JP5997237B2 - 間葉幹細胞及びその使用法 - Google Patents

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Description

本発明は、間葉幹細胞に関する。特に本発明は、種々の組織及び器官における血管形成
の促進、自己免疫疾患の治療、アレルギー反応の治療、ガンの治療、炎症性疾患の治療、
及び回復の促進を含む間葉幹細胞の新規用途に関する。
間葉幹細胞(MSCs)は、骨芽細胞、筋細胞、軟骨細胞及び脂肪細胞を含む系統に容
易に分化可能な多能性幹細胞である(非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3)。M
SCsの、筋肉(非特許文献4)、ニューロン様前駆体(非特許文献5、非特許文献6)
、心筋細胞(非特許文献7、非特許文献8)に、また場合によっては他の細胞種に分化す
る能力が、In vitro研究により示されている。さらに、MSCsは、造血幹細胞
及び胚性幹細胞の増殖(expansion)に有効な支持細胞層をもたらすと見られて
いる(非特許文献9、非特許文献10)。MSCsが、損傷した骨、軟骨、半月板(me
niscus)あるいは心筋の組織の修復あるいは再生に有用であり得ることが、種々の
動物モデルを用いた最近の研究で示されている(非特許文献11、非特許文献12、非特
許文献13、非特許文献14、非特許文献15)。複数の研究者はMSCsを用い、骨形
成不全症(非特許文献16)、パーキンソン症候群(非特許文献17)、脊髄損傷(非特
許文献18、非特許文献19)、及び心疾患(非特許文献20、非特許文献21)を含む
動物疾患モデルへの移植に有望な結果を示した。重要なことには、骨形成不全症への臨床
試験(非特許文献22、非特許文献23)及び異種骨髄移植の促進移植(enhance
d engraftment)(非特許文献24、非特許文献25)においても有望な結
果が報告されている。
MSCsはその表面に主要組織適合複合体(MHC)クラスI抗原を発現するが、MH
CクラスIIは制限され(非特許文献26、非特許文献27)、またB7あるいはCD4
0共刺激分子は発現しないが(非特許文献28)、これはこれらの細胞が低免疫原性表現
型を持つことを示している(非特許文献29)。MSCsはまた、MHC非依存性方法で
T細胞増殖反応を抑制する(非特許文献30、非特許文献31、非特許文献32)。これ
らのMSCsの免疫学的性質は、その移植を強化し、移植後に同種異系細胞を認識し拒絶
する受容者の免疫システムの能力を制限することができる。MSCsは、局所刺激下で適
切な細胞系に分化するための能力とともに、免疫反応を調節し、造血をサポートする因子
を生成するため、細胞移植研究にとって望ましい幹細胞である(非特許文献33、非特許
文献34)。
Pittenger,et al.,Science,Vol.284,pg.143(1999) Haynesworth,et al.,Bone,Vol.13,pg.69(1992) Prockop,Science,Vol.276,pg.71(1997) Wakitani,et al.,Muscle Nerve,Vol.18,pg.1417(1995) Woodbury,et al.,J.Neurosci.Res.,Vol.69,pg.908(2002) Sanchez−Ramos,et al.,Exp.Neurol.,Vol.171,pg.109(2001) Toma、et al.,Circulation,Vol.105,pg.93(2002) Fakuda,Artif.Organs,Vol.25,pg.187(2001) Eaves,et al.,Ann.N.Y.Acad.Sci.,Vol.938,pg.63(2001) Wagers,et al.,Gene Therapy,Vol.9,pg.606(2002) Dekok,et al.,Clin.Oral Implants Res.,Vol.14,pg.481(2003) Wu,et al.,Transplantation,Vol.75,pg.679(2003) Noel,et al.,Curr.Opin.Investig.Drugs,Vol.3,pg.1000(2002) Ballas,et al.,J.Cell.Biochem.Suppl.,Vol.38,pg.20(2002) Mackenzie,et al.,Blood Cells Mol.Dis.,Vol.27(2002) Pereira,et al.,Proc.Nat.Acad.Sci.,Vol.95,pg.1142(1998) Schwartz,et al.,Hum.Gene Ther.,Vol.10,pg.2539(1999) Chopp、et al.,Neuroreport,Vol.11,pg.3001(2000) Wu,et al.,J.Neurosci.Res.,Vol.72,pg.393(2003) Tomita,et al.,Circulation,Vol.100,pg.247(1999) Shake,et al.,Ann.Thorac.Surg.,Vol.73,pg.1919(2002) Horwitz,et al.,Blood,Vol.97,pg.1227(2001) Horowitz,et al.Proc.Nat.Acad.Sci.,Vol.99,pg.8932(2002) Frassoni,et al.,Int.Society for Cell Therapy,SA006(abstract)(2002) Koc,et al.,J.Clin.Oncol.,Vol.18,pg.307(2000) Le Blanc,et al.,Exp.Hematol.,Vol.31,pg.890(2003) Potian,et al.,J.Immunol.,Vol.171,pg.3426(2003) Majumdar,et al.,J.Biomed.Sci.,Vol.10,pg.228(2003) Tse,et al.,Transplantation,Vol.75,pg.389(2003) Bartholomew,et al.,Exp.Hematol.,Vol.30,pg.42(2002) Devine,et al.,Cancer J.,Vol.7,pg.576(2001) DiNicola,et al.,Blood,Vol.99,pg.3838(2002) Majumdar,et al.,Hematother.Stem Cell Res.,Vol.9,pg.841(2000) Haynesworth,et al.,J.Cell.Physiol.,Vol.166,pg.585(1996)
出願人は現在、樹状細胞(DC1及びDC2)、エフェクターT細胞(Th1及びTh
2)、及びNK細胞を含む単離された免疫細胞集団と間葉幹細胞との相互作用を調査した
。出願人は前記相互作用に基づいて、間葉幹細胞が、免疫反応プロセスのいくつかの段階
を規制し得る種々の因子の産生を調節し得ることを発見した。したがって、間葉幹細胞は
、免疫システムが関与する疾病、状態及び障害の治療に、あるいは、炎症又はアレルギー
反応を含む疾病、状態、障害の治療に用いられ得る。前記疾病、状態及び障害は、自己免
疫疾患、アレルギー、関節炎、炎症を起した創傷、円形脱毛症(はげ頭症)、歯肉炎及び
歯周炎(periodontitis)を含む歯周病、及び免疫反応が関与する他の疾病
、状態あるいは障害を含むがこれらに限定されない。
MSCsの樹状細胞作用の調節を説明する図 MSCsの樹状細胞作用の調節を説明する図 MSCsの樹状細胞作用の調節を説明する図 MSCsの炎症誘発性エフェクターT細胞作用の抑制を説明する図 MSCsの炎症誘発性エフェクターT細胞作用の抑制を説明する図 MSCsの炎症誘発性エフェクターT細胞作用の抑制を説明する図 MSCsのTreg細胞集団数の増加及びGITR発現の増加の誘導を説明する図 MSCsのTreg細胞集団数の増加及びGITR発現の増加の誘導を説明する図 MSCsのPGE2の産生、及びMSC媒介免疫調節作用を無効にするPGE2の阻害を説明する図 MSCsのPGE2の産生、及びMSC媒介免疫調節作用を無効にするPGE2の阻害を説明する図 MSCsのPGE2の産生、及びMSC媒介免疫調節作用を無効にするPGE2の阻害を説明する図 MSCsのPGE2の産生、及びMSC媒介免疫調節作用を無効にするPGE2の阻害を説明する図 同種異系PBMCsの存在下での構成的MSCサイトカイン分泌の増加を説明する図 MSCsの用量依存的様式でのマイトジェン誘導T細胞増殖の抑制を説明する図 MSC作用機序案の系統図
さらに、間葉幹細胞は、新たな血管の形成を促進することで血管形成を促進する血管内
皮増殖因子、すなわちVEGFを産生するように抹消血単核細胞(PBMCs)を刺激す
ると考えられる。
さらに、間葉幹細胞は、癌抑制及びウイルス感染に対する免疫力を高めるインターフェ
ロン−ベータ(INF−β)を産生するように樹状細胞(DCs)を刺激すると考えられ
る。
本発明の一態様にしたがって、動物の自己免疫疾患を治療する方法が提供される。この
方法は、動物の自己免疫疾患を治療するのに有効な量で、間葉幹細胞を動物に投与するこ
とを含む。
本発明のこの態様の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべきではないが、間葉
幹細胞が自己免疫疾患を抑制する最低一つのメカニズムは、制御性T細胞(Treg細胞
)及び/又は樹状細胞(DC)からインターロイキン10(IL−10)を放出すること
によると考えられる。
本発明にしたがって治療され得る自己免疫疾患は、多発性硬化症、1型糖尿病、関節リ
ウマチ、ブドウ膜炎、自己免疫性甲状腺疾患、炎症性大腸炎、自己免疫リンパ増殖症候群
(ALPS)、脱髄疾患、自己免疫性脳脊髄炎、自己免疫性胃炎(AIG)、及び自己免
疫性糸球体疾患(autoimmune glomerular diseases)を
含むがこれらに限定されない。しかしながら、本発明の範囲がここに開示された特定の自
己免疫疾患の治療に限定されないことは、理解されるべきである。
一実施例において、間葉幹細胞が投与される動物は、哺乳類である。哺乳類は、ヒト及
び非ヒト霊長類を含む霊長類であり得る。
通常、間葉幹細胞(MSC)療法は、例えば以下の手順に基づく:MSC含有組織の収
集、MSCsの単離及び増殖、及び生化学的操作あるいは遺伝子操作を伴った、あるいは
伴わない、動物へのMSCsの投与。
投与される間葉幹細胞は、均一組成物か、あるいはMSCsに富んだ混合細胞集団であ
り得る。均一間葉幹細胞組成物は、接着性の骨髄細胞あるいは骨膜細胞を培養することで
得られ得る。また間葉幹細胞組成物は、接着性の骨髄細胞あるいは骨膜細胞を培養するこ
とで得られ得る。また間葉幹細胞は、固有のモノクローナル抗体で同定される特異的細胞
表面マーカーにより同定され得る。間葉幹細胞に富む細胞集団の獲得方法は、例えば、米
国特許5486359号に開示されている。間葉幹細胞の代替資源は、血、皮膚、臍帯血
、筋肉、脂肪、骨、及び軟骨膜を含むがこれらに限定されない。
間葉幹細胞は、種々の方法で投与することができる。間葉幹細胞は、静脈内、動脈内、
あるいは腹腔内投与等により、全身に投与することができる。
間葉幹細胞は、自己、同種異系、異種を含む多種多様な資源から得られ得る。
間葉幹細胞は、自己免疫疾患を投与するのに有効な量で動物に投与される。間葉幹細胞
は、約1×10cells/kgから約1×10cells/kg、好ましくは約1
×10cells/kgから約5×10cells/kgの量で、投与され得る。投
与される間葉幹細胞の量は、年齢、体重、患者の性別、治療される自己免疫疾患、及びそ
の範囲と重症度を含む、種々の因子に依存する。
間葉幹細胞は、薬学的許容担体と併せて投与され得る。例えば、間葉幹細胞は、注入用
の薬学的許容液状媒体中の細胞懸濁液として投与され得る。
本発明の他の形態にしたがって、動物の炎症反応の治療法が提供される。この方法は、
動物における炎症反応を治療するのに有効な量で、間葉幹細胞を動物に投与することを含
む。
本発明のこの態様の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべきではないが、間葉
幹細胞がT細胞の制御性T細胞(Treg)への成熟を促進し、それにより炎症反応を制
御すると考えられる。また、間葉幹細胞がTヘルパー1細胞(Th1細胞)を抑制し、そ
れにより、例えば乾癬に関連するもの等の特定の炎症反応におけるインターフェロンγ(
INF−γ)の発現を減少させるとも考えられる。
一実施例において、治療され得る炎症反応は、乾癬に関連するものである。
他の実施例において、間葉幹細胞は、間葉幹細胞が脳内の小膠細胞(ミクログリア)及
び又は星状細胞に接触して炎症を緩和するように、動物に投与され得る。これにより、間
葉幹細胞は、アルツハイマー病、パーキンソン病、脳梗塞あるいは脳細胞損傷等の疾病あ
るいは障害において、活性化膠細胞(活性化グリア細胞)により引き起こされる神経変性
を抑制する。
また、他の実施例において、間葉幹細胞は、間葉幹細胞が皮膚の表皮中のケラチン生成
細胞及びランゲルハンス細胞に接触して乾癬、慢性皮膚炎及び接触性皮膚炎に起こり得る
炎症を緩和するように、動物に投与され得る。この実施例は如何なる理論上の推論にも限
定されるべきではないが、間葉幹細胞が表皮のケラチン生成細胞及びランゲルハンス細胞
に接触し、T細胞レセプター及びサイトカイン分泌プロファイルを変更して、腫瘍壊死因
子アルファ(TNF−α)の発現が減少し、制御性T細胞(Treg細胞)集団が増加す
ると考えられる。
さらなる実施例において、間葉幹細胞は、変形性関節炎、関節リウマチ及びウェブサイ
トwww.arthritis.org/conditions/diseasesに掲
載されている他の関節疾患を含むがこれらに限定されない関節炎及び関節炎様状態におい
て起こる、骨中の炎症を緩和させるために用いられ得る。この実施例の範囲は如何なる理
論上の推論にも限定されると意図されないが、間葉幹細胞が関節液中の記憶T細胞による
インターロイキン−17分泌を抑制し得ると考えられる。
他の実施例において、間葉幹細胞は、炎症性大腸炎及び慢性肝炎において、それぞれ消
化管及び肝臓における炎症を緩和するために用いられ得る。本発明のこの態様の範囲は如
何なる理論上の推論にも限定されるとは意図されないが、間葉幹細胞がインターロイキン
−10(IL−10)の分泌の増加と制御性T細胞(Treg細胞)の発生を促進すると
考えられる。
他の実施例において、間葉幹細胞は、敗血症及び、火傷、外科処置、移植を含む外傷(
trauma)等の病態における、過度の好中球活性化及びマクロファージ活性化を抑制
するために用いられ得る。この実施例の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべき
ではないが、間葉幹細胞がIL−10等の抑制性サイトカインの分泌を促進し、またマク
ロファージ遊走阻止因子を抑制すると考えられる。
他の実施例において、間葉幹細胞は、角膜、水晶体、色素上皮、網膜を含む目、脳、脊
髄、妊娠子宮、及び胎盤、卵巣、精巣、副腎皮質、肝臓、及び毛包(hair foll
icles)等の免疫学的特権部位における炎症を抑えるために用いられ得る。この実施
例の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべきではないが、間葉幹細胞がIL−1
0等の抑制性サイトカインの分泌及びTreg細胞の発生を促進すると考えられる。
また他の実施例において、間葉幹細胞は、透析及び又は糸球体腎炎の間の末期腎不全(
ESRD)感染を調節するために用いられ得る。この実施例の範囲は如何なる理論上の推
論にも限定されるべきではないが、間葉幹細胞が、糸球体構造形成を促進する血管内皮増
殖因子、すなわちVEGFを発現するように抹消血単核細胞を誘導すると考えられる。
さらなる実施例において、間葉幹細胞は、インフルエンザ、C型肝炎、単純ヘルペスウ
イルス、ワクシニアウイルス感染、及びエプスタイン・バーウイルス等のウイルス感染を
抑えるために用いられ得る。この実施例の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべ
きではないが、間葉幹細胞がインターフェロン−ベータ(IFN−β)の分泌を促進する
と考えられる。
また他の実施例において、間葉幹細胞は、リーシュマニア(Leishmania)感
染及びヘリコバクター(Helicobacter)感染等の寄生虫感染を抑えるために
用いられ得る。この実施例の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべきではないが
、間葉幹細胞がTヘルパー2(Th2)細胞による反応を調節し、それによりβ細胞によ
る免疫グロブリンEの産生の増加を促進すると考えられる。
しかしながら、本発明のこの態様の範囲が、如何なる特定の炎症反応の治療にも限定さ
れるべきではないことは理解されるべきである。
間葉幹細胞は、前述のとおり、ヒト及び非ヒト霊長類を含む動物に投与され得る。
また間葉幹細胞は、前述のとおり、全身に投与され得る。あるいは、変形性関節症又は
関節リウマチの場合には、間葉幹細胞は関節炎部位に直接投与され得る。
間葉幹細胞は、動物における炎症反応を治療するのに有効な量で投与される。間葉幹細
胞は、約1×10cells/kgから約1×10cells/kg、好ましくは約
1×10cells/kgから約5×10cells/kgの量で、投与され得る。
投与されるべき間葉幹細胞の正確な投与量は、年齢、体重、患者の性別、治療される炎症
反応、及びその範囲と重症度を含む、種々の因子に依存する。
間葉幹細胞は、前述のとおり、薬学的許容担体と併せて投与され得る。
本発明のまた別の態様にしたがって、動物の癌の治療法が提供される。前記方法は、動
物の癌を治療するのに有効な量の間葉幹細胞を動物に投与することを含む。
本発明のこの態様の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべきではないが、間葉
幹細胞が樹状細胞と相互作用し、IFN−β分泌をもたらし、腫瘍抑制因子として働くと
考えられる。治療され得る癌は、肝細胞癌、子宮頸癌、膵臓癌、前立腺癌、線維肉腫、髄
芽腫、及び星状細胞腫を含むがこれらに限定されない。しかしながら、本発明の範囲が如
何なる特定の癌にも限定されるべきではないことは理解されるべきである。
動物は、前述のとおり、ヒト及び非ヒト霊長類を含む哺乳類であり得る。
間葉幹細胞は、動物における癌を治療するのに有効な量で動物に投与される。通常、間
葉幹細胞は、約1×10cells/kgから約1×10cells/kg、好まし
くは約1×10cells/kgから約5×10cells/kgの量で、投与され
る。投与されるべき間葉幹細胞の正確な量は、年齢、体重、患者の性別、治療される癌の
タイプ、及びその範囲と重症度を含む、種々の因子に依存する。
間葉幹細胞は、前述のとおり、薬学的許容担体と併せて投与され、また全身に投与され
得る。あるいは、間葉幹細胞は治療される癌に直接投与され得る。
本発明のさらなる別の態様にしたがって、動物のアレルギー性疾患の治療法が提供され
る。この方法は、動物のアレルギー性疾患を治療するのに有効な量で間葉幹細胞を動物に
投与することを含む。
本発明のこの態様の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべきではないが、間葉
幹細胞が、急性アレルギー反応の後に投与された場合、肥満細胞の活性化及び脱顆粒の抑
制をもたらすと考えられる。また、間葉幹細胞は、好塩基球活性化を下方制御し、またT
NF−α等のサイトカイン、インターロイキン−8及び単球走化性タンパク質、あるいは
MCP−1等のケモカイン、ロイコトリエン等の脂質メディエータを抑制し、またヒスタ
ミン、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、カテプシン等の主要メディエータを抑制すると考
えられる。
治療され得るアレルギー性疾患は、ぜんそく、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、
及び接触性皮膚炎を含むがこれらに限定されない。しかしながら、本発明の範囲が如何な
る特定のアレルギー疾患にも限定されるべきでないことは、理解されるべきである。
間葉幹細胞は、動物のアレルギー疾患を治療するのに有効な量で動物に投与される。動
物は哺乳類であり得る。哺乳類は、ヒト及び非ヒト霊長類を含む霊長類であり得る。通常
、間葉幹細胞は、約1×10cells/kgから約1×10cells/kg、好
ましくは約1×10cells/kgから約5×10cells/kgの量で、投与
される。正確な投与量は、年齢、体重、患者の性別、治療されるアレルギー疾患、及びそ
の範囲と重症度を含む、種々の因子に依存する。
間葉幹細胞は、前述のとおり、薬学的許容担体と併せて投与され得る。間葉幹細胞は、
例えば静脈内投与あるいは動脈内投与等により、全身に投与され得る。
本発明のさらなる態様にしたがって、動物における創傷治癒を促進する方法が提供され
る。この方法は、動物における創傷治癒を促進するのに有効な量の間葉幹細胞を動物に投
与することを含む。
本発明の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべきではないが、前述のとおり、
間葉幹細胞がTreg細胞及び樹状細胞にインターロイキン−10(IL−10)を放出
させると考えられる。IL−10は、創傷における炎症を抑制あるいは調節し、それによ
り創傷の治癒を促進する。
さらに、間葉幹細胞は、他の細胞タイプにより分泌因子を誘導することで、創傷治癒及
び骨折治癒を促進し得る。例えば、間葉幹細胞は、末梢血単核細胞(PBMCs)による
血管内皮増殖因子(VEGF)のプロスタグランジンE2(PGE2)媒介性放出、及び
成長ホルモン、インスリン、インスリン様成長因子1(IGF−1)、インスリン様成長
因子結合タンパク質3(IGFBP−3)、及びエンドセリン−1のPGE2−媒介性放
出を誘導し得る。
間葉幹細胞は、動物の創傷治癒を促進するのに有効な量で動物に投与される。動物は哺
乳類であり得る。また哺乳類は、ヒト及び非ヒト霊長類を含む霊長類であり得る。通常、
間葉幹細胞は、約1×10cells/kgから約1×10cells/kg、好ま
しくは約1×10cells/kgから約5×10cells/kgの量で、投与さ
れる。投与されるべき間葉幹細胞の正確な量は、年齢、体重、患者の性別、及び治療され
る創傷の範囲と重症度を含む、種々の因子に依存する。
間葉幹細胞は、前述のとおり、薬学的許容担体と併せて投与され得る。間葉幹細胞は、
前述のとおり、全身に投与され得る。あるいは、間葉幹細胞は、例えば間葉幹細胞を包含
する包袋あるいは貯蔵容器の流体のように、直接創傷に投与され得る。
本発明のまた別の態様にしたがって、動物の線維症を治療あるいは予防する方法が提供
される。この方法は、動物の線維症を治療あるいは予防するのに有効な量の間葉幹細胞を
動物に投与することを含む。
間葉幹細胞は、肝硬変、末期腎不全に関連する腎臓の線維症、及び肺の線維症を含むが
これらに限定されない任意のタイプの動物の線維症を治療あるいは予防するために、動物
に投与され得る。本発明の範囲が如何なる特定のタイプの線維症にも限定されるべきでな
いことは理解されるべきである。
間葉幹細胞は、動物の線維症を治療あるいは予防するのに有効な量で動物に投与される
。動物は哺乳類であり得る。また哺乳類は、ヒト及び非ヒト霊長類を含む霊長類であり得
る。通常、間葉幹細胞は、約1×10cells/kgから約1×10cells/
kg、好ましくは約1×10cells/kgから約5×10cells/kgの量
で、投与される。投与されるべき間葉幹細胞の正確な量は、年齢、体重、患者の性別、及
び治療あるいは予防される線維症の範囲と重症度を含む、種々の因子に依存する。
間葉幹細胞は、前述のとおり、薬学的許容担体と併せて投与され得る。間葉幹細胞は、
前述のとおり、全身に投与され得る。
本発明の他の目的は、動物の組織あるいは器官における血管形成を促進することである
。ここで前記組織あるいは器官は、血管形成を必要としているものである。
したがって、本発明のさらなる態様にしたがって、動物の器官あるいは組織における血
管形成を促進する方法が提供される。この方法は、動物の器官あるいは組織における血管
形成を促進するのに有効な量の間葉幹細胞を動物に投与することを含む。
血管形成は、既存の微小血管床からの新規血管の形成である。
血管形成の誘導は、冠状動脈機能不全及び末梢動脈機能不全の治療に用いられ得る。し
たがって、冠状動脈疾患、虚血性心疾患、及び末梢動脈疾患の治療への非侵襲性の治癒的
方法となり得る。血管形成は、心臓以外の組織及び器官における疾病及び障害の治療に、
また心臓以外の器官の発達及び又は維持に関与し得る。血管形成は、内部及び外部の創傷
、及び皮膚潰瘍の治療に関与し得る。また血管形成は、肺着床、及び胎盤成長、及び胎児
血管系の発達に関与する。また血管形成は、軟骨吸収と骨形成の結びつけに極めて重要で
あり、また的確な成長板形態形成に極めて重要である。
さらに、血管形成は、肝臓等の高代謝器官の十分な形成及び維持に必要であり、ここで
密集した血管網が、十分な栄養と気体の輸送を提供するために必要である。
間葉幹細胞は、様々な方法で血管形成を必要とする組織あるいは器官に投与することが
できる。間葉幹細胞は、静脈内、動脈内あるいは腹腔内投与等により、全身に投与され得
る。あるいは間葉幹細胞は、例えば血管形成を必要とする組織あるいは器官に直接注入す
ることにより、血管形成を必要とする組織あるいは器官に直接投与され得る。
間葉幹細胞は、自己、同種異系、異種を含む多種多様な資源から得られ得る。
本発明の範囲は如何なる理論上の推論にも限定されるべきではないが、間葉幹細胞が、
動物に投与された場合、新規血管の形成を促進する血管内皮増殖因子、すなわちVEGF
を産生するように末梢血単核細胞(PBMCs)を刺激すると考えられる。
一実施例において、動物は哺乳類である。哺乳類は、ヒト及び非ヒト霊長類を含む霊長
類であり得る。
本発明にしたがって、間葉幹細胞は、血管形成を通して軽減、治療、あるいは予防する
ことができる任意の疾病あるいは障害の治療、軽減あるいは予防に用いられ得る。したが
って、例えば間葉幹細胞は、四肢、すなわち腕、脚部、手、足、及び頸部あるいは種々の
器官におけるものを含む動脈閉塞を治療するために、動物に投与され得る。例えば間葉幹
細胞は、脳に分布する動脈の動脈閉塞を治療し、それにより脳梗塞を治療あるいは予防す
るために用いられ得る。また、間葉幹細胞は、胎児期及び出生後の角膜の血管の治療に用
いられ得る。また糸球体構造形成をもたらすために用いられ得る。他の実施例において、
間葉幹細胞は、内部及び外部双方の創傷の治療に、また糖尿病及び鎌状赤血球貧血等の疾
病により引き起こされる皮膚潰瘍を含むがこれらに限定されない、足、手、脚部あるいは
腕に見られる皮膚潰瘍の治療に用いられ得る。
さらに、血管形成は胚着床及び胎盤形成に関与するため、間葉幹細胞は、胚着床を促進
するために、また流産を予防するために用いられ得る。
さらに、間葉幹細胞は、生まれる前の動物における血管系の発達を促進するために、ヒ
トを含む生まれる前の動物に投与され得る。
他の実施例において、間葉幹細胞は、軟骨吸収及び骨形成を促進するために、また的確
な成長板形態形成を促進するために、生後あるいは生前の動物に投与され得る。
間葉幹細胞は、動物の血管形成を促進するのに有効な量で投与される。間葉幹細胞は、
約1×10cells/kgから約1×10cells/kg、好ましくは約1×1
cells/kgから約5×10cells/kgの量で、投与され得る。投与さ
れるべき間葉幹細胞の量は、年齢、体重、患者の性別、治療、軽減、あるいは予防される
疾病あるいは障害、及びその範囲と重症度を含む、種々の因子に依存する。
間葉幹細胞は、薬学的許容担体と併せて投与され得る。例えば、間葉幹細胞は、注入用
の薬学的許容液状媒体中の細胞懸濁液として投与され得る。注入は、局所的、すなわち血
管形成を必要とする組織あるいは器官に直接であっても、あるいは全身的であってもよい
間葉幹細胞は、治療因子をエンコードする一つあるいはそれ以上のポリヌクレオチドで
遺伝子組み換えされ得る。ポリヌクレオチドは、適切な発現媒体(expression
vehicles)によって間葉幹細胞に送達され得る。間葉幹細胞を遺伝子組み換え
するために用いられ得る発現媒体は、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター
及びアデノ随伴ウイルスベクターを含むがこれらに限定されない。
治療因子をエンコードする適切なポリヌクレオチドの選択は、治療される疾病あるいは
障害、及びその範囲と重傷度を含む、種々の因子に依存する。治療因子をエンコードする
ポリヌクレオチド、及び適切な発現媒体は、米国特許6355239号にさらに開示され
ている。
間葉幹細胞が、上述の治療に用いられた場合、増殖因子、サイトカイン、抗炎症剤等の
薬剤、及び樹状細胞等の間葉幹細胞以外の細胞を含むがこれらに限定されない、この分野
における通常の知識を有する者に知られた他の治療因子と併せて用いられ得ること、及び
、必要に応じて、ヒアルロン酸等の細胞用可溶性担体とともに、あるいはコラーゲン、ゼ
ラチン、あるいは他の生体適合性ポリマー等の固形物と併せて投与され得ることは理解さ
れるべきである。
ここに開示された方法が、多数の方法で、またこの分野においてよく知られた種々の変
更及び置換を伴って実施され得ることは理解されるべきである。また、細胞タイプ間の作
用機構あるいは相互作用について説明する任意の理論が本発明を任意の方法に制限すると
解釈されるべきではなく、本発明の方法をより十分に理解することができるように提示さ
れていると認識され得る。
本発明は、図面に関して開示される。ここで、
図1 MSCsの樹状細胞作用の調節
(A)HLA−DR及びCD11cに対する抗体を用いた成熟単球DC1細胞のフロー
サイトメトリー分析、及びHLA−DR及びCD123(IL−3レセプター)に対する
抗体を用いた形質細胞様(plasmacytoid)DC2細胞のフローサイトメトリ
ー分析。(−−−(破線)):アイソタイプ コントロール;(___(実線)):FI
TC/PE結合抗体。(B)MSCsは、それぞれ活性化したDC1及びDC2からのT
NF−α分泌を抑制し(第一y軸)、IL−10分泌を増加させる(第二y軸)。(C)
成熟DC1細胞とともに培養したMSCsは、MSCあるいはDC単独の場合と比較して
、T細胞によるIFN−γ分泌(第一y軸)を抑制し、またIL−4レベルを増加させる
(第二y軸)。MSCsの存在下での炎症誘発性IFN−γの産生の減少、及び抗炎症性
IL−4の産生の増加は、抗炎症性表現型に関してのT細胞集団の変動を示唆した。
図2 MSCsの炎症誘発性エフェクターT細胞作用の抑制
(A)FITC結合CD4抗体(x軸)及びPE結合CD25抗体(y軸)を用いた、
PBMCsあるいは、MSC+PBMC培養(MSC+PBMC)における非接着性画分
の染色によるTReg細胞数(%)のフローサイトメトリー分析。ゲートは、バックグラ
ウンドとしてのアイソタイプ コントロール抗体に基づいて設定された。グラフは、5つ
の独立した実験の代表である。(B)細胞培養上清中で、MSCsの存在下で発生したT
H1細胞は減少したレベルのIFN−γを分泌し(第一y軸)、またMSCsの存在下で
発生したTH2細胞は増加した量のIL−4を分泌した(第二y軸)。(C)MSCsは
、24ウェルプレート中で0、24、あるいは48時間培養された精製NK細胞からのI
FN−γ分泌を抑制する。示されたデータは、一つの実験における平均値±SDサイトカ
イン分泌であり、また3つの独立した実験の代表である。
図3 MSCsのTreg細胞集団数の増加及びGITR発現の増加の誘導
(A)PRMCあるいはMSC+PBMC(MSCのPBMCに対する比 1:10)
培養(3日間さらなる刺激もなく培養された)由来のCD4+CD25+Treg細胞集
団は、2ステップ磁気分離法を用いて単離された。これらの細胞は、(さらなる増殖を阻
止するために)放射線照射され、混合リンパ球反応(MLR)における刺激因子として用
いられた。ここで応答物質(responder)は、フィトヘムアグルチニン(PHA
)の存在下(2.5mg/ml)での同種異系PBMCs(刺激因子の応答物質に対する
比 1:100)であった。細胞は48時間培養され、その後3Hチミジンが添加され、
24時間後に組み込まれた放射能がカウントされた。結果は、MSCsの存在下で発生し
たTreg集団(レーン3)が、MSCsの不在下で発生したTreg細胞(レーン2)
と機能上類似していることを示した。(B)PBMCsは、MSCsの不在下(上段プロ
ット)あるいは存在下(下段プロット)(MSCのPBMCに対する比 1:10)で、
3日間培養され、その後非接着性画分が回収され、FITC標識GITR及びPE標識C
D4を用いて免疫染色された。結果は、MSCsの存在下で培養された細胞のGITR発
現において、2倍を超える増加を示す。
図4 MSCsのPGE2の産生、及びMSC媒介免疫調節作用を無効にするPGE2
の阻害
(A)種々の濃度の、PGE2阻害剤であるNS−398あるいはインドメタシン(I
ndometh.)の存在下あるいは不在下で培養されたMSCsから得られた培養上清
におけるPGE2分泌(平均値±SD)。阻害剤濃度はμMであり、提示されたデータは
24時間培養後に得られた値である。(B)リアルタイムRT−PCRを用いたMSCs
及びPBMCsにおけるCOX−1及びCOX−2発現。MSCsは、PBMCsと比較
してはるかに高いレベルのCOX−2を発現し、MSCsがPBMCsの存在下で培養さ
れた場合には、MSCsのCOX−2発現の3倍以上の増加であった。3つの独立した実
験のうちの1つからの代表データが示される。MSC+PBMC培養はトランスウェルチ
ャンバープレートに設置され、ここでMSCsは下部チャンバーに播種され、PBMCs
は上部チャンバーに播種された。(C)PGE2阻害剤インドメタシン(Ind.)ある
いはNS−398の存在が、コントロールと比較して、活性化DCsからのTNF−α分
泌と、TH1細胞からのIFN−γ分泌を増加させた。データは、MSCs及びPGE2
阻害剤の不在化で発生した培養からの%変化として計算された。(D)MSC−PBMC
共培養(1:10)でのPGE2阻害剤インドメタシン(Indo)及びNS−398の
存在は、PHA処理したPBMCsに対するMSC媒介抗増殖促進作用を無効にする。示
されたデータは、一つの実験からのものであり、また3つの独立した実験の代表である。
図5 同種異系PBMCsの存在下での構成的MSCサイトカイン分泌の増加
予め特性の示されたヒトMSCsを用いて、PBMCsの存在下(MSCのPBMCに
対する比 1:10)(斜線バー)あるいは不在下(白抜きバー)で24時間培養したM
SCsの培養上清における、サイトカインIL−6及びVEGF、脂質メディエータPG
E2、及びマトリクスメタロプロテイナーゼ1(pro−MMP−1)のレベルが分析さ
れた。MSCsはIL−6、VEGF、及びPGE2を構成的に産生し、これらの因子の
レベルはPBMCsとの共培養により増加した。これにより、MSCsが炎症設定におけ
る免疫機能の調節に関与し得ることを示す。
図6 MSCsの用量依存的様式でのマイトジェン誘導T細胞増殖の抑制
増加数の同種異系PBMCsが、PHAの存在下(2.5mg/ml)あるいは不在下
で、96ウェルプレートに播種された定数のMSCs(2000cells/well)
とともにインキュベートされ、3Hチミジン取り込みが(カウント数/分、すなわちcp
mで)測定された。MSCsの存在下で、PHAで処理したPBMCsの増殖の用量依存
的抑制があった。3つの独立した実験の1つからの代表的な結果が示される。類似の結果
は、LeBlanc,et al.,Scand J.Immunol.,Vol.57
,pg.11(2003)により報告された。
図7 MSC作用機序案の系統図
MSCsは、先天性(DCs経路 2から4;及びNK経路 6)及び適応的(T経路
1及び5、及びB経路 7)免疫システムの双方からの細胞に作用することで、その免
疫調節作用を調節する。侵入病原体に対する反応で、未成熟DCsは潜在的入口部位に移
動し、成熟して、(抗原特異的及び副刺激シグナルで)保護(protective)エ
フェクターT細胞(細胞媒介TH1免疫あるいは体液性TH2免疫)となるためのnai
veT細胞を用意(prime)する能力を獲得する。MSC−DC相互作用の間に、M
SCsは、直接細胞間接触で、あるいは分泌された因子を介して、細胞媒介反応(経路2
)を開始するDCsの能力を制限することによって、あるいは体液性反応(経路4)を開
始する能力を促進することによって、免疫反応の結果を変更し得る。また、成熟エフェク
ターT細胞が存在する場合は、MSCsは、TH1(経路1)反応のバランスをTH2反
応(経路5)の方へ、またおそらくIgE産生B細胞活性の増加(経路7)、GvHD及
び自己免疫疾患症状の抑制について望ましい結果の方へ傾けるために、互いに相互作用し
得る。MSCsは、TReg集団の発生の増加(経路3)をもたらす能力において、体制
表現型をもたらし、また局所微小環境におけるバイスタンダー(bystander)炎
症を弱めることで受容者ホストを救済し得る。破線(−−−)は、提案されたメカニズム
を表す。
本発明は、以下の実施例に関して開示される。しかしながら、本発明の範囲はそれらに
よって限定されるべきでないことは理解されるべきである。
(実施例1)
材料及び方法
ヒトMSCsの培養
Pittenger et al.,Science,Vol.284,pg.143
(1999)により開示されたように、ヒトMSCsを培養した。つまり、Poieti
cs Technologies、Div of Cambrex Bioscienc
esによるインフォームドコセントの後に、匿名提供者の腸骨稜から骨髄サンプルを回収
した。MSCsを、1%抗生物質−抗真菌(antibiotic−antimycot
ic)溶液(Invitrogen,Carlsbad,California)と、1
0%ウシ胎仔血清(FBS,JRH BioSciences、lenexa、Kans
as)とを含有する、完全ダルベッコ変法イーグル培地(complete Dulbe
cco‘s Modified Eagle’s Medium)−低グルコース(Li
fe Technologies,Carlsbad,California)中で培養
した。MSCsは接着性の単層として増殖し、トリプシン/EDTA(0.05%トリプ
シンを37℃で3分間)を用いて分離した。用いた全てのMSCsが多分化能について予
め明らかにされており、また間葉系に分化(軟骨、脂質生成、及び骨形成)する能力を保
持していた(Pittenger et al.,Science,Vol.284,p
g.143(1999))。
樹状細胞の単離
末梢血単核細胞(PBMCs)を、Poietics Technologies,D
iv of Cambrex Biosciences(Walkersville,M
D)から獲得した。単球系の樹状細胞(DCs)の前駆体(CD1c+)を、Dzion
ek、et al.,J.Immunol.,Vol.165,pg.6037(200
0)にしたがった2ステップ磁気分離法を用いて、PBMCsからポジティブセレクショ
ンした。つまり、CD1c発現B細胞が磁気ビーズを用いてCD19+細胞を磁気的に除
去され、その後、ビオチン標識CD1c(BDCA1+)及び抗ビオチン抗体を用いてB
細胞除去画分を標識し、それらを、メーカーの使用説明書(Miltenyi Biot
ech,Auburn,California)にしたがって磁気カラムを利用して非標
識細胞画分から分離した。形質細胞様系統のDCsの前駆体が、陽性に標識される抗体で
コートされた細胞(BDCA2+)の免疫−磁気ソーティングにより、PBMCsから単
離された(Miltenyi Biotech,Auburn,California)
MSC−DC培養
大部分の実験において、等数のヒトMSCs及びDCsを、種々の期間培養し、細胞培
養上清を回収し、さらなる実験まで−80℃で保存した。選択した実験では、MSCsを
成熟DC1あるいはDC2細胞とともに(1:1 MSC:DCの比)3日間培養し、続
いて混合培養(MSCsとDCs)を、増殖を阻止するために放射線照射した。続いて、
抗体精製、naive、同種異系T細胞(CD4+、CD45RA+)を放射線照射MS
Cs/DCsに添加し、さらに6日間培養した。その後、非接着性細胞画分(精製T細胞
)を培養液から回収し、2回洗浄し、さらに24時間PHAで再刺激した。その後、細胞
培養上清を収集し、ELISAにより分泌されたIFN−γ及びIL−4について分析し
た。
NK細胞の単離
NK細胞の精製集団を、一次試薬としてのビオチン結合モノクローナル抗体(抗CD3
、CD14、CD19、CD36及び抗IgE抗体)と、二次標識試薬としてのマイクロ
ビーズに結合した抗ビオチンモノクローナル抗体との混合物で磁気的に標識した非NK細
胞を除去することで、獲得した。磁気標識された非NK細胞は、磁気領域中のMACS(
Miltenyi Biotech,Auburn,California)カラムに保
持され、一方NK細胞は、通過して回収された。
Treg細胞集団の単離
Treg細胞集団を、2ステップ単離法を用いて単離した。第一に、非CD4+T細胞
を、ビオチン標識抗体と抗ビオチンマイクロビーズの混合物で間接的磁気的に標識した。
続いて標識した細胞を、MACSカラム(Miltenyi Biotech,Aubu
rn,California)での分離により除去した。次に、CD4+CD25+細胞
を、CD25マイクロビーズで直接標識し、濃縮前CD4+T細胞画分からポジティブセ
レクションにより単離した。磁気的に標識したCD4+CD25+T細胞をカラム上に保
持し、磁気領域からのカラムの除去の後に溶出した。
MSCsの存在下で発生したCD4+CD25+集団の増加が実際に抑制されたか否か
を測定するために、2ステップ磁気単離法を用いて、CD4+CD25+TReg細胞集
団をPBMCあるいはMSC+PBMC(MSCのPBMCに対する比 1:10)培養
(3日間さらなる刺激もなく培養された)から単離した。これらの細胞を、さらなる増殖
を阻止するために放射線照射し、混合リンパ球反応(MLR)における刺激因子として用
いた。ここで応答物質は、PHAの存在下(2.5μg/ml)での同種異系PBMCs
(刺激因子の応答物質に対する比 1:100)であった。48時間の培養を実施し、そ
の後3Hチミジンを添加して、24時間後に組み込まれた放射能をカウントした。
PBMCsをMSCsの不在下あるいは存在下(MSCのPBMCに対する比 1:1
0)で培養し、その後、非接着性画分を収集し、FITC標識グルココルチコイド誘導T
NFレセプター、すなわちGITR、及びPE標識CD4を用いて免疫染色した。
TH1/TH2細胞の発生
末梢血単核細胞(PBMCs)を、単球を除去するために、37℃で45分間2×10
6cells/mlで播種した。非接着性画分を、MSCsの存在下あるいは不在下で、
TH1(IL−2(4ng/ml)+IL−12(5ng/ml)+抗IL−4(1μg
/ml))あるいはTH2(IL−2(4ng/ml)+IL−4(4ng/ml)+抗
IFN−γ(1μg/ml))条件下、プレート固定抗CD3(5μg/ml)抗体、及
び抗CD28(1μg/ml)抗体の存在下で3日間インキュベートした。細胞を洗浄し
、その後24時間あるいは48時間、PHA(2.5μg/ml)で再刺激した。その後
、ELISA(R&D Systems,Minneapolis,Minnesota
)で、培養上清中のIFN−γ及びIL−4のレベルを測定した。
MSCsの培養上清中のVEGF、PGE2、及びpro−MMP−1のレベルの分析
予め特定されたヒトMSCsを用いて、PBMCsの存在下(MSCのPBMCに対す
る比 1:10)あるいは不在下で24時間培養したMSCsの培養上清中で、インター
ロイキン−6(IL−6)、VEGF、脂質メディエータ プロスタグランジンE2(P
GE2)、及びマトリクスメタロプロテイナーゼ1(pro−MMP−1)のレベルを分
析した。
PBMCsの増殖
精製PBMCsを、Ficoll−Hypaque(Lymphoprep,Oslo
,Norway)での遠心分離ロイコパック(centrifuging leukop
ack)(Cambrex,Walkersville,Maryland)により処理
した。分離した細胞を、マイトジェンPHA(Sigma Chemicals,St.
Louis,Missouri)の存在下、MSCsの存在下(定着するように、PBM
C添加の3から4時間前に播種した)あるいは不在下で、48時間培養した(トリプリケ
イト(triplicates)で)。選択した実験においては、PBMCsを、PGE
2阻害剤インドメタシン(Sigma Chemicals,St.Louis,Mis
souri)あるいはNS−938(Cayman Chemicals,Ann Ar
bor,Michigan)を含有する培地中に再懸濁した。(3H)−チミジンを添加
し(200μlの培養液中に20μl)、さらなる24時間の培養の後に自動収集器を用
いて細胞を収集した。MSCsあるいはPGE2阻害剤の作用効果を、PHAの存在下の
コントロール反応(100%)の割合として計算した。
量的RT−PCR
細胞ペレットからの全RNAを、市販のキット(Qiagen,Valencia,C
alifornia)を用いて、またメーカーの使用説明書にしたがって、処理した。混
入ゲノムDNAを、DNAフリーキット(Ambion,Austin,Texas)を
用いて除去した。0.5μM濃度のプライマーとともにQuantiTect SYBR
Green RT−PCRキット(Qiagen,Valencia,Califor
nia)を用いて、MJ Research Opticon検出システム(South
San Francisco,California)で量的RT−PCRを実施した
。種々の条件下で培養された細胞における発現レベルの相対的変化を、内在コントロール
としてのβアクチンを用いて、Ct値(交点)の違いにより算出した。COX−1及びC
OX−2の特異的プライマーの配列は、COX−1:5’−CCG GAT GCC A
GT CAG GAT GAT G−3’(フォワード)、5’−CTA GAC AG
C CAG ATG CTG ACA G−3’(リバース);COX−2:5’−AT
C TAC CCT CCT CAA GTC CC−3’(フォワード)、5’−TA
C CAG AAG GGC AGG ATA CAG−3’(リバース)である。
増加数の同種異系PBMCsを、PHAの存在下(2.5μg/ml)で、96ウェル
プレートに播種した定数のMSCs(2000cells/well)とともに72時間
インキュベートし、3Hチミジン取り込み(カウント数/分、すなわちcpmで)を測定
した。
PBMCsとMSCsは、MSC:PBMCが1:1、1:3、1:10、1:30、
及び1:81の割合で培養した。
結果
本研究において、ヒトMSCsと、樹状細胞(DC1及びDC2)、エフェクターT細
胞(TH1及びTH2)、及びNK細胞を含む、単離された免疫細胞集団との相互作用を
調査した。MSCsと各免疫細胞タイプとの相互作用は、MSCsが免疫反応プロセスの
複数の段階を調節し得ることを示す特異的な結果であった。MSC免疫調節作用を調節し
、またMSC免疫調節作用の原因となり得る分泌因子の産生が評価され、プロスタグラン
ジン合成が関与することが示された。
骨髄(DC1)前駆樹状細胞及び形質細胞様(DC2)前駆樹状細胞を、それぞれBD
CA1+細胞及びBDCA2+細胞の免疫−磁気ソーティングにより単離し、DC1細胞
についてはGM−CSF及びIL−4(それぞれ1×103IU/ml、及び1×103
IU/ml)とともに、DC2細胞についてはIL−3(10ng/ml)とともにイン
キュベートすることで成熟させた。フローサイトメトリーを用いて、DC1細胞はHLA
−DR+及びCD11c+であり、一方DC2細胞はHLA−DR+及びCD123+で
あった(図1A)。炎症性因子である細菌性リポ多糖(LPS,1ng/ml)の存在下
で、DC1細胞は中程度のレベルのTNF−αを産生したが、MSCsが存在した場合(
1:1及び1:10の比で調査された)には、TNF−α分泌の50%以上の減少があっ
た(図1B)。他方では、DC2細胞はLPSの存在下でIL−10を産生し、そのレベ
ルはMSC:DC2共培養(1:1)で2倍以上増加した(図1B)。したがって、MS
Csは、培養中の活性化されたDCsのサイトカインプロファイルを、より寛容原生表現
型に変更した。さらに、活性化したDCsは、MSCsとともに培養された場合に、IF
N−γを減少させ、またnaiveCD4+T細胞により分泌されたIL−4レベルを増
加させることができ(図1C)、これは前炎症性T細胞表現型から抗炎症性T細胞表現型
へのMSC媒介変化を示す。
IL−10分泌の増加が制御性細胞の発生に関与するため(Kingsley,et
al.,J.Immunol.,Vol.168,pg.1080(2000))、T制
御性細胞(TReg)を、PBMCs及びMSCsの共培養中で、フローサイトメトリー
により定量した。PBMCsのMSCsとの3から5日間の培養により、抗CD4抗体及
び抗CD25抗体でのPBMCsの染色により測定されたTReg細胞数の増加があり(
図2A)、さらにMSC誘導寛容原生反応を支持した。MSCsの存在下で発生したCD
4+CD25+TReg細胞集団は、増加したレベルのグルココルチコイド誘導TNFレ
セプター(GITR)、TReg細胞集団上に発現する細胞表面レセプターを発現し、ま
た同種異系T細胞増殖を抑制した(図3A、3B)ことから、実際抑制的であった。次に
、T細胞分化に作用する直接の能力に関して、MSCsを調査した。抗体選別精製T細胞
(CD4+Th細胞)を用いて、IFN−γ産生TH1細胞及びIL−4産生TH2細胞
を、MSCsの存在下あるいは不在下で発生させた。分化の間にMSCsが存在すると、
TH1細胞によるIFN−γ分泌が減少し、TH2細胞によるIL−4分泌が増加した(
図2B)。Th細胞がエフェクターTH1タイプあるいはTH2タイプに分化した後(3
日)に、MSCsが培養に添加された場合は、IFN−γあるいはIL−4のレベルの著
しい変化は見られなかった(不図示)。これらの実験は、MSCsがエフェクターT細胞
分化に直接作用し、T細胞サイトカイン分泌を体液性表現型に変化させることができるこ
とを示す。
同様に、MSCsを精製NK細胞(CD3−、CD14−、CD19−、CD36−)
と比率1:1で異なる期間(0から48時間)培養すると、培養上清中でのIFN−γ分
泌の減少があった(図2C)。したがって、これはMSCsがNK細胞作用をも調節する
ことができることを示す。
過去の研究は、MSCsが水溶性因子によりT細胞作用を調節することを示している(
LeBlanc,et al.,Exp.Hematol.,Vol.31,pg.89
0(2003);Tse,et al.,Transplantation,Vol.7
5,pg.389(2003))。MSCsが、IL−6、プロスタグランジンE2、V
EGF、及びproMMP−1を含む複数の因子を構成的に分泌し、PBMCsを含む培
養によりそれぞれのレベルが増加したことが観察された(図5)。DCsによる、TNF
−α産生の抑制、及びIL−10産生の増加をもたらすMSC生成因子を調査するために
、プロスタグランジンE2の潜在的役割を調査したが、活性化DCsによるTNF−γ産
生を抑制することが認められた(Vassiliou,et al.,Cell.Imm
unol.,Vol.223,pg.120(2003))。MSC培養(0.5×10
6cells/mlの24時間培養)の条件培地は、おおよそ1000pg/mlのPG
E2を含有していた(図4A)。培養上清中に、PGE2分泌の既知の誘導因子、例えば
TNF−α、IFN−γあるいはIL−1βの存在は検出できなかったが(不図示)、こ
れはMSCsによるPGE2の構成的分泌を示す。hMSCsによるPGE2分泌は、P
GE2産生の既知の阻害剤、NS−398(5μM)及びインドメタシン(4μM)の存
在下で、60から90%抑制された(図4A)。PGE2分泌の放出が、構成的活性シク
ロオキシゲナーゼ酵素1(COX−1)及び誘導性シクロオキシゲナーゼ酵素2(COX
−2)の酵素活性の結果として起こるため(Harris,et al.,Trends
Immunol.,Vol.23,pg.144(2002))、MSCs及びPBM
CsにおけるCOX−1及びCOX−2のmRNA発現を、トランスウェル培養システム
を用いて分析した。MSCsは、PBMCsと比較してはるかに高いレベルのCOX−2
を発現し、MSCsとPBMCsの24時間の共培養(MSCのPBMCに対する比 1
:10)の場合には、発現レベルは3倍以上増加した(図4B)。COX−1レベルのわ
ずかな変化が見られ、これはMSC−PBMC共培養によるPGE2分泌の増加(図5)
が、COX−2の上向き調節により調節されることを示す。DCs及びT細胞に対するM
SCの免疫調節効果がPGE2によって調節されたか否かを調査するために、PGE2阻
害剤NS−398あるいはインドメタシンの存在下で、MSCsを活性化樹状細胞(DC
1)あるいはTH1細胞とともに培養した。NS−398あるいはインドメタシンの存在
が、DC1sによるTNF−α分泌と、TH1細胞からのIFN−γ分泌をそれぞれ増加
させたが(図4C)、これは免疫細胞タイプに対するMSCの作用が、分泌されたPGE
2により調節され得ることを示す。最近の研究が、MSCsが様々な刺激で誘導されるT
細胞増殖を抑制することを示した(Denicola,et al.,Blood,Vo
l.99,pg.3838(2002);LeBlanc,et al.,Scand.
J.Immunol.,Vol.57,pg.11(2003))。MSCsがマイトジ
ェン誘導T細胞増殖を用量依存的様式で抑制することが観察され(図6)、PGE2阻害
剤NS−398(5μM)あるいはインドメタシン(4μM)が存在した場合には、MS
C含有培養液中のPHA処理PBMCsによる3Hチミジン取り込みが、阻害剤を含まな
いコントロールと比べて、70%以上増加した(図4D)。
要約すると、MSCの他の免疫細胞タイプとの相互作用のモデル(図7)が提案される
。成熟T細胞が存在する場合には、MSCsは、それらと直接相互作用して、前炎症性I
FN−γ産生を抑制し(経路1)、制御性T細胞表現型を促進し(経路3)、また抗炎症
性TH2細胞を促進する(経路5)。さらに、MSCsは、PGE2を分泌し、前炎症性
DC1細胞を抑制し(経路2)、また抗炎症性DC2細胞(経路4)あるいは制御性DC
s(経路3)を促進することで、DCsを介したT細胞免疫反応の結果を変えることがで
きる。TH2免疫への変化は言い換えると、B細胞活性の、IgE/IgG1サブタイプ
抗体の発生の増加(経路7)への変化を示す。MSCsは、そのNK細胞からのIFN−
γ分泌を抑制する能力により、NK細胞作用を調節し得る(経路6)。このMSCのモデ
ル:免疫細胞相互作用は、複数の他の研究所で行われた実験と一致する(LeBlanc
,et al.,Exp.Hematol.,Vol.31,pg.890(2003)
;Tse,et al.,Transplantation,Vol.75,pg.38
9(2003);DiNicola,et al.,Blood,Vol.99,pg.
3838(2002))。提案されたメカニズムについてのさらなる調査が進行中であり
、現在はMSC投与のin vivo効果を調査するために、動物研究が必要である。
公開された特許出願、保管登録番号、及びデータベース登録番号を含む、全ての特許、
文献は、各特許、文献、保管登録番号、及びデータベース登録番号が明確に、また個別に
参照として組み込まれているように、同じ範囲で参照としてここに組み込まれている。
しかしながら、本発明の範囲は、上述の特定の実施例に限定されるべきでないことは理
解されるべきである。本発明は、特に開示されている以外の様式で実施され得るが、これ
も添付の請求の範囲の範囲内である。

Claims (7)

  1. 動物の炎症性大腸炎を治療するための、単離された、同種異系の、遺伝子操作されていないヒトの間葉幹細胞を含む、医薬製剤であって、当該ヒトの間葉幹細胞は細胞表面マーカーCD29、CD54、CD73、CD90、CD102、CD105、CD106、CD166およびMHC1を発現している、前記医薬製剤
  2. 前記動物が、哺乳類であることを特徴とする、請求項記載の医薬製剤。
  3. 前記哺乳類が、ヒトであることを特徴とする、請求項記載の医薬製剤。
  4. 動物の炎症反応を治療するための、単離された、同種異系の、遺伝子操作されていないヒトの間葉幹細胞を含む医薬製剤であって、ここで炎症反応の治療が、炎症性大腸炎における消化管における炎症を軽減することを含み、当該ヒトの間葉幹細胞は細胞表面マーカーCD29、CD54、CD73、CD90、CD102、CD105、CD106、CD166およびMHC1を発現している、前記医薬製剤。
  5. 前記単離された、同種異系の、遺伝子操作されていないヒトの間葉幹細胞が、腸の炎症を制限又は軽減する、請求項記載の医薬製剤。
  6. 前記動物が、哺乳類であることを特徴とする、請求項記載の医薬製剤。
  7. 前記哺乳類が、ヒトであることを特徴とする、請求項記載の医薬製剤。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2643076T3 (es) * 2004-03-22 2017-11-21 Mesoblast International Sàrl Células madre mesenquimales y sus usos
CA2873968A1 (en) * 2012-05-16 2014-06-26 Kennedy Krieger Institute, Inc. Stem cells as an individualized maternal therapy for prevention of prematurity
JP2016210730A (ja) * 2015-05-08 2016-12-15 上田 実 医薬組成物及びその製造方法並びに医薬品
WO2018092769A1 (ja) 2016-11-15 2018-05-24 株式会社カネカ 胎児付属物に由来する間葉系幹細胞を含む細胞集団とその製造方法、及び医薬組成物
US20200368291A1 (en) 2017-12-28 2020-11-26 Kaneka Corporation Cell population including adhesive stem cells, production method therefor and pharmaceutical composition
JPWO2020251020A1 (ja) 2019-06-14 2020-12-17
CA3148582A1 (en) * 2019-08-15 2021-02-18 Nextcell Pharma Ab Allogeneic composition for treatment of cns disorders
CN113813288B (zh) * 2021-08-11 2024-02-13 谢岩 间充质干细胞及包含其的组合物用于制备治疗烧伤难愈创面的药物的用途

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0651641B2 (ja) * 1983-08-29 1994-07-06 株式会社ミドリ十字 ガンマ・インターフェロン組成物
EP0302862A1 (en) * 1986-03-17 1989-02-15 Schering Corporation Treatment of cancers with gamma interferon
WO1995034320A2 (en) * 1994-06-07 1995-12-21 Regents Of The University Of Minnesota Methods for inhibiting antigen specific t cell responses
WO1997041208A1 (en) * 1996-04-26 1997-11-06 Case Western Reserve University Skin regeneration using mesenchymal stem cells
US6328960B1 (en) * 1998-03-18 2001-12-11 Osiris Therapeutics, Inc. Mesenchymal stem cells for prevention and treatment of immune responses in transplantation
US6368636B1 (en) * 1998-03-18 2002-04-09 Osiris Therapeutics, Inc. Mesenchymal stem cells for prevention and treatment of immune responses in transplantation
CA2326838C (en) * 1998-04-03 2008-12-23 Osiris Therapeutics, Inc. Mesenchymal stem cells as immunosuppressants
EP1564292A1 (en) * 2000-01-19 2005-08-17 Parkash S. Gill Pharmaceutical compositions and methods of treatment based on VEGF antisense oligonucleotides
ES2353061T5 (es) * 2000-04-25 2014-04-07 Osiris Therapeutics, Inc. Reparación de articulaciones utilizando células madre mesenquimatosas
NZ533987A (en) * 2002-02-01 2007-04-27 Schering Corp Uses of mammalian cytokine; agonists and antagonists for modulating antigen presenting cell priming of T cells
JP3897343B2 (ja) * 2002-08-01 2007-03-22 株式会社林原生物化学研究所 免疫担当細胞においてインターフェロン−γの産生を誘導する蛋白質
WO2004052177A2 (en) * 2002-12-05 2004-06-24 Case Western Reserve University Cell-based therapies for ischemia
ES2643076T3 (es) * 2004-03-22 2017-11-21 Mesoblast International Sàrl Células madre mesenquimales y sus usos
JP2007530543A (ja) * 2004-03-22 2007-11-01 オシリス セラピューティクス,インコーポレイテッド 間葉幹細胞及びその使用法

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