JP7152001B2 - Myocardial Differentiation Promoting Agent and Method for Promoting Myocardial Differentiation - Google Patents

Myocardial Differentiation Promoting Agent and Method for Promoting Myocardial Differentiation Download PDF

Info

Publication number
JP7152001B2
JP7152001B2 JP2018142473A JP2018142473A JP7152001B2 JP 7152001 B2 JP7152001 B2 JP 7152001B2 JP 2018142473 A JP2018142473 A JP 2018142473A JP 2018142473 A JP2018142473 A JP 2018142473A JP 7152001 B2 JP7152001 B2 JP 7152001B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
differentiation
cells
oligo
dna
isn04
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018142473A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020019718A (en
Inventor
智英 ▲高▼谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinshu University NUC
Original Assignee
Shinshu University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinshu University NUC filed Critical Shinshu University NUC
Priority to JP2018142473A priority Critical patent/JP7152001B2/en
Publication of JP2020019718A publication Critical patent/JP2020019718A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7152001B2 publication Critical patent/JP7152001B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、心筋分化促進剤、心筋分化促進方法等に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to agents for promoting differentiation of myocardium, methods for promoting differentiation of myocardium, and the like.

わが国の心不全の患者数は約30万人にのぼる。心不全患者のうち、特に重症心不全に対する根本的治療法は、心臓移植及び人工心臓治療があるものの、ドナーの不足、人工心臓の耐久性等が問題となっている。かかる状況の下、心筋再生治療法の開発が熱望されている。心筋再生治療法の開発には、細胞の心筋への分化誘導技術が必要となる。 The number of patients with heart failure in Japan is about 300,000. Among heart failure patients, heart transplantation and artificial heart therapy are fundamental treatments for severe heart failure, but there are problems such as a shortage of donors and the durability of artificial hearts. Under such circumstances, development of myocardial regeneration therapy is eagerly awaited. Development of myocardial regenerative therapy requires techniques for inducing the differentiation of cells into myocardium.

多能性幹細胞から心筋細胞への分化誘導に関する研究としては、例えば、マウスES細胞、霊長類ES細胞、マウスiPS細胞に、ヒストン脱アセチル化阻害剤であるトリコスタチンAを投与することで、これら多能性幹細胞の心筋分化を誘導できることが見出されている(非特許文献1-3)。 Studies on the induction of differentiation from pluripotent stem cells to cardiomyocytes include, for example, administration of trichostatin A, a histone deacetylation inhibitor, to mouse ES cells, primate ES cells, and mouse iPS cells. It has been found that it can induce myocardial differentiation of pluripotent stem cells (Non-Patent Documents 1-3).

しかし、ヒストン脱アセチル化酵素は全ての細胞に存在しており、その阻害剤であるトリコスタチンAには神経幹細胞から神経細胞への分化を促進し星状細胞(アストロサイト)への分化を抑制する効果も報告されている(非特許文献4)。また、トリコスタチンAには抗腫瘍作用が認められているが、その作用機序の一端はトリコスタチンAが細胞周期を阻害することにあり、そのため、トリコスタチンを一定以上の濃度で投与すると正常な細胞に対して毒性を発揮することも広く知られている。 However, histone deacetylase is present in all cells, and its inhibitor, trichostatin A, promotes the differentiation of neural stem cells into neurons and suppresses the differentiation into astrocytes. It has also been reported that the effect of In addition, trichostatin A has been found to have an antitumor effect, and one of its mechanisms of action is that trichostatin A inhibits the cell cycle. It is also widely known to be toxic to healthy cells.

Kawamura T, Ono K, Morimoto T, Wada H, Hirai M, Hidaka K, Morisaki T, Heike T, Nakahata T, Kita T, Hasegawa K. Acetylation of GATA-4 is involved in the differentiation of embryonic stem cells into cardiac myocytes. J Biol Chem. 2005; 280: 19682-19688. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15764815)Kawamura T, Ono K, Morimoto T, Wada H, Hirai M, Hidaka K, Morisaki T, Heike T, Nakahata T, Kita T, Hasegawa K. Acetylation of GATA-4 is involved in the differentiation of embryonic stem cells into cardiac myocytes 2005; 280: 19682-19688. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15764815). Hosseinkhani M, Hasegawa K, Ono K, Kawamura T, Takaya T, Morimoto T, Wada H, Shimatsu A, Prat SG, Suemori H, Nakatsuji N, Kita T. Trichostatin A induces myocardial differentiation of monkey ES cells. Biochem Biophys Res Commun. 2007; 356: 386-391. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17368572)Hosseinkhani M, Hasegawa K, Ono K, Kawamura T, Takaya T, Morimoto T, Wada H, Shimatsu A, Prat SG, Suemori H, Nakatsuji N, Kita T. Trichostatin A induces myocardial differentiation of monkey ES cells. Biochem Biophys Res Commun 2007; 356: 386-391. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17368572) Kaichi S, Hasegawa K, Takaya T, Yokoo N, Mima T, Kawamura T, Morimoto T, Ono K, Baba S, Doi H, Yamanaka S, Nakahata T, Heike T. Cell line-dependent differentiation of induced pluripotent stem cells into cardiomyocytes in mice. Cardiovasc Res. 2010; 88: 314-323. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20547733)Kaichi S, Hasegawa K, Takaya T, Yokoo N, Mima T, Kawamura T, Morimoto T, Ono K, Baba S, Doi H, Yamanaka S, Nakahata T, Heike T. Cell line-dependent differentiation of induced pluripotent stem cells into Cardiomyocytes in mice. Cardiovasc Res. 2010; 88: 314-323. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20547733) Balasubramaniyan V, Boddeke E, Bakels R, Ku¨st B, Kooistra S, Veneman A, Copray S. Effects of histone deacetylation inhibition on neuronal differentiation of embryonic mouse neural stem cells. Neuroscience. 2006; 143: 939-951. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17084985)Balasubramanyan V, Boddeke E, Bakels R, Ku¨st B, Kooistra S, Veneman A, Copray S. Effects of histone deacetylation inhibition on neuronal differentiation of embryonic mouse neural stem cells. Neuroscience. 2006; 143: 939-951. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17084985)

本発明が解決すべき課題は、新たな心筋分化促進剤を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a new myocardial differentiation promoting agent.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、新たな知見を見出すに至った。
具体的には、典型的な実施形態において、本発明は、以下の項を提供する
項1.多能性幹細胞、多分化能性幹細胞、及び多能性幹細胞に由来する幹細胞からなる群より選択される少なくとも一種に対して適用することにより心筋への分化を促進する活性を有するオリゴDNAを含む心筋分化促進剤。
The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above problems, and have found new findings.
Specifically, in an exemplary embodiment, the present invention provides the following clauses. It contains an oligo-DNA having an activity of promoting differentiation into myocardium by applying it to at least one selected from the group consisting of pluripotent stem cells, pluripotent stem cells, and stem cells derived from pluripotent stem cells. Myocardial differentiation promoter.

項2.ベルベリンもしくはその類縁体化合物又はその塩をさらに含む項1に記載の心筋分化促進剤。 Section 2. Item 2. The agent for promoting myocardial differentiation according to Item 1, further comprising berberine, an analogue compound thereof, or a salt thereof.

項3.前記オリゴDNAは、5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列が2以上連結している、項1又は2記載の心筋分化促進剤。 Item 3. Item 3. The myocardial differentiation promoting agent according to Item 1 or 2, wherein the oligo DNA has two or more linked core nucleotide sequences represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3'.

項4.前記オリゴDNAは、5’TTAGGG3’で表されるコア塩基配列に5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を連結して含む項3記載の心筋分化促進剤。 Section 4. Item 4. The myocardial differentiation promoting agent according to Item 3, wherein the oligo DNA comprises a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' linked to a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3'.

項5.前記オリゴDNAは、塩基配列5’TTAGGGTGAGGG3’を含む項4記載の心筋分化促進剤。 Item 5. Item 5. The agent for promoting myocardial differentiation according to item 4, wherein the oligo DNA comprises a base sequence 5'TTAGGGTGAGGG3'.

項6.前記オリゴDNAは、5’TTAGGG3’ 又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を含み、5’末端側に塩基配列AGA又は塩基配列AAGを有する項1記載の心筋分化促進剤。 Item 6. Item 2. The agent for promoting myocardial differentiation according to item 1, wherein the oligo DNA comprises a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' and has a nucleotide sequence AGA or nucleotide sequence AAG on the 5' end side.

項7.哺乳類由来の細胞に対して適用するための項1から6のいずれか1項に記載の心筋分化促進剤。 Item 7. 7. The myocardial differentiation promoting agent according to any one of Items 1 to 6, which is applied to cells derived from mammals.

項8.前記オリゴDNAは5’TTAGGG3’で表されるコア塩基配列を含む項2記載の心筋分化促進剤。 Item 8. Item 3. The myocardial differentiation promoting agent according to Item 2, wherein the oligo DNA comprises a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3'.

項9.5’末端側に塩基配列AGA又は塩基配列AAGを有した項8記載の心筋分化促進剤。 Item 9. The agent for promoting myocardial differentiation according to Item 8, which has a nucleotide sequence AGA or AAG on the 5' end side.

項10.前記オリゴDNAと前記ベルベリンもしくはその類縁体化合物又はその塩のモル比は1:10~10:1である、項2記載の心筋分化促進剤。 Item 10. Item 3. The agent for promoting myocardial differentiation according to Item 2, wherein the molar ratio of said oligo-DNA and said berberine or its analog compound or salt thereof is 1:10 to 10:1.

項11.項1から10のいずれかの1項に記載の心筋分化促進剤を使用する心筋分化促進方法。 Item 11. Item 11. A method for promoting myocardial differentiation using the agent for promoting myocardial differentiation according to any one of Items 1 to 10.

項12.5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を含み、5’末端側に塩基配列AGA又は塩基配列AAGを有する心筋分化を促進する活性を有するオリゴDNA。 Item 12. An oligo DNA having a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' and having nucleotide sequence AGA or nucleotide sequence AAG on the 5'-end side and having the activity of promoting myocardial differentiation.

項13.5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列が2以上連結している項14記載のオリゴDNA。 Item 13. The oligo DNA according to Item 14, wherein two or more core nucleotide sequences represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' are linked.

項14.5’TTAGGG3’で表されるコア塩基配列に5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を連結して含む項13記載のオリゴDNA。 Item 14. The oligo DNA according to Item 13, comprising a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' linked to a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3'.

項15.塩基配列5’TTAGGGTGAGGG3’を含む項14記載のオリゴDNA。 Item 15. Item 15. The oligo DNA according to Item 14, which contains the base sequence 5'TTAGGGTGAGGG3'.

項16.細胞又は個体に対して適用することにより心筋分化を促進する活性を有し、塩基長が6から25のいずれかであるオリゴDNA。 Item 16. An oligo DNA having an activity of promoting myocardial differentiation when applied to a cell or individual, and having a base length of any one of 6 to 25 bases.

項17.前記塩基長が9から18のいずれかである項16記載のオリゴDNA。 Item 17. 17. The oligo-DNA according to Item 16, wherein the base length is any one of 9 to 18.

項18.前記塩基長が18である項16記載のオリゴDNA。 Item 18. 17. The oligo DNA according to item 16, wherein the base length is 18.

項19.5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を含み、5’末端側に塩基配列AGA又は塩基配列AAGを有した項16記載のオリゴDNA。 Item 19. The oligo DNA according to Item 16, comprising a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' and having a nucleotide sequence AGA or AAG on the 5' end side.

項20.5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列が2以上連結したことを特徴とする項19記載のオリゴDNA。 Item 20. The oligo DNA according to Item 19, wherein two or more core nucleotide sequences represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' are linked.

項21.塩基配列5’TTAGGGTGAGGG3’で表されるコア塩基配列を含み、かつ前記塩基長が17から23である多能性幹細胞、多分化能性幹細胞、及び多能性幹細胞に由来する幹細胞からなる群より選択される少なくとも一種の心筋への分化を促進する活性を有するオリゴDNA。 Item 21. from the group consisting of a pluripotent stem cell, a pluripotent stem cell, and a stem cell derived from the pluripotent stem cell, which comprises a core nucleotide sequence represented by the nucleotide sequence 5'TTAGGGTGAGGG3' and has a base length of 17 to 23 At least one selected oligo-DNA having an activity of promoting differentiation into myocardium.

項22.オリゴDNAによる心筋分化促進を増強するための増強剤であって、ベルベリンもしくはその類縁化合物又はその塩を含む増強剤。 Item 22. An enhancer for enhancing the promotion of myocardial differentiation by oligo-DNA, the enhancer comprising berberine, an analogous compound thereof, or a salt thereof.

項23.前記オリゴDNAは5’TTAGGG3’で表されるコア塩基配列を含む項22記載の増強剤。 Item 23. Item 23. The enhancing agent according to Item 22, wherein the oligo DNA comprises a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3'.

本発明によれば、心筋分化を強力に促進することが可能となる。 According to the present invention, it becomes possible to strongly promote myocardial differentiation.

参考例1におけるMHC陽性細胞出現結果を示すグラフGraph showing results of appearance of MHC-positive cells in Reference Example 1 参考例1におけるオリゴDNAのMHC陽性細胞出現結果を示すグラフGraph showing results of appearance of MHC-positive cells of oligo-DNA in Reference Example 1 参考例2におけるオリゴDNA濃度とMHC陽性細胞出現の関係を示すグラフGraph showing the relationship between oligo DNA concentration and appearance of MHC-positive cells in Reference Example 2 参考例2におけるオリゴDNAの熱変性の影響を示すグラフGraph showing the effect of thermal denaturation of oligo-DNA in Reference Example 2 参考例3におけるヒト横紋筋肉腫の増殖抑制効果を示すグラフGraph showing growth inhibitory effect on human rhabdomyosarcoma in Reference Example 3 参考例4におけるオリゴDNA変異型のMHC陽性細胞の出現を示すグラフGraph showing appearance of oligo-DNA mutant MHC-positive cells in Reference Example 4 参考例5におけるマウス筋芽細胞に対する特異的効果を示すグラフGraph showing specific effect on mouse myoblasts in Reference Example 5 参考例6におけるベルベリン又は類縁体化合物併用の効果を示すグラフGraph showing effect of combined use of berberine or analogue compound in Reference Example 6 参考例7におけるベルベリンによるオリゴDNA変異型の筋分化促進作用の増強効果を示すグラフGraph showing the effect of enhancing muscle differentiation promoting action of oligo-DNA mutant by berberine in Reference Example 7 参考例8におけるニワトリ筋芽細胞におけるベルベリン又は類縁体化合物によるオリゴDNAの筋分化促進作用の増強効果を示すグラフGraph showing the effect of enhancing muscle differentiation-promoting action of oligo-DNA by berberine or an analogue compound in chicken myoblasts in Reference Example 8 参考例9におけるヒト横紋筋肉腫細胞の種類に起因する効果の差を示すグラフGraph showing differences in effects caused by types of human rhabdomyosarcoma cells in Reference Example 9 参考例9におけるオリゴDNAとベルベリンのヒト横紋筋肉腫細胞増殖抑制効果を示すグラフGraph showing human rhabdomyosarcoma cell growth inhibitory effects of oligo DNA and berberine in Reference Example 9 参考例と本実施例との違いを説明するための図面Drawing for explaining the difference between the reference example and the present embodiment 本発明の実施例1における分化誘導8日目(myoDN曝露3日目)のES細胞の顕微鏡画像Microscopic image of ES cells on day 8 of differentiation induction (day 3 of myoDN exposure) in Example 1 of the present invention 本発明の実施例2における分化誘導11日目(myoDN曝露6日後)のiPS細胞の顕微鏡画像Microscopic image of iPS cells on day 11 of differentiation induction (6 days after myoDN exposure) in Example 2 of the present invention 本発明の実施例2における自律的拍動の測定結果Measurement results of autonomous beats in Example 2 of the present invention

本発明の一態様に係る心筋分化促進剤は、細胞又は個体に対して適用することにより心筋分化を促進する活性を有するオリゴDNAを含む。本発明において、「心筋分化を促進する活性を有する」とは、本発明の属する分野における技術常識を参酌して適宜解釈し得るが、一般的には、対照群と比較して、転写因子Nkx2―5など心筋細胞あるいは心筋前駆細胞で特異的に発現する遺伝子を発現する細胞や、自律的に拍動する心筋細胞あるいはそのクラスターが出現する数ないし割合を増加させる、あるいは出現時期を早める性質を指す。 A myocardial differentiation promoting agent according to one aspect of the present invention contains an oligo-DNA having an activity of promoting myocardial differentiation by applying it to cells or individuals. In the present invention, the phrase “having activity to promote myocardial differentiation” can be appropriately interpreted in consideration of the common general technical knowledge in the field to which the present invention belongs. A property that increases the number or ratio of cells that express genes specifically expressed in cardiomyocytes or cardiomyocyte progenitor cells, such as -5, or autonomously beating cardiomyocytes or clusters thereof, or accelerates the appearance time. Point.

前記心筋分化促進剤において前記オリゴDNAは5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を含んでいてもよい。本発明において、「5’XXXXXX3’又は5’YYYYYY3’を含む」には、5’XXXXXX3’及び5’YYYYYY3’の一方のみを含む場合と、これらの両方を含む場合とを包含する。本発明にかかるオリゴDNAがコア塩基配列を含む実施形態においては、当該オリゴDNAは、5’末端側に、塩基配列GAA、塩基配列AGA、塩基配列AAG又は塩基配列AAA;好ましくは塩基配列AGA、塩基配列AAG又は塩基配列AAA;より好ましくは塩基配列AGA又は塩基配列AAGを有してもよい。かかる実施形態において、「5’末端側に塩基配列XXXを有する」とは、コア塩基配列よりも5’末端側に塩基配列XXXを有することを意味し、オリゴDNAの5’末端に塩基配列XXXを有する場合だけでなく、塩基配列XXXのさらに5’末端に塩基配列(例えば、A及びGからなる群より選択される少なくとも1個(例えば、1~5個、好ましくは1~3個)からなる塩基配列)を有する場合も包含される。また、当該実施形態において、上記塩基配列(塩基配列GAA、塩基配列AGA、塩基配列AAG又は塩基配列AAA;好ましくは塩基配列AGA、塩基配列AAG又は塩基配列AAA;より好ましくは塩基配列AGA又は塩基配列AAG)は、コア配列に連結していることが好ましいが、上記塩基配列とコア配列との間に別の塩基配列(例えば、A及びGからなる群より選択される少なくとも1個(例えば、好ましくは1~3個)からなる塩基配列)を介していてもよい。 In the myocardial differentiation promoting agent, the oligo DNA may contain a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3'. In the present invention, "comprising 5'XXXXXXX3' or 5'YYYYYY3'" includes cases where only one of 5'XXXXXXX3' and 5'YYYYYY3' is included, and cases where both of them are included. In an embodiment in which the oligo-DNA according to the present invention contains a core base sequence, the oligo-DNA has a base sequence GAA, a base sequence AGA, a base sequence AAG or a base sequence AAA at the 5′ end side; preferably a base sequence AGA, It may have the nucleotide sequence AAG or the nucleotide sequence AAA; more preferably the nucleotide sequence AGA or the nucleotide sequence AAG. In such an embodiment, "having a base sequence XXX on the 5' end side" means having a base sequence XXX on the 5' end side of the core base sequence, and the oligo DNA has a base sequence XXX on the 5' end side. Not only when having a base sequence XXX further at the 5' end of the base sequence (e.g., at least one selected from the group consisting of A and G (e.g., 1 to 5, preferably 1 to 3) from The case of having a base sequence consisting of In this embodiment, the base sequence (base sequence GAA, base sequence AGA, base sequence AAG or base sequence AAA; preferably base sequence AGA, base sequence AAG or base sequence AAA; more preferably base sequence AGA or base sequence AAG) is preferably linked to the core sequence, but another base sequence (e.g., at least one selected from the group consisting of A and G (e.g., preferably may be via a base sequence consisting of 1 to 3).

前記心筋分化促進剤において前記オリゴDNAは5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列が2以上(好ましくは2~3、より好ましくは2)連結して含んでもよい。すなわち、前記オリゴDNAは、5’TTAGGGTTAGGG3’(配列番号28);5’TTAGGGTGAGGG3’(配列番号29);5’TGAGGGTTAGGG3’(配列番号30);又は5’TGAGGGTGAGGG3’(配列番号31)を含んでもよい。これらのコア塩基配列のうち、5’TTAGGGTTAGGG3’、5’TTAGGGTGAGGG3’等が好ましい。 In the myocardial differentiation promoting agent, the oligo DNA may contain two or more (preferably 2 to 3, more preferably 2) linked core base sequences represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3'. That is, the oligo DNA may contain 5'TTAGGGTTAGGG3' (SEQ ID NO: 28); 5'TTAGGGTGAGGG3' (SEQ ID NO: 29); 5'TGAGGGTTAGGG3' (SEQ ID NO: 30); good. Among these core nucleotide sequences, 5'TTAGGGTTAGGG3', 5'TTAGGGTGAGGG3' and the like are preferable.

前記心筋分化促進剤において前記オリゴDNAは5’TTAGGG3’で表されるコア塩基配列に5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を連結して含んでもよい。 In the cardiomyocyte differentiation-promoting agent, the oligo-DNA may contain a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' linked to the core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3'.

前記心筋分化促進剤において前記オリゴDNAは塩基配列5’TTAGGGTGAGGG3’を含んでもよい。 In the myocardial differentiation promoting agent, the oligo-DNA may contain a base sequence 5'TTAGGGTGAGGG3'.

前記心筋分化促進剤において前記細胞はマウス、ニワトリ又はヒト由来の細胞であってもよい。 The cells in the myocardial differentiation promoting agent may be cells derived from mouse, chicken or human.

本発明の一態様に係る心筋分化促進方法は、前記心筋分化促進剤を使用する。 A myocardial differentiation-promoting method according to one aspect of the present invention uses the myocardial differentiation-promoting agent.

本発明の一態様に係る心筋分化促進オリゴDNAは、5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を含み、5’末端側に塩基配列AGA又は塩基配列AAGを有する。 The myocardial differentiation-promoting oligo-DNA according to one aspect of the present invention includes a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' and has a nucleotide sequence AGA or AAG on the 5' end side.

前記心筋分化促進オリゴDNAにおいて5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列が2以上連結してもよい。 Two or more core nucleotide sequences represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' may be linked in the myocardial differentiation-promoting oligo DNA.

前記心筋分化促進オリゴDNAにおいて5’TTAGGG3’で表されるコア塩基配列に5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を連結して含んでもよい。 The core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' may be linked to the core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' in the myocardial differentiation-promoting oligo-DNA.

前記心筋分化促進オリゴDNAにおいて塩基配列5’TTAGGGTGAGGG3’を含んでもよい。 The myocardial differentiation-promoting oligo-DNA may contain a base sequence 5'TTAGGGTGAGGG3'.

本発明の一態様に係る心筋分化促進剤は細胞又は個体に対して適用することにより心筋分化を促進する活性を有するオリゴDNAとベルベリン又はその類縁体化合物とを含む。 A myocardial differentiation-promoting agent according to one aspect of the present invention comprises an oligo-DNA having an activity of promoting myocardial differentiation when applied to a cell or individual, and berberine or an analogue compound thereof.

前記心筋分化促進剤において前記オリゴDNAは5’TTAGGG3’で表されるコア塩基配列を含む。 In the myocardial differentiation promoting agent, the oligo DNA contains a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3'.

前記心筋分化促進剤において前記オリゴDNA5’は末端側に塩基配列AGA又は塩基配列AAGを有してもよい。 In the myocardial differentiation promoting agent, the oligo DNA 5' may have a base sequence AGA or base sequence AAG on the terminal side.

前記オリゴDNAと前記ベルベリン又はその類縁体化合物のモル比は等しくあってもよい。 The molar ratio of said oligo DNA and said berberine or analogue compound thereof may be equal.

本発明の一態様に係る心筋分化促進方法は5’TTAGGG3’で表されるコア塩基配列を含むオリゴDNAとベルベリン又はその類縁体化合物とを含む心筋分化促進剤を使用する。 A method for promoting myocardial differentiation according to one aspect of the present invention uses a myocardial differentiation promoting agent containing an oligo-DNA containing a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' and berberine or an analogue thereof.

本発明の一態様に係る増強剤は、オリゴDNAと併用され、細胞又は、個体に対して適用することにより心筋分化を促進する増強剤であって、ベルベリン又はその類縁化合物を含む。 An enhancer according to one aspect of the present invention is an enhancer that promotes myocardial differentiation by being used in combination with oligo-DNA and applied to cells or individuals, and contains berberine or an analogue thereof.

前記増強剤において、5’TTAGGG3’で表されるコア塩基配列を含むオリゴDNAと併用されてもよい。 The enhancer may be used in combination with an oligo DNA containing a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3'.

本発明の一態様に係るオリゴDNAは細胞又は個体に対して適用することにより心筋分化を促進する活性を有し、塩基長が25以下が好ましく、23以下がより好ましく、21以下がさらに好ましく、19以下がなお更に好ましい。本発明の一態様において、オリゴDNAの塩基長は、6以上が好ましく、9以上がより好ましく、15以上がさらに好ましく、17以上がなお更に好ましい。本発明の一態様において、オリゴDNAの塩基長は、例えば、6から25のいずれかであり、好ましくは17から23である。 The oligo-DNA according to one aspect of the present invention has the activity of promoting myocardial differentiation when applied to cells or individuals, and has a base length of preferably 25 or less, more preferably 23 or less, and even more preferably 21 or less. 19 or less is even more preferred. In one aspect of the present invention, the base length of the oligo-DNA is preferably 6 or more, more preferably 9 or more, still more preferably 15 or more, and even more preferably 17 or more. In one aspect of the present invention, the oligo-DNA has a base length of, for example, 6 to 25, preferably 17 to 23 bases.

前記オリゴDNAにおいて前記塩基長が9から18のいずれかであってもよい。 The oligo-DNA may have any one of 9 to 18 nucleotides.

前記オリゴDNAにおいて前記塩基長が13から23のいずれか、好ましくは15から21のいずれか、より好ましくは17から19のいずれか、さらに好ましくは18であってもよい。 The oligo DNA may have a base length of 13 to 23 bases, preferably 15 to 21 bases, more preferably 17 to 19 bases, still more preferably 18 bases.

前記オリゴDNAにおいて5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列を含み、5’末端側に塩基配列AGA又は塩基配列AAGを有しているのが好ましい。 The oligo DNA preferably contains a core nucleotide sequence represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' and has a nucleotide sequence AGA or AAG on the 5' end side.

前記オリゴDNAにおいて5’TTAGGG3’又は5’TGAGGG3’で表されるコア塩基配列が2以上連結しているのが好ましい。 Preferably, two or more core nucleotide sequences represented by 5'TTAGGG3' or 5'TGAGGG3' are linked in the oligo DNA.

また、本発明において、オリゴDNAは、後述する配列番号1~7、16のいずれかで示される塩基配列からなるもの;配列番号1~7、16のいずれかにおいて1個又は数個(好ましくは1~3個、より好ましく1個)の塩基が置換、欠失、挿入又は付加された塩基配列からなるもの等が好ましい。また、本発明において、オリゴDNAとしては、5’AAAAGATTAGGGTGAGGGTGA3’(配列番号32)又は5’AAAAAGTTAGGGTGAGGGTGA3’(配列番号33)で示される塩基配列からなるもの、当該配列番号32又は33で示される塩基配列のうち連続する15~21個(好ましくは17~19固、さらに好ましくは18個)の塩基で示される塩基配列からなるもの、これらの塩基配列いずれかにおいて1個又は数個(好ましくは1~3個、より好ましく1個)の塩基が置換、欠失、挿入又は付加された塩基配列からなるもの等が好ましい。 In addition, in the present invention, the oligo-DNA consists of the base sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 7 and 16 described below; Preferably, it consists of a base sequence in which 1 to 3, more preferably 1) base is substituted, deleted, inserted or added. Further, in the present invention, the oligo DNA consists of the nucleotide sequence represented by 5'AAAAGATTAGGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 32) or 5'AAAAGTTAGGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 33), or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 32 or 33. Consisting of a base sequence represented by 15 to 21 (preferably 17 to 19, more preferably 18) consecutive bases among which, one or several (preferably 1 to Preferably, it consists of a base sequence in which 3, more preferably 1) bases are substituted, deleted, inserted or added.

また、本発明において、オリゴDNAとしては、
5’XTXAGGGTXAGGGTXA3’(配列番号34)
[式中、X、X、X、X、X及びXは、それぞれ独立して、A又はGを示す。X及びX、Xは、それぞれ独立して、T又はGを示す。]
で示される塩基配列のうち連続する15~21個(好ましくは17~19固、さらに好ましくは18個)の塩基で示される塩基配列からなるもの等が好ましい。上記実施形態において、オリゴDNAは、XTXAGGGTXAGGGを含むものが好ましい。また、配列番号32においてXとしてはTが好ましい。配列番号32においてXとしてはGが好ましい。配列番号32においてXとしてはGが好ましい。
In addition, in the present invention, as oligo DNA,
5' X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 TX 7 AGGGTX 8 AGGGTX 9 A3' (SEQ ID NO: 34)
[wherein, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 each independently represent A or G; X7 , X8 , and X9 each independently represent T or G; ]
Among the base sequences represented by , those consisting of 15 to 21 consecutive bases (preferably 17 to 19 bases, more preferably 18 bases) are preferable. In the above embodiment, the oligo DNA preferably contains X4X5X6TX7AGGGTX8AGGG . In addition, T is preferable as X7 in SEQ ID NO:32. G is preferred as X8 in SEQ ID NO:32. G is preferred as X9 in SEQ ID NO:32.

本発明において、上記オリゴDNAは、心筋分化を促進することができる。具体的には、後述するように、心筋特異的転写因子Nkx2-5を発現し自律的に拍動する細胞のクラスターの出現が促進されることが確認された。しかも、上記オリゴDNA群は化学合成が可能で安定構造を有すため、将来的に大量に供給及び保存ができ、また乳酸菌のゲノム配列に由来するため、安全性も高いことが期待される。そのため、本発明の筋分化促進剤は、多能性幹細胞、多分化能性幹細胞、多能性幹細胞に由来する幹細胞等から心筋細胞への分化誘導、または多能性幹細胞、多分化能性幹細胞、多能性幹細胞に由来する幹細胞、これらの幹細胞から分化した心筋細胞等を用いた心臓再生治療、創薬のスクリーニングや心臓疾患の治療および研究に供する心筋前駆細胞または心筋細胞の作成等に利用可能である。 In the present invention, the oligo-DNA can promote myocardial differentiation. Specifically, as described later, it was confirmed that the emergence of clusters of cells expressing the myocardial-specific transcription factor Nkx2-5 and beating autonomously was promoted. Moreover, since the oligo DNA group can be chemically synthesized and has a stable structure, it can be supplied and stored in large amounts in the future, and is expected to be highly safe because it is derived from the genome sequence of lactic acid bacteria. Therefore, the agent for promoting muscle differentiation of the present invention can be used to induce the differentiation of pluripotent stem cells, pluripotent stem cells, stem cells derived from pluripotent stem cells, or the like into cardiomyocytes, or Cardiac regenerative therapy using stem cells derived from pluripotent stem cells, cardiomyocytes differentiated from these stem cells, screening for drug discovery, and creation of cardiomyocyte progenitor cells or cardiomyocytes for treatment and research of heart disease It is possible.

本発明においては、上記オリゴDNAには、公知の心筋分化誘導剤(たとえば非特許文献4等に記載のトリコスタチンA等)を併用してもよい。これらを併用することでより高い効率で心筋分化を誘導できることが期待できるため好ましい。また、心筋分化誘導に特化した方法で培養した細胞にmyoDN等のオリゴDNAを投与することでより高い効率で心筋分化を誘導できる可能性も十分に高いため好ましい。 In the present invention, the oligo-DNA may be used in combination with a known myocardial differentiation inducer (for example, trichostatin A described in Non-Patent Document 4, etc.). It is expected that myocardial differentiation can be induced with higher efficiency by using these in combination, which is preferable. In addition, administration of oligoDNA such as myoDN to cells cultured by a method specialized for inducing myocardial differentiation is highly likely to induce myocardial differentiation with high efficiency, which is preferable.

本発明においては、本発明の有効成分である上記オリゴDNAそのものを心筋分化促進剤として用いても、薬学的に許容される各種担体(例えば、例えば等張化剤、安定化剤、pH調節剤、抗酸化剤、溶解補助剤、粘稠化剤、防腐剤等)と組み合わせた医薬組成物として用いてもよい。
等張化剤としては、例えば、グルコース、トレハロース、ラクトース、フルクトース、マンニトール、キシリトール、ソルビトール等の糖類、グリセリン、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール類、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム等の無機塩類等が挙げられる。
pH調節剤としては、例えば、塩酸、炭酸、酢酸、クエン酸等の酸が挙げられ、さらに水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩又は炭酸水素塩、酢酸ナトリウム等のアルカリ金属酢酸塩、クエン酸ナトリウム等のアルカリ金属クエン酸塩、トロメタモール等の塩基等が挙げられる。
抗酸化剤としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、乾燥亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム等が挙げられる。
溶解補助剤としては、例えば、安息香酸ナトリウム、グリセリン、D-ソルビトール、ブドウ糖、プロピレングリコール、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、マクロゴール、D-マンニトール等が挙げられる。
粘稠化剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルメロースナトリウム、キサンタンガム、コンドロイチン硫酸ナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
防腐剤としては、例えば、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル、パラオキシ安息香酸プロピル、パラオキシ安息香酸ブチル等のパラオキシ安息香酸エステル、グルコン酸クロルヘキシジン、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化セチルピリジニウム等の第4級アンモニウム塩、アルキルポリアミノエチルグリシン、クロロブタノール、ポリクォード、ポリヘキサメチレンビグアニド、クロルヘキシジン等が挙げられる。
また、上記医薬組成物は、オリゴDNA以外に、心筋分化促進作用を有することが知られている化合物をさらに含んでいてもよい。
医薬組成物の実施形態において、組成物中のオリゴDNAの含有量は特に限定されず、例えば、90質量%以上、70質量%以上、50質量%以上、30質量%以上、10質量%以上、5質量%以上、1質量%以上等の条件から適宜設定できる。
製剤中の本発明のオリゴDNAの含有量は、投与経路、患者の年齢、体重、症状等によって異なり一概に規定できないが、オリゴDNAの1日投与量が通常10~5000mg程度、より好ましくは100~1000mg程度になる量とすればよい。1日1回投与する場合は、1製剤中にこの量が含まれていればよく、1日3回投与する場合は、1製剤中にこの3分の1量が含まれていればよい。
In the present invention, even if the oligo-DNA itself, which is the active ingredient of the present invention, is used as a myocardial differentiation-promoting agent, various pharmaceutically acceptable carriers (e.g., tonicity agents, stabilizers, pH adjusters, etc.) , antioxidants, solubilizers, thickeners, preservatives, etc.).
Examples of tonicity agents include sugars such as glucose, trehalose, lactose, fructose, mannitol, xylitol and sorbitol; polyhydric alcohols such as glycerin, polyethylene glycol and propylene glycol; sodium chloride, potassium chloride and calcium chloride; Inorganic salts etc. are mentioned.
Examples of pH adjusters include acids such as hydrochloric acid, carbonic acid, acetic acid, and citric acid, and alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium carbonate, and hydrogen carbonate. salts, alkali metal acetates such as sodium acetate, alkali metal citrates such as sodium citrate, and bases such as trometamol;
Antioxidants include, for example, sodium hydrogen sulfite, dry sodium sulfite, sodium pyrosulfite and the like.
Examples of solubilizing agents include sodium benzoate, glycerin, D-sorbitol, glucose, propylene glycol, hydroxypropylmethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, macrogol, D-mannitol and the like.
Examples of thickening agents include polyethylene glycol, methylcellulose, ethylcellulose, carmellose sodium, xanthan gum, sodium chondroitin sulfate, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol and the like.
Preservatives include, for example, sorbic acid, potassium sorbate, methyl parahydroxybenzoate, ethyl parahydroxybenzoate, propyl parahydroxybenzoate, parahydroxybenzoic acid esters such as butyl parahydroxybenzoate, chlorhexidine gluconate, benzalkonium chloride, chloride quaternary ammonium salts such as benzethonium and cetylpyridinium chloride, alkylpolyaminoethylglycine, chlorobutanol, polyquad, polyhexamethylene biguanide, chlorhexidine and the like.
In addition to the oligo-DNA, the pharmaceutical composition may further contain a compound known to have a myocardial differentiation-promoting effect.
In the embodiment of the pharmaceutical composition, the content of the oligo-DNA in the composition is not particularly limited. It can be appropriately set from conditions such as 5% by mass or more and 1% by mass or more.
The content of the oligoDNA of the present invention in the preparation varies depending on the route of administration, patient age, body weight, symptoms, etc., and cannot be categorically defined. The amount may be about 1000 mg. In the case of administration once a day, this amount should be contained in one preparation, and in the case of administration three times a day, one third of this amount may be contained in one preparation.

本実施形態における心筋分化促進剤は、例えば次に示す配列番号のオリゴDNAを含む:
iSN01:5’AAAAGATTAGGGTGAGGG3’(配列番号1)
iSN02:5’AAAGATTAGGGTGAGGGT3’(配列番号2)
iSN03:5’AAGATTAGGGTGAGGGTG3’(配列番号3)
iSN04:5’AGATTAGGGTGAGGGTGA3’(配列番号4)
iSN05:5’GATTAGGGTGAGGGTGAG3’(配列番号5)
iSN06:5’ATTAGGGTGAGGGTGAGT3’(配列番号6)
iSN07:5’TTAGGGTGAGGGTGAGTT3’(配列番号7)
iSN04’:5’AAGTTAGGGTGAGGGTGA3’(配列番号16)
前記配列番号1~7、及び16のオリゴDNAはいずれもコア配列TTAGGGTGAGGG(配列番号29)を含む。前記配列番号28で示されるコア配列の5’末端側から2番目と8番目の塩基はTでもGでもよい。また前記コア配列の4~6番目と9~11番目に配列GGGを有するが、心筋分化を活性させるに後者の配列がより重要である。なお、配列TTAGGGの繰り返し配列(TTAGGG)nはテロメアと呼ばれ、真核生物の染色体の末端部に存在する。テロメアは細胞分裂に先立つDNA複製とともに短くなり、細胞の老化が進むとされる(特許文献1)。
The myocardial differentiation-promoting agent in this embodiment includes, for example, an oligo DNA having the following SEQ ID NO:
iSN01: 5'AAAAGATTAGGGTGAGGG3' (SEQ ID NO: 1)
iSN02: 5'AAAGATTAGGGTGAGGGT3' (SEQ ID NO: 2)
iSN03: 5'AAGATTAGGGTGAGGGTG3' (SEQ ID NO: 3)
iSN04: 5'AGATTAGGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 4)
iSN05: 5'GATTAGGGTGAGGGTGAG3' (SEQ ID NO: 5)
iSN06: 5'ATTAGGGTGAGGGTGAGT3' (SEQ ID NO: 6)
iSN07: 5'TTAGGGTGAGGGTGAGTT3' (SEQ ID NO: 7)
iSN04': 5'AAGTTAGGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 16)
All of the oligo DNAs of SEQ ID NOS: 1-7 and 16 contain the core sequence TTAGGGTGAGGG (SEQ ID NO: 29). The 2nd and 8th bases from the 5' end of the core sequence shown in SEQ ID NO: 28 may be T or G. It also has sequences GGG at positions 4-6 and 9-11 of the core sequence, and the latter sequences are more important for activating myocardial differentiation. The repeat sequence (TTAGGG)n of the sequence TTAGGG is called a telomere and is present at the end of eukaryotic chromosomes. It is believed that telomeres shorten with DNA replication prior to cell division, and cell senescence progresses (Patent Document 1).

本実施形態における心筋分化促進剤は、より好ましくは、配列番号4及び/又は51のオリゴDNA(以下、iSN04、iSN04’)を含む。これらのオリゴDNAは前記コア配列の5’側に配列AGA又はAAGを含む。以下、iSN04、iSN04’を併せて、「myoDN」と称する。 The myocardial differentiation-promoting agent in the present embodiment more preferably contains an oligoDNA of SEQ ID NO: 4 and/or 51 (hereinafter iSN04, iSN04'). These oligo-DNAs contain the sequence AGA or AAG 5' to the core sequence. Hereinafter, iSN04 and iSN04' are collectively referred to as "myoDN".

本実施形態における前記オリゴDNAは一本鎖であってもよい。また、核酸分解酵素に対して耐性を高めるためにホスホジエステル結合を有するオリゴヌクレオチドのリン酸基の酸素原子を硫黄原子で置換したもの(例えばホスホロチオエート結合)であってもよいが、これらに限定されない。また、前記オリゴDNAは乳酸菌、大腸菌などの生物からDNAを抽出し断片化したもの、あるいは、化学合成、遺伝子組替え技術によって作成したものであってもよいが、これらに限定されない。 The oligo DNA in this embodiment may be single-stranded. In addition, it may be one in which the oxygen atom of the phosphate group of an oligonucleotide having a phosphodiester bond is substituted with a sulfur atom (for example, a phosphorothioate bond) in order to increase resistance to a nucleolytic enzyme, but it is not limited to these. . Further, the oligo DNA may be DNA extracted and fragmented from organisms such as lactic acid bacteria and Escherichia coli, or may be prepared by chemical synthesis or gene recombination technology, but is not limited to these.

<心筋分化促進剤の適用対象>
本実施の形態における心筋分化促進剤は、多能性幹細胞、多分化能性幹細胞、多能性幹細胞に由来する幹細胞、心筋前駆細胞等に対し適用可能である。本明細書において多能性幹細胞とは、自己複製により増殖する能力を有すると同時に、内胚葉、中胚葉、外胚葉のいずれにも分化でき、最終的には個体を構成する全ての細胞種に分化可能な細胞を示す。多能性幹細胞としては、iPS細胞(人工多能性幹細胞)、ES細胞(胚性幹細胞)等が挙げられる。本明細書において多能性幹細胞に由来する幹細胞とは、多能性幹細胞から分化誘導した幹細胞であって、多能性は失ったものの複数または特定の細胞への分化能は依然として有するものを示す。本発明において多能性幹細胞に由来する幹細胞としては、多能性幹細胞を分化誘導することで出現する多分化能性幹細胞が好ましい。本明細書において多分化能性幹細胞とは、ある胚葉の系列に属する複数の細胞種へと分化可能な細胞を示す。本発明において「多分化能性幹細胞」は「多能性幹細胞に由来する幹細胞」と概念として重複する部分がある。従って、本発明においては、多分化能性幹細胞には、多能性幹細胞に由来する多分化能性幹細胞も、多能性幹細胞由来ではない(生体内に存在する、あるいは生体から取り出した)多分化能性幹細胞も含まれる。多分化能性幹細胞としては、例えば、間葉系幹細胞、造血幹細胞、骨髄幹細胞等が挙げられる。また、本発明の心筋分化促進剤は、骨芽細胞、脂肪前駆細胞、平滑筋前駆細胞等の前駆細胞に対し適用してもよい。本発明においては、例えば、生体内に存在する多分化能性幹細胞に本発明のオリゴDNAを適用できる。より具体的には、生体内に存在する多分化能性幹細胞に対し、直接本発明のオリゴDNAを適用してもよいし、生体内に存在する多分化能性幹細胞を体外に取り出し、それに本発明のオリゴDNAを適用してもよい。これらの細胞としては、マウス、ヒトを含む哺乳類由来の細胞又はニワトリを含む鳥類由来の細胞を対象とすることができるが、これらに限定されない。
<Application target of myocardial differentiation promoter>
The cardiomyocyte differentiation-promoting agent in the present embodiment is applicable to pluripotent stem cells, pluripotent stem cells, stem cells derived from pluripotent stem cells, cardiac progenitor cells, and the like. As used herein, pluripotent stem cells have the ability to proliferate by self-renewal, and at the same time, can differentiate into any of endoderm, mesoderm, and ectoderm, and eventually develop into all cell types that make up an individual. Differentiable cells are shown. Pluripotent stem cells include iPS cells (induced pluripotent stem cells), ES cells (embryonic stem cells), and the like. As used herein, stem cells derived from pluripotent stem cells refer to stem cells that have been induced to differentiate from pluripotent stem cells and that have lost pluripotency but still have the ability to differentiate into multiple or specific cells. . In the present invention, the stem cells derived from pluripotent stem cells are preferably pluripotent stem cells that appear by inducing differentiation of pluripotent stem cells. As used herein, a pluripotent stem cell refers to a cell capable of differentiating into multiple cell types belonging to a certain germ layer lineage. In the present invention, the concept of "pluripotent stem cells" partially overlaps with "stem cells derived from pluripotent stem cells". Therefore, in the present invention, pluripotent stem cells include pluripotent stem cells derived from pluripotent stem cells, pluripotent stem cells not derived from pluripotent stem cells (existing in vivo or taken out from a living body). Also included are metapotent stem cells. Multipotent stem cells include, for example, mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells, bone marrow stem cells and the like. In addition, the myocardial differentiation promoting agent of the present invention may be applied to progenitor cells such as osteoblasts, adipose progenitor cells, and smooth muscle progenitor cells. In the present invention, for example, the oligo-DNA of the present invention can be applied to pluripotent stem cells existing in vivo. More specifically, the oligo-DNA of the present invention may be directly applied to pluripotent stem cells present in vivo, or the pluripotent stem cells present in vivo may be taken out of the body and Oligo DNAs of the invention may be applied. These cells include, but are not limited to, cells derived from mammals, including mice and humans, or cells derived from birds, including chickens.

<心筋分化促進剤の利用形態>
本発明の心筋分化促進剤は、例えば、上記細胞を培養して心筋への分化誘導する際に培養培地に添加することで使用することができる。より具体的には、例えば、多能性幹細胞を培地(例えば、心筋への分化誘導用の培地)に播種した日を1日目とした場合、3~7日目、好ましくは4~6日目に本発明の心筋分化促進剤を当該培地に添加することで心筋分化を促進することができる。また、本発明において心筋分化促進剤は、インビトロで細胞に対し添加してもよいが、インビボで使用してもよい。例えば、被験者に対し細胞、細胞シート等を投与し、被験者の体内で心筋組織を再生中に、当該再生中の組織における心筋前駆細胞等に対し本発明の心筋分化促進剤を投与してもよい。本実施の形態における心筋分化促進剤は通常使用されている各種の担体、賦形剤の成分を配合し、公知の方法に従って、注射薬、塗布薬、錠剤、カプセル剤、シロップ、座薬等に製剤化できるが、これらに限定されない。また、前記筋分化促進剤は、経口、静脈内、筋肉内、関節内、動脈内、髄内、髄腔内、心室内、経皮、皮下、腹腔内、経腸、局所、舌下又は直腸手段によって投与することができるが、これらに限定されない。
<Usage form of myocardial differentiation promoting agent>
The myocardial differentiation-promoting agent of the present invention can be used, for example, by adding it to a culture medium when the above cells are cultured to induce myocardial differentiation. More specifically, for example, when the day on which the pluripotent stem cells are seeded in a medium (for example, a medium for inducing differentiation into myocardium) is day 1, the day is 3 to 7 days, preferably 4 to 6 days. Myocardial differentiation can be promoted by adding the myocardial differentiation promoting agent of the present invention to the medium. In the present invention, the myocardial differentiation promoting agent may be added to cells in vitro, but may also be used in vivo. For example, cells, cell sheets, or the like may be administered to a subject, and the agent for promoting myocardial differentiation of the present invention may be administered to myocardial progenitor cells, etc. in the regenerating tissue during the regeneration of myocardial tissue in the body of the subject. . The myocardial differentiation-promoting agent of the present embodiment is formulated with various commonly used carriers and excipient components, and is formulated into injections, ointments, tablets, capsules, syrups, suppositories, etc. according to known methods. can be, but are not limited to, In addition, the muscle differentiation promoting agent may be administered orally, intravenously, intramuscularly, intraarticularly, intraarterially, intramedullary, intrathecally, intraventricularly, percutaneously, subcutaneously, intraperitoneally, enterally, topically, sublingually or rectally. It can be administered by means of, but is not limited to.

(本発明の第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態の心筋分化促進剤はオリゴDNAにベルベリンもしくはその類縁体化合物(例えば、パルマチン、ヤテオリジン、コランバミン等)又はその塩を併用したものである。好ましくは、オリゴDNAとベルベリン又はその類縁体化合物のモル比を、1:10~10:1、より好ましくは1:5~5:1、さらに好ましくは1:2~2:1、なおさらに好ましくは1:1で用いる。オリゴDNAとしては、前述のものが挙げられる。当該実施形態において、心筋分化促進剤中のオリゴDNAの含有量は特に限定されず、例えば、90質量%以上、70質量%以上、50質量%以上、30質量%以上、10質量%以上、5質量%以上、1質量%以上等の条件から適宜設定できる。心筋分化促進剤中のオリゴDNAの含有量の上限も特に限定されず、例えば、90質量%以下、70質量%以下、50質量%以下、30質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、1質量%以下等の条件から適宜設定できる。当該実施形態において、心筋分化促進剤中のベルベリンの含有量は特に限定されず、例えば、90質量%以上、70質量%以上、50質量%以上、30質量%以上、10質量%以上、5質量%以上、1質量%以上等の条件から適宜設定できる。心筋分化促進剤中のベルベリンの含有量の上限も特に限定されず、例えば、90質量%以下、70質量%以下、50質量%以下、30質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、1質量%以下等の条件から適宜設定できる。
(Second embodiment of the present invention)
A second embodiment of the present invention will be described below. The myocardial differentiation promoting agent of the second embodiment is a combination of berberine or analogue compounds thereof (eg, palmatine, yateoridin, colanbamine, etc.) or salts thereof in combination with oligo-DNA. Preferably, the molar ratio of oligo DNA and berberine or analogues thereof is 1:10 to 10:1, more preferably 1:5 to 5:1, even more preferably 1:2 to 2:1, even more preferably are used at a ratio of 1:1. Examples of oligo DNA include those described above. In this embodiment, the content of the oligo DNA in the myocardial differentiation promoting agent is not particularly limited. It can be appropriately set from conditions such as mass % or more and 1 mass % or more. The upper limit of the content of oligo DNA in the myocardial differentiation promoting agent is not particularly limited, and is, for example, 90% by mass or less, 70% by mass or less, 50% by mass or less, 30% by mass or less, 10% by mass or less, or 5% by mass or less. , 1% by mass or less. In this embodiment, the content of berberine in the myocardial differentiation promoting agent is not particularly limited. % or more, 1% by mass or more, and the like. The upper limit of the content of berberine in the myocardial differentiation promoting agent is not particularly limited, and is, for example, 90 mass% or less, 70 mass% or less, 50 mass% or less, 30 mass% or less, 10 mass% or less, 5 mass% or less, It can be appropriately set from conditions such as 1% by mass or less.

当該実施形態においては、安価で安全なベルベリン又はその類縁体化合物をオリゴDNAに併用することによりオリゴDNAの心筋分化促進作用を増強することが可能となる。ベルベリンの類縁体化合物としては、特に限定されず、天然の誘導体、人工の誘導体のいずれも使用し得る。 In this embodiment, it is possible to enhance the myocardial differentiation-promoting action of oligo-DNA by using berberine or its analogue compound, which is inexpensive and safe, in combination with oligo-DNA. Berberine analog compounds are not particularly limited, and both natural derivatives and artificial derivatives can be used.

<ベルベリン>
ベルベリン(式1)はオウバク(黄檗)から抽出される生薬の成分で、アルカロイドの一種であり、窒素を含む塩基性の天然有機化合物として知られている。主に、抗菌、抗炎症、中枢抑制又は血圧降下剤として、下痢の止瀉薬、目薬として利用されており、人体に対して安全である。
<Berberine>
Berberine (Formula 1) is a component of crude drugs extracted from Phellodendron bark (Obaku), a kind of alkaloid, and is known as a basic natural organic compound containing nitrogen. It is mainly used as an antibacterial, anti-inflammatory, central depressant, or antihypertensive agent, as an antidiarrheal drug for diarrhea, and as an eye drop, and is safe for the human body.

Figure 0007152001000001
Figure 0007152001000001

ベルベリンは単体では筋分化促進効果は無く、後述の参考例で示されるように、むしろ弱い筋分化抑制効果を有する。しかし、ベルベリンをiSN04又は所定の変異体とともに筋芽細胞に作用させたとき、筋分化促進効果が劇的に亢進する。変異体はiSN04’でもよく、あるいはiSN04の5’末端側より11番目のGをTに置換したオリゴDNA(配列番号26)であってもよい。ただし、後述の実施例で示されるように、iSN04の5番目のTをGに置換させるとベルベリンによる顕著な増強効果は見られなくなる。 Berberine by itself does not have a muscle differentiation promoting effect, but rather has a weak muscle differentiation inhibitory effect as shown in Reference Examples below. However, when berberine is applied to myoblasts together with iSN04 or certain mutants, the muscle differentiation-promoting effect is dramatically enhanced. The mutant may be iSN04' or an oligo DNA (SEQ ID NO: 26) in which G at position 11 from the 5' end of iSN04 is replaced with T. However, as shown in Examples below, when the fifth T of iSN04 is replaced with G, the remarkable enhancing effect of berberine is no longer observed.

<パルマチン>
ベルベリンに代えて、パルマチンをオリゴDNAと併用してもよい。パルマチンはベルベリンと同じくオウバク(黄檗)から抽出される生薬成分であり、式2で示されるように、ベルベリンのメチレンジオキシ基の代わりにジメトキシ基を有す類縁体化合物である。当該実施形態において、心筋分化促進剤中のパルマチンの含有量は特に限定されず、例えば、90質量%以上、70質量%以上、50質量%以上、30質量%以上、10質量%以上、5質量%以上、1質量%以上等の条件から適宜設定できる。心筋分化促進剤中のパルマチンの含有量の上限も特に限定されず、例えば、90質量%以下、70質量%以下、50質量%以下、30質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、1質量%以下等の条件から適宜設定できる。
<Palmatine>
Instead of berberine, palmatine may be used together with oligo DNA. Palmatine, like berberine, is a crude drug component extracted from Phellodendron bark, and is an analogue compound having a dimethoxy group instead of the methylenedioxy group of berberine, as shown in Formula 2. In this embodiment, the content of palmatin in the myocardial differentiation promoting agent is not particularly limited, and is, for example, 90% by mass or more, 70% by mass or more, 50% by mass or more, 30% by mass or more, 10% by mass or more, 5% by mass. % or more, 1% by mass or more, and the like. The upper limit of the content of palmatin in the myocardial differentiation promoting agent is not particularly limited either. It can be appropriately set from conditions such as 1% by mass or less.

Figure 0007152001000002
Figure 0007152001000002

ベルベリンもパルマチンも(S)-レチクリン(C1923NO)を前駆体としコランバミン(C2020NO)を経て生合成される。ベルベリンシターゼという酵素がコランバミンをメチレンジオキシ基を有するベルベリンに変換する。また他の酵素がコランバミンをメチル化してパルマチンを生成する。 Both berberine and palmatine are biosynthesized from (S)-reticuline (C 19 H 23 NO 4 ) as a precursor via colanbamine (C 20 H 20 NO 4 ). An enzyme called berberine sitase converts columbamine to berberine with a methylenedioxy group. Other enzymes also methylate columbamine to form palmatine.

<その他の類縁体>
ベルベリンの類縁体としては、パルマチン以外に、ヤテオリジン、コランバミン等が挙げられる:
<Other analogs>
In addition to palmatine, analogues of berberine include yateoridin, colanbamine, and the like:

Figure 0007152001000003
Figure 0007152001000003

当該実施形態において、心筋分化促進剤中の、ヤテオリジン、コランバミン等のベルベリンの類縁体の含有量は特に限定されず、例えば、90質量%以上、70質量%以上、50質量%以上、30質量%以上、10質量%以上、5質量%以上、1質量%以上等の条件から適宜設定できる。心筋分化促進剤中のヤテオリジン、コランバミン等のベルベリンの類縁体の含有量の上限も特に限定されず、例えば、90質量%以下、70質量%以下、50質量%以下、30質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、1質量%以下等の条件から適宜設定できる。 In this embodiment, the content of berberine analogs such as yateorigin and colanbamine in the myocardial differentiation promoting agent is not particularly limited, and is, for example, 90% by mass or more, 70% by mass or more, 50% by mass or more, or 30% by mass. As mentioned above, conditions such as 10% by mass or more, 5% by mass or more, or 1% by mass or more can be appropriately set. The upper limit of the content of berberine analogues such as yateorigin and colanbamine in the myocardial differentiation promoter is not particularly limited, and is, for example, 90% by mass or less, 70% by mass or less, 50% by mass or less, 30% by mass or less, or 10% by mass. % or less, 5% by mass or less, or 1% by mass or less.

ベルベリン及びパルマチン等の類縁体を生合成する植物からこれらを抽出及び精製する方法は既に確立されており、安価で利用することが可能である。さらにオリゴDNAよりも安価なベルベリン又はパルマチン等の類縁体を併用することで、効果を高めつつオリゴDNAの利用コストをさらに下げることが可能である。 Methods for extracting and purifying analogues such as berberine and palmatine from plants that biosynthesize them have already been established and can be used at low cost. Furthermore, by using analogues such as berberine or palmatine, which are cheaper than oligo-DNA, it is possible to further reduce the utilization cost of oligo-DNA while enhancing the effect.

本発明においてベルベリン又はその誘導体は、塩の状態で用いてもよい。また、ベルベリン又はその誘導体の塩としては、ハロゲン化物(塩化物等)等が挙げられる。また、ベルベリン又はその誘導体の塩としては、酸付加塩及び塩基との塩も挙げられる。酸付加塩の具体例として、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、リン酸塩等の無機酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩、安息香酸塩、トリフルオロ酢酸塩、酢酸塩、メタンスルホン酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩等の有機酸塩、及びグルタミン酸塩、アスパラギン酸塩等の酸性アミノ酸塩が挙げられる。塩基との塩の具体例としては、ナトリウム塩、カリウム塩又はカルシウム塩のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩、ピリジン塩、トリエチルアミン塩のような有機塩基との塩、リジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸との塩が挙げられる。 Berberine or a derivative thereof may be used in the form of a salt in the present invention. Moreover, a halide (chloride etc.) etc. are mentioned as a salt of berberine or its derivative(s). Salts of berberine or derivatives thereof also include acid addition salts and salts with bases. Specific examples of acid addition salts include inorganic acid salts such as hydrochloride, hydrobromide, hydroiodide, sulfate, perchlorate, and phosphate, oxalate, malonate, and succinic acid. salt, maleate, fumarate, lactate, malate, citrate, tartrate, benzoate, trifluoroacetate, acetate, methanesulfonate, p-toluenesulfonate, trifluoromethane Examples include organic acid salts such as sulfonates, and acidic amino acid salts such as glutamate and aspartate. Specific examples of salts with bases include alkali metal or alkaline earth metal salts such as sodium salts, potassium salts or calcium salts, salts with organic bases such as pyridine salts and triethylamine salts, and bases such as lysine and arginine. and salts with synthetic amino acids.

本発明において、ベルベリンもしくはその誘導体又はこれらの塩は、前述したオリゴDNAによる心筋分化促進作用を増強することができる。従って、本発明は、オリゴDNAによる心筋分化促進を増強するための増強剤であって、ベルベリンもしくはその類縁化合物又はその塩を含む増強剤を提供する。当該実施形態において、ベルベリンもしくはその類縁化合物又はその塩の種類、配合量、オリゴDNAの種類、使用量、その他成分等については、心筋分化促進剤について前述したのと同様の条件を適宜適用し得る。 In the present invention, berberine, a derivative thereof, or a salt thereof can enhance the myocardial differentiation-promoting action of the aforementioned oligo-DNA. Accordingly, the present invention provides an enhancer for enhancing myocardial differentiation promotion by oligo-DNA, the enhancer comprising berberine, an analogue thereof, or a salt thereof. In this embodiment, with respect to the type and amount of berberine or its analogues or salts thereof, the type and amount of oligo-DNA used, and other components, the same conditions as described above for the myocardial differentiation promoting agent can be appropriately applied. .

以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.

(参考例1)
本発明者らは、マウス骨格筋から採取した衛星細胞を初代培養して得られた筋芽細胞を用い、骨格筋分化に作用する分子をスクリーニングする系を確立した。コラーゲンコートした96wellプレートで培養した筋芽細胞に、オリゴDNAなどの分子を添加する。所定時間経過後に、免疫染色によって骨格筋の最終分化マーカーであるミオシン重鎖(MHC)の発現を定量化する。このときDAPI染色によって細胞核を可視化する。さらにイメージアナライザーを用いて、画像の撮影と解析を自動的に行い、筋分化効率と細胞数をハイスループットで定量する。このようにして、筋芽細胞に対する多種多様な分子の作用を効率的に検討することができる。
(Reference example 1)
The present inventors have established a system for screening molecules that act on skeletal muscle differentiation using myoblasts obtained by primary culturing satellite cells collected from mouse skeletal muscle. Molecules such as oligo DNA are added to myoblasts cultured on a collagen-coated 96-well plate. After a predetermined period of time has passed, the expression of myosin heavy chain (MHC), a terminal differentiation marker for skeletal muscle, is quantified by immunostaining. At this time, the cell nuclei are visualized by DAPI staining. Furthermore, using an image analyzer, images are automatically captured and analyzed, and muscle differentiation efficiency and cell number are quantified with high throughput. In this way, the effects of a wide variety of molecules on myoblasts can be efficiently investigated.

配列番号1~3、及び5~51の50種類のオリゴDNA群(表1)を用いたスクリーニング結果を図1に示す。マウス筋芽細胞(10cells/well)にそれぞれ10μMの濃度のオリゴDNAを曝露し、48時間後にMHC陽性細胞の出現割合を測定した。なお、以下の参考例におけるオリゴDNAは一本鎖で構成され、しかも核酸分解酵素に対して耐性を高めるためにホスホジエステル結合のリン酸基の酸素原子を硫黄原子で置換する処理(S化)を予め行っている。 FIG. 1 shows the results of screening using 50 types of oligo DNA groups (Table 1) of SEQ ID NOS: 1-3 and 5-51. Mouse myoblasts (10 4 cells/well) were exposed to each oligo DNA at a concentration of 10 μM, and after 48 hours, the appearance ratio of MHC-positive cells was measured. In addition, the oligo DNA in the following reference examples is composed of a single strand, and in order to increase the resistance to nucleolytic enzymes, the oxygen atom of the phosphate group of the phosphodiester bond is substituted with a sulfur atom (S). is done in advance.

<表1>
iSN01 : 5’AAAAGATTAGGGTGAGGG3’(配列番号1)
iSN02 : 5’AAAGATTAGGGTGAGGGT3’(配列番号2)
iSN03 : 5’AAGATTAGGGTGAGGGTG3’(配列番号3)
iSN04’: 5’AAGTTAGGGTGAGGGTGA3’(配列番号16)
iSN05 : 5’GATTAGGGTGAGGGTGAG3’(配列番号5)
iSN06 : 5’ATTAGGGTGAGGGTGAGT3’(配列番号6)
iSN07 : 5’TTAGGGTGAGGGTGAGTT3’(配列番号7)
iSN08 : 5’AGTTCAACATTAGGGTGA3’(配列番号8)
iSN09 : 5’GTTCAACATTAGGGTGAA3’(配列番号9)
iSN10 : 5’TTCAACATTAGGGTGAAA3’(配列番号10)
iSN11 : 5’TCAACATTAGGGTGAAAA3’(配列番号11)
iSN12 : 5’CAACATTAGGGTGAAAAT3’(配列番号12)
iSN13 : 5’AACATTAGGGTGAAAATG3’(配列番号13)
iSN14 : 5’ACATTAGGGTGAAAATGA3’(配列番号14)
iSN15 : 5’CATTAGGGTGAAAATGAA3’(配列番号15)
<Table 1>
iSN01: 5'AAAAGATTAGGGTGAGGG3' (SEQ ID NO: 1)
iSN02: 5'AAAGATTAGGGTGAGGGT3' (SEQ ID NO: 2)
iSN03: 5'AAGATTAGGGTGAGGGTG3' (SEQ ID NO: 3)
iSN04': 5'AAGTTAGGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 16)
iSN05: 5'GATTAGGGTGAGGGTGAG3' (SEQ ID NO: 5)
iSN06: 5'ATTAGGGTGAGGGTGAGT3' (SEQ ID NO: 6)
iSN07: 5'TTAGGGTGAGGGTGAGTT3' (SEQ ID NO: 7)
iSN08: 5'AGTTCAACATTAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 8)
iSN09: 5'GTTCAACATTAGGGTGAA3' (SEQ ID NO: 9)
iSN10: 5'TTCAACATTAGGGTGAAA3' (SEQ ID NO: 10)
iSN11 : 5'TCAACATTAGGGTGAAAA3' (SEQ ID NO: 11)
iSN12: 5'CAACATTAGGGTGAAAAT3' (SEQ ID NO: 12)
iSN13: 5'AACATTAGGGTGAAAATG3' (SEQ ID NO: 13)
iSN14: 5'ACATTAGGGTGAAAATGA3' (SEQ ID NO: 14)
iSN15: 5'CATTAGGGTGAAAATGAA3' (SEQ ID NO: 15)

図1において、右側のグラフはミオシン重鎖(MHC)陽性細胞の割合を、左側のグラフは細胞数を示したものである。いずれも最上段の白色のバー(Ctrl)はオリゴDNAを全く投与しなかった対照群(コントロール)である。なお、左側のグラフにおいては対照群の細胞数は1と正規化している。明らかにMHC陽性細胞の割合と細胞数とは相補的な関係にある。これは筋芽細胞の分化が促進されれば増殖が抑制されることを意味する。対照群におけるMHC陽性細胞の比率は高々3%程度である。 In FIG. 1, the graph on the right side shows the percentage of myosin heavy chain (MHC)-positive cells, and the graph on the left side shows the number of cells. The uppermost white bar (Ctrl) is the control group (control) to which no oligo DNA was administered. The number of cells in the control group is normalized to 1 in the graph on the left. Clearly, there is a complementary relationship between the ratio of MHC-positive cells and the number of cells. This means that if myoblast differentiation is promoted, proliferation is suppressed. The proportion of MHC-positive cells in the control group is at most about 3%.

一方、オリゴDNAを投与した筋芽細胞のうち、iSN01、02、03、04’、05、06及び07のグループに属するオリゴDNAが投与された筋芽細胞においては6%以上の割合でMHC陽性細胞が出現した。特にiSN04’(配列番号16)のオリゴDNAが投与された筋芽細胞におけるMHC陽性細胞の割合は40%超と非常に高い。 On the other hand, among myoblasts administered with oligo DNA, 6% or more of myoblasts administered with oligo DNA belonging to iSN01, 02, 03, 04′, 05, 06 and 07 groups were MHC positive. cells appeared. In particular, the proportion of MHC-positive cells in myoblasts to which the oligo DNA of iSN04' (SEQ ID NO: 16) was administered was extremely high, exceeding 40%.

さらに、このiSN04’と配列が2塩基異なるiSN04(表2、配列番号4)のオリゴDNAとで、同様の条件で比較実験を行った。結果を図2に示す。 Furthermore, a comparison experiment was performed under the same conditions using this iSN04' and an oligo DNA of iSN04 (Table 2, SEQ ID NO: 4) having a sequence that differs by two nucleotides. The results are shown in FIG.

<表2>
iSN04: 5’AGATTAGGGTGAGGGTGA3’(配列番号4)
<Table 2>
iSN04: 5'AGATTAGGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 4)

図2より明らかなように、配列番号4のオリゴDNA(iSN04)は配列番号16のオリゴDNA(iSN04’)と同程度かそれ以上の筋分化促進作用を示す。 As is clear from FIG. 2, the oligoDNA (iSN04) of SEQ ID NO: 4 exhibits muscle differentiation-promoting activity equal to or greater than that of the oligoDNA (iSN04') of SEQ ID NO: 16.

ここで注目すべきことは、前記iSN01~07及び前記iSN04’のグループに属するオリゴDNAは、共通して5’TTAGGGTGAGGG3’(配列番号29)という塩基配列を有している。 It should be noted here that the oligo DNAs belonging to the groups iSN01 to 07 and iSN04' have a base sequence of 5'TTAGGGTGAGGG3' (SEQ ID NO: 29) in common.

(参考例2)
図3にiSN01~03(配列番号1~3)、iSN05~07(配列番号5~7)、iSN04’(配列番号16)のオリゴDNAを3μM及び10μMの濃度で筋芽細胞に曝露したときの、48時間後におけるミオシン重鎖(MHC)陽性細胞の割合を測定した結果を示す。同図によれば、オリゴDNAの濃度が3μMに比べて10μMで極端にMHC陽性細胞割合が増えることから、筋分化の促進には一定量以上の濃度のオリゴDNAが必要であることが判る。
(Reference example 2)
Fig. 3 shows oligo DNAs of iSN01-03 (SEQ ID NOS: 1-3), iSN05-07 (SEQ ID NOS: 5-7), and iSN04' (SEQ ID NO: 16) at concentrations of 3 µM and 10 µM to myoblasts. , shows the results of measuring the percentage of myosin heavy chain (MHC)-positive cells after 48 hours. According to the figure, the ratio of MHC-positive cells is extremely increased at 10 μM oligo-DNA concentration compared to 3 μM, indicating that a certain amount or more of oligo-DNA concentration is necessary to promote muscle differentiation.

さらに、iSN02(配列番号2)を加熱により変性(denature)させた10μMのオリゴDNA(de-iSN02)を48時間、マウス筋芽細胞(10cells/well)に曝露したときのMHC陽性細胞割合を図4に示す。熱変性処理はオリゴDNAを95℃で5分間加熱して行った。熱変性によって、iSN02の筋分化促進作用が明らかに失われていることがわかる。この結果は、オリゴDNAの活性が立体構造に依存していることを示唆する。 Furthermore, the ratio of MHC-positive cells when iSN02 (SEQ ID NO: 2) was denatured by heating and 10 μM oligo DNA (de-iSN02) was exposed to mouse myoblasts (10 4 cells/well) for 48 hours. is shown in FIG. The heat denaturation treatment was carried out by heating the oligo DNA at 95°C for 5 minutes. It can be seen that heat denaturation clearly abolishes the muscle differentiation-promoting action of iSN02. This result suggests that the activity of oligo-DNA is conformationally dependent.

(参考例3)
図5は、myoDNすなわちiSN04又はiSN04’(配列番号4、51のオリゴDNA)によるヒト横紋筋肉腫細胞KYM1の増殖の抑制効果を示したものである。図1で説明したとおり筋芽細胞の分化と増殖は相補的な関係にある。言い換えればオリゴDNAにより筋芽細胞の分化が促進されれば、その一方で増殖は抑制される。この性質を利用すれば、オリゴDNAによる癌などの悪性腫瘍の増殖及び転移を抑制する効果が期待できる。
(Reference example 3)
FIG. 5 shows the inhibitory effect of myoDN iSN04 or iSN04′ (oligo DNA of SEQ ID NOs: 4 and 51) on proliferation of human rhabdomyosarcoma cell KYM1. As explained in FIG. 1, differentiation and proliferation of myoblasts are in a complementary relationship. In other words, if oligo-DNA promotes myoblast differentiation, it suppresses proliferation. By utilizing this property, the effect of suppressing the growth and metastasis of malignant tumors such as cancer by oligo-DNA can be expected.

図5において(a)はヒト横紋筋肉腫細胞KYM1(5×10cells/well)にオリゴDNA(iSN04’)を曝露したときの骨格筋分化マーカー遺伝子(MYH2)の発現量を、(b)は細胞増殖マーカー遺伝子(MKI67)の発現量を、それぞれコントロール(Ctrl)を1.0として定量したものである。両図より明らかなように、筋分化の促進と細胞増殖の抑制は互いに逆の関係にある。 In FIG. 5, (a) shows the expression level of the skeletal muscle differentiation marker gene (MYH2) when oligo DNA (iSN04′) was exposed to human rhabdomyosarcoma cells KYM1 (5×10 4 cells/well); ) is the expression level of the cell proliferation marker gene (MKI67) quantified with the control (Ctrl) set to 1.0. As is clear from both figures, the promotion of muscle differentiation and the suppression of cell proliferation are inversely related to each other.

図5(c)は時間経過に伴う横紋筋肉腫の細胞数を計測した結果である。コントロール(Ctrl)と比較すると、iSN04(配列番号4のオリゴDNA)を曝露したときは明らかにヒト横紋筋肉腫細胞KYM1の増殖が抑制されている。 FIG. 5(c) shows the results of measuring the number of rhabdomyosarcoma cells over time. Compared to the control (Ctrl), exposure to iSN04 (oligo DNA of SEQ ID NO: 4) clearly inhibits the growth of human rhabdomyosarcoma cell KYM1.

(参考例4)
表3に示すiSN04(配列番号4)の一部の塩基を置換又は削除して作成したオリゴDNAの変異型(配列54~62)をマウス筋芽細胞に対しそれぞれ10μMの濃度で曝露し、48時間後にMHC陽性細胞の出現割合を測定した。表3において「-」は塩基配列が削除されその両端の塩基が直に結合していることを表す。例えばiSN04(del13-15)において、5’末端側から12番目の塩基Aと、3’末端側から4番目の塩基Tは直に結合している。
(Reference example 4)
Oligo DNA variants (sequences 54 to 62) prepared by substituting or deleting some bases of iSN04 (SEQ ID NO: 4) shown in Table 3 were exposed to mouse myoblasts at a concentration of 10 μM each. After hours, the appearance ratio of MHC-positive cells was measured. In Table 3, "-" indicates that the base sequence is deleted and the bases at both ends are directly bound. For example, in iSN04 (del13-15), the 12th base A from the 5'-end and the 4th base T from the 3'-end are directly linked.

<表3>
iSN04 :5’AGATTAGGGTGAGGGTGA3’(配列番号4)
iSN04(4-18) :5’---TTAGGGTGAGGGTGA3’(配列番号19)
iSN04(7-18) :5’------GGGTGAGGGTGA3’(配列番号20)
iSN04(10-18) :5’---------TGAGGGTGA3’(配列番号21)
iSN04(dell5) :5’AGATTAGGGTGAGG-TGA3’(配列番号22)
iSN04(del14-15) :5’AGATTAGGGTGAG--TGA3’(配列番号23)
iSN04(del13-15) :5’AGATTAGGGTGA---TGA3’(配列番号24)
iSN04(T5G) :5’AGATGAGGGTGAGGGTGA3’(配列番号25)
iSN04(G11T) :5’AGATTAGGGTTAGGGTGA3’(配列番号26)
iSN04(T5G,G11T) :5’AGATGAGGGTTAGGGTGA3’(配列番号27)
<Table 3>
iSN04:5'AGATTAGGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 4)
iSN04(4-18): 5'---TTAGGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 19)
iSN04(7-18):5'------GGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 20)
iSN04(10-18):5'---------TGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 21)
iSN04(dell5): 5'AGATTAGGGTGAGG-TGA3' (SEQ ID NO: 22)
iSN04(del14-15): 5'AGATTAGGGTGAG--TGA3' (SEQ ID NO: 23)
iSN04(del13-15): 5'AGATTAGGGTGA---TGA3' (SEQ ID NO: 24)
iSN04(T5G): 5'AGATGAGGGTGAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 25)
iSN04(G11T): 5'AGATTAGGGTTAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 26)
iSN04(T5G,G11T): 5'AGATGAGGGTTAGGGTGA3' (SEQ ID NO: 27)

結果を図6に示す。同図より明らかなように、iSN04の5’末端側から5番目、11番目の塩基をT、Gのいずれに変えても、MHC陽性細胞の出現割合は殆ど変わらない。その一方で、5’末端側の3塩基を削除したiSN04(4-18)(配列番号19)を曝露したときのMHC陽性細胞の出現割合はMQ(コントロール)と同程度であり、当変異型適用による筋分化促進効果は全く認められない。6塩基削除したiSN04(7-18)(配列番号20)、9塩基削除したiSN04(10-18)(配列番号21)を適用した場合においても結果はほぼ同じである。以上の結果は、myoDNの筋分化促進作用には5’末端側の3塩基(AGA又はAAG)の存在が重要であることを示している。 The results are shown in FIG. As is clear from the figure, even if the 5th and 11th bases from the 5' end of iSN04 are changed to either T or G, the appearance ratio of MHC-positive cells is almost unchanged. On the other hand, when exposing iSN04 (4-18) (SEQ ID NO: 19) in which 3 bases on the 5′ end side were deleted, the appearance rate of MHC-positive cells was about the same as MQ (control), and this variant No muscle differentiation promoting effect by application is observed. Almost the same results were obtained when iSN04(7-18) (SEQ ID NO: 20) with 6 bases deleted and iSN04(10-18) (SEQ ID NO: 21) with 9 bases deleted were applied. The above results indicate that the presence of 3 nucleotides (AGA or AAG) on the 5'-end side is important for the myoDN-promoting action of myoDN.

さらにiSN04の5’側から13~15番目のGをそれぞれ1個、2個、すべて除去したオリゴDNA(配列番号22、23、24)でも筋分化活性の低下がみられることから、特に当位置における塩基GGGの役割が大きいことが示唆される。 Furthermore, even oligo DNAs (SEQ ID NOs: 22, 23, 24) in which one and two Gs at positions 13 to 15 from the 5' side of iSN04 are all removed show a decrease in muscle differentiation activity. It is suggested that the role of the base GGG in is large.

(参考例5)
myoDNが筋分化を特異的に促進することを検証するため、iSN04(配列番号4)を用いた実験を行った。それぞれ5×10cells/wellの密度で培養したマウス筋芽細胞又はマウス胎児線維芽細胞にiSN04(配列番号4)を1μM又は3μM、72時間曝露し、細胞に対する増加抑制効果を観察した。実験はそれぞれ3回行いその平均をプロットした。
(Reference example 5)
To verify that myoDN specifically promotes muscle differentiation, an experiment using iSN04 (SEQ ID NO: 4) was performed. Mouse myoblasts or fetal mouse fibroblasts cultured at a density of 5×10 4 cells/well, respectively, were exposed to iSN04 (SEQ ID NO: 4) at 1 μM or 3 μM for 72 hours, and the inhibitory effect on cell proliferation was observed. Each experiment was performed three times and the average was plotted.

図7上のグラフはマウス筋芽細胞に対する増加抑制効果を示したもので、コントロール(Ctrl)の細胞(iSN04を加えていない細胞)が72時間後に約2倍に増殖したのに対し、iSN04を3μM曝露したものは0.05未満のp値で約2割程度の増加に抑えられた。 The upper graph in FIG. 7 shows the growth inhibitory effect on mouse myoblasts. Control (Ctrl) cells (cells to which iSN04 was not added) proliferated about twice after 72 hours, whereas iSN04 Those exposed to 3 μM had a p value of less than 0.05, and the increase was suppressed to about 20%.

しかし、同図下のグラフに示されるように、マウス胎児線維芽細胞に対しては、iSN04の3μM程度の曝露では、細胞の増殖を抑え込むことができなかった。すなわち、myoDNは筋分化を特異的に促進する結果として細胞増殖を抑制するのであり、全ての細胞の増殖を抑制するわけではない。 However, as shown in the graph at the bottom of the figure, iSN04 exposure of about 3 μM could not suppress the growth of fetal mouse fibroblasts. That is, myoDN suppresses cell proliferation as a result of specifically promoting muscle differentiation, and does not suppress proliferation of all cells.

(参考例6)
ベルベリン又はパルマチンによるmyoDNの筋分化促進作用の増強効果を検証する実験を行った。それぞれ10cells/wellの密度で培養したマウス筋芽細胞にベルベリンのみ又はパルマチンのみをそれぞれ1μM、3μM又は10μM曝露したものと、併せてiSN04を0又は3μMの濃度で曝露したサンプルについて、48時間後にMHC陽性筋細胞の出現割合を測定した。
(Reference example 6)
An experiment was conducted to verify the enhancing effect of berberine or palmatine on the muscle differentiation-promoting action of myoDN. Mouse myoblasts cultured at a density of 10 4 cells/well were exposed to 1 μM, 3 μM or 10 μM of berberine alone or palmatine alone, respectively, and iSN04 was exposed to a concentration of 0 or 3 μM for 48 hours. The appearance ratio of MHC-positive myocytes was measured later.

図8にその結果を示す。同図より明らかなように、ベルベリン(Ber)単体ではコントロール(白棒のMQ)よりもMHC陽性筋細胞の出現割合が却って低下する。これはベルベリンは本来筋分化を抑制する作用を有する可能性があることを意味する。ところがiSN04を3μM併せて曝露した場合、iSN04単体を投与したもの(黒棒のMQ)に対しMHC陽性筋細胞の出現割合が1.5~2倍程度増加する。これはベルベリンはmyoDNの効果を増強する機能を有していることを意味する。 The results are shown in FIG. As is clear from the figure, berberine (Ber) alone lowers the appearance ratio of MHC-positive myocytes as compared to the control (MQ with white bars). This means that berberine may originally have the effect of suppressing muscle differentiation. However, when iSN04 was also exposed to 3 μM, the appearance ratio of MHC-positive muscle cells was increased by about 1.5 to 2 times compared to the administration of iSN04 alone (black bar MQ). This means that berberine has the function of enhancing the effect of myoDN.

パルマチン(Pal)についても、ベルべリンよりも効果は穏やかであるが、myoDNの効果を増強する性質を有している。一方で、ベルベリン単体投与で観察された弱い筋分化抑制効果は、パルマチン単体投与では認められなかった。 Palmatine (Pal) also has the property of enhancing the effect of myoDN, although its effect is milder than that of berberine. On the other hand, the weak muscle differentiation inhibitory effect observed with berberine alone was not observed with palmatine alone.

なお、ベルベリン又はパルマチンによるiSN04の増強作用は、いずれの場合も、iSN04とベルベリン又はパルマチンのモル比が1:1のときに最も効果的であった。例えば図8においてmyoDN(iSN04)3μMに対してベルベリンを10μM投与したとき(Ber10)のMHC陽性筋細胞の出現割合はベルベリンを3μM投与したとき(Ber3)の割合よりも若干低い。 Note that the iSN04-enhancing action of berberine or palmatine was most effective when the molar ratio of iSN04 to berberine or palmatine was 1:1 in all cases. For example, in FIG. 8, when 10 μM berberine was administered to 3 μM myoDN (iSN04) (Ber10), the appearance ratio of MHC-positive muscle cells was slightly lower than when 3 μM berberine was administered (Ber3).

(参考例7)
<表3>で示されたベルベリンによるiSN04変異体(配列番号19~27)の筋分化促進作用の増強効果を明らかにする実験を行った。それぞれ10cells/wellの密度で培養したマウス筋芽細胞にiSN04又はその変異体のみを3μMの濃度で曝露したサンプルと、併せてベルベリン3μMを投与したサンプルについて、48時間後にMHC陽性筋細胞の出現割合を測定した。
(Reference example 7)
An experiment was conducted to clarify the effect of berberine in enhancing the muscle differentiation-promoting action of the iSN04 mutants (SEQ ID NOS: 19 to 27) shown in <Table 3>. A sample in which mouse myoblasts cultured at a density of 10 4 cells/well were each exposed to iSN04 or a variant thereof alone at a concentration of 3 μM, and a sample to which 3 μM of berberine was administered in addition, MHC-positive muscle cells were observed after 48 hours. The appearance rate was measured.

結果を図9に示す。ベルベリン(Ber)を加えない場合(白棒)、この条件下ではiSN04又は変異型を曝露したときのMHC陽性筋細胞の出現割合は20%前後であるが、ベルベリンを加えた場合(黒棒)、変異型によって顕著な差が発生する。iSN04及び5’末端側から11番目のGをTに置換したG11T(配列番号26)にのみベルベリンによる顕著なmyoDN活性増強効果が確認された。他の変異型については殆ど効果に変化が無いか(配列番号22のdel15等)、却って効果が抑制される(配列番号19の4-18等)。 The results are shown in FIG. When berberine (Ber) was not added (white bars), the appearance ratio of MHC-positive muscle cells when exposed to iSN04 or mutants under these conditions was around 20%, but when berberine was added (black bars). , a significant difference occurs depending on the variant. Only iSN04 and G11T (SEQ ID NO: 26) in which G at the 11th position from the 5'-terminal side was replaced with T were confirmed to have a remarkable effect of enhancing myoDN activity by berberine. Other mutants show almost no change in the effect (del15 of SEQ ID NO: 22, etc.) or rather suppress the effect (4-18 of SEQ ID NO: 19, etc.).

図6(参考例4)では、5番目と11番目の塩基がTかGかはmyoDNの筋分化促進効果には関係ないことが示されたが、ベルベリンによる増強作用の点からすれば、5番目の塩基として、Tがより好適であることが示される。 In FIG. 6 (Reference Example 4), it was shown that whether the 5th and 11th bases are T or G is not related to myoDN's muscle differentiation promoting effect. As the second base, T is shown to be more preferred.

(参考例8)
なお、上記参考例においては筋分化の検証にマウス筋芽細胞が用いられたが、本発明はこれに制限されるものではない。他の動物、例えば、鳥類であるニワトリの筋芽細胞を用いた実験でも、オリゴDNAによる筋分化促進作用が認められた。
(Reference example 8)
Although mouse myoblasts were used to verify muscle differentiation in the above Reference Example, the present invention is not limited to this. In experiments using myoblasts of other animals, for example, chicken, which is an avian species, oligo-DNA was found to promote muscle differentiation.

本参考例ではそれぞれ直径3cmのディッシュあたり10cellsの密度で培養したニワトリ筋芽細胞にiSN04’を0μM、3μM又は10μM曝露したものと、ベルベリン10μMを併用したサンプルについて、48時間後にMHC陽性筋細胞の出現割合を測定した。 In this reference example, chicken myoblasts cultured at a density of 10 5 cells per dish with a diameter of 3 cm were exposed to 0 μM, 3 μM or 10 μM of iSN04′, and 10 μM of berberine was used in combination. The appearance ratio of cells was measured.

結果を図10(a)に示す。コントロール(図中横軸0μMの白棒)と比べ、iSN04’を3μM又は10μM投与したサンプルではMHC陽性筋細胞の出現割合は倍増している。ベルベリン(Ber)を併用した場合、MHC陽性筋細胞の出現割合はさらに倍増している。本実験でも、iSN04’とベルベリンのモル比が1:1のとき(ともに10μM)に、最も高い筋分化促進作用が認められた。 The results are shown in FIG. 10(a). Compared to the control (0 μM white bar on the horizontal axis in the figure), the appearance ratio of MHC-positive muscle cells doubled in samples to which iSN04′ was administered at 3 μM or 10 μM. When berberine (Ber) was used in combination, the appearance rate of MHC-positive muscle cells was doubled. Also in this experiment, the highest muscle differentiation promoting effect was observed when the molar ratio of iSN04' and berberine was 1:1 (both 10 µM).

さらに図8(参考例6)と同様の実験をニワトリ筋芽細胞に対しても行った。結果を図10(b)に示す。ニワトリ筋芽細胞に対しても、ベルベリン(Ber)単体では筋分化を抑制するように作用し、iSN04と組み合わせると顕著な筋分化促進作用が確認された。また、パルマチン(Pal)についても、ベルべリンよりも効果は穏やかであるが、iSN04の効果を増強することが確認された。 Furthermore, an experiment similar to that shown in FIG. 8 (Reference Example 6) was also performed on chicken myoblasts. The results are shown in FIG. 10(b). For chicken myoblasts, berberine (Ber) alone acted to suppress muscle differentiation, and when combined with iSN04, a remarkable muscle differentiation promoting effect was confirmed. It was also confirmed that palmatine (Pal) enhances the effect of iSN04, although the effect is milder than that of berberine.

(参考例9)
myoDNのヒト横紋筋肉腫細胞の増殖の抑制効果について併せてベルベリンの効果について実験を行った。ヒト横紋筋肉腫細胞KYM1、RD、ERMS1の5×10cells/wellのサンプルそれぞれに対し、10μMのiSN04を曝露し、24~96時間経過後の細胞数を測定した。結果を図11に示す。腫瘍株によってiSN04の抑制効果が異なることが示されている。
(Reference example 9)
An experiment was conducted on the inhibitory effect of myoDN on the proliferation of human rhabdomyosarcoma cells and the effect of berberine. Samples of human rhabdomyosarcoma cells KYM1, RD, and ERMS1 (5×10 4 cells/well) were each exposed to 10 μM iSN04, and the number of cells was measured after 24 to 96 hours. The results are shown in FIG. It has been shown that the inhibitory effect of iSN04 differs depending on the tumor line.

図11において(a)のグラフはヒト横紋筋肉腫細胞KYM1にiSN04を曝露した結果を示すものであり、図5(c)で示されたグラフとほぼ同じ条件で追試されたものである。コントロール(Ctrl)と比べて筋肉腫細胞の増殖が半分以下(72時間後)に抑えられていることが本参考例においても再現されている。一方で、RD株については96時間後に0.05未満のp値で25%程度の抑制が認められた(図11(b))。ERMS1株では抑制効果が10%程度であった(同図(c))。 In FIG. 11, the graph (a) shows the results of exposing human rhabdomyosarcoma cells KYM1 to iSN04, which was replicated under substantially the same conditions as the graph shown in FIG. 5(c). This reference example also reproduces that the proliferation of sarcoma cells is suppressed to less than half (after 72 hours) compared to the control (Ctrl). On the other hand, about 25% suppression was observed for the RD strain after 96 hours with a p-value of less than 0.05 (Fig. 11(b)). The ERMS1 strain had an inhibitory effect of about 10% ((c) in the figure).

RD株についてはiSN04と併せてベルベリンを投与すると増殖抑制効果が劇的に改善することが判った。図12にコントロール(Ctrl)、iSN04のみ(10μM)、iSN04と等モルのベルベリン(Ber)(10μM)を併用したときの96時間後の細胞数の測定結果を示す。iSN04とベルベリンを併用した場合、iSN04のみの場合と比べて約25%、コントロールと比べて約50%の増殖抑制効果が示された。 For the RD strain, administration of berberine together with iSN04 was found to dramatically improve the antiproliferative effect. FIG. 12 shows the results of measuring the number of cells after 96 hours in control (Ctrl), iSN04 alone (10 μM), and iSN04 and equimolar berberine (Ber) (10 μM) in combination. When iSN04 and berberine were used in combination, about 25% of the growth inhibitory effect was shown compared to the case of iSN04 alone, and about 50% of the growth inhibitory effect compared to the control.

[実施例]
以下、本発明の実施例について説明する。前述の参考例では、骨格筋芽細胞にmyoDN等を曝露することにより筋分化促進効果が得られることを示したが、本実施例では多能性幹細胞(ES細胞、iPS細胞)を5日間分化誘導した段階でmyoDNの代表的オリゴDNAであるiSN04(配列番号4)を曝露し、心筋に分化させる方法について説明する。
[Example]
Examples of the present invention will be described below. In the above-mentioned reference example, it was shown that exposing skeletal myoblasts to myoDN or the like has a muscle differentiation promoting effect, but in this example, pluripotent stem cells (ES cells, iPS cells) were differentiated A method of exposing iSN04 (SEQ ID NO: 4), which is a representative oligo-DNA of myoDN at the induced stage, to induce myocardial differentiation will be described.

まず、曝露対象について参考例と本実施例との違いを、図13を用いて説明する。多能性幹細胞であるES細胞は内胚葉、中胚葉、外胚葉に分化し、さらに内胚葉は内臓に、中胚葉は筋肉や骨格に、外胚葉は神経などにそれぞれ分化することが一般に知られている。前述の参考例では既に骨格筋芽細胞にまで分化したいわゆる前駆細胞にオリゴDNA(iSN04)を曝露し、骨格筋への分化が促進されることを確認した(図13中左下の太矢印)。これに対し、本実施例ではES細胞またはiPS細胞に由来する細胞がその多能性を失ったものの多分化能性を保持していると考えられる分化誘導5日目の段階でiSN04(配列番号4)を曝露する。以下、ES細胞を用いた実験とその結果について実施例1に、iPS細胞を用いたときの結果について実施例2で説明する。 First, the difference between the exposure targets of the reference example and the present embodiment will be described with reference to FIG. 13 . It is generally known that ES cells, which are pluripotent stem cells, differentiate into endoderm, mesoderm, and ectoderm, and that endoderm differentiates into internal organs, mesoderm into muscle and skeleton, and ectoderm into nerves. ing. In the reference example described above, oligo-DNA (iSN04) was exposed to so-called progenitor cells that had already differentiated into skeletal myoblasts, and it was confirmed that differentiation into skeletal muscle was promoted (bold arrows in the bottom left of FIG. 13). In contrast, in this example, iSN04 (SEQ ID NO: 4) is exposed. Experiments using ES cells and their results will be described in Example 1, and results using iPS cells will be described in Example 2 below.

(実施例1)ES細胞へのmyoDNの曝露
ES細胞株として、hCGp7を用いた。当細胞株は、心筋特異的転写因子Nkx2-5の遺伝子座の一つをGFPに置換したマウスES細胞株であり、心筋特異的転写因子Nkx2-5を発現する段階にまで分化した心筋前駆細胞ないし心筋細胞が緑色の蛍光で示される。このES細胞をゼラチンコートされた直径3cmの培養容器に3×10cellsの密度で播種し分化誘導を開始した。なお分化培地は、10%FBS、5%HS、NEAA、2-MEを含有したDMEM培地を用いた。
(Example 1) Exposure of myoDN to ES cells hCGp7 was used as an ES cell line. This cell line is a mouse ES cell line in which one of the myocardial-specific transcription factor Nkx2-5 gene loci is replaced with GFP, and myocardial progenitor cells that have differentiated to express the myocardial-specific transcription factor Nkx2-5. or myocardial cells are shown by green fluorescence. The ES cells were seeded at a density of 3×10 4 cells in a gelatin-coated culture vessel with a diameter of 3 cm to initiate induction of differentiation. DMEM medium containing 10% FBS, 5% HS, NEAA and 2-ME was used as the differentiation medium.

分化誘導5日目に10μMのiSN04(配列番号4)を曝露し、その後2日毎にiSN04を含む分化培地を交換し、新たにiSN04を曝露した。なお、分化の様子は毎日顕微鏡で観察した。分化誘導8日目(iSN04曝露3日目)の様子を図14に示す。同図において、上段はコントロールを、下段はiSN04の観察結果を示す。それぞれにおいて、左側は位相差画像を右側は蛍光画像を示す。図14において、コントロールのES細胞と比較し、iSN04を曝露したES細胞におけるGFPの発現(灰色がかった部分、実際は緑色)が著しい。また写真では示されていないが、GPF陽性細胞のクラスターの自律的な拍動が観察される。 On the 5th day of induction of differentiation, 10 μM iSN04 (SEQ ID NO: 4) was exposed, and then the differentiation medium containing iSN04 was changed every 2 days to newly expose iSN04. In addition, the mode of differentiation was observed with a microscope every day. FIG. 14 shows the state on day 8 of induction of differentiation (day 3 of exposure to iSN04). In the figure, the upper row shows the control, and the lower row shows the observation results of iSN04. In each, the left side shows the phase contrast image and the right side shows the fluorescence image. In FIG. 14, compared to control ES cells, GFP expression (grayish area, actually green) is marked in iSN04-exposed ES cells. Although not shown in the photograph, autonomous beating of clusters of GPF-positive cells is observed.

以上、本実施例によれば、myoDNは5日間分化誘導したES細胞に作用して心筋細胞への分化を顕著に促進することが明らかである。なお、本実施例において、myoDNを曝露した段階において、選択的に心筋へ分化誘導するような措置は講じていない。心筋分化誘導に特化した培養系においてmyoDNを用いれば、より多数の心筋細胞を得られる可能性がある。 As described above, according to this example, it is clear that myoDN acts on ES cells that have been induced to differentiate for 5 days, and significantly promotes their differentiation into cardiomyocytes. In this example, no measures were taken to selectively induce myocardial differentiation at the stage of exposure to myoDN. If myoDN is used in a culture system specialized for inducing myocardial differentiation, it may be possible to obtain a greater number of myocardial cells.

(実施例2)iPS細胞へのmyoDNの曝露
本実施例では対象となる多能性幹細胞としてマウスiPS細胞株20D17を用いる。本実施例におけるiPS細胞株は、Nanog遺伝子座にGFPノックインしたマウス胎児線維芽細胞にいわゆる初期化4因子(Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc)を導入することで樹立したものである。分化培地や分化方法(培地の交換やiSN04の補充等)については、実施例1と同様である。
(Example 2) Exposure of myoDN to iPS cells Mouse iPS cell line 20D17 is used as a target pluripotent stem cell in this example. The iPS cell line in this example was established by introducing the so-called four reprogramming factors (Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc) into fetal mouse fibroblasts with GFP knock-in at the Nanog locus. . The differentiation medium and differentiation method (exchange of medium, supplementation of iSN04, etc.) are the same as in Example 1.

分化誘導11日目(iSN04曝露6日後)の様子を図15に示す。同図において、上段はコントロールの、下段はiSN04を曝露した、それぞれiPS細胞の位相差顕微鏡画像を示す。iPS細胞を含む多能性幹細胞は身体を構成する全ての細胞種に分化可能なため、iSN04に曝露せずとも心筋細胞は自然発生的に出現するが、コントロールと比較すると、iSN04を曝露したiPS細胞において心筋と思われる細胞のクラスター(破線で囲った部分)の出現がより顕著に目視される。また、iSN04を曝露したiPS細胞のクラスターの直径は、コントロールにおけるクラスターの直径を上回っている。 FIG. 15 shows the state on day 11 of differentiation induction (6 days after exposure to iSN04). In the same figure, the upper row shows the control images, and the lower row shows the iPS cells exposed to iSN04, respectively, phase-contrast microscope images. Since pluripotent stem cells, including iPS cells, can differentiate into all cell types that make up the body, cardiomyocytes spontaneously appear even without exposure to iSN04. In the cells, the appearance of clusters of cells thought to be myocardium (portion surrounded by a dashed line) is more prominently visible. In addition, the diameter of clusters of iPS cells exposed to iSN04 exceeds the diameter of clusters in controls.

また写真では示されていないが、この細胞のクラスターの自律的な拍動が観察される。この自律的拍動を測定した結果を図16に示す。同図において、横軸はiSN04を曝露後の日数を、縦軸は分当たりの拍動数を表す。また、白棒はコントロールを、黒棒はiSN04を曝露したiPS細胞を表す。図16において、iSN04を曝露したiPS細胞クラスターの分あたりの拍動数はコントロールを2割以上回っている。拍動数の増加は、myoDN曝露によって出現した心筋細胞がコントロールよりも成熟した段階にあることを示唆している。 Although not shown in the photograph, autonomous beating of this cell cluster is observed. FIG. 16 shows the results of measuring this autonomous pulsation. In the figure, the horizontal axis represents the number of days after exposure to iSN04, and the vertical axis represents the number of beats per minute. White bars represent controls, and black bars represent iPS cells exposed to iSN04. In FIG. 16, the number of beats per minute of the iPS cell clusters exposed to iSN04 exceeds the control by more than 20%. Increased beating rate suggests that myoDN-exposed cardiomyocytes are at a more mature stage than controls.

以上、本実施例によれば、iPS細胞においてもES細胞とほぼ同様に心筋への分化が促進され、心筋細胞数やクラスターのサイズのみならず拍動数においてもコントロールを上回る効果が得られる。 As described above, according to this example, the differentiation of iPS cells into cardiomyocytes is promoted in substantially the same manner as ES cells, and effects exceeding the control are obtained not only in the number of cardiomyocytes and the size of clusters but also in the beating rate.

以上、本発明によれば、オリゴDNAにより心筋分化を強力に促進することが可能となる。しかも、上記オリゴDNAは化学合成が可能で安定構造を有すため、将来的に大量に供給及び保存ができ、また乳酸菌のゲノム配列由来であるため、安全性も高いと期待される。さらに、安価でしかも安全なベルベリン又はその類縁体化合物を併用することによりオリゴDNAの心筋分化促進作用を増強することが可能となる。 As described above, according to the present invention, oligo-DNA can strongly promote myocardial differentiation. Moreover, since the oligo-DNA can be chemically synthesized and has a stable structure, it can be supplied and stored in large amounts in the future, and is expected to be highly safe because it is derived from the genome sequence of lactic acid bacteria. Furthermore, by using inexpensive and safe berberine or analogues thereof in combination, it becomes possible to enhance the myocardial differentiation-promoting action of oligo-DNA.

本発明は、多能性幹細胞、多分化能性幹細胞、多能性幹細胞に由来する幹細胞等から心筋細胞への分化誘導、または多能性幹細胞、多分化能性幹細胞、多能性幹細胞に由来する幹細胞、これらの幹細胞から分化した心筋細胞等を用いた心臓再生治療、創薬のスクリーニングや心臓疾患の治療および研究に供する心筋前駆細胞または心筋細胞の作成等に利用することができる。 The present invention relates to the induction of differentiation into cardiomyocytes from pluripotent stem cells, pluripotent stem cells, stem cells derived from pluripotent stem cells, or derived from pluripotent stem cells, pluripotent stem cells, and pluripotent stem cells. Cardiac regenerative therapy using stem cells, cardiomyocytes differentiated from these stem cells, screening for drug discovery, and generation of cardiomyocyte progenitor cells or cardiomyocytes for treatment and research of heart diseases.

Claims (3)

多能性幹細胞、多分化能性幹細胞、及び多能性幹細胞に由来する幹細胞からなる群より選択される少なくとも一種に対して適用することにより心筋への分化を促進する活性を有するオリゴDNAを含む心筋分化促進剤であって、前記オリゴDNAが配列番号4で表される塩基配列からなる、筋分化促進剤:
配列番号4:5’AGATTAGGGTGAGGGTGA3’。
It contains an oligo-DNA having an activity of promoting differentiation into myocardium by applying it to at least one selected from the group consisting of pluripotent stem cells, pluripotent stem cells, and stem cells derived from pluripotent stem cells. A myocardial differentiation-promoting agent, wherein the oligo DNA consists of the base sequence represented by SEQ ID NO: 4:
SEQ ID NO: 4: 5'AGATTAGGGTGAGGGTGA3'.
哺乳類由来の多能性幹細胞、多分化能性幹細胞、及び多能性幹細胞に由来する幹細胞からなる群より選択される少なくとも一種に対して適用するための請求項1に記載の心筋分化促進剤。 2. The agent for promoting myocardial differentiation according to claim 1, which is applied to at least one selected from the group consisting of mammal-derived pluripotent stem cells, pluripotent stem cells, and stem cells derived from pluripotent stem cells. 請求項1又は2に記載の心筋分化促進剤を使用する心筋分化促進方法(ただし、ヒトの生体に対し心筋分化促進剤を投与する方法を除く)。 3. A method for promoting myocardial differentiation using the myocardial differentiation-promoting agent according to claim 1 or 2 (excluding a method of administering a myocardial differentiation-promoting agent to a human body).
JP2018142473A 2018-07-30 2018-07-30 Myocardial Differentiation Promoting Agent and Method for Promoting Myocardial Differentiation Active JP7152001B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018142473A JP7152001B2 (en) 2018-07-30 2018-07-30 Myocardial Differentiation Promoting Agent and Method for Promoting Myocardial Differentiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018142473A JP7152001B2 (en) 2018-07-30 2018-07-30 Myocardial Differentiation Promoting Agent and Method for Promoting Myocardial Differentiation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020019718A JP2020019718A (en) 2020-02-06
JP7152001B2 true JP7152001B2 (en) 2022-10-12

Family

ID=69588944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018142473A Active JP7152001B2 (en) 2018-07-30 2018-07-30 Myocardial Differentiation Promoting Agent and Method for Promoting Myocardial Differentiation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7152001B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013252093A (en) 2012-06-07 2013-12-19 Nippon Menaade Keshohin Kk Differentiation inducer from stem cell to mesodermal cell, endodermal cell or mesoendodermal cell
JP2017007989A (en) 2015-06-24 2017-01-12 日本メナード化粧品株式会社 Hematopoietic stem cell differentiation promoter
WO2018151225A1 (en) 2017-02-16 2018-08-23 国立大学法人信州大学 Muscle differentiation promoter, muscle differentiation promotion method, muscle-differentiation-promoting oligo dna, enhancer, and oligo dna

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013252093A (en) 2012-06-07 2013-12-19 Nippon Menaade Keshohin Kk Differentiation inducer from stem cell to mesodermal cell, endodermal cell or mesoendodermal cell
JP2017007989A (en) 2015-06-24 2017-01-12 日本メナード化粧品株式会社 Hematopoietic stem cell differentiation promoter
WO2018151225A1 (en) 2017-02-16 2018-08-23 国立大学法人信州大学 Muscle differentiation promoter, muscle differentiation promotion method, muscle-differentiation-promoting oligo dna, enhancer, and oligo dna

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BMC Immunology,2017年,18: 44,pp. 1-9, Additional files 1-3,Figures S1-S3
公益社団法人日本農芸化学会中部支部第180回例会講演要旨集,2017年,p. 27,P45-P46
日本畜産学会第122回大会,2017年,VI29-23
日本畜産学会第123回大会,2017年,VII06-10

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020019718A (en) 2020-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Poon et al. The zebrafish model system in cardiovascular research: A tiny fish with mighty prospects
KR102146815B1 (en) Novel method for treating cardiac infarction using HMGB1 fragment
US20040076619A1 (en) Methods and compositions for the repair and/or regeneration of damaged myocardium
KR101255649B1 (en) Method for Proliferating Hair Follicle Stem Cells
JP7182162B2 (en) Cardiomyopathy, old myocardial infarction and chronic heart failure drugs
JP7082372B2 (en) Pulmonary fibrosis treatment agent, PTPRR expression promoter and pulmonary fibrosis treatment kit
CA2423592A1 (en) Methods and compositions for the repair and/or regeneration of damaged myocardium
JP2013542178A (en) Bone marrow derived CD271 progenitor cells for cardiac repair
US20120121557A1 (en) Neuregulin induced proliferation of cardiomyocytes
Schreurs et al. Tissue engineering strategies combining molecular targets against inflammation and fibrosis, and umbilical cord blood stem cells to improve hampered muscle and skin regeneration following cleft repair
JP7166614B2 (en) Muscle differentiation promoter, muscle differentiation promotion method, muscle differentiation promotion oligo-DNA, enhancer, and oligo-DNA
WO2023184986A1 (en) Use of cd36 inhibitor in preparing medicament for inhibiting scarring after spinal cord injury
WO2007048352B1 (en) Pharmaceutical composition and method for regenerating myofibers in the treatment of muscle injuries
AU2017321322A1 (en) Compositions and methods for treatment of prostate cancer
US11622964B2 (en) Method for destroying cellular mechanical homeostasis and promoting regeneration and repair of tissues and organs, and use thereof
JP7152001B2 (en) Myocardial Differentiation Promoting Agent and Method for Promoting Myocardial Differentiation
US20170362173A1 (en) Anti-arrhythmicity agents
CN112481192A (en) Chemical micromolecule composition and method for directly reprogramming fibroblasts into hepatocytes by in vitro and in vivo chemical induction
Yadav et al. Influence of extraneous FGF-2 and its antagonist antiFGF-2, on the progress of tail regeneration in Hemidactylus flaviviridis
KR102304483B1 (en) Methods and compositions for the direct conversion to brown adipocyte-like cells using low molecular weight compounds
JP6076624B2 (en) Differentiation inducer from stem cells to mesoderm cells, endoderm cells or mesendoderm cells
Qu et al. Induction of substantial myocardial regeneration by an active fraction of the Chinese herb Rosa laevigata Michx
US11969459B2 (en) Therapeutic agent for cardiomyopathy, old myocardial infarction and chronic heart failure
JP2022021924A (en) Fat differentiation inhibitor
RU2795320C2 (en) Therapeutic agent for the treatment of cardiomyopathy, previous myocardial infarction and chronic heart failure

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210702

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220510

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220810

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220823

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220921

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7152001

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150