JP6042099B2 - 細胞増殖抑制剤 - Google Patents
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Description
本発明は、キシロースを有効成分とする細胞増殖抑制剤、および該細胞増殖抑制剤を用いた細胞の増殖制御方法に関する。
生物学では、人為的に生体外で培養する培養細胞が、in vitro実験系や再生医療および細胞療法において広く用いられている。その細胞の有する性状を一定に維持するためには、継代を行うことにより培地中にて細胞を増殖し続ける必要がある。しかしながら、初代培養細胞や有限細胞系などの継代回数に制限(寿命)のある株化していない細胞では、継代を行うことによってその細胞の性状が変化することが多い。
本発明による細胞増殖抑制剤は、前記したように、キシロースを有効成分とする。
(1)培地の調製
マウスES細胞(胚性幹細胞)培養用培地はそれぞれ下記の配合となるように調製した。
対照ES培地(グルコースES培地):
ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM;Gibco BRL、Rockville,MD)、15容量% KnockOut Serum Replacement(KSR;Invitorogen)、100μM 非必須アミノ酸(Gibco BRL)、1mM ピルビン酸ナトリウム溶液(Gibco BRL)、103U/mL LIF(Chemicon,Temecula,CA)、100μM 2−メルカプトエタノール(Sigma,St.Louis,MO)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
本発明によるES培地(キシロースES培地):
DMEM中のグルコースをD−キシロースに置換した変法DMEM(M−DMEM,日水製薬株式会社より入手)、糖質を透析膜(透析膜 36/32、エーディア株式会社製)により除去した15容量% KSR(日水製薬株式会社より入手)、100μM 非必須アミノ酸、1mM ピルビン酸ナトリウム溶液、100μM 2−メルカプトエタノール、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン
マウスES細胞(129/SV系、Cell and Molecular Technologies, Philipsburg, NJ)は、0.1重量% ゼラチン(Sigma)でコートした細胞培養ディッシュ(6ウェルプレート、株式会社サンプラテックより入手)にて、マイトマイシンC(Sigma)を用いて不活性化させたSNLフィーダー細胞(信州大学より入手)層上で、37℃、5%CO2存在下にて、培養されたものを用いた。培地は、上記グルコースES培地を用い、培地交換を毎日行った。
ES細胞をSNLフィーダー細胞上で培養後、0.1重量% トリプシン/1mM EDTA溶液を用いて、マウスES細胞のコロニーのみを回収し、不活性化させたSNLフィーダー細胞を播種した96ウェルプレート(AGCテクノグラス株式会社より入手)上にES細胞を播種し、37℃、5%CO2存在下にて、上記グルコースES培地を用いて2〜3日間培養し、再度コロニーを形成させた。
MTT Cell Growth Assay Kit(Chemicon)を用いて、製品マニュアルに従って測定した。具体的には、96ウェルプレートで培養した細胞の培地100μLを新鮮な培地に交換し、これに対してMTT試薬を10μL添加後4時間インキュベートした。その後、生細胞が生成するホルマザン色素(青色)を、可溶化液(0.04N HCl/イソプロパノール)を加えてピペッティングを数回行って溶解させ、プレートリーダーを用いて吸光波長570nmとリファレンス波長630nmを用いて測定した。生存率は、培養後0日目を100%として、それぞれの平均値±標準偏差を算出した。結果を図1AおよびBに示す。
上記(3)と同様に、マウスES細胞のコロニーのみを回収し、不活化させたSNLフィーダー細胞を播種した6ウェルプレート(株式会社サンプラテックより入手)に、ES細胞を2.0×104細胞/ウェルとなるように播種し、37℃、5%CO2存在下にて、上記グルコースES培地を用いて2〜3日間培養し、再度コロニーを形成させた。コロニー形成後に、一方の培地をキシロースES培地に置換して、培養した(「培養後0日目」とする)。培地交換は毎日行った。
培養後0日目、4日目、8日目のES細胞コロニーの形態を光学顕微鏡(IX70、オリンパス株式会社製)で観察した。結果を図2に示す。
全RNAを、TRIzol Reagent(Invitorogen,Carlsbad,CA)を用いて抽出した。抽出したRNAからSuper Script II(Inbitrogen)を用いてcDNAを調製した。cDNAサンプルは、下記表1のプライマーの内Oct3/4、Nanog、Rex−1、Nestin、Brahyury、Foxa2、β−actinを用いて、増幅した(Thermal Cycler Dice、タカラバイオ株式会社製)。
培養後8日目のES細胞を4%パラホルムアルデヒド/リン酸緩衝液(PBS、pH7.4)で30分間固定した。0.1%TritonX−100/PBSを用いて透過処理を行い、1.5%正常ロバ血清または正常ヤギ血清で処理した。その後、一次抗体として、マウス抗Oct3/4(1:100,Santa Cruz Biptechnology,Santa Cruz,CA)およびウサギ抗Foxa2(1:800,Cell Signaling Technology,Inc.,Beverly,MA)を用いて、4℃で一晩反応させ、洗浄後、二次抗体として、フルオレセインまたはTRITC接合IgGで染色した。その後、DAPIを用いて核染色した。結果を図4に示す。
マウスEB(胚様体)培養用培地はそれぞれ下記の配合となるように調製した。
対照EB培地(グルコースEB培地):
DMEM、20容量% FBS、100μM 非必須アミノ酸、1mM ピルビン酸ナトリウム溶液、100μM 2−メルカプトエタノール、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン
本発明によるEB培地(キシロースEB培地):
DMEM中のグルコースをD−キシロースに置換した変法DMEM(M−DMEM,日水製薬株式会社より入手)、糖質を透析膜により除去した20容量% FBS、100μM 非必須アミノ酸、1mM ピルビン酸ナトリウム溶液、100μM 2−メルカプトエタノール、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン
回収後0日目、4日目、8日目(培養後5日目、9日目、13日目)のEBの形態を光学顕微鏡で観察した。結果を図5に示す。結果に示されるように、グルコースEB培地を用いたものは、伸展したが、キシロースEB培地を用いたものは形態の変化が少なかった。
回収後4日目、7日目、14日目(培養後9日目、12日目、19日目)のEBについて、上記(4)に記載の方法と同様の方法で、上記表1のプライマーの内Oct3/4、Nanog、Rex−1、Nestin、Goosecoid、Brahyury、Foxa2、AFP、GATA4、β−actinを用いて、RT−PCRを行った。結果を図6に示す。
回収後8日目、21日目(培養後13日目、26日目)のEBについて、一次抗体として、マウス抗Oct3/4(1:100,Santa Cruz Biptechnology,Santa Cruz,CA)、ウサギ抗Foxa2(1:800,Cell Signaling Technology,Inc.,Beverly,MA)、ヤギ抗Sox17(1:200,Santa Cruz Biptechnology,Santa Cruz,CA)、およびウサギ抗Nanog(1:200,ReproCELL Inc,横浜、日本)を用いる以外は、上記(4)に記載の方法と同様の方法で、蛍光免疫染色を行った。
(6)ES細胞の神経細胞への分化誘導試験
神経系細胞へ分化誘導するために、SNLフィーダー細胞上で培養したES細胞を、マイトマイシンC処理したPA6フィーダー細胞(理研BRCより入手)上に播種し、LIFを含まない上記グルコースES培地またはキシロースES培地で21日間培養した。
(1)培地の調製
ヒトiPS細胞(人工多能性幹細胞)培養用培地はそれぞれ下記の配合となるように調製した。
対照培地(グルコースiPS培地):
DMEM/F12(Gibco BRL、Rockville,MD)、20容量% KSR(Invitorogen)、2mM L−グルタミン、100μM β−メルカプトエタノール(Sigma,St.Louis,MO)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
本発明による培地(キシロースiPS培地):
DMEM/F12中のグルコースをD−キシロースに置換した変法DMEM/F12(M−DMEM,日水製薬株式会社より入手)、糖質を透析膜(透析膜 36/32、エーディア株式会社製)により除去した20容量% KSR(日水製薬株式会社より入手)、2mM L−グルタミン、100μM β−メルカプトエタノール(Sigma,St.Louis,MO)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
ヒトiPS細胞として、エーラスダンロス症候群患者由来の疾患iPS細胞(信州大学より入手)(以下、「P−iPS」という)を用いた。P−iPS細胞は、0.1重量%ゼラチン(Sigma)でコートした細胞培養ディッシュ(6ウェルプレート、サンプラテック株式会社より入手)にて、マイトマイシンC(Sigma)を用いて不活性化させたMEFフィーダー細胞(オリエンタル酵母工業株式会社より入手)層上で、37℃、5%CO2存在下で培養した。培地は、上記グルコースiPS培地を用い、培地交換を毎日行った。
P−iPS細胞をMEFフィーダー細胞上で培養後、0.25重量% トリプシンおよび0.1mg/mL collagenase IV(Invitrogen)を用いて、P−iPS細胞のコロニーのみを回収し、不活性化させたMEFフィーダー細胞を播種した96ウェルプレート(AGCテクノグラス株式会社より入手)上に、P−iPS細胞を播種し、37℃、5%CO2存在下にて、上記グルコースiPS培地を用いて4日間培養して再度コロニーを形成させた。
(1)培地の調製
ヒト膵腺ガン由来細胞(Panc1)培養用培地はそれぞれ下記の配合となるように調製した。
対照培地(グルコース培地):
DMEM(Gibco BRL、Rockville,MD)、10容量% FBS(Gibco BRL)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
本発明による培地(キシロース培地):
DMEM中のグルコースをD−キシロースに置換した変法DMEM(M−DMEM,日水製薬株式会社より入手)、糖質を透析膜(透析膜 36/32、エーディア株式会社製)により除去した10容量% FBS(日水製薬株式会社より入手)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
ヒト膵腺ガン由来細胞(Panc1)(信州大学より入手)を上記グルコース培地で培養後、0.1重量% トリプシン/1mM EDTA溶液を用いて、Panc1細胞のみを回収し、0.1重量%ゼラチンでコートした96ウェルプレート(AGCテクノグラス株式会社より入手)に、1.0×104細胞/ウェルとなるように播種し、37℃、5%CO2存在下にて、培養した。培地は、上記グルコース培地とキシロース培地とを用いた。
(1)培地の調製
ヒト膵腺ガン由来細胞(Mia−Pa−Ca2)培養用培地はそれぞれ下記の配合となるように調製した。
対照培地(グルコース培地):
DMEM(Gibco BRL、Rockville,MD)、10容量% FBS(Gibco BRL)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
本発明による培地(キシロース培地):
DMEM中のグルコースをD−キシロースに置換した変法DMEM(M−DMEM,日水製薬株式会社より入手)、糖質を透析膜(透析膜 36/32、エーディア株式会社製)により除去した10容量% FBS(日水製薬株式会社より入手)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
ヒト膵腺ガン由来細胞(Mia−Pa−Ca2)(信州大学より入手)を上記グルコース培地で培養後、0.1重量% トリプシン/1mM EDTA溶液を用いて、Mia−Pa−Ca2細胞のみを回収し、0.1重量%ゼラチンでコートした96ウェルプレート(AGCテクノグラス株式会社より入手)に、1.0×104細胞/ウェルとなるように播種し、37℃、5%CO2存在下にて、培養した。培地は、上記グルコース培地とキシロース培地とを用いた。
(1)培地の調製
ヒト乳腺ガン由来細胞(MCF7)培養用培地はそれぞれ下記の配合となるように調製した。
対照培地(グルコース培地):
DMEM(Gibco BRL、Rockville,MD)、10容量% FBS(Gibco BRL)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
本発明による培地(キシロース培地):
DMEM中のグルコースをD−キシロースに置換した変法DMEM(M−DMEM,日水製薬株式会社より入手)、糖質を透析膜(透析膜 36/32、エーディア株式会社製)により除去した10容量% FBS(日水製薬株式会社より入手)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
ヒト乳腺ガン由来細胞(MCF7細胞)(ECACC)を上記グルコース培地で培養後、0.1重量% トリプシン/1mM EDTA溶液を用いて、MCF7細胞のみを回収し、0.1重量%ゼラチンでコートした96ウェルプレート(AGCテクノグラス株式会社より入手)に、1.0×104細胞/ウェルとなるように播種し、37℃、5%CO2存在下にて、培養した。培地は、上記グルコース培地とキシロース培地とを用いた。
(1)培地の調製
マウス繊維芽細胞(SNL)培養用培地はそれぞれ下記の配合となるように調製した。
対照培地(グルコース培地):
DMEM(Gibco BRL、Rockville,MD)、10容量% FBS(Gibco BRL)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
本発明による培地(キシロース培地):
DMEM中のグルコースをD−キシロースに置換した変法DMEM(M−DMEM,日水製薬株式会社より入手)、糖質を透析膜(透析膜 36/32、エーディア株式会社製)により除去した10容量% FBS(日水製薬株式会社より入手)、50U/mL ペニシリン、および50μg/mL ストレプトマイシン(Gibco BRL)
SNL細胞(信州大学より入手)を上記グルコース培地で培養後、0.1重量% トリプシン/1mM EDTA溶液を用いて、SNL細胞のみを回収し、0.1重量%ゼラチンでコートした96ウェルプレート(AGCテクノグラス株式会社より入手)に、1.0×104細胞/ウェルとなるように播種し、37℃、5%CO2存在下にて、培養した。培地は、上記グルコース培地とキシロース培地とを用いた。
Claims (17)
- キシロースを有効成分として含んでなる、霊長類由来の多能性幹細胞維持用培地。
- 多能性幹細胞がiPS細胞である、請求項1に記載の多能性幹細胞維持用培地。
- 請求項1または2の培地を使用して、霊長類由来の多能性幹細胞を維持することを含んでなる、霊長類由来の多能性幹細胞の維持方法。
- 請求項1または2の培地を使用して細胞を維持することによって、霊長類由来の多能性幹細胞の未分化性と多能性とを保持しつつ、細胞増殖を抑制することを含んでなる、霊長類由来の多能性幹細胞の維持方法。
- キシロースを有効成分とする、細胞増殖抑制剤。
- 細胞が、多能性幹細胞である、請求項5に記載の細胞増殖抑制剤。
- 多能性幹細胞が霊長類由来の多能性幹細胞である、請求項6に記載の細胞増殖抑制剤。
- 多能性幹細胞がES細胞またはiPS細胞である、請求項6または7に記載の細胞増殖抑制剤。
- 細胞が、ガン細胞である、請求項5に記載の細胞増殖抑制剤。
- 請求項5〜9のいずれか一項に記載の細胞増殖抑制剤を含んでなる、細胞増殖抑制用細胞培養用培地。
- 請求項6〜8のいずれか一項に記載の細胞増殖抑制剤を含んでなる、細胞増殖抑制用多能性幹細胞維持用培地。
- キシロース以外の未分化維持因子を実質的に含まない、請求項11に記載の細胞増殖抑制用多能性幹細胞維持用培地。
- 多能性幹細胞が霊長類由来の多能性幹細胞である、請求項11または12に記載の細胞増殖抑制用多能性幹細胞維持用培地。
- 多能性幹細胞がES細胞またはiPS細胞である、請求項11〜13のいずれか一項に記載の細胞増殖抑制用多能性幹細胞維持用培地。
- 請求項1、2および10〜14のいずれか一項に記載の培地を使用して、細胞を維持することを含んでなる、細胞の増殖制御方法。
- 請求項1、2および11〜14のいずれか一項に記載の培地を使用して細胞を維持することによって、多能性幹細胞の未分化性と多能性とを保持しつつ、細胞増殖を抑制することを含んでなる、多能性幹細胞の維持方法。
- 霊長類がヒトである、請求項1、12および13に記載の培地。
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