蛍光の代わりに金属粒子を固定させた抗体を用いて同様にそれぞれの細胞表面マーカーと反応させ、この金属付着抗体と結合した細胞を磁力によりチューブ内で片方の壁に吸着・固定して、抗体と非反応性の細胞は十分に溶出させたのち、磁力を取り除くことによってチューブ内に吸着した目的細胞を回収する方法(MACS)もある。   In addition, as another isolation method, for example, an antibody having metal particles immobilized thereon instead of fluorescence is similarly reacted with each cell surface marker, and the cells bound to the metal-attached antibody are magnetically absorbed in the tube. There is also a method (MACS) in which the target cell adsorbed in the tube is recovered by removing the magnetic force after the antibody and non-reactive cells are sufficiently eluted by adsorbing and fixing to one wall.

本発明は、上記細胞集団を回収する方法によって回収される細胞集団を提供する。
また、本発明のデバイスで回収できる細胞集団又は骨髄幹細胞は、遺伝性疾患、皮膚疾患(熱傷、皮膚潰瘍等)、脳神経疾患(脳梗塞、アルツハイマー病、脊髄損傷、脳損傷等)、循環器疾患(心筋梗塞、心筋症、動脈塞栓症等)、骨軟骨疾患(骨折、リウマチ等)などの組織損傷を伴う疾患に対して投与して、治療することができる。採取した細胞を直接静脈内、動脈内などの循環血流内に投与し、若しくは損傷組織部位に直接投与することにより組織を再生することができる。又は、培養皿、培養フラスコを用いて培養操作を加えた後に、細胞を拡散した状態、シート状に整形した状態、細胞塊を形成した状態で投与することにより組織を再生することができる。治療のための投与量は、細胞1個から1014個投与することができるが、好ましくは102個から1010個を投与することができる。したがって、本発明はまた、上記細胞集団を回収する方法によって回収される細胞集団又は上記骨髄幹細胞を収集する方法によって回収される骨髄幹細胞を含有する、組織再生剤を提供する。
The present invention provides a cell population recovered by the method of recovering the cell population.
Cell populations or bone marrow stem cells that can be collected by the device of the present invention include hereditary diseases, skin diseases (burns, skin ulcers, etc.), cranial nerve diseases (cerebral infarction, Alzheimer's disease, spinal cord injury, brain injury, etc.), cardiovascular diseases. It can be administered and treated for diseases associated with tissue damage such as (myocardial infarction, cardiomyopathy, arterial embolism, etc.), osteochondral diseases (fractures, rheumatism, etc.). The collected cells can be directly administered into a circulatory blood flow such as intravenously or intraarterially, or directly to a damaged tissue site to regenerate the tissue. Or after adding culture | cultivation operation using a culture dish and a culture flask, a tissue can be reproduced | regenerated by administering in the state which spread | diffused the cell, the state shape | molded in the sheet form, and the state which formed the cell mass. Dosage for therapy may be administered from one cell 10 14, preferably may be administered from 10 2 10 10 a. Therefore, the present invention also provides a tissue regeneration agent containing a cell population recovered by the method of recovering the cell population or a bone marrow stem cell recovered by the method of recovering the bone marrow stem cell.

再生される組織としては、特に制限はなく、損傷している組織である限り、どのような組織でもよく、例えば、生体皮膚組織、体内生検(手術)組織(脳、肺、心臓、肝臓、胃、小腸、大腸、膵臓、腎臓、膀胱、脾臓、子宮、精巣や血液など)が例示できる。特に、本発明の再生剤は、体外から直接薬剤を投与することが困難な組織(脳、心臓など)を再生するために、有効に利用される。本発明において、損傷組織としては、虚血、疎血・低酸素状態をきたす種々の病態、外傷、熱傷、炎症、自己免疫、遺伝子異常などによって損傷した組織が挙げられるが、これら原因に限定されるものではない。また、損傷組織には、壊死組織も含まれる。   The tissue to be regenerated is not particularly limited, and may be any tissue as long as it is damaged, for example, living skin tissue, biopsy (surgical) tissue (brain, lung, heart, liver, Examples include stomach, small intestine, large intestine, pancreas, kidney, bladder, spleen, uterus, testis and blood. In particular, the regenerative agent of the present invention is effectively used to regenerate tissues (brain, heart, etc.) where it is difficult to administer the drug directly from outside the body. In the present invention, examples of the damaged tissue include tissues damaged by various pathological conditions causing ischemia, ischemia / hypoxia, trauma, burn, inflammation, autoimmunity, gene abnormality, etc., but are not limited to these causes. It is not something. Injured tissues also include necrotic tissues.

本発明で再生される組織としては、骨髄由来細胞が分化可能な組織である限り、特に制限はないが、例えば皮膚組織、骨組織、軟骨組織、筋組織、脂肪組織、心筋組織、神経系組織、肺組織、消化管組織、肝・胆・膵組織、泌尿・生殖器など、生体内のすべての組織が例示できる。また、上記組織再生剤を用いることで、難治性皮膚潰瘍、皮膚創傷、水疱症、脱毛症などの皮膚疾患はもとより、脳梗塞、心筋梗塞、骨折、肺梗塞、胃潰瘍、腸炎、などの組織損傷に対する治療が可能となる。上記組織再生剤が投与される動物種としては、ヒト又は非ヒト動物が挙げられ、例えば、ヒト、マウス、ラット、サル、ブタ、イヌ、ウサギ、ハムスター、モルモットなどが例示できるが、これらに限定されるものではない。また、本発明の再生剤は、糖尿病患者に対して投与することができる。糖尿病における皮膚の合併症である難治性皮膚潰瘍は、正常人の皮膚潰瘍に比べて治癒が困難であることが知られているが、本発明の再生剤はこのような糖尿病患者にも有効に利用される。   The tissue regenerated in the present invention is not particularly limited as long as bone marrow-derived cells can be differentiated. For example, skin tissue, bone tissue, cartilage tissue, muscle tissue, adipose tissue, myocardial tissue, nervous system tissue Examples include all tissues in the living body such as lung tissue, gastrointestinal tissue, liver / bile / pancreatic tissue, urinary / genital organs, and the like. Moreover, by using the above tissue regenerative agent, in addition to skin diseases such as refractory skin ulcers, skin wounds, blistering and alopecia, tissue damage such as cerebral infarction, myocardial infarction, fracture, lung infarction, gastric ulcer, enteritis Can be treated. Examples of animal species to which the tissue regenerative agent is administered include humans and non-human animals, and examples include, but are not limited to, humans, mice, rats, monkeys, pigs, dogs, rabbits, hamsters, and guinea pigs. Is not to be done. The regenerative agent of the present invention can be administered to diabetic patients. Refractory skin ulcers, which are skin complications in diabetes, are known to be difficult to heal than normal skin ulcers, but the regenerative agent of the present invention is effective for such diabetic patients. Used.

本発明の組織再生剤は、採取後、生理的食塩水中に分散させた細胞を静脈内、動脈内などの循環血流内に投与することにより組織を再生することができる。もしくは損傷組織部位の表面に塗る、貼るなどして投与することにより組織を再生することができる。さらに損傷部位の内部に注射器などを用いて、注入することにより組織を再生することもできる。また、培養皿、培養フラスコを用いて培養操作を加えた後に、細胞を拡散した状態、シート状に整形した状態、細胞塊を形成した状態で損傷部位に投与することにより組織を再生することができる。投与量は、細胞1個から1014個投与することができるが、好ましくは102個から1010個を投与することができる。
なお本明細書において引用されたすべての先行技術文献の全体は、参照資料として本明細書に組み入れられる。また、国際出願PCT/JP2009/058525の出願書類の全体を参照資料として本明細書に組み入れる。
The tissue regenerating agent of the present invention can regenerate a tissue by administering the cells dispersed in physiological saline after the collection into a circulating blood flow such as intravenously or intraarterially. Or it can reproduce | regenerate a tissue by apply | coating and sticking etc. on the surface of a damaged tissue site | part. Furthermore, the tissue can be regenerated by injecting the inside of the damaged site using a syringe or the like. In addition, after adding a culture operation using a culture dish or culture flask, the tissue can be regenerated by administering it to the damaged site in a diffused state, in a sheet shape, or in a state where a cell mass is formed. it can. The dosage can be administered from one cell 10 14, preferably may be administered from 10 2 10 10 a.
The entirety of all prior art documents cited in the present specification is incorporated herein by reference. In addition, the entire application documents of the international application PCT / JP2009 / 058525 are incorporated herein by reference.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。
〔実施例1〕
目的:生体内組織に極めて少数存在する幹細胞などの機能的細胞を、低侵襲かつ高効率に回収する。
方法:上記の目的に対して以下の方法により研究を行った。
1)8週齢マウス(オス)に放射線(10Gy)照射した後、green fluorescent protein(GFP)トランスジェニックマウス由来骨髄幹細胞(5x106個/0.1ml PBS pH7.4)を尾静脈から移植してGFP骨髄移植マウスを作成した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Example 1]
Purpose: To recover functional cells such as stem cells, which are present in extremely small numbers in living tissues, with minimal invasiveness and high efficiency.
Method: The following method was studied for the above purpose.
1) After irradiating 8-week-old mice (male) with radiation (10Gy), bone marrow stem cells derived from green fluorescent protein (GFP) transgenic mice (5x10 6 cells / 0.1ml PBS pH7.4) were transplanted from the tail vein. Bone marrow transplanted mice were created.

2)東レ社製、商品名ダウコーニングエコノミータイプ硬さ30(シリコーン樹脂)を使用して製造された図3及び図4に示すサイズ及び形状の部品を組み合わせた扁平容器(片側開口部無し、中心中空部容積580μl)を4個用意した。比較例として、通常使用されることの多い外径0.3mm長さ10mmの円筒形状で、中孔内径0.15mm孔深さ0.85mmの中空部を有するチューブ型容器を用意した。実施例として扁平容器に(1)HEK293に発現ベクターを遺伝子導入し、培養上清中に分泌させた精製HMGB1100μgを含むPBS580μl、(2)MP Biomedicals社製、商品名Hyaluronic Acid(ヒアルロン酸)580μl(最終濃度1mg/ml)、(3)皮膚抽出液580μl、及び(4)PBS(pH7.4)580μlをそれぞれ充填した。比較例容器にも上記(1)精製HMGB1100μgを含むPBS580μlを充填した。
これらをGFP骨髄移植マウスの左右の背部皮下に、筋膜側に本発明のデバイスの開口部が接するように、比較例は円筒形が筋膜と平衡になるように左右一個ずつ(計2個/匹)移植した。なおマウス一匹の皮下に挿入可能な最大個数は、比較例容器も、本発明の扁平容器もそれぞれ4個である。
2) Flat container (no opening on one side, center) with parts of size and shape shown in Fig. 3 and Fig. 4 manufactured using Toray's trade name Dow Corning Economy type hardness 30 (silicone resin) Four hollow part volumes of 580 μl) were prepared. As a comparative example, a tube-type container having a hollow portion having a cylindrical shape with an outer diameter of 0.3 mm and a length of 10 mm, which is often used, and a medium hole inner diameter of 0.15 mm and a hole depth of 0.85 mm was prepared. As examples, (1) 580 μl of PBS containing 1100 μg of purified HMGB secreted into the culture supernatant and (2) MP Biomedicals, trade name Hyaluronic Acid (hyaluronic acid) 580 μl (1) (Final concentration 1 mg / ml), (3) 580 μl of skin extract, and (4) 580 μl of PBS (pH 7.4), respectively. The comparative container was also filled with 580 μl of PBS containing (1) 1100 μg of purified HMGB.
In the comparative example, the left and right dorsal skins of GFP bone marrow transplanted mice are subcutaneously contacted with the opening of the device of the present invention on the fascia side. /) Transplanted. The maximum number of mice that can be inserted subcutaneously is 4 for each of the comparative container and the flat container of the present invention.

上記(3)皮膚抽出液は、2日齢 C57/Bl6マウス1匹分の皮膚をPBS(nacalai社製)1mlに浸し24時間、4℃でインキュベートした。皮膚を溶液から取り除いた後、4℃、重力加速度440Gで遠心し、上清を分取することにより、溶媒から細胞や組織を取り除き、該上清を細胞や組織の抽出液として利用した。   In the above (3) skin extract, the skin of one 2-day-old C57 / Bl6 mouse was immersed in 1 ml of PBS (manufactured by nacalai) and incubated at 4 ° C. for 24 hours. After removing the skin from the solution, centrifugation was performed at 4 ° C. and a gravitational acceleration of 440 G, and the supernatant was collected to remove cells and tissues from the solvent, and the supernatant was used as an extract of cells and tissues.

3)2週間後に容器を取り出した。図6Aに体内挿入時の本発明のデバイス及び従来例のデバイスの形状を、図6Bに細胞採取時のデバイスの形状を示す。本発明の分割型デバイスは細胞採取が容易であることが理解できる。容器内に集積した細胞(tube-entrapping cells;TECs)を、ピペットを使用して陰圧で吸引して回収した。回収後、10%牛胎仔血清含有ダルベッコ培地(D-MEM)にて37℃、炭酸ガス濃度5%の条件下で培養した。 3) The container was taken out after 2 weeks. FIG. 6A shows the shape of the device of the present invention and the conventional device when inserted into the body, and FIG. 6B shows the shape of the device when collecting cells. It can be understood that the split device of the present invention is easy to collect cells. Cells (tube-entrapping cells; TECs) accumulated in the container were collected by suction with a negative pressure using a pipette. After collection, the cells were cultured in Dulbecco medium (D-MEM) containing 10% fetal calf serum at 37 ° C. and a carbon dioxide gas concentration of 5%.

4)TECsの培養密度が培養皿底面積の約80%となった段階で、培地を骨分化誘導培地、脂肪分化誘導培地、表皮分化誘導培地のそれぞれに交換し、さらに培養を継続した。それぞれの分化誘導培地で培養開始2週間後に、骨分化はアリザリンレッド染色、脂肪分化はオイルレッド染色、表皮分化はケラチン5に対する免疫染色により評価した。 4) When the culture density of TECs reached about 80% of the culture dish bottom area, the medium was replaced with a bone differentiation induction medium, a fat differentiation induction medium, or an epidermal differentiation induction medium, and the culture was further continued. Two weeks after the start of culturing in each differentiation induction medium, bone differentiation was evaluated by alizarin red staining, fat differentiation was oil red staining, and epidermal differentiation was evaluated by immunostaining for keratin 5.

5)TECsにおけるplatelet-derived growth factorα(PDGFRα陽性、CD44陽性細胞の割合を、フローサイトメトリーにより解析した。 5) The ratio of platelet-derived growth factorα (PDGFRα positive and CD44 positive cells in TECs was analyzed by flow cytometry.

結果:HMGB1、ヒアルロン酸、皮膚抽出液を充填したシリコーン容器をGFP骨髄移植マウス皮下に移植した結果、いずれの溶液を充填した場合にも、1週間でGFP陽性の骨髄由来細胞(TECs)が多数容器内に集積した。
詳細には、本発明の実施例ではGFP陽性細胞が4968個、GFP陽性かつPDGFRα細胞が960個であるのに対し、チューブ型比較例ではGFP陽性細胞が595個、GFP陽性かつPDGFRα細胞が77個であり、顕著な差が見られた(評価手順は下記に示す)。なお、PDGFRαは骨髄幹細胞の一種である骨髄多能性幹細胞のマーカーの一種である。図7にHMGB-1及びヒアルロン酸を充填した本発明の容器内に集積したGFP陽性細胞像を示す。一方ヒアルロン酸のみを充填した本発明の容器では、回収された付着性TECsの数はHMGB-1及びヒアルロン酸よりは少なかったがブランクよりは有意に多かった(図8)。本発明のHMGB1及びヒアルロン酸充填シリコーン容器から回収した細胞を培養した結果、培養開始後24時間で培養皿に付着して増殖する付着性TECsが観察された(図9)。これらHMGB1及びヒアルロン酸充填シリコーン容器内に遊走した付着性TECsを骨分化、脂肪分化、及び表皮分化誘導培地で培養した結果、それぞれアリザリンレッド陽性骨芽細胞、オイルレッド陽性脂肪細胞、ケラチン5陽性表皮細胞への分化能を示し、付着性TECsに間葉系及び上皮系の分化能を持つ細胞集団が存在することが明らかとなった(図10〜12)。また、フローサイトメトリーにて、間葉系幹細胞表面で発現していることが知られているPDGFRα及びCD44のTECsにおける発現を検討した結果、TECsの約60%がPDGFRα及びCD44陽性であることが示された(図13)。
Results: A silicone container filled with HMGB1, hyaluronic acid, and skin extract was transplanted subcutaneously into GFP bone marrow transplanted mice. As a result, there were many GFP-positive bone marrow-derived cells (TECs) in one week regardless of which solution was filled. Accumulated in the container.
Specifically, in the examples of the present invention, there are 4968 GFP positive cells, GFP positive and 960 PDGFRα cells, whereas in the tube type comparative example, 595 GFP positive cells and 77 GFP positive cells and 77 PDGFRα cells. There was a marked difference (the evaluation procedure is shown below). PDGFRα is a kind of bone marrow pluripotent stem cell marker that is a kind of bone marrow stem cell. FIG. 7 shows images of GFP positive cells accumulated in the container of the present invention filled with HMGB-1 and hyaluronic acid. On the other hand, in the container of the present invention filled with only hyaluronic acid, the number of collected adhesive TECs was smaller than that of HMGB-1 and hyaluronic acid, but significantly higher than that of the blank (FIG. 8). As a result of culturing the cells collected from the HMGB1 and hyaluronic acid-filled silicone container of the present invention, adherent TECs that adhere to the culture dish and proliferate 24 hours after the start of the culture were observed (FIG. 9). Adhesive TECs that migrated in these HMGB1 and hyaluronic acid-filled silicone containers were cultured in bone differentiation, adipose differentiation, and epidermal differentiation induction media, resulting in alizarin red positive osteoblasts, oil red positive adipocytes, and keratin 5 positive epidermis, respectively. It was shown that there are cell populations that show differentiation potential into cells and have mesenchymal and epithelial differentiation potential in adherent TECs (FIGS. 10 to 12). In addition, as a result of examining the expression of PDGFRα and CD44, which are known to be expressed on the surface of mesenchymal stem cells, in TECs by flow cytometry, about 60% of TECs may be positive for PDGFRα and CD44. Was shown (FIG. 13).

また、ヒアルロン酸を100ng/ml(PBS)で充填した本発明の容器をGFP骨髄移植マウス背部皮下に移植し、2週間後に取り出して容器内に動員された細胞の表面マーカーをFACSにて解析した結果、HMGB1容器から得られたTECsと同様に、約60%がCD44陽性、PDGFRα陽性のP44細胞で、骨芽細胞や脂肪細胞などの間葉系細胞や上皮系細胞への分化能を示した。   In addition, the container of the present invention filled with hyaluronic acid at 100 ng / ml (PBS) was transplanted subcutaneously to the back of the GFP bone marrow transplanted mouse, and the surface markers of the cells mobilized in the container were analyzed by FACS after 2 weeks. As a result, similar to the TECs obtained from the HMGB1 container, approximately 60% were CD44-positive and PDGFRα-positive P44 cells, which showed the ability to differentiate into mesenchymal and epithelial cells such as osteoblasts and adipocytes. .

考察:今回本発明者らは、HMGB1、ヒアルロン酸、皮膚抽出液をそれぞれ充填した本発明のデバイスを皮下に移植することにより、極めて効率よく骨分化能、脂肪分化能、表皮分化能を持つ骨髄由来TECsを回収できることを見出した。これは比較例ではチューブ型容器の開口部が上皮と真皮の結合部分に向いているため血液末端へアクセスしにくい一方、本発明の扁平容器は開口部が筋膜と接するように移植されるていたため血液末端に直接接することが可能であり、末梢血管からの細胞の回収が促進されると考えられる。更に、比較例では被験体の移植部分の角張った末端角度がほとんど直角なので、移植部分が体外の異物と接触した場合に皮膚表面及び体内組織に刺激を受けやすく、装着性に劣るものであるが、本発明の容器は特に移植部分の端がなだらかな曲線であるため被験体の負担が少ない。更に本発明のデバイスからの細胞の回収は、複数の部品を組み合わせて作成されるデバイスの一部の部品をはずして内部から容易に回収できる。
回収された骨髄由来TECsの多くが間葉系幹細胞表面で発現することが知られているPDGFRα及びCD44を発現していること、HMGB1、ヒアルロン酸、皮膚抽出液がいずれも間葉系幹細胞動員活性を持つことと併せ考えると、TECsに骨髄由来間葉系幹細胞が選択的に動員されていると思われる。シリコーン容器に充填する溶液を選択することにより、その溶液内に含まれる特定機能細胞動員活性物質に応じて選択的かつ高効率に、特定の生体内機能細胞を回収することが可能になる。この新しい発明技術を用いることにより、骨髄に針を刺入するなどの高侵襲性の方法を回避して、必要に応じた生体内機能細胞を回収し、目的に応じたオーダーメード再生医療をデザインすることが可能になる。また、回収した細胞は、幹細胞研究をはじめとする多くの基礎研究の材料として提供可能であり、基礎的、臨床的研究の進展、創薬、医療技術の進歩に大きく寄与する。
DISCUSSION: The present inventors have succeeded in transplanting subcutaneously the device of the present invention filled with HMGB1, hyaluronic acid, and skin extract, respectively, so that bone marrow having bone differentiation ability, fat differentiation ability, and epidermal differentiation ability is very efficiently obtained. It was found that TECs derived from TEC could be recovered. This is because in the comparative example, the opening of the tube-type container faces the joint between the epithelium and the dermis, so that it is difficult to access the blood end, whereas the flat container of the present invention is transplanted so that the opening is in contact with the fascia. Therefore, it is possible to directly contact the blood end, and it is considered that the recovery of cells from peripheral blood vessels is promoted. Furthermore, in the comparative example, the angular end angle of the transplanted part of the subject is almost right, so that when the transplanted part comes into contact with a foreign substance outside the body, the skin surface and the body tissue are susceptible to irritation and the wearability is inferior. Since the container of the present invention has a gentle curve at the end of the transplanted portion, the burden on the subject is small. Furthermore, cell recovery from the device of the present invention can be easily recovered from the inside by removing a part of the device formed by combining a plurality of components.
Many of the recovered bone marrow-derived TECs express PDGFRα and CD44, which are known to be expressed on the surface of mesenchymal stem cells, and HMGB1, hyaluronic acid, and skin extract all have mesenchymal stem cell mobilization activity In combination with TECs, bone marrow-derived mesenchymal stem cells are preferentially mobilized by TECs. By selecting a solution to be filled in the silicone container, it is possible to collect specific in vivo functional cells selectively and with high efficiency according to the specific function cell mobilization active substance contained in the solution. By using this new invention technology, avoiding highly invasive methods such as inserting a needle into the bone marrow, collecting functional cells in vivo as needed, and designing customized regenerative medicine according to the purpose It becomes possible to do. In addition, the collected cells can be provided as materials for many basic researches including stem cell research, and greatly contribute to the progress of basic and clinical research, drug discovery, and medical technology.

〔実施例2〕
目的:本発明のデバイスに動員された骨髄由来細胞の皮膚潰瘍治療効果の評価
1)実施例1と同じ本発明の体内埋め込み型デバイスを作製した。
[Example 2]
Objective: Evaluation of skin ulcer treatment effect of bone marrow-derived cells mobilized to the device of the present invention 1) The same implantable device of the present invention as in Example 1 was produced.

2)骨髄多能性幹細胞動員因子を含有する皮膚組織抽出液を調製するために、C57/BL6新生マウス(2日齢)2匹から得た遊離皮膚片をPBS(pH7.4)2ml内に浸し、4℃で24時間インキュベーションした後、組織を取り除くために、4℃で10分間、440Gで遠心し上清を回収して皮膚抽出液を作製した。
また、4週齢C57/BL6マウス2匹から末梢血全血を採取した後PBSを用いて全量を4mLに希釈した。遠心管にFicoll-Paque Plus(GE)液を3mL挿入後、その上に希釈血液を重層した。100G(18℃)で10分間遠心し、単核球を含む中間層を新しい遠心管に回収した。回収した中間層からFicoll-Paque Plus液をのぞくため、45 mLのPBSを加え440G(18℃)5分で遠心し上清を除去し、さらにもう一度45mLのPBSを加え440G(18℃)5分で遠心し上清を除去した。沈殿した細胞に200μlのPBSを加え懸濁した。細胞懸濁液は-80℃の冷凍庫内において30分間凍結し、冷凍庫から氷上で融解した。この凍結融解の操作を3回繰り返した。さらに440G(4℃)15分で遠心して上清を回収して末梢血単核球抽出液を得た。
2) In order to prepare a skin tissue extract containing bone marrow pluripotent stem cell mobilization factor, free skin pieces obtained from 2 C57 / BL6 newborn mice (2 days old) were placed in 2 ml of PBS (pH 7.4). After soaking and incubating at 4 ° C. for 24 hours, in order to remove the tissue, the supernatant was collected by centrifugation at 440 G for 10 minutes at 4 ° C. to prepare a skin extract.
In addition, peripheral blood whole blood was collected from two 4-week-old C57 / BL6 mice, and the whole volume was diluted to 4 mL with PBS. 3 mL of Ficoll-Paque Plus (GE) solution was inserted into the centrifuge tube, and diluted blood was layered thereon. Centrifugation was performed at 100 G (18 ° C.) for 10 minutes, and the intermediate layer containing mononuclear cells was collected in a new centrifuge tube. To remove the Ficoll-Paque Plus solution from the recovered intermediate layer, add 45 mL of PBS, centrifuge at 440G (18 ° C) for 5 minutes, remove the supernatant, add 45 mL of PBS again, and add 440G (18 ° C) for 5 minutes. The supernatant was removed by centrifugation. 200 μl of PBS was added to the precipitated cells and suspended. The cell suspension was frozen for 30 minutes in a -80 ° C freezer and thawed on ice from the freezer. This freeze-thaw operation was repeated three times. The supernatant was further collected by centrifugation at 440 G (4 ° C.) for 15 minutes to obtain a peripheral blood mononuclear cell extract.

3)C57/BL6雄マウス(6〜8週齢)に致死量放射線(10Gy)を照射し、その直後に尾静脈からGFPトランスジェニックマウス由来骨髄幹細胞(5x106個/0.1ml PBS(pH7.4))を移植した。移植後8週間後まで生存しているマウスのみ以後の実験に使用した。 3) C57 / BL6 male mice (6-8 weeks old) were irradiated with lethal dose radiation (10 Gy), and immediately after that, GFP transgenic mouse-derived bone marrow stem cells (5 × 10 6 cells / 0.1 ml PBS (pH 7.4) from the tail vein )) Transplanted. Only mice that survived until 8 weeks after transplantation were used in subsequent experiments.

4)3個の本発明のデバイスに、2)で作製した(1)皮膚抽出液、(2)末梢血抽出液、(3)陰性コントロールのためのPBS40μlを挿入した。このデバイスを3)で作製したマウスの左右の背部皮下の筋膜側にデバイスの開口部が接するように左右一個ずつ(計2個/匹)挿入した。2週間後、デバイスをマウスから取り出した。 4) Three devices of the present invention were inserted with (1) skin extract prepared in 2), (2) peripheral blood extract, and (3) PBS 40 μl for negative control. This device was inserted one by one on the left and right sides (total of 2 / mouse) so that the openings of the device were in contact with the left and right dorsal subcutaneous fascia side of the mouse prepared in 3). Two weeks later, the device was removed from the mouse.

5)C.B-17/lcr-scid/scidJcl8週齢(日本チャールズリバー社より入手)の背部の毛を除去後、背部左右に直径6mmの円形の皮膚潰瘍を作製した。マウスの皮膚が収縮することを防ぐため、シリコーン製の外径10mm内径6mm厚さ1mmの円盤を両面粘着テープ及び医療用接着剤商品名「アロンアルファA」(三共社製)を用いて潰瘍部に接着した。3)で取り出した左右のデバイスの片側のデバイス内部から細胞を採取し、皮膚潰瘍に投与した。潰瘍部分の乾燥と細菌感染を防ぐため直径10mm厚さ1mmのシリコーン製の円盤で潰瘍部を覆った。潰瘍部を保護するため、商品名「テガダーム」(3M社製)で被覆した。7日後に潰瘍の面積を測定した。(図31) 5) After removing C.B-17 / lcr-scid / scidJcl 8-week-old (obtained from Charles River Japan) hair on the back, circular skin ulcers with a diameter of 6 mm were prepared on the left and right sides of the back. In order to prevent the skin of the mouse from contracting, a disc made of silicone with an outer diameter of 10 mm, an inner diameter of 6 mm and a thickness of 1 mm was applied to the ulcer using double-sided adhesive tape and the medical adhesive product name “Aron Alpha A” (manufactured by Sankyo) Glued. Cells were collected from inside the device on one side of the left and right devices taken out in 3) and administered to the skin ulcer. In order to prevent drying of the ulcer and bacterial infection, the ulcer was covered with a silicone disk having a diameter of 10 mm and a thickness of 1 mm. In order to protect the ulcer part, it was covered with the trade name “Tegaderm” (manufactured by 3M). After 7 days, the area of the ulcer was measured. (Fig. 31)

その結果、陰性コントロールの潰瘍面が7日経過しても閉鎖しなかったのに対し、血液抽出液で採取した細胞を投与した潰瘍では5日目に潰瘍面積の減少が観察された。また、皮膚抽出液で採取した細胞を投与した潰瘍では7日目に潰瘍面積の閉鎖が観察された(図31)。   As a result, the ulcer area of the negative control did not close even after 7 days, whereas in the ulcer administered with the cells collected with the blood extract, a decrease in the ulcer area was observed on the 5th day. Moreover, closure of the ulcer area was observed on the 7th day in the ulcer administered with the cells collected with the skin extract (FIG. 31).

本実施例によって、組織抽出液を含む体内埋め込み型デバイス内に動員された、骨髄由来の細胞を皮膚潰瘍部分に投与することによる、潰瘍治療効果が確認された。骨髄幹細胞を骨髄から採取するのではなく、体内デバイスに動員しその細胞を利用して治療に応用する例はこれまでにない新規の治療法である。   According to this example, the effect of treating ulcer was confirmed by administering bone marrow-derived cells mobilized in an implantable device containing a tissue extract to the skin ulcer portion. Rather than taking bone marrow stem cells from the bone marrow, there is an unprecedented new treatment method that mobilizes the device in the body and uses the cells for treatment.

〔実施例3〕
1)上記実施例2に記載の方法で、皮膚抽出液及び末梢血抽出液を作製した。
HiTrapヘパリンHP1mLカラム(GE)を10mM PBS(pH.7.5)10mLで平衡化した。皮膚抽出液、末梢血抽出液をそれぞれ10倍容の10mM PBS(pH7.5)で希釈し、平衡化したカラムに結合させた。10mM PBS(pH7.5)を10mL用いてカラム内を洗浄し、非特異的吸着した成分を洗い流した。吸着した成分は1000mMの NaCl 含有10mM PBS(pH7.5)を用いて溶出し、120μlずつプラスチック容器に分注した。Protein assay kit(Bio-Rad社製)を用いてタンパク量を定量し最も濃度の高い3フラクションを回収した(組織抽出液ヘパリン吸着)。
Example 3
1) A skin extract and a peripheral blood extract were prepared by the method described in Example 2 above.
A HiTrap heparin HP 1 mL column (GE) was equilibrated with 10 mL of 10 mM PBS (pH 7.5). The skin extract and peripheral blood extract were each diluted with 10 volumes of 10 mM PBS (pH 7.5) and bound to an equilibrated column. The column was washed with 10 mL of 10 mM PBS (pH 7.5) to wash away nonspecifically adsorbed components. The adsorbed components were eluted using 1000 mM NaCl-containing 10 mM PBS (pH 7.5), and 120 μl each was dispensed into a plastic container. The amount of protein was quantified using Protein assay kit (manufactured by Bio-Rad), and three fractions with the highest concentration were collected (tissue extract heparin adsorption).

2)0.1%ヒアルロン酸含有PBSを作製し、このヒアルロン酸溶液10μlと組織抽出液40μlを混合して実施例1の本発明のデバイス内に挿入した。陰性コントロールは1000mMのNaCl含有10mM PBS(pH7.5)5とヒアルロン酸との混合液を使用した。 2) 0.1% hyaluronic acid-containing PBS was prepared, 10 μl of this hyaluronic acid solution and 40 μl of tissue extract were mixed and inserted into the device of the present invention in Example 1. As a negative control, a mixed solution of 1000 mM NaCl-containing 10 mM PBS (pH 7.5) 5 and hyaluronic acid was used.

3)実施例2と同様にGFP骨髄移植マウスを作製し、同マウスの背部皮下に2)で調製したデバイスを挿入した。挿入10日後、皮下からデバイスを取り出し、細胞を回収した。回収した細胞は、10%Fetal bovine serum含有IMDM(Invitrogen)中で培養皿を用いて、37℃、5%CO2環境下で培養した。培養開始1日後に培地を交換し非付着性細胞を除去した。その後は3日おきに培地を交換した。細胞回収1週間後に蛍光顕微鏡を用いて観察し、骨髄由来細胞(GFP陽性細胞)を検出した(図32)。また。GFP陽性細胞数を画像処理ソフト(Image J)を用いて計測した(図33)。 3) A GFP bone marrow transplanted mouse was prepared in the same manner as in Example 2, and the device prepared in 2) was inserted subcutaneously into the back of the mouse. Ten days after insertion, the device was removed from the skin and the cells were collected. The collected cells were cultured in IMDM (Invitrogen) containing 10% Fetal bovine serum using a culture dish in a 37 ° C., 5% CO 2 environment. One day after the start of the culture, the medium was changed to remove non-adherent cells. Thereafter, the medium was changed every 3 days. One week after cell recovery, the cells were observed using a fluorescence microscope to detect bone marrow-derived cells (GFP positive cells) (FIG. 32). Also. The number of GFP positive cells was counted using image processing software (Image J) (FIG. 33).

ヒアルロン酸と組織抽出液のヘパリン結合画分混合液(血液抽出液(図32C)、皮膚抽出液(図28D))では、ヒアルロン酸単独(図32B)やPBS(図32A)に比べ、デバイス内への骨髄由来付着系細胞に対して強い動員活性があることが観察された(図32、35)。   In the heparin-binding fraction mixed solution of hyaluronic acid and tissue extract (blood extract (Fig. 32C), skin extract (Fig. 28D)), compared with hyaluronic acid alone (Fig. 32B) or PBS (Fig. 32A) It was observed that there was a strong mobilization activity against bone marrow-derived adherent cells in the liver (FIGS. 32 and 35).

本実施例により、組織抽出液の骨髄幹細胞動員因子がヘパリンカラムで精製できることが確認された。皮膚抽出液中には、HMGB1、HMGB2、HMGB3、S100A8、S100A9が含有されており、これらの成分はヘパリンカラムに結合することから、骨髄幹細胞の動員はこれらの細胞が関与している可能性が示唆される。また、ヘパリンカラムには多くの成長因子などのサイトカインも結合するため、これらの複数の因子による総合的な効果によるものとも考えられる。   This example confirmed that the bone marrow stem cell mobilization factor in the tissue extract can be purified with a heparin column. The skin extract contains HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8, and S100A9, and these components bind to the heparin column, so the recruitment of bone marrow stem cells may involve these cells. It is suggested. In addition, since many cytokines such as growth factors also bind to the heparin column, it may be due to the comprehensive effect of these multiple factors.

〔実施例4〕
1)新生マウス皮膚から商品名Trizol(invitrogen社製)を用いてRNAを抽出し、更に商品名SuperScript III cDNA synthesis kit(Invitrogen社製)を用いてcDNAを合成した。このcDNAをテンプレートとしてS100A8のcDNAをPCR法を用いて増幅し、精製のためにアミノ酸配列のN末端にFlag tag及び6XHis tagの配列を付加したタンパク質を発現するように、哺乳類細胞でタンパク質を発現させるプラスミドベクターpCAGGSに挿入した。ヒト胎児腎細胞由来HEK293培養細胞株にポリエチレンイミン(PEI)を用いてpCAGGS-Flag-His-S100A8をトランスフェクションし、48時間後細胞及び培養上清を回収した。細胞及び培養上清は4℃で4400G・5分間遠心し上清と細胞を分離しそれぞれ回収した。回収した上清はさらに直径0.8μm孔をもつセルロースアセテートフィルター(Nalgene)を通過させた後、0.45μmの孔を持つニトロセルロースフィルター(Corning)を通過させ不溶画分を除去したサンプルを調製した。本サンプルを、50mMNaCl含50mM Tris HCl(pH8.0)50mLで平衡化した5mL HisTrap FF(GE)に挿入し、吸着成分をさらに、10mMイミダゾール含有50mMNaCl 50mM Tris HCl(pH8.0)で洗浄して非特異的吸着成分を除去した。特異的吸着成分をカラムから100mMイミダゾール含有50mM NaCl 50mM Tris HCl(pH8.0)溶出した。吸着画分はそれぞれ、500μlずつシリコーンコートしたプラスチック容器に分画し、タンパク質含有フラクションをまとめて抗Flag抗体M2ビーズ(Sigma)と混合し、4℃、12時間緩やかに混合しながら反応させた。反応後、ビーズを440Gで5分間遠心し、上清を除去後、PBSでビーズを懸濁し、さらに同様に遠心して上清を除去した。ビーズを容量3mL内径1cmのカラムに挿入し、100mMのGlycine-pH3.5でビーズから吸着タンパク質を溶出させ、10分の1量の500mM Tris HCl(pH 7.5)を用いて中和した。精製したタンパク質量はProtein assay kit(Bio-Rad社製)を用いて定量した。
Example 4
1) RNA was extracted from newborn mouse skin using the trade name Trizol (manufactured by Invitrogen), and cDNA was synthesized using the trade name SuperScript III cDNA synthesis kit (manufactured by Invitrogen). Using this cDNA as a template, the S100A8 cDNA is amplified using PCR, and the protein is expressed in mammalian cells so as to express a protein with the Flag tag and 6XHis tag sequences added to the N-terminus of the amino acid sequence for purification. The plasmid vector pCAGGS was inserted. Human fetal kidney cell-derived HEK293 cultured cell line was transfected with pCAGGS-Flag-His-S100A8 using polyethyleneimine (PEI), and after 48 hours, cells and culture supernatant were collected. The cells and culture supernatant were centrifuged at 4400 G for 5 minutes at 4 ° C., and the supernatant and cells were separated and collected. The collected supernatant was further passed through a cellulose acetate filter (Nalgene) having a pore of 0.8 μm in diameter, and then passed through a nitrocellulose filter (Corning) having a pore of 0.45 μm to prepare a sample from which the insoluble fraction was removed. . This sample was inserted into 5 mL HisTrap FF (GE) equilibrated with 50 mL of 50 mM Tris HCl (pH 8.0) containing 50 mM NaCl, and the adsorbed component was further washed with 50 mM TriCl HCl (pH 8.0) containing 10 mM imidazole. Non-specific adsorption components were removed. Specific adsorption components were eluted from the column with 50 mM NaCl-containing 50 mM Tris HCl (pH 8.0) containing 100 mM imidazole. Each of the adsorbed fractions was fractionated into 500 μl silicone-coated plastic containers, and the protein-containing fractions were combined and mixed with anti-Flag antibody M2 beads (Sigma), and reacted at 4 ° C. for 12 hours with gentle mixing. After the reaction, the beads were centrifuged at 440 G for 5 minutes, and the supernatant was removed. Then, the beads were suspended in PBS and centrifuged in the same manner to remove the supernatant. The beads were inserted into a column with a volume of 3 mL and an inner diameter of 1 cm, and the adsorbed protein was eluted from the beads with 100 mM Glycine-pH 3.5, and neutralized with one-tenth amount of 500 mM Tris HCl (pH 7.5). The amount of purified protein was quantified using Protein assay kit (manufactured by Bio-Rad).

2)新生マウス皮膚からTrizol(invitrogen)を用いてRNAを抽出し更にSuperScript III cDNA synthesis kit(Invitrogen)を用いてcDNAを合成した。このcDNAをテンプレートとしてHMGB1のcDNAをPCR法を用いて増幅し、精製のためにアミノ酸配列のN末端にFlag tag及び6XHis tagの配列を付加したタンパク質を発現するように、哺乳類細胞でタンパク質を発現させるプラスミドベクターpCAGGSに挿入した。ヒト胎児腎細胞由来HEK293培養細胞株にポリエチレンイミン(PEI)を用いてpCAGGS-GST-His-HMGB1をトランスフェクションし、48時間後細胞及び培養上清を回収した。細胞及び培養上清は4℃で4400g・5分間遠心し上清と細胞を分離しそれぞれ回収した。回収した上清はさらに直径0.8μm孔をもつセルロースアセテートフィルターを通過させた後、0.45μmの孔を持つニトロセルロースフィルターを通過させ不溶画分を除去したサンプルを調整した。本サンプルを、50mM NaCl含50mM Tris HCl(pH8.0)50mLで平衡化した5 mL HisTrap FF(GE)に挿入し、吸着成分をさらに、10mMイミダゾール含有50mM NaCl 50mM Tris HCl(pH8.0)で洗浄して非特異的吸着成分を除去した。特異的吸着成分をカラムから100mMイミダゾール含有50mMNaCl 50mM Tris HCl(pH8.0)溶出した。吸着画分はそれぞれ、500μlずつシリコーンコートしたプラスチック容器に分画し、タンパク質含有フラクションをまとめた後、脱塩カラムPD10(GE)を用いてイミダゾールを除去し、50mM Tris HCl(pH7.5),150mM NaClを用いて溶出した。溶出したサンプルにHRV3C(Novagen社製)を添加し、4℃、3時間反応させた。切断後サンプルを50mM Tris HCl8(pH.7.5,150mM NaClで平衡化したHiTrapヘパリン1mLカラム(GE)に結合させ、50mM Tris HCl(pH.7.5),150mM NaClでカラム内部を洗浄後、50mM Tris HCl(pH.7.5),1000mM NaClで結合タンパク質を溶出した。溶出したサンプルはシリコーンコートしたプラスチック容器に500μlずつ分注した。 2) RNA was extracted from newborn mouse skin using Trizol (invitrogen), and cDNA was further synthesized using SuperScript III cDNA synthesis kit (Invitrogen). Using this cDNA as a template, the cDNA of HMGB1 is amplified using PCR, and the protein is expressed in mammalian cells so that the protein with the Flag tag and 6XHis tag sequences added to the N-terminus of the amino acid sequence for purification. The plasmid vector pCAGGS was inserted. Human fetal kidney cell-derived HEK293 cultured cell line was transfected with pCAGGS-GST-His-HMGB1 using polyethyleneimine (PEI), and cells and culture supernatant were collected after 48 hours. The cells and culture supernatant were centrifuged at 4400 g for 5 minutes at 4 ° C., and the supernatant and cells were separated and collected. The collected supernatant was further passed through a cellulose acetate filter having a 0.8 μm diameter hole, and then passed through a nitrocellulose filter having a 0.45 μm hole to prepare a sample from which the insoluble fraction was removed. This sample was inserted into 5 mL HisTrap FF (GE) equilibrated with 50 mL of 50 mM NaCl-containing 50 mM Tris HCl (pH 8.0), and the adsorbed component was further added with 50 mM NaCl-containing 50 mM NaCl 50 mM Tris HCl (pH 8.0). Washing was performed to remove non-specifically adsorbed components. Specific adsorption components were eluted from the column with 50 mM NaCl containing 50 mM Tris HCl (pH 8.0) containing 100 mM imidazole. Each of the adsorbed fractions was fractionated in a 500 μl silicone-coated plastic container, and the protein-containing fractions were collected, and then imidazole was removed using a desalting column PD10 (GE), and 50 mM Tris HCl (pH 7.5), Elute with 150 mM NaCl. HRV3C (Novagen) was added to the eluted sample and reacted at 4 ° C. for 3 hours. After cleavage, the sample was bound to 50 mM Tris HCl8 (pH 7.5, 150 mM NaCl equilibrated HiTrap heparin 1 mL column (GE), the column interior was washed with 50 mM Tris HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, and then 50 mM Tris HCl. The bound protein was eluted with 1000 mM NaCl (pH 7.5), and the eluted sample was dispensed in 500 μl aliquots into a silicone-coated plastic container.

3)S100A8、HMGB1、HMGB2、HMGB3をそれぞれ40μgずつ実施例1で使用した本発明のデバイスに挿入し、GFP骨髄移植マウスの左右背部皮下に孔が筋膜と接するように挿入した。挿入10日後、皮下からデバイスを取り出しデバイス内に集積した細胞を回収した。細胞は、10%Fetal bovine serum含有IMDM(Invitrogen)中で培養皿を用いて、37℃、5%CO2環境下で培養した。培養開始1日後に培地を交換し非付着性細胞を除去した。その後は3日おきに培地を交換した。細胞回収1週間後に蛍光顕微鏡を用いて観察し、骨髄由来細胞(GFP陽性細胞)を検出した(図34)。 3) 40 μg each of S100A8, HMGB1, HMGB2, and HMGB3 was inserted into the device of the present invention used in Example 1, and inserted so that the holes were in contact with the fascia under the left and right dorsal skin of GFP bone marrow transplanted mice. Ten days after the insertion, the device was taken out subcutaneously and the cells accumulated in the device were collected. The cells were cultured in IMDM (Invitrogen) containing 10% Fetal bovine serum using a culture dish in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 . One day after the start of the culture, the medium was changed to remove non-adherent cells. Thereafter, the medium was changed every 3 days. One week after cell recovery, the cells were observed using a fluorescence microscope, and bone marrow-derived cells (GFP positive cells) were detected (FIG. 34).

4)BALB/cAJcl-nu/nu 8週齢(日本クレア社より入手)の背部左右に直径6mmの円形の皮膚潰瘍を作製した。マウスの皮膚が収縮することを防ぐため、シリコーン製の外径10mm内径6mm厚さ1mmの円盤を両面粘着テープ及び医療用接着剤アロンアルファA(三共)を用いて潰瘍部に接着した。 4) BALB / cAJcl-nu / nu 8 week-old (obtained from CLEA Japan, Inc.) circular skin ulcers with a diameter of 6 mm were prepared on the left and right sides of the back. In order to prevent the mouse skin from contracting, a disk made of silicone having an outer diameter of 10 mm, an inner diameter of 6 mm, and a thickness of 1 mm was adhered to the ulcer using double-sided adhesive tape and medical adhesive Aron Alpha A (Sankyo).

5)3)の細胞を0.5g/l-Trypsin/0.53mmol/l-EDTA液(ナカライ社製)を用いて処理し、培養皿から遊離させ、10%FBS含IMDMでトリプシンを不活化後、440G、4℃、5分間遠心し上清を除去後、4)で作製した潰瘍に投与した。局所の乾燥と細菌感染を防ぐため直径10mm厚さ1mmのシリコーン製の円盤で潰瘍部を覆った。さらに潰瘍部を保護するため、テガダーム(3M)で被覆した。7日後に潰瘍の大きさを測定した(図35)。 5) Treat the cells of 3) with 0.5 g / l-Trypsin / 0.53 mmol / l-EDTA solution (Nacalai), release them from the culture dish, inactivate trypsin with IMDM containing 10% FBS, After centrifuging at 440 G at 4 ° C. for 5 minutes to remove the supernatant, the ulcer prepared in 4) was administered. To prevent local dryness and bacterial infection, the ulcer was covered with a silicone disk 10 mm in diameter and 1 mm in thickness. Furthermore, in order to protect an ulcer part, it covered with tegaderm (3M). After 7 days, the size of the ulcer was measured (FIG. 35).

陰性コントロール(E)に比較し、S100A8、HMGB1、HMGB2、HMGB3のいずれにおいても骨髄幹細胞の動員活性が認められた(図34-A;S100A8、B;HMGB1、C;HMGB2、D;HMGB3)。特に、HMGB1、HMGB2に強い動員活性が観察された。
また、HMGB1、HMGB2、S100A8によって動員された骨髄由来細胞を投与することで、皮膚潰瘍を治療した結果陰性コントロール(PBS投与)に比較し潰瘍の縮小効果が観察された(図35)。
Compared to the negative control (E), mobilization activity of bone marrow stem cells was observed in any of S100A8, HMGB1, HMGB2, and HMGB3 (FIG. 34-A; S100A8, B; HMGB1, C; HMGB2, D; HMGB3). In particular, strong mobilization activity was observed for HMGB1 and HMGB2.
In addition, the bone marrow-derived cells mobilized by HMGB1, HMGB2, and S100A8 were administered, and as a result of treating the skin ulcer, an ulcer reduction effect was observed compared to the negative control (PBS administration) (FIG. 35).

本実施例においては、S100A8、HMGB1、HMGB2、HMGB3いずれにおいてもデバイス内への骨髄由来付着性細胞の動員活性が認められた。骨髄内の主な細胞は赤血球、血球などの血球系細胞であるが、これらの細胞のほとんどは非付着性の細胞である。付着性の細胞としては間葉系幹細胞などの間葉系細胞が知られており、また上皮系や神経系に分化可能な多能性の細胞が含まれていると考えられている。本実施例によってS100A8、HMGB1、HMGB2によってデバイス内に動員した細胞によって皮膚潰瘍の治療効果が認められたことから、デバイス内に動員された細胞は、組織損傷を治療誘導可能な骨髄由来細胞である。骨髄間葉系幹細胞を皮膚潰瘍部位に投与することで治療効果を示すという報告もあり(Mesenchymal stem cells enhance wound healing through differentiation and angiogenesis. Wu Y, Chen L, Scott PG, Tredget EE.Stem Cells. 2007 Oct;25(10):2648-59. Epub 2007 Jul 5.)、本実施例における治療効果には骨髄間葉系幹細胞の関与が示唆される。また、骨髄間葉系幹細胞などの骨髄由来細胞は、神経細胞、脂肪細胞、骨細胞、軟骨細胞、上皮系細胞に分化することが知られている。本デバイスで採取した細胞によって、損傷組織においてこれらの細胞を供給し治療する新しい再生誘導医療に応用することが可能である。   In this example, mobilization activity of bone marrow-derived adherent cells into the device was observed in any of S100A8, HMGB1, HMGB2, and HMGB3. The main cells in the bone marrow are blood cells such as erythrocytes and blood cells, but most of these cells are non-adherent cells. Mesenchymal cells such as mesenchymal stem cells are known as adherent cells, and pluripotent cells that can differentiate into epithelial and nervous systems are considered to be included. Since the therapeutic effect of the skin ulcer was recognized by the cells mobilized in the device by S100A8, HMGB1, and HMGB2 according to this example, the cells mobilized in the device are bone marrow-derived cells that can induce treatment of tissue damage. . There is also a report that bone marrow mesenchymal stem cells are administered to skin ulcer sites to show therapeutic effects (Mesenchymal stem cells enhance wound healing through differentiation and angiogenesis. Wu Y, Chen L, Scott PG, Tredget EE. Stem Cells. 2007 Oct; 25 (10): 2648-59. Epub 2007 Jul 5.), suggesting the involvement of bone marrow mesenchymal stem cells in the therapeutic effect in this example. In addition, bone marrow-derived cells such as bone marrow mesenchymal stem cells are known to differentiate into nerve cells, adipocytes, bone cells, chondrocytes, and epithelial cells. The cells collected by this device can be applied to new regeneration-inducing medicine for supplying and treating these cells in damaged tissues.

〔参考例1〕
目的:皮膚抽出液中HMGB1ファミリーの同定と骨髄間葉系幹細胞誘導活性の検討
方法:新生マウス皮膚抽出液中に含まれるHMGB蛋白ファミリーの有無をWestern blot法を用いて確認した。
サンプルとして、新生マウス400匹から得た遊離皮膚片をPBS(pH7.4)400ml内に浸し、4℃で24時間インキュベーションした後、組織を取り除くために、4℃の条件下で10分間、440Gで遠心し上清を回収して得られた皮膚抽出液を10μlをSDS-PAGE法を用いて電気泳動し、ゲル中で分離した蛋白をブロッティング装置(ATTO)を用いPVDF膜にトランスファーした。3%スキムミルク0.1%Tween20 含PBS(S-T-PBS)にて、室温で1時間インキュベートした後、S-T-PBSで1000倍に希釈したラビット抗マウスHMGB1抗体、ラビット抗マウスHMGB2抗体、ラビット抗マウスHMGB3抗体をそれぞれ4℃で16時間反応させた。反応後、同PVDF膜をS-T-PBSにて5分間5回洗浄後、S-T-PBSで2000倍希釈したペルオキシダーゼ標識ヤギ抗ラビットIgG抗体(GE Healthcare社製)にて同PVDF膜を25℃で1時間インキュベートした。さらにS-T-PBSにて5分間5回洗浄後ECL Western Blotting Detection System(GE Healthcare)を同PVDF膜と反応させ、ECL filmを感光させた後現像してHMGB1、HMGB2、HMGB3タンパク質の存在を検出した。
[Reference Example 1]
Objective: Identification of HMGB1 family in skin extract and examination of bone marrow mesenchymal stem cell inducing activity: The presence of HMGB protein family contained in newborn mouse skin extract was confirmed using Western blot.
As a sample, free skin pieces obtained from 400 newborn mice were immersed in 400 ml of PBS (pH 7.4), incubated at 4 ° C. for 24 hours, and then 440G for 10 minutes at 4 ° C. to remove tissue. 10 μl of the skin extract obtained by centrifuging and recovering the supernatant was electrophoresed using SDS-PAGE, and the protein separated in the gel was transferred to a PVDF membrane using a blotting apparatus (ATTO). Rabbit anti-mouse HMGB1 antibody, rabbit anti-mouse HMGB2 antibody, rabbit anti-mouse HMGB3 antibody diluted 1000-fold with ST-PBS after 1 hour incubation in PBS containing 3% skim milk 0.1% Tween20 (ST-PBS) Each was reacted at 4 ° C. for 16 hours. After the reaction, the PVDF membrane was washed 5 times with ST-PBS for 5 minutes, and then the PVDF membrane was washed at 25 ° C. with a peroxidase-labeled goat anti-rabbit IgG antibody (GE Healthcare) diluted 2000 times with ST-PBS. Incubated for hours. Furthermore, after washing with ST-PBS for 5 minutes 5 times, the ECL Western Blotting Detection System (GE Healthcare) was reacted with the PVDF membrane, the ECL film was exposed to light and developed to detect the presence of HMGB1, HMGB2, and HMGB3 proteins. .

新生マウス皮膚からTrizol(invitrogen)を用いてRNAを抽出し更にSuperScript III cDNA synthesis kit(Invitrogen)を用いてcDNAを合成した。このcDNAをテンプレートとしてHMGB1、HMGB2、及びHMGB3のcDNAをPCR法を用いて増幅し、アミノ酸配列のN末端にFlag tagの配列(Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Lys;配列番号:30)を付加したタンパク質を発現するように、哺乳類細胞でタンパク質を発現させるプラスミドベクターpCAGGSに挿入した。これらのプラスミドベクターをHEK293(ヒト胎児腎細胞由来培養細胞株)に遺伝子導入し48時間培養しタンパク質を発現させた。HMGB1、HMGB2、及びHMGB3タンパク質をそれぞれ発現させた細胞及び培養上清は4℃で16時間インキュベートした後、4400g・5分間遠心し上清を回収した。この上清50mLあたり100μlのAnti Flag 抗体Gel(Sigma社製)を混合し4℃で16時間インキュベートした。遠心しGelを回収した後PBSを用いて、5回洗浄した。更に3X Flag peptide(final 100μg/ml)を用いて溶出した。リコンビナントタンパク質の発現をS-T-PBSで1000倍希釈したマウス抗Flag抗体、及びS-T-PBSで2000倍希釈したペルオキシダーゼ標識抗マウスIgG抗体(GE Healthcare)を用いたWestern blot法にて確認した。これらの精製リコンビナントタンパク質のマウス骨髄間葉系幹細胞の遊走活性をボイデン・チャンバーを用いて評価した。また、HMGBファミリーのin vivoでの薬効を観察するために、8週齢C57BL/6マウスの背部皮膚を直径8μmの円形に切除し皮膚潰瘍モデルを作製し、そこに精製したHMGB1・HMGB2・HMGB3それぞれ100ng/μl濃度の溶液を、1g/100mLPBSの濃度のヒアルロン酸溶液と等量ずつ混合しそのうち100μlを潰瘍面に投与した。潰瘍面は乾燥しないように、粘着性透明創傷被覆・保護材Tegaderm(スリーエムヘルスケア社製)で覆い、経時的に創傷面積を計測し治癒効果を測定した。   RNA was extracted from newborn mouse skin using Trizol (invitrogen), and cDNA was further synthesized using SuperScript III cDNA synthesis kit (Invitrogen). Using this cDNA as a template, cDNAs of HMGB1, HMGB2, and HMGB3 were amplified by PCR, and a Flag tag sequence (Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Lys; SEQ ID NO: It was inserted into a plasmid vector pCAGGS for expressing the protein in mammalian cells so that the protein added with 30) was expressed. These plasmid vectors were transfected into HEK293 (human embryonic kidney cell-derived cultured cell line) and cultured for 48 hours to express the protein. Cells and culture supernatants expressing HMGB1, HMGB2, and HMGB3 proteins were incubated at 4 ° C. for 16 hours, and then centrifuged at 4400 g for 5 minutes to collect the supernatant. 100 μl of Anti Flag antibody Gel (manufactured by Sigma) per 50 mL of the supernatant was mixed and incubated at 4 ° C. for 16 hours. The gel was collected by centrifugation and washed 5 times with PBS. Further, elution was carried out using 3X Flag peptide (final 100 μg / ml). Recombinant protein expression was confirmed by Western blot using a mouse anti-Flag antibody diluted 1000-fold with S-T-PBS and a peroxidase-labeled anti-mouse IgG antibody (GE Healthcare) diluted 2000-fold with S-T-PBS. The migration activity of mouse purified bone marrow mesenchymal stem cells of these purified recombinant proteins was evaluated using a Boyden chamber. In addition, in order to observe the in vivo efficacy of the HMGB family, the skin of the back of 8 week-old C57BL / 6 mice was excised into a circular shape with a diameter of 8 μm, and a skin ulcer model was prepared, and purified HMGB1, HMGB2, HMGB3 Each 100 ng / μl concentration solution was mixed with an equal volume of 1 g / 100 mL PBS hyaluronic acid solution, and 100 μl was administered to the ulcer surface. The ulcer surface was covered with an adhesive transparent wound covering / protective material Tegaderm (manufactured by 3M Healthcare) so as not to dry, and the wound area was measured over time to determine the healing effect.

さらにヒト骨髄間葉系幹細胞をヒト皮膚抽出液及びヒト精製HMGB1が遊走する活性があるかを調べるために、ボイデン・チャンバーを用いて評価した。面積1cm2のヒト皮膚を1mlのPBSに浸し、4℃の条件下で16時間インキュベーションした後、4℃の条件下で10分間440Gで遠心した。上清のみを回収し、ヒト皮膚抽出液として使用した。また、ボイデン・チャンバーの上部に入れる細胞はヒト骨髄間葉系幹細胞(Cambrex社)を用いた。(本細胞はフローサイトメトリーによる細胞表面抗原の分析の結果、CD105陽性、CD166陽性、CD29陽性、CD44陽性、CD34陰性、CD45陰性とされている。さらに分化誘導試験によって脂肪細胞、軟骨細胞、骨細胞への分化が陽性である。)また、チャンバー下部には、ヒトHMGB1を100ng/well(R&D社)及びPBSにて10倍希釈したヒト皮膚抽出液を入れ、コントロールとしてPBSを用いた。 Furthermore, human bone marrow mesenchymal stem cells were evaluated using a Boyden chamber in order to examine whether the human skin extract and human purified HMGB1 have the activity of migrating. Human skin having an area of 1 cm 2 was soaked in 1 ml of PBS, incubated at 4 ° C. for 16 hours, and then centrifuged at 440 G for 10 minutes at 4 ° C. Only the supernatant was collected and used as a human skin extract. In addition, human bone marrow mesenchymal stem cells (Cambrex) were used as cells to be placed in the upper part of the Boyden chamber. (This cell has been determined to be CD105 positive, CD166 positive, CD29 positive, CD44 positive, CD34 negative, CD45 negative as a result of cell surface antigen analysis by flow cytometry. In addition, human HMGB1 was diluted 10-fold with 100 ng / well (R & D) and PBS at the bottom of the chamber, and PBS was used as a control.

結果:Western blotの結果、HMGB1のバンドの他にHMGB2やHMGB3のバンドが検出された。よって新生マウス皮膚抽出液の中には、HMGB1の他にファミリータンパク質であるHMGB2及びHMGB3が含有されていることが確認された(図14)。それぞれのタンパク質のN末端にFlag tagを付加したHMGB1・HMGB2・HMGB3の発現ベクターを作製した(図15)。HEK293細胞に発現ベクターを遺伝子導入し、発現したタンパク質をFlag tagを用いて精製した後、Western blot法を用いてタンパク質を確認した(図16)。これらの精製タンパク質を用いたマウス骨髄間葉系幹細胞の遊走活性を測定したところ、いずれのタンパク質においても活性が確認された(図17)。マウスの背部に作製した潰瘍面積を7日毎に計測したところ、非治療群に比べHMGB1,2及び3による治療群の方が有意に潰瘍面積の縮小効果を確認できた(図18)。マウスの場合と同様に、ヒトHMGB1及びヒト皮膚抽出液はヒト骨髄間葉系幹細胞を遊走する活性があることが明らかとなった(図19)。 Results: As a result of Western blotting, HMGB2 and HMGB3 bands were detected in addition to the HMGB1 band. Therefore, it was confirmed that the newborn mouse skin extract contained HMGB2 and HMGB3, which are family proteins, in addition to HMGB1 (FIG. 14). Expression vectors of HMGB1, HMGB2, and HMGB3 were prepared by adding a Flag tag to the N-terminus of each protein (FIG. 15). An expression vector was introduced into HEK293 cells, and the expressed protein was purified using Flag tag, and then the protein was confirmed using Western blotting (FIG. 16). When the migration activity of mouse bone marrow mesenchymal stem cells using these purified proteins was measured, the activity of any protein was confirmed (FIG. 17). When the ulcer area produced on the back of the mouse was measured every 7 days, the treatment group with HMGB 1, 2 and 3 significantly confirmed the effect of reducing the ulcer area compared to the non-treatment group (FIG. 18). As in the case of mice, it was revealed that human HMGB1 and human skin extract have an activity of migrating human bone marrow mesenchymal stem cells (FIG. 19).

考察:HMGB1と相同性が高いタンパク質としてHMGB2及びHMGB3が知られている。これらのタンパク質もHMGB1と同様の性質を有することが期待される。そこで、遊離皮膚片抽出液からHMGB1のファミリーであるHMGB2及びHMGB3も産生されることを確認した。さらにHMGB1・HMGB2・HMGB3のリコンビナントタンパク質を作製し、in vitroでの骨髄間葉系幹細胞遊走活性を確認し、in vivoにおける皮膚潰瘍治療効果も確認した。新生マウス遊離皮膚片中のHMGBファミリー(HMGB1・HMGB2・HMGB3)及びリコンビナントHMGBファミリーには骨髄間葉系幹細胞誘導活性や骨髄由来の上皮系に分化可能な幹細胞を局所に誘導する活性があり、さらにこれらの誘導された骨髄由来の細胞群が損傷組織において表皮ケラチノサイトや毛包や線維芽細胞のようなさまざまな細胞に分化して損傷組織の治癒を促進する効果があることが明らかになった。また骨髄間葉系幹細胞は多能性幹細胞であるので、他の組織損傷状態、例えば、脳損傷、心筋梗塞、骨折などの組織損傷の治療にHMGBファミリーを全身投与もしくは局所投与することで同様に治療効果が期待できると確信する。 Discussion: HMGB2 and HMGB3 are known as proteins having high homology with HMGB1. These proteins are also expected to have the same properties as HMGB1. Accordingly, it was confirmed that HMGB2 and HMGB3, which are family of HMGB1, were also produced from the free skin piece extract. Furthermore, recombinant proteins of HMGB1, HMGB2, and HMGB3 were prepared, bone marrow mesenchymal stem cell migration activity was confirmed in vitro, and skin ulcer treatment effect was confirmed in vivo. The HMGB family (HMGB1, HMGB2, HMGB3) and the recombinant HMGB family in newborn mouse free skin have the activity to induce bone marrow mesenchymal stem cells and stem cells that can differentiate into bone marrow-derived epithelial systems, It was revealed that these induced bone marrow-derived cell groups differentiated into various cells such as epidermal keratinocytes, hair follicles and fibroblasts in the damaged tissue, and promoted healing of the damaged tissue. In addition, since bone marrow mesenchymal stem cells are pluripotent stem cells, the HMGB family can be administered systemically or locally to treat other tissue damage conditions such as brain damage, myocardial infarction, fractures, etc. Be confident that you can expect a therapeutic effect.

また、ヒトとマウスのHMGB1はそれぞれを構成するアミノ酸配列で98%(213/215)の相同性があり、HMGB2はそれぞれを構成するアミノ酸配列で96%(202/210)の相同性があり、HMGB3はそれぞれを構成するアミノ酸配列で97%(195/200)の相同性があることがわかっている。そこで、ヒトのHMGBがマウスのHMGBと同様の活性を有することが考えられるが、本結果から、ヒトの皮膚抽出液やHMGB1がマウスの皮膚抽出液や、HMGB1と同様に骨髄間葉系幹細胞を誘導する活性があることが明らかになった。   In addition, human and mouse HMGB1 have 98% (213/215) homology in the amino acid sequence constituting each, and HMGB2 has 96% (202/210) homology in the amino acid sequence constituting each, It is known that HMGB3 has 97% (195/200) homology in the amino acid sequence constituting each. Therefore, it is considered that human HMGB has the same activity as mouse HMGB, but from this result, human skin extract and HMGB1 were used as mouse skin extract and bone marrow mesenchymal stem cells as in HMGB1. It became clear that there was activity to induce.

〔参考例2〕
目的:骨髄間葉系幹細胞誘導因子組織抽出液の作製方法の確立
方法:6週齢C57BL6一匹分の脳、心臓、腸、腎臓、肝臓及び新生マウス皮膚一匹分をPBS(pH7.4)1ml内に浸し、4℃で24時間インキュベーションした後、組織を取り除くために、4℃の条件下で10分間、440Gで遠心し上清を回収して組織抽出液とした。得られた抽出液の中に骨髄間葉系幹細胞誘導活性が存在することを確認するため、ボイデン・チャンバーを用い、骨髄由来間葉系幹細胞に対する遊走活性を検討した。また、同じサンプル中に含まれるHMGB1の濃度をHMGB1 ELISA kit(シノテスト社製)を用いて計測した。更に脳、心臓及び皮膚の組織抽出液をヘパリンアフィニティーカラムに結合させ、結合画分のタンパク質の骨髄間葉系幹細胞誘導活性をボイデン・チャンバーを用いて確認した。
[Reference Example 2]
Objective: Establishment of bone marrow mesenchymal stem cell inducer tissue extract preparation method: 6 weeks old C57BL6 brain, heart, intestine, kidney, liver and newborn mouse skin PBS (pH 7.4) After immersing in 1 ml and incubating at 4 ° C. for 24 hours, in order to remove the tissue, the supernatant was collected by centrifugation at 440 G for 10 minutes at 4 ° C. to obtain a tissue extract. In order to confirm the presence of bone marrow mesenchymal stem cell-inducing activity in the obtained extract, the Boyden chamber was used to examine the migration activity against bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Further, the concentration of HMGB1 contained in the same sample was measured using HMGB1 ELISA kit (manufactured by Shinotest). Further, brain, heart and skin tissue extracts were bound to a heparin affinity column, and the bone marrow mesenchymal stem cell inducing activity of the bound fraction protein was confirmed using a Boyden chamber.

結果:マウス脳抽出液には新生マウス皮膚抽出液と同等のHMGB1が含有されていた。さらに、骨髄間葉系幹細胞の誘導活性はマウス脳でも皮膚と同様に認められた。マウス腸抽出液とマウス心臓抽出液中にHMGB1はほとんど含まれなかったが、骨髄間葉系幹細胞の誘導活性は認められた。また、マウス脳、マウス心臓のヘパリンカラム結合画分はマウス皮膚のヘパリンカラム結合画分と同様に骨髄間葉系幹細胞を誘導する活性があった(図20)。表1は、マウス各組織抽出液のHMGB1濃度と骨髄間葉系幹細胞の誘導活性を測定した結果を示す。 Results: The mouse brain extract contained HMGB1 equivalent to the newborn mouse skin extract. Furthermore, the inducing activity of bone marrow mesenchymal stem cells was observed in the mouse brain as well as the skin. The mouse intestinal extract and mouse heart extract contained almost no HMGB1, but bone marrow mesenchymal stem cell-inducing activity was observed. Further, the heparin column-binding fraction of mouse brain and mouse heart had the activity of inducing bone marrow mesenchymal stem cells in the same manner as the heparin column-binding fraction of mouse skin (FIG. 20). Table 1 shows the results of measuring the HMGB1 concentration and the bone marrow mesenchymal stem cell inducing activity of each mouse tissue extract.

考察:皮膚のみならず脳でも臓器を生理的緩衝液に浸すだけという簡便な方法でHMGB1を簡便に抽出する方法を開発した。この方法は、他の臓器例えば、肝臓や腎臓でも同様である。また心臓や腸からの抽出液にはHMGB1をほとんど含有しないにもかかわらず骨髄間葉系幹細胞誘導活性を認めた。このことは抽出液中にHMGB1と異なる、他の骨髄間葉系幹細胞誘導物質が含まれていることが考えられる。これらの抽出液に含まれる物質は、もともとそれぞれの組織に存在するものであり、生理的には組織損傷時に骨髄間葉系幹細胞を損傷組織に誘導していると考えられる。上記によってHMGB1を含む複数の骨髄間葉系幹細胞誘導物質を各種臓器から機能的にかつ簡便に抽出する新規の方法を開発できた。さらに、組織抽出液から骨髄間葉系幹細胞誘導物質を精製するためにヘパリンカラムに結合させる方法を開発した。また、これらの骨髄間葉系幹細胞誘導活性を有する成分は皮膚と同様の方法で脳や心臓からもヘパリンカラムを用いて精製することが可能である。得られた精製成分は本発明のデバイスに挿入して骨髄幹細胞を回収するために使用できる。 Discussion: We have developed a simple method for extracting HMGB1 by simply immersing organs in physiological buffer, not only in the skin but also in the brain. This method is the same for other organs such as the liver and kidney. The extract from heart and intestine showed bone marrow mesenchymal stem cell-inducing activity despite containing almost no HMGB1. This may be due to the fact that the extract contains other bone marrow mesenchymal stem cell inducers different from HMGB1. Substances contained in these extracts are originally present in each tissue, and are physiologically considered to induce bone marrow mesenchymal stem cells to the damaged tissue at the time of tissue damage. As described above, a novel method for functionally and easily extracting a plurality of bone marrow mesenchymal stem cell inducers including HMGB1 from various organs has been developed. Furthermore, in order to purify the bone marrow mesenchymal stem cell inducer from the tissue extract, a method for binding to a heparin column was developed. In addition, these components having bone marrow mesenchymal stem cell inducing activity can be purified from the brain and heart using a heparin column in the same manner as for skin. The purified component obtained can be inserted into the device of the present invention and used to recover bone marrow stem cells.

〔参考例3〕
目的:培養細胞から間葉系幹細胞遊走活性物質を抽出する方法を確立する。
方法:ヒト胎児腎由来培養細胞株HEK293及びヒト子宮頸癌細胞株HeLaはそれぞれ10%胎仔牛血清含D-MEM(nacalai社製)で培養した。それぞれの細胞をPBSで洗浄後、細胞107個を4℃の5mlのPBS(nacalai社製)に16時間浸した。重力加速度440Gで4℃で5分間遠心し上清を回収した。ボイデン・チャンバーの上層にヒト骨髄間葉系幹細胞をいれ、下層にDMEMで5倍希釈した細胞抽出液をいれ、ヒト骨髄間葉系幹細胞遊走活性を確認した。
結果:HEK293抽出液もHeLa抽出液も同様に骨髄間葉系幹細胞を遊走する活性を示した(図21)。
考察:培養細胞をPBSに浸すという簡便な方法で骨髄間葉系幹細胞を遊走する活性物質を抽出することに成功した。得られた活性物質は本発明のデバイスに挿入して骨髄幹細胞を回収するために使用できる。
[Reference Example 3]
Objective: To establish a method for extracting mesenchymal stem cell migration active substances from cultured cells.
Method: Human fetal kidney-derived cultured cell line HEK293 and human cervical cancer cell line HeLa were each cultured in D-MEM (manufactured by nacalai) containing 10% fetal calf serum. After washing each cell with PBS, 10 7 cells were immersed in 5 ml PBS (manufactured by nacalai) at 4 ° C. for 16 hours. Centrifugation was performed at 4 ° C. for 5 minutes at a gravitational acceleration of 440 G, and the supernatant was collected. Human bone marrow mesenchymal stem cells were placed in the upper layer of the Boyden chamber, and a cell extract diluted 5-fold with DMEM was placed in the lower layer to confirm human bone marrow mesenchymal stem cell migration activity.
Results: Both HEK293 extract and HeLa extract showed activity to migrate bone marrow mesenchymal stem cells (FIG. 21).
Discussion: We succeeded in extracting active substances that migrate bone marrow mesenchymal stem cells by a simple method of immersing cultured cells in PBS. The resulting active substance can be inserted into the device of the present invention and used to recover bone marrow stem cells.

〔参考例4〕
目的:マウス脳欠損モデルを作成し、局所損傷部位に皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分を徐放化して投与することで、自己の骨髄系に含まれる幹細胞を局所損傷部位に遊走させ、神経系細胞の再生を誘導できないか検討する。
方法:
(1)皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分の作製
切除した新生マウス皮膚からPBS(一匹/ml)中に4℃で16時間インキュベーションし抽出した皮膚抽出液を4℃の9倍容20mM PBS(pH7.5)を用い10倍に希釈した。あらかじめ、20mM PBS(pH7.5)(30ml)をHiTrapヘパリンHPカラム(カラム容量:5ml、GE Healthcare)の中に流しカラムを平衡化した。さらに、希釈液をカラムに結合させた。その後20mM PBS(pH7.5),100mM NaCl(30ml)でカラムを洗浄した。吸着したタンパク質を溶出するため20mM PBS(pH7.5),1000mM NaClをカラム内に流入し、溶出液を容器に分画した。吸着画分をそれぞれ、マウス骨髄由来細胞株の遊走活性をボイデン・チャンバー法を用いて評価し遊走能を有する画分を集めた。この活性を有する溶液を皮膚抽出液ヘパリン精製画分として以下の参考例に使用した。
[Reference Example 4]
Objective: To create a mouse brain defect model, administer the skin extract heparin column purified fraction at the site of local injury, and administer stem cells contained in the own bone marrow system to the site of local injury. Consider whether cell regeneration can be induced.
Method:
(1) Preparation of skin extract heparin column purified fraction Skin extract extracted from excised newborn mouse skin by incubation in PBS (1 animal / ml) at 4 ° C for 16 hours at 9 ° C 20 mM PBS (4 ° C) The mixture was diluted 10 times using pH 7.5). In advance, 20 mM PBS (pH 7.5) (30 ml) was poured into a HiTrap heparin HP column (column volume: 5 ml, GE Healthcare) to equilibrate the column. Furthermore, the diluent was bound to the column. Thereafter, the column was washed with 20 mM PBS (pH 7.5) and 100 mM NaCl (30 ml). In order to elute the adsorbed protein, 20 mM PBS (pH 7.5) and 1000 mM NaCl were flowed into the column, and the eluate was fractionated into containers. Each of the adsorbed fractions was evaluated for migration activity of a mouse bone marrow-derived cell line using the Boyden chamber method, and fractions having migration ability were collected. The solution having this activity was used in the following reference examples as a purified fraction of skin extract heparin.

(2)骨髄抑制マウスの作成
マウスに10GyのX線単回照射を行い、骨髄抑制マウスを作成した。
(2) Preparation of bone marrow-suppressed mice Mice were irradiated with 10 Gy X-rays once to prepare bone marrow-suppressed mice.

(3)骨髄抑制マウスへのGFPマウス骨髄移植
GFPマウスの両側大腿骨及び下腿骨より骨髄幹細胞を採取した。これを照射後24時間経過した骨髄抑制マウスの尾静脈より投与した。なお、投与はイソフルランによる吸入麻酔下に施行した。
(3) GFP mouse bone marrow transplantation into myelosuppressed mice
Bone marrow stem cells were collected from bilateral femurs and lower leg bones of GFP mice. This was administered from the tail vein of myelosuppressed mice 24 hours after irradiation. The administration was performed under inhalation anesthesia with isoflurane.

(4)マウス脳損傷(脳組織欠損)モデルの作成
GFPマウスの骨髄幹細胞を移植した骨髄抑制マウスにイソフルランにて吸入麻酔を行い、ペントバルビタール(45mg/kg)を腹腔内に注入した。マウスを脳定位固定装置に固定し、メスにて頭部に正中切開を加えた。ブレグマから右外側2.5mm、前方1mmにドリルを用いて穿頭を施した(図22A)。この部位から深さ3mmの位置を先端にして、20Gサーフロー針の外筒を挿入して固定した。ここでシリンジを用いて、陰圧をかけ、脳組織を一部吸引した(図22B)。
(4) Creation of a mouse brain injury (brain tissue defect) model
Myelosuppressed mice transplanted with bone marrow stem cells of GFP mice were subjected to inhalation anesthesia with isoflurane and pentobarbital (45 mg / kg) was injected intraperitoneally. The mouse was fixed to a stereotaxic apparatus, and a midline incision was made in the head with a scalpel. A burr was drilled from the bregma to the right outside 2.5 mm and the front 1 mm using a drill (FIG. 22A). An outer cylinder of a 20G Surfflow needle was inserted and fixed with the tip at a position 3 mm deep from this site. Here, negative pressure was applied using a syringe to partially suck brain tissue (FIG. 22B).

(5)皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分の脳組織欠損部への投与
前述の位置に、ハミルトンシリンジと26Gシリンジを用いて、フィブリン糊製剤(フィブリノゲン)(ボルヒール(化血研社製))に溶解した皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分を5μl注入し、次にフィブリン糊製剤(トロンビン)(ボルヒール(化血研))を5μl注入した(図22C)。この操作によって、皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分の徐放剤としての効果を狙った。
(5) Administration of the purified fraction of skin extract heparin column to the brain tissue defect site Using the Hamilton syringe and 26G syringe, the fibrin glue preparation (fibrinogen) (Bolheel (manufactured by Kakenken)) 5 μl of the dissolved skin extract heparin column purified fraction was injected, and then 5 μl of fibrin glue preparation (thrombin) (Bolheel (Kakekenken)) was injected (FIG. 22C). By this operation, the effect of the skin extract heparin column purified fraction as a sustained release agent was aimed.

(6)脳組織欠損部における神経系細胞再生効果の評価
コントロール群と治療群のマウスとを用いて評価した。適切な経過設定を決め(経時的に)、マウスを4%パラホルムアルデヒドにて灌流固定後、脳の切り出しを行った。さらに、4%パラホルムアルデヒドを外固定した。15%と30%の勾配をつけたショ糖にて脱水後、凍結切片を作成した。
DAPI(4',6-Diamidino-2-phenylindole,dihydrochloride)solusionにて核染色を行い、退光防止剤を用いて封入した。共焦点レーザー顕微鏡にて損傷部位(脳組織欠損部)でのGFP陽性細胞の集積を評価した。
結果:投与後、2週間及び6週間後のGFP陽性細胞集積を定性的に示す。2週間後(コントロール;図22D、皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分;図22E)及び6週間後(コントロール;図22F皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分;図22G)ともに、コントロール群に比して治療群の損傷部位にGFP陽性細胞の集積が高い傾向にあった。
考察:皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分投与により、骨髄由来細胞が脳組織欠損部位に集積し神経細胞の形態を示した。骨髄由来間葉系幹細胞は神経細胞にも分化することが知られており、本結果から、皮膚抽出液ヘパリンカラム精製画分によって脳損傷部位における神経系細胞再生の誘導できることが明らかになった。また、これは、脳虚血性疾患や脳挫傷における脳組織障害部位での神経再生にも応用可能である。
(6) Evaluation of neural cell regeneration effect in brain tissue defect site The control group and the treatment group mice were evaluated. Appropriate course settings were determined (over time), and the mice were perfused and fixed with 4% paraformaldehyde, and then the brains were excised. Furthermore, 4% paraformaldehyde was externally fixed. After dehydration with sucrose with a gradient of 15% and 30%, frozen sections were prepared.
Nuclear staining was performed with DAPI (4 ′, 6-Diamidino-2-phenylindole, dihydrochloride) solusion, and the mixture was encapsulated with a photobleaching inhibitor. Accumulation of GFP-positive cells at the damaged site (brain tissue defect) was evaluated with a confocal laser microscope.
Results: Qualitatively shows GFP positive cell accumulation after 2 weeks and 6 weeks after administration. After 2 weeks (control; FIG. 22D, purified fraction of skin extract heparin column; FIG. 22E) and after 6 weeks (control; FIG. 22F purified fraction of skin extract heparin column; FIG. 22G) compared to the control group. There was a tendency for the accumulation of GFP-positive cells to be high at the injury site in the treatment group.
Discussion: Bone marrow-derived cells accumulated in the brain tissue defect site after administration of the purified fraction of skin extract heparin column, indicating the morphology of nerve cells. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells are known to differentiate into nerve cells, and it was clarified from this result that nerve cell regeneration at the brain injury site can be induced by the purified fraction of skin extract heparin column. This can also be applied to nerve regeneration at a brain tissue injury site in cerebral ischemic disease or cerebral contusion.

〔参考例5〕
目的:皮膚組織抽出液内に存在する骨髄由来組織幹細胞誘導因子の同定
方法:疎血状態にある切除皮膚からの放出が予想される骨髄間葉系幹細胞動員因子の同定を目的として以下の方法のように研究を進めた。
1)マウス骨髄由来間葉系幹細胞を得るために、C57BL/6マウスの骨髄幹細胞を大腿骨もしくは下腿の骨から採取し、10%胎仔ウシ血清含D-MEM(Nacalai社製)を細胞培養培地として細胞培養皿に撒き、37℃、炭酸ガス濃度5%の条件下で培養した。細胞が占める面積が培養皿底面積に対して70から100%に増殖した時点で、0.25%トリプシン1mMEDTA(Nacalai社製)を用いて細胞を培養皿からはがし、さらに同じ条件で継代培養した。継代作業は少なくとも5回以上繰り返した。さらにこれらの付着細胞を単離培養しフローサイトメトリーによる細胞表面抗原の分析を行いLin陰性、CD45陰性、CD44陽性、Sca-1陽性、c-kit陰性であることを確認した。これらの細胞は骨細胞、脂肪細胞に分化可能で骨髄間葉系幹細胞の性質を有することを確認した。
[Reference Example 5]
Objective: Identification method of bone marrow-derived tissue stem cell inducer present in skin tissue extract: To identify bone marrow mesenchymal stem cell mobilization factor that is expected to be released from resected skin in an anemic state I proceeded with the research.
1) To obtain mouse bone marrow-derived mesenchymal stem cells, bone marrow stem cells of C57BL / 6 mice were collected from the femur or lower leg bones, and D-MEM (Nacalai) containing 10% fetal bovine serum was used as the cell culture medium. As a cell culture dish and cultured under conditions of 37 ° C. and carbon dioxide concentration of 5%. When the area occupied by the cells grew from 70 to 100% of the culture dish bottom area, the cells were detached from the culture dish using 0.25% trypsin 1 mM EDTA (manufactured by Nacalai) and further subcultured under the same conditions. The passage work was repeated at least 5 times. Furthermore, these adherent cells were isolated and cultured, and cell surface antigens were analyzed by flow cytometry, and confirmed to be Lin negative, CD45 negative, CD44 positive, Sca-1 positive, and c-kit negative. It was confirmed that these cells can be differentiated into bone cells and adipocytes and have the properties of bone marrow mesenchymal stem cells.

2)新生マウス(2日齢)5匹から得た遊離皮膚片をPBS(pH7.4)5ml内に浸し、4℃で24時間インキュベーションした後、組織を取り除くために、4℃の条件下で10分間、440Gで遠心し上清を回収して皮膚抽出液を作製した。また同様に、6週齢マウス1匹から得た遊離皮膚片をPBS(pH7.4)5ml内に浸し、4℃で24時間インキュベーションした後、組織を取り除くために、4℃の条件下で10分間、440Gで遠心し上清を回収して皮膚抽出液を作製した。
3)得られた皮膚抽出液の中に骨髄間葉系幹細胞誘導活性が存在することを確認するため、ボイデン・チャンバーを用い、本発明者らが既に株化しているC57BL6マウス骨髄由来間葉系幹細胞に対する遊走活性を検討した。具体的にはボイデン・チャンバーの下槽(容量25μl)に2日齢もしくは6週齢のマウス皮膚抽出液(5μl)とDMEM(20μl)の混合液を挿入し、8μmの微細穴を持つポリカーボネートメンブレンを乗せ、さらにこれに接してボイデン・チャンバー上槽(容量50μl)を載せて、その中に骨髄由来間葉系幹細胞浮遊液(5x104個/50ml培養液:DMEM/10%ウシ胎仔血清)を入れ、CO2インキュベーター内で37℃、4〜24時間培養した。培養後、チャンバーの上槽をはずし、シリコーン薄膜を取り出して、その微細穴を通過してチャンバー下槽に遊走した骨髄由来間葉系幹細胞の数を染色により定量的に検討した(図23)。
2) Immerse free skin pieces from 5 newborn mice (2 days old) in 5 ml of PBS (pH 7.4), incubate at 4 ° C for 24 hours, and then remove the tissue under 4 ° C conditions. The supernatant was collected by centrifugation at 440 G for 10 minutes to prepare a skin extract. Similarly, free skin pieces obtained from one 6-week-old mouse were immersed in 5 ml of PBS (pH 7.4), incubated at 4 ° C. for 24 hours, and then removed at 10 ° C. under 4 ° C. conditions to remove the tissue. The supernatant was collected by centrifugation at 440G for a minute to prepare a skin extract.
3) In order to confirm that bone marrow mesenchymal stem cell-inducing activity exists in the obtained skin extract, Boyden chamber was used, and the C57BL6 mouse bone marrow-derived mesenchymal system already established by the present inventors was established. The migration activity against stem cells was examined. Specifically, a polycarbonate membrane with 8 μm fine holes is inserted into the lower tank (volume 25 μl) of the Boyden chamber with a mixture of 2 day or 6 week old mouse skin extract (5 μl) and DMEM (20 μl). In addition, place the Boyden chamber upper tank (50 μl in volume) in contact with this, and place bone marrow-derived mesenchymal stem cell suspension (5 × 10 4 cells / 50 ml culture medium: DMEM / 10% fetal bovine serum) Then, the cells were cultured at 37 ° C. for 4 to 24 hours in a CO 2 incubator. After culturing, the upper tank of the chamber was removed, the silicone thin film was taken out, and the number of bone marrow-derived mesenchymal stem cells that had migrated to the lower tank through the fine holes was quantitatively examined by staining (FIG. 23).

4)2日齢マウス、6週齢マウスそれぞれの皮膚を約2cm2採取し、速やかに液体窒素で凍結後、乳鉢を用いて粉砕した。これらのサンプルからRNeasy(Qiagen社製)を用いてRNAを抽出精製した。精製したRNAを用いてマイクロアレイアッセイにより2日齢マウスでより多く発現しているmRNAをスクリーニングした。2日齢マウスの方が2倍以上のスコアが高い遺伝子は767あった。これらの遺伝子のうち、ヘパリンに親和性の高いタンパク質、分泌される可能性のあるタンパク質、2日齢マウスの方が6倍以上スコアが高い遺伝子を検討したところ上位57番目の遺伝子としてS100A9が存在した。そこで、S100A9とヘテロダイマーを形成することで知られているS100A8の2日齢皮膚抽出液中の存在をWestern blot法で検出した。すなわち、2日齢皮膚抽出液5μlとSDS-PAGEsample buffer 5μl(Bio-Rad)を混合し、98℃、5分間ヒートブロックで熱した後、25℃にまで冷却した。このサンプルを12.5%アクリルアミドゲルのe-PAGEL(ATTO)にアプライし、電気泳動装置(ATTO)を用いて、40mAで75分間電気泳動した。電気泳動後ゲルを回収し、ブロッティング装置(ATTO)を用いて、あらかじめ100%メタノールにて処理した縦7cm横9cmのPVDF膜(Millipore社製)にゲル中のタンパク質を転写した。転写は120mA、75分間施行した。転写終了後、PVDF膜を回収し、4%スキムミルク含PBS(nacalai)中で30分間室温振盪した。その後、抗S100A8抗体(R&D社製)もしくは抗S100A9(R&D)5μlを10mLの4%スキムミルク含PBSに希釈した液中に回収したPVDF膜を浸し、60分間室温振盪した。抗体液を除去後、30mLの0.1%Tween20 含PBSで膜を5分間室温で振盪し洗浄した。洗浄は5回繰り返した。洗浄後、HRP標識抗goat IgG抗体(GE healthcare)5μlを10mLの4%スキムミルク含PBSに希釈した液中に膜を入れ室温で45分間振盪した。抗体液を除去後、30mLの0.1%Tween20 含PBSで膜を5分間室温で振盪し洗浄した。洗浄は5回繰り返した。膜をECL検出キット(GE healthcare)にて発光させフィルムを感光させた。現像装置でフィルムを現像し、S100A8及びS100A9のタンパク質のシグナルを得た(図24)。 4) About 2 cm 2 of the skin of each of the 2-day-old mice and the 6-week-old mice was collected, rapidly frozen in liquid nitrogen, and pulverized using a mortar. RNA was extracted and purified from these samples using RNeasy (Qiagen). Using the purified RNA, mRNA expressed more in 2-day-old mice was screened by microarray assay. There were 767 genes that scored more than twice in 2-day-old mice. Among these genes, a protein with high affinity to heparin, a protein that may be secreted, and a gene with a score 6 times or more higher in 2 day-old mice, S100A9 exists as the top 57 gene. did. Therefore, the presence of S100A8, which is known to form a heterodimer with S100A9, in a 2-day-old skin extract was detected by Western blot. Specifically, 5 μl of 2-day-old skin extract and 5 μl of SDS-PAGE sample buffer (Bio-Rad) were mixed, heated in a heat block at 98 ° C. for 5 minutes, and then cooled to 25 ° C. This sample was applied to e-PAGEL (ATTO) of 12.5% acrylamide gel and electrophoresed at 40 mA for 75 minutes using an electrophoresis apparatus (ATTO). After electrophoresis, the gel was collected, and the protein in the gel was transferred to a PVDF membrane (manufactured by Millipore) 7 cm in length and 9 cm in length, which was previously treated with 100% methanol using a blotting apparatus (ATTO). Transcription was performed at 120 mA for 75 minutes. After completion of the transfer, the PVDF membrane was recovered and shaken in 4% skim milk-containing PBS (nacalai) for 30 minutes at room temperature. Thereafter, the recovered PVDF membrane was immersed in a solution obtained by diluting 5 μl of anti-S100A8 antibody (manufactured by R & D) or anti-S100A9 (R & D) in 10 mL of PBS containing 4% skim milk, and shaken at room temperature for 60 minutes. After removing the antibody solution, the membrane was washed with 30 mL of 0.1% Tween20-containing PBS for 5 minutes at room temperature. Washing was repeated 5 times. After washing, the membrane was placed in a solution obtained by diluting 5 μl of HRP-labeled anti-goat IgG antibody (GE healthcare) in 10 mL of 4% skim milk-containing PBS and shaken at room temperature for 45 minutes. After removing the antibody solution, the membrane was washed with 30 mL of 0.1% Tween20-containing PBS for 5 minutes at room temperature. Washing was repeated 5 times. The membrane was exposed to light with an ECL detection kit (GE healthcare) to expose the film. The film was developed with a developing device, and S100A8 and S100A9 protein signals were obtained (FIG. 24).

5)皮膚抽出液内の骨髄由来間葉幹細胞動員活性をもつ因子を精製するために、ヘパリンアフィニティーカラム・クロマトグラフィーを施行した。以下の操作は、FPLC装置(GE healthcare)を用いて施行した。まず、2日齢マウス皮膚抽出液を4℃の9倍容20mM PBS(pH7.5)を用い10倍に希釈した(希釈液A)。あらかじめ、20mM PBS(pH7.5)(300ml)をHiPrep16/10ヘパリンFF(GE Healthcare)の中に流しカラムを平衡化した。さらに、希釈液Aをカラムに結合させた。その後20mM PBS(pH7.5),(300ml)でカラムを洗浄した。吸着したタンパク質を溶出するため、(A液)20mM PBS(pH7.5),10mMNaClと(B液)20mM PBS(pH7.5),500mM NaClを作製した。はじめA液100%/B液0%で送液し、徐々にB液の割合を増加し最終的にA液0%/B液100%で送液した。総送液量は150mLとした。溶出液はシリコーンコートした容器に3mLずつ分画した。分画したサンプルのそれぞれ5μlとSDS-PAGE sample buffer 5μl(Bio-Rad)を混合し、98℃、5分間ヒートブロックで熱した後、25℃にまで冷却した。このサンプルを(5-20%graduent)アクリルアミドゲルのe-PAGEL(ATTO)にアプライし、電気泳動装置(ATTO)を用いて、40mAで75分間電気泳動した。泳動後、Dodeca silver stain kit(Bio-Rad)を用いて泳動したタンパク質を検出した(図25)。
分画したサンプルをそれぞれ、上記と同様にボイデン・チャンバーを利用した遊走活性を評価した(図26)。
分画したサンプルをそれぞれ、上記と同様にWestern blot法を用いてS100A8とS100A9のタンパク質の存在を検出した(図27)。
5) Heparin affinity column chromatography was performed in order to purify the factor having bone marrow-derived mesenchymal stem cell mobilization activity in the skin extract. The following operations were performed using an FPLC apparatus (GE healthcare). First, a 2-day-old mouse skin extract was diluted 10-fold with 9-fold volume 20 mM PBS (pH 7.5) at 4 ° C. (Dilution A). In advance, 20 mM PBS (pH 7.5) (300 ml) was poured into HiPrep16 / 10 heparin FF (GE Healthcare) to equilibrate the column. Further, Diluent A was bound to the column. Thereafter, the column was washed with 20 mM PBS (pH 7.5), (300 ml). In order to elute the adsorbed protein, (A solution) 20 mM PBS (pH 7.5), 10 mM NaCl and (B solution) 20 mM PBS (pH 7.5), 500 mM NaCl were prepared. First, the solution A was sent at 100% / solution B 0%, the ratio of solution B was gradually increased, and finally solution A was sent at 0% / solution B 100%. The total liquid feeding amount was 150 mL. The eluate was fractionated into 3 mL portions in silicone-coated containers. 5 μl of each fractionated sample and 5 μl of SDS-PAGE sample buffer (Bio-Rad) were mixed, heated in a heat block at 98 ° C. for 5 minutes, and then cooled to 25 ° C. This sample was applied to e-PAGEL (ATTO) of (5-20% gradient) acrylamide gel, and electrophoresed at 40 mA for 75 minutes using an electrophoresis apparatus (ATTO). After electrophoresis, the migrated protein was detected using Dodeca silver stain kit (Bio-Rad) (FIG. 25).
Each of the fractionated samples was evaluated for migration activity using a Boyden chamber in the same manner as described above (FIG. 26).
The fractionated samples were detected for the presence of S100A8 and S100A9 proteins using the Western blot method in the same manner as described above (FIG. 27).

6)新生マウス皮膚からTrizol(invitrogen)を用いてRNAを抽出し更にSuperScript III cDNA synthesis kit(Invitrogen)を用いてcDNAを合成した。このcDNAをテンプレートとしてS100A8及びS100A9のcDNAをPCR法を用いて増幅し、アミノ酸配列のN末端にGST tagの配列(配列番号:31(アミノ酸配列)、配列番号:32(DNA配列))を付加したタンパク質を発現するように、哺乳類細胞でタンパク質を発現させるプラスミドベクターpCAGGSに挿入した。(図28)ヒト胎児腎細胞由来HEK293培養細胞株にリポフェクション試薬(Invitrogen)を用いてpCAGGS-GST-S100A8もしくはpCAGGS-GST-S100A9をトランスフェクションし、48時間後細胞及び培養上清を回収した。細胞及び培養上清は4℃で4400g・5分間遠心し上清(上清A)と細胞を分離しそれぞれ回収した。細胞は0.1%Tween20含PBSを加え氷冷下で30秒間超音波をあてることで細胞膜を破壊した。さらに、4℃で4400g・5分間遠心し上清を回収した(上清B)。上清A及び上清Bを混合し、あらかじめ30mLのPBSでバッファーを置換したHiTrap GST FF カラム(GE healthcare, 5mL)に添加した。添加後PBS100mLでカラムを洗浄し、還元型グルタチオン含20mM PBS(pH8)で吸着したタンパク質を溶出した。リコンビナントS100A8及びS100A9のボイデン・チャンバーを用いた、骨髄間葉系幹細胞遊走活性を検討した。ボイデン・チャンバーの下層には、精製したS100A8及びS100A9タンパク質を0.1ng/μlの濃度に調整しDMEMに溶かしたサンプルもしくは2日齢マウス皮膚抽出液は4倍容のDMEMで希釈したサンプルを挿入した。Negative controlはS100A及びS100A9 cDNAを挿入していないコントロールベクターをトランスフェクションした細胞からタンパク質を抽出し、HiTrap GST FF カラムから溶出した画分を同様に用いた。下層にサンプルを挿入後、8μmの微細穴を持つポリカーボネートメンブレンを乗せ、さらにこれに接してボイデン・チャンバー上槽(容量50μl)を載せて、その中に骨髄由来間葉系幹細胞浮遊液(5x104個/50ml培養液:DMEM/10%ウシ胎仔血清)を入れ、CO2インキュベーター内で37℃、4〜24時間培養した。培養後、チャンバーの上槽をはずし、シリコーン薄膜を取り出して、その微細穴を通過してチャンバー下槽に遊走した骨髄由来間葉系幹細胞の数を染色により定量的に検討した(図29)。 6) RNA was extracted from newborn mouse skin using Trizol (invitrogen), and cDNA was further synthesized using SuperScript III cDNA synthesis kit (Invitrogen). Using this cDNA as a template, the S100A8 and S100A9 cDNAs were amplified using the PCR method, and the GST tag sequence (SEQ ID NO: 31 (amino acid sequence), SEQ ID NO: 32 (DNA sequence)) was added to the N-terminus of the amino acid sequence. In order to express the obtained protein, it was inserted into a plasmid vector pCAGGS for expressing the protein in mammalian cells. (FIG. 28) Human fetal kidney cell-derived HEK293 cultured cell line was transfected with pCAGGS-GST-S100A8 or pCAGGS-GST-S100A9 using a lipofection reagent (Invitrogen), and after 48 hours, cells and culture supernatant were collected. The cells and culture supernatant were centrifuged at 4400 g for 5 minutes at 4 ° C., and the supernatant (supernatant A) and cells were separated and collected. Cells were disrupted by adding 0.1% Tween20-containing PBS and applying ultrasonic waves for 30 seconds under ice-cooling. Further, the supernatant was collected by centrifugation at 4400 g for 5 minutes at 4 ° C. (Supernatant B). Supernatant A and supernatant B were mixed and added to a HiTrap GST FF column (GE healthcare, 5 mL) whose buffer was replaced with 30 mL of PBS in advance. After the addition, the column was washed with 100 mL of PBS, and the adsorbed protein was eluted with 20 mM PBS (pH 8) containing reduced glutathione. Bone marrow mesenchymal stem cell migration activity was studied using recombinant S100A8 and S100A9 Boyden chambers. In the lower layer of the Boyden chamber, a sample prepared by adjusting purified S100A8 and S100A9 proteins to a concentration of 0.1 ng / μl and dissolving in DMEM, or a sample of 2-day-old mouse skin extract diluted with 4 volumes of DMEM was inserted. . For negative control, proteins were extracted from cells transfected with control vectors into which S100A and S100A9 cDNA had not been inserted, and fractions eluted from the HiTrap GST FF column were used in the same manner. After inserting the sample into the lower layer, place a polycarbonate membrane with 8 μm fine holes, and in contact with it, place the Boyden chamber upper tank (capacity 50 μl) in it, and bone marrow-derived mesenchymal stem cell suspension (5 × 10 4 Pieces / 50 ml culture solution: DMEM / 10% fetal bovine serum) and cultured in a CO 2 incubator at 37 ° C. for 4 to 24 hours. After culturing, the upper tank of the chamber was removed, the silicone thin film was taken out, and the number of bone marrow-derived mesenchymal stem cells that had migrated to the lower tank through the microhole was quantitatively examined by staining (FIG. 29).

7)前述の精製したGST-S100A8及びS100A9リコンビナントタンパク質を8週齢雄マウスの尾静脈から250μl(1ng/μl)注入した。12時間後イソフルランに容吸入麻酔下に、マウスの心臓からヘパリンコートした1mLのシリンジを用いて、末梢血1mLを採血し、3mLのPBSと混合した後、3mLのFicol(GE healthcare)の上に静かに重層した。遠心機を用い、25℃で400g、40分間遠心した。中間層の白濁した層の細胞を単核球画分として回収した。回収した細胞に1mLの溶血剤であるHLBsolution(免疫生物研究所社製)を加え室温で5分インキュベートした。この溶血操作を2回繰り返した。10mLのPBSを加え、25℃で440g、5分間遠心し上清を除去して細胞を回収した。この細胞1,000,000個に抗マウスPE標識PDGFRα抗体(e-Bioscience社製)、PE標識抗マウスPDGFRβ抗体(e-Bioscience)、FITC標識抗マウスCD45抗体(BD biosciences)、PerCy5標識抗マウスCD44抗体(BD biosciences)それぞれをPBSで100倍希釈し20分間室温でインキュベートした。その後この細胞を25℃、440g、5分間遠心し上清を除去した。1%パラホルムアルデヒド含PBSを400μl加え、フローサイトメトリー解析のサンプルとした。抗体は(I)PDGFRα/CD45/CD44(II)PDGFβ/CD45/CD44の組み合わせで使用した。解析結果はCD45弱陽性-陰性細胞に対してのPDGFRα(もしくはβ)及びCD44の発現細胞の割合を検討した。(図30A,図30B) 7) 250 μl (1 ng / μl) of the aforementioned purified GST-S100A8 and S100A9 recombinant proteins were injected from the tail vein of 8-week-old male mice. Twelve hours later, under inhalation anesthesia with isoflurane, 1 mL of peripheral blood was collected from the heart of a mouse using a 1 mL syringe coated with heparin, mixed with 3 mL of PBS, and then placed on 3 mL of Ficol (GE healthcare). Layered quietly. Using a centrifuge, centrifugation was performed at 25 ° C. for 400 g for 40 minutes. The cells in the middle layer that were cloudy were collected as the mononuclear cell fraction. 1 mL of hemolytic agent HLBsolution (manufactured by Immunobiological Laboratories) was added to the collected cells and incubated at room temperature for 5 minutes. This hemolysis operation was repeated twice. 10 mL of PBS was added, centrifuged at 440 g for 5 minutes at 25 ° C., and the supernatant was removed to recover the cells. Anti-mouse PE-labeled PDGFRα antibody (manufactured by e-Bioscience), PE-labeled anti-mouse PDGFRβ antibody (e-Bioscience), FITC-labeled anti-mouse CD45 antibody (BD biosciences), PerCy5-labeled anti-mouse CD44 antibody (BD) (biosciences) Each was diluted 100-fold with PBS and incubated for 20 minutes at room temperature. Thereafter, the cells were centrifuged at 25 ° C. and 440 g for 5 minutes to remove the supernatant. 400 μl of PBS containing 1% paraformaldehyde was added to prepare a sample for flow cytometry analysis. The antibody was used in the combination of (I) PDGFRα / CD45 / CD44 (II) PDGFβ / CD45 / CD44. As a result of analysis, the ratio of cells expressing PDGFRα (or β) and CD44 to CD45 weak positive-negative cells was examined. (Fig. 30A, Fig. 30B)

結果:切除した2日齢マウス皮膚及び6週齢マウス皮膚の骨髄間葉系幹細胞の遊走活性を検討し、6週齢マウスに比べ2日齢マウスの皮膚抽出液に強い活性を見出した。DNAマイクロアレイの結果からS100A9が2日齢マウス皮膚で強い発現が認められた。皮膚抽出液をヘパリンカラムで粗精製したサンプルの間葉系幹細胞遊走活性とS100A9及びS100A8の含有に相関が認められた。これらのタンパク質の発現ベクターを作製し、HEK293を用いてリコンビナントタンパク質を生産精製した。これらのS100A8・S100A9精製品はボイデン・チャンバーを用いたアッセイにおいて骨髄間葉系幹細胞遊走活性を有していた。また、マウス静脈投与によってもPDGFRα、CD44陽性細胞群を末梢血中に動員する活性が認められた(図30)。 Results: The migration activity of bone marrow mesenchymal stem cells in excised 2-day-old mouse skin and 6-week-old mouse skin was examined, and a stronger activity was found in the skin extract of 2-day-old mice than in 6-week-old mice. From the results of DNA microarray, strong expression of S100A9 was observed in the skin of 2-day-old mice. A correlation was observed between the mesenchymal stem cell migration activity of the sample obtained by roughly purifying the skin extract with a heparin column and the inclusion of S100A9 and S100A8. Expression vectors for these proteins were prepared, and recombinant proteins were produced and purified using HEK293. These purified S100A8 and S100A9 products had bone marrow mesenchymal stem cell migration activity in an assay using Boyden chamber. Moreover, the activity which mobilizes PDGFR (alpha) and a CD44 positive cell group in a peripheral blood was recognized also by mouse | mouth intravenous administration (FIG. 30).

考察:今回本発明者らは、世界で初めて、遊離皮膚片がS100A8及びS100A9を産生し、産生されたS100A8及びS100A9は骨髄由来間葉系幹細胞を遊走する強い活性を有することを見出した。また、骨髄間葉系幹細胞は骨組織、脂肪組織、軟骨組織、線維芽細胞等に分化する多能性幹細胞であることが知られているが、最近骨髄由来細胞の中には、心筋、神経細胞、表皮細胞等の組織にも分化する多能性幹細胞も存在することも指摘されている。今回植皮片の表皮細胞、毛包細胞、皮下組織の線維芽細胞などが骨髄由来の細胞で構成されていることから、S100A8やS100A9が骨髄由来組織幹細胞を植皮片に動員し、損傷組織の機能的修復を誘導していると考えられる。S100A8及びS100A9は静脈注射による投与で末梢血中に骨髄間葉系幹細胞を動員可能なため、局所投与が困難な深部組織(脳、心臓、脊髄など)にも末梢循環を介して投与可能である。本発明のデバイスの中央中空部にS100A8及びS100A9を挿入するか、全神経に投与して末梢血中に骨髄幹細胞を動員可能とすることにより、骨髄幹細胞のより効率の良い回収が達成できる。 Discussion: The present inventors have now found for the first time in the world that free skin pieces produce S100A8 and S100A9, and the produced S100A8 and S100A9 have a strong activity of migrating bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Bone marrow mesenchymal stem cells are known to be pluripotent stem cells that differentiate into bone tissue, adipose tissue, cartilage tissue, fibroblasts, etc. It has also been pointed out that pluripotent stem cells that differentiate into tissues such as cells and epidermal cells also exist. Since the epidermal cells, hair follicle cells, and subcutaneous fibroblasts of the skin graft are composed of bone marrow-derived cells, S100A8 and S100A9 mobilize bone marrow-derived tissue stem cells to the skin graft, and the function of the damaged tissue. It is thought that it induces sexual repair. Since S100A8 and S100A9 can mobilize bone marrow mesenchymal stem cells in peripheral blood by intravenous injection, they can be administered to deep tissues (brain, heart, spinal cord, etc.) that are difficult to administer via peripheral circulation . More efficient recovery of bone marrow stem cells can be achieved by inserting S100A8 and S100A9 into the central hollow portion of the device of the present invention, or by administering to all nerves to allow mobilization of bone marrow stem cells in peripheral blood.

〔参考例6〕
目的:皮膚組織抽出液内に存在する骨髄由来組織幹細胞誘導因子による骨髄組織幹細胞の末梢血への動員
方法:上記の目的に対して以下の方法により研究を行った。
1)骨髄由来組織幹細胞誘導剤の調製:新生マウス(2日齢)25匹から得た遊離皮膚片をPBS(pH7.4)25mlに浸し、4℃で24時間インキュベーションした後、組織を取り除くために、4℃の条件下で10分間、440Gで遠心し上清を回収して皮膚抽出液(SE)を作製した。
また、C57/Bl6新生マウス皮膚からTrizol(invitrogen)を用いてRNAを抽出し更にSuperScript III cDNA synthesis kit(Invitrogen)を用いてcDNAを合成した。このcDNAをテンプレートとしてHMGB1のcDNAをPCR法を用いて増幅し、アミノ酸配列のN末端にFlag tagの配列(Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Lys;配列番号:30)を付加したタンパク質を発現するように、哺乳類細胞でタンパク質を発現させるプラスミドベクターpCAGGSに挿入した(図36)。これらのプラスミドベクターをHEK293(ヒト胎児腎細胞由来培養細胞株)に遺伝子導入し48時間培養しタンパク質を発現させた。HMGB1タンパク質をそれぞれ発現させた細胞及び培養上清は4℃で16時間インキュベートした後、4400g・5分間遠心し上清を回収した。この上清50mLあたり100μlのAnti Flag抗体Gel(Sigma)を混合し4℃で16時間インキュベートした。遠心しGelを回収した後PBSを用いて、5回洗浄した。更に3X Flag peptide(final100μg/ml)を用いて溶出した。溶出したタンパク質はHMGB1 ELISA kit(シノテスト)を用いて濃度を確認し、凍結乾燥後PBSを用いて200μg/mLに調整した。
[Reference Example 6]
Objective: Method of mobilizing bone marrow tissue stem cells to peripheral blood by bone marrow-derived tissue stem cell inducer present in skin tissue extract: The above method was studied by the following method.
1) Preparation of bone marrow-derived tissue stem cell inducer: In order to remove tissue after free skin pieces obtained from 25 newborn mice (2 days old) were immersed in 25 ml of PBS (pH 7.4) and incubated at 4 ° C. for 24 hours Then, the mixture was centrifuged at 440 G for 10 minutes at 4 ° C., and the supernatant was collected to prepare a skin extract (SE).
Further, RNA was extracted from C57 / Bl6 newborn mouse skin using Trizol (invitrogen), and cDNA was further synthesized using SuperScript III cDNA synthesis kit (Invitrogen). Using this cDNA as a template, the cDNA of HMGB1 was amplified by PCR, and the Flag tag sequence (Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Lys; SEQ ID NO: 30) was added to the N-terminus of the amino acid sequence. To express the protein, it was inserted into a plasmid vector pCAGGS for expressing the protein in mammalian cells (FIG. 36). These plasmid vectors were transfected into HEK293 (human embryonic kidney cell-derived cultured cell line) and cultured for 48 hours to express the protein. Cells and culture supernatants each expressing HMGB1 protein were incubated at 4 ° C. for 16 hours, and then centrifuged at 4400 g for 5 minutes to recover the supernatant. 100 μl of Anti Flag antibody Gel (Sigma) per 50 mL of the supernatant was mixed and incubated at 4 ° C. for 16 hours. The gel was collected by centrifugation and washed 5 times with PBS. Further, elution was performed using 3X Flag peptide (final 100 μg / ml). The concentration of the eluted protein was confirmed using HMGB1 ELISA kit (Sinotest), freeze-dried, and adjusted to 200 μg / mL using PBS.

2)8週齢雄マウス(C57/Bl6)の尾静脈から前述の皮膚抽出液(SE)500μlもしくは陰性コントロール群としてPBS500μlを30G1/2の注射針を装着したシリンジを用い投与した(図37)。投与6/12/24/48時間後、イソフルランによる吸入麻酔下、マウスの心臓からヘパリンコートした1mLのシリンジを用いて末梢血1mLを採血し、3mLのPBSと混合した後、3mLのFicol(GE healthcare)の上に静かに重層した。遠心機を用い、25℃で400g、40分間遠心した。中間層の白濁した層の細胞を単核球画分として回収した。回収した細胞に1mLの溶血剤であるHLB solution(免疫生物研究所)を加え室温で5分インキュベートした。この溶血操作を2回繰り返した。10mLのPBSを加え、25℃で440g、5分間遠心し上清を除去して細胞を回収した。この細胞1,000,000個に抗マウスPE標識PDGFRα抗体(e-Bioscience)、PE標識抗マウスPDGFRβ抗体(e-Bioscience)、PerCy5標識抗マウスCD44抗体(BD biosciences)それぞれをPBSで100倍希釈し20分間室温でインキュベートした。その後この細胞を25℃、440g、5分間遠心し上清を除去した。1%パラホルムアルデヒド含PBSを400μl加え、フローサイトメトリー解析のサンプルとした。
8週齢雄マウス(C57/Bl6)の尾静脈からマウスHMGB1を250μl(1μg/μl)もしくは陰性コントロール群としてPBS250μlを30G1/2の注射針を装着したシリンジを用い投与した(図39)。投与12時間後、イソフルランによる吸入麻酔下、マウスの心臓からヘパリンコートした1mLのシリンジを用いて末梢血1mLを採血し、3mLのPBSと混合した後、3mLのFicol(GE healthcare)の上に静かに重層した。遠心機を用い、25℃で400g、40分間遠心した。中間層の白濁した層の細胞を単核球画分として回収した。回収した細胞に1mLの溶血剤であるHLBsolution(免疫生物研究所)を加え室温で5分インキュベートした。この溶血操作を2回繰り返した。10mLのPBSを加え、25℃で440g、5分間遠心し上清を除去して細胞を回収した。この細胞1,000,000個に抗マウスPE標識PDGFRα抗体(e-Bioscience)、PerCy5標識抗マウスCD44抗体(BD biosciences)それぞれをPBSで100倍希釈し20分間室温でインキュベートした。その後この細胞を25℃、440g、5分間遠心し上清を除去した。1%パラホルムアルデヒド含PBSを400μl加え、フローサイトメトリー解析のサンプルとした。
2) From the tail vein of 8-week-old male mice (C57 / Bl6), 500 μl of the aforementioned skin extract (SE) or 500 μl of PBS as a negative control group was administered using a syringe equipped with a 30G1 / 2 needle (FIG. 37). . 6/12/24/48 hours after administration, under inhalation anesthesia with isoflurane, 1 mL of peripheral blood was collected from the heart of the mouse using a 1 mL syringe coated with heparin, mixed with 3 mL of PBS, and then 3 mL of Ficol (GE layered gently over healthcare). Using a centrifuge, centrifugation was performed at 25 ° C. for 400 g for 40 minutes. The cells in the middle layer that were cloudy were collected as the mononuclear cell fraction. 1 mL of HLB solution (Immuno-Biological Laboratories), which is a hemolytic agent, was added to the collected cells and incubated at room temperature for 5 minutes. This hemolysis operation was repeated twice. 10 mL of PBS was added, centrifuged at 440 g for 5 minutes at 25 ° C., and the supernatant was removed to recover the cells. Anti-mouse PE-labeled PDGFRα antibody (e-Bioscience), PE-labeled anti-mouse PDGFRβ antibody (e-Bioscience), and PerCy5-labeled anti-mouse CD44 antibody (BD biosciences) were each diluted 100-fold with PBS for 1,000,000 cells and incubated at room temperature for 20 minutes. Incubated with. Thereafter, the cells were centrifuged at 25 ° C. and 440 g for 5 minutes to remove the supernatant. 400 μl of PBS containing 1% paraformaldehyde was added to prepare a sample for flow cytometry analysis.
From the tail vein of 8-week-old male mice (C57 / Bl6), 250 μl (1 μg / μl) of mouse HMGB1 or 250 μl of PBS as a negative control group was administered using a syringe equipped with a 30G1 / 2 needle (FIG. 39). 12 hours after administration, under inhalation anesthesia with isoflurane, 1 mL of peripheral blood was collected from the heart of a mouse using a 1 mL syringe coated with heparin, mixed with 3 mL of PBS, and then gently over 3 mL of Ficol (GE healthcare). Layered. Using a centrifuge, centrifugation was performed at 25 ° C. for 400 g for 40 minutes. The cells in the middle layer that were cloudy were collected as the mononuclear cell fraction. To the collected cells, 1 mL of hemolytic agent HLBsolution (Immuno-Biological Laboratories) was added and incubated at room temperature for 5 minutes. This hemolysis operation was repeated twice. 10 mL of PBS was added, centrifuged at 440 g for 5 minutes at 25 ° C., and the supernatant was removed to recover the cells. Anti-mouse PE-labeled PDGFRα antibody (e-Bioscience) and PerCy5-labeled anti-mouse CD44 antibody (BD biosciences) were each diluted 100-fold with PBS and incubated for 20 minutes at room temperature. Thereafter, the cells were centrifuged at 25 ° C. and 440 g for 5 minutes to remove the supernatant. 400 μl of PBS containing 1% paraformaldehyde was added to prepare a sample for flow cytometry analysis.

結果:皮膚抽出液(SE)を注射12時間後の末梢血において、有意にPDGFRα陽性、CD44陽性細胞が動員されていることが確認された(図38)。HMGB1を注射12時間後の末梢血において、有意にPDGFRα陽性、CD44陽性細胞が動員されていることが確認された(図40)。 Results: It was confirmed that PDGFRα-positive and CD44-positive cells were mobilized significantly in peripheral blood 12 hours after injection of the skin extract (SE) (FIG. 38). It was confirmed that PDGFRα-positive and CD44-positive cells were mobilized significantly in peripheral blood 12 hours after the injection of HMGB1 (FIG. 40).

〔参考例7〕
目的:組み換えHMGB1蛋白の静脈内投与によって、間葉系幹細胞が末梢血中へ動員されるかを確認した。
方法:C57BL6マウス(8〜10週齢、オス)尾静脈より組み換えHMGB1蛋白/生理食塩水(100μg/ml)を400μl(40μgHMGB1)あるいは生理食塩水400μl投与した。12時間後にマウス末梢血を採取してPBSを加え全量を4mLに希釈した。遠心管にFicoll-Paque Plus(GE)液を3mL挿入後その上に希釈血液を重層した。100G(18℃)で10分間遠心し、単核球を含む中間層を新しい遠心管に回収し、45mLのPBSを加え440G(18℃)5分で遠心し上清を除去した。さらにもう一度45mLのPBSを加え440G(18℃)5分で遠心し上清を除去した。得られた単核球をPhycoerythrobilin(PE)標識抗マウスPDGFRα抗体及びAllophycocyanin(APC)標識抗マウスCD44抗体で反応させた後、フローサイトメトリー(Facscan;Becton,Dickinson and Company社製)により単核球分画内のPDGFRα陽性/CD44陽性細胞の存在頻度を評価した。
[Reference Example 7]
Objective: To confirm whether mesenchymal stem cells are mobilized into peripheral blood by intravenous administration of recombinant HMGB1 protein.
Method: C57BL6 mice (8-10 weeks old, male) were administered 400 μl (40 μg HMGB1) or 400 μl of physiological saline from the tail vein of recombinant HMGB1 protein / saline (100 μg / ml). After 12 hours, mouse peripheral blood was collected and PBS was added to dilute the total volume to 4 mL. 3 mL of Ficoll-Paque Plus (GE) solution was inserted into the centrifuge tube, and diluted blood was layered thereon. Centrifugation was performed at 100 G (18 ° C.) for 10 minutes, and the intermediate layer containing mononuclear cells was collected in a new centrifuge tube, 45 mL of PBS was added, and centrifugation was performed at 440 G (18 ° C.) for 5 minutes to remove the supernatant. Further, 45 mL of PBS was added once more and centrifuged at 440 G (18 ° C.) for 5 minutes to remove the supernatant. The resulting mononuclear cells were reacted with Phycoerythrobilin (PE) -labeled anti-mouse PDGFRα antibody and Allophycocyanin (APC) -labeled anti-mouse CD44 antibody, followed by flow cytometry (Facscan; manufactured by Becton, Dickinson and Company). The frequency of PDGFRα positive / CD44 positive cells in the fraction was evaluated.

結果:HMGB1投与12時間後に、末梢血単核球分画内のPDGFRα陽性かつCD44陽性細胞及びPDGFRα陽性かつCD44陰性細胞が有意に増加していることが明らかとなった(図41)。即ち、HMGB1は骨髄内から末梢血中に、間葉系幹細胞のマーカーとして知られているPDGFRα陽性細胞を動員する活性があることが示された。 Results: 12 hours after administration of HMGB1, it was revealed that PDGFRα-positive and CD44-positive cells and PDGFRα-positive and CD44-negative cells in the peripheral blood mononuclear cell fraction were significantly increased (FIG. 41). That is, it was shown that HMGB1 has an activity of mobilizing PDGFRα-positive cells known as markers of mesenchymal stem cells from the bone marrow to the peripheral blood.

考察:PDGFRα及びCD44は骨髄由来の多能性幹細胞を代表する骨髄間葉系幹細胞の表面マーカーとして知られている。骨髄間葉系幹細胞は骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞に分化可能な多能性幹細胞であり、さらに神経細胞や上皮細胞などにも分化可能とされている。また、本実験で使用した皮膚片は、阻血状態であるため、徐々に組織が壊死状態となり、細胞の表面のタンパク質から核などの細胞内のタンパク質が周囲に放出される。また、HMGB1は皮膚抽出液に含有されるタンパク質である。植皮などではこれらのタンパク質が、シグナルとなって植皮片に骨髄由来の組織幹細胞を動員し、植皮片内で骨髄幹細胞由来表皮、皮下組織、毛包組織などを再構築し、機能的皮膚を再生していると考えられる。本実験は、このような皮膚抽出液もしくはHMGB1を静脈内に投与することで、末梢循環中に骨髄由来組織幹細胞を動員することに成功した初めての発見である。本発見によって、骨髄由来多能性幹細胞を末梢血中に動員し、本発明のデバイスによる骨髄幹細胞のより効率の良い回収が達成できる。 Discussion: PDGFRα and CD44 are known as surface markers for bone marrow mesenchymal stem cells that represent bone marrow-derived pluripotent stem cells. Bone marrow mesenchymal stem cells are pluripotent stem cells that can differentiate into bone cells, chondrocytes, and adipocytes, and can also differentiate into nerve cells, epithelial cells, and the like. In addition, since the skin pieces used in this experiment are ischemic, the tissue gradually becomes necrotic, and intracellular proteins such as nuclei are released from the proteins on the surface of the cells to the surroundings. HMGB1 is a protein contained in the skin extract. In skin grafts, these proteins act as signals to mobilize bone marrow-derived tissue stem cells into the skin graft, reconstruct bone marrow stem cell-derived epidermis, subcutaneous tissue, hair follicle tissue, etc. within the skin graft to regenerate functional skin it seems to do. This experiment is the first discovery that has succeeded in mobilizing bone marrow-derived tissue stem cells in the peripheral circulation by intravenous administration of such skin extract or HMGB1. By this discovery, bone marrow-derived pluripotent stem cells can be mobilized in peripheral blood, and more efficient recovery of bone marrow stem cells can be achieved by the device of the present invention.

本発明のデバイスにより、従来困難であった生体内機能的細胞の低侵襲性回収が可能になった。その結果、それら生体由来機能性細胞を用いた基礎研究の進展、回収細胞を利用した再生医療の進展が期待され、難治性疾患に苦しむ患者に新たな医療を提供するための革新技術となると期待される。本発明のデバイスは、新たな医療材料開発のためのシーズであり、この分野の産業の進展に寄与すると期待される。   The device of the present invention has enabled the minimally invasive recovery of functional cells in vivo, which has been difficult in the past. As a result, progress in basic research using these functional cells derived from living organisms and progress in regenerative medicine using recovered cells is expected, and it is expected to become an innovative technology for providing new medical care to patients suffering from intractable diseases Is done. The device of the present invention is a seed for the development of new medical materials, and is expected to contribute to industrial progress in this field.

Claims (12)

生体内組織に存在する目的物質を回収するための生体内埋め込み式物質採取デバイスであり、側壁部と上壁部と下壁部との間に中心中空部を有する扁平容器であって、上記上壁部及び/又は下壁部には1以上の開口部が設けられ、回収した目的物質を上記中心中空部に保持することのできる扁平容器を備えた物質採取デバイスであり、
前記目的物質が骨髄幹細胞であり、
前記骨髄幹細胞が、前記扁平容器内に挿入された下記(a)〜(r)の群から選ばれた少なくとも一種を含む物質又は組成物によって動員される、物質採取デバイス:
(a)HMGB1(High mobility group box 1)タンパク質
(b)HMGB1タンパク質を分泌する細胞
(c)HMGB1タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(d)HMGB2(High mobility group box 2)タンパク質
(e)HMGB2タンパク質を分泌する細胞
(f)HMGB2タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(g)HMGB3(High mobility group box 3)タンパク質
(h)HMGB3タンパク質を分泌する細胞
(i)HMGB3タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(j)S100A8タンパク質
(k)S100A8タンパク質を分泌する細胞
(l)S100A8タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(m)S100A9タンパク質
(n)S100A9タンパク質を分泌する細胞
(o)S100A9タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(p)ヒアルロン酸
(q)皮膚又は末梢血単核球の細胞又は組織の抽出液
(r)皮膚又は末梢血単核球の細胞又は組織の抽出液のヘパリン結合画分
An in-vivo implantable substance collecting device for collecting a target substance existing in a living tissue, a flat container having a central hollow part between a side wall part, an upper wall part, and a lower wall part, 1 or more openings are provided in the wall and / or the lower wall, and is a substance collection device provided with a flat container capable of holding the collected target substance in the central hollow part ,
The target substance is bone marrow stem cells;
A substance collection device in which the bone marrow stem cells are mobilized by a substance or composition containing at least one selected from the following groups (a) to (r) inserted into the flat container:
(A) HMGB1 (High mobility group box 1) protein
(B) Cells secreting HMGB1 protein
(C) A vector into which DNA encoding HMGB1 protein has been inserted
(D) HMGB2 (High mobility group box 2) protein
(E) Cells that secrete HMGB2 protein
(F) A vector into which DNA encoding HMGB2 protein has been inserted
(G) HMGB3 (High mobility group box 3) protein
(H) Cells secreting HMGB3 protein
(I) A vector into which DNA encoding HMGB3 protein has been inserted
(J) S100A8 protein
(K) Cells secreting S100A8 protein
(L) A vector into which DNA encoding S100A8 protein has been inserted
(M) S100A9 protein
(N) Cells that secrete S100A9 protein
(O) A vector into which DNA encoding S100A9 protein has been inserted
(P) Hyaluronic acid
(Q) Skin or peripheral blood mononuclear cell or tissue extract
(R) A heparin-binding fraction of a cell or tissue extract of skin or peripheral blood mononuclear cells .
前記扁平容器の上壁部及び/又は下壁部は、平面、凸型曲面、凹型曲面、凹字状に中央部を凹ませた形状のいずれかを有する請求項1に記載の物質採取デバイス。   2. The substance collection device according to claim 1, wherein the upper wall portion and / or the lower wall portion of the flat container has any one of a flat surface, a convex curved surface, a concave curved surface, and a shape in which a central portion is recessed in a concave shape. 前記扁平容器の平面形状は、多角形、略多角形、円形、略円形、楕円形、略楕円形、台形及び略台形の中から選ばれる形状を有する請求項1又は2に記載の物質採取デバイス。   3. The substance collection device according to claim 1, wherein the flat shape of the flat container has a shape selected from a polygon, a substantially polygon, a circle, a substantially circle, an ellipse, a substantially ellipse, a trapezoid, and a substantially trapezoid. . 前記扁平容器の上壁部と側壁部間及び下壁部と側壁部間の接合部分は、曲面状を呈している請求項1〜3いずれか1項に記載の物質採取デバイス。   The substance collection device according to any one of claims 1 to 3, wherein joint portions between the upper wall portion and the side wall portion of the flat container and between the lower wall portion and the side wall portion have a curved shape. 前記扁平容器は上壁部を含む部品と下壁部を含む部品を組み合わせて構成される請求項1〜4いずれか1項に記載の物質採取デバイス。   The said flat container is a substance collection device of any one of Claims 1-4 comprised by combining the components containing an upper wall part and the components containing a lower wall part. 前記扁平容器がシリコーン樹脂材料からなる、請求項1〜5いずれか1項に記載の物質採取デバイス。   The substance collection device according to claim 1, wherein the flat container is made of a silicone resin material. 前記扁平容器は生体の上皮及び真皮の間に挿入される、請求項1〜6いずれか1項に記載の物質採取デバイス。   The said flat container is a substance collection device of any one of Claims 1-6 inserted between the epithelium and dermis of a biological body. 前記物質又は組成物は、ポリエチレングリコール(PEG)の重合体又は共重合体、シクロデキストリン、ゼラチン、アルブミン、キトサン、カルボキシルメチルセルロースナトリウム及び生理食塩水の群から選ばれた少なくとも一種の媒体中に存在する、請求項に記載の物質採取デバイス。 The substance or composition is present in at least one medium selected from the group consisting of a polymer or copolymer of polyethylene glycol (PEG), cyclodextrin, gelatin, albumin, chitosan, sodium carboxymethylcellulose, and physiological saline. The substance collection device according to claim 1 . 請求項に記載の物質採取デバイスを含むキットであって、下記(a)〜(r)の群から選ばれた少なくとも一種を含む物質又は組成物を更に含むキット:
(a)HMGB1タンパク質
(b)HMGB1タンパク質を分泌する細胞
(c)HMGB1タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(d)HMGB2タンパク質
(e)HMGB2タンパク質を分泌する細胞
(f)HMGB2タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(g)HMGB3タンパク質
(h)HMGB3タンパク質を分泌する細胞
(i)HMGB3タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(j)S100A8タンパク質
(k)S100A8タンパク質を分泌する細胞
(l)S100A8タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(m)S100A9タンパク質
(n)S100A9タンパク質を分泌する細胞
(o)S100A9タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(p)ヒアルロン酸
(q)皮膚又は末梢血単核球の細胞又は組織の抽出液
(r)皮膚又は末梢血単核球の細胞又は組織の抽出液のヘパリン結合画分。
A kit comprising the substance collection device according to claim 1 , further comprising a substance or a composition comprising at least one selected from the following groups (a) to (r):
(A) HMGB1 protein (b) Cell that secretes HMGB1 protein (c) Vector inserted with DNA encoding HMGB1 protein (d) HMGB2 protein (e) Cell that secretes HMGB2 protein (f) Encodes HMGB2 protein Vector inserted with DNA (g) HMGB3 protein (h) Cells secreting HMGB3 protein (i) Vector inserted with DNA encoding HMGB3 protein (j) S100A8 protein (k) Cells secreting S100A8 protein (l ) Vector inserted with DNA encoding S100A8 protein (m) S100A9 protein (n) Cell secreting S100A9 protein (o) Vector inserted with DNA encoding S100A9 protein (p) Hyaluronic acid (q) Skin or cell or tissue extract of peripheral blood mononuclear cells (r) of the skin or peripheral blood mononuclear cells or tissues Hepa of extract of Down bound fraction.
更にポリエチレングリコール(PEG)の重合体又は共重合体、シクロデキストリン、ゼラチン、アルブミン、キトサン、カルボキシルメチルセルロースナトリウム及び生理食塩水の群から選ばれた少なくとも一種の媒体を含む、請求項に記載の物質採取デバイスを含むキット。 The substance according to claim 9 , further comprising at least one medium selected from the group consisting of a polymer or copolymer of polyethylene glycol (PEG), cyclodextrin, gelatin, albumin, chitosan, sodium carboxymethylcellulose, and physiological saline. Kit containing collection device. 生体内組織に存在する骨髄幹細胞を回収するための埋め込み式物質採取デバイスの製造方法であり、
側壁部と上壁部と下壁部との間に中心中空部を有する扁平容器であって、上記上壁部及び/又は下壁部には1以上の開口部が設けられ、回収した骨髄幹細胞を上記中心中空部に保持することのできる扁平容器を用意し、
該扁平容器内に、下記(a)〜(r)の群から選ばれた少なくとも一種を含む物質又は組成物を挿入する工程を含む製造方法:
(a)HMGB1タンパク質
(b)HMGB1タンパク質を分泌する細胞
(c)HMGB1タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(d)HMGB2タンパク質
(e)HMGB2タンパク質を分泌する細胞
(f)HMGB2タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(g)HMGB3タンパク質
(h)HMGB3タンパク質を分泌する細胞
(i)HMGB3タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(j)S100A8タンパク質
(k)S100A8タンパク質を分泌する細胞
(l)S100A8タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(m)S100A9タンパク質
(n)S100A9タンパク質を分泌する細胞
(o)S100A9タンパク質をコードするDNAが挿入されたベクター
(p)ヒアルロン酸
(q)皮膚又は末梢血単核球の細胞又は組織の抽出液
(r)皮膚又は末梢血単核球の細胞又は組織の抽出液のヘパリン結合画分。
A method for producing an implantable substance collection device for recovering bone marrow stem cells present in in vivo tissue,
A flat container having a central hollow part between a side wall part, an upper wall part, and a lower wall part, wherein one or more openings are provided in the upper wall part and / or the lower wall part, and recovered bone marrow stem cells Prepare a flat container that can be held in the central hollow portion,
A production method comprising a step of inserting a substance or composition containing at least one selected from the following groups (a) to (r) into the flat container:
(A) HMGB1 protein (b) Cell that secretes HMGB1 protein (c) Vector inserted with DNA encoding HMGB1 protein (d) HMGB2 protein (e) Cell that secretes HMGB2 protein (f) Encodes HMGB2 protein Vector inserted with DNA (g) HMGB3 protein (h) Cells secreting HMGB3 protein (i) Vector inserted with DNA encoding HMGB3 protein (j) S100A8 protein (k) Cells secreting S100A8 protein (l ) Vector inserted with DNA encoding S100A8 protein (m) S100A9 protein (n) Cell secreting S100A9 protein (o) Vector inserted with DNA encoding S100A9 protein (p) Hyaluronic acid (q) Skin or cell or tissue extract of peripheral blood mononuclear cells (r) of the skin or peripheral blood mononuclear cells or tissues Hepa of extract of Down bound fraction.
前記物質又は組成物は、ポリエチレングリコール(PEG)の重合体又は共重合体、シクロデキストリン、ゼラチン、アルブミン、キトサン、カルボキシルメチルセルロースナトリウム及び生理食塩水の群から選ばれた少なくとも一種の媒体中に存在する、請求項11に記載の製造方法。 The substance or composition is present in at least one medium selected from the group consisting of a polymer or copolymer of polyethylene glycol (PEG), cyclodextrin, gelatin, albumin, chitosan, sodium carboxymethylcellulose, and physiological saline. The manufacturing method according to claim 11 .
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