JP5706317B2 - 細胞の誘導および促進方法 - Google Patents
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Description
化学物質
全ての化学物質および薬剤は、Allen博士(Netherlands Cancer Institute, Amsterdam, The Netherlands)から快く提供され、以前に記載した(van Loevezijn A.,(2001)Bioorg. Med. Chem. Lett 11, 29-32)Ko−143、およびFarmitalia Carlo Erba(Brussels, Belgium)から購入したドキソルビシンを除いて、Sigma Che mical Co.(St. Louis, MO)から取得した。
急性骨髄性白血病由来であるCD34陽性のMUTZ3細胞株は、以前に記載したように培養した(Masterson A.J.(2002)Blood 100, 7 01-703)。簡潔には、MUTZ3前駆細胞を、20%ウシ胎児血清(FCS)、100IU/mlのナトリウムペニシリン、100microg/mlのストレプトマイシン、2mMのL-グルタミン(pen/strep/glut)、50microMのベータ−メルカプトエタノール(2ME)、および10%の5637条件培地(MUTZ3常用培地)を含むMEM−アルファ(Minimum essential medium, Gibco)中において、20万細胞/mlの濃度で12ウェルプレート(Co-star)を用いて培養し、一週間に2回継代した。LCは、20%FCS、pen/strep/glut、2ME、および10ng/mlのTGF−ベータ1(Biovision, Mountain View, CA)、100ng/mlのrhGM−CSF(Sagramostim, Berlex)、および2.5ng/mlのTNFアルファ(Strathmann Biotec)(MUTZ3−LC培地)を含むMEM−アルファ中において、10万細胞/mlの濃度で12ウェルプレートを用いて10日間培養し、0日目、4日目、および7日目にサイトカインを添加した。間質性DCは、20%FCS、pen/strep/glut、2ME、および10ng/mlのIL−4(R&D)、100ng/mlのrhGM−CSF、および2.5ng/mlのTNFアルファ(MUTZ3−DC培地)を含むMEM−アルファ(Minimum essential medium, Gibco)であって、50ng/mlのTNF−アルファ、100ng/mlのIL−6(Strathmann Biotec)、25ng/mlのIL−1ベータ(Strathmann Biotec)、および1microg/mlのプロスタグランジンE2(PGE2)(Sigma Aldrich)を添加することにより、未成熟なDCおよびLCが、それぞれ成熟することのできるMEM−アルファ中において48時間培養した。
CD34+造血性前駆細胞を、以前に記載したように血液から分離し、25ng/mlのfms様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3−L)および10ng/mlの幹細胞因子(SCF)とともに2〜5週間増殖させた(Bontkes HJ., de Gruijl TD., Schuurhuis GJ., Scheper RJ., Meijer C.J., & Hooijberg E.(2002), Expansion of dendritic cell precursors form human CD34(+) progenitor cells isolated from healthy donor blood; growth factor combination determines proliferation rate and functional outcome. J. Leukoc. Bio. 72, 321-329)。これらの細胞におけるミトキサントロンの効果を検討するために、解凍し、増殖させたCD34+前駆体細胞を、10ng/mlのFlt3−LおよびSFC(幹細胞因子)の存在下において16.7nMのミトキサントロンとともに72時間培養した。LCの分化の効果を検討するために、CD34+前駆細胞を、100ng/mlのGM−CSF、10ng/mlのTGFベータ、および2.5ng/mlのTNFアルファの存在下において16.7nMのミトキサントロンとともに培養した。72時間後、表現型解析をフローサイトメトリにより実行した。
細胞ペレットを氷冷溶解緩衝液(1mMのEDTA、1%のNP−40、1mMのPMSF)で溶解させ、氷上に1時間保ち、超音波処理し、さらなる使用まで−20℃で保存した。タンパク質濃度は、Bio−Radタンパク質アッセイ(Bio-Rad, Richmond, CA)を用いて決定した。タンパク質を8%ポリアクリルアミドゲルで分画し、その後、エレクトロブロッティングによりニトロセルロース膜に転写した。BCRPの検出のために、前記膜を一晩ブロック(1%BSAを含むPBS、1%ミルクパウダ、および0.05%tween−20)し、ブロッキング緩衝液中のBxp−53(0.5μg/ml)Mab(例えば、J. Vet. Pharmacol. Ther. 2006 Vol 29(4) p279-87を参照)とともに2時間インキュベートした。
CD1a(1:25)、CD54(1:25)、CD80(1:25)、CD86(1:25)、CD40(1:10)(PharMingen, San Diego, CA)、CD14(1:25)、HLA−DR(1:25)、DC−SIGN(1:10)(BD Biosciences, San Jose, CA)、CD83(1:10)、CD34(1:10)、Langerin(1:10)(Immunotech, Marseille, France)のような、FITC−および/またはPE−共役化Mabsを用いて細胞をイムノフェノタイプ分析した。
簡潔には、2.5〜5・104個の細胞を、0.1%BSAおよび0.02%NaN3を添加したPBSで洗浄し、4℃で30分間、特異的または対応するコントロールMabsとともにインキュベートした。該当する場合、マーカ染色後、解析の10分前に、アネキシンVおよび/またはPI(ヨウ化プロピジウム)を添加した。細胞を洗浄し、CellQuest解析ソフトウェアを搭載するFACS−キャリバーフローサイトメータ(Becton and Dickinson, San Jose, CA)で解析し、結果は、平均もしくは中央蛍光強度、または陽性細胞の割合として表した。
96ウェルプレートを用いて1・105末梢血リンパ球とともに4日間、10%ヒトプール血清(HPS)、pen/strep/glut、および2MEを含むIMDM(Iscove’s modified dulbecco’s medium)中において1・102〜3・104DCを共培養した。4日目に、2.5μCi/mlの[3H]−チミジン(6.7Ci/mmol、MP Biomedicals, Irvine, CA)をウェル毎に16時間添加した。プレートは、Skatron Cell harvester(Skatron Instruments, Norway)を用いて、ガラスファイバフィルタマット(Packard Instruments, Groningen, The Netherlands)上に収集し、[3H]−チミジンの取り込みをTopcount NXT Microbetacounter(Packard, Meriden, CT)を用いて定量した。
in vitroにおけるMART1に特異的なCTLのプライミングを、以前に記述したように行った(Santegoets SJAM,(2006)Cancer Immunol Immunother. 55,1480-1490)。簡潔には、100万細胞/mlの濃度の成熟した7日目のMUTZ3−DCおよび4日目のmitox−DCに、3μg/mlのβ2−マイクログロブリン(β2M)の存在下において、1μg/mlのMART1の26〜35Lペプチドを無血清のIMDM中で3〜4時間取り込ませた。取り込み後、細胞に5000radを照射し、洗浄し、2%hAB血清(ICN Biochemicals)、pen/strep/glut、2ME、10ng/mlのIL6、および10ng/mlのIL12を添加した、Yssels培地(Yssel H.(1984年)J Immunol Methods. 72,219-227)中において20万細胞/mlに濃縮した。取り込みを行った10万個のDCを、Yssels培地中で希釈した、磁気ビーズソーティングによりHLA−A2+ドナーから分離した100万個のCD8β+T細胞および同一のドナーに由来する照射されたCD8β細胞の両者とともに共培養した。それぞれのDCの条件については、6プライミングウェルで開始し、2人の異なるHLA−A2+ドナーで実験を行った。10日目および19日目には、CTLを、10ng/mlのIL−7の存在下において、MART1の26〜35Lを取り込んだ、成熟した7日目のMUTZ3−DCまたは4日目のmitox−DCを用いて再刺激した。12日目および21日目に、10IU/mlのIL−2を各ウェルに添加した。MART1四量体(Tm)解析を、PE−およびAPC−標識したMART1の26〜35L四量体を用いて、17日目(第1回目の再刺激後)、および24日目(第2回目の再刺激後)にCD8+T細胞について実行した。
データの統計解析は、対応のある、または対応のない両側スチューデントt検定(paired or unpaired two-tailed student’s T-test)を用いて行った。p<0.05である場合に、相違を統計学的に有意であるとした。
MUTZ3前駆細胞について、細胞増殖抑制薬ミトキサントロンに対するそれらの感度の分析を行った。この薬は、数種類のがんまたは多発性硬化症のような他の疾患を治療するためにクリニックで今でも使用されており、MDRに関連するABCトランスポータの基質であることが記載されている。96時間cytotoxアッセイ(トリパンブルー排除)を、MUTZ3前駆細胞におけるミトキサントロンのIC50値を決定するために行った。
MUTZ3前駆細胞におけるミトキサントロンの細胞毒性効果の試験において、明白な形態学的変化が、5.6nM(IC60)および16.7nM(IC70)ミトキサントロンの濃度で観察された。このため、MUTZ3前駆細胞は、これらの濃度下において、72時間培養し、増殖(図1A)および細胞マーカの発現(図1B)について分析した。この分析は、これらのミトキサントロン濃度は劇的に細胞の分裂を妨げるが、CD14+集団の分化を支持するCD34+/CD14+率の変化があったように、生き残っているMUTZ3前駆細胞の分化を促進すること、ミトキサントロン処置は、LC−特異的マーカである、CD1aおよびLangerinの発現を誘導すること、ならびにミトキサントロン処置は、共刺激分子である、CD86およびCD80の発現レベルを増加させること(図1B)を明らかにした。同様の実験を、薬剤ドキソルビシンを用いて行った。ミトキサントロンのように、MUTZ3におけるIC70(〜100nm)のドキソルビシンは、MUTZ3前駆細胞のLC分化を誘導した。一方、16.7nMのドキソルビシン(ミトキサントロンと同じ濃度)を添加したときは、影響は観察されなかった。
スキューイング効果(skewing effect)が、変更されたCD34+/CD14+率を自動的に導くCD34+細胞の細胞死によるものか、CD34+細胞がCD14+細胞およびLCに分化することを誘導するのかを確かめるために、分離された、CD34+およびCD14+細胞を、16.7nMミトキサントロンまたは100nmのドキソルビシンとともに72時間インキュベートし、分化誘導について分析した。
次に、我々は、MUTZ3−LC培養の開始時における、ミトキサントロンまたはドキソルビシンの添加は、分化を促進することができるかどうかについて試験した。MUTZ3−LC分化の0日目における16.7nMのミトキサントロンの単回用量の添加は、4日目に特定のLCマーカを高発現した完全に分化した細胞をもたらした。これに対して、コントロール培養においては、通常、完全に分化するために8〜10日かかる。PBSまたはミトキサントロンとともに培養した4日目のLCのFSC/SSCプロットと、これらの培養におけるCD1a/Langerinの発現とを図4Aに示す。ミトキサントロンにより処置されたLCは、FSC/SSCプロットにおいてさらに樹状細胞的形態を示し、コントロール細胞における25%に比較して約76%の細胞は、CD1ahiLangerin+であったようにさらに分化した。これらの細胞は、CD1aおよびLangerinの他に共刺激分子である、CD80およびCD86の発現増強も示し、HLA−DRおよびCD54を高発現した。図4Bは、CD1a、Langerin、およびCD83についての3つの実験データの組み合わせを示す。既に述べた、CD1aおよびlangerinを発現している細胞の割合の大幅な増加(それぞれ、p=0.02、およびp=0.01)の他に、CD14+およびCD34+細胞の割合の大幅に減少し(それぞれ、p=0.04、およびp=0.02)、ならびに成熟マーカCD83を発現している細胞の量が大幅に増加した(p=0.03)。
血液に由来するヒトCD34+前駆体が、CD34+MUTZ3細胞と同様にミトキサントロンに反応するかどうかを確立するために、ヒト血液からCD34+造血前駆体を分離し、液体窒素から解凍した、Flt3リガンド(Flt3L)、トロンボポエチン、および幹細胞因子(SCF)(Bontkesら、J. Leukoc. Biol. 2002 Vol 72(2):321)とともに1〜4週間以上増殖させ、ミトキサントロンにより処置した。ミトキサントロン治療は、大部分のCD34+細胞の損失とCD14+細胞(図5A)の増加とをもたらした。LC−スキューイングサイトカインの存在下において16.7nMミトキサントロンの添加は、CD1a+Langerin+細胞の割合の増加を72時間以内に強く誘導した(図5B)(n=2)。対照的に、同様の実験を血液から分離されたCD14+単球について実行したとき、CD14+MUTZ3データと同様に、細胞生存率における影響は認められず、分化誘導も全く認められなかった。
このような分化促進能力について、ミトキサントロンは、免疫ワクチン接種戦略のためのDCワクチンのin vitroにおける分化を高速にするために適したアジュバントであり得る。したがって、我々は、分化の利点を失うことなく、生細胞の収量の優位性を有したまま、ミトキサントロンの濃度を低減することができるかどうか分析した。MUTZ3−DCおよびMUTZ3−LC培養において、2段階滴定を16.7nMのミトキサントロン濃度について実行し、DC/LC表現型を72〜96時間後に分析した。MUTZ3−DCおよびMUTZ3−LCの分化の強い効果は、分化の間に2.08nMのミトキサントロンを添加したときまで観察された。興味深いことに、ミトキサントロンを補ったMUTZ3−DCの培養において、ミトキサントロンのLC−スキュー容量を示唆する、Langerin発現が増加した。図6は、CD1a、DC−SIGN、Langerin、CD80、CD40、およびCD83発現細胞の割合を示し、また、成熟7日目におけるMUTZ3−DC/LCのCD80、CD86、CD40、およびHLA−DRの平均蛍光強度と、ミトキサントロンの存在下または非存在下で分化した成熟4日目におけるMUTZ3−DC/LCの平均蛍光強度とを示す。どちらの場合でも、2.08nMのミトキサントロンの添加は、CD1a、Langerin、CD80、CD40、およびCD83を発現している細胞の量を増加させ、CD80、CD86、CD40、およびHLA−DRの発現量の促進もした。HLA−DRの発現についてもコントロール培養に比べて高い値を示した(図6)。
ミトキサントロンが局所的なアジュバントとして有益であるかどうかを確立するために、ヒト皮膚片を、2.08nM、5.6nM、または16.7nMのミトキサントロンと組み合わせて、GM−CSFおよびIL−4とともに皮内注入し、6mmのパンチバイオプシを同一の濃度のミトキサントロンを含む培地に浮かべた。皮膚DCは、2日間前記バイオプシから遊走させておき、その後、収集し、定量し、および表現型を解析した。図7Cは、2.08nMまたは5.6nMのミトキサントロン注入は、約50〜60%遊走細胞の量を増加させることを示す。16.7nMのミトキサントロンの注入は、おそらく、遊走しているDCまたは遊走したDCにおける細胞死の誘導によって、わずかに遊走細胞の量を増加させたのみであった。
抗腫瘍ワクチン接種戦略における、DCの非常に重要な機能は、腫瘍抗原特異的CTLを刺激する細胞の能力である。したがって、4日目のmitox−mDCおよび7日目のMUTZ3−mDCについて、MART1特異的なCTLをin vitroで刺激するそれらの能力を分析した。両方の種類のDCは、大量培養におけるCD8+T細胞の集団内のMART1特異的な四量体(Tm)陽性細胞の存在によって分析したようにMART1特異的なCTLを誘導することができた(図8)。MART1Tm+CTLは、CTL刺激がイニシエートされた12の大量培養から、培養4日目のmitox−DCで刺激した12/12の培養において検出することができた。それと比較して、7日目のコントロールMUTZ3−mDCで刺激した11/12の培養において、MART1Tm+CTLを検出することができた。図5dは、ペプチドを取り込んだDCを用いた2回目の再刺激後、1人のHLA−A2+ドナーに由来する6つの大量培養についてTm+CTLの割合を示す。
Claims (13)
- CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンにin vitroで接触させ、それによって、前記CD34陽性細胞に由来する樹状細胞の産生速度を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させないCD34陽性細胞に比べて高め、
前記CD34陽性細胞を樹状細胞に分化させ、
樹状細胞を回収することを特徴とする、樹状細胞の生産方法。 - 前記CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに培養培地中で接触させることを特徴とする、請求項1に記載の樹状細胞の生産方法。
- 前記アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンは、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、アクラルビシン、エピルビシン、オキサウノマイシン、アンジダルビシン(andidarubicin)、およびミトキサントロンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の樹状細胞の生産方法。
- 前記CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに、1〜7日間接触させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
- 樹状細胞の分化を誘導することができる少なくとも1つの化合物が培養培地中に存在することを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
- 樹状細胞の分化を誘導することができる化合物は、GM−CSF、TNF−アルファ、IL−4、およびTGF−ベータ1からなる群から選択されることを特徴とする、請求項5に記載の樹状細胞の生産方法。
- 樹状細胞の成熟を誘導することができる少なくとも1つの化合物が培養培地中に存在することを特徴とする、請求項2〜6のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
- 樹状細胞の成熟を誘導することができる化合物は、TNF−アルファ、IL−6、PGE2、またはIL−1ベータからなる群から選択されることを特徴とする、請求項7に記載の樹状細胞の生産方法。
- 前記樹状細胞が、間質樹状細胞、未成熟な樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、形質細胞様樹状細胞、および成熟樹状細胞からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
- 前記CD34陽性細胞が、MUTZ3細胞、ヒト細胞、またはヒト腫瘍細胞である、請求項2〜9のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
- 前記MUTZ3細胞を、50〜150ng/mlのGM−CSF、5〜20ng/mlのIL−4、および0.5〜4ng/mlのTNF−アルファの存在下において、0.05nM〜20nMのミトキサントロンおよび/または10〜120nMのドキソルビシンに接触させることを特徴とする、請求項10に記載の樹状細胞の生産方法。
- 前記MUTZ3を、5〜20ng/mlのTGF−ベータ1、50〜150ng/mlのGM−CSF、および0.5〜4ng/mlのTNF−アルファの存在下において、0.05nM〜20nMのミトキサントロンおよび/または10〜120nMのドキソルビシンに接触させることを特徴とする、請求項10に記載の樹状細胞の生産方法。
- 前記樹状細胞は、HLA−DRの発現が増加した樹状細胞であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
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