JP6188075B2 - Immortalized cell lines of peripheral tissue capillaries - Google Patents

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Description

本発明は、非ヒト哺乳動物の毛細血管に由来する不死化血管内皮細胞株、不死化周細胞株、および不死化間葉系幹細胞様周細胞株、ならびにその調製方法に関する。   The present invention relates to an immortalized vascular endothelial cell line derived from capillaries of a non-human mammal, an immortalized pericyte cell line, an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line, and a method for preparing the same.

従来の血管新生研究においては、対象が微小かつ分布が不規則であるが故に新生血管や毛細血管観察に制限が多く(非特許文献1)、次の(i)〜(iii)のような問題点がある。
(i)組織学的手法では、組織切片での毛細血管の同定には逐次、免疫染色が不可欠であり、全体の血管新生度の客観的評価が困難である。
(ii)二次元に近い分布あるいは透過性のある組織で観察が可能な、限られた臓器(結膜や網膜、脳硬膜)や哺乳類以外の動物(鶏卵羊膜、ゼブラフィッシュなど)を利用することが多く、医学的研究において汎用性のある理想的な実験系は少ない。
(iii)in vitro血管新生アッセイとして、三次元ゲル培養下で、ヒト由来大血管由来内皮細胞などの内皮細胞を用いた管腔形成や、大血管組織切片を用いた組織切片からの血管新生を観察する方法が頻用されているが、ほとんどが未熟な内皮細胞チューブ形成レベルまでの観察なので、本来の目的とする血管新生を評価しているといえない。
In conventional angiogenesis research, there are many restrictions on observation of new blood vessels and capillaries because the target is minute and the distribution is irregular (Non-Patent Document 1), and the following problems (i) to (iii) There is a point.
(I) In the histological technique, immunostaining is indispensable in order to identify capillaries in tissue sections, and it is difficult to objectively evaluate the overall degree of angiogenesis.
(Ii) Use limited organs (conjunctiva, retina, cerebral dura mater) and animals other than mammals (eg chicken egg amniotic membrane, zebrafish) that can be observed in a two-dimensional distribution or permeable tissue. There are few ideal experimental systems that are versatile in medical research.
(Iii) As an in vitro angiogenesis assay, tube formation using endothelial cells such as human-derived large blood vessel endothelial cells and angiogenesis from tissue sections using large blood vessel tissue sections under three-dimensional gel culture Although the observation method is frequently used, since most of the observation is to the level of immature endothelial cell tube formation, it cannot be said that the original intended angiogenesis is evaluated.

また、血管細胞を用いたin vitro血管新生アッセイ法は、条件設定の自由度が高く、経時的変化など詳細な観察を可能とするものであるが、従来の分離血管由来細胞には、次の(i)〜(ii)のような問題点がある。
(i)これまで、大量に内皮細胞が調製できる比較的大きな大血管の組織が頻用されている。しかし、大血管由来内皮細胞は、新生血管の内皮細胞と特性が異なり、個体差や細胞分離調製などによる偏りの問題もあり、血管新生を観察する上で理想的なソースとはいえない。
(ii)大血管由来でなく毛細血管由来の内皮細胞や周細胞を分離調製することが理想である。しかし、組織内に存在する毛細血管は多種の他細胞に「紛れ込んで」分布している微小組織であり、特異的に分離する方法が無く、また少量の細胞を継代して増やす過程で、細胞老化など細胞自体の特性が変化してしまう問題もあり、毛細血管由来細胞を効率的かつ安定的に調製することが困難である。
The in vitro angiogenesis assay method using vascular cells has a high degree of freedom in setting the conditions, and enables detailed observation such as changes over time. There are problems (i) to (ii).
(I) Tissues of relatively large blood vessels that can prepare endothelial cells in large quantities have been frequently used so far. However, large blood vessel-derived endothelial cells are different from endothelial cells of new blood vessels, and there are problems of bias due to individual differences and cell separation preparation, so they are not ideal sources for observing angiogenesis.
(Ii) It is ideal to separate and prepare endothelial cells and pericytes derived from capillaries rather than large blood vessels. However, the capillaries that exist in the tissue are micro-tissues that are "dissolved" in various other cells, and there is no specific separation method, and in the process of increasing a small number of cells, There is also a problem that the characteristics of the cell itself change, such as cell aging, and it is difficult to prepare capillary-derived cells efficiently and stably.

このような問題点をうけ、SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子発現動物を利用して毛細血管細胞も含め多くの不死細胞株が樹立されている。これまで報告されている血管内皮細胞や周細胞株は、脳あるいは網膜(いずれもラット由来)由来のものに限られ(非特許文献2〜5)、脳眼以外に由来する、多くの臓器疾患に関与する末梢毛細血管由来の細胞株がない。これは、脳や網膜など、結合組織が粗な、あるいは毛細血管が密集している特殊な臓器以外の組織から毛細血管を純枠に精製することが困難であることに起因している。   In response to such problems, many immortal cell lines including capillary cells have been established using SV40 temperature-sensitive mutant tsA58T antigen gene expressing animals. The vascular endothelial cells and pericytes reported so far are limited to those derived from the brain or retina (all derived from rats) (Non-patent Documents 2 to 5), and many organ diseases derived from other than the brain eyes There are no peripheral capillary-derived cell lines involved. This is because it is difficult to purify the capillaries into pure frames from tissues other than special organs such as the brain and retina where the connective tissue is rough or the capillaries are dense.

これまでに、SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子発現ラットの骨髄から骨髄内皮前駆細胞を分離し、当該細胞を継代培養して不死化血管内皮細胞株が作製されている(特許文献1)。しかし、骨髄内皮前駆細胞から分化させて得た不死化血管内皮細胞株が、どのくらい完全に分化した“内皮細胞”であるのか、本当の内皮細胞と言えるのか、議論がある。また、SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子発現ラットの大脳組織をホモジナイズして得た脳毛細血管に由来する不死化血管周皮細胞株(特許文献2)が報告されている。しかし、大脳組織をホモジナイズして遠心分離するという単純な方法によって得られた細胞は、本当に脳毛細血管に由来するものであるのか、不明である。   So far, bone marrow endothelial progenitor cells have been isolated from bone marrow of SV40 temperature-sensitive mutant tsA58T antigen gene expressing rats, and the cells have been subcultured to produce an immortalized vascular endothelial cell line (Patent Document 1). However, there is a debate as to how much fully differentiated “endothelial cells” are immortalized vascular endothelial cell lines obtained by differentiating from bone marrow endothelial progenitor cells, and true endothelial cells. In addition, an immortalized vascular pericyte cell line derived from brain capillaries obtained by homogenizing cerebral tissue of SV40 temperature-sensitive mutant tsA58T antigen gene expressing rat has been reported (Patent Document 2). However, it is unclear whether the cells obtained by a simple method of homogenizing and centrifuging cerebral tissue are derived from brain capillaries.

特開2001−231549JP 2001-231549 A 特開2001−224367JP 2001-224367 A

Int.J.Exp.Path 90,195−221,2009Int. J. et al. Exp. Path 90, 195-221, 2009 Eur.J.Cell Biol.81,145−152,2002.Eur. J. et al. Cell Biol. 81, 145-152, 2002. Mol.Pharmacol.61,1289−1296,2002.Mol. Pharmacol. 61, 1289-1296, 2002. Exp.Eye Res.72,163−172,2001.Exp. Eye Res. 72,163-172,2001. Cell Tissue Res.326,749−758,2006.Cell Tissue Res. 326, 749-758, 2006. Nature reviews 8,726−736,2008Nature reviews 8,726-736,2008 Cell Stem Cell,3,301−313,2008Cell Stem Cell, 3, 301-313, 2008

本発明の目的は、多くの臓器疾患に関与する末梢毛細血管由来の毛細血管構成細胞の不死化細胞株を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an immortalized cell line of capillary constituent cells derived from peripheral capillaries involved in many organ diseases.

上記目的を達成するため、発明者らは毛細血管を密に含む組織を調製し、この組織からコラゲナーゼ酵素液で細胞を分離し、内皮細胞および周細胞に対してある程度の特異性があると言われるマーカー(例えば、それぞれCD146およびNG2)に対する抗体を用いて内皮細胞および周細胞を選別し、継代することにより株化した。   In order to achieve the above object, the inventors prepared a tissue containing capillary blood vessels, separated cells from the tissue with a collagenase enzyme solution, and said that there is some specificity for endothelial cells and pericytes. The cells were established by sorting and passaging endothelial cells and pericytes using antibodies against other markers (eg, CD146 and NG2, respectively).

すなわち、本発明は、非ヒト哺乳動物の毛細血管に由来する不死化周細胞株および不死化間葉系幹細胞様周細胞株の調製方法、ならびにを非ヒト哺乳動物の毛細血管に由来する不死化血管内皮細胞株の調製方法に関する。   That is, the present invention relates to a method for preparing an immortalized pericyte cell line derived from capillaries of a non-human mammal and an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line, and immortalization derived from capillaries of a non-human mammal. The present invention relates to a method for preparing a vascular endothelial cell line.

第1の実施形態において、本発明は、下記工程を含む、非ヒト哺乳動物の毛細血管に由来する不死化周細胞株および不死化間葉系幹細胞様周細胞株を調製する方法を提供する:
(a)SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子を導入した非ヒト哺乳動物の体内で調製した、毛細血管を密に含む組織から、細胞を分離する工程、
(b)NG2、PDGFRb、およびNGFRから選ばれる少なくとも1つを発現する細胞を選択し、該細胞を継代培養して不死化細胞株を得る工程、および
(c)不死化細胞株の中から、間葉系細胞への分化能を有さない細胞株を不死化周細胞株として選択し、間葉系細胞への分化能を有する細胞株を不死化間葉系幹細胞様周細胞株として選択する工程。
In a first embodiment, the present invention provides a method of preparing an immortalized pericyte cell line and an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte line derived from a capillary tube of a non-human mammal, comprising the following steps:
(A) a step of separating cells from a tissue densely containing capillaries prepared in the body of a non-human mammal introduced with the SV40 temperature-sensitive mutant tsA58T antigen gene;
(B) selecting a cell expressing at least one selected from NG2, PDGFRb, and NGFR, subculturing the cell to obtain an immortal cell line, and (c) from among the immortal cell lines Select cell lines that do not have the ability to differentiate into mesenchymal cells as immortalized pericytes, and select cell lines that have the ability to differentiate into mesenchymal cells as immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes. Process.

上記方法は、必要に応じて、さらに下記の工程を含んでいてもよい:
(d)不死化細胞株の中から、周細胞のマーカーを発現する細胞株を選択する工程。
The above method may further comprise the following steps as required:
(D) A step of selecting a cell line expressing a pericyte marker from an immortalized cell line.

周細胞のマーカーとしては、たとえば、PDGFRb、aSMA、ミオカルディン、アンギオポエチン−1、カルポニン、カルデスモン、ang−like4、NGFを挙げることができる。   Examples of pericyte markers include PDGFRb, aSMA, myocardin, angiopoietin-1, calponin, caldesmon, ang-like4, and NGF.

毛細血管を密に含む組織は、たとえば、SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子を導入した非ヒト哺乳動物の障害血管の周囲に、細胞外マトリックス成分を含むキャリアを留置し、ここに毛細血管を展開させることで調製することができる。   For a tissue containing capillary blood vessels, for example, a carrier containing an extracellular matrix component is placed around a damaged blood vessel of a non-human mammal into which an SV40 temperature-sensitive mutant tsA58T antigen gene has been introduced, and the capillary blood vessels are developed there. Can be prepared.

前記キャリアは、たとえば、コラーゲン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、プロテオグリカン、ラミニン、テネイシン、エンタクチン、エラスチン、フィブリン、ヒアルロン酸から選ばれる1または2以上の細胞外マトリックス成分、もしくはマトリゲル(登録商標)などの再構成基底膜マトリックスを含む。   The carrier is, for example, one or more extracellular matrix components selected from collagen, fibronectin, vitronectin, proteoglycan, laminin, tenascin, entactin, elastin, fibrin, hyaluronic acid, or a reconstituted base such as Matrigel (registered trademark). Contains a membrane matrix.

ある態様において、前記キャリアは、コラーゲンまたはコラーゲンゲルである。   In one embodiment, the carrier is collagen or collagen gel.

本発明は、上記した調製方法によって得られる、NG2を発現し、間葉系細胞への分化能を有さない、分離された毛細血管由来の不死化周細胞株を提供する。   The present invention provides an isolated capillary-derived immortalized pericyte cell line that expresses NG2 and does not have the ability to differentiate into mesenchymal cells, obtained by the preparation method described above.

本発明はまた、上記した調製方法によって得られる、NG2を発現し、間葉系細胞への分化能を有する、分離された毛細血管由来の不死化間葉系幹細胞様周細胞株を提供する。   The present invention also provides an isolated capillary-derived immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line that expresses NG2 and has the ability to differentiate into mesenchymal cells obtained by the preparation method described above.

本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株は、さらに、Sca1、CD29、CD44、CD105、およびCD106から選ばれる少なくとも1つの間葉系幹細胞マーカーが陽性であり、かつ、aSMA陽性、CD11bおよびCD45陰性であることにより特徴づけられる。   The immortalized mesenchymal stem cell-like pericellular line of the present invention is further positive for at least one mesenchymal stem cell marker selected from Sca1, CD29, CD44, CD105, and CD106, and is aSMA positive, CD11b and Characterized by being CD45 negative.

本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株は、内皮細胞、骨格筋細胞、骨芽細胞、および脂肪細胞に分化可能である。   The immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes of the present invention can be differentiated into endothelial cells, skeletal muscle cells, osteoblasts, and adipocytes.

第2の実施形態において、本発明は、下記工程を含む、非ヒト哺乳動物の毛細血管に由来する不死化血管内皮細胞株を調製する方法を提供する:
(a)SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子を導入した非ヒト哺乳動物の体内で調製した、毛細血管を密に含む組織から、細胞を分離する工程、および
(b)CD146、rWF、およびCD31から選ばれる少なくとも1つを発現する細胞を選択し、該細胞を継代培養して不死化細胞株を得る工程。
In a second embodiment, the present invention provides a method of preparing an immortalized vascular endothelial cell line derived from a non-human mammal capillary, comprising the following steps:
(A) separating cells from a tissue densely containing capillaries prepared in the body of a non-human mammal introduced with the SV40 temperature sensitive mutant tsA58T antigen gene, and (b) from CD146, rWF, and CD31 A step of selecting cells expressing at least one selected and subculturing the cells to obtain an immortalized cell line.

上記方法は、必要に応じて、さらに下記の工程を含んでいてもよい:
(c)不死化細胞株の中から、血管内皮細胞のマーカーを発現する細胞株を選択する工程。
The above method may further comprise the following steps as required:
(C) A step of selecting a cell line expressing a marker for vascular endothelial cells from an immortalized cell line.

血管内皮細胞のマーカーとしては、たとえば、VEGFR2(Flk1)、vWF、VEGFR1(Flt1)、PECAM1(CD31)、VE−カドヘリン、TIE1、およびTIE2を挙げることができる。   Examples of vascular endothelial cell markers include VEGFR2 (Flk1), vWF, VEGFR1 (Flt1), PECAM1 (CD31), VE-cadherin, TIE1, and TIE2.

毛細血管を密に含む組織は、たとえば、SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子を導入した非ヒト哺乳動物の障害血管の周囲に、細胞外マトリックス成分を含むキャリアを留置し、ここに毛細血管を展開させることで調製することができる。   For a tissue containing capillary blood vessels, for example, a carrier containing an extracellular matrix component is placed around a damaged blood vessel of a non-human mammal into which an SV40 temperature-sensitive mutant tsA58T antigen gene has been introduced, and the capillary blood vessels are developed there. Can be prepared.

前記キャリアは、たとえば、コラーゲン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、プロテオグリカン、ラミニン、テネイシン、エンタクチン、エラスチン、フィブリン、ヒアルロン酸から選ばれる1または2以上の細胞外マトリックス成分、もしくはマトリゲル(登録商標)などの再構成基底膜マトリックスを含む。   The carrier is, for example, one or more extracellular matrix components selected from collagen, fibronectin, vitronectin, proteoglycan, laminin, tenascin, entactin, elastin, fibrin, hyaluronic acid, or a reconstituted base such as Matrigel (registered trademark). Contains a membrane matrix.

ある態様において、前記キャリアは、コラーゲンまたはコラーゲンゲルである。   In one embodiment, the carrier is collagen or collagen gel.

本発明は、上記した調製方法により得られる、CD146、rWF、およびCD31を発現する、毛細血管由来の不死化血管内皮細胞株を提供する。   The present invention provides a capillary-derived immortalized vascular endothelial cell line that expresses CD146, rWF, and CD31 obtained by the preparation method described above.

第3の実施形態において、本発明は、毛細血管様構造を調製する方法を提供する。前記方法は、本発明の死化血管内皮細胞株と、本発明の不死化周細胞株とを3次元共培養することにより、毛細血管様構造を調製することを特徴とする。   In a third embodiment, the present invention provides a method for preparing a capillary-like structure. The method is characterized in that a capillary-like structure is prepared by three-dimensionally coculturing the dead vascular endothelial cell line of the present invention and the immortalized pericyte cell line of the present invention.

あるいは、本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株を、VEGFを含む培地を用いて3次元培養することにより、毛細血管様構造を調製することもできる。この場合、VEGFを含む培地を用いて3次元培養した後、該培地をVEGFを含有せずTGFを含有する培地に交換して3次元培養してもよい。   Alternatively, a capillary-like structure can be prepared by three-dimensionally culturing the immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes of the present invention using a medium containing VEGF. In this case, after three-dimensional culture using a medium containing VEGF, the medium may be replaced with a medium that does not contain VEGF but contains TGF for three-dimensional culture.

本発明を用いると、細胞調製は簡略化され、しかも細胞条件(遺伝子背景が単一、個体差なし)が均一化されているので、実験結果のばらつきを最小限に抑えることが期待できる。また、従来の血管研究は多くの場合、様々な動物を用いてきたので、動物愛護の観点からも、研究運営効率の側面からも、適切な継代細胞を用いるin vitroアッセイ法の利用は有益である。   When the present invention is used, cell preparation is simplified and cell conditions (single gene background, no individual differences) are made uniform, so that it can be expected that variation in experimental results is minimized. In addition, since conventional blood vessel research has used various animals in many cases, it is beneficial to use an in vitro assay method using appropriate passage cells from the viewpoint of animal welfare and research management efficiency. It is.

毛細血管の形成異常は、腫瘍や網膜症ばかりでなく、動脈硬化や心不全、さらにはインスリン抵抗性など、本邦国民の健康を脅かす重要な難治性疾患の病態に深く関与していることが明らかになってきた。また、最近では再生医療への期待が高まっており、臓器再生の普遍的な必要不可欠な課題として組織内脈管再生構築があり、「血管新生」研究に対する期待が高い。従来の単なる「内皮細胞」を対象とした実験系に対して、毛細血管構成細胞である本細胞株および、これら細胞株を用いるアッセイ法は、毛細血管を正常に維持し、より成熟した血管を再生させるための機序解明のために非常に有用である。   It is clear that capillary dysplasia is deeply involved not only in tumors and retinopathy but also in the pathology of important intractable diseases that threaten the health of Japanese people, such as arteriosclerosis, heart failure, and insulin resistance. It has become. In addition, expectations for regenerative medicine have been increasing recently, and there is a high need for research on “angiogenesis” as there is an intravascular tissue regeneration construction as a universally indispensable issue for organ regeneration. Compared to the conventional experimental system for mere “endothelial cells”, this cell line, which is a capillary constituent cell, and the assay method using these cell lines maintain normal blood capillaries and maintain more mature blood vessels. It is very useful for elucidating the mechanism for regeneration.

さらに、多くの組織内に存在する多分化能をもつ間葉系幹細胞(MSC)は、各種疾患病態における役割や再生医療への応用などに期待されている(Nature reviews 8,726−736,2008)。最近、幹細胞として未分化維持あるいは分化制御の機序はもとより、その組織内の局在も不明な組織MSCの(少なくとも)一部が、毛細血管周細胞として存在していることが明らかになった(Cell Stem Cell,3,301−313,2008)。本細胞株(MSC−PC)および、本細胞株を用いるアッセイ法は、上記の組織由来MSCに関わる疑問の解明につながり、血管新生ばかりでなく、高齢化社会で問題となっている難治性疾患の病態解明(脂肪や骨組織リモデリング(メタボリック症候群、骨粗鬆症)、繊維化障害など)や再生医療の開発(再生細胞ツールの調製)など、幅広い医学、医療分野に有益なツールとして応用が期待できる。   Furthermore, pluripotent mesenchymal stem cells (MSCs) present in many tissues are expected for their role in various disease states and application to regenerative medicine (Nature reviews 8, 726-736, 2008). ). Recently, it has become clear that (at least) a part of tissue MSC whose localization in the tissue is unknown as well as a mechanism of undifferentiated maintenance or differentiation control as stem cells exist as capillary pericytes. (Cell Stem Cell, 3, 301-313, 2008). This cell line (MSC-PC) and the assay method using this cell line have led to the elucidation of the above-mentioned questions related to tissue-derived MSC, and are not only angiogenesis but also an intractable disease that is a problem in an aging society Can be expected to be useful as a useful tool in a wide range of medical and medical fields, such as elucidation of pathological conditions (remodeling of fat and bone tissue (metabolic syndrome, osteoporosis), fibrosis), and development of regenerative medicine (preparation of regenerative cell tools) .

図1は、障害血管周囲に形成された毛細血管組織を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a capillary tissue formed around a damaged blood vessel. 図2は、血管内皮細胞株(c−EC)の、単層増殖(A)、RT−PCRの結果(B)、および3次元培養により得られた管腔(C)を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing monolayer growth (A), RT-PCR result (B), and lumen (C) obtained by three-dimensional culture of a vascular endothelial cell line (c-EC). 図3は、周細胞株(c−PC)の、多層増殖(A)、RT−PCRの結果(B)、および3次元培養により得られた毛細血管様構造(C)を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing multilayer growth (A), RT-PCR results (B), and capillary-like structures (C) obtained by three-dimensional culture of pericytes (c-PC). 図4は、血管内皮細胞株(c−EC)と周細胞株(c−PC)との共培養による毛細血管様構造の形成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the formation of a capillary-like structure by co-culture of a vascular endothelial cell line (c-EC) and a pericyte line (c-PC). 図5は、間葉系幹細胞様周細胞株(MSC−PC)が多分化能を有することを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing that the mesenchymal stem cell-like pericytes (MSC-PC) have multipotency. 図6は、間葉系幹細胞様周細胞株(MSC−PC)による毛細血管様構造の形成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the formation of capillary-like structures by mesenchymal stem cell-like pericytes (MSC-PC). 図7は、毛細血管内皮細胞株(c−EC)表面への細胞付着能を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the ability to attach cells to the surface of a capillary endothelial cell line (c-EC). 図8は、間葉系幹細胞様周細胞株(MSC−PC)の生体において多分化能を有することを示す図である。(A)カルディオトキシン障害骨格筋組織への導入による骨格筋細胞への分化、(B)下肢虚血部位の皮下脂肪組織への導入による毛細血管への分化(B1:周細胞への分化、B2:内皮細胞への分化)、(C)皮下脂肪組織への導入による脂肪細胞への分化。FIG. 8 is a diagram showing pluripotency in a living body of a mesenchymal stem cell-like pericyte cell line (MSC-PC). (A) Differentiation into skeletal muscle cells by introduction into cardiotoxin-damaged skeletal muscle tissue, (B) Differentiation into capillaries by introduction into subcutaneous adipose tissue at the lower limb ischemia site (B1: differentiation into pericytes, B2 : Differentiation into endothelial cells), (C) differentiation into adipocytes by introduction into subcutaneous adipose tissue. 図9は、間葉系幹細胞様周細胞株(MSC−PC)の表面マーカープロファイルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a surface marker profile of a mesenchymal stem cell-like pericyte cell line (MSC-PC).

本明細書は、本願の優先権の基礎である特願2012−24854号の明細書に記載された内容を包含する。   This specification includes the contents described in the specification of Japanese Patent Application No. 2012-24854, which is the basis of the priority of the present application.

本発明は、非ヒト哺乳動物の毛細血管に由来する不死化血管内皮細胞株、不死化周細胞株、および不死化間葉系幹細胞様周細胞株に関する。具体的には、不死化血管内皮細胞株、不死化周細胞株、および不死化間葉系幹細胞様周細胞株、それら細胞株の調製方法、ならびに、それら細胞株により再構築された毛細血管様構造に関する。   The present invention relates to an immortalized vascular endothelial cell line, an immortalized pericyte cell line, and an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line derived from capillaries of non-human mammals. Specifically, immortalized vascular endothelial cell lines, immortalized pericytes, and immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes, methods for preparing these cell lines, and capillary-like structures reconstructed by these cell lines Concerning structure.

1. 不死化血管内皮細胞株(c−EC)、不死化周細胞株(c−PC)、および不死化間葉系幹細胞様周細胞株(MSC−PC)の調製方法
血管内皮細胞(endothelial cell;EC)は、血管の内表面を構成する薄く扁平な細胞である。本発明において、「不死化血管内皮細胞株」または「c−EC」とは、血管内皮細胞としての機能および特性を保持する、不死化された血管内皮細胞クローンをいう。
1. Method for preparing immortalized vascular endothelial cell line (c-EC), immortalized pericyte cell line (c-PC), and immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line (MSC-PC) Endothelial cell (EC) ) Are thin and flat cells constituting the inner surface of the blood vessel. In the present invention, “immortalized vascular endothelial cell line” or “c-EC” refers to an immortalized vascular endothelial cell clone that retains the function and characteristics as a vascular endothelial cell.

周細胞(pericyte:周皮細胞ともいう)は毛細血管壁を取り巻くように存在する細胞であり、Rouget細胞とも呼ばれる中胚葉性の細胞である。現在、生体内に存在する周細胞は単一種類の細胞からなるものではないと推測されているが、既知のマーカーではその種類を識別することはできない。発明者らは、複数の周細胞株の中から、間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell:MSC)様の分化能を有する細胞株をさらに同定し、「間葉系幹細胞様周細胞株」とした。よって、本発明において、「不死化周細胞株」または「c−PC」とは、周細胞としての機能および特性を保持する不死化された周細胞クローンで、間葉系細胞への分化能を有さない細胞クローンをいい、「不死化間葉系幹細胞様周細胞株」または「MSC−PC」とは、周細胞としての機能および特性を保持する不死化された周細胞で、骨芽細胞、脂肪細胞、筋細胞、軟骨細胞、内皮細胞、幹細胞、または神経細胞等の、間葉系に属する細胞への分化能を有する細胞クローンをいう。   A pericyte (also referred to as a pericyte) is a cell that exists so as to surround a capillary wall, and is a mesodermal cell that is also called a Rouget cell. At present, it is presumed that pericytes present in a living body are not composed of a single type of cell, but the type cannot be identified by a known marker. The inventors further identified a cell line having a mesenchymal stem cell (MSC) -like differentiation ability from a plurality of pericyte lines, and designated it as a “mesenchymal stem cell-like pericyte cell line”. . Therefore, in the present invention, the “immortalized pericellular line” or “c-PC” is an immortalized pericellular clone that retains the function and characteristics as a pericyte and has the ability to differentiate into mesenchymal cells. Refers to a cell clone that does not have an "immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte line" or "MSC-PC" is an immortalized pericyte that retains function and properties as a pericyte and is an osteoblast A cell clone having the ability to differentiate into cells belonging to the mesenchymal system such as adipocytes, muscle cells, chondrocytes, endothelial cells, stem cells, or nerve cells.

1.1 毛細血管を密に含む組織の調製
不死化血管内皮細胞株を調製するため、まず、非ヒト哺乳動物の生体内で毛細血管を密に含む組織を調製する。
1.1 Preparation of Tissue Containing Capillaries In order to prepare an immortalized vascular endothelial cell line, first, tissue containing capillaries is prepared in vivo in a non-human mammal.

大血管には血管を養う毛細血管(vasa vasorum:脈管の血管)が血管壁外膜から中膜にかけて分布し、血管障害により、プラーク形成し血管壁が肥厚すると、同部位血管の周囲にvasa vasorum血管新生が亢進することが知られている(Am J Physiol 298,H295−305,2010.Cardiovascu Res 75,649−658,2007参照)。そこで、本発明においては、SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子を導入したトランスジェニック動物の障害血管周囲に、血管新生の場となる細胞外マトリックス成分を含むキャリアを留置・導入し、ここに毛細血管を展開させることで、毛細血管を密に含む組織を作成する。   In the large blood vessels, capillaries (vasa vasorum: vascular blood vessels) that feed the blood vessels are distributed from the outer membrane of the blood vessel wall to the media, and when vascular injury causes plaque formation and thickening of the blood vessel wall, vasa around the blood vessel of the same site Vasorum angiogenesis is known to be enhanced (see Am J Physiol 298, H295-305, 2010. Cardiovascu Res 75, 649-658, 2007). Therefore, in the present invention, a carrier containing an extracellular matrix component serving as a place for angiogenesis is placed and introduced around a damaged blood vessel of a transgenic animal into which the SV40 temperature-sensitive mutant tsA58T antigen gene has been introduced, and here a capillary vessel is introduced. By expanding, a tissue containing capillary blood vessels is created.

細胞外マトリックス成分としては、コラーゲン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、プロテオグリカン、ラミニン、テネイシン、エンタクチン、エラスチン、フィブリン、ヒアルロン酸などの細胞外マトリックス成分、もしくはマトリゲル(登録商標)などの再構成基底膜マトリックスを用いることができる。コラーゲンは誘導体化(アシル化、エステル化)されていてもよく、ゼラチン、コラーゲンゲル、ハイドロゲル等の変性コラーゲンであってもよい。   As an extracellular matrix component, use an extracellular matrix component such as collagen, fibronectin, vitronectin, proteoglycan, laminin, tenascin, entactin, elastin, fibrin, hyaluronic acid, or a reconstituted basement membrane matrix such as Matrigel (registered trademark). Can do. Collagen may be derivatized (acylated or esterified), and may be modified collagen such as gelatin, collagen gel, hydrogel and the like.

細胞外マトリックス成分を含むキャリアは、新生・展開された毛細血管を含んだ組織として摘出可能な形態であればよく、前記細胞外マトリックス成分から構成されるゲルやスポンジであってもよいし、前記マトリックスを適当な支持体上に被覆したものであってもよい。   The carrier containing the extracellular matrix component only needs to be in a form that can be removed as a tissue containing newly-developed capillaries, and may be a gel or sponge composed of the extracellular matrix component, The matrix may be coated on a suitable support.

具体的には、たとえば、コラーゲン被膜した担体(例えばチューブやシート等)、またはコラーゲンゲル等を前記動物の障害血管周囲内に留置することにより、該担体表面またはコラーゲンゲル表面に毛細血管を展開させる。次に、担体表面のコラーゲン被膜またはコラーゲンゲル表面を剥離することにより、毛細血管を密に含む薄膜組織を得ることができる。   Specifically, for example, by placing a collagen-coated carrier (for example, a tube or sheet) or a collagen gel or the like around the damaged blood vessel of the animal, a capillary vessel is developed on the surface of the carrier or the collagen gel. . Next, by peeling off the collagen film or collagen gel surface on the surface of the carrier, a thin film tissue densely containing capillaries can be obtained.

本発明において、「毛細血管を“密に”含む」とは、脳や網膜内に存在するような、結合組織が粗で、毛細血管が密集して分布している状態をいう。   In the present invention, “comprising capillaries“ closely ”” means a state in which connective tissues are rough and capillaries are densely distributed, such as those present in the brain and retina.

本発明においては、非ヒト哺乳動物として、マウスやラットなどのげっ歯類動物を使用することができる。また、ras遺伝子やc−myc遺伝子等の癌遺伝子、アデノウイルスのE1A遺伝子、SV40ウイルスのラージT抗原遺伝子、またはヒトパピローマウイルスのHPV16遺伝子を導入されたトランスジェニック動物が使用され得るが、本発明においては、特に、SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子を導入されたトランスジェニック動物が好適に使用される。かかるトランスジェニック動物由来の細胞は、生体組織から分離後、低温(32〜34℃)で培養することにより細胞内T抗原は安定発現し、その機能を発揮することにより、継代の過程で本来の細胞の特性を維持させながら不死化することができ、通常培養温度(36〜38℃)で培養することによりT抗原が無効化し、T抗原の影響を極力除外した形で細胞を実験に利用することができる。   In the present invention, rodent animals such as mice and rats can be used as non-human mammals. In addition, a transgenic animal into which an oncogene such as ras gene or c-myc gene, adenovirus E1A gene, SV40 virus large T antigen gene, or human papillomavirus HPV16 gene can be used. In particular, transgenic animals into which the SV40 temperature sensitive mutant tsA58T antigen gene has been introduced are preferably used. The cells derived from such transgenic animals are isolated from living tissues and cultured at a low temperature (32 to 34 ° C.), so that intracellular T antigen is stably expressed. The cells can be immortalized while maintaining the characteristics of the cells, and the T antigen is invalidated by culturing at a normal culture temperature (36 to 38 ° C.), and the cells are used for experiments in a form that excludes the influence of the T antigen as much as possible. can do.

1.2 細胞の分離
毛細血管を密に含む薄膜組織から、細胞を分離する。細胞の分離は、当業者に周知の方法に従って実施することができ、例えば、コラゲナーゼ、トリプシン、ディスパーゼ、エラスターゼ、キモトリプシン、およびプロナーゼ等の酵素を用いた処理により分離することができる。
1.2 Separation of cells Cells are separated from a thin film tissue containing capillary blood vessels. Separation of cells can be carried out according to a method well known to those skilled in the art, for example, by separation using an enzyme such as collagenase, trypsin, dispase, elastase, chymotrypsin, and pronase.

1.3 マーカーによる選択と不死化
(1)不死化血管内皮細胞株(c−EC)
分離した細胞の中から、血管内皮細胞のマーカーであるを発現している細胞を選択する。選択の指標とするマーカーは、選択の簡便さの点から細胞表面マーカーであるCD146、rWF、CD31のいずれかが好ましく、なかでも発現量の点から、CD146かrWFが好ましく、CD146が最も好ましい。細胞の選択は、当業者に周知の方法に従って実施することができ、例えば、上記マーカーに対する抗体を用いて細胞をラベルした後、蛍光活性化細胞選別法(FACS)や磁気細胞分離法等に従って、細胞を分離選択することができる。
1.3 Selection by marker and immortalization (1) Immortalized vascular endothelial cell line (c-EC)
From the separated cells, cells expressing vascular endothelial cell marker are selected. As a marker for selection, any of cell surface markers CD146, rWF, and CD31 is preferable from the viewpoint of ease of selection, and CD146 or rWF is particularly preferable from the viewpoint of expression level, and CD146 is most preferable. Selection of cells can be performed according to methods well known to those skilled in the art, for example, after labeling cells with an antibody against the above marker, according to fluorescence activated cell sorting (FACS), magnetic cell separation, etc. Cells can be separated and selected.

分離した細胞を、内皮細胞用培地を用いて低温で継代培養し、不死化させる。培地は、例えばEGM−2培地やEBM−2培地等、市販の内皮細胞用培地を使用することができる。継代培養は、細胞内T抗原を安定発現させ、その機能を発揮させるため、低温で行う。ここで、低温とは、32〜34℃、好ましくは32.5〜33.5℃、より好ましくは33℃である。   The separated cells are subcultured at a low temperature using an endothelial cell medium to be immortalized. As the medium, for example, a commercially available medium for endothelial cells such as EGM-2 medium and EBM-2 medium can be used. The subculture is performed at a low temperature in order to stably express the intracellular T antigen and to exert its function. Here, low temperature is 32-34 degreeC, Preferably it is 32.5-33.5 degreeC, More preferably, it is 33 degreeC.

血管内皮細胞は細胞外マトリックスに付着して増殖する特性を有する付着細胞であり、本発明の細胞株も同様の性質を有する。それゆえ、培養においては適当な足場を用いることが好ましい。足場は細胞が付着して分裂・増殖し得るマトリックスや基質や担体であれば特に制限されず、たとえば、フィブロネクチン、ビトロネクチン、コラーゲン、プロテオグリカン、ラミニン、テネイシン、エンタクチン、エラスチン、フィブリン、ヒアルロン酸、ゼラチン、ポリ−L−リジン(poly−L−lysine)、ポリ−D−リジン(poly−D−lysine)等を挙げることができる。とくに、ファイブロネクチンをマトリックスとして用いることが望ましい。   Vascular endothelial cells are adherent cells that have the property of growing by attaching to the extracellular matrix, and the cell lines of the present invention have similar properties. Therefore, it is preferable to use an appropriate scaffold in the culture. The scaffold is not particularly limited as long as it is a matrix, substrate or carrier that can adhere and divide and proliferate, for example, fibronectin, vitronectin, collagen, proteoglycan, laminin, tenascin, entactin, elastin, fibrin, hyaluronic acid, gelatin, Examples thereof include poly-L-lysine and poly-D-lysine. In particular, it is desirable to use fibronectin as a matrix.

(2)不死化周細胞株(c−PC)および不死化間葉系幹細胞様周細胞株(MSC−PC)
分離した細胞の中から、周細胞のマーカーを発現している細胞を選択する。選択の指標とするマーカーは、選択の簡便さと血管内皮細胞との区別の点から、細胞表面マーカーであるNG2、PDGFRb、およびNGFRが好ましく、特にNG2が好ましい。細胞の選択は、当業者に周知の方法に従って実施することができ、例えば、上記マーカーに対する抗体を用いて細胞をラベルした後、蛍光活性化細胞選別法(FACS)や磁気細胞分離法等に従って、細胞を分離選択することができる。
(2) Immortalized pericyte cell line (c-PC) and immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte line (MSC-PC)
A cell expressing a pericyte marker is selected from the separated cells. As the marker for selection, NG2, PDGFRb, and NGFR, which are cell surface markers, are preferable, and NG2 is particularly preferable from the viewpoint of easy selection and distinction from vascular endothelial cells. Selection of cells can be performed according to methods well known to those skilled in the art, for example, after labeling cells with an antibody against the above marker, according to fluorescence activated cell sorting (FACS), magnetic cell separation, etc. Cells can be separated and selected.

分離したNG2を発現している細胞を、基本培地を用いて低温で継代培養し、不死化させる。基本培地としては、MEM培地、BME培地、DME培地、α−MEM培地、IMEM培地、ES培地、DM−160培地、Fisher培地、F12培地、WE培地、RPMI培地、StemSpan培地、StemPro培地及びこれらの混合物を用いることができる。   The isolated cells expressing NG2 are subcultured at a low temperature using a basic medium to be immortalized. As the basic medium, MEM medium, BME medium, DME medium, α-MEM medium, IMEM medium, ES medium, DM-160 medium, Fisher medium, F12 medium, WE medium, RPMI medium, StemSpan medium, StemPro medium and these Mixtures can be used.

継代培養は、細胞内T抗原を安定発現させ、その機能を発揮させるため、低温で行う。ここで、低温とは、32〜34℃、好ましくは32.5〜33.5℃、より好ましくは33℃である。   The subculture is performed at a low temperature in order to stably express the intracellular T antigen and to exert its function. Here, low temperature is 32-34 degreeC, Preferably it is 32.5-33.5 degreeC, More preferably, it is 33 degreeC.

周細胞および間葉系幹細胞は細胞外マトリックスに付着して増殖する特性を有する付着細胞であり、本発明の細胞株も同様の性質を有する。それゆえ、培養においては適当な足場を用いることが好ましい。足場は細胞が付着して分裂・増殖し得るマトリックスや基質や担体であれば特に制限されず、たとえば、フィブロネクチン、ビトロネクチン、コラーゲン、プロテオグリカン、ラミニン、テネイシン、エンタクチン、エラスチン、フィブリン、ヒアルロン酸、ゼラチン、ポリ−L−リジン(poly−L−lysine)、ポリ−D−リジン(poly−D−lysine)等を挙げることができる。とくに、コラーゲンをマトリックスとして用いることが望ましい。   Pericytes and mesenchymal stem cells are adherent cells that have the property of growing by attaching to the extracellular matrix, and the cell lines of the present invention have similar properties. Therefore, it is preferable to use an appropriate scaffold in the culture. The scaffold is not particularly limited as long as it is a matrix, substrate or carrier that can adhere and divide and proliferate, for example, fibronectin, vitronectin, collagen, proteoglycan, laminin, tenascin, entactin, elastin, fibrin, hyaluronic acid, gelatin, Examples thereof include poly-L-lysine and poly-D-lysine. In particular, it is desirable to use collagen as a matrix.

次に、得られた不死化された細胞株が間葉系細胞(例えば骨芽細胞、脂肪細胞、筋細胞、軟骨細胞、内皮細胞、幹細胞、または神経細胞等)への分化能を有するか否かを確認し、分化能を有さない細胞株を不死化周細胞株、分化能を有するものを不死化間葉系幹細胞様周細胞株として選択する。具体的には、当業者に周知の間葉系細胞への分化培地を用いて細胞株を通常培養温度で培養し、当業者に周知の方法に従って、各間葉系細胞のマーカーの発現を調べ、または細胞の染色を行い、分化したか否かを判断する。ここで、通常培養温度とは36〜38℃、好ましくは37℃である。   Next, whether the obtained immortalized cell line has the ability to differentiate into mesenchymal cells (for example, osteoblasts, adipocytes, muscle cells, chondrocytes, endothelial cells, stem cells, nerve cells, etc.) The cell line that does not have differentiation potential is selected as an immortalized pericyte cell line, and the cell line that has differentiation ability is selected as an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line. Specifically, the cell line is cultured at a normal culture temperature using a differentiation medium for mesenchymal cells well known to those skilled in the art, and the expression of each mesenchymal cell marker is examined according to a method well known to those skilled in the art. Alternatively, the cells are stained to determine whether they have differentiated. Here, the normal culture temperature is 36 to 38 ° C, preferably 37 ° C.

本発明の一態様では、得られた不死化された細胞株を、脂肪細胞分化培地を用いて37℃で培養し、オイルレッド(Oil Red)染色やFABP4の発現を確認することにより、不死化周細胞株と不死化間葉系幹細胞様周細胞株を選択してもよい。培地は、例えばイソブチルメチルキサンチン(isobutylmethylxanthin,3IBMX)、デキサメタゾン(dexamethasone)、およびインスリン(insulin)等を含むDMEM培地等、市販の脂肪細胞分化培地を使用することができる。オイルレッドで染色され、またはFABP陽性の場合、脂肪細胞へ分化したといえるので、係る細胞株は不死化間葉系幹細胞様周細胞株であり、オイルレッドで染色されず、またはFABP陰性の場合、脂肪細胞へ分化しなかったといえるので、係る細胞株は不死化周細胞株である。   In one aspect of the present invention, the obtained immortalized cell line is cultured at 37 ° C. using an adipocyte differentiation medium, and is immortalized by confirming oil red staining and FABP4 expression. Pericytes and immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes may be selected. As the medium, a commercially available adipocyte differentiation medium such as DMEM medium containing isobutylmethylxanthin (3IBMX), dexamethasone, insulin and the like can be used. If it is stained with oil red or positive for FABP, it can be said that it has differentiated into adipocytes, so the cell line is an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line and is not stained with oil red or is negative for FABP Since it can be said that it did not differentiate into adipocytes, such a cell line is an immortalized pericyte cell line.

また、本発明の別の態様では、得られた不死化された細胞株を、骨芽細胞分化培地を用いて37℃で培養し、アリザリンレッド(Alizarin Red)染色やオステオポンチン(osteopontin)の発現を確認することにより、不死化周細胞株と不死化間葉系幹細胞様周細胞株を選択してもよい。培地は、例えばアスコルビン酸(ascorbic acid)、ヒドロコルチゾン(hydrocortisone)、およびβ−グリセロリン酸(beta−glycerophosphate)を含むMEM培地等、市販の骨芽細胞分化培地を使用することができる。アリザリンレッドで染色され、またはオステオポンチン陽性の場合、骨芽細胞へ分化したといえるので、係る細胞株は不死化間葉系幹細胞様周細胞株であり、アリザリンレッドで染色されず、またはオステオポンチン陰性の場合、骨芽細胞へ分化しなかったといえるので、係る細胞株は不死化周細胞株である。   In another embodiment of the present invention, the obtained immortalized cell line is cultured at 37 ° C. using an osteoblast differentiation medium, and alizarin red staining or osteopontin expression is performed. By confirming, an immortalized pericyte cell line and an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line may be selected. As the medium, a commercially available osteoblast differentiation medium such as an MEM medium containing ascorbic acid, hydrocortisone, and beta-glycerophosphate can be used. If it is stained with alizarin red or osteopontin positive, it can be said that it has differentiated into osteoblasts, so the cell line is an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte, not stained with alizarin red, or osteopontin negative In this case, it can be said that the cell line did not differentiate into an osteoblast, and thus the cell line is an immortalized pericyte.

2. 不死化血管内皮細胞株
上記1の調製方法に従って得られる本発明の不死化血管内皮細胞株は、CD146、rWF、CD31のような血管内皮細胞のマーカーを発現する、毛細血管由来の細胞株であり、血管内皮細胞としての機能および特性を保持する。また、本発明の不死化血管内皮細胞株は、単層化増殖し、アセチル化低密度リポタンパク質(Acetyl LDL)への吸着性を有し、レクチン(Lectin)に結合する。マウス由来細胞の場合、本発明の不死化血管内皮細胞株は、レクチンのうち、バンデイラエアシンプリシフォリアアグルチニン(Bandeiraea simplicifolia agglutinin,BS−1レクチン)に結合する。
2. Immortalized Vascular Endothelial Cell Line The immortalized vascular endothelial cell line of the present invention obtained according to the above preparation method 1 is a capillary-derived cell line that expresses a marker for vascular endothelial cells such as CD146, rWF, and CD31. Retains function and properties as vascular endothelial cells. In addition, the immortalized vascular endothelial cell line of the present invention grows in a monolayer, has an adsorptivity to acetylated low-density lipoprotein (Acetyl LDL), and binds to lectin. In the case of mouse-derived cells, the immortalized vascular endothelial cell line of the present invention binds to Banderaea simplicifolia agglutinin (BS-1 lectin) among lectins.

本発明の不死化血管内皮細胞株は、必要に応じて、さらに、敷石状に単層増殖するコロニーの選択や、既知の血管内皮細胞のマーカーを用いた選択を行い、樹立することができる。例えば、VEGFR2(Flk1)、vWF、VEGFR1(Flt1)、PECAM1(CD31)、VE−カドヘリン(VE−cadherin)、TIE1、およびTIE2からなる群から選択される少なくとも1つの発現を、RT−PCRおよび/またはウエスタンブロッティング法で検出することにより、単離された不死化血管内皮細胞株を同定することができる。   The immortalized vascular endothelial cell line of the present invention can be established by selecting a colony that grows in a single layer in the form of a paving stone or selecting using a known vascular endothelial cell marker, if necessary. For example, at least one expression selected from the group consisting of VEGFR2 (Flk1), vWF, VEGFR1 (Flt1), PECAM1 (CD31), VE-cadherin, TIE1, and TIE2, RT-PCR and / or Alternatively, an isolated immortalized vascular endothelial cell line can be identified by detection by Western blotting.

例えば、上記1の調製方法に従って得られる不死化血管内皮細胞株のなかから、さらに、敷石状に単層化増殖する細胞株で、VEGFR2(Flk1)陽性、vWF陽性、アセチル化低密度リポタンパク質吸着性および/またはBS−1レクチン結合能を有する細胞を選択し、本発明の不死化血管内皮細胞株としてもよい。   For example, among the immortalized vascular endothelial cell lines obtained according to the preparation method described in 1 above, cell lines that are monolayered and proliferated in a cobblestone shape are adsorbed by VEGFR2 (Flk1) positive, vWF positive, and acetylated low-density lipoprotein. Cells having sex and / or BS-1 lectin binding ability may be selected and used as the immortalized vascular endothelial cell line of the present invention.

本発明の不死化血管内皮細胞株を、VEGFを含有する3次元培地を用いて通常培養温度で培養すると、内皮管腔形成(EC tubing)を生じる。   When the immortalized vascular endothelial cell line of the present invention is cultured at a normal culture temperature using a three-dimensional medium containing VEGF, endothelial tube formation (EC tubing) occurs.

3. 不死化周細胞株(c−PC)および不死化間葉系幹細胞様周細胞株(MSC−PC)
3.1 不死化周細胞株
上記1の調製方法に従って得られる本発明の不死化周細胞株は、NG2、PDGFRb、NGFRのような周細胞マーカーを発現する、毛細血管由来の細胞株であり、周細胞としての機能および特性を保持するが、間葉系細胞への分化能は有さない。また、本発明の不死化周細胞株は、コンフルエント状態で多層化増殖する。
3. Immortalized pericytes (c-PC) and immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes (MSC-PC)
3.1 Immortalized pericyte cell line The immortalized pericyte line of the present invention obtained according to the preparation method of 1 above is a capillary-derived cell line that expresses a pericellular marker such as NG2, PDGFRb, NGFR, It retains function and properties as a pericyte but does not have the ability to differentiate into mesenchymal cells. In addition, the immortalized pericytes of the present invention grow in multiple layers in a confluent state.

本発明の不死化周細胞株は、必要に応じて、さらに、多層化増殖するコロニーの選択や、既知の周細胞のマーカーを用いた選択を行い、樹立することができる。例えば、PDGFRb、aSMA、ミオカルディン(Myocardin)、アンギオポエチン−1(Angiopoietin−1)、カルポニン(calponin)、およびカルデスモン(caldesmon)からなる群から選択される少なくとも1つの発現を、RT−PCRおよび/またはウエスタンブロッティング法で検出することにより、単離された不死化周細胞株を同定することができる。   The immortalized pericytes of the present invention can be established by further selecting colonies that multiply and proliferate or selecting using known pericellular markers as necessary. For example, at least one expression selected from the group consisting of PDGFRb, aSMA, Myocardin, Angiopoietin-1, Calponin, and Caldesmon is expressed by RT-PCR and / or Alternatively, an isolated immortalized pericyte cell line can be identified by detection by Western blotting.

例えば、上記1の調製方法に従って得られる不死化周細胞株のなかから、多層化増殖する細胞株で、PDGFRb陽性、aSMA陽性、およびミオカルディン(Myocardin)陽性であり、間葉系細胞への分化能を有さない細胞株を選択し、本発明の不死化周細胞株としてもよい。   For example, among the immortalized pericytes obtained in accordance with the above preparation method 1, cell lines that multiply and proliferate are PDGFRb-positive, aSMA-positive, and myocardin-positive, and can differentiate into mesenchymal cells. A cell line that does not have a cell line may be selected and used as the immortalized pericyte line of the present invention.

本発明の不死化周細胞株は、継代を続けても形態に変化は見られない。   The immortalized pericytes of the present invention do not show changes in morphology even after continued passage.

本発明の不死化周細胞株を新生血管と通常培養温度で共培養すると、新生血管の血管内皮周囲に付着して、毛細血管様構造が形成される。   When the immortalized pericytes of the present invention are co-cultured with new blood vessels at normal culture temperature, they adhere to the blood vessel endothelium around the new blood vessels and form capillary-like structures.

3.2 不死化間葉系幹細胞様周細胞株
上記1の調製方法に従って得られる本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株は、NG2、PDGFRb、NGFRのような周細胞マーカーを発現する、毛細血管由来の細胞株であり、周細胞としての機能および特性を保持し、間葉系細胞への分化能を有する。また、本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株は、コンフルエント状態で多層化増殖する。
3.2 Immortalized Mesenchymal Stem Cell-Like Peripheral Cell Line The immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line of the present invention obtained according to the preparation method of 1 above expresses a pericellular marker such as NG2, PDGFRb, and NGFR. A cell line derived from capillaries, which retains the functions and properties of pericytes and has the ability to differentiate into mesenchymal cells. In addition, the immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes of the present invention multiply and proliferate in a confluent state.

本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株は、必要に応じて、さらに、多層化増殖する細胞株の選択、既知の周細胞のマーカーを用いた選択を行い、樹立することができる。例えば、PDGFRb、aSMA、ミオカルディン(Myocardin)、アンギオポエチン−1、カルポニン、およびカルデスモンからなる群から選択される少なくとも1つの発現を、RT−PCRおよび/またはウエスタンブロッティング法で検出することにより、単離された不死化間葉系幹細胞様周細胞株を同定することができる。   The immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes of the present invention can be established by further selecting a cell line that multiplies and proliferates, and using a known pericellular marker, as necessary. For example, by detecting at least one expression selected from the group consisting of PDGFRb, aSMA, Myocardin, angiopoietin-1, calponin, and caldesmon by RT-PCR and / or Western blotting, Isolated immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes can be identified.

例えば、上記1の調製方法に従って得られる不死化間葉系幹細胞様周細胞株のなかから、多層化増殖する細胞株で、PDGFRb陽性、aSMA陽性、およびミオカルディン(Myocardin)陽性であり、間葉系細胞への分化能を有する細胞株を選択し、本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株としてもよい。   For example, among immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes obtained in accordance with the preparation method of 1 above, cell lines that multiply and proliferate are PDGFRb positive, aSMA positive, and myocardin positive, and mesenchymal A cell line capable of differentiating into cells may be selected and used as the immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes of the present invention.

本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株は、(1)間葉系幹細胞マーカーであるSca1、CD29、CD44、CD105、CD106を発現し、(2)周細胞マーカーであるNG2、aSMA陽性、(3)血球系マーカーCD11、CD45陰性という表面マーカープロファイルを有する。したがって、フローサイトメトリー等を用いて、同細胞を同定することができる。   The immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes of the present invention (1) expresses mesenchymal stem cell markers Sca1, CD29, CD44, CD105, CD106, and (2) positive pericytes NG2, aSMA positive (3) It has a surface marker profile of blood cell lineage markers CD11 and CD45 negative. Therefore, the cells can be identified using flow cytometry or the like.

本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株は、継代を続けると細胞形態が多種になる傾向が観察されるが、40継代以上の継代培養後でも間葉系幹細胞様の多分化能を有している。   The immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes of the present invention are observed to tend to have a variety of cell forms when they are continuously passaged, but they are probably mesenchymal stem cell-like even after passage culture over 40 passages. Has abilities.

4.毛細血管様構造の再構築
本発明において、「毛細血管様構造」とは、毛細血管のように、内皮細胞からなるチューブ(ECチューブ)の周囲を周細胞が取り巻いている構造をいい、その直径は約5〜20μmである。
4). Reconstruction of capillary-like structure In the present invention, “capillary-like structure” means a structure in which peripheral cells surround a tube (EC tube) made of endothelial cells, such as a capillary, and its diameter. Is about 5 to 20 μm.

4.1 不死化血管内皮細胞株と不死化周細胞株を用いる場合の調製方法
本発明の不死化血管内皮細胞株と不死化周細胞株とを3次元共培養することにより、毛細血管様構造が形成され、毛細血管を再構築することができる。具体的には、VEGF含有3次元ゲル培地を用いて通常培養温度で不死化血管内皮細胞株と不死化周細胞株とを共培養することにより、毛細血管様構造を得ることができる。培地としては、VEGFを添加した基本培地を使用することができ、3次元ゲル培地を調製するためには、例えばマトリゲル(Matrigel)(登録商標)(BD社)等、市販のキットを使用することができる。
4.1 Preparation Method Using Immortal Vascular Endothelial Cell Line and Immortalized Peripheral Cell Line Capillary-like structure is obtained by three-dimensional co-culture of the immortalized vascular endothelial cell line and immortalized pericyte line of the present invention. Are formed and the capillaries can be reconstructed. Specifically, a capillary-like structure can be obtained by co-culturing an immortalized vascular endothelial cell line and an immortalized pericyte cell line at a normal culture temperature using a VEGF-containing three-dimensional gel medium. As the medium, a basal medium supplemented with VEGF can be used, and in order to prepare a three-dimensional gel medium, a commercially available kit such as Matrigel (registered trademark) (BD) is used. Can do.

4.2 不死化間葉系幹細胞様周細胞株を用いる場合の調製方法
本発明の不死化間葉系幹細胞様周細胞株を3次元培養することにより、毛細血管様構造が形成され、毛細血管を再構築することができる。具体的には、VEGF含有3次元ゲル培地を用いて通常培養温度で不死化間葉系幹細胞様周細胞株を培養することにより、毛細血管様構造を得ることができる。その後、培地をTGF−β含有3次元ゲル培地に交換して通常培養温度で培養を続けると、さらに太い成熟した毛細血管様構造を得ることができる。培地としては、VEGFを添加した基本培地およびTGF−βを添加した基本培地を使用することができ、3次元ゲル培地を調製するためには、例えばマトリゲル(Matrigel)(登録商標)(BD社)等、市販のキットを使用することができる。
4.2 Preparation method using an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line A capillary-like structure is formed by three-dimensional culture of the immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line of the present invention, and a capillary vessel is formed. Can be rebuilt. Specifically, a capillary-like structure can be obtained by culturing an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line at normal culture temperature using a VEGF-containing three-dimensional gel medium. Thereafter, when the medium is replaced with a TGF-β-containing three-dimensional gel medium and the culture is continued at the normal culture temperature, a thicker mature capillary-like structure can be obtained. As the medium, a basal medium supplemented with VEGF and a basal medium supplemented with TGF-β can be used. To prepare a three-dimensional gel medium, for example, Matrigel (registered trademark) (BD) A commercially available kit can be used.

1.新生毛細血管組織の調製
SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子発現マウス(8週歳)の大腿動脈内に、wire(外径0.3mm Cook社)を挿入し血流を再開させることにより障害血管リモデリングモデルを作成する(Arterioscler Thromb Vasc Biol 2010,30,464−470)。障害血管に伴走するようにコラーゲン被膜ポリプロピレン製チューブ(collagen−coated tube;CCT)(外径0.7mm)を留置したのち皮膚を再縫合した。手術2週間後、障害血管外膜および留置したCCT上に新生血管が分布していた(図1A)。このCCTを単離して、CCT表面の被膜を剥離した。この被膜(厚さ200〜500um)には、様々な成熟レベルの新生血管が二次元に密に展開しているのが観察される(図1B,C)。
1. Preparation of New Capillary Tissue SV40 Temperature Sensitive Mutant tsA58T Antigen Gene Expressed Mice (8 Weeks Old) Insert a wire (outer diameter 0.3 mm Cook) into the femoral artery and resume blood flow to restore impaired blood vessels. A modeling model is created (Arterioscler Thromb Vasc Biol 2010, 30, 464-470). A collagen-coated polypropylene tube (CCT) (outer diameter 0.7 mm) was placed so as to accompany the damaged blood vessel, and the skin was re-stitched. Two weeks after the operation, new blood vessels were distributed on the damaged adventitia and on the placed CCT (FIG. 1A). The CCT was isolated and the coating on the CCT surface was peeled off. In this coating (thickness 200 to 500 μm), it is observed that new blood vessels of various maturation levels are densely developed in two dimensions (FIGS. 1B and 1C).

図1Aは、マウス大腿動脈をワイヤー障害し、その近傍にCCTを設置して2週間後、CCT表面に新生血管が形成されている様子を示す。図1Bは、CCT表面に形成された被膜を剥離して得られた、毛細血管が2次元に展開する被膜組織を示す。図1Cは、得られた被膜組織をヘマトキシリン・エオジン(HE)染色した染色像を示し、係る染色像から、様々な成熟レベルの新生血管が存在することがわかる(バー=100μm)。   FIG. 1A shows a state in which new blood vessels are formed on the surface of the CCT two weeks after the mouse femoral artery is wire-disturbed and CCT is placed in the vicinity thereof. FIG. 1B shows a coated tissue in which capillaries are developed in two dimensions, obtained by peeling the coating formed on the CCT surface. FIG. 1C shows a stained image obtained by staining the obtained capsular tissue with hematoxylin and eosin (HE), and it can be seen from the stained image that there are various levels of new blood vessels (bar = 100 μm).

2.毛細血管細胞株の樹立
上記1において単離した被膜から細胞分離用酵素液により細胞成分を分離し、抗CD146抗体(ウサギモノクローナル(rabbit monoclonal)抗体,Abcam)および抗NG2抗体(ウサギポリクローナル(rabbit polyclonal)抗体,Abcam)でラベルしたのち、Magnet Cell Sorting System(Miltenyi Biotec社)によりCD146陽性細胞およびNG2陽性細胞を分離した。それぞれの細胞を、CD146陽性細胞は内皮細胞用培地(Endothelial cell basal medium MV2,PromoCell)を用いて、NG2陽性細胞は基本培地(D−MEM,Gibco)を用いて10継代した後、不死化細胞を再度CD146抗体、NG2抗体/MCSSで分離した後、不死化CD146陽性細胞株およびNG2陽性細胞株を樹立した。CD146陽性細胞のなかから、希釈培養系で単一細胞コロニーを形成させ、単層化増殖する細胞コロニーでVEGFR2(Flk1)、vWF陽性かつアセチル化低密度リポタンパク質(Acetylated LDL−DiI,Biogenesis)吸着性/Lectin(Bandeirea simplicifolia agglutinin(BS−1 lectin)−FITC,Sigma)結合能をもつ細胞株を内皮細胞株(c−EC)として樹立した(図2AおよびB)。同細胞は、3次元ゲル培地下で培養すると、管腔形成能(ECtubing)を有する(図2C)。
2. Establishment of Capillary Cell Line Cell components were separated from the coating isolated in the above 1 by an enzyme solution for cell separation, and anti-CD146 antibody (rabbit monoclonal antibody, Abcam) and anti-NG2 antibody (rabbit polyclonal (rabbit polyclonal). ) Antibody, Abcam), and then CD146 positive cells and NG2 positive cells were separated by Magnet Cell Sorting System (Miltenyi Biotec). Each cell was immortalized after 10 passages using a medium for endothelial cells (Endothelial cell basal medium MV2, PromoCell) for CD146 positive cells and a basic medium (D-MEM, Gibco) for NG2 positive cells. Cells were separated again with CD146 antibody and NG2 antibody / MCSS, and then immortalized CD146 positive cell line and NG2 positive cell line were established. A single cell colony is formed from a CD146 positive cell in a dilution culture system, and VEGFR2 (Flk1), vWF positive and acetylated low density lipoprotein (Acetylated LDL-DiI, Biogenesis) is adsorbed in a cell colony that grows in a monolayer. A cell line capable of binding to sex / Lectin (Bandirea simplicifia agglutinin (BS-1 lectin) -FITC, Sigma) was established as an endothelial cell line (c-EC) (FIGS. 2A and B). When the cells are cultured in a three-dimensional gel medium, they have a tube forming ability (ECtubing) (FIG. 2C).

図2Aは、血管内皮細胞株(c−EC)が、多角形細胞でコンフルエントで単層増殖する様子を示す。図2Aより、c−ECが内皮細胞に特徴的なアセチル化低密度リポタンパク質−Dil(赤)吸着性とレクチン−FITC(緑)結合性を有することがわかる(バー=100μm)。図2Bは、内皮細胞のマーカーであるCD146、フォン・ヴィルブランド因子(von Willebrand factor,vWF)、Flk1(VEGFR2)、およびaSMA(α平滑筋アクチン(α−smooth muscle actin))の遺伝子発現を確認したRT−PCRの結果を示す。c−ECはCD146、vWF、およびFlk1を発現し、aSMAは発現していない。図2Cは、c−ECを、VEGF含有3次元マトリゲル、37℃で培養したときの顕微鏡観察像を示す(バー=100μm)。図2Cより、c−ECをVEGF含有3次元培地下で培養するとチューブ様構造を形成したこと、すなわちc−ECがチュービング形成能を有することがわかる。   FIG. 2A shows how the vascular endothelial cell line (c-EC) grows confluently and monolayers with polygonal cells. FIG. 2A shows that c-EC has an acetylated low-density lipoprotein-Dil (red) adsorptive property and a lectin-FITC (green) property characteristic of endothelial cells (bar = 100 μm). FIG. 2B confirms the gene expression of endothelial markers CD146, von Willebrand factor (von Willebrand factor, vWF), Flk1 (VEGFR2), and aSMA (α-smooth muscle actin) The results of RT-PCR performed are shown. c-EC expresses CD146, vWF, and Flk1, and does not express aSMA. FIG. 2C shows a microscopic image when c-EC is cultured at 37 ° C. in a VEGF-containing three-dimensional matrigel (bar = 100 μm). From FIG. 2C, it can be seen that when c-EC was cultured in a VEGF-containing three-dimensional medium, a tube-like structure was formed, that is, c-EC had the ability to form tubing.

NG2陽性細胞のなかから、希釈培養系で単一細胞由来の細胞コロニーを形成させた。コンフルエント状態で多層化する細胞コロニー(図3A)でPDGFRb、aSMA、Myocardin陽性を周細胞株(c−PC)として分離した(図3B)。GFP発現c−PC細胞を含む3次元ゲル培地下で、ラット大動脈短軸組織切片を共培養すると、大動脈外膜から発生してきた新生血管内皮の周りにc−PC細胞が取り巻き、毛細血管様構造を形成した(図3C)。   Cell colonies derived from single cells were formed from the NG2-positive cells in a dilution culture system. PDGFRb, aSMA, and Myocardin positivity was isolated as a pericyte cell line (c-PC) in a cell colony (FIG. 3A) that multilayered in a confluent state (FIG. 3B). When a rat aortic short-axis tissue section is co-cultured under a three-dimensional gel medium containing GFP-expressing c-PC cells, c-PC cells are wrapped around the neovascular endothelium generated from the aortic outer membrane, resulting in a capillary-like structure. Was formed (FIG. 3C).

図3Aは、周細胞株(c−PC)が、紡錘状細胞で、平滑筋細胞様の“Hill & Valley”状(起伏)の多層増殖する様子を示す(バー=100μm)。図3Bは、周細胞のマーカーであるNG2、周細胞と平滑筋細胞とに共通するマーカーであるPDGFRb、aSMA、ミオカルディンおよびSM22、ならびに内皮細胞のマーカーであるvWFおよびFlk1の遺伝子発現を確認したRT−PCRの結果を示す。c−PCはNG2、PDGFRb、aSMA、ミオカルディン、およびSM22を発現し、vWFおよびFlk1は発現していない。図3Cは、3次元培地下で、c−PCを新生血管(内皮をCD31(赤)で染色)と共培養すると、血管内皮の周囲に周細胞(GFP(緑))が付着して、毛細血管様構造を形成した様子を示す(バー=50μm)。   FIG. 3A shows that the pericyte cell line (c-PC) proliferates in a spindle-shaped cell in a smooth muscle cell-like “Hill & Valley” shape (undulation) (bar = 100 μm). FIG. 3B shows gene expression of NG2, a marker for pericytes, PDGFRb, aSMA, myocardin and SM22, which are markers common to pericytes and smooth muscle cells, and vWF and Flk1, which are markers for endothelial cells. -Shows the results of PCR. c-PC expresses NG2, PDGFRb, aSMA, myocardin, and SM22, but not vWF and Flk1. FIG. 3C shows that when c-PC is co-cultured with a new blood vessel (endothelium is stained with CD31 (red)) under a three-dimensional medium, pericytes (GFP (green)) are attached around the blood vessel endothelium, and capillary A state in which a blood vessel-like structure is formed is shown (bar = 50 μm).

3.毛細血管由来細胞(c−ECおよびc−PC)による毛細血管の再構築
上記2で樹立した細胞をマトリゲル3次元VEGF含培養系でインキュベートすると、c−ECはチュービング形成するが(図4左)、一方で、c−PCは、細胞塊コロニーを形成するのみである(図4右)。c−ECおよびc−PC細胞に対して、組み換えレトロウイルスによりDS−Red(赤蛍光)およびGFP(緑蛍光)発現細胞を作成し、共培養すると、c−EC(Ds−Red)で形成されたチュービングの周囲にc−PC(GFP)が取り囲んで毛細血管様構造を形成した(図4中央)。
3. Reconstruction of capillaries with capillary-derived cells (c-EC and c-PC) When the cells established in 2 above are incubated in a Matrigel three-dimensional VEGF-containing culture system, c-EC forms a tube (left of FIG. 4). On the other hand, c-PC only forms cell clump colonies (FIG. 4 right). When c-EC and c-PC cells are produced with co-cultured DS-Red (red fluorescent) and GFP (green fluorescent) expressing cells by recombinant retrovirus, they are formed with c-EC (Ds-Red). In addition, c-PC (GFP) was surrounded around the tubing to form a capillary-like structure (center of FIG. 4).

図4は、3次元ゲル培養下で、血管内皮細胞株(c−EC)を単独培養した場合(左)、周細胞株(c−PC)を単独培養した場合(右)、および血管内皮細胞株(c−EC)と周細胞株(c−PC)とを共培養した場合(中央)の、顕微鏡観察像および蛍光顕微鏡観察像を示す。血管内皮細胞株(Ds−Red(赤)発現)は、内皮管腔形成(ECチュービング)するが、周細胞(GFP(緑)発現)は細胞塊様に増殖した。両細胞を共培養すると、c−ECによって形成されたECチューブの周りにc−PCが接着増殖し、毛細血管(capillary)様構造が形成された(バー=100μm)。   FIG. 4 shows a case where a vascular endothelial cell line (c-EC) is cultured alone (left), a pericyte cell line (c-PC) is cultured alone (right), and a vascular endothelial cell under three-dimensional gel culture. The microscopic observation image and the fluorescence microscopic observation image are shown when the strain (c-EC) and the pericytes (c-PC) are co-cultured (center). Vascular endothelial cell lines (Ds-Red (red) expression) undergo endothelial tube formation (EC tubing), but pericytes (GFP (green) expression) proliferated like cell clumps. When both cells were co-cultured, c-PC adhered and proliferated around the EC tube formed by c-EC, and a capillary-like structure was formed (bar = 100 μm).

4.毛細血管由来間葉系幹細胞様周細胞(MSC−PC)の多分化能
5株のc−PC細胞株のなかで3株は、特に細胞形態が多種になる傾向が強いことに気づき、再度、単一細胞からクローニングさせたところ、同様の特性を維持していた。同細胞は、脂肪細胞分化培地および骨芽細胞分化培地で培養すると、効率的に脂肪および骨芽細胞に分化する能力があることを確認した(図5)。特に脂肪細胞の場合、分化誘導後、7日以内に70〜80%の細胞が分化誘導され、2〜3週間の培養のなかで、脂肪滴を細胞質に大量に蓄える成熟脂肪細胞まで分化することを確認している(図5)。
4). Capillary-derived mesenchymal stem cell-like pericytes (MSC-PC) multipotency Among the 5 c-PC cell lines, 3 strains were found to have a particularly strong tendency to have various cell morphology, Cloning from a single cell maintained similar properties. The cells were confirmed to have the ability to efficiently differentiate into fat and osteoblasts when cultured in adipocyte differentiation medium and osteoblast differentiation medium (FIG. 5). In particular, in the case of adipocytes, 70 to 80% of cells are induced to differentiate within 7 days after differentiation induction, and differentiate into mature adipocytes that accumulate a large amount of lipid droplets in the cytoplasm in a culture for 2 to 3 weeks. (Fig. 5).

図5は、間葉系幹細胞様周細胞(MSC−PC)の顕微鏡観察像、ならびに該細胞を脂肪細胞分化培地で培養した後のFABP4による免疫染色像とオイルレッド染色像、および該細胞を骨芽細胞分化培地で培養した後のオステオポンチン(osteopontin)による免疫染色像とアリザリンレッド染色像を示す(バー=50μm)。NG2陽性PC細胞株の中で、脂肪細胞分化能(adipogenesis)および骨芽細胞分化能(osteogenesis)を有する細胞株を樹立した。同細胞株を脂肪分化培地で1週間培養すると70〜80%の細胞がFABP4陽性細胞へ、さらに2〜3週間培養すると大量の脂肪滴(オイルレッド染色)を細胞質にもつ成熟脂肪細胞へ分化した。同様に、樹立した細胞株を骨芽細胞分化培地で3週間培養するとオステオポンチン陽性骨芽細胞への分化を認め、細胞塊の一部はカルシウム沈着(アリザリンレッド染色)を認めた(バー=50μm)。   FIG. 5 shows a microscopic image of mesenchymal stem cell-like pericytes (MSC-PC), an immunostained image with FABP4 after the cells were cultured in an adipocyte differentiation medium, an oil red stained image, and the cells as bone. An immunostained image and an alizarin red stained image with osteopontin after culturing in a blast differentiation medium are shown (bar = 50 μm). Among NG2-positive PC cell lines, cell lines having adipocyte differentiation ability (adipogenesis) and osteoblast differentiation ability (osteogenesis) were established. When the same cell line was cultured in a fat differentiation medium for 1 week, 70 to 80% of the cells were differentiated into FABP4-positive cells, and when cultured for 2 to 3 weeks, differentiated into mature adipocytes having a large amount of fat droplets (oil red staining) in the cytoplasm. . Similarly, when the established cell line was cultured in an osteoblast differentiation medium for 3 weeks, differentiation into osteopontin-positive osteoblasts was observed, and a part of the cell mass showed calcium deposition (alizarin red staining) (bar = 50 μm). .

同細胞株はVEGF含む内皮細胞用培地で培養するとvWF陽性内皮細胞化し、さらにVEGF含有三次元ゲル培養系で培養すると、単なるECチュービング形成のみならず、その周囲にPC細胞が取り巻く毛細血管様構造を形成した(図6A)。   When the cell line is cultured in a VEGF-containing endothelial cell medium, it becomes a vWF-positive endothelial cell. Further, when cultured in a VEGF-containing three-dimensional gel culture system, not only EC tubing is formed, but also a capillary-like structure surrounding PC cells. Was formed (FIG. 6A).

電子顕微鏡で観察すると、一部周囲にPC細胞で囲まれるECチュービング以上の大きな管腔が形成されていた(図6B)。この時点でTGF(transforming growth factor β)で刺激すると、さらに太い血管構造を形成した(図6C)。   When observed with an electron microscope, a larger lumen than EC tubing surrounded by PC cells was formed around a part (FIG. 6B). At this point, when stimulated with TGF (transforming growth factor β), a thicker blood vessel structure was formed (FIG. 6C).

図6Aは、間葉系幹細胞様周細胞株(MSC−PC)をVEGF含有3次元ゲル内で培養すると、内皮細胞分化が誘導されたこと(A内挿入図)、およびECチューブ周辺に他の周細胞が集積して毛細血管様構造を形成したことを示す。図6Bは、毛細血管様構造を電子顕微鏡を用いて観察した像であり、ECチューブより大きな管腔構造をとり、一部で周細胞がそのチューブ外側に付着しているのが観察される。図6Cは、さらに培地をVEGF(−)TGF(+)培地に交換して2日後の毛細血管様構造であり、Aに比べ、さらに太い成熟した毛細血管様構造が形成されていることがわかる(バー=100μm)。   FIG. 6A shows that when a mesenchymal stem cell-like pericyte cell line (MSC-PC) was cultured in a VEGF-containing three-dimensional gel, endothelial cell differentiation was induced (inset in A), and other regions around the EC tube. It shows that pericytes accumulated to form a capillary-like structure. FIG. 6B is an image obtained by observing a capillary-like structure using an electron microscope, and has a larger luminal structure than an EC tube, and it is observed that some peripheral cells are attached to the outside of the tube. FIG. 6C shows a capillary-like structure after 2 days after further replacing the medium with VEGF (−) TGF (+) medium, and it can be seen that a thicker capillary-like structure is formed compared to A. (Bar = 100 μm).

5.c−EC細胞への細胞接着能評価
cECをコンフルエント状態に培養した後、この培地皿に骨髄由来の内皮前駆細胞(EPC)(GFP発現マウス由来)を加えて、6時間後に内皮細胞表面に接着しているGFP陽性EPC細胞数を計測した。内皮との接着に必要な接着分子(インテグリン(integrins))発現が低下しているEPCでは内皮接着性が有意に低下していることが認められた(図7)。
5. Evaluation of cell adhesion ability to c-EC cells After culturing cEC in a confluent state, bone marrow-derived endothelial progenitor cells (EPC) (derived from GFP-expressing mice) were added to this medium dish, and 6 hours later, the cells adhered to the endothelial cell surface. GFP positive EPC cells were counted. In EPC in which the expression of an adhesion molecule (integrins) necessary for adhesion to the endothelium is decreased, it was observed that the endothelial adhesion was significantly decreased (FIG. 7).

図7は、内皮前駆細胞(EPC)の血管内皮への接着能をみるため、c−ECをコンフルエント単層状態に培養し、マウス骨髄より単離したEPC(GFP緑発光)を含む培養液で6時間インキュベートした後、内皮表面に付着しているEPC数を評価した結果を示す。接着分子(インテグリンβ1等)の発現が低下しているEPC(被検体)において、内皮細胞表面への付着能が有意に低下している(バー=50μm、Mean+SEM、p<0.05、n=6)。   FIG. 7 shows a culture solution containing EPC (GFP green luminescence) isolated from mouse bone marrow after culturing c-EC in a confluent monolayer state in order to examine the adhesion ability of endothelial progenitor cells (EPC) to vascular endothelium. The result of having evaluated the number of EPC adhering to the endothelial surface after incubating for 6 hours is shown. In EPC (subject) in which expression of adhesion molecules (integrin β1, etc.) is reduced, the ability to adhere to the surface of endothelial cells is significantly reduced (bar = 50 μm, Mean + SEM, p <0.05, n = 6).

6.MSC−PCの生体における多分化能評価
マウス組織へのDsRed蛍光標識MSC−PCの導入により、様々な組織への分化を確認した。
(1)骨格筋細胞への分化
SCIDマウス腓腹筋にcardiotoxin(10ug/mouse筋肉注射)処置して、骨格筋を障害させた後、同部位へMSC−PCを導入した。2週間後に骨格筋組織を取出し免疫染色解析を行った。結果を図8Aに示す(バー=50μm)。障害から再生している骨格筋繊維の一部がMSC−PC由来のものであることが確認された(緑=lectin染色=血流のある血管内皮)。
6). Evaluation of pluripotency in vivo of MSC-PC Differentiation into various tissues was confirmed by introducing DsRed fluorescently labeled MSC-PC into mouse tissues.
(1) Differentiation into skeletal muscle cells Cardiotoxin (10 ug / mouse intramuscular injection) was applied to the SCID mouse gastrocnemius muscle to damage the skeletal muscle, and then MSC-PC was introduced into the same site. Two weeks later, skeletal muscle tissue was taken out and subjected to immunostaining analysis. The results are shown in FIG. 8A (bar = 50 μm). It was confirmed that some of the skeletal muscle fibers regenerating from the disorder were derived from MSC-PC (green = lectin staining = vascular endothelium with blood flow).

(2)毛細血管(内皮細胞および周細胞)への分化
SCIDマウス大腿動脈結紮させた下肢虚血領域において、皮下組織部へMSC−PCを導入した。2週間後に同部位組織を取出し免疫染色解析を行った。結果を図8Bに示す(バー=50μm)。導入細胞(赤色シグナル)は、新生血管の内皮細胞(lectin染色=血流のある血管内皮と重合してオレンジ色になっている)および、周細胞(緑内皮細胞の外側に付着)に分化していることが確認された。
(2) Differentiation into capillaries (endothelial cells and pericytes) MSC-PC was introduced into the subcutaneous tissue part in the ischemic region of the lower extremity ligated with the SCID mouse femoral artery. Two weeks later, the tissue at the same site was taken out and subjected to immunostaining analysis. The results are shown in FIG. 8B (bar = 50 μm). Transduced cells (red signal) differentiate into neovascular endothelial cells (lectin staining = polymerized with blood vessel endothelium with blood flow) and pericytes (attached outside of green endothelial cells). It was confirmed that

(3)脂肪細胞への分化
SCIDマウス皮下脂肪組織へのMSC−PC導入後、2週間目に組織を取出し免疫染色解析を行った。結果を図8Cに示す(バー=50μm)。脂肪組織において導入した細胞(赤色シグナル)が脂肪細胞へ分化していることが確認された(緑=Bodipy染色=脂肪染色)。
(3) Differentiation into adipocytes Two weeks after introduction of MSC-PC into SCID mouse subcutaneous adipose tissue, the tissue was taken out and subjected to immunostaining analysis. The results are shown in FIG. 8C (bar = 50 μm). It was confirmed that cells introduced in the adipose tissue (red signal) were differentiated into adipocytes (green = Bodypy staining = adipose staining).

7.MSC−PCの細胞マーカープロファイル
MSC−PCにおいて、フローサイトメトリー解析により代表的な周細胞および間葉系幹細胞マーカーの発現性を確認した。結果を図9に示す。
7). Cell marker profile of MSC-PC In MSC-PC, the expression of typical pericytes and mesenchymal stem cell markers was confirmed by flow cytometry analysis. The results are shown in FIG.

周細胞マーカー(NG2、aSMA)は陽性であり、Sca1、CD29、CD44、CD105、CD106などの代表的な間葉系幹細胞マーカーはすべて陽性である。また、血球系マーカーであるCD11やCD45は陰性であった。   Pericyte markers (NG2, aSMA) are positive, and representative mesenchymal stem cell markers such as Sca1, CD29, CD44, CD105, CD106 are all positive. In addition, CD11 and CD45, which are blood cell markers, were negative.

本明細書中で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書中にとり入れるものとする。   All publications, patents and patent applications cited herein are incorporated herein by reference in their entirety.

従来の単なる「内皮細胞」を対象とした実験系に対して、毛細血管構成細胞である本細胞株および、これら細胞株を用いる実験系は、毛細血管を正常に維持するための、また、より成熟した血管を再生させるための機序解明のために非常に有用である。毛細血管の形成異常は腫瘍、網膜症、動脈硬化、心不全、インスリン抵抗性等の重要な難治性疾患の病態に関与していることが明らかとなってきたため、本発明の細胞株およびこれら細胞株を用いる実験系により、これらの疾患の予防薬や治療薬を開発できる可能性がある。また、本発明の細胞株およびこれら細胞株を用いる実験系により、臓器再生に必要な組織内脈管再生構築法を開発できる可能性がある。   Compared to the conventional experimental system for mere “endothelial cells”, this cell line, which is a capillary constituent cell, and the experimental system using these cell lines are more suitable for maintaining capillaries normally. It is very useful for elucidating the mechanism for regenerating mature blood vessels. Capillary dysplasia has been shown to be involved in the pathology of important intractable diseases such as tumors, retinopathy, arteriosclerosis, heart failure, insulin resistance, etc., so the cell lines of the present invention and these cell lines There is a possibility that a prophylactic or therapeutic drug for these diseases can be developed by an experimental system using. In addition, there is a possibility that a tissue vascular regeneration construction method required for organ regeneration can be developed by the cell line of the present invention and an experimental system using these cell lines.

本細胞株(MSC−PC)および、本細胞を用いる実験系により、組織由来MSCに関わる疑問の解明につながり、上記の血管新生ばかりでなく、高齢化社会で問題となっている難治性疾患病態解明(脂肪や骨組織リモデリング(メタボリック症候群、骨粗鬆症)、繊維化障害など)や再生医療の開発(再生細胞ツールの調製)など、幅広い医学、医療分野に有益なツールとして応用が期待できる。   This cell line (MSC-PC) and the experimental system using this cell led to the elucidation of questions related to tissue-derived MSC, and not only the above-mentioned angiogenesis but also the intractable disease pathology that is a problem in an aging society Applications such as elucidation (fat and bone tissue remodeling (metabolic syndrome, osteoporosis), fibrosis disorders, etc.) and development of regenerative medicine (preparation of regenerative cell tools) are expected to be useful as a useful tool in a wide range of medicine and medical fields.

Claims (13)

下記工程を含む、非ヒト哺乳動物の毛細血管に由来する不死化周細胞株および不死化間葉系幹細胞様周細胞株を調製する方法:
(a)SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子を導入した非ヒト哺乳動物の障害血管の周囲に細胞外マトリックス成分を含むキャリアを留置して調製した、毛細血管を密に含む組織から、細胞を分離する工程、
(b)NG2、PDGFRb、およびNGFRから選ばれる少なくとも1つを発現する細胞を選択し、該細胞を継代培養して不死化細胞株を得る工程、および
(c)不死化細胞株の中から、間葉系細胞への分化能を有さない細胞株を不死化周細胞株として選択し、間葉系細胞への分化能を有する細胞株を不死化間葉系幹細胞様周細胞株として選択する工程。
A method for preparing an immortalized pericyte cell line and an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line derived from capillaries of a non-human mammal, comprising the following steps:
(A) Separation of cells from tissue densely containing capillaries prepared by placing a carrier containing an extracellular matrix component around a damaged blood vessel of a non-human mammal introduced with the SV40 temperature-sensitive mutant tsA58T antigen gene The process of
(B) selecting a cell expressing at least one selected from NG2, PDGFRb, and NGFR, subculturing the cell to obtain an immortal cell line, and (c) from among the immortal cell lines Select cell lines that do not have the ability to differentiate into mesenchymal cells as immortalized pericytes, and select cell lines that have the ability to differentiate into mesenchymal cells as immortalized mesenchymal stem cell-like pericytes. Process.
さらに、
(d)不死化細胞株の中から、周細胞のマーカーを発現する細胞株を選択する工程
を含む、請求項1に記載の調製方法。
further,
(D) The preparation method of Claim 1 including the process of selecting the cell line which expresses the marker of a pericyte from an immortalized cell line.
周細胞のマーカーがPDGFRb、aSMA、ミオカルディン、アンギオポエチン−1、カルポニン、カルデスモン、ang−like4、およびNGFからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項2に記載の調製方法。   The preparation method according to claim 2, wherein the marker of pericytes is at least one selected from the group consisting of PDGFRb, aSMA, myocardin, angiopoietin-1, calponin, caldesmon, ang-like4, and NGF. 前記キャリアが、コラーゲン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、プロテオグリカン、ラミニン、テネイシン、エンタクチン、エラスチン、フィブリン、ヒアルロン酸から選ばれる1または2以上の細胞外マトリックス成分、もしくはマトリゲル(登録商標)などの再構成基底膜マトリックスを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の調製方法。 The carrier is one or more extracellular matrix components selected from collagen, fibronectin, vitronectin, proteoglycan, laminin, tenascin, entactin, elastin, fibrin, hyaluronic acid, or a reconstituted basement membrane matrix such as Matrigel (registered trademark) The preparation method in any one of Claims 1-3 containing this. 前記キャリアが、コラーゲンまたはコラーゲンゲルを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の調製方法。 It said carrier comprises a collagen or collagen gel, preparation method according to any one of claims 1 to 3. 下記工程を含む、非ヒト哺乳動物の毛細血管に由来する不死化血管内皮細胞株を調製する方法:
(a)SV40温度感受性変異株tsA58T抗原遺伝子を導入した非ヒト哺乳動物の障害血管の周囲に細胞外マトリックス成分を含むキャリアを留置して調製した、毛細血管を密に含む組織から、細胞を分離する工程、および
(b)CD146、rWF、およびCD31から選ばれる少なくとも1つを発現する細胞を選択し、該細胞を継代培養して不死化細胞株を得る工程。
A method for preparing an immortalized vascular endothelial cell line derived from a capillary tube of a non-human mammal, comprising the following steps:
(A) Separation of cells from tissue densely containing capillaries prepared by placing a carrier containing an extracellular matrix component around a damaged blood vessel of a non-human mammal introduced with the SV40 temperature-sensitive mutant tsA58T antigen gene And (b) selecting a cell that expresses at least one selected from CD146, rWF, and CD31, and subculturing the cell to obtain an immortalized cell line.
さらに、
(c)不死化細胞株の中から、血管内皮細胞のマーカーを発現する細胞株を選択する工程を含む、請求項に記載の調製方法。
further,
(C) The preparation method according to claim 6 , comprising a step of selecting a cell line expressing a vascular endothelial cell marker from an immortalized cell line.
血管内皮細胞のマーカーがVEGFR2(Flk1)、vWF、VEGFR1(Flt1)、PECAM1(CD31)、VE−カドヘリン、TIE1、およびTIE2からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項に記載の調製方法。 Markers of endothelial cells VEGFR2 (Flk1), vWF, VEGFR1 (Flt1), PECAM1 (CD31), VE- cadherin, TIE1, and at least one selected from the group consisting of TIE2, according to claim 7 Preparation method. 前記キャリアが、コラーゲン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、プロテオグリカン、ラミニン、テネイシン、エンタクチン、エラスチン、フィブリン、ヒアルロン酸から選ばれる1または2以上の細胞外マトリックス成分、もしくはマトリゲル(登録商標)などの再構成基底膜マトリックスを含む、請求項6〜8のいずれかに記載の調製方法。 The carrier is one or more extracellular matrix components selected from collagen, fibronectin, vitronectin, proteoglycan, laminin, tenascin, entactin, elastin, fibrin, hyaluronic acid, or a reconstituted basement membrane matrix such as Matrigel (registered trademark) The preparation method in any one of Claims 6-8 containing this. 前記キャリアが、コラーゲンまたはコラーゲンゲルを含む、請求項6〜8のいずれかに記載の調製方法。 The preparation method according to any one of claims 6 to 8 , wherein the carrier contains collagen or collagen gel. 請求項6〜10のいずれか1項の方法で調製した不死化血管内皮細胞株と、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法で調製した不死化周細胞株とを3次元共培養することにより、毛細血管様構造を調製する方法。 An immortalized vascular endothelial cell line prepared by the method according to any one of claims 6 to 10 and an immortalized pericyte cell line prepared by the method according to any one of claims 1 to 5 A method of preparing a capillary-like structure by culturing. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法で調製した不死化間葉系幹細胞様周細胞株を、VEGFを含む培地を用いて3次元培養することにより、毛細血管様構造を調製する方法。 A capillary-like structure is prepared by three-dimensionally culturing an immortalized mesenchymal stem cell-like pericyte cell line prepared by the method according to any one of claims 1 to 5 using a medium containing VEGF. Method. VEGFを含む培地を用いて3次元培養した後、該培地をVEGFを含有せずTGFを含有する培地に交換して3次元培養する工程をさらに含む、請求項12に記載の方法。 The method according to claim 12 , further comprising the step of three-dimensional culture using a medium containing VEGF and then exchanging the medium for a medium containing TGF without containing VEGF.
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