JP6941052B2 - 発毛を調節するための方法および組成物 - Google Patents

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Description

関連出願の引用
本願は、2014年7月9日に出願した「DERIVATION OF HAIR GROWTH INDUCING CELLS FROM HUMAN EMBRYONIC STEM CELLS AND USES THEREOF」との表題の米国仮出願第62/022,639号の利益を主張する。この出願は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
配列表の参照
本出願は、電子フォーマットの配列表を伴って出願される。この配列表は、2015年6月30日作成のBURNHAM036WO_SEQLISTとの表題の約1.9Kbのサイズのファイルとして提供される。この配列リストの電子フォーマット内の情報は、その全体が参考として本明細書に援用される。
発明の分野
本明細書において提供される方法および組成物の実施形態は、被験体において発毛を誘導することと関連する。一部の実施形態は、発毛を調節する因子(agent)をスクリーニングすることを含む。
発明の背景
胚形成において、表皮と下部に位置する中胚葉との間の相互作用により、毛嚢が形成されることが示唆されている[1、2、3、4]。真皮乳頭(DP)が、表皮のプラコード形成に反応して、真皮内に細胞凝集物として最初に発生する。毛嚢の発生の進行に伴い、プラコード内の表皮細胞は活発に増殖し、真皮凝集物を包み込み、この場合真皮乳頭と呼ばれ、これはこれらを周囲を取り巻く真皮から隔てる[5]。このような新たなニッチ条件に曝露されると、DP細胞はBMP−4、そのインヒビターであるノギン、および表面マーカーであるN−CAMおよびp−75の発現を獲得する。さらに、DP細胞は特定の細胞外マトリックスタンパク質(例えば、バーシカン(versican)(VCAN))を分泌し、高レベルのアルカリホスファターゼ活性(AP)を示す[6]。ダブルレポーターLef1−RFP/K14−H2BGFPマウスを使用して、試験は、将来を見越して単離されたマウスDP細胞の詳細な遺伝シグネチャーを同定し[7]、またネズミDPの維持および機能にとって必要なものとしてWnt、BMPおよびFGFのシグナル伝達経路を同定した[8、9、10]。DP細胞は、発毛およびサイクリングにおいて役割を演じ[6]、また毛のサイズおよび毛のタイプを決定する[11、12]。DP細胞は、胚形成期に限らず出生後においても毛嚢形成を誘導することができると、長く認識されている。鼻毛DP細胞は、通常は毛のない皮膚領域である成熟ラットの足蹠に移植すると、新たな毛の形成を誘導した[13]。頭皮の皮膚から単離されたヒトDP細胞は、これを齧歯類に移植すると毛の形成に寄与し[14、15]、また培養物内でケラチノサイトの形態形成を誘導する[16]。
DP細胞は、脱毛疾患に対する細胞に基づく処置として提案された。しかし、ヒトDP細胞は、必要量を確保できず、また培養時に毛嚢形成を誘導する能力を急速に失うので、この目的に適さない[7、8、17、18]。したがって、強力な発毛を誘導し得る機能性のDP細胞を開発するニーズがなおも満たされずに存在する。
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本明細書において提供される方法および組成物の一部の実施形態は、被験体において発毛(hair growth)を誘導するための方法であって、誘導された真皮乳頭細胞の集団を被験体に投与することを含む、方法を含む。また、一部の実施形態は、誘導された真皮乳頭細胞の集団を取得することも含む。一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、P−75、ネスチン、バーシカン、平滑筋アクチン、アルカリホスファターゼ、およびビメンチンからなる群から選択されるマーカーを含む。
一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、誘導された神経堤細胞の集団から生成される。また一部の実施形態は、接着細胞を選択することも含む。一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、Sox10、Foxd3、インテグリンアルファ4、フィブロネクチンの同族受容体、CD47、CD184、CD44、P−75、およびネスチンからなる群から選択されるマーカーを含む。一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、OCT4、SSEA4、バーシカン、平滑筋アクチン、およびアルカリホスファターゼからなる群から選択されるマーカーを欠く。
一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、幹細胞の集団から生成される。また一部の実施形態は、幹細胞のクラスターが形成される条件下で幹細胞の集団を培養することも含む。また一部の実施形態は、クラスターを懸濁状態で培養して、球塊を形成することも含まれる。また一部の実施形態は、基材表面に、球塊をプレーティングすることであって、表面がフィブロネクチンまたはポリオルニチンでコーティングされていることも含む。
一部の実施形態では、幹細胞の集団は、胚性幹細胞および誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む。一部の実施形態では、誘導多能性幹細胞は、線維芽細胞、腎上皮細胞、および血球からなる群から選択される供給源から生成される。一部の実施形態では、幹細胞の集団は、H9細胞、およびヒトBJ線維芽細胞から生成したヒト誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む。
一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、ドナー被験体から得られる。一部の実施形態では、ドナー被験体と被験体は同一である。一部の実施形態では、ドナー被験体と被験体は異なる。
一部の実施形態では、投与は、皮下移植を含む。一部の実施形態では、投与は、被験体の集団における場所であって毛を含む被験体の皮膚の場所に対するものである。一部の実施形態では、投与は、頭皮、顔面、上唇、頤部、まゆ毛、まつ毛、腕部、脚、背部、胴、および腹部からなる群から選択される、被験体の皮膚の場所に対するものである。一部の実施形態では、投与は、瘢痕組織を含む被験体の皮膚の場所に対するものである。
一部の実施形態では、被験体は、脱毛症を有する。
一部の実施形態では、被験体は哺乳動物である。一部の実施形態では、被験体はヒトである。
本明細書において提供される方法および組成物の一部の実施形態は、発毛を調節する因子をスクリーニングするための方法であって、誘導された真皮乳頭細胞の集団を試験因子と接触させることと、誘導された真皮乳頭細胞の集団において、発毛に対する影響を測定することとを含む、方法を含む。
一部の実施形態では、影響は、試験因子と接触しなかった誘導された真皮乳頭細胞の集団と比較した、誘導された真皮乳頭細胞の集団における発毛率の増加を含む。
一部の実施形態では、影響は、試験因子と接触しなかった誘導された真皮乳頭細胞の集団と比較した、誘導された真皮乳頭細胞の集団における発毛率の減少を含む。
一部の実施形態では、影響は、頭皮、顔面、上唇、頤部、まゆ毛、まつ毛、腕部、脚、背部、胴、および腹部からなる群から選択される、被験体の皮膚の特定の場所に特徴的な毛の増殖を含む。
一部の実施形態では、被験体は、哺乳動物である。一部の実施形態では、被験体はヒトである。
一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、in vivoで試験因子と接触する。一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、in vitroで試験因子と接触する。
一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、P−75、ネスチン、バーシカン、平滑筋アクチン、アルカリホスファターゼ、およびビメンチンからなる群から選択されるマーカーを含む。
一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、誘導された神経堤細胞の集団から生成される。また一部の実施形態は、接着細胞を選択することも含む。一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、Sox10、Foxd3、インテグリンアルファ4、フィブロネクチンの同族受容体、CD47、CD184、CD44、P−75、およびネスチンからなる群から選択されるマーカーを含む。一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、OCT4、SSEA4、バーシカン、平滑筋アクチン、およびアルカリホスファターゼからなる群から選択されるマーカーを欠く。
一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、幹細胞の集団から生成される。また一部の実施形態は、幹細胞のクラスターが形成される条件下で、幹細胞の集団を培養することも含む。また一部の実施形態は、クラスターを懸濁状態で培養して、球塊を形成することも含む。また一部の実施形態は、基材の表面上に球塊をプレーティングすることであって、表面がフィブロネクチンまたはポリオルニチンでコーティングされていることも含む。
一部の実施形態では、幹細胞の集団は、胚性幹細胞および誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む。一部の実施形態では、誘導多能性幹細胞は、線維芽細胞、腎上皮細胞、および血球からなる群から選択される供給源から生成される。一部の実施形態では、幹細胞の集団は、H9細胞、およびヒトBJ線維芽細胞から生成したヒト誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む。
本明細書において提供される方法および組成物の一部の実施形態は、誘導された真皮乳頭細胞の集団を調製するための方法であって、前記集団を、誘導された神経堤細胞の集団から生成することを含む、方法を含む。また一部の実施形態は、接着細胞を選択することも含む。一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、P−75、ネスチン、バーシカン、平滑筋アクチン、アルカリホスファターゼ、およびビメンチンからなる群から選択されるマーカーを含む。一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、Sox10、Foxd3、インテグリンアルファ4、フィブロネクチンの同族受容体、CD47、CD184、CD44、P−75、およびネスチンからなる群から選択されるマーカーを含む。一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、OCT4、SSEA4、バーシカン、平滑筋アクチン、およびアルカリホスファターゼからなる群から選択されるマーカーを欠く。
一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、幹細胞の集団から生成される。また一部の実施形態は、幹細胞のクラスターが形成される条件下で、幹細胞の集団を培養することも含む。また一部の実施形態は、クラスターを懸濁状態で培養して、球塊を形成することも含む。また一部の実施形態は、球塊を、基材の表面上にプレーティングすることであって、表面がフィブロネクチンまたはポリオルニチンでコーティングされていることを含む。
一部の実施形態では、幹細胞の集団は、胚性幹細胞および誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む。一部の実施形態では、誘導多能性幹細胞は、線維芽細胞、腎上皮細胞、および血球からなる群から選択される供給源から生成される。一部の実施形態では、幹細胞の集団は、H9細胞、およびヒトBJ線維芽細胞から生成したヒト誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む。
本明細書において提供される方法および組成物の一部の実施形態は、上記方法のうちの任意の1つにより調製される、誘導された真皮乳頭細胞の集団を含む。
特定の実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
被験体において発毛を誘導するための方法であって、誘導された真皮乳頭細胞の集団を前記被験体に投与することを含む、方法。
(項目2)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団を取得することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、P−75、ネスチン、バーシカン、平滑筋アクチン、アルカリホスファターゼ、およびビメンチンからなる群から選択されるマーカーを含む、項目1から2のいずれか一項に記載の方法。
(項目4)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、誘導された神経堤細胞の集団から生成される、項目1から3のいずれか一項に記載の方法。
(項目5)
接着細胞を選択することを含む、項目4に記載の方法。
(項目6)
前記誘導された神経堤細胞の集団が、Sox10、Foxd3、インテグリンアルファ4、フィブロネクチンの同族受容体、CD47、CD184、CD44、P−75、およびネスチンからなる群から選択されるマーカーを含む、項目4から5のいずれか一項に記載の方法。
(項目7)
前記誘導された神経堤細胞の集団が、OCT4、SSEA4、バーシカン、平滑筋アクチン、およびアルカリホスファターゼからなる群から選択されるマーカーを欠く、項目4から6のいずれか一項に記載の方法。
(項目8)
前記誘導された神経堤細胞の集団が、幹細胞の集団から生成される、項目4から7のいずれか一項の項目に記載の方法。
(項目9)
前記幹細胞のクラスターが形成される条件下で、前記幹細胞の集団を培養することを含む、項目8に記載の方法。
(項目10)
前記クラスターを懸濁状態で培養して、球塊を形成することを含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
基材の表面上に前記球塊をプレーティングすることであって、前記表面がフィブロネクチンまたはポリオルニチンでコーティングされていることを含む、項目10に記載の方法。
(項目12)
前記幹細胞の集団が、胚性幹細胞および誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む、項目8に記載の方法。
(項目13)
前記誘導多能性幹細胞が、線維芽細胞、腎上皮細胞、および血球からなる群から選択される供給源から生成される、項目12に記載の方法。
(項目14)
前記幹細胞の集団が、H9細胞、およびヒトBJ線維芽細胞から生成したヒト誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む、項目12に記載の方法。
(項目15)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、ドナー被験体から得られる、項目1から14のいずれか一項に記載の方法。
(項目16)
前記ドナー被験体と前記被験体が同一である、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記ドナー被験体と前記被験体が異なる、項目15に記載の方法。
(項目18)
前記投与が、皮下移植を含む、項目1から17のいずれか一項に記載の方法。
(項目19)
前記投与が、被験体の集団における場所であって毛を含む前記被験体の皮膚の場所に対するものである、項目1から18のいずれか一項に記載の方法。
(項目20)
前記投与が、頭皮、顔面、上唇、頤部、まゆ毛、まつ毛、腕部、脚、背部、胴、および腹部からなる群から選択される、前記被験体の皮膚の場所に対するものである、項目1から19のいずれか一項に記載の方法。
(項目21)
前記投与が、瘢痕組織を含む前記被験体の皮膚の場所に対するものである、項目1から20のいずれか一項に記載の方法。
(項目22)
前記被験体が、脱毛症を有する、項目1から21のいずれか一項に記載の方法。
(項目23)
前記被験体が、哺乳動物である、項目1から22のいずれか一項に記載の方法。
(項目24)
前記被験体が、ヒトである、項目1から23のいずれか一項に記載の方法。
(項目25)
発毛を調節する因子をスクリーニングする方法であって、
誘導された真皮乳頭細胞の集団を試験因子と接触させることと、
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団において、発毛に対する影響を測定することと
を含む、前記方法。
(項目26)
前記影響が、前記試験因子と接触しなかった誘導された真皮乳頭細胞の集団と比較した、前記誘導された真皮乳頭細胞の集団における発毛率の増加を含む、項目25に記載の方法。
(項目27)
前記影響が、前記試験因子と接触しなかった誘導された真皮乳頭細胞の集団と比較した、前記誘導された真皮乳頭細胞の集団における発毛率の減少を含む、項目25に記載の方法。
(項目28)
前記影響が、頭皮、顔面、上唇、頤部、まゆ毛、まつ毛、腕部、脚、背部、胴、および腹部からなる群から選択される、被験体の皮膚の特定の場所に特徴的な毛の増殖を含む、項目25から27のいずれか一項に記載の方法。
(項目29)
前記被験体が、哺乳動物である、項目25から28のいずれか一項に記載の方法。
(項目30)
前記被験体が、ヒトである、項目25から29のいずれか一項に記載の方法。
(項目31)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、前記試験因子とin vivoで接触する、項目25から30のいずれか一項に記載の方法。
(項目32)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、前記試験因子とin vitroで接触する、項目25から30のいずれか一項に記載の方法。
(項目33)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、P−75、ネスチン、バーシカン、平滑筋アクチン、アルカリホスファターゼ、およびビメンチンからなる群から選択されるマーカーを含む、項目25から32のいずれか一項に記載の方法。
(項目34)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、誘導された神経堤細胞の集団から生成される、項目25から33のいずれか一項に記載の方法。
(項目35)
接着細胞を選択することを含む、項目34に記載の方法。
(項目36)
前記誘導された神経堤細胞の集団が、Sox10、Foxd3、インテグリンアルファ4、フィブロネクチンの同族受容体、CD47、CD184、CD44、P−75、およびネスチンからなる群から選択されるマーカーを含む、項目34から35のいずれか一項に記載の方法。
(項目37)
前記誘導された神経堤細胞の集団が、OCT4、SSEA4、バーシカン、平滑筋アクチン、およびアルカリホスファターゼからなる群から選択されるマーカーを欠く、項目34から36のいずれか一項に記載の方法。
(項目38)
前記誘導された神経堤細胞の集団が、幹細胞の集団から生成される、項目34から37のいずれか一項に記載の方法。
(項目39)
前記幹細胞のクラスターが形成される条件下で、前記幹細胞の集団を培養することを含む、項目38に記載の方法。
(項目40)
前記クラスターを懸濁状態で培養して、球塊を形成することを含む、項目39に記載の方法。
(項目41)
基材の表面上に前記球塊をプレーティングすることであって、前記表面がフィブロネクチンまたはポリオルニチンでコーティングされていることを含む、項目40に記載の方法。
(項目42)
前記幹細胞の集団が、胚性幹細胞および誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む、項目38から41のいずれか一項に記載の方法。
(項目43)
前記誘導多能性幹細胞が、線維芽細胞、腎上皮細胞、および血球からなる群から選択される供給源から生成される、項目42に記載の方法。
(項目44)
前記幹細胞の集団が、H9細胞、およびヒトBJ線維芽細胞から生成したヒト誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む、項目42に記載の方法。
(項目45)
誘導された真皮乳頭細胞の集団を調製するための方法であって、前記集団を、誘導された神経堤細胞の集団から生成することを含む、方法。
(項目46)
接着細胞を選択することを含む、項目45に記載の方法。
(項目47)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、P−75、ネスチン、バーシカン、平滑筋アクチン、アルカリホスファターゼ、およびビメンチンからなる群から選択されるマーカーを含む、項目45から46のいずれか一項に記載の方法。
(項目48)
前記誘導された神経堤細胞の集団が、Sox10、Foxd3、インテグリンアルファ4、フィブロネクチンの同族受容体、CD47、CD184、CD44、P−75、およびネスチンからなる群から選択されるマーカーを含む、項目45から47のいずれか一項に記載の方法。
(項目49)
前記誘導された神経堤細胞の集団が、OCT4、SSEA4、バーシカン、平滑筋アクチン、およびアルカリホスファターゼからなる群から選択されるマーカーを欠く、項目45から48のいずれか一項に記載の方法。
(項目50)
前記誘導された神経堤細胞の集団が、幹細胞の集団から生成される、項目45から49のいずれか一項に記載の方法。
(項目51)
前記幹細胞のクラスターが形成される条件下で、前記幹細胞の集団を培養することを含む、項目50に記載の方法。
(項目52)
前記クラスターを懸濁状態で培養して、球塊を形成することを含む、項目51に記載の方法。
(項目53)
基材の表面上に前記球塊をプレーティングすることであって、前記表面がフィブロネクチンまたはポリオルニチンでコーティングされていることを含む、項目52に記載の方法。
(項目54)
前記幹細胞の集団が、胚性幹細胞および誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む、項目50に記載の方法。
(項目55)
前記誘導多能性幹細胞が、線維芽細胞、腎上皮細胞、および血球からなる群から選択される供給源から生成される、項目54に記載の方法。
(項目56)
前記幹細胞の集団が、H9細胞、およびヒトBJ線維芽細胞から生成したヒト誘導多能性幹細胞からなる群から選択される細胞を含む、項目50に記載の方法。
(項目57)
項目45から56のいずれか一項に記載の方法により調製される、誘導された真皮乳頭細胞の集団。
(項目58)
被験体において発毛を誘導するための、誘導された真皮乳頭細胞の集団の使用。
(項目59)
前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、項目45から56のいずれか一項に記載の方法により調製される、項目58に記載の使用。
図1A〜1Eは、hESCがNC中間体を経てDP様細胞へと分化することを表す。図1Aは、分化戦略の略図である。図1Bは、hESC−NC培養における遊走性NCマーカーSox10およびFoxd3の発現を表す2つの顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは青色。図1Cは、hESC−NC培養におけるNCマーカーのインテグリンアルファ−4(ITGA4)およびhESCマーカーのOCT4およびSSEA4に関するフローサイトメトリー分析を表す3つの一連のグラフである。図1Dは、hESC−NC、hDP(正常な皮膚に由来)、およびhESC−DP培養物におけるp−75、ネスチン、バーシカン(Versican)、SMA、およびアルカリホスファターゼ(AP)の発現を表す一連の顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは青色。図1Eは、DPパターニング期間中のhESC−DP培養物におけるhDPマーカーのp−75、ネキシン−1(Nexin−1)、バーシカン(Versican)、SMA、およびビメンチンのQ−PCR分析を表す一連のグラフである。第0日=hESC−NC細胞。遺伝子発現レベルは、hESC−NCレベルに対する倍率変化を対数で示し、18Sに対して正規化した。各遺伝子について、破線は、hDP細胞培養における遺伝子発現のレベルを表す。スケールバーは100μm。 図1A〜1Eは、hESCがNC中間体を経てDP様細胞へと分化することを表す。図1Aは、分化戦略の略図である。図1Bは、hESC−NC培養における遊走性NCマーカーSox10およびFoxd3の発現を表す2つの顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは青色。図1Cは、hESC−NC培養におけるNCマーカーのインテグリンアルファ−4(ITGA4)およびhESCマーカーのOCT4およびSSEA4に関するフローサイトメトリー分析を表す3つの一連のグラフである。図1Dは、hESC−NC、hDP(正常な皮膚に由来)、およびhESC−DP培養物におけるp−75、ネスチン、バーシカン(Versican)、SMA、およびアルカリホスファターゼ(AP)の発現を表す一連の顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは青色。図1Eは、DPパターニング期間中のhESC−DP培養物におけるhDPマーカーのp−75、ネキシン−1(Nexin−1)、バーシカン(Versican)、SMA、およびビメンチンのQ−PCR分析を表す一連のグラフである。第0日=hESC−NC細胞。遺伝子発現レベルは、hESC−NCレベルに対する倍率変化を対数で示し、18Sに対して正規化した。各遺伝子について、破線は、hDP細胞培養における遺伝子発現のレベルを表す。スケールバーは100μm。 図1A〜1Eは、hESCがNC中間体を経てDP様細胞へと分化することを表す。図1Aは、分化戦略の略図である。図1Bは、hESC−NC培養における遊走性NCマーカーSox10およびFoxd3の発現を表す2つの顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは青色。図1Cは、hESC−NC培養におけるNCマーカーのインテグリンアルファ−4(ITGA4)およびhESCマーカーのOCT4およびSSEA4に関するフローサイトメトリー分析を表す3つの一連のグラフである。図1Dは、hESC−NC、hDP(正常な皮膚に由来)、およびhESC−DP培養物におけるp−75、ネスチン、バーシカン(Versican)、SMA、およびアルカリホスファターゼ(AP)の発現を表す一連の顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは青色。図1Eは、DPパターニング期間中のhESC−DP培養物におけるhDPマーカーのp−75、ネキシン−1(Nexin−1)、バーシカン(Versican)、SMA、およびビメンチンのQ−PCR分析を表す一連のグラフである。第0日=hESC−NC細胞。遺伝子発現レベルは、hESC−NCレベルに対する倍率変化を対数で示し、18Sに対して正規化した。各遺伝子について、破線は、hDP細胞培養における遺伝子発現のレベルを表す。スケールバーは100μm。
図2A〜2Cは、ヌードマウスへの皮下細胞移植の影響を表す。図2Aは、単独移植したか、またはマウス乳児期真皮細胞(mDC)、hDP、hESC−DP、血清中で14日間分化させたhESC(hESC−血清)、ヒトhESCから誘導された神経堤細胞(hESC−NC)、および7日間DPに分化させたhESC−NC(hESC−DP 7日間)と組み合わせて移植したケラチノサイトの全組織標本に関するステレオ画像を表す一連の顕微鏡写真である。図2Bは、単独移植したかまたはmDC、hDP、またはhESC−DPと組み合わせて移植したケラチノサイトにより誘導された毛の定量を表すグラフである。図2Cは、hESC−NC(0日目)の分化時間と共に、ESC−DP細胞の毛誘導能力の動力学を表すグラフであり、ケラチノサイト単独(破線により可視化)と比較して、移植1回につき形成された毛の数(赤線で可視化した傾向)、または血清存在下で分化したhESCの毛の数(青色菱形)として表す。すべてのデータを、平均値±SEMとして表し、また一元ANOVAを用いて分析した(クラスカル−ウォリスの検定、Dunnの多重比較ポストテスト)。、P≦0.05;**、P≦0.001。スケールバーは1mm。 図2A〜2Cは、ヌードマウスへの皮下細胞移植の影響を表す。図2Aは、単独移植したか、またはマウス乳児期真皮細胞(mDC)、hDP、hESC−DP、血清中で14日間分化させたhESC(hESC−血清)、ヒトhESCから誘導された神経堤細胞(hESC−NC)、および7日間DPに分化させたhESC−NC(hESC−DP 7日間)と組み合わせて移植したケラチノサイトの全組織標本に関するステレオ画像を表す一連の顕微鏡写真である。図2Bは、単独移植したかまたはmDC、hDP、またはhESC−DPと組み合わせて移植したケラチノサイトにより誘導された毛の定量を表すグラフである。図2Cは、hESC−NC(0日目)の分化時間と共に、ESC−DP細胞の毛誘導能力の動力学を表すグラフであり、ケラチノサイト単独(破線により可視化)と比較して、移植1回につき形成された毛の数(赤線で可視化した傾向)、または血清存在下で分化したhESCの毛の数(青色菱形)として表す。すべてのデータを、平均値±SEMとして表し、また一元ANOVAを用いて分析した(クラスカル−ウォリスの検定、Dunnの多重比較ポストテスト)。、P≦0.05;**、P≦0.001。スケールバーは1mm。
図3A〜3Fは、GFP標識されたhESC−DPおよびhIPSC−DPの皮下移植を一連の顕微鏡写真で表す。図3Aは、移植物全組織標本の立体視観察により、新規に形成された毛内のDP(矢印頭部)および真皮性カプセル(矢印)の位置において、GFP陽性hESC−DP細胞が同定された;挿入図は、DP領域の2×の拡大図を示す。図3Bは、GFP標識されたhIPSC−DPが、DPおよび毛の真皮性カプセルに見出され得ることを表す:移植物全組織標本(GFP/明視野)および8μm切片(明視野)。挿入図は、毛嚢のDP領域内に認められたGFP陽性細胞の蛍光画像である(明視野画像内のDP領域の白枠四角部の2×拡大図)。図3Cおよび3Dは、新規に形成された毛のGFP陽性DP(GFP/明視野、共焦点顕微鏡法)は、バーシカン(Versican)(バーシカン(Versican)、共焦点顕微鏡法)およびアルカリホスファターゼ(AP、明視野)についてそれぞれ陽性であることを表す。図3Eは、GFPパネル内の共焦点画像により、NC由来のGFP陽性細胞が、外部毛根鞘領域(矢印)、ならびにGFP陽性DP(輪郭部)内で稀に(新規に形成された毛の約1%)検出されたことを示す。図3Fは、NCから誘導されたGFP陽性細胞が移植物内の毛マトリックスにおいて見出されたことを表す(共焦点顕微鏡法)。挿入図は、GFP陽性細胞の2×拡大図を示す;白色はGFP。複数のメラニン顆粒(黒色)がGFP陽性細胞全体を通じて存在することに留意する。スケールバーは、図3Aの場合250μm;図3B〜3Fの場合50μm。 図3A〜3Fは、GFP標識されたhESC−DPおよびhIPSC−DPの皮下移植を一連の顕微鏡写真で表す。図3Aは、移植物全組織標本の立体視観察により、新規に形成された毛内のDP(矢印頭部)および真皮性カプセル(矢印)の位置において、GFP陽性hESC−DP細胞が同定された;挿入図は、DP領域の2×の拡大図を示す。図3Bは、GFP標識されたhIPSC−DPが、DPおよび毛の真皮性カプセルに見出され得ることを表す:移植物全組織標本(GFP/明視野)および8μm切片(明視野)。挿入図は、毛嚢のDP領域内に認められたGFP陽性細胞の蛍光画像である(明視野画像内のDP領域の白枠四角部の2×拡大図)。図3Cおよび3Dは、新規に形成された毛のGFP陽性DP(GFP/明視野、共焦点顕微鏡法)は、バーシカン(Versican)(バーシカン(Versican)、共焦点顕微鏡法)およびアルカリホスファターゼ(AP、明視野)についてそれぞれ陽性であることを表す。図3Eは、GFPパネル内の共焦点画像により、NC由来のGFP陽性細胞が、外部毛根鞘領域(矢印)、ならびにGFP陽性DP(輪郭部)内で稀に(新規に形成された毛の約1%)検出されたことを示す。図3Fは、NCから誘導されたGFP陽性細胞が移植物内の毛マトリックスにおいて見出されたことを表す(共焦点顕微鏡法)。挿入図は、GFP陽性細胞の2×拡大図を示す;白色はGFP。複数のメラニン顆粒(黒色)がGFP陽性細胞全体を通じて存在することに留意する。スケールバーは、図3Aの場合250μm;図3B〜3Fの場合50μm。 図3A〜3Fは、GFP標識されたhESC−DPおよびhIPSC−DPの皮下移植を一連の顕微鏡写真で表す。図3Aは、移植物全組織標本の立体視観察により、新規に形成された毛内のDP(矢印頭部)および真皮性カプセル(矢印)の位置において、GFP陽性hESC−DP細胞が同定された;挿入図は、DP領域の2×の拡大図を示す。図3Bは、GFP標識されたhIPSC−DPが、DPおよび毛の真皮性カプセルに見出され得ることを表す:移植物全組織標本(GFP/明視野)および8μm切片(明視野)。挿入図は、毛嚢のDP領域内に認められたGFP陽性細胞の蛍光画像である(明視野画像内のDP領域の白枠四角部の2×拡大図)。図3Cおよび3Dは、新規に形成された毛のGFP陽性DP(GFP/明視野、共焦点顕微鏡法)は、バーシカン(Versican)(バーシカン(Versican)、共焦点顕微鏡法)およびアルカリホスファターゼ(AP、明視野)についてそれぞれ陽性であることを表す。図3Eは、GFPパネル内の共焦点画像により、NC由来のGFP陽性細胞が、外部毛根鞘領域(矢印)、ならびにGFP陽性DP(輪郭部)内で稀に(新規に形成された毛の約1%)検出されたことを示す。図3Fは、NCから誘導されたGFP陽性細胞が移植物内の毛マトリックスにおいて見出されたことを表す(共焦点顕微鏡法)。挿入図は、GFP陽性細胞の2×拡大図を示す;白色はGFP。複数のメラニン顆粒(黒色)がGFP陽性細胞全体を通じて存在することに留意する。スケールバーは、図3Aの場合250μm;図3B〜3Fの場合50μm。
図4A〜4Bは、DP細胞運命獲得におけるBMPシグナル伝達の役割を表す。図4Aは、選択的BMPインヒビターであるドルソモルフィン(dorsomorphin)の不存在または存在下で誘導されたhESC−DP細胞の形態および移植結果を表す顕微鏡写真を示す。スケールバーは、細胞培養につき50μm、および細胞移植につき0.5mmである。図4Bは、選択的BMPインヒビターであるドルソモルフィンの不存在または存在下でのhESC−DP細胞における、バーシカン(Versican)、コリン(Corin)、ネキシン−1、p−75、ビメンチン、およびSMAの発現に関するQ−PCR分析を表すグラフである。すべてのデータは、平均値±SEMで表し、スチューデントt検定を用いて分析した。、P≦0.05;**、P≦0,001。
図5は、hESC−NC培養内で間葉系のマーカー(CD47、CD184、CD44)発現について、フローサイトメトリー分析を行い、同分析によるhESC−NCにおける間葉系のマーカーの発現を表す一連のグラフである。
図6は、ヒト毛嚢DP細胞におけるDPマーカーのin situ発現を表す一連の顕微鏡写真である。SMA、アルカリホスファターゼ(AP)、ネスチン、およびバーシカン(Versican)凍結切片の免疫蛍光染色;DAPIは青色。スケールバーは100μm。
図7は、ヌードマウスの皮膚下へのヒトDP細胞の移植を示す一連の顕微鏡写真であり、この場合、GFP陽性hDP細胞が真皮内に見出され得るが、新規に形成された毛のDP領域内には取り込まれない;移植物全組織標本(挿入図は、DP領域の2×拡大図を示す)。スケールバーは、250μm。
図8A〜8Cは、hIPSCがNC中間体を経てDP様細胞へと分化することを表す。図8Aは、hIPSC−NC培養における、神経上皮マーカーであるSox2、Sox9、およびネスチンの発現を表す一連の顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは青色。図8Bは、ヒトIPSC−DP細胞培養におけるDPマーカーである平滑筋アクチン(SMA)、P−75、およびネスチンの発現を表す一連の顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは、青色。図8Cは、バーシカン(Versican)、ネキシン−1、p−75、ビメンチン、およびSMAの発現に関するQ−PCR分析を表すグラフである。遺伝子発現レベルは18Sに正規化されており、またhESC−NC発現レベルに対する倍率変化の対数として示される。スケールバーは100μm。 図8A〜8Cは、hIPSCがNC中間体を経てDP様細胞へと分化することを表す。図8Aは、hIPSC−NC培養における、神経上皮マーカーであるSox2、Sox9、およびネスチンの発現を表す一連の顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは青色。図8Bは、ヒトIPSC−DP細胞培養におけるDPマーカーである平滑筋アクチン(SMA)、P−75、およびネスチンの発現を表す一連の顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは、青色。図8Cは、バーシカン(Versican)、ネキシン−1、p−75、ビメンチン、およびSMAの発現に関するQ−PCR分析を表すグラフである。遺伝子発現レベルは18Sに正規化されており、またhESC−NC発現レベルに対する倍率変化の対数として示される。スケールバーは100μm。 図8A〜8Cは、hIPSCがNC中間体を経てDP様細胞へと分化することを表す。図8Aは、hIPSC−NC培養における、神経上皮マーカーであるSox2、Sox9、およびネスチンの発現を表す一連の顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは青色。図8Bは、ヒトIPSC−DP細胞培養におけるDPマーカーである平滑筋アクチン(SMA)、P−75、およびネスチンの発現を表す一連の顕微鏡写真である。免疫蛍光染色、DAPIは、青色。図8Cは、バーシカン(Versican)、ネキシン−1、p−75、ビメンチン、およびSMAの発現に関するQ−PCR分析を表すグラフである。遺伝子発現レベルは18Sに正規化されており、またhESC−NC発現レベルに対する倍率変化の対数として示される。スケールバーは100μm。
詳細な説明
本明細書において提供される方法および組成物の実施形態は、被験体において発毛を誘導することと関連する。一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は誘導された神経堤細胞の集団から生成され得、そしてその誘導された神経堤細胞の集団は幹細胞の集団から生成され得る。誘導された真皮乳頭細胞の集団は、被験体の皮下に移植され、そして毛を生成し得る。有利には、細胞のそれぞれの集団は、移植での使用等で使用可能な、誘導された真皮乳頭細胞の莫大な集団が提供できるように増幅され得る。誘導された真皮乳頭細胞は、皮膚障害、例えば熱傷、瘢痕、および脱毛等を有する被験体を治療するのに使用可能である。他の実施形態は、発毛を調節する因子をスクリーニングすることを含む。試験因子は、誘導された真皮乳頭細胞の集団と接触可能であり、その影響が測定され得る。発毛率、硬毛または軟毛の形成、毛幹の色、毛幹の太さ、および毛幹内のジスルフィド結合レベルと関連する影響を生み出す因子が試験され得る。
真皮乳頭(DP)は、毛嚢形成および増殖の周期を制御する間葉細胞の特有の集団である。発生の間、ほとんどのDP細胞は、中胚葉から誘導されるが、しかし、頭部の毛の機能的に同等のDP細胞は、神経堤(NC)に由来する。NCは、発生の間に神経管背側から一時的に発生する細胞集団であり、また末梢神経系、副腎髄質、メラニン形成細胞、および様々な頭蓋顔面の間葉組織を含む複数の組織を生じさせる[19]。Lox−STOP−Rosa26またはZ/EGレポーターマウスを使用するNC特異的(Wnt1−Cre)系列追跡により、NCが頭部DP細胞の集団の大きな割合に寄与するという遺伝的証拠が得られた[20、21、22]。
出願人は、ヒト胚性幹細胞(hESC)からの機能的なDP様細胞の誘導を含む方法および組成物を開発した。参照によりその全体が本明細書に援用される、Gnedeva K.らの「Derivation of Hair-Inducing Cell from Human Pluripotent Stem Cells」(2015年)Derivation of Hair-Inducing Cell from Human Pluripotent Stem Cells. PLoS ONE 10巻(1号): e0116892. doi:10.1371/journal.pone.0116892を参照。一部の実施形態では、hESCは、NC細胞を、次に培養で毛誘導性のDP様細胞を生成させるのに使用可能である。hESC誘導されたDP様細胞(hESC−DP)は、成人ヒトDP細胞に代表的に見出されるマーカー(例えば、p−75、ネスチン、バーシカン(Versican)、SMA、アルカリホスファターゼ)を発現し、また免疫不全のヌードマウスの皮下に移植したときに、毛嚢形成を誘導することが可能であった。GFPを発現するように操作された、hESCから誘導されたDP様細胞が、新規に形成された毛嚢のDPに組み込まれ、適切なマーカーを発現した。BMPインヒビターのドルソモルフィンは、hESC−DP培養物から毛誘導活性を除去したので、BMPシグナル伝達は、hESC−DP誘導物内の因子である。
発毛を誘導する方法
本明細書において提供される方法および組成物の一部の実施形態は、被験体において発毛を誘導するための方法を含む。一部のかかる実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、被験体に投与される。投与の方法は、被験体の皮膚内への誘導された真皮乳頭細胞の移植を含み得、例えば投与は誘導された真皮乳頭細胞の皮下移植を含み得る。誘導された真皮乳頭細胞は、被験体の皮膚の任意の場所、例えば頭皮、顔面、上唇、頤部、まゆ毛、まつ毛、腕部、脚、背部、胴、手、足部、および腹部等の被験体の皮膚の場所に投与され得る。一部の実施形態では、被験体の皮膚の場所には、瘢痕組織が含まれる。一部の実施形態では、被験体は脱毛症を有する。一部の実施形態では、被験体はヒト等の哺乳動物である。
一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、他の細胞型、例えば単離された誘導された神経堤細胞等から生成した真皮乳頭細胞の特徴を有する単離された細胞の集団を含み得る。一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の特徴として、タンパク質、発現した核酸等の真皮乳頭細胞と関連したマーカー、毛嚢形成誘導活性、ケラチノサイト形態形成誘導活性、および毛幹増殖誘導活性等を挙げることができる。例示的なマーカーとして、BMP−4、ノギン、N−CAM、およびp−75、細胞外マトリックスタンパク質、例えばバーシカン(versican)(VCAN)等、アルカリホスファターゼ活性(AP)、ネスチン、平滑筋アクチン、およびビメンチン等が挙げられる。
一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞は、誘導された神経堤細胞から生成され得る。一部の実施形態では、接着細胞は、単離された誘導された真皮乳頭細胞の集団を生成するために、誘導された神経堤細胞の集団から選択される。例えば、誘導された神経堤細胞の集団は基材上にプレーティングされ得るが、接着細胞は、基材に結合させることが可能である一方、非接着細胞は、基材から洗浄され得る。一部の実施形態では、基材はプラスチックである。
一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の特徴として、タンパク質、発現した核酸等の神経堤細胞と関連したマーカー、メラニン形成細胞等の細胞を生成する能力を有する活性、頭蓋顔面の軟骨および骨、平滑筋、末梢ニューロンおよび腸ニューロン、ならびにグリアを挙げることができる。例示的なマーカーとして、Sox10、Foxd3、インテグリンアルファ4、フィブロネクチンの同族受容体、CD47、CD184、CD44、P−75、およびネスチンが挙げられる。一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞の集団は、OCT4、SSEA4、バーシカン、平滑筋アクチン、およびアルカリホスファターゼからなる群から選択されるマーカーを欠く。
一部の実施形態では、誘導された神経堤細胞は、幹細胞の集団から生成され得る。幹細胞から誘導された神経堤細胞を生成する例示的な方法は、Bajpai R.ら、Cell Death and Differentiation(2009年)16巻、807〜825頁、およびCurchoe CLら、(2010年)Early acquisition of neural crest competence during hESCs neuralization. PLoS One 5巻: e13890に記載されており、これら各文献を参照によりその全体が援用される。一部の実施形態では、幹細胞の集団は、幹細胞のクラスターが形成される条件下に置かれる。一部の実施形態では、クラスターを懸濁状態で培養して、球塊を形成する。一部の実施形態では、球塊のプレーティングは、基材表面上にプレーティングされる。一部の実施形態では、その表面はフィブロネクチンまたはポリオルニチンでコーティングされる。
一部の実施形態では、幹細胞には、胚性幹細胞または誘導多能性幹細胞が含まれる。誘導多能性幹細胞は、様々な供給源、例えば線維芽細胞、腎上皮細胞、および血球等から生成され得る。誘導多能性幹細胞を生成する例示的な方法として、Takahashi, K.およびYamanaka, S(2006年)Cell、126巻(4号):663〜76頁; Zhou Hら(2009年)Cell Stem Cell、4巻(5号):381〜4頁; Zhouら、(2012年)Nature Protocols、7巻(12号):2080〜2089頁;およびMoad, M.ら(2013年)European Urology、64巻(5号):753〜761頁に記載されている方法が挙げられ、これらの各文献は参照によりその全体が援用される。一部の実施形態では、幹細胞の集団は、H9細胞、またはヒトBJ線維芽細胞から生成したヒト誘導多能性幹細胞等の細胞を含む。一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、ドナー被験体から得られる。例えば、細胞の試料は、ドナー被験体から採取され得、そしてこの細胞の試料から、誘導された多能性幹細胞の集団が生成される。一部の実施形態では、ドナー被験体と被験体は同一である。一部の実施形態では、ドナー被験体と被験体は異なる。
発毛(hair growth)を調節する因子をスクリーニングする方法
本明細書において提供される方法および組成物の一部の実施形態は、発毛を調節する因子をスクリーニングする方法を含む。一部のかかる実施形態は、誘導された真皮乳頭細胞の集団を試験因子と接触させること、および誘導された真皮乳頭細胞の集団における発毛に対する影響を測定することを含む。一部の実施形態では、因子は、化合物、いくつかの化合物を含む組成物、ならびに温度およびpH等の物理条件を含み得る。
一部の実施形態では、影響には、試験因子と接触しなかった誘導された真皮乳頭細胞の集団と比較した、誘導された真皮乳頭細胞の集団内の発毛率の変化、例えば誘導された真皮乳頭細胞の集団内の発毛率の増加または減少等が含まれ得る。発毛率は、毛幹の形成率、または毛幹形成活性を有する毛嚢の形成率により測定可能である。
一部の実施形態では、影響は、頭皮、顔面、上唇、頤部、まゆ毛、まつ毛、腕部、脚、背部、胴、および腹部からなる群から選択される、被験体の皮膚の特定の場所に特徴的な毛の増殖を含み得る。被験体の皮膚の特定の場所の毛の例示的な特徴として、毛幹の太さ、長さ、強度、および毛周期の長さを挙げることができる。一部の実施形態では、影響は、硬毛または軟毛等の毛の増殖を含み得る。一部の実施形態では、影響は、毛幹の色、例えば褐色、黒色、赤色、白色、グレー、およびブロンド等を含み得る。一部の実施形態では、影響は、毛幹におけるカール具合を含み得る。一部の実施形態では、影響は、毛幹の太さを含み得る。一部の実施形態では、影響は、毛幹におけるジスルフィド結合のレベルを含み得る。
一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、in vivoで試験因子と接触する。例えば、誘導された真皮乳頭細胞は、被験体の皮膚に移植され得る。一部の実施形態では、誘導された真皮乳頭細胞の集団は、in vitroで試験因子と接触する。
NC細胞中間体を使用するhESC−DPの誘導
ヒトDP様細胞を、NC中間体を経由してhESCから取得した(図1A)。これまでの記載[24、25]に従い、hESCを誘導して、hESC由来神経堤細胞(hESC−NC)へと分化させた。hESC−NC培養物は、神経堤マーカーであるSox10およびFoxd3について、強力な発現を示した(図1B)。フローサイトメトリー分析により、培養したhESC−NC細胞の約80%が、NCマーカーであるインテグリンアルファ4(ITGA4)、フィブロネクチンの同族受容体を発現したが[26]、ならびにOCT4およびSSEA4の発現は認められないことが確認され、未分化のhESCは存在しないことが示唆された(図1C)。
神経堤は、様々な間葉組織に関する前駆体をもたらす細胞の多能性集団である[19]。FACS分析より、hESC−NC細胞が、分化14日目に、間葉系幹細胞マーカーであるCD47(99.95%)、CD184(20%)、およびCD44(52.58%)を発現したことが示された(図5)。DP様細胞を生成するために、10%FBSを含有するDMEM−F12培地中で、hESC−NCを、追加の2週間さらに誘導して分化させた(図1A)。DP細胞は、体細胞性の真皮幹細胞であり[27]、間葉系幹細胞(MSC)マーカーを発現する[28]。したがって、組織培養プラスチックへの優先的接着を使用して、分化中のhESC−NC培養物から間葉細胞を濃縮した[29]。ルーチン的に、約20%のhESC−NC培養物が、プラスチックに接着し、これを血清含有培地中で継代して、hESCから誘導されたDP様細胞(hESC−DP)を得た。これらの結果から、hESCから誘導されたNC細胞は、単離プロトコール、ならびにMSCおよびDP細胞用の培養条件を使用して濃縮可能な細胞の間葉前駆体集団を含むことが示唆される。
hESC−DP細胞の特徴付け
マウス背部皮膚DP細胞のシグネチャー遺伝子がコンパイルされているが[7]、しかしヒト頭部真皮乳頭細胞における遺伝子発現についてほとんど未知である。マウスおよびヒトDP細胞の両方に関するマーカーを、間葉系hESC−DPを特徴付けるのに使用した。DPと神経堤に共通するマーカー、P−75とネスチンに共通するマーカーが、hESC−NC細胞、培養したヒトDP細胞(hDP)(正常なヒト皮膚から単離された)、およびhESC−DP細胞(図1D)において検出された[21]。他のヒトDPマーカー:バーシカン(Versican)、平滑筋アクチン(SMA)、およびアルカリホスファターゼ(AP)は、hESC−NC細胞において検出されなかったが、hDPおよびhESC−DP培養物中に存在した(図1D)。hDPにおけるネスチン、バーシカン(Versican)、SMA、およびAPの染色特異性を、ヒト頭皮の皮膚切片を使用して確認した(図6)。hESC−NCでは、NCマーカーであるP−75(約30%)およびネスチン(約90%)の発現は、hESC−DP培養物における発現(p−75で約40%、ネスチンで約90%)と類似し、そしてhDP細胞において近い発現パターンを示した(P−75で約20%、ネスチンで約90%)。対照的に、hESC−NC細胞は、バーシカン(Versican)(<1%)、SMA(<3%)について陰性であり、AP活性を完全に欠いていたが、一方、hESC−DPの大部分は、バーシカン(Versican)(約70%)、SMA(約70%)を発現し、バーシカン(Versican)、SMA、およびAPについてほぼ100%陽性であった、ヒトDP細胞で見出されたのと類似した高レベルのAP活性を示した。全体的な細胞形態および細胞内のマーカー局在は、ヒトDP細胞およびhESC−DPの培養物との間で類似した。hESC−NCからhESC−DPへの分化の間のDPマーカーの発現動態を定量的に評価するために、Q−PCR分析を使用した。試験したすべてのヒトDPマーカー(p−75、ネキシン−1、バーシカン(Versican)、SMA、およびビメンチン)の発現レベルは、hESC−NC分化の間に徐々に増加し、2週間後にはヒト−DP細胞培養物に見出されたレベルと同等またはそれ上回った(図1E)。これらを総じて考慮すると、これらの結果は、hESC−DP培養物内にヒトDP様細胞が存在することを示唆する。
移植の際のhESC−DPの毛誘導特性
hESC−DP細胞を、胸腺欠損nu/nu(ヌード)マウスに移植した際に、毛嚢形成を誘導する能力があるかどうか、同細胞について調査した。マウス皮膚由来の真皮前駆体の毛髪誘導能を実証するのにこれまでに使用されたパッチ式の細胞移植方法を使用した[27]。要するに、目的の細胞を、新生動物から単離されたマウス表皮細胞(ケラチノサイト)と合わせ、濃厚な細胞懸濁物としてヌードマウスに皮下移植した。ヌードマウスは、BALB/c(アルビノ)遺伝的背景を有するので、移植用として毛の色が暗色のC57BL/6マウス由来の表皮細胞を使用することにより、新規に形成された毛と既存の毛は区別できる。毛誘導能を、移植1回につき形成される毛髪の数として測定した。パッチ方法では、新規に形成された毛は、形態形成の進行段階において毛嚢形態を乱すので、これが皮膚表面に進入することはできない。したがって、毛嚢が形成されたが、十分には発達していない、移植14日後に分析を実施した。表皮細胞の移植単独では、おそらく内因性のDP細胞の存在に起因して、最低限の毛誘導しか引き起こさなかった(図2A、2B)。マウス真皮細胞(mDC)は、陽性対照として使用され、同一の移植モデルについてこれまでに報告された効率と類似した効率で、強力な発毛を誘導した(P=0.0282)[27](図2A、2B)。期待通りに、成人頭皮の皮膚から単離されたヒトDP培養細胞は、陰性対照(ケラチノサイト単独)と比較して、有意な数の毛を誘導しなかった(図2A、2B)。確かに、ヒトDP細胞は、単一毛の異種間再形成に寄与することが示されているが[14]、ヒトDP細胞の強力な毛誘導能力は、マウスモデルにおいていまだ報告されていない[18]。対照的に、mDCの毛誘導と類似したhESC−DPによる有意な(P=0.0002)毛誘導が認められた(図2A、2B)。
hESCがDP様細胞に向かって分化する間の毛誘導特性の動力学をモニターするために、hESC−DPおよびいくつかの関連する細胞集団、すなわちNC誘導の中間ステップを省略してDP培地中で2週間分化させたhESC(hESC)、hESC−NC、および部分的に分化させたhESC−DP(7日間の分化)を移植した(図2C)。驚くべきことに、血清条件において分化させたhESCならびにhESC−NCの移植は、陰性対照と比較して、有意な発毛阻害を引き起こした(図2C)。したがって、hESC−NCのhESC−DP細胞への分化は、毛誘導能力について約100倍の増加を引き起こした(図2C)。部分的に分化したhESC−NC移植物において形成された毛の数は、陰性対照と有意に異ならなかった(図2C)。
これらの結果は、本明細書に記載されるhESC−DP細胞は、新生仔期のマウス真皮細胞の毛誘導能と類似した強力な毛誘導能を有すること、およびhESC−NCは分化手順に沿ってこの能力を獲得することを示唆する。
新規に形成された毛嚢のDPへのhESC−DPの組み込み
移植されたhESC−DPは、内因性のマウスDP細胞を補充する/活性化させる可能性がある、または毛嚢形成において認められた誘導を直接媒介する可能性がある。この問題に対処するために、hESC−DPを、GFPを発現するように操作し、新規に形成された毛嚢をin situで分析した(図3)。パッチ方法を使用してヌードマウスの皮下に移植14日後に、毛幹の黒色色素沈着により決定可能な新規毛形成を観察した。hESC−DP移植の立体視観察より、大部分のDPおよび新規に形成された毛の真皮性カプセルは、GFP陽性細胞から構成されたことが示唆された(図3A)。hESC−DP移植物から単離された毛の全組織標本について共焦点顕微鏡法により、新規に誘導された毛内でのGFP陽性DP細胞の存在が示された(図3C、3D、3E)。これらの毛のGFP陽性DPは、特異的マーカー、すなわちバーシカン(Versican)(図3C)およびAP(図3D)について陽性染色された。GFP陽性DPに加えて、外部および内部の毛根鞘領域内にGFP陽性細胞が存在することが認められた(図3E)。毛マトリックス内のGFP陽性細胞の細胞質内にメラニン顆粒が存在することも認められた(図3F)。これらのデータは、移植されたhESC−DPは、DP細胞の毛誘導機能を獲得し得ることを示唆する。
hIPSC−DPの誘導および特徴付け
ヒトESCのH9系統に加えて、ヒト正常BJ線維芽細胞から生成された、これまでに特徴付けがなされたヒト誘導多能性幹細胞(hIPSC)3系統を使用した[30]。これまでに記載されたプロトコールに従いhIPSC−NC細胞を生成し、神経上皮マーカーであるSox2、Sox9、およびネスチンの存在について分析した。3系統から得られたhIPSC−NCはすべて、類似した発現パターンを示した。約50%のhIPSC−NC細胞がSox2およびSox9を発現したに過ぎず、さらにネスチン染色により、hESC−NC細胞と比較して、形態的な差異が明らかになった(図8A、図1D)。
上記プロトコールを使用して、hIPSC−NC細胞を分化させてhIPSC−DPを得た。DPマーカーであるSMA、p−75、およびネスチンの免疫染色、ならびにバーシカン(Versican)、ネキシン−1、p−75、ビメンチン、およびSMAのQ−PCR分析より、1つのhIPSC系統(BJ16)のみが、hESC−DP細胞と比較して、DPマーカーを若干発現する細胞をもたらすことが示された(図8B)。図8Cは、hESC−NC細胞と比較して、hIPSC−DPの遺伝子発現レベルを示す。
BJ16 IPSC−DP細胞を、パッチ移植法によりさらに特徴付けした。この細胞集団は、陰性対照と比較して、有意な数の毛を誘導しなかった。しかし、GFP陽性BJ16 IPSC−DP細胞の移植は、hESC−DP細胞の場合よりも頻度はかなり低いものの(50個のうち1本の毛)、GFP陽性真皮乳頭および真皮性カプセルを伴う毛の形成を引き起こした。これらの毛のDP内にGFP陽性細胞が存在することを、切片で確認した(図3B)。
注目すべきこととして、移植された細胞が、新規に形成された毛の乳頭突起およびカプセル領域に組み込まれたことが、hESC−DPおよびhIPSC−DP細胞の場合に限って認められた。GFPを発現するように操作された、移植されたヒトDP細胞が真皮内に存在したが、これらの細胞は、隣接した毛嚢のDPには見出されなかった(図7)。これらの結果は、ヒト多能性細胞由来のDP様細胞は、いくつかの特定マーカーの発現について、成人ヒト皮膚から単離されたDP細胞と共有するが、その毛誘導能はより高く、細胞に基づく脱毛疾患処置に適用可能であることを示唆する。
hESC−DPの誘導におけるBMPシグナル伝達の役割
発生の間に遊走性NCからDPが生成する際の、これに関係する機構は不明である。しかし、NC細胞からDP分化を誘導するのに使用されるウシ胎児血清は、骨形成タンパク質(BMP)を含むことが公知であり[31]、それは、胚発生の間の中胚葉の細胞運命(mesoderm specification)[32、33]、およびhESCからの中胚葉のin vitro誘導[34]において不可欠である。BMPシグナル伝達が、マウス背部皮膚DPにおいて、毛嚢誘導能力を維持する機構であることが示された[9]。BMPシグナル伝達が、hESC−NC細胞からhESC−DP細胞に誘導する際に、どのような役割を演じているか、十分に試験済みの選択的BMPインヒビターであるドルソモルフィンを使用して調べた[35]。NCからDPへの変換の間にドルソモルフィンを添加すると、陽性対照と比較して細胞形態に明らかな変化が生じたが、特に、hESC−DP細胞は、特徴的な線維芽細胞様の引き延ばされた形態を有した一方、ドルソモルフィン処理された細胞は、六角形であり、細胞質内に多重顆粒が存在することを実証した(図4A)。さらに、ヌードマウスの皮下に移植されたドルソモルフィン処理した細胞は、毛形成について誘導不能であり、DP特性の喪失を示唆する(図4A)。ドルソモルフィン処理した細胞のQ−PCR分析により、BMPシグナル伝達を阻害すると、DP特異的マーカーのバーシカン(Versican)(P=0.0002)、コリン(P=0.0022)、ネキシン−1(P=0.0008)、およびビメンチン(P=0.0001)をコードするmRNAのレベルの有意な減少を引き起こしたが、汎NCマーカーであるp−75(変化なし)または平滑筋マーカーのSMA(有意に増加)には当てはまらないことが明らかにされた(図4B)。しかし、DP細胞は、BMPを唯一の分化剤として使用してhESC−NC培養物から誘導することはできず、他のシグナル伝達経路が頭部DP細胞運命獲得に関与することを示唆している。これらの結果は、BMPシグナル伝達は、毛誘導性hESC−DPをhESC−NC細胞から生成および/または維持するのに必要であるものの、十分でないことを示す。
結果は、血清含有培地中で培養された、hESCから誘導されたNC細胞は、ヒトDP細胞のマーカーを漸増的に獲得し、また毛誘導能力を有する接着細胞集団を生じることを示唆する。ヒトDP細胞と比較してhESC−DPの毛誘導能が強力であることは、異なる機構を経由して毛嚢形成を誘導することが公知である真皮乳頭前駆細胞の胚性または新生児期の集団とhESC−DPが類似性しており、そのような主たる類似性を反映するかもしれない[36]。
hESC−DP培養物は、不均質と思われる。この培養物が示す平均的な毛誘導能は、新生児期のマウス真皮細胞の能力と類似した。将来を見越して精製された一次マウスDP細胞は、毛の誘導について、マウス真皮調製物よりも約5倍効率的であることが示された[27]。したがって、hESC−DP培養物は、上記で報告された平均値よりもさらに高い毛誘導能を有する毛誘導性DP様細胞の部分集団を含んでいる可能性がある。さらに、GFP陽性hESC−DPを移植したとき、毛嚢の別の区画(すなわち、外部毛根鞘、内部根鞘、および毛マトリックス)内にGFP陽性細胞の存在を認めた。メラニン形成細胞は、発生の間の遊走性NCに由来することが公知であるので、hESC−NC細胞の一部は、hESC−DP培養物内にメラニン形成細胞前駆体を生じる可能性がある。同様に、齧歯類のNC細胞は、髭のバルジ内で表皮幹細胞を生じることが可能であるので、hESC−NCの一部は、新規に形成された毛のケラチノサイトを生じる可能性がある[37]。これらのデータは、hESC−DPが、毛誘導特性を有するDP様細胞を含む、NCから誘導された細胞の混合集団であるが、メラニン形成細胞およびケラチノサイト形成細胞も含み得ることを示唆する。
結果は、hESCがNC系列に分化する際の中間ステップが重要と思われ、NC誘導をスキップすると、毛誘導活性が完全に失われることを示唆する。hESCをNC細胞に方向付けることは、間葉細胞型の多様性を、皮膚においてC細胞よりも下流に位置する発生的に指定されたサブセット(例えば、発生の間の頭部DP、メラニン形成細胞、頭部のバルジ)に限定し得る。したがって、hESC−DP様細胞は、比較的共通の間葉富化条件、例えば血清含有培地中での分化、および接着細胞型の選択等を使用して、毛誘導性DP様細胞について顕著に濃縮された状態となる。
異なるiPSC系統は、DP様細胞に分化する可変の傾向を有し得る。hiPSC−DP細胞は、パッチ方法を使用して移植した場合、毛嚢形成を誘導することはできず、また新規に形成された毛嚢のDPへの組み込み頻度は低かった。これは、IPSC分化に影響を及ぼすことが公知のエピジェネティックメモリー現象の結果であり得る[38、39、40]。この実験で使用したIPSC系統は、BJ線維芽細胞に由来した[30]。それが中胚葉に起源していることは、分化の第1のステップ−外胚葉神経堤細胞の誘導を困難にしているおそれがある。確かに、一部のhIPSC−NC細胞のみが、神経上皮のマーカーであるSox2およびSox9を発現した(図8A、8B)。しかし、複数のhiPCS系統およびhESC系統をグローバルに比較した場合、十分に多数のhiPSC系統を、hESC系統と比較したとき、それらの分化能における主要な重複が認められることが示唆された[41]。したがって、絶対的な効率は、異なるhESC系統とhiPSC系統の間で変化し得るものの、多くのhiPSCから毛誘導特性を有する細胞を誘導することが可能であるはずである[42]。
最近、SKPは、毛誘導において極めて強力であることが示されたが[27]、加齢プロセスにおいてSKPが徐々に失われることが、高齢者を被験体とした毛髪再生療法のための、自己SKPの単離を妨げ得る[43]。毛髪誘導性のDP様細胞をhESCから誘導することが、毛を失った人々を被験体とした細胞に基づく処置の開発に向けた第一歩となる。
材料および方法
hESC培養:これまでの記載に従い、照射済(eradiated)マウス胚性線維芽細胞フィーダー層上でH9 hESC系統を維持した[24]。hESCからのNC細胞の生成:分化プロトコールはこれまでに記載されている[24、25]。ESC−DPの生成:第1継代のNC細胞を、下記の組成のDP培地を用いて3日間培養した:DMEM/F−12 Glutamax(Gibco 10829−018)、10%のFBS(Gibco #10437)、1mMのL−グルタミン(Gibco 25030−081)、1×抗生物質/抗真菌薬(Omega Scientific AA−40)。その後、この細胞を、0.25%のトリプシン−EDTA溶液(Gibco 25200)を用いて単細胞懸濁物に解離させ、そして細胞100,000個/mm−2の密度で未コーティングの培養皿にプレーティングした。24時間後、接着できなかった浮遊細胞を、翌日培地変更して除去した。接着した細胞を、1日おきに培地を変更しながら未コーティングのプラスチック皿で増殖させた;培養物を4〜5日毎に継代した。
免疫組織化学およびFACS分析:細胞培養物を、PBS中4%のPFAを用いて室温で10分間固定した;組織試料を4°で、終夜固定した。固定後、細胞を、PBS中、5分間、3回洗浄し、そして組織試料を、凍結切片用としてOCTに包埋したが、または毛の解剖および全組織標本調製で使用した。細胞および切片を、PBS中に0.05%〜0.3%のTriton X 100(Sigma T8787)を含む4%のBSAまたは10%のヤギ血清内で、染色前に1時間ブロックした。一次抗体を4℃で、終夜適用した。細胞または切片を、次にPBS中、各15分間、3回洗浄した。二次抗体(PBS中で1:500に稀釈した)を、室温、暗所で1時間適用した。細胞を、PBS中、各10分間、3回洗浄した。核をHoechstまたはDapiを用いて標識した。FACS分析の場合、目的の細胞を、Accutaseを用いて引きはがし、3%のBSA/PBS中で20分間再懸濁して、非特異的結合をブロックした。次に細胞を、氷上で30分間、一次抗体と共にインキュベーションした。次に細胞を3mlのPBS中で洗浄し、適切な二次抗体(1:1000)を含む3%のBSA/PBS中に30分間再懸濁し、3mlのPBSで洗浄した後、1%のBSA/PBS中に再懸濁し、そしてヨウ化プロピジウム(PI)と共にインキュベーションした。細胞を、蛍光により基づき分類し(FACSVantageSE DiVa、BD Biosciences、San Jose)、データを、FlowJoソフトウェアを用いて分析した。下記の抗体を使用した:マウスモノクローナルCD47(R&D)、マウスモノクローナルCD184(eBioscience)、マウスモノクローナルCD44(Novus)、ヤギポリクローナルFoxd3(Santa Cruz)、ウサギポリクローナルGFP(Invitrogen)、マウスモノクローナルITGA4(R&D)、マウスモノクローナルネスチン(Chemicon)、マウスモノクローナルOCT3/4(Santa Cruz)、ウサギポリクローナルP−75(Chemicon)、マウスモノクローナルSMA(Chemicon)、ウサギポリクローナルSox2(Abcam)、ウサギポリクローナルSox9(ミリポア)、ウサギポリクローナルSox10(Abcam)、マウスモノクローナルSSEA4(R&D)、マウスモノクローナルバーシカン(Versican)(Seikagaku Corporation)。
Q−PCR:全RNAを、RNeasyキットを使用して抽出し、そして1μgの全RNAを、Quantitectキット(Qiagen)を製造業者の提案に基づいて使用して逆転写し、そしてcDNAを作製した。Q−PCRを、SyberGreenマスターキット(Invitrogen)を製造業者の推奨に基づいて用いて実施した。Q−PCRの場合、18S発現レベルを正規化に使用し、標準曲線方法を使用してデータを分析した。Q−PCRを以下の通り実施した:初期の変性:95℃で10分間、40サイクルの変性:95℃で30秒間、アニーリング:56℃で1分間、伸長:72℃で30秒間、ならびに95℃で1分間の変性、65℃で30秒間のアニーリングおよび95℃で30秒間の最終変性の最終サイクル1回。リアルタイムQ−PCRプライマーを表1にまとめる。
Figure 0006941052
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細胞:異なる継代のESC−DP細胞を取得した。0.1%のトリプシン−EDTA(Gibco 25200)を用いて、細胞を単細胞懸濁物に解離し、そして一続きの遠心分離(1200RPMで5分間)によりPBSで3回洗浄した。最終的に、100μl当たり5百万個の濃度で細胞をDP培地中に再懸濁し、移植されるまで氷上で保管した。
マウス表皮細胞および真皮細胞を、p0−p2 BL6マウスの皮膚から取得した。背部皮膚を単離し、氷上に配置し、抗生物質/抗真菌薬(最終1×;Omega Scientific AA−40)を含むPBSで、5分間振盪しながら5回洗浄し、PBS中の0.01%Dispase(Sigma)において終夜、40℃でインキュベーションした。皮膚の表皮層を鉗子で単離し、PBSで5分間洗浄し、そして0.1%のトリプシン−EDTA溶液中、370Cで、8分間インキュベーションした。皮膚の皮層をはさみでホモジナイズし、0.1%のトリプシン−EDTA溶液により、370Cで45分間消化した。DP培地を添加して酵素活性をブロックし、表皮または真皮を、10分間激しくピペット処理した。細胞懸濁物を細胞ストレーナー(BD Falcon 9261365)で単離し、遠心分離(1200RPMで5分間)によりPBS中で3回洗浄した。細胞を、100μl当たり細胞5百万個でDP培地中に再懸濁し、移植されるまで氷上で保管した。
ヒト真皮乳頭細胞:本試験でのヒト組織から誘導された試料の使用は美容上の医療行為2例から得られた廃棄皮膚組織の使用に限定された。皮膚を抗生物質/抗真菌薬(最終1×;Omega Scientific AA−40)を含むPBS中で、5分間振盪しながら15回洗浄した。次に脂肪を含有する毛嚢を外科用メスで単離し、DMEM/F12中の0.2%のDispase(Sigma)において、40℃で、終夜インキュベーションした。毛嚢を、鉗子を用いて脂肪から単離し、そしてDMEM/F12に溶解した0.1%のコラゲナーゼI型(Sigma)中において、5〜7時間インキュベーションした。次にDPを、激しいピペッティングを10分間行うことにより、残りの濾胞から引きはがした。毛嚢が底部に沈降した後、DPは上清内に留まり、これを1000RPMで5分間遠心分離することにより単離した。
細胞移植:細胞移植の方法は、これまでに詳細に記載されている[27]。要するに、目的の細胞(ESC−NC、初期ESC−DP、ESC−DP、rDP p2)の懸濁液(細胞5×10個)100μlを、表皮細胞の懸濁液(細胞5×10個)100μlと合わせ、そして皮下注射により、免疫不全マウス(胸腺欠損系統Nu/Nu)に移植した。14〜21日後、マウスを安楽死させ、移植物を分析した。陰性対照の場合、表皮細胞のみを移植した。
参考文献
下記参考文献のそれぞれを、参照によりその全体が本明細書において明示的に援用される。
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本明細書で使用する場合、用語「を含む(comprising)」とは、「を含む(including)」、「を含む(containing)」、または「を特徴とする(characterized by)」と同義であり、また包括的または非限定的であり、追加の、列挙されない要素、または方法のステップを除外しない。
上記説明は、本発明のいくつかの方法および材料を開示する。本発明は、方法および材料の修正、ならびに製造法および機器の変更につき、その受け入れが容易である。かかる修正は、本明細書に開示する本発明のこのような開示または実践を検討することにより、当業者にとって明白となる。したがって、本発明が、本明細書に開示の特定の実施形態に限定されるようには意図されておらず、むしろ、本発明の真の範囲および精神に含まれるあらゆる修正形態および代替法も被験体に含まれるように意図されている。
公開および未公開の出願、特許、および文献の参考文献を含むが、これらに限定されない本明細書に引用するすべての参考文献は、参照によりその全体が本明細書に援用され、よって本明細書の一部をなす。参照により援用される刊行物および特許または特許出願が、本明細書に含まれる開示と矛盾する場合、本明細書が、そのようなあらゆる矛盾した事項にとってかわる、および/または優先することが意図されている。

Claims (22)

  1. 被験体において発毛を誘導するための組成物であって、誘導された真皮乳頭細胞の集団を含み、前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、ヒト誘導多能性幹細胞由来の真皮乳頭細胞(hIPSC−DP)であり、かつ、誘導された神経堤細胞の中間体集団を経て、ヒト誘導多能性幹細胞(hIPSC)から生成され、前記誘導された神経堤細胞の中間体集団が、マーカーSox10、Foxd3およびCD47を含み、かつ、マーカーOCT4およびSSEA4を欠き、前記hIPSC−DPの集団が、接着性によって前記誘導された神経堤細胞の中間体集団から選択され、接着性によって選択することは、
    (i)クラスターが形成される条件下で前記hIPSCを培養することと、
    (ii)前記クラスターを懸濁状態で培養して球塊を形成させることと、
    (iii)プラスチック基材、または、フィブロネクチンもしくはポリオルニチンでコーティングした基材から選択される基材に前記球塊レーティングすることと
    (iv)接着性の細胞を接着させることと、
    (v)非接着性の細胞を除去することと
    を含み、前記接着性の細胞は、前記hIPSC−DPの集団を生成するために血清含有培地中で継代され、前記hIPSC−DPの集団は、マーカーP−75およびネスチンを含む、組成物。
  2. 前記hIPSCが、線維芽細胞、腎上皮細胞、および血球からなる群から選択される供給源から生成される、請求項に記載の組成物。
  3. 前記hIPSCが、ヒトBJ線維芽細胞から生成される、請求項に記載の組成物。
  4. 前記誘導された神経堤細胞の集団が、バーシカン、平滑筋アクチンおよびアルカリホスファターゼからなる群から選択されるマーカーをさらに欠く、請求項に記載の組成物。
  5. 前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、バーシカン、平滑筋アクチン、アルカリホスファターゼおよびビメンチンからなる群から選択されるマーカーをさらに含む、請求項に記載の組成物。
  6. 前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、ドナー被験体から得られる、請求項1からのいずれか一項に記載の組成物。
  7. 前記ドナー被験体と前記被験体が同一である、請求項に記載の組成物。
  8. 前記ドナー被験体と前記被験体が異なる、請求項に記載の組成物。
  9. 前記組成物が、毛を含む被験体の皮膚の場所;および/または頭皮、顔面、上唇、頤部、まゆ毛、まつ毛、腕部、脚、背部、胴、および腹部からなる群から選択される、前記被験体の皮膚の場所;および/または瘢痕組織を含む前記被験体の皮膚の場所に投与されるものであることを特徴とする、請求項1からのいずれか一項に記載の組成物。
  10. 前記被験体が、脱毛症を有する、請求項1からのいずれか一項に記載の組成物。
  11. 誘導された真皮乳頭細胞の集団を調製するための方法であって、前記集団を、ヒト誘導多能性幹細胞(hIPSC)から生成することを含み、前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、ヒト誘導多能性幹細胞由来の真皮乳頭細胞(hIPSC−DP)であり、かつ、誘導された神経堤細胞の中間体集団を経て、ヒト誘導多能性幹細胞(hIPSC)から生成され、前記誘導された神経堤細胞の中間体集団が、マーカーSox10、Foxd3およびCD47を含み、かつ、マーカーOCT4およびSSEA4を欠き、前記hIPSC−DPの集団が、接着性によって前記誘導された神経堤細胞の中間体集団から選択され、接着性によって選択することは、
    (i)クラスターが形成される条件下で前記hIPSCを培養することと、
    (ii)前記クラスターを懸濁状態で培養して球塊を形成させることと、
    (iii)プラスチック基材、または、フィブロネクチンもしくはポリオルニチンでコーティングした基材から選択される基材に前記球塊をプレーティングすることと
    (iv)接着性の細胞を接着させることと、
    (v)非接着性の細胞を除去することと
    を含み、前記接着性の細胞は、前記hIPSC−DPの集団を生成するために血清含有培地中で継代され、前記hIPSC−DPの集団は、マーカーP−75およびネスチンを含む、方法。
  12. 前記hIPSCが、線維芽細胞、腎上皮細胞、および血球からなる群から選択される供給源から生成される、請求項1に記載の方法。
  13. 前記hIPSCが、ヒトBJ線維芽細胞から生成される、請求項1に記載の方法。
  14. 前記誘導された神経堤細胞の集団が、インテグリンアルファ4、フィブロネクチンの同族受容体、CD184、CD44、P−75、およびネスチンからなる群から選択されるマーカーをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  15. 前記誘導された神経堤細胞の中間体集団が、バーシカン、平滑筋アクチンおよびアルカリホスファターゼからなる群から選択されるマーカーをさらに欠く、請求項1に記載の方法。
  16. 請求項1から1のいずれか一項に記載の方法により調製される、誘導された真皮乳頭細胞の集団。
  17. 脱毛疾患を患う被験体において発毛を誘導するための組成物であって、誘導された真皮乳頭細胞の集団を含み、前記組成物が前記被験体に投与されることを特徴とし、前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、ヒト誘導多能性幹細胞由来の真皮乳頭細胞(hIPSC−DP)であり、かつ、誘導された神経堤細胞の中間体集団を経て、ヒト誘導多能性幹細胞(hIPSC)から生成され、前記誘導された神経堤細胞の中間体集団が、マーカーSox10、Foxd3およびCD47を含み、かつ、マーカーOCT4およびSSEA4を欠き、前記hIPSC−DPの集団が、接着性によって前記誘導された神経堤細胞の中間体集団から選択され、接着性によって選択することは、
    (i)クラスターが形成される条件下で前記hIPSCを培養することと、
    (ii)前記クラスターを懸濁状態で培養して球塊を形成させることと、
    (iii)プラスチック基材、または、フィブロネクチンもしくはポリオルニチンでコーティングした基材から選択される基材に前記球塊をプレーティングすることと
    (iv)接着性の細胞を接着させることと、
    (v)非接着性の細胞を除去することと
    を含み、前記接着性の細胞は、前記hIPSC−DPの集団を生成するために血清含有培地中で継代され、前記hIPSC−DPの集団は、マーカーP−75およびネスチンを含む、組成物。
  18. 前記投与が、皮下移植を含む、請求項1に記載の組成物。
  19. 前記投与が、前記被験体の皮膚の場所に対してであり、前記場所は、被験体の集団において毛を含む皮膚の場所であり、必要に応じて頭皮、顔面、上唇、頤部、まゆ毛、まつ毛、腕部、脚、背部、胴、および腹部からなる群から選択され;および/または前記投与は、瘢痕組織を含む前記被験体の皮膚の場所に対してである、請求項1または請求項1に記載の組成物。
  20. 前記被験体が、脱毛症を有する、請求項1から19のいずれか一項に記載の組成物。
  21. 前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、請求項1から1のいずれか一項に記載の方法により調製される、請求項1から2のいずれか一項に記載の組成物。
  22. 発毛を調節する因子をスクリーニングする方法であって、
    誘導された真皮乳頭細胞の集団を試験因子と接触させることと、
    前記誘導された真皮乳頭細胞の集団において、発毛に対する影響を測定することと
    を含み、
    前記誘導された真皮乳頭細胞の集団が、ヒト誘導多能性幹細胞由来の真皮乳頭細胞(hIPSC−DP)であり、かつ、誘導された神経堤細胞の中間体集団を経て、ヒト誘導多能性幹細胞(hIPSC)から生成され、前記誘導された神経堤細胞の中間体集団が、マーカーSox10、Foxd3およびCD47を含み、かつ、マーカーOCT4およびSSEA4を欠き、前記hIPSC−DPの集団が、接着性によって前記誘導された神経堤細胞の中間体集団から選択され、接着性によって選択することは、
    (i)クラスターが形成される条件下で前記hIPSCを培養することと、
    (ii)前記クラスターを懸濁状態で培養して球塊を形成させることと、
    (iii)プラスチック基材、または、フィブロネクチンもしくはポリオルニチンでコーティングした基材から選択される基材に前記球塊をプレーティングすることと
    (iv)接着性の細胞を接着させることと、
    (v)非接着性の細胞を除去することと
    を含み、前記接着性の細胞は、前記hIPSC−DPの集団を生成するために血清含有培地中で継代され、前記hIPSC−DPの集団は、マーカーP−75およびネスチンを含む、前記方法。
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