JP5858284B2 - キャリアペプチドフラグメントとその利用 - Google Patents
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Description
なお、本出願は2009年7月29日に出願された日本国特許出願2009−177102号に基づく優先権を主張しており、当該日本国出願の全内容は本明細書中に参照として援用されている。
例えば、特許文献1には、ポリペプチド、DNA等の外来物質を細胞内に導入するための細胞透過性キャリアペプチドが記載されている。この特許文献には、細胞透過性キャリアペプチドと異種ポリペプチド、DNA等を連結したキャリアペプチドコンジュゲートを用いることによって、ポリペプチド、DNA等の生理活性物質を高効率に細胞内に導入することができると記載されている。
また、導入したい外来物質(生理活性物質)として比較的分子量の大きいポリペプチド全体を特別な装置を用いることなく目的の細胞内に容易に導入して当該細胞の形質を転換したり機能を改善(若しくは向上)させたりする手法が求められている。
例えば、特許文献2には、SOCSタンパク質及びそれらのファミリータンパク質(以下総称して「SOCS系タンパク質」という。)を構成するペプチド鎖(アミノ酸配列)の一部であって、ElonginBCコンプレックスに結合すると考えられている特定領域「BC−ボックス」の全部又は一部を構成するアミノ酸配列が体性幹細胞に対する高い神経分化誘導活性を有するモチーフであることが開示されており、該モチーフを哺乳動物の体性幹細胞に導入することにより該導入細胞を神経細胞に分化誘導し得ることが開示されている。
即ち、幾つかのNoLSは、それ単独で、細胞の外部から細胞膜を通過して細胞質内に外来物質を導入させ得るキャリアペプチドとして機能することを見出し本発明を完成するに至った。
即ち、ここで開示される外来物質導入方法は、核小体局在シグナル(NoLS)として知られるアミノ酸配列であって、配列番号1、2,3,4,5及び6のうちから選択されるいずれかのアミノ酸配列、若しくは該選択された配列番号のアミノ酸配列のうちの1個又は2個又は3個のアミノ酸残基が置換、欠失及び/又は付加(挿入)されて形成されたアミノ酸配列、から成るキャリアペプチドフラグメントと、該キャリアペプチドフラグメントのN末端側及び/又はC末端側に結合した目的の外来物質と、を有する外来物質導入用構築物を用意する工程と、
前記外来物質導入用構築物を、目的とする真核細胞を含む試料中に供給する工程と、
前記外来物質導入用構築物が供給された前記試料をインキュベートして(即ち対象の細胞が生存可能な条件下に試料を一定期間保持して)、前記試料中の真核細胞内に前記構築物を導入する工程とを包含する。
ここで「外来物質」は、上記キャリアペプチドフラグメントのN末端側又はC末端側に直接的又は適当なリンカーを介して間接的に結合可能な無機化合物及び有機化合物であって、真核細胞内に導入可能な分子サイズ及び化学的性質を有するものをいう。
ここで「ペプチド」は、2個以上のアミノ酸がペプチド結合により結合した構造を有する有機化合物をいい、ポリペプチド(典型的にはアミノ酸残基数が10以上300未満)やタンパク質(典型的には上記ポリペプチドよりも多い数(300以上)のアミノ酸残基から成る高分子化合物)を包含する。
また、ここで「核酸」は、ヌクレオチドの重合体をいい、DNAおよびRNAを包含する。
この種の有機化合物を含むように作製された構築物は、効率よく目的の細胞内に導入することができる。
本態様の方法によると、上記合成ペプチドの状態で、目的のペプチド(即ち該ペプチドを構成するアミノ酸配列)を一つのペプチドモチーフとして標的とする細胞内に導入することができる。
本発明によると、ヒトその他哺乳類の幹細胞(例えば体性幹細胞や人工多能性幹細胞)に所定の機能を有する目的の外来物質を導入することができる。このことにより、導入する外来物質(ペプチド等)に応じて当該幹細胞の形質転換、例えば特定の細胞(神経細胞、骨細胞、筋肉細胞、皮膚細胞、等)への分化を実現することができる。
即ち、ここで開示される外来物質導入用構築物は、核小体局在シグナル(NoLS)として知られるアミノ酸配列であって、配列番号1、2,3,4,5及び6のうちから選択されるいずれかのアミノ酸配列、若しくは該選択された配列番号のアミノ酸配列のうちの1個又は2個又は3個のアミノ酸残基が置換、欠失及び/又は付加(挿入)されて形成されたアミノ酸配列、から成るキャリアペプチドフラグメントと、該キャリアペプチドフラグメントのN末端側及び/又はC末端側に結合した目的の外来物質とを有する。
かかる構築物を利用して本発明の外来物質導入方法を実施することにより、目的の細胞に目的の外来物質を効果的に導入することができる。また、該外来物質が細胞質内(好ましくは核内)に導入された細胞並びに該外来物質を含む細胞を含む器官その他の生体組織を得ることができる。
また、特に好ましくは、上記外来物質はペプチドであり、上記外来物質導入用構築物は、該外来物質としてのペプチドのフラグメントと上記キャリアペプチドフラグメントとを有する合成ペプチドである。
また、本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の説明では、場合に応じてアミノ酸をIUPAC-IUBガイドラインで示されたアミノ酸に関する命名法に準拠した1文字表記(但し配列表では3文字表記)で表す。
配列番号2のアミノ酸配列は、核小体タンパク質の一種(ApLLP)由来の合計19アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号3のアミノ酸配列は、HSV−1(単純ヘルペスウイルス タイプ1)のタンパク質(γ(1)34.5)由来の合計16アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号4のアミノ酸配列は、HIC(human I-mfa domain-containing protein)のp40タンパク質由来の合計19アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号5のアミノ酸配列は、MDV(Marek病ウイルス)のMEQタンパク質由来の合計16アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号6のアミノ酸配列は、アポトーシスを抑制するタンパク質であるSurvivin- deltaEx3由来の合計17アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号7のアミノ酸配列は、血管増殖因子であるAngiogenin由来の合計7アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号8のアミノ酸配列は、核リンタンパク質であってp53腫瘍抑制タンパク質と複合体を形成するMDM2由来の合計8アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号9のアミノ酸配列は、ベータノダウイルスのタンパク質であるGGNNVα由来の合計9アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号10のアミノ酸配列は、NF−κB誘導性キナーゼ(NIK)由来の合計7アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号11のアミノ酸配列は、Nuclear VCP-like protein由来の合計15アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号12のアミノ酸配列は、核小体タンパク質であるp120由来の合計18アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
配列番号13のアミノ酸配列は、HVS(ヘルペスウイルスsaimiri)のORF57タンパク質由来の合計14アミノ酸残基から成るNoLSに対応する。
典型的には、外来物質導入用構築物として作製する合成ペプチドを構成する総アミノ酸残基数が1000以下が適当であり、好ましくは600以下であり、さらに好ましくは500以下であり、特に300以下(更には100以下、例えば10〜50)が好適である。このような比較的短いペプチドは合成が容易であり、使用しやすい。
例えば、導入対象の真核細胞がヒトその他哺乳動物の幹細胞(体性幹細胞、胚性幹細胞、人工多能性幹細胞(Induced pluripotent stem cells:以下iPS細胞という。)を包含する。)である場合、当該幹細胞の分化誘導に関与する種々の生理活性を有するペプチドの成熟型又はその前駆体の利用が好ましい。また、導入対象の真核細胞が癌細胞(腫瘍細胞)である場合、当該癌細胞(腫瘍細胞)のアポトーシス誘導に関与する種々のペプチドの利用が好ましい。
従って、本発明の好適な一実施形態として、iPS細胞の作製に関与する複数の遺伝子のうちの少なくとも一つの遺伝子(例えばSox2)がコードするペプチド(例えばSOX2タンパク質)を外来物質として本発明に係る外来物質導入用構築物を作製し、該構築物を所定の真核細胞(ヒト皮膚線維芽細胞等)に導入することを特徴とするiPS細胞作製方法が挙げられる。
即ち、特許文献2には、エロンジンA(ElonginA)と複合体を形成して転写調節因子として働くことが知られているエロンジンBC(ElonginBC)コンプレックス(具体的にはElonginCの一部)に結合し得る領域(アミノ酸配列)であるSOCS−ボックスを有する種々のSOCSタンパク質(サイトカイン情報伝達のサプレッサー)及びそれらのファミリータンパク質(以下総称して「SOCS系タンパク質」という。)を構成するアミノ酸配列の一部であって、ElonginBCコンプレックスに結合すると考えられている特定領域「BC−ボックス」に包含されるアミノ酸配列が、体性幹細胞に対して高い神経分化誘導活性を有することが記載されている。
具体的には、mSOCS−1(配列番号14),mSOCS−2(配列番号15),mSOCS−3(配列番号16),mSOCS−4(配列番号17),mSOCS−5(配列番号18),hSOCS−6(配列番号19),hSOCS−7(配列番号20),hRAR−1(配列番号21),hRAR−like(配列番号22),mWSB−1(配列番号23),mWSB−2(配列番号24),mASB−1(配列番号25),mASB−2(配列番号26),hASB−3(配列番号27),LRR−1(配列番号28),hASB−7(配列番号29),mASB−10(配列番号30),hASB−14(配列番号31),に含まれるBC−ボックスのN末端から15個の連続するアミノ酸残基から成るアミノ酸配列を示している(非特許文献2〜5参照)。
また、特に詳細な説明は省略するが、配列番号32〜92は、ウイルス(HIV、AdV、SIV等)や哺乳動物から同定された種々のSOCS系タンパク質のBC−ボックスに含まれるアミノ酸配列及び該配列から成るペプチドを示している。例えば、配列番号87および配列番号91は、ヒトから同定されたSOCS系タンパク質(MUF1)のBC−ボックスに含まれるアミノ酸配列である。また、配列番号92は、マウスから同定されたSOCS系タンパク質mCIS(cytokine-inducible SH2-containing protein)のBC−ボックスに含まれるアミノ酸配列である。
これらは例示であり、BC−ボックスの構成アミノ酸配列(モチーフ)をこれらに限定することを意図したものではない。ここに例示するまでもなく、様々なBC−ボックスの構成アミノ酸配列が本願出願当時に出版されている数々の文献に記載されている。それらアミノ酸配列は一般的な検索手段によって容易に知ることができる。
即ち、かかる構成の人工ペプチド(神経分化誘導ペプチド)は、上記キャリアペプチドフラグメントのN末端側又はC末端側に、神経分化誘導に関するペプチドモチーフとしていずれかのBC−ボックス由来のアミノ酸配列(以下「BC−ボックス関連配列」ともいう。典型的には配列番号14〜92のうちのいずれかに示すアミノ酸配列から選択される少なくとも10個(例えばN末端から少なくとも10個)の連続するアミノ酸残基から成るアミノ酸配列)を備えるように合成され得る。
或いはまた、配列番号93に示す15個の連続するアミノ酸配列もまた上記BC−ボックス関連配列と同様の目的に使用することができる。即ち、配列番号93に示すアミノ酸配列は、特許文献3に記載されるように、神経分化誘導性を示すことが知られているVHL(フォン・ヒッペル・リンド)タンパク質のアミノ酸配列の第157番目〜第171番目までの15個の連続するアミノ酸残基から成る部分アミノ酸配列(VHL関連ペプチドモチーフ)である。
なお、上述した本発明に係るキャリアペプチドフラグメントの場合と同様、神経分化誘導に関するペプチドモチーフとしての機能を保持する限りにおいて、1個または数個(例えば5個以下典型的には2個又は3個)のアミノ酸残基が置換、欠失及び/又は付加(挿入)されて形成される改変アミノ酸配列もまた神経分化誘導に関するペプチドモチーフ(外来物質)として使用し得ることは勿論である。
神経分化誘導剤の形態に関して特に限定はない。例えば、典型的な形態として、液剤、懸濁剤、乳剤、エアロゾル、泡沫剤、顆粒剤、粉末剤、錠剤、カプセル、軟膏が挙げられる。また、注射等に用いるため、使用直前に生理食塩水又は適当な緩衝液(例えばPBS)等に溶解して薬液を調製するための凍結乾燥物、造粒物とすることもできる。
なお、神経分化誘導ペプチド(主成分)及び種々の担体(副成分)を材料にして種々の形態の薬剤(組成物)を調製するプロセス自体は従来公知の方法に準じればよく、かかる製剤方法自体は本発明を特徴付けるものでもないため詳細な説明は省略する。処方に関する詳細な情報源として、例えばComprehensive Medicinal Chemistry, Corwin Hansch監修,Pergamon Press刊(1990)が挙げられる。
例えば、ここで開示されるBC−ボックス関連配列或いはVHLペプチドモチーフと、キャリアペプチドフラグメントと、を含むように合成された神経分化誘導ペプチド(即ち該合成ペプチドを含む神経分化誘導剤)は、液剤として、静脈内、筋肉内、皮下、皮内若しくは腹腔内への注射によって患者(即ち生体)に所望する量だけ投与することができる。或いは、錠剤等の固体形態のものは経口投与することができる。これにより、生体内で、典型的には患部又はその周辺に存在する体性幹細胞から、神経細胞を発生(生産)させることができる。このため、神経再生が有力な治療法となる種々の神経疾患を効果的に治療することが可能となる。例えば、パーキンソン病、脳梗塞、アルツハイマー病、脊髄損傷による身体の麻痺、脳挫傷、筋萎縮性側索硬化症、ハンチントン病、脳腫瘍、網膜変性症等の神経疾患を再生医療的アプローチによって治療することが実現される。
以上の説明から明らかなように、本発明は別の側面として、ここで開示される上記構成の神経分化誘導ペプチドのいずれかを利用することによって、神経疾患治療に有用な、神経細胞に分化誘導された細胞、細胞塊又は生組織を提供することができる。
人工ペプチドは、ペプチド鎖を構成する全アミノ酸残基数が1000以下(好適には600以下、特に好ましくは300以下、例えば50以下)であるものが望ましい。このような短鎖長のペプチドは化学合成手法によって容易に構築することができるため、目的とする真核細胞を含む試料に供給し易い。
なお、ペプチドのコンホメーション(立体構造)については特に限定されるものではないが、免疫原(抗原)になり難いという観点から直鎖状又はへリックス状のものが好ましい。
なお、人工ペプチドとしては、全てのアミノ酸残基がL型アミノ酸であるものが好ましいが、内在するキャリアペプチドフラグメントならびにペプチドモチーフの所望する機能を失わない限りにおいて、アミノ酸残基の一部又は全部がD型アミノ酸に置換されているものであってもよい。
また、内在するキャリアペプチドフラグメントならびに外来物質であるペプチドモチーフの所望する機能を失わない限りにおいて、これら配列に含まれ得ない付加的な配列を部分的に含み得る。例えばリンカーとして機能する数個のアミノ酸残基(例えばグリシン残基)をキャリアペプチドフラグメントと外来ペプチドモチーフとの間に配置した構成のアミノ酸配列を構築してもよい。
一般的な技法によって、この組換えベクターを所定の宿主細胞(例えばイースト、昆虫細胞、植物細胞、動物(哺乳類)細胞)に導入し、所定の条件で当該宿主細胞又は該細胞を含む組織や個体を培養する。このことにより、目的とするポリペプチドを細胞内で発現、生産させることができる。そして、宿主細胞(分泌された場合は培地中)からポリペプチドを単離し、精製することによって、目的のアミノ酸配列から成るペプチドを得ることができる。一般的な技法によって、この組換えベクターを所定の宿主細胞(例えばイースト、昆虫細胞、植物細胞、哺乳類細胞)に導入し、所定の条件で当該宿主細胞又は該細胞を含む組織や個体を培養する。このことにより、目的とするポリペプチドを細胞内で発現、生産させることができる。そして、宿主細胞(分泌された場合は培地中)からポリペプチドを単離し、精製することによって、目的のペプチド(即ち外来物質導入用構築物)を得ることができる。
なお、組換えベクターの構築方法及び構築した組換えベクターの宿主細胞への導入方法等は、当該分野で従来から行われている方法をそのまま採用すればよく、かかる方法自体は特に本発明を特徴付けるものではないため、詳細な説明は省略する。
或いは、無細胞タンパク質合成システム用の鋳型DNA(即ち目的とする人工ペプチドのアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む合成遺伝子断片)を構築し、ペプチド合成に必要な種々の化合物(ATP、RNAポリメラーゼ、アミノ酸類等)を使用し、いわゆる無細胞タンパク質合成システムを採用して目的のポリペプチドをインビトロ合成することができる。無細胞タンパク質合成システムについては、例えばShimizuらの論文(Shimizu et al., Nature Biotechnology, 19, 751-755(2001))、Madinらの論文(Madin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97(2), 559-564(2000))が参考になる。これら論文に記載された技術に基づいて、本願出願時点において既に多くの企業がポリペプチドの受託生産を行っており、また、無細胞タンパク質合成用キット(例えば、日本の東洋紡績(株)から入手可能なPROTEIOS(商標)Wheat germ cell-free protein synthesis kit)が市販されている。
従って、細胞質内(好ましくは核内)への導入対象であるペプチドモチーフに対応するアミノ酸配列(例えば上述したBC−ボックス関連配列)を決定し、上記配列番号1に示す細胞膜透過性のキャリアペプチドフラグメントと合わせてペプチド鎖を設計しさえすれば、そのアミノ酸配列に従って無細胞タンパク質合成システムによって目的の人工ペプチドを容易に合成・生産することができる。例えば、日本の(株)ポストゲノム研究所のピュアシステム(登録商標)に基づいてペプチドを容易に生産することができる。
例えば、外来物質導入対象の細胞が、ヒト又は他の哺乳動物由来の幹細胞(iPS細胞細胞を包含する)である場合、配列番号4若しくは配列番号6に示すアミノ酸配列(若しくはその改変配列)から成るキャリアペプチドフラグメントが外来物質の導入効率が特に高く、使用に好ましい。
従って、本発明は、ここで開示される外来物質導入方法の特に好適な一態様として、ヒト又はヒト以外の哺乳動物由来の幹細胞(特にES細胞、iPS細胞、あるいは体性幹細胞)の外部から該細胞の細胞質内(より好ましくは更に核内)に目的とする外来物質を導入する方法であって、上記キャリアペプチドフラグメントとして配列番号4または配列番号6のアミノ酸配列、若しくは該アミノ酸配列のうちの1個又は2個又は3個のアミノ酸残基が置換、欠失及び/又は付加(挿入)されて形成された改変アミノ酸配列から成るキャリアペプチドフラグメントを使用することを特徴とする方法を提供する。上記二つの配列番号(4,6)のアミノ酸配列から成るキャリアペプチドフラグメントは、特にiPS細胞やES細胞にタンパク質(典型的にはアミノ酸残基数:300〜1000程度(例えば300〜600程度))若しくはアミノ酸残基数が300未満のポリペプチド、或いはアミノ酸残基数が100以下(特に50以下)のペプチドモチーフ、を導入する目的に好適である。
計14種類のペプチド(サンプル1〜14)を後述するペプチド合成機を用いて製造した。表1には、これら合成ペプチドのアミノ酸配列を列挙している。
なお、いずれのペプチドも、C末端アミノ酸のカルボキシル基(−COOH)はアミド化(−CONH2)されている。いずれのペプチドも、市販のペプチド合成機(Intavis AG社製品)を用いてマニュアルどおりに固相合成法(Fmoc法)を実施して合成した。なお、ペプチド合成機の使用態様自体は本発明を特徴付けるものではないため、詳細な説明は省略する。
具体的には、サンプルNo.2,6,9〜13については蛍光色素として一般的なFAM(即ち、C21H12O7:5(6)-Carboxyfluorescein、分子量376.3)を常法に基づいてペプチドのN末端側に直接的に結合させた。
他方、サンプルNo.1,3〜5,7,8,14については蛍光色素として一般的なFITC(即ち、C21H11NO5S: Fluorescein isothiocyanate 、分子量389.4)をリンカーとしてよく知られているAcp即ち6−アミノヘキサン酸(6-Aminocaproic acid、分子量131.2)を介在させて常法に基づいてペプチドのN末端側に間接的に結合させた。
こうして得られた各サンプルペプチドをそれぞれPBS(Phosphate buffered saline)に希釈し、サンプル(ペプチド)濃度が1mMのサンプル溶液を計14種類作製した。
真核細胞としてヒト新生児包皮線維芽細胞(ATCC、カタログ番号CRL−2097)を使用し、上記実施例1で得られた各サンプル(外来物質導入用構築物)の細胞膜透過機能を調べた。
即ち、90%イーグルMEM培地(0.1%の非必須アミノ酸、2mMのL−グルタミン、1mMのピルビン酸ナトリウム、1.5g/Lの炭酸水素ナトリウムを含む。)および10%血清(FBS)の混合液を培地として使用し、上記線維芽細胞を培養した。
培養細胞は、0.25%トリプシン溶液で37℃1分間のトリプシン処理を行った。上記処理後、FBS含有培地にてトリプシンを失活させるとともに、当該培地により細胞濃度が凡そ5×104cells/mLとなるように調整した細胞懸濁液(外来物質導入用の試料)を調製した。
1時間培養後の細胞、4時間培養後の細胞をそれぞれPBSで洗浄し、該細胞をメタノールで固定した(氷上で10分間)。
即ち、図1は上記サンプル14を添加して1時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図2は上記サンプル4を添加して1時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図3は上記サンプル5を添加して1時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図4は上記サンプル6を添加して1時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。
また、図5は上記サンプル14を添加して4時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図6は上記サンプル2を添加して4時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図7は上記サンプル3を添加して4時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図8は上記サンプル4を添加して4時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。
更にDAPIによる核染色の結果から細胞質内に導入されたこれらサンプルの一部は核内にも移行していること(即ち核内に導入されたこと)が確認された。
なお、顕微鏡写真を添付していないが、サンプル1、9〜13についてもほぼサンプル14と同様の結果であった。これに対し、サンプル7及びサンプル8については、細胞外から細胞膜を透過して細胞内への外来物質(即ちサンプルペプチド)の導入が殆ど認められなかった。
外来物質を導入する対象の細胞をヒト新生児包皮線維芽細胞からヒト由来のiPS細胞(Human induced pluripotent stem cells)に変更して上記実施例1で得られた2種のサンプル(外来物質導入用構築物)の細胞膜透過機能を調べた。なお、本実施例で使用するiPS細胞(細胞株:201B2−082008KU)とフィーダー細胞であるマウス胎児線維芽細胞(細胞株:SNL 76/7、以下「MEF」という。)は、京都大学再生医科学研究所山中研究室(山中伸弥教授)から供与されたものを使用した。
先ず、入手したMEFをマイトマイシンC処理(3時間)して不活性化し、1mMのEDTAを含む0.25%トリプシン溶液でトリプシン処理した。上記処理後、FBS含有培地にてトリプシンを失活させるとともに、MEF用培地(7%のFBS(Gibco社製品)、2mMのL−グルタミン(Gibco社製品)、50units/mLのペニシリンと50μg/mLのストレプトマイシン(Gibco社製品)を含むD−MEM培地(Dulbecco's Modified Eagle Medium):Gibco社製品)を用いてMEFを適当な細胞密度に調整し、0.1%ゼラチンで表面コートした培養容器(カルチャースライド形状又はプレート形状)に上記MEFを播種した。ここでは細胞密度は、約1.25×105cells/mLとなるように播種した。次いで、上記容器をインキュベーターに入れ、5%CO2条件下、37℃で一晩インキュベートした。
その後、MEF用培地を除去し、PBSで洗浄することによってフィーダー細胞を作製した。
次いで、1mLのhESC培地(即ちヒトES細胞培地、ここでは20%のKSR(Gibco社製品)、2mMのL−グルタミン(Gibco社製品)、0.1%の非必須アミノ酸(Gibco社製品)、0.1mMの2−メルカプトエタノール(Gibco社製品)、50units/mLのペニシリンと50μg/mLのストレプトマイシン(Invitrogen社製品、4ng/mLのbFGF(Basic Fibroblast Growth Factor)を含むDMEM/F12培地(Gibco社製品))を添加し、セルスクレーパを用いてiPS細胞を剥がし、軽くピペッティングを行ってコロニーを崩した。
こうして得られたiPS細胞の懸濁物を上記のように作製しておいた培養容器中のフィーダー細胞上に播種した。そして上記hESC培地を添加し、培養容器をインキュベーターに入れ、5%CO2条件下、37℃で一晩インキュベートした。
1時間培養後の細胞、4時間培養後の細胞をそれぞれPBS(Phosphate buffered saline)で洗浄し、該細胞をメタノールで固定した(氷上で10分間)。
即ち、図9は上記サンプル14を添加して1時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図10は上記サンプル4を添加して1時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図11は上記サンプル6を添加して1時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図12は上記サンプル7を添加して1時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。図13は上記サンプル8を添加して1時間培養後の細胞試料についての結果を示す顕微鏡写真である。
これに対し、サンプル7及びサンプル8については、細胞外から細胞膜を透過してiPS細胞内への外来物質(即ちサンプルペプチド)の導入が殆ど認められなかった。
なお、顕微鏡写真を添付していないが、他のサンプルについてはほぼサンプル14と同様の結果であった。
また、本発明によって、真核細胞(特に細胞壁を有しないヒトやそれ以外の哺乳動物に代表される種々の動物細胞)の外部から細胞質内(好ましくはさらに核内)に目的とする外来物質を導入するために人為的に作製された構築物が提供される。かかる構築物を利用することにより、目的の細胞に目的の外来物質を効果的に導入させ、該外来物質が細胞質内(好ましくは核内)に導入された細胞並びに該外来物質を含む細胞を含む器官その他の生体組織を得ることができる。
Claims (7)
- 真核細胞の外部から少なくとも該細胞の細胞質内に目的とする外来物質をインビトロにおいて導入する方法であって、
核小体局在シグナル(NoLS)として知られるアミノ酸配列であって、
配列番号1、2,4,5及び6のうちから選択されるいずれかのアミノ酸配列から成るキャリアペプチドフラグメントと、該キャリアペプチドフラグメントのN末端側及び/又はC末端側に結合した目的の外来物質と、を有する外来物質導入用構築物を用意する工程と、
前記外来物質導入用構築物を、目的とする真核細胞を含む試料中に供給する工程と、
前記外来物質導入用構築物が供給された前記試料をインキュベートして、前記試料中の真核細胞内に前記構築物を導入する工程と、
を包含する方法。 - 前記外来物質は、ペプチド、核酸、色素及び薬剤から成る群から選択されるいずれかの有機化合物である、請求項1に記載の方法。
- 前記外来物質はペプチドであり、前記外来物質導入用構築物は、該外来物質としてのペプチドのフラグメントと前記キャリアペプチドフラグメントとを有する合成ペプチドである、請求項2に記載の方法。
- 前記外来物質導入用構築物を導入する対象の真核細胞がヒト又はヒト以外の哺乳動物由来の幹細胞である、請求項1〜3の何れかに記載の方法。
- 真核細胞の外部から少なくとも該細胞の細胞質内に目的とする外来物質を導入するために作製された外来物質導入用構築物であって、
核小体局在シグナル(NoLS)として知られるアミノ酸配列であって、
配列番号1、2,4,5及び6のうちから選択されるいずれかのアミノ酸配列から成るキャリアペプチドフラグメントと、該キャリアペプチドフラグメントのN末端側及び/又はC末端側に結合した目的の外来物質と、を有する外来物質導入用構築物。 - 前記外来物質は、ペプチド、核酸、色素及び薬剤から成る群から選択されるいずれかの有機化合物である、請求項5に記載の構築物。
- 前記外来物質はペプチドであり、該外来物質としてのペプチドのフラグメントと前記キャリアペプチドフラグメントとを有する合成ペプチドである、請求項6に記載の構築物。
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JPN6014048156; J.Biol.Chem. Vol.277, No.13, 2002, p.11423-11431 * |
JPN6014048157; J.Gen.Virol. Vol.73, Pt.4, 1992, p.971-973 * |
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