JP7205817B2 - Method for preparing stem cell-like cells - Google Patents

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特許法第30条第2項適用 平成28年8月18日掲載の第57回日本組織細胞化学会総会・学術集会のウェブサイトにおける講演プログラム・予稿集にて公表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Published in the lecture program and proceedings on the website of the 57th Annual Meeting of the Japanese Society of Histocytochemistry published on August 18, 2016

特許法第30条第2項適用 平成28年9月3日発行の第57回日本組織細胞化学会総会・学術集会の講演プログラム・予稿集にて公表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Published in the lecture program and proceedings of the 57th Annual Meeting of the Japanese Society of Histocytochemistry, published on September 3, 2016

特許法第30条第2項適用 平成28年9月4日に杏林大学において開催された第57回日本組織細胞化学会総会・学術集会にて発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Presented at the 57th Annual Meeting of the Japanese Society of Histocytochemistry held at Kyorin University on September 4, 2016

特許法第30条第2項適用 平成28年9月4日発行の6th International Conference on Plasma Medicine(ICPM-6)のアブストラクトにて公表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Published in the abstract of the 6th International Conference on Plasma Medicine (ICPM-6) issued on September 4, 2016

特許法第30条第2項適用 平成28年9月9日にコメンスキー大学で開催された6th International Conference on Plasma Medicine(ICPM-6)にて発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Presented at the 6th International Conference on Plasma Medicine (ICPM-6) held at Komensky University on September 9, 2016

本発明は、幹細胞様細胞の調製方法に関する。 The present invention relates to a method for preparing stem cell-like cells.

脳の損傷部位の治療法、並びに大脳皮質の保護及び再生、うつ病等の精神疾患の新しい予防及び治療法が必要とされている。成熟した脳は一度損傷を受けると神経細胞が新生することはなく、一生後遺症を抱えたまま過ごさなければならないと考えられていた。しかし、昨今、成熟した脳においても場所や条件によっては新しい神経細胞が生み出され得ることが明らかになっている。 There is a need for new methods of treatment of damaged areas of the brain, protection and regeneration of the cerebral cortex, and new prevention and treatment of psychiatric disorders such as depression. It was believed that once a mature brain is damaged, nerve cells cannot be regenerated, and the brain must live with the aftereffects for the rest of its life. Recently, however, it has become clear that even in the mature brain, new neurons can be generated depending on the location and conditions.

そこで、側脳室の脳室下帯等の領域に存在する神経幹細胞や前駆細胞を利用して体外で増殖及び分化させた後に、再度損傷した脳の領域に移植する方法の開発が検討されている。また、人工多能性幹細胞(iPS細胞)を神経細胞に分化させて移植することも検討されている。 Therefore, development of a method of using neural stem cells and progenitor cells existing in the subventricular zone of the lateral ventricle and other regions to proliferate and differentiate them in vitro and then transplanting them into the damaged brain region again has been studied. there is In addition, differentiating induced pluripotent stem cells (iPS cells) into nerve cells and transplanting them is also under study.

損傷を受けた大脳皮質への神経再生方法としては、例えば、成人から取得した骨髄間葉幹細胞に、一時的にNotch1遺伝子を導入して、まわりの神経細胞を保護する能力を高めた細胞(SB623)を移植する方法がある(非特許文献1)。 As a method for regenerating nerves in the damaged cerebral cortex, for example, cells (SB623 ) is transplanted (Non-Patent Document 1).

また、ニューロスフェアを作製し、ニューロスフェアから分化した神経細胞を得る方法がある。例えば、神経幹細胞は側脳室周囲に多く存在することが知られている側脳室周囲から取得した組織からニューロスフェアを作製する方法が報告されている(非特許文献2)。 There is also a method of preparing neurospheres and obtaining differentiated nerve cells from the neurospheres. For example, a method of producing neurospheres from tissue obtained from the perilateral ventricles, which is known to contain many neural stem cells, has been reported (Non-Patent Document 2).

また、外科的な処置により脳虚血などの病態モデルを作製し、当該病態モデルの大脳皮質からニューロスフェアを作製し得ることも報告されている(非特許文献3)。 It has also been reported that a pathological model such as cerebral ischemia can be prepared by surgical treatment, and neurospheres can be prepared from the cerebral cortex of the pathological model (Non-Patent Document 3).

中枢神経系の細胞への種々の分化誘導法としては、例えば、特許文献1には、N-アセチル-D-マンノサミンの存在下で多能性幹細胞又は神経前駆細胞を培養し、オレキシンニューロンを分化誘導する方法が開示されている。 As various methods for inducing differentiation into cells of the central nervous system, for example, Patent Document 1 discloses culturing pluripotent stem cells or neural progenitor cells in the presence of N-acetyl-D-mannosamine to differentiate orexin neurons. A method of inducing is disclosed.

特許文献2には、神経幹細胞や前駆細胞を選択的に認識することにより、神経幹細胞や前駆細胞を効率的に分離しうる新規モノクローナル抗体が開示されている。また、このモノクローナル抗体を用いてヒトの脳組織から神経幹細胞や前駆細胞を効率的に分離できることが記載されている。 Patent Document 2 discloses a novel monoclonal antibody capable of efficiently separating neural stem cells and progenitor cells by selectively recognizing neural stem cells and progenitor cells. It is also described that neural stem cells and progenitor cells can be efficiently isolated from human brain tissue using this monoclonal antibody.

特許文献3には、実質的に純粋なヒト網膜前駆細胞培養物、前脳前駆細胞培養物、網膜色素上皮細胞培養物、及びそれらの製造方法が開示されている。 US Pat. No. 5,300,001 discloses substantially pure human retinal progenitor cell cultures, forebrain progenitor cell cultures, retinal pigment epithelial cell cultures, and methods for their production.

特許文献4には、低分子BMP阻害剤の存在下で多能性幹細胞を培養することを含む、多能性幹細胞から神経前駆細胞を分化誘導する方法が開示されている。 Patent Document 4 discloses a method for inducing the differentiation of pluripotent stem cells into neural progenitor cells, including culturing the pluripotent stem cells in the presence of a low-molecular-weight BMP inhibitor.

特許文献5には、多能性幹細胞の凝集塊を、Wntシグナル阻害剤及びTGFβシグナル阻害剤の存在下で浮遊培養することにより、終脳マーカー陽性凝集塊を得て、更に当該終脳マーカー陽性凝集塊を、高酸素分圧条件下で更に浮遊培養することにより、哺乳動物の多能性幹細胞から、より成熟した終脳又はその前駆組織をインビトロで誘導する方法が開示されている。 In Patent Document 5, aggregates of pluripotent stem cells are subjected to suspension culture in the presence of a Wnt signal inhibitor and a TGFβ signal inhibitor to obtain a telencephalic marker-positive aggregate, and further the telencephalic marker-positive aggregates are obtained. A method is disclosed for inducing more mature telencephalon or its progenitor tissue in vitro from mammalian pluripotent stem cells by further culturing aggregates in suspension under conditions of high partial pressure of oxygen.

非特許文献4には、HMGA(high mobility group A)遺伝子を導入した神経系前駆細胞からニューロンが形成されることが開示されている。 Non-Patent Document 4 discloses that neurons are formed from neural progenitor cells into which HMGA (high mobility group A) genes have been introduced.

また、特許文献6には、凍結保存した神経幹細胞を含んでいる、治療用途に適する組成物が開示されている。 In addition, US Pat. No. 6,200,001 discloses a composition suitable for therapeutic use, comprising cryopreserved neural stem cells.

国際公開第2013/047773号公報(2013年 4月 4日公開)International Publication No. 2013/047773 (published on April 4, 2013) 特開2004-2350号公報(2004年 1月 8日公開)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-2350 (published on January 8, 2004) 特表2013-502234号公報(2013年 1月24日公表)Special table 2013-502234 (published on January 24, 2013) 特表2013-501502号公報(2013年 1月17日公表)Special table 2013-501502 (published on January 17, 2013) 国際公開第2015/076388号公報(2015年 5月28日公開)International Publication No. 2015/076388 (published on May 28, 2015) 特表2012-510986号公報(2012年 5月17日公表)Special table 2012-510986 (published on May 17, 2012)

Aleksandra Glavaski-Joksimovic, Tamas Virag, Thomas A. Mangatu, Michael McGrogan, Xue Song Wang, and Martha C. Bohn, “Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor-Secreting Genetically Modified Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells Promote Recovery in a Rat Model of Parkinson’s Disease”, Journal of Neuroscience Research 2010, 88:2669-2681.Aleksandra Glavaski-Joksimovic, Tamas Virag, Thomas A. Mangatu, Michael McGrogan, Xue Song Wang, and Martha C. Bohn, “Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor-Secreting Genetically Modified Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells Promote Recovery in a Rat Model of Parkinson's Disease”, Journal of Neuroscience Research 2010, 88:2669-2681. Gil-Perotin S, et al. “Adult Neural Stem Cells From the Subventricular Zone: A Review of the Neurosphere Assay”, The Anatomical Record. 2013, 296:1435-1452Gil-Perotin S, et al. “Adult Neural Stem Cells From the Subventricular Zone: A Review of the Neurosphere Assay”, The Anatomical Record. 2013, 296:1435-1452 Nakagomi T, et al. “Isolation and characterization of neural stem/progenitor cells from post-stroke cerebral cortex in mice”, European Journal of Neuroscience. 2009, 29: 1842-1852Nakagomi T, et al. “Isolation and characterization of neural stem/progenitor cells from post-stroke cerebral cortex in mice”, European Journal of Neuroscience. 2009, 29: 1842-1852 Kishi Y et. al.,“HMGA regulates the global chromatin state and neurogenic potential in neocortical precursor cells”, Nature Neuroscience.15: 1127-1133, 2012Kishi Y et. al., "HMGA regulates the global chromatin state and neurogenic potential in neocortical precursor cells", Nature Neuroscience.15: 1127-1133, 2012

しかしながら、従来の方法では、幹細胞を調製するために、細胞への遺伝子導入や脳虚血モデルを作製することが必要である。非特許文献2に記載の方法では、細胞への遺伝子導入や病態モデルの作製は不要であるが、幹細胞の調製に利用できるのは、幹細胞が密に存在する脳内のごく一部の領域(海馬歯状回や側脳室周囲)に限られている。 However, conventional methods require gene transfer into cells and preparation of a cerebral ischemia model in order to prepare stem cells. The method described in Non-Patent Document 2 does not require the introduction of genes into cells or the preparation of pathological models, but only a small region of the brain where stem cells are densely present ( confined to the dentate gyrus of the hippocampus and the periventricular region).

また、人工多能性幹細胞(iPS細胞)から神経細胞を分化誘導することも試みられているが、iPS細胞を作製するためには、細胞への遺伝子導入が必要である。また、iPS細胞から目的の神経細胞だけに分化させることは容易ではなく、増殖細胞の移植によるがん化等の課題もある。 Attempts have also been made to induce the differentiation of induced pluripotent stem cells (iPS cells) into nerve cells, but gene transfer into cells is necessary to produce iPS cells. In addition, it is not easy to differentiate iPS cells into target nerve cells alone, and there are problems such as canceration due to transplantation of proliferating cells.

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、新規の幹細胞様細胞を調製する方法を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize a novel method for preparing stem cell-like cells.

上記の課題を解決するために、本発明に係る幹細胞様細胞の調製方法は、動物の組織に対して、非平衡プラズマを照射するプラズマ照射工程を含む方法である。 In order to solve the above problems, the method for preparing stem cell-like cells according to the present invention is a method including a plasma irradiation step of irradiating animal tissue with non-equilibrium plasma.

本発明は、組織から幹細胞様細胞を調製する新規な方法を提供することが出来るという効果を奏する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has the effect of providing a novel method for preparing stem cell-like cells from tissue.

本発明の実施例で使用した大気圧非平衡プラズマ装置の概略の構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an atmospheric non-equilibrium plasma apparatus used in an example of the present invention; FIG. 本発明の実施例で行ったラットの脳組織への大気圧プラズマ照射方法を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method of irradiating atmospheric pressure plasma to brain tissue of rats performed in an example of the present invention. 本発明の実施例で使用したプラズマ照射による水の温度変化の測定方法及び測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measuring method and measurement result of the temperature change of the water by plasma irradiation used in the Example of this invention. 本発明の実施例1の結果を示し、プラズマ照射後の脳組織片を蛍光免疫組織染色した結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of Example 1 of the present invention, showing the results of fluorescent immunohistochemical staining of brain tissue sections after plasma irradiation. 本発明の実施例で行ったスフェアの形成方法を説明する図である。It is a figure explaining the formation method of the sphere performed by the Example of this invention. 本発明の実施例1の結果を示し、接着培養後の細胞を蛍光免疫組織染色した結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of Example 1 of the present invention, showing the results of fluorescence immunohistochemical staining of cells after adhesion culture. 本発明の実施例1の結果を示し、プラズマ照射3日後の大脳皮質を5~7日間接着培養を行なった後、3日間又は7日間浮遊培養した後の細胞を光学顕微鏡下で観察した結果を示す図である。The results of Example 1 of the present invention are shown, and the results of observing cells under an optical microscope after performing adhesion culture for 5 to 7 days on the cerebral cortex 3 days after plasma irradiation and then floating culture for 3 days or 7 days are shown. FIG. 10 shows. 本発明の実施例1の結果を示し、プラズマ照射3日後の大脳皮質について、5~7日間接着培養を行なった後、1週間浮遊培養した後に、ニューロンへの分化誘導試験を行ったスフェアの蛍光免疫組織染色の結果を示す図である。Shown are the results of Example 1 of the present invention. Fluorescence of spheres obtained by subjecting the cerebral cortex 3 days after plasma irradiation to adhesion culture for 5 to 7 days, suspension culture for 1 week, and a neuron differentiation induction test. It is a figure which shows the result of immunohistological staining. 本発明の実施例1の結果を示し、プラズマ照射3日後の大脳皮質を2週間浮遊培養した後のスフェアの蛍光免疫組織染色の結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of Example 1 of the present invention, and shows the results of fluorescent immunohistochemical staining of spheres after 2-week suspension culture of cerebral cortex 3 days after plasma irradiation. 本発明の実施例1の結果を示し、プラズマ照射3日後の皮膚の蛍光免疫組織染色の結果を示す図である。FIG. 3 shows the results of Example 1 of the present invention, and shows the results of fluorescent immunohistochemical staining of skin 3 days after plasma irradiation. 本発明の実施例1の結果を示し、プラズマ照射3日後の大脳皮質について、5~7日間接着培養を行なった後、1週間浮遊培養した後に、アストロサイト又はオリゴデンドロサイトへの分化誘導試験を行ったスフェアの蛍光免疫組織染色の結果を示す図である。The results of Example 1 of the present invention are shown, and the cerebral cortex 3 days after plasma irradiation was subjected to adhesion culture for 5 to 7 days, followed by suspension culture for 1 week, and then a differentiation induction test into astrocytes or oligodendrocytes. FIG. 3 shows the results of fluorescence immunohistochemical staining of spheres. 本発明の実施例2の結果を示し、プラズマ照射3日後のマウス大脳皮質を5~7日間接着培養を行なった後、3日間、5日間又は7日間浮遊培養した後の細胞を位相差顕微鏡下で観察した結果を示す図である。The results of Example 2 of the present invention are shown, and after 3 days of plasma irradiation, the mouse cerebral cortex was subjected to adhesion culture for 5 to 7 days, and then suspension culture was performed for 3 days, 5 days, or 7 days. It is a figure which shows the result observed by. 本発明の実施例3の結果を示し、プラズマ照射3日後のラット大脳皮質について、接着培養後、浮遊培養後及び分化誘導後の細胞を位相差顕微鏡下で観察した結果を示す図である。FIG. 3 shows the results of Example 3 of the present invention, and shows the results of observation under a phase-contrast microscope of cells after adhesion culture, suspension culture, and differentiation induction in rat cerebral cortex three days after plasma irradiation.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上、B以下」を意味する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In this specification, unless otherwise specified, "A to B" representing a numerical range means "A or more and B or less".

本発明に係る幹細胞様細胞の調製方法は、動物の組織に対して、非平衡プラズマを照射するプラズマ照射工程を含む構成である。 The method for preparing stem cell-like cells according to the present invention comprises a plasma irradiation step of irradiating animal tissue with non-equilibrium plasma.

本発明の一態様に係る幹細胞様細胞の調製方法では、上記プラズマ照射工程においてプラズマが照射された上記組織の一部又は全部を、生体外で培養する培養工程をさらに含んでいてもよい。 The method for preparing stem cell-like cells according to one aspect of the present invention may further include a culturing step of ex vivo culturing part or all of the tissue irradiated with plasma in the plasma irradiation step.

ここで、本明細書において、上記「幹細胞様細胞」は、自己複製能と分化能とを有している細胞が意図される。上記「幹細胞様細胞」は、胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)の様に、複数の細胞種に分化可能な分化多能性(pluripotency)を有していている細胞であってもよく、体性幹細胞の様に、特定の細胞種にのみ分化可能な細胞であってもよい。 Here, in the present specification, the above-mentioned "stem cell-like cells" are intended to be cells having self-renewal ability and differentiation ability. The "stem cell-like cells" have pluripotency capable of differentiating into multiple cell types like embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells). Cells may be used, and cells capable of differentiating only into a specific cell type such as somatic stem cells may be used.

本発明の一実施形態において、上記「幹細胞様細胞」は、Sox2、Oct4及びNG2の少なくとも一つが陽性の細胞であり得る。 In one embodiment of the present invention, the "stem cell-like cells" may be cells positive for at least one of Sox2, Oct4 and NG2.

NG2(neuron-glial antigen 2)は、cspg4(コンドロイチン硫酸プロテオグリカン4)とも称される。NG2は、グリア前駆細胞マーカー、ペリサイトマーカー又は幼若なグリア細胞のマーカーとして知られている(参考文献1:Trotter J, Karram K, Nishiyama A. NG2 cells: Properties, progeny and origin. Brain Research Reviews 63:72-82, 2010)。 NG2 (neuron-glial antigen 2) is also called cspg4 (chondroitin sulfate proteoglycan 4). NG2 is known as a glial progenitor cell marker, pericyte marker, or immature glial cell marker (Reference 1: Trotter J, Karram K, Nishiyama A. NG2 cells: Properties, progeny and origin. Brain Research Reviews 63:72-82, 2010).

Sox2は、SRY-related HMG-box(SOX)ファミリーに属する転写因子である。Sox2は、ES細胞、TS細胞又は神経幹細胞のマーカーとして知られている(参考文献2:Maucksch C, Jones KS, Connor B. Concise review: the involvement of SOX2 in direct reprogramming of induced neural stem/ precursor cells. Stem Cells Transl Med: 579-583, 2013)。 Sox2 is a transcription factor belonging to the SRY-related HMG-box (SOX) family. Sox2 is known as a marker for ES cells, TS cells or neural stem cells (Reference 2: Maucksch C, Jones KS, Connor B. Concise review: the involvement of SOX2 in direct reprogramming of induced neural stem/precursor cells. Stem Cells Transl Med: 579-583, 2013).

Oct4は、POUファミリーに属する転写因子であり、Oct3/4とも称される。Oct4は、ES細胞及び未分化性のマーカーとして知られている(参考文献3:Shi G,Jin Y. Role of Oct4 in maintaining and regaining stem cell pluripotency. Stem Cell Res Ther 1:39, 2010)。 Oct4 is a transcription factor belonging to the POU family and is also called Oct3/4. Oct4 is known as an ES cell and undifferentiated marker (Reference 3: Shi G, Jin Y. Role of Oct4 in maintaining and regaining stem cell pluripotency. Stem Cell Res Ther 1:39, 2010).

一実施形態において、上記「幹細胞様細胞」は、Sox2及びOct4の両方が陽性の細胞であり得る。また、別の実施形態において、上記「幹細胞様細胞」は、Sox2、Oct4及びNG2の全てが陽性の細胞であり得る。 In one embodiment, the "stem cell-like cell" may be a cell positive for both Sox2 and Oct4. In another embodiment, the "stem cell-like cell" may be a cell positive for all of Sox2, Oct4 and NG2.

対象細胞がSox2、Oct4及びNG2の少なくとも一つが陽性の細胞であることは、Sox2、Oct4又はNG2に対して特異的に結合する抗体を用いた公知の免疫学的手法(例えば、免疫組織化学染色等)により確認することができる。また、対象細胞におけるSox2、Oct4又はNG2の遺伝子の発現を、公知の遺伝子工学的手法(例えば、RT-PCR等)によって確認してもよい。 The subject cells are cells positive for at least one of Sox2, Oct4 and NG2 by a known immunological method (e.g., immunohistochemical staining) using an antibody that specifically binds to Sox2, Oct4 or NG2. etc.). Also, the expression of the Sox2, Oct4 or NG2 gene in the subject cells may be confirmed by known genetic engineering techniques (eg, RT-PCR, etc.).

(1.プラズマ照射工程)
プラズマ照射工程は、動物の組織に対して、非平衡プラズマを照射する工程である。上記「非平衡プラズマ」は、電子の温度がイオン及び中性粒子よりも高いプラズマをいう。具体的には、電子温度が5000~20000K(0.5~2.0eV)であるのに対して、イオン及び中性粒子の温度が300~1000Kであるプラズマをいう。尚、熱統計分布として1eVは、~11600Kに相当する。
(1. Plasma irradiation step)
The plasma irradiation step is a step of irradiating animal tissues with non-equilibrium plasma. The above-mentioned "non-equilibrium plasma" refers to plasma in which the temperature of electrons is higher than that of ions and neutral particles. Specifically, it refers to plasma in which the electron temperature is 5000 to 20000K (0.5 to 2.0 eV) and the temperature of ions and neutral particles is 300 to 1000K. Incidentally, 1 eV corresponds to ~11600K as a heat statistical distribution.

上記「非平衡プラズマ」は、大気圧非平衡プラズマであってもよく、低圧非平衡プラズマであってもよく、真空非平衡プラズマであってもよい。「大気圧非平衡プラズマ」とは、大気圧下(~1.0気圧)で発生させた非平衡プラズマである。「低圧非平衡プラズマ」とは、低圧下(10-5~10-1気圧)で発生させた非平衡プラズマである。「真空非平衡プラズマ」とは、真空下(10-7~10-5気圧)で発生させた非平衡プラズマである。大気圧下でプラズマを照射することができるため照射が容易であることから、大気圧非平衡プラズマであることが好ましい。大気圧プラズマは、プラズマが大気中に放出されるため、放電用ガスのプラズマが大気中の酸素及び窒素と反応して、酸素ラジカルや窒素ラジカルを発生させる。 The above "non-equilibrium plasma" may be atmospheric pressure non-equilibrium plasma, low pressure non-equilibrium plasma, or vacuum non-equilibrium plasma. “Atmospheric non-equilibrium plasma” is non-equilibrium plasma generated under atmospheric pressure (~1.0 atm). “Low pressure non-equilibrium plasma” is non-equilibrium plasma generated under low pressure (10 −5 to 10 −1 atm). “Vacuum non-equilibrium plasma” is non-equilibrium plasma generated under vacuum (10 −7 to 10 −5 atmospheres). Atmospheric pressure non-equilibrium plasma is preferable because plasma irradiation can be performed under atmospheric pressure and thus irradiation is easy. Since the atmospheric pressure plasma is emitted into the atmosphere, the plasma of the discharge gas reacts with oxygen and nitrogen in the atmosphere to generate oxygen radicals and nitrogen radicals.

プラズマ照射工程において、動物の組織に対して、非平衡プラズマを照射する方法は特に限定されないが、照射対象の動物の組織の温度の上昇を伴わないようにプラズマを照射することが好ましい。ここで、「照射対象の動物の組織の温度の上昇を伴わないようにプラズマを照射する」とは、プラズマ照射された動物の組織の表面温度の上昇が、プラズマ照射前と比較して0~10℃(好ましくは、0~5℃)の範囲内となるようにプラズマを照射することをいう。「照射対象の動物の組織の温度の上昇を伴わない」プラズマ照射条件は、例えば、後述する実施例に示したような、プラズマ照射した水の温度を測定する方法によって決定することができる。かかる方法によって水の温度上昇現象が捉えられないプラズマ照射条件は、組織の温度上昇をもたらさない照射条件であると言える。 In the plasma irradiation step, the method of irradiating animal tissue with non-equilibrium plasma is not particularly limited, but it is preferable to irradiate plasma so as not to increase the temperature of the tissue of the animal to be irradiated. Here, "irradiate the plasma so as not to increase the temperature of the tissue of the animal to be irradiated" means that the surface temperature of the tissue of the animal irradiated with the plasma is increased from 0 to 0 compared to before the plasma irradiation. It refers to irradiating plasma so that the temperature is within the range of 10° C. (preferably 0 to 5° C.). Plasma irradiation conditions that "do not involve an increase in the temperature of the tissue of the animal to be irradiated" can be determined, for example, by measuring the temperature of plasma-irradiated water, as shown in Examples below. It can be said that the plasma irradiation conditions under which the water temperature rise phenomenon cannot be detected by such a method are the irradiation conditions that do not cause tissue temperature rise.

また、プラズマ照射工程において、照射対象の動物の組織の表面温度は、室温(27℃)~42℃に保たれることが好ましく、36~39℃に保たれることがより好ましい。 In the plasma irradiation step, the surface temperature of the tissue of the animal to be irradiated is preferably kept at room temperature (27°C) to 42°C, more preferably 36 to 39°C.

プラズマ照射工程では、プラズマは、プラズマ照射ヘッドと動物の組織との間に所定の間隔をおいた状態で照射されることが好ましい。プラズマ照射ヘッドと動物の組織との間に所定の間隔をおくことにより、照射対象の動物の組織(照射対象組織)の温度の上昇を伴わないようにプラズマを照射することができる。プラズマ照射ヘッドと動物の組織との間の間隔は、プラズマヘッド先端から形成されるプラズマ化したジェット流(プラズマジェット)の長さ、プラズマ照射時間等によって決定される。プラズマジェットの先端が照射対象組織と接しないように、プラズマ照射ヘッドと動物の組織との間の間隔を置いた状態で照射することが好ましい。これにより、プラズマ照射中の照射対象組織の温度の上昇を抑制することができる。 In the plasma irradiation step, the plasma is preferably irradiated with a predetermined gap between the plasma irradiation head and the tissue of the animal. By providing a predetermined distance between the plasma irradiation head and the tissue of the animal, it is possible to irradiate the plasma without increasing the temperature of the tissue of the animal to be irradiated (the tissue to be irradiated). The distance between the plasma irradiation head and the animal's tissue is determined by the length of the plasma jet stream formed from the tip of the plasma head, the plasma irradiation time, and the like. It is preferable to irradiate with a gap between the plasma irradiation head and the tissue of the animal so that the tip of the plasma jet does not come into contact with the tissue to be irradiated. As a result, it is possible to suppress an increase in the temperature of the tissue to be irradiated during plasma irradiation.

プラズマの照射条件は、プラズマ発生装置の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、後述する実施例では、マイクロホロー放電形式のヘリウム大気圧非平衡プラズマ発生装置を使用している。そして、照射対象組織の上面の上方2.5cmの位置に、プラズマヘッド先端を固定し、ヘッド内部にAC60Hzピーク電圧7kVの交流高電圧のヘリウムガス放電により、ガス流量2.5L/分として、60秒間のプラズマ照射を行っている。この場合、発光スペクトルに見られる水素原子β線のシュタルク拡がり幅の解析から(シュタルク法)によって、2.2×1015cm-3の電子密度がヘッド内部で生成していると見積もられる。 The plasma irradiation conditions can be appropriately set according to the type of the plasma generator and the like. For example, in the embodiments described later, a micro hollow discharge type helium atmospheric pressure non-equilibrium plasma generator is used. Then, the tip of the plasma head was fixed at a position 2.5 cm above the upper surface of the target tissue to be irradiated, and a high voltage helium gas discharge of AC 60 Hz and a peak voltage of 7 kV was performed inside the head at a gas flow rate of 2.5 L/min. Plasma irradiation is performed for seconds. In this case, it is estimated that an electron density of 2.2×10 15 cm −3 is generated inside the head from an analysis of the Stark broadening width of the hydrogen atom β-ray seen in the emission spectrum (Stark method).

プラズマ発生装置におけるプラズマの放電形式としては、マイクロホロー放電以外に、例えば、コロナ放電、誘電体バリア放電、RF放電、マイクロ波放電、アーク放電等を採用することができる。 In addition to micro hollow discharge, for example, corona discharge, dielectric barrier discharge, RF discharge, microwave discharge, arc discharge, etc., can be employed as plasma discharge forms in the plasma generator.

マイクロホロー放電形式の大気圧非平衡プラズマ発生装置としては、例えば、特開2013-153995号公報、特開2013-214377号公報等に開示された大気圧プラズマ発生装置を使用することができる。 As the micro hollow discharge type atmospheric pressure non-equilibrium plasma generator, for example, the atmospheric pressure plasma generator disclosed in JP-A-2013-153995, JP-A-2013-214377, etc. can be used.

プラズマ放電用ガス種としては、ヘリウムガス(He)以外に、例えば、アルゴンガス(Ar)、ネオンガス(Ne)、クリプトンガス(Kr)、キセノンガス(Xe)等の希ガス、ならびに、窒素ガス(N)、合成大気(N/O)を使用することができる。 As plasma discharge gas species, in addition to helium gas (He), for example, rare gases such as argon gas (Ar), neon gas (Ne), krypton gas (Kr), xenon gas (Xe), and nitrogen gas ( N 2 ), synthetic atmosphere (N 2 /O 2 ) can be used.

プラズマの放電形式が変わると、プラズマ発生装置のプラズマヘッド内部で生成する電子密度が変化する。例えば、上述した照射条件のマイクロホロー放電形式のヘリウム大気圧非平衡プラズマ発生装置では、2.2×1015cm-3の電子密度がヘッド内部で生成すると見積もられる。これに対して、公知のコロナ放電などでは、約10cm-3であり、誘電体バリア放電(DBD)では、約1013cm-3である。よって、マイクロホロー放電形式は、他の放電形式と比較してより高いプラズマ密度を供することができるため好ましい。 When the discharge form of plasma changes, the density of electrons generated inside the plasma head of the plasma generator changes. For example, it is estimated that an electron density of 2.2×10 15 cm −3 is generated inside the head in a micro hollow discharge type helium atmospheric non-equilibrium plasma generator under the irradiation conditions described above. On the other hand, it is about 10 9 cm −3 in a known corona discharge or the like, and about 10 13 cm −3 in a dielectric barrier discharge (DBD). Therefore, the micro hollow discharge type is preferred because it can provide higher plasma densities compared to other discharge types.

マイクロホロー放電形式のヘリウム大気圧非平衡プラズマ発生装置以外の放電形式のプラズマ発生装置を採用する場合は、(i)照射対象とする生体組織中に発生あるいはもたらされるラジカル分子やイオンの種類、量および濃度勾配、(ii)温度条件、(iii)組織を流れる電流を考慮して、照射時間、ガス流量等を適宜調整すればよい。より具体的には、例えば、プラズマ照射対象組織上の照射位置における電圧が、20msにわたり時間平均をとって3kV以下(好ましくは2kV以下)の範囲内となり、プラズマ照射対象組織上の照射位置における電流が、20msにわたり時間平均をとって0.1mA(好ましくは0.5mA以下)の範囲となるように照射位置を決め、照射時間、ガス流量等を適宜調整すればよい。プラズマ照射対象組織上の照射位置における電圧および電流は、プラズマ照射対象組織上の照射位置に設置された導電電極を用いて計測することができる。 When using a discharge type plasma generator other than a micro hollow discharge helium atmospheric pressure non-equilibrium plasma generator, (i) the types and amounts of radical molecules and ions generated or brought into the biological tissue to be irradiated Also, the irradiation time, gas flow rate, etc. may be appropriately adjusted in consideration of the concentration gradient, (ii) temperature conditions, and (iii) the current flowing through the tissue. More specifically, for example, the voltage at the irradiation position on the plasma irradiation target tissue is in the range of 3 kV or less (preferably 2 kV or less) on a time average of 20 ms, and the current at the irradiation position on the plasma irradiation target tissue However, the irradiation position may be determined so that the time average is in the range of 0.1 mA (preferably 0.5 mA or less) over 20 ms, and the irradiation time, gas flow rate, etc. may be appropriately adjusted. The voltage and current at the irradiation position on the plasma irradiation target tissue can be measured using a conductive electrode installed at the irradiation position on the plasma irradiation target tissue.

一実施形態において、例えば、2.0~2.5L/分(2.0~2.5slm)の流量のヘリウムガスを、60秒間照射することができる。尚、上記単位「slm」は、標準(1気圧0℃)リットル(L)毎分の意味である。 In one embodiment, for example, helium gas at a flow rate of 2.0-2.5 L/min (2.0-2.5 slm) can be irradiated for 60 seconds. The unit "slm" means standard (1 atm 0°C) liter (L) per minute.

本発明において、プラズマ照射の対象となる「組織」の種類、由来等は特に限定されず、任意の組織を利用することができる。組織の種類としては、例えば、神経組織、上皮組織、結合組織、筋組織、腎臓組織、肝臓組織、毛根組織等であり得る。上記神経組織としては、例えば、中枢神経組織(例えば、大脳皮質、小脳等)、末梢神経組織等であり得る。上記上皮組織としては、例えば、表皮、消化管粘膜組織等であり得る。上記結合組織としては、例えば、真皮、脂肪組織等であり得る。上記筋組織としては、例えば、心筋組織、骨格筋組織、平滑筋組織等であり得る。 In the present invention, the type, origin, etc. of the "tissue" to be irradiated with plasma are not particularly limited, and any tissue can be used. Types of tissue may include, for example, nerve tissue, epithelial tissue, connective tissue, muscle tissue, kidney tissue, liver tissue, hair root tissue, and the like. The nerve tissue may be, for example, central nerve tissue (eg, cerebral cortex, cerebellum, etc.), peripheral nerve tissue, or the like. The epithelial tissue may be, for example, epidermis, gastrointestinal mucosal tissue, or the like. The connective tissue may be, for example, dermis, adipose tissue, and the like. Examples of the muscle tissue include cardiac muscle tissue, skeletal muscle tissue, and smooth muscle tissue.

組織が由来する動物種についても特に限定されないが、細胞療法/組織療法等の産業上の利用を考慮すると哺乳類(哺乳動物)由来の組織が好ましい。また、哺乳動物の種類は特に限定されないが、非ヒト哺乳動物又はヒトであり得る。非ヒト哺乳動物としては、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、ヒトを除く霊長類等の実験動物;イヌ、ネコ等のコンパニオンアニマル;ウシ、ウマ等の家畜;等が挙げられる。特に臨床応用においてはヒト由来の組織が好ましい。 The animal species from which the tissue is derived is also not particularly limited, but tissues derived from mammals (mammals) are preferred in consideration of industrial applications such as cell therapy/tissue therapy. In addition, although the type of mammal is not particularly limited, it can be a non-human mammal or a human. Examples of non-human mammals include experimental animals such as mice, rats, rabbits, guinea pigs, and primates other than humans; companion animals such as dogs and cats; domestic animals such as cows and horses; Human-derived tissues are particularly preferred for clinical applications.

上記組織は、正常組織であってもよく、又は、虚血、外傷等のストレス負荷条件に曝された組織であってもよい。 The tissue may be normal tissue, or may be tissue exposed to stress loading conditions such as ischemia, trauma, and the like.

また、上記組織は、動物の生体内に存在している組織であってもよく、動物の生体内から採取された組織であってもよい。本明細書において、上記「組織」は、1種類または複数種類の細胞が一定のパターンで集合した構造の単位を意図している。in vitroで分化誘導して作製した心筋シート、軟骨等も上記「組織」の範疇に含まれる。 Moreover, the tissue may be a tissue existing in the animal's body, or a tissue collected from the animal's body. As used herein, the term “tissue” refers to a structural unit in which one type or multiple types of cells are aggregated in a certain pattern. Myocardial sheets, cartilage, etc. prepared by inducing differentiation in vitro are also included in the above "tissue" category.

上記組織は、成熟した個体に由来するものに限定されず、例えば、胎児期(胎仔期)の個体に由来するものであってもよい。 The above tissue is not limited to those derived from mature individuals, and may be derived from fetal (fetal) individuals, for example.

また、上記組織は、異種動物の組織が移植されたものであってもよく、同種動物の組織が移植されたものであってもよい。同種動物への移植は、自家移植も含まれる。例えば、非ヒト動物の組織にヒトの組織が移植されたものも、上記組織の範疇に含まれる。 In addition, the tissue may be a tissue transplanted from a heterologous animal or a tissue transplanted from an allogeneic animal. Transplantation into allogeneic animals also includes autologous transplantation. For example, human tissue implanted into non-human animal tissue is also included in the above tissue category.

本発明の一実施形態において、プラズマ照射工程においてプラズマが照射された組織の一部又は全部を、プラズマを照射した組織とは別の組織に移植する工程を、プラズマ照射工程後であって、後述する培養工程の前に含んでいてもよい。 In one embodiment of the present invention, the step of transplanting a part or all of the tissue irradiated with plasma in the plasma irradiation step to a tissue different from the tissue irradiated with plasma is performed after the plasma irradiation step, as described below. may be included prior to the culture step.

プラズマを照射した組織の移植先は、同種の動物の同一組織又は異種組織であってもよく、異種の動物の同一組織又は異種組織であってもよい。同種動物への移植は、自家移植も含まれる。例えば、ヒトの組織にプラズマを照射した後に、プラズマを照射した組織を、異種動物(例えば、マウス)の対応する同一組織内に移植してもよい。 The tissue irradiated with plasma may be transplanted to the same tissue or xenogeneic tissue from the same animal, or may be the same tissue or xenogeneic tissue from the different animal. Transplantation into allogeneic animals also includes autologous transplantation. For example, after irradiating human tissue with plasma, the plasma-irradiated tissue may be transplanted into the corresponding identical tissue of a xenogenic animal (eg, mouse).

(2.培養工程)
培養工程は、プラズマ照射工程においてプラズマが照射された上記組織の一部又は全部を、生体外で培養する工程である。
(2. Culture process)
The culturing step is a step of culturing, in vitro, part or all of the tissue irradiated with plasma in the plasma irradiation step.

培養工程では、プラズマが照射された上記組織の内、プラズマ照射後に組織再生が盛んとなった組織の一部又は全部を、生体外で培養することが好ましい。上記「プラズマ照射後に組織再生が盛んとなった組織」であることは、細胞増殖活性の上昇を評価することによって確認することができる。例えば、細胞増殖活性の上昇は、例えばKi67抗原を用いた免疫組織化学染色によって評価することができる。 In the culturing step, it is preferable to culture, in vitro, part or all of the tissues that have undergone vigorous tissue regeneration after the plasma irradiation, among the tissues that have been irradiated with the plasma. The “tissue in which tissue regeneration was active after plasma irradiation” can be confirmed by evaluating an increase in cell proliferation activity. For example, increased cell proliferation activity can be assessed by immunohistochemical staining using, for example, the Ki67 antigen.

培養工程における培養条件としては、プラズマ照射工程においてプラズマが照射された組織が生存し且つ増殖可能な条件であれば特に限定されず、培養する細胞によって適した培養条件を選択すればよい。例えば、組織として大脳皮質にプラズマを照射した場合は、神経幹細胞の培養に適した公知の培養条件で、組織を培養することができる。 Culture conditions in the culture step are not particularly limited as long as the tissue irradiated with plasma in the plasma irradiation step can survive and proliferate, and appropriate culture conditions may be selected depending on the cells to be cultured. For example, when cerebral cortex as a tissue is irradiated with plasma, the tissue can be cultured under known culture conditions suitable for culturing neural stem cells.

培養工程は、幹細胞様細胞を含むニューロスフィアを得る工程であってもよい。ニューロスフェアを形成させる培養条件は公知である(例えば、参考文献:Gil-Perotin S, Duran-Moreno M, Cebrian-Silla A, et al. Adult neural stem cells from the subventricular zone: a review of the neurosphere assay. Anat Rec (Hoboken) 296:1435-1452, 2013)。 The culturing step may be a step of obtaining neurospheres containing stem cell-like cells. Culture conditions for forming neurospheres are known (for example, references: Gil-Perotin S, Duran-Moreno M, Cebrian-Silla A, et al. Adult neural stem cells from the subventricular zone: a review of the neurosphere assay Anat Rec (Hoboken) 296:1435-1452, 2013).

上記「ニューロスフィア」としては、直径が200マイクロメートル以上のものを得ることが好ましい。本発明の一実施形態に係る幹細胞様細胞の調製方法によれば、従来よりも短期間でニューロスフェアを取得することが可能となる。より具体的には、側脳室周囲から取得した組織からニューロスフェアを作製する従来法では、直径が100~150マイクロメートルのニューロスフェアを取得するまでに、3週間程度の培養期間を要していた。これに対して、本発明の一実施形態に係る幹細胞様細胞の調製方法によれば、12~14日間でニューロスフェアを取得することが可能となる。組織にプラズマを照射することによって、ニューロスフェアの成長速度が速くなると考えられた。換言すれば、本発明の一実施形態に係る幹細胞様細胞の調製方法によれば、浮遊培養開始から1週間経過した時点で直径が150マイクロメートル以上となるようなニューロスフェアを得ることができ、浮遊培養開始から2週間経過した時点で直径が200マイクロメートル以上となるようなニューロスフェアを得ることができる。尚、「浮遊培養開始から1週間経過した時点で直径が150マイクロメートル以上」または「浮遊培養開始から2週間経過した時点で直径が200マイクロメートル以上」とは、浮遊培養期間中の任意の時点におけるニューロスフェアの大きさを規定するために用いた表現であって、本発明に係る幹細胞様細胞の調製方法における培養期間を、その期間(具体的には、1週間または2週間)に限定するものではない。従って、例えば、浮遊培養開始から1週間経過した時点で直径が150マイクロメートル以上となるようなニューロスフェアを、さらなる期間にわたって浮遊培養することを制限するものではない。 It is preferable to obtain the "neurosphere" having a diameter of 200 micrometers or more. According to the method for preparing stem cell-like cells according to one embodiment of the present invention, neurospheres can be obtained in a shorter period of time than conventional methods. More specifically, in the conventional method of preparing neurospheres from tissue obtained from the perilateral ventricles, a culture period of about 3 weeks is required to obtain neurospheres with a diameter of 100 to 150 micrometers. rice field. In contrast, according to the method for preparing stem cell-like cells according to one embodiment of the present invention, it is possible to obtain neurospheres in 12 to 14 days. Plasma irradiation of tissue was thought to increase the growth rate of neurospheres. In other words, according to the method for preparing stem cell-like cells according to one embodiment of the present invention, neurospheres having a diameter of 150 micrometers or more can be obtained after one week from the start of suspension culture. Neurospheres with a diameter of 200 micrometers or more can be obtained two weeks after the start of suspension culture. It should be noted that "a diameter of 150 micrometers or more at the time when one week has passed since the start of suspension culture" or "a diameter of 200 micrometers or more at the time when two weeks have passed since the start of suspension culture" means any time during the suspension culture period The expression used to define the size of the neurosphere in the method for preparing stem cell-like cells according to the present invention, and limits the culture period to that period (specifically, 1 week or 2 weeks) not a thing Therefore, for example, the suspension culture of neurospheres having a diameter of 150 micrometers or more after one week from the start of the suspension culture is not limited.

組織の培養期間は、培養する組織によって適宜調整すればよいが、例えば、大脳皮質を培養する場合は、ニューロスフィアを得るために、大脳皮質から採取した細胞を、3~5日間接着培養し、その後5日間以上浮遊培養することが好ましく、7~10日間浮遊培養することがより好ましい。上述した期間にわたって大脳皮質から採取した細胞を浮遊培養することによって、幹細胞様細胞を含むニューロスフィアを得ることができる。また、上述した期間にわたって大脳皮質から採取した細胞を浮遊培養することによって得られたニューロスフィアは、神経細胞に好適に分化誘導することができる。本発明の一実施形態に係る幹細胞様細胞の調製方法によれば、大脳皮質から採取した細胞を、1週間浮遊培養を行うことによって、直径170±52マイクロメートル(SEM)のニューロスフィアを得ることができ、2週間培養浮遊培養を行うことによって、直径279±142マイクロメートル(SEM)のニューロスフィアを得ることができる。 The tissue culture period may be appropriately adjusted depending on the tissue to be cultured. After that, suspension culture is preferably carried out for 5 days or longer, and more preferably suspension culture is carried out for 7 to 10 days. Neurospheres containing stem cell-like cells can be obtained by suspension culture of cells collected from the cerebral cortex for the period described above. In addition, neurospheres obtained by floating culture of cells collected from the cerebral cortex for the period described above can be suitably induced to differentiate into nerve cells. According to the method for preparing stem cell-like cells according to one embodiment of the present invention, cells collected from the cerebral cortex are cultured in suspension for one week to obtain neurospheres with a diameter of 170±52 micrometers (SEM). After 2 weeks of suspension culture, neurospheres with a diameter of 279±142 micrometers (SEM) can be obtained.

一実施形態において、培養工程は、幹細胞様細胞を分化誘導する工程をさらに含んでいてもよい。幹細胞様細胞を分化誘導して所望の分化した細胞を得る方法は、特に限定されない。目的に応じて、公知の分化誘導法(例えば、参考文献:Gil-Perotin S, Duran-Moreno M, Cebrian-Silla A, et al. Adult neural stem cells from the subventricular zone: a review of the neurosphere assay. Anat Rec (Hoboken) 296:1435-1452, 2013)を採用することができる。 In one embodiment, the culturing step may further include a step of inducing differentiation of stem cell-like cells. The method of inducing differentiation of stem cell-like cells to obtain desired differentiated cells is not particularly limited. Depending on the purpose, a known differentiation induction method (for example, references: Gil-Perotin S, Duran-Moreno M, Cebrian-Silla A, et al. Adult neural stem cells from the subventricular zone: a review of the neurosphere assay. Anat Rec (Hoboken) 296:1435-1452, 2013) can be adopted.

本発明に係る幹細胞様細胞を調製する方法によれば、組織から幹細胞様細胞を簡便に調製することが可能となる。従って、本発明に係る幹細胞様細胞を調製する方法によれば、再生医療に使用する細胞製剤の調製、心筋シート、再生軟骨等の移植材料の調製等に使用可能な幹細胞様細胞を簡便に調製することが可能となる。 According to the method for preparing stem cell-like cells according to the present invention, it is possible to easily prepare stem cell-like cells from tissues. Therefore, according to the method for preparing stem cell-like cells according to the present invention, stem cell-like cells that can be used for preparation of cell preparations used in regenerative medicine, preparation of transplant materials such as myocardial sheets, regenerated cartilage, etc. can be easily prepared. It becomes possible to

また、本発明の一実施形態に係る幹細胞様細胞を調製する方法によれば、外科的にアクセス可能な大脳皮質から幹細胞様細胞を調製することができ、さらに、in vitroで、当該幹細胞様細胞を含むニューロスフィアを作製することができる。このようにして作製したニューロスフィアは、神経再生及び創薬医療に利用することができる。 In addition, according to the method for preparing stem cell-like cells according to one embodiment of the present invention, stem cell-like cells can be prepared from surgically accessible cerebral cortex, and in vitro, the stem cell-like cells Neurospheres comprising The neurospheres thus produced can be used for nerve regeneration and drug discovery medicine.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited by the examples.

〔実施例1〕
(実験動物)
本実施例では、8~10週齢の雄性SDラットを用いた。
[Example 1]
(experimental animal)
In this example, 8- to 10-week-old male SD rats were used.

(大気圧非平衡プラズマ発生装置)
図1は、本発明の実施例で使用した大気圧非平衡プラズマ発生装置の概略の構成を示す図である。大気圧非平衡プラズマ発生装置1は、マイクロホロー電極11と、円筒形状の電極12と、円筒形状の絶縁部材であるセラミック管13と、ガス供給路14と、交流電源15とを備えている。
(Atmospheric non-equilibrium plasma generator)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an atmospheric non-equilibrium plasma generator used in an embodiment of the present invention. The non-equilibrium atmospheric pressure plasma generator 1 includes a micro hollow electrode 11 , a cylindrical electrode 12 , a ceramic tube 13 as a cylindrical insulating member, a gas supply path 14 and an AC power source 15 .

マイクロホロー電極11の先端部分には、微細な凹部を繰り返し形成されたマイクロホローが形成されている。マイクロホロー電極11の材質はステンレス鋼(SUS)である。円筒形状の電極12の材質は銅である。 A micro hollow in which minute recesses are repeatedly formed is formed at the tip of the micro hollow electrode 11 . The material of the micro hollow electrode 11 is stainless steel (SUS). The material of the cylindrical electrode 12 is copper.

マイクロホロー電極11は、セラミック管13の内部に収容されており、セラミック管13のガス導入口の近傍に配置されている。一方、円筒形状の電極12は、セラミック管13の外部であってガス噴出口の近傍に配置されている。ガス供給路14を通って、セラミック管13のガス導入口からヘリウムガスを導入するとともに、交流電源15により、マイクロホロー電極11と円筒形状の電極12との間に電圧を印加すると、セラミック管13の内部にプラズマが発生する。セラミック管13の先端(すなわち、ヘッド先端)から照射されるプラズマ化したジェット流の太さは、直径~1mm程度である。 The micro hollow electrode 11 is housed inside the ceramic tube 13 and arranged near the gas inlet of the ceramic tube 13 . On the other hand, the cylindrical electrode 12 is arranged outside the ceramic tube 13 and in the vicinity of the gas ejection port. Helium gas is introduced from the gas inlet of the ceramic tube 13 through the gas supply path 14, and a voltage is applied between the micro hollow electrode 11 and the cylindrical electrode 12 by the AC power supply 15. Plasma is generated inside the The thickness of the plasma jet stream irradiated from the tip of the ceramic tube 13 (that is, the tip of the head) is about 1 mm in diameter.

〔実施例1-1〕
(脳への大気圧非平衡プラズマ照射)
図2は、ラットの脳組織への大気圧非平衡プラズマ照射方法を説明する図である。イソフルレン麻酔下に、SDラットの頭皮を切開し、歯科用ドリルで頭蓋骨のブレグマ(bregma)から後方(posterior)2mm、且つ側方(lateral)±2mmの位置に直径約1mmの穴(図2の(a)の矢印A及びBが指す穴)を開け、大脳皮質表面の一部を露出させた。
[Example 1-1]
(Atmospheric non-equilibrium plasma irradiation to the brain)
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for irradiating rat brain tissue with atmospheric non-equilibrium plasma. Under isoflurane anesthesia, an incision was made in the scalp of an SD rat, and a hole with a diameter of about 1 mm was made with a dental drill at a position 2 mm posterior and ±2 mm lateral from the bregma of the skull (Fig. 2). Holes indicated by arrows A and B in (a)) were made to expose a portion of the surface of the cerebral cortex.

脳組織へのプラズマ照射は、ヘリウム大気圧非平衡プラズマにより施した。ヘリウム(He)ガスから大気圧プラズマ電源制御ユニット(NUグローバル社製)を用いてプラズマジェットを発生させ、露出した大脳皮質表面の上方2.5cmの位置に、プラズマヘッド先端を固定し、下記の照射条件で、60秒間プラズマ照射を行った(図2の(b))。ヘリウムガスの流量は2.5L/分(2.5slm)とした。 Plasma irradiation of brain tissue was performed by helium atmospheric non-equilibrium plasma. A plasma jet was generated from helium (He) gas using an atmospheric pressure plasma power supply control unit (manufactured by NU Global), and the tip of the plasma head was fixed at a position 2.5 cm above the exposed cerebral cortex surface. Plasma irradiation was performed for 60 seconds under the irradiation conditions (FIG. 2(b)). The helium gas flow rate was 2.5 L/min (2.5 slm).

(照射条件)
放電用ガス:ヘリウム
ガス流量:2.5L/分
電極印加電圧(AC):7kV(60Hz)
放電形式:マイクロホロー放電
図2の(a)の矢印A及びB内、矢印Aが指す穴にプラズマを照射した。一方で、矢印Bが指す穴には、プラズマを照射せず、コントロールとした。プラズマ照射後、頭皮を縫合し、患部を消毒した後、ラットを麻酔から回復させた。
(Irradiation conditions)
Discharge gas: Helium Gas flow rate: 2.5 L/min Electrode applied voltage (AC): 7 kV (60 Hz)
Discharge format: micro hollow discharge Plasma was irradiated to the holes indicated by arrow A in arrows A and B of FIG. 2(a). On the other hand, the hole indicated by the arrow B was used as a control without being irradiated with plasma. After plasma irradiation, the scalp was sutured, the affected area was disinfected, and then the rat was allowed to recover from anesthesia.

この照射条件では、ヘッド内部にAC60Hzピーク電圧7kVの交流高電圧のヘリウムガス放電により、ガス温度は60℃以下のままで、プラズマ化したジェット流(プラズマジェット)がヘッド先端から約2.0cm形成される。従って、照射患部には、プラズマジェットの発光部位は接しない。そのため、ヘッド先端から2.5cmにわたってプラズマジェットが輸送拡散する過程で大気を巻き込み、プラズマ中の電子が酸素分子に衝突して生じる、主にO+e→O+O+eの反応で生成する酸素原子が照射される。照射時間に依存したヘッドの温度上昇によってガス温度は60℃近くまで上昇するため、60秒間の照射に留め、患部の温度は37℃以下を保つようにした。尚、この時のプラズマ照射対象組織上の照射位置における電圧は、20msにわたり時間平均をとって3kVであり、プラズマ照射対象組織上の照射位置における電流は、20msにわたり時間平均をとって0.1mAであった。 Under these irradiation conditions, a high-voltage helium gas discharge with an AC 60 Hz peak voltage of 7 kV is generated inside the head to form a plasma jet flow approximately 2.0 cm from the tip of the head while the gas temperature remains below 60°C. be done. Therefore, the light-emitting portion of the plasma jet does not come into contact with the irradiated affected area. Therefore, the atmosphere is involved in the transport diffusion process of the plasma jet over a distance of 2.5 cm from the tip of the head , and electrons in the plasma collide with oxygen molecules. is irradiated. Since the gas temperature rises to nearly 60° C. due to the temperature rise of the head depending on the irradiation time, the irradiation was limited to 60 seconds and the temperature of the affected area was kept at 37° C. or less. At this time, the voltage at the irradiation position on the plasma irradiation target tissue is 3 kV averaged over 20 ms, and the current at the irradiation position on the plasma irradiation target tissue is 0.1 mA averaged over 20 ms. Met.

本プラズマでは、シュタルク法によって、2.2×1015cm-3の電子密度がヘッド内部で生成していると見積もられた。ヘッドから患部までの照射距離2.5cmでの酸素原子密度は、真空紫外吸収分光法(VUVAS)によって、3.0×1013cm-3に達していると見積もられた。尚、シュタルク法は、高分解能(~40pm)の分光器をもちいて発光スペクトル上、波長約486nmを中心に見られる水素原子β線のシュタルク拡がり幅をフォークト関数型でフィッティングして、そのローレンツ型の拡がり幅ΔSとして、1016(ΔS/0.946)1.5により立方cmあたりのプラズマ密度の解析から求めた。ガウス型幅はドップラー拡がりなどによって決まる線幅である。真空紫外吸収分光法(VUVAS)は、真空紫外域の波長130nmにみられる酸素原子の吸収を計測する方法である。マイクロホローカソード光源から酸素原子の発光輝線をフッ化マグネシウム窓を通して、プラズマジェットに存在する酸素原子の吸収を、この実験では吸収長を2mmとして計測した。 In this plasma, it was estimated by the Stark method that an electron density of 2.2×10 15 cm −3 was generated inside the head. The oxygen atom density at an irradiation distance of 2.5 cm from the head to the affected area was estimated to reach 3.0×10 13 cm −3 by vacuum ultraviolet absorption spectroscopy (VUVAS). In addition, the Stark method uses a high-resolution (~ 40 pm) spectroscope to fit the Stark broadening width of the hydrogen atom β-ray, which can be seen at a wavelength of about 486 nm on the emission spectrum, with a Voigt function type, and the Lorentzian type was obtained from the analysis of the plasma density per cubic cm by 10 16 (ΔS/0.946) 1.5 as the expansion width ΔS. The Gaussian width is the linewidth determined by Doppler broadening and the like. Vacuum ultraviolet absorption spectroscopy (VUVAS) is a method for measuring the absorption of oxygen atoms at a wavelength of 130 nm in the vacuum ultraviolet region. An emission line of oxygen atoms emitted from a micro hollow cathode light source was passed through a magnesium fluoride window, and the absorption of oxygen atoms present in the plasma jet was measured with an absorption length of 2 mm in this experiment.

SDラットの頭皮を切開して露出した大脳皮質表面には水膜が覆っている。そこで、これを模擬して、上述した同条件のプラズマを純水(MillQ水)に照射して、水中に発生する・OHラジカルを、電子スピン共鳴法(ESR)を用いてスピントラップ法で計測した。水中に生成した・OHラジカルは短寿命であるため、スピントラップ剤により・OHラジカルを捕捉して、長寿命なニトロン(NO)として計測した。その結果、・OHラジカルが生成されていることを確認した。そのため、プラズマ照射は、化学的な外因性ストレスを細胞に及ぼしていると考えられた。尚、スピントラップ剤は5,5-ジメチル-1-ピロリン-N-オキシド(DMPO)である。 A water film covers the surface of the cerebral cortex exposed by incising the scalp of SD rats. Therefore, simulating this, pure water (MillQ water) is irradiated with plasma under the same conditions as described above, and OH radicals generated in water are measured by the spin trap method using the electron spin resonance method (ESR). bottom. Since .OH radicals generated in water have a short life, the .OH radicals were captured by a spin trapping agent and measured as long-lived nitrone (NO). As a result, it was confirmed that .OH radicals were generated. Therefore, plasma irradiation was considered to exert chemical exogenous stress on cells. The spin trapping agent is 5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide (DMPO).

図3に示す装置を用いて、プラズマ照射による水の温度変化を測定した。シャーレに浅く入れた水(浸る程度)に対して、照射距離を変化させながら、上述した同条件のプラズマを照射し、水の温度変化を熱電対で測定した(図3の(a)及び(b))。照射距離は、プラズマ発生装置のヘッド先端から水面までの距離である。照射距離は、15mm、20mm、25mm又は45mmとした。図3の(c)に示すように、プラズマ照射60秒後の時点で、2.0cm(20mm)の照射距離とした場合の水の温度が最も高く、次いで1.5cm(15mm)の照射距離とした場合の水の温度が高かった。一方で、図3の(c)に示すように、2.5cm(25mm)の照射距離(プラズマ照射60秒後の時点で、水の温度が2番目に低いグラフ)および4.5cm(45mm)の照射距離(プラズマ照射60秒後の時点で、水の温度が最も低いグラフ)では、60秒間のプラズマ照射中に、水の温度変化はほぼ認められなかった。プラズマ照射が組織の温度上昇をもたらすならば、水に浸した熱電対への照射においても水の温度上昇現象が捉えられるものと考えられる。2.5cm(25mm)の照射距離では、60秒間のプラズマ照射中に、水の温度変化はほぼ認められなかったことから、2.5cm(25mm)の照射距離では、60秒間のプラズマ照射によって組織の温度上昇をもたらさないと考えられた。 Using the apparatus shown in FIG. 3, the temperature change of water due to plasma irradiation was measured. While changing the irradiation distance, plasma was irradiated under the same conditions as described above to water that was shallowly put in a petri dish (to the extent that it was immersed), and the temperature change of the water was measured with a thermocouple (Fig. 3 (a) and ( b)). The irradiation distance is the distance from the tip of the head of the plasma generator to the water surface. The irradiation distance was 15 mm, 20 mm, 25 mm or 45 mm. As shown in FIG. 3(c), at 60 seconds after plasma irradiation, the temperature of water is highest at an irradiation distance of 2.0 cm (20 mm), followed by an irradiation distance of 1.5 cm (15 mm). And if the water temperature was high. On the other hand, as shown in (c) of FIG. 3, the irradiation distance of 2.5 cm (25 mm) (the second lowest water temperature graph at 60 seconds after plasma irradiation) and 4.5 cm (45 mm) (graph showing the lowest water temperature at 60 seconds after plasma irradiation), almost no change in water temperature was observed during plasma irradiation for 60 seconds. If the plasma irradiation raises the temperature of tissue, it is thought that the temperature rise phenomenon of water can also be captured in the irradiation of thermocouples immersed in water. At an irradiation distance of 2.5 cm (25 mm), almost no change in water temperature was observed during plasma irradiation for 60 seconds. It was thought that it would not bring about a temperature rise of

(脳組織切片の作製)
プラズマ照射から3時間後、及びプラズマ照射から1日後、3日後、7日後に、プラズマ照射後のラットを、それぞれ、ペントバルビタール麻酔下にて、4%ホルムアルデヒド溶液を心臓より全身灌流することにより固定を行った。
(Preparation of brain tissue section)
3 hours after plasma irradiation, and 1 day, 3 days, and 7 days after plasma irradiation, the plasma-irradiated rats were fixed by whole-body perfusion of 4% formaldehyde solution from the heart under pentobarbital anesthesia, respectively. did

ラットから脳を摘出後、摘出した脳を4%ホルムアルデヒド溶液に浸し、4℃で一晩、後固定を行った。4%ホルムアルデヒド溶液を30%スクロース溶液に置換し、脳が沈んだ後、クライオスタットを用いて、厚さ50μmの凍結組織切片を作製し、免疫染色に供した。図4の(a)の上図は摘出した脳を示し、下図は照射部位中心の断面を示している。図4の(a)中の四角で囲った領域は、プラズマを照射した患部を表している。 After extracting the brain from the rat, the extracted brain was immersed in a 4% formaldehyde solution and post-fixed overnight at 4°C. After replacing the 4% formaldehyde solution with a 30% sucrose solution and submerging the brain, 50 μm-thick frozen tissue sections were prepared using a cryostat and subjected to immunostaining. The upper diagram of FIG. 4(a) shows the excised brain, and the lower diagram shows a cross section centered on the irradiation site. A region surrounded by a square in FIG. 4(a) represents an affected area irradiated with plasma.

(脳組織片の染色)
脳組織片の蛍光免疫組織染色は、一次抗体として、Sox2抗体(Santacruz製、型番sc-17320)、Ki67抗体(Novocastra製、型番Ki67p)、NG2抗体(millipore製、型番MAB5384)を用いた。
(Staining of brain tissue piece)
Fluorescent immunohistochemical staining of brain tissue sections used Sox2 antibody (manufactured by Santacruz, model number sc-17320), Ki67 antibody (manufactured by Novocastra, model number Ki67p), and NG2 antibody (manufactured by millipore, model number MAB5384) as primary antibodies.

蛍光免疫組織染色の結果を図4の(b)及び(c)に示す。蛍光免疫組織染色により、プラズマ照射3日後の脳組織において、照射領域周辺に多くのKi67陽性の増殖細胞を確認した(図4の(b)の矢頭が示す部分)。また、プラズマ照射3日後では、グリア前駆細胞やペリサイト(pericyte)のマーカーであるNG2、さらに、幹細胞マーカー(ES細胞、TS細胞のマーカー)であるSox-2の陽性細胞も照射部位周囲に多数出現し、それらの一部はNG2と二重陽性を示した(図4の(c))。このことから、この細胞(Sox-2及びNG2二重陽性細胞)がニューロスフェアの形成に関わっている可能性が考えられた。 The results of fluorescence immunohistochemical staining are shown in FIGS. 4(b) and 4(c). Fluorescent immunohistochemical staining confirmed many Ki67-positive proliferating cells around the irradiated area in the brain tissue 3 days after plasma irradiation (the portion indicated by the arrowhead in FIG. 4(b)). In addition, 3 days after plasma irradiation, NG2, a marker for glial progenitor cells and pericyte, and Sox-2, a stem cell marker (ES cell and TS cell marker), were found in many positive cells around the irradiated area. Some of them were double-positive with NG2 (FIG. 4(c)). This suggests the possibility that these cells (Sox-2 and NG2 double positive cells) are involved in the formation of neurospheres.

(スフェアの形成)
ラットの大脳皮質表面に、上述した同条件のプラズマを、照射距離を2.5cmとして、60秒間照射した。プラズマ照射1日後、3日後、及び7日後に、ラットをペントバルビタール麻酔下にて速やかに断頭し、脳を摘出した。図5の(a)の上図中、丸で囲った領域がプラズマ照射部位である。
(Formation of sphere)
The rat cerebral cortex surface was irradiated with plasma under the same conditions as described above at an irradiation distance of 2.5 cm for 60 seconds. One day, three days, and seven days after plasma irradiation, the rats were quickly decapitated under pentobarbital anesthesia, and the brain was removed. In the upper diagram of FIG. 5(a), the circled area is the plasma irradiation site.

脳のプラズマ照射部位をピンセットで摘出し、DMEM/F12(1:1)(GIBCO製)中に浸し、シリンジと注射針(18G、23G、27G)とを用いて単一細胞になるように細かく砕いた。その後、FGF-basic(PEPROTEC製、最終濃度20ng/ml)、hEGF(GIBCO製)、N-2サプリメント(GIBCO製、100×)及び10%FBS(Equitech-Bio製、最終濃度10%)を含むDMEM/F12(1:1)を用いて、poly-D-lysineでコートした6ウェルディッシュを用い(Thermofisher Scientific製)、37℃のCOインキュベーター内で培養を行った。 The plasma-irradiated part of the brain was excised with forceps, immersed in DMEM/F12 (1:1) (manufactured by GIBCO), and finely divided into single cells using a syringe and injection needle (18G, 23G, 27G). crushed. Then, FGF-basic (manufactured by PEPROTEC, final concentration 20 ng/ml), hEGF (manufactured by GIBCO), N-2 supplement (manufactured by GIBCO, 100x) and 10% FBS (manufactured by Equitech-Bio, final concentration 10%). Cultivation was performed using DMEM/F12 (1:1) in a 6-well dish (manufactured by Thermofisher Scientific) coated with poly-D-lysine in a CO 2 incubator at 37°C.

培養開始から3~5日後に、接着し十分に増殖した細胞をトリプシン-EDTA(Sigma製、最終濃度20%)で剥がした後に、FGF-basic(PEPROTEC製、最終濃度20ng/ml)、hEGF(PEPROTEC製、最終濃度20ng/ml)、N-2サプリメント(GIBCO製、100×で使用)を含むDMEM/F12(1:1)(GIBCO製)培地を用いて、ノンコーティング12ウェルマルチディッシュ(Thermofisher Scientific製)にて1~4週間、浮遊培養を行った。 3 to 5 days after the start of the culture, the adhered and sufficiently proliferated cells were detached with trypsin-EDTA (manufactured by Sigma, final concentration 20%), and then FGF-basic (manufactured by PEPROTEC, final concentration 20 ng / ml), hEGF ( Using DMEM/F12 (1:1) (GIBCO) medium containing PEPROTEC, final concentration 20 ng/ml), N-2 supplement (GIBCO, used at 100x), non-coated 12-well multidishes (Thermofisher Scientific), suspension culture was performed for 1 to 4 weeks.

比較対照として、側脳室(subventricular zone:SVZ)周囲から採取した組織、及びプラズマを照射していない大脳皮質を用いて、同様の実験を行った。図5の(a)の下図中、四角で囲った領域が側脳室を含む領域である。海馬歯状回や側脳室周囲は、幹細胞が密に存在する脳内のごく一部の領域であり、従来、成獣哺乳類の中枢神経組織からニューロスフェアを作製するために使用されている組織である。図5の(b)に、各条件の培養スケジュールを示す。 As controls, a similar experiment was performed using tissue collected from around the lateral ventricle (subventricular zone: SVZ) and cerebral cortex not irradiated with plasma. In the lower diagram of FIG. 5(a), the area surrounded by a square is the area containing the lateral ventricle. The hippocampal dentate gyrus and periventricular region are a small part of the brain where stem cells are densely present. be. FIG. 5(b) shows the culture schedule for each condition.

接着培養後の細胞の一部について、蛍光免疫組織染色を行った。 Fluorescent immunohistochemical staining was performed on some of the cells after adherent culture.

サンプル1:プラズマ非照射の大脳皮質
サンプル2:プラズマを1分間照射し、3日後の大脳皮質
サンプル3:プラズマ非照射の脳室下帯(SVZ)
接着細胞の蛍光免疫組織染色は、一次抗体として、Sox2抗体(Santacruz製、型番sc-17320)、GFAP抗体(Sigma製、型番G9269)、Nestin抗体(Millipore製、型番MAB353)、Ki67抗体(Novocastra製、型番Ki67p)、Iba1抗体(和光純薬製、型番019-19741)、NG2抗体(Millipore製、型番MAB5384)を用いた。
Sample 1: Plasma non-irradiated cerebral cortex Sample 2: Plasma irradiated for 1 minute, 3 days later cerebral cortex Sample 3: Plasma non-irradiated subventricular zone (SVZ)
Fluorescent immunohistochemical staining of adherent cells was performed using Sox2 antibody (manufactured by Santacruz, model number sc-17320), GFAP antibody (manufactured by Sigma, model number G9269), Nestin antibody (manufactured by Millipore, model number MAB353), and Ki67 antibody (manufactured by Novocastra) as primary antibodies. , model number Ki67p), Iba1 antibody (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, model number 019-19741), and NG2 antibody (manufactured by Millipore, model number MAB5384) were used.

尚、Sox2は、ES細胞及びTS細胞のマーカーであり、GFAPは、アストロサイトのマーカーであり、Nestinは、神経幹細胞、神経前駆細胞のマーカーであり、Ki67は、細胞増殖のマーカーであり、Iba1は、マイクログリアのマーカーであり、NG2は、幼若なグリア細胞やペリサイトのマーカーである。 Sox2 is a marker for ES cells and TS cells, GFAP is a marker for astrocytes, Nestin is a marker for neural stem cells and neural progenitor cells, Ki67 is a marker for cell proliferation, Iba1 is a marker for microglia, and NG2 is a marker for immature glial cells and pericytes.

結果を、図6及び図7に示す。図6は、接着培養後の細胞を蛍光免疫組織染色した結果を示す図である。図6中に示した写真の内、各列の最上段の写真は、Sox2とGFAPとの二重染色の結果を表している。また、図6中に示した写真の内、各列の最下段の写真は、NestinとKi67との二重染色の結果を表している。また、図6中に示した写真の内、各列の中段の写真は、Iba1とNG2との二重染色の結果を表している。図7は、プラズマ照射3日後の大脳皮質を5~7日間接着培養を行なった後、3日間又は7日間(一週間)浮遊培養した後の細胞を光学顕微鏡下で観察した結果を示す図である。 The results are shown in FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 shows the results of fluorescent immunohistochemical staining of cells after adhesion culture. Among the photographs shown in FIG. 6, the photograph at the top of each row represents the results of double staining with Sox2 and GFAP. Among the photographs shown in FIG. 6, the photograph at the bottom of each row represents the result of double staining with Nestin and Ki67. In addition, among the photographs shown in FIG. 6, the photographs in the middle of each row show the results of double staining with Iba1 and NG2. FIG. 7 is a diagram showing the results of observing cells under an optical microscope after 3 days after plasma irradiation, the cerebral cortex was adherently cultured for 5 to 7 days, and then suspension cultured for 3 days or 7 days (one week). be.

プラズマ非照射の大脳皮質(サンプル1)では細胞が接着せず、培養ができなかった(図6)。同様に、プラズマ照射1日後の大脳皮質では細胞が接着せず、培養ができなかった(データを示さない)。プラズマ照射3日後の大脳皮質(サンプル2)では、Sox2とGFAPとの二重陽性細胞が観察され、Nestin陽性細胞や増殖している細胞も観察された(図6)。また、プラズマ照射7日後の大脳皮質では細胞接着はおこるが、プラズマ照射3日後の大脳皮質と比較すると、接着している細胞数が非常に少なかった(データを示さない)。SVZサンプル(サンプル3)でも同様に、Sox2とGFAPとの二重陽性細胞が観察され、Nestin陽性細胞もKi67陽性細胞も多数観察された(図6)。 In the non-plasma-irradiated cerebral cortex (Sample 1), cells did not adhere and could not be cultured (Fig. 6). Similarly, cells did not adhere to the cerebral cortex one day after plasma irradiation, and culture could not be performed (data not shown). In the cerebral cortex 3 days after plasma irradiation (Sample 2), double-positive cells for Sox2 and GFAP were observed, and Nestin-positive cells and proliferating cells were also observed (Fig. 6). In addition, although cell adhesion occurred in the cerebral cortex 7 days after plasma irradiation, the number of adhering cells was very small compared to the cerebral cortex 3 days after plasma irradiation (data not shown). In the SVZ sample (sample 3), double-positive cells for Sox2 and GFAP were similarly observed, and many Nestin-positive cells and Ki67-positive cells were also observed (Fig. 6).

この結果から、プラズマ処理によって、神経幹細胞と同じような形質を獲得した細胞が現れたが、増殖している細胞はSVZサンプルとは異なり、Nestin陽性細胞とはあまり重なっていないため、神経幹細胞とは違った細胞も出現している可能性があると考察された。 From this result, plasma treatment revealed cells that had acquired traits similar to those of neural stem cells, but unlike the SVZ sample, the proliferating cells did not overlap with Nestin-positive cells so much that they could not be regarded as neural stem cells. It was considered that different cells may also have appeared.

また、図7の(a)に示すように、プラズマ照射3日後の大脳皮質をFBSを含むメディウムで5~7日間培養した後、FBSを含まないメディウムで浮遊培養(3日間又は7日間)すると、スフェアの形成が確認できた。プラズマ照射7日後の大脳皮質では、浮遊培養過程においてスフェア形成に長時間を要した(データを示さない)。この結果から、プラズマ照射3日目がもっとも効率良くスフェアを得ることができる日数であると結論付けた。 Further, as shown in FIG. 7(a), after three days of plasma irradiation, the cerebral cortex was cultured in a medium containing FBS for 5 to 7 days, and then suspended in a medium not containing FBS (3 days or 7 days). , the formation of spheres was confirmed. In the cerebral cortex 7 days after plasma irradiation, sphere formation took a long time during the suspension culture process (data not shown). From this result, it was concluded that the 3rd day of plasma irradiation is the number of days for obtaining spheres most efficiently.

また、側脳室周囲から採取した組織から作製したニューロスフェアは、直径100~150μmであったのに比べて、プラズマ照射した組織から作製したスフェア(「プラズマスフェア」と称する。)は、大型(150~500μm)であった(図7の(b))。また、従来の方法では、ニューロスフェアを作製するためには、幹細胞が密に存在する脳内のごく一部の領域(海馬歯状回や側脳室周囲)しか利用することができないが、本発明の方法によれば、広い大脳皮質領域からスフェアを作製することが可能となるため、フェアを大量に得ることができるという利点があるといえる。 In addition, neurospheres prepared from tissue collected from the periphery of the lateral ventricle had a diameter of 100 to 150 μm, whereas spheres prepared from plasma-irradiated tissue (referred to as “plasmaspheres”) were large ( 150 to 500 μm) (FIG. 7(b)). In addition, in conventional methods, only a small area of the brain where stem cells are densely present (dentate gyrus and periventricular region of the hippocampus) can be used to prepare neurospheres. According to the method of the invention, it is possible to prepare spheres from a wide cerebral cortex region, so it can be said that there is an advantage that a large amount of spheres can be obtained.

また、図5の(b)に示すように、プラズマ照射によって、接着培養の期間を大幅に短縮(SVZでは14日のところが、最短で5日に短縮)することができた。このことから、プラズマ照射によって、ニューロスフェアを従来よりも短期間で取得できるという利点があるといえる。これは、本発明の本発明の一つの大きな特徴であると考える。 In addition, as shown in FIG. 5(b), the plasma irradiation significantly shortened the adhesion culture period (14 days in the SVZ was shortened to 5 days at the shortest). From this, it can be said that the plasma irradiation has the advantage that neurospheres can be obtained in a shorter period of time than in the past. This is considered to be one of the major features of the present invention.

(スフェア切片の作製)
上記期間培養したスフェアの一部をピペットで回収し、4%ホルムアルデヒド溶液で固定した。4%ホルムアルデヒド溶液を30%スクロースで置換した後、クライオスタットを用いて、厚さ16μmの凍結組織切片を作製し、免疫染色に供した。
(Preparation of sphere section)
A portion of the spheres cultured for the above period was collected with a pipette and fixed with a 4% formaldehyde solution. After replacing the 4% formaldehyde solution with 30% sucrose, 16 μm-thick frozen tissue sections were prepared using a cryostat and subjected to immunostaining.

スフェア切片の免疫染色は、一次抗体として、Sox2抗体(Santacruz製、型番sc-17320)、GFAP抗体(Sigma製、型番G9269)、Nestin抗体(Millipore製、型番MAB353)、Ki67抗体(Novocastra製、型番Ki67p)、Iba1抗体(和光純薬製、型番019-19741)、NG2抗体(Millipore製、型番MAB5384)、Oct4抗体(Cell Signaling製、型番2840S)、Nanog抗体(R&D Systems製、型番AF2729)、CD11b抗体(Serotec製、型番MCA275R)を用いた。 Immunostaining of the sphere section was performed using the following primary antibodies: Sox2 antibody (manufactured by Santacruz, model number sc-17320), GFAP antibody (manufactured by Sigma, model number G9269), Nestin antibody (manufactured by Millipore, model number MAB353), Ki67 antibody (manufactured by Novocastra, model number Ki67p), Iba1 antibody (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, model number 019-19741), NG2 antibody (manufactured by Millipore, model number MAB5384), Oct4 antibody (manufactured by Cell Signaling, model number 2840S), Nanog antibody (manufactured by R & D Systems, model number AF2729), CD11b An antibody (manufactured by Serotec, Model No. MCA275R) was used.

尚、Oct4は、ES細胞及び未分化性のマーカーであり、Nanogは、ES細胞及び多能性幹細胞のマーカーであり、CD11bは、マクロファージのマーカーである。 Oct4 is an ES cell and undifferentiated marker, Nanog is an ES cell and pluripotent stem cell marker, and CD11b is a macrophage marker.

結果を図9に示す。図9中に示した写真の内、上段の左から1番目の写真はNestinとKi67との二重染色の結果を表し、上段の左から2番目の写真はSox2とKi67との二重染色の結果を表し、上段の左から3番目の写真はSox2とNestinとの二重染色の結果を表している。また、図9中に示した写真の内、下段の左から1番目の写真はSox2とOct4との二重染色の結果を表し、下段の左から2番目の写真はNanogとKi67との二重染色の結果を表し、下段の左から3番目の写真はIba1とNG2との二重染色の結果を表し、下段の左から4番目の写真はCD11bとKi67との二重染色の結果を表している。形成されたスフェアはNestin、Sox2、GFAP、Oct4の陽性細胞が観察され、そのなかでも、Oct4及びSox2の二重陽性細胞が存在していた。Nanog陽性細胞はこの染色では明確にはわからなかった。また、スフェアの中心部はNG2が陽性であり、スフェアの周囲はIba1陽性細胞が観察された。Oct4及びSox2の二重陽性細胞が存在している点は、プラズマを照射後の脳組織片における局在と似ていた。 The results are shown in FIG. Among the photographs shown in FIG. 9, the first photograph from the left in the upper row represents the results of double staining with Nestin and Ki67, and the second photograph from the left in the upper row shows the results of double staining with Sox2 and Ki67. The results are shown, and the third photograph from the left in the upper row shows the results of double staining with Sox2 and Nestin. In addition, among the photographs shown in FIG. 9 , the first photograph from the left in the lower row shows the results of double staining with Sox2 and Oct4, and the second photograph from the left in the lower row shows double staining with Nanog and Ki67. The results of staining are shown, the third photograph from the left in the lower row shows the results of double staining with Iba1 and NG2, and the fourth photograph from the left in the lower row shows the results of double staining with CD11b and Ki67. there is Nestin, Sox2, GFAP, and Oct4 positive cells were observed in the formed spheres, and among them, Oct4 and Sox2 double positive cells were present. Nanog-positive cells were not clearly visible in this staining. In addition, the center of the sphere was positive for NG2, and Iba1-positive cells were observed around the sphere. The presence of Oct4 and Sox2 double-positive cells was similar to their localization in brain tissue sections after plasma irradiation.

プラズマ処理によって、スフェア形成能を有する細胞が出現した。特に、Oct4陽性細胞が存在することから、プラズマ照射によって非常に未分化性の高い細胞が現れていることが明らかになった。 Cells with sphere-forming ability appeared by plasma treatment. In particular, the existence of Oct4-positive cells revealed that highly undifferentiated cells appeared due to plasma irradiation.

(ニューロンへの分化誘導)
FBS不含培地で1週間浮遊培養した後、ニューロンへの分化誘導試験を行った。クリーンベンチ内で、肉眼でウェル内のスフェアをピペットで採取し、サンプルチューブに回収した。ノンコーティング12ウェルディッシュ(Thermofisher Scientific製)のウェル内に、poly-L-lysineコーティングしたカバーガラスを敷き、B-27サプリメント(Thermofisher Scientific製、50×)、All-trans-retinoic acid(和光純薬製、最終濃度0.2μM)を加えたNeurobasal medium(登録商標)を加え、10~15個のスフェアを各ウェルに沈めた。37℃のCOインキュベーター内で7日間培養を行った後、培養液を静かに吸引し、カバーガラスに接着したスフェアを4%ホルムアルデヒド溶液で固定し、その後、免疫染色を行った。
(Differentiation induction into neurons)
After one week of suspension culture in an FBS-free medium, differentiation induction test into neurons was performed. In a clean bench, the spheres in the wells were collected with the naked eye with a pipette and collected in a sample tube. A cover glass coated with poly-L-lysine was placed in the well of a non-coated 12-well dish (manufactured by Thermofisher Scientific), B-27 supplement (manufactured by Thermofisher Scientific, 50x), All-trans-retinoic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Neurobasal medium (registered trademark) supplemented with 0.2 μM (final concentration) was added, and 10-15 spheres were submerged in each well. After 7 days of culture in a CO 2 incubator at 37° C., the culture medium was gently aspirated, and the spheres adhered to the cover glass were fixed with a 4% formaldehyde solution, followed by immunostaining.

ニューロンへの分化誘導後のスフェアの免疫染色は、Pan Neuronal Marker(Millipore製 MAB2300)によって行った。 Immunostaining of spheres after induction of differentiation into neurons was performed using a Pan Neuronal Marker (MAB2300 manufactured by Millipore).

結果を図8に示す。図8は、プラズマ照射3日後の大脳皮質について、5~7日間接着培養の後に1週間浮遊培養した後に、ニューロンへの分化誘導試験を行ったスフェアの免疫染色の結果を示す図である。1週間浮遊培養したスフェアをニューロンに分化誘導させたところ、Pan-Neuronal Marker陽性のニューロンに分化することが確認できた。 The results are shown in FIG. FIG. 8 shows the results of immunostaining of spheres of the cerebral cortex 3 days after plasma irradiation, subjected to adhesion culture for 5 to 7 days, followed by suspension culture for 1 week, and subjected to a neuronal differentiation induction test. When the spheres cultured in suspension for one week were induced to differentiate into neurons, differentiation into neurons positive for Pan-Neuronal Markers was confirmed.

以上の結果から、最終分化組織である(未分化な幹細胞がほとんど含まれていない)大脳皮質から、ニューロスフェアを作製することができたことから、プラズマ照射された大脳皮質において、神経細胞などへ分化する分化能を具備した幹細胞または前駆細胞の性質を獲得した幹細胞様細胞が誘導されたと考えられた。 Based on the above results, we were able to prepare neurospheres from the cerebral cortex, which is a terminally differentiated tissue (which contains almost no undifferentiated stem cells). It was considered that stem cells or stem cell-like cells that acquired properties of progenitor cells were induced.

(アストロサイト及びオリゴデンドロサイトへの分化誘導)
上述のプラズマ処理により得られたスフェア形成細胞について、FBS不含培地で1週間浮遊培養した後、ニューロンへの分化誘導試験と同様の条件下で処理したところ、ニューロンに分化したものの他に、アストロサイトに分化したスフェア、及び、オリゴデンドロサイトに分化したスフェアが確認された。これらのスフェアについて、ニューロンへの分化誘導試験と同様にして、4%ホルムアルデヒド溶液で固定し、免疫染色を行った。
(Induction of differentiation into astrocytes and oligodendrocytes)
The sphere-forming cells obtained by the above-described plasma treatment were cultured in suspension in an FBS-free medium for one week, and then treated under the same conditions as in the test for inducing differentiation into neurons. Spheres differentiated into sites and spheres differentiated into oligodendrocytes were confirmed. These spheres were fixed with a 4% formaldehyde solution and immunostained in the same manner as in the differentiation induction test into neurons.

アストロサイトへの分化誘導後のスフェアの免疫染色は、抗GFAP抗体(SIGMA製 G9269)によって行った。 Immunostaining of spheres after induction of differentiation into astrocytes was performed with an anti-GFAP antibody (G9269 manufactured by SIGMA).

オリゴデンドロサイトへの分化誘導後のスフェアの免疫染色は、抗O4抗体(Millipore製 MAB345)によって行った。 Immunostaining of spheres after induction of differentiation into oligodendrocytes was performed with an anti-O4 antibody (MAB345 manufactured by Millipore).

結果を図11(a)及び(b)に示す。図11(a)及び(b)は、プラズマ照射3日後の大脳皮質について、5~7日間接着培養の後に1週間浮遊培養した後に、(a)アストロサイト及び(b)オリゴデンドロサイトへの分化誘導試験を行ったスフェアの免疫染色の結果を示す図である。 The results are shown in FIGS. 11(a) and (b). Figures 11 (a) and (b) show differentiation of the cerebral cortex 3 days after plasma irradiation into (a) astrocytes and (b) oligodendrocytes after suspension culture for 5 to 7 days followed by suspension culture for 1 week. FIG. 4 shows the results of immunostaining of spheres subjected to an induction test.

1週間浮遊培養したスフェアをアストロサイトに分化誘導させたところ、GFAP陽性のアストロサイトに分化することが確認できた。オリゴデンドロサイトへの分化誘導についても同様に、O4陽性のオリゴデンドロサイトへの分化が確認できた。 When the spheres suspended in suspension culture for one week were induced to differentiate into astrocytes, differentiation into GFAP-positive astrocytes was confirmed. Regarding the induction of differentiation into oligodendrocytes, differentiation into O4-positive oligodendrocytes could also be confirmed.

〔実施例1-2〕
(皮膚へのプラズマ照射)
イソフルレン麻酔下に、ラット背部の毛をバリカンで剃り落とした後、皮膚表面にプラズマ照射を行なった。プラズマ照射条件は、脳へのプラズマ照射と同様に、皮膚表面から上方2.5cmの位置に、プラズマヘッド先端を固定し、照射時間は60秒間とした。ヘリウムガスの流量も、脳へのプラズマ照射と同様に、2.5L/分とした。プラズマ照射後、ラットを麻酔から回復させた。
[Example 1-2]
(Plasma irradiation to skin)
Under isoflurane anesthesia, the hair on the back of the rat was shaved off with a hair clipper, and the skin surface was irradiated with plasma. As for the plasma irradiation conditions, the tip of the plasma head was fixed at a position 2.5 cm above the skin surface, and the irradiation time was 60 seconds, as in the plasma irradiation to the brain. The flow rate of helium gas was also set to 2.5 L/min as in the plasma irradiation to the brain. After plasma exposure, rats were allowed to recover from anesthesia.

(皮膚組織切片の作製)
プラズマ照射から3日後に、ラットをペントバルビタール麻酔下にて、4%ホルムアルデヒド溶液を心臓より全身灌流することにより固定を行った。皮膚を摘出後、4%ホルムアルデヒド溶液に浸し、4℃で一晩、後固定を行った。4%ホルムアルデヒド溶液を30%スクロース溶液に置換し、組織が沈んだ後、ミクロトームを用いて、厚さ50μmの浮遊組織切片を作製し、免疫染色に供した。
(Preparation of skin tissue section)
Three days after the plasma irradiation, the rats were anesthetized with pentobarbital and fixed by whole-body perfusion of 4% formaldehyde solution from the heart. After removing the skin, it was immersed in a 4% formaldehyde solution and post-fixed overnight at 4°C. After substituting the 4% formaldehyde solution with a 30% sucrose solution and submerging the tissue, a 50 μm-thick floating tissue section was prepared using a microtome and subjected to immunostaining.

(皮膚組織片の染色)
皮膚組織片の蛍光免疫組織染色は、一次抗体として、Sox2抗体(Santacruz製、型番sc-17320)、Ki67抗体(Novocastra製、型番Ki67p)、Iba1抗体(和光純薬製、型番019-19741)、NG2抗体(millipore製、型番MAB5384)を用いた。コントロールとして、プラズマを照射していない皮膚組織片の蛍光免疫組織染色を行った。
(Staining of skin tissue piece)
Fluorescent immunohistochemical staining of skin tissue sections was carried out using, as primary antibodies, Sox2 antibody (manufactured by Santacruz, model number sc-17320), Ki67 antibody (manufactured by Novocastra, model number Ki67p), Iba1 antibody (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, model number 019-19741), An NG2 antibody (manufactured by millipore, model number MAB5384) was used. As a control, fluorescent immunohistochemical staining of a piece of skin tissue not irradiated with plasma was performed.

結果を図10に示す。図10は、プラズマ照射3日後の皮膚の免疫染色の結果を示す図である。図10の各写真は、NG2とKi67との二重染色の結果を示している。プラズマ照射3日後の皮膚及び真皮、脂肪組織では、多くのKi67陽性の核を有する増殖細胞が確認された。また、その一部は、中枢神経組織でもプラズマ照射後に発現が確認された、幼若細胞マーカー(グリア前駆細胞マーカーあるいはペリサイトマーカー)であるNG2を発現していた。 The results are shown in FIG. FIG. 10 shows the results of immunostaining of skin 3 days after plasma irradiation. Each photograph in FIG. 10 shows the results of double staining with NG2 and Ki67. In skin, dermis, and adipose tissue 3 days after plasma irradiation, proliferating cells with many Ki67-positive nuclei were confirmed. In addition, some of them expressed NG2, which is a young cell marker (glial progenitor cell marker or pericyte marker) whose expression was also confirmed after plasma irradiation in central nervous tissue.

〔実施例2〕
(実験動物)
本実施例では、8週齢のC57BL/6雄性マウスを用いた。
[Example 2]
(experimental animal)
Eight-week-old C57BL/6 male mice were used in this example.

(大気圧非平衡プラズマ発生装置)
実施例1と同様の大気圧非平衡プラズマ発生装置を用いた。
(Atmospheric non-equilibrium plasma generator)
An atmospheric non-equilibrium plasma generator similar to that of Example 1 was used.

(脳への大気圧非平衡プラズマ照射)
イソフルレン吸入麻酔1~1.5%下に、マウスの頭皮を切開し、歯科用ドリルで頭蓋骨のブレグマ(bregma)から後方(posterior)1.5mm、且つ側方(lateral)1.5mmの位置に直径約1mmの穴を開け、大脳皮質表面の一部を露出させた。
(Atmospheric non-equilibrium plasma irradiation to the brain)
Under 1-1.5% isoflurane inhalation anesthesia, an incision was made in the scalp of the mouse and a dental drill was used at a position 1.5 mm posterior and 1.5 mm lateral from the bregma of the skull. A hole with a diameter of approximately 1 mm was made to expose a portion of the cerebral cortical surface.

脳組織へのプラズマ照射は、ヘリウム大気圧非平衡プラズマにより施した。ヘリウム(He)ガスから大気圧プラズマ電源制御ユニット(NUグローバル社製)を用いてプラズマジェットを発生させ、露出した大脳皮質表面の上方2.5cmの位置に、プラズマヘッド先端を固定し、下記の照射条件で、30秒間プラズマ照射を行った。ヘリウムガスの流量は2.5L/分(2.5slm)とした。 Plasma irradiation of brain tissue was performed by helium atmospheric non-equilibrium plasma. A plasma jet was generated from helium (He) gas using an atmospheric pressure plasma power supply control unit (manufactured by NU Global), and the tip of the plasma head was fixed at a position 2.5 cm above the exposed cerebral cortex surface. Plasma irradiation was performed for 30 seconds under the irradiation conditions. The helium gas flow rate was 2.5 L/min (2.5 slm).

実施例1と同様の照射条件を用い、プラズマ照射後、頭皮を縫合し、患部を消毒した後、マウスを麻酔から回復させた。 Using the same irradiation conditions as in Example 1, after plasma irradiation, the scalp was sutured, the affected area was disinfected, and then the mice were allowed to recover from anesthesia.

(スフェアの形成)
プラズマ照射3日後に、マウスをペントバルビタール麻酔下にて速やかに断頭し、脳を摘出した。
(Formation of sphere)
Three days after plasma irradiation, the mice were quickly decapitated under pentobarbital anesthesia, and the brain was excised.

実施例1と同様にして、脳のプラズマ照射部位をピンセットで摘出し、37℃のCOインキュベーター内で培養後、接着し十分に増殖した細胞を、ノンコーティング12ウェルマルチディッシュ(Thermofisher Scientific製)にて1~4週間、浮遊培養を行った。 In the same manner as in Example 1, the plasma-irradiated site of the brain was excised with tweezers, cultured in a CO 2 incubator at 37° C., and the adhered and sufficiently proliferated cells were transferred to a non-coated 12-well multi-dish (manufactured by Thermofisher Scientific). Suspension culture was performed for 1 to 4 weeks at .

図12は、プラズマ照射3日後の大脳皮質を5~7日間接着培養を行なった後、3日間、5日間又は7日間(一週間)浮遊培養した後の細胞を位相差顕微鏡下で観察した結果を示す図である。 FIG. 12 shows the results of observing cells under a phase-contrast microscope after 3 days after plasma irradiation, the cerebral cortex was adherently cultured for 5 to 7 days, and then suspension cultured for 3, 5, or 7 days (one week). It is a figure which shows.

図12に示すように、プラズマ照射3日後の大脳皮質をFBSを含むメディウムで5~7日間培養した後、FBSを含まないメディウムで浮遊培養すると、3日目にはスフェアの形成が確認できた。また、浮遊培養7日目に、15個のスフェアをランダムに選び、顕微鏡画像上でスフェアサイズを測定したところ、ラットと同様に大型(150~200μm)であった。 As shown in FIG. 12, the cerebral cortex 3 days after plasma irradiation was cultured in a medium containing FBS for 5 to 7 days, followed by suspension culture in a medium not containing FBS. . In addition, on day 7 of suspension culture, 15 spheres were randomly selected and the sphere size was measured on a microscopic image.

〔実施例3〕
(実験動物)
本実施例では、8~10週齢の雄性SDラットを用いた。
[Example 3]
(experimental animal)
In this example, 8- to 10-week-old male SD rats were used.

(大気圧非平衡プラズマ発生装置)
実施例1と同様の大気圧非平衡プラズマ発生装置を用いた。
(Atmospheric non-equilibrium plasma generator)
An atmospheric non-equilibrium plasma generator similar to that of Example 1 was used.

(頭蓋骨上方からの大気圧非平衡プラズマ照射)
マウスの頭皮を切開後、頭蓋骨に貫通孔を設けず、頭蓋骨の上方2.5cmの位置から大気圧非平衡プラズマを照射した以外は、実施例1と同様にして、ラットの脳組織にプラズマ照射を行った。
(Atmospheric non-equilibrium plasma irradiation from above the skull)
Rat brain tissue was irradiated with plasma in the same manner as in Example 1, except that after incising the scalp of the mouse, the non-equilibrium atmospheric pressure plasma was irradiated from a position 2.5 cm above the skull without providing a through hole in the skull. did

プラズマ照射3日後に、実施例1と同様にして、プラズマ照射部位の脳を摘出し、接着培養、浮遊培養、並びに、ニューロン、アストロサイト及びオリゴデンドロサイトへの分化誘導を行った。 Three days after plasma irradiation, in the same manner as in Example 1, the brain at the plasma-irradiated site was excised, adherent culture, suspension culture, and induction of differentiation into neurons, astrocytes, and oligodendrocytes were performed.

結果を図13に示す。図13は、プラズマ照射3日後の大脳皮質について、接着培養後、浮遊培養後及び分化誘導後の細胞を、位相差顕微鏡下で観察した結果を示す図である。 The results are shown in FIG. FIG. 13 shows the results of observation under a phase-contrast microscope of cells after adhesion culture, after suspension culture, and after induction of differentiation in the cerebral cortex three days after plasma irradiation.

図13に示すように、貫通孔を設けずに頭蓋骨上方からプラズマ照射を行った場合についても、頭蓋骨を削って大脳皮質を露出させた場合と同様に、大型のスフェアの形成が確認された。また、形成されたスフェアについて、ニューロン、アストロサイト及びオリゴデンドロサイトへの分化誘導を行ったところ、これらの細胞への分化能が確認された。 As shown in FIG. 13, even when plasma irradiation was performed from above the skull without providing a through hole, formation of large spheres was confirmed as in the case of shaving the skull to expose the cerebral cortex. In addition, when the formed spheres were induced to differentiate into neurons, astrocytes and oligodendrocytes, their ability to differentiate into these cells was confirmed.

〔まとめ〕
本発明を以下のように表現することもできる。
〔summary〕
The present invention can also be expressed as follows.

本発明の態様1に係る、幹細胞様細胞の調製方法は、動物の組織に対して、非平衡プラズマを照射するプラズマ照射工程を含む方法である。 A method for preparing stem cell-like cells according to aspect 1 of the present invention is a method including a plasma irradiation step of irradiating tissue of an animal with non-equilibrium plasma.

本発明の態様2に係る調製方法は、上記の態様1において、上記プラズマ照射工程においてプラズマが照射された上記組織の一部又は全部を、生体外で培養する培養工程をさらに含む方法としてもよい。 The preparation method according to aspect 2 of the present invention, in aspect 1 above, may further include a culturing step of in vitro culturing part or all of the tissue irradiated with plasma in the plasma irradiation step. .

本発明の態様3に係る調製方法は、上記の態様2において、上記培養工程において、上記幹細胞様細胞を含むニューロスフィアを得る方法としてもよい。 The preparation method according to aspect 3 of the present invention may be a method of obtaining neurospheres containing the stem cell-like cells in the culture step of aspect 2 above.

本発明の態様4に係る調製方法は、上記の態様3において、上記ニューロスフィアとして、直径が200マイクロメートル以上のものを得る方法としてもよい。 A preparation method according to aspect 4 of the present invention may be a method of obtaining neurospheres having a diameter of 200 micrometers or more in the above aspect 3.

本発明の態様5に係る調製方法は、上記の態様1~4の何れかにおいて、幹細胞様細胞は、Sox2、Oct4及びNG2の少なくとも一つが陽性の細胞である方法としてもよい。 The preparation method according to aspect 5 of the present invention may be any one of aspects 1 to 4 above, wherein the stem cell-like cells are cells positive for at least one of Sox2, Oct4 and NG2.

本発明の態様6に係る調製方法は、上記の態様1~5の何れかにおいて、上記プラズマは、大気圧非平衡プラズマである方法としてもよい。 A preparation method according to aspect 6 of the present invention may be a method according to any one of aspects 1 to 5, wherein the plasma is atmospheric pressure non-equilibrium plasma.

本発明の態様7に係る調製方法は、上記の態様1~6の何れかにおいて、上記プラズマ照射工程において、上記プラズマは、プラズマ照射ヘッドと動物の上記組織との間に所定の間隔をおいた状態で照射される方法としてもよい。 A preparation method according to aspect 7 of the present invention is the preparation method according to any one of aspects 1 to 6, wherein in the plasma irradiation step, the plasma is applied at a predetermined distance between the plasma irradiation head and the tissue of the animal. A method of irradiating in a state may also be used.

本発明の態様8に係る調製方法は、上記の態様1~7の何れかにおいて、動物の上記組織は、中枢神経組織である方法としてもよい。 A preparation method according to aspect 8 of the present invention may be a method according to any one of aspects 1 to 7, wherein the tissue of the animal is central nervous tissue.

本発明の態様9に係る調製方法は、上記の態様1~8の何れかにおいて、動物の上記組織は、非ヒト動物の組織にヒトの組織が移植されたものである方法としてもよい。 The preparation method according to aspect 9 of the present invention may be a method according to any one of aspects 1 to 8, wherein the animal tissue is obtained by transplanting human tissue into non-human animal tissue.

本発明の態様10に係る調製方法は、上記の態様1~9の何れかにおいて、上記動物は、非ヒト動物である方法としてもよい。 The preparation method according to aspect 10 of the present invention may be a method in which, in any one of aspects 1 to 9, the animal is a non-human animal.

本発明は、幹細胞様細胞の新規な調製方法を提供することが出来る。本発明によって調製された幹細胞様細胞は、再生医療に使用する細胞製剤の調製、移植材料の調製等に使用することができる。よって、本発明は、再生医療に関わる産業において利用可能である。 The present invention can provide a novel method for preparing stem cell-like cells. Stem cell-like cells prepared according to the present invention can be used for preparation of cell preparations used in regenerative medicine, preparation of transplant materials, and the like. Therefore, the present invention can be used in industries related to regenerative medicine.

1 大気圧非平衡プラズマ発生装置
11 マイクロホロー電極
12 電極
13 セラミック管
14 ガス供給路
15 交流電源
1 Atmospheric non-equilibrium plasma generator 11 Micro hollow electrode 12 Electrode 13 Ceramic tube 14 Gas supply path 15 AC power supply

Claims (8)

非ヒトの動物の組織又は動物の生体内から採取された組織に対して、非平衡プラズマを照射するプラズマ照射工程を含む、Sox2、Oct4及びNG2の少なくとも一つが陽性の幹細胞様細胞の調製方法であって、
上記組織は、中枢神経組織又は皮膚組織である、調製方法。
A method for preparing stem cell-like cells positive for at least one of Sox2, Oct4 and NG2, which comprises a plasma irradiation step of irradiating nonequilibrium plasma to a non-human animal tissue or a tissue collected from the living body of an animal. There is
The preparation method, wherein the tissue is central nervous tissue or skin tissue.
上記プラズマ照射工程においてプラズマが照射された上記組織の一部又は全部を、生体外で培養する培養工程をさらに含む、請求項1に記載の調製方法。 2. The preparation method according to claim 1, further comprising a culturing step of ex vivo culturing part or all of the tissue irradiated with plasma in the plasma irradiation step. 上記組織は中枢神経組織であり、上記培養工程において、上記幹細胞様細胞を含むニューロスフィアを得る、請求項2に記載の調製方法。 3. The preparation method according to claim 2, wherein the tissue is a central nervous tissue, and neurospheres containing the stem cell-like cells are obtained in the culturing step. 上記ニューロスフィアとして、直径が200マイクロメートル以上のものを得る、請求項3に記載の調製方法。 4. The preparation method according to claim 3, wherein the neurospheres having a diameter of 200 micrometers or more are obtained. 上記プラズマは、大気圧非平衡プラズマである、請求項1~の何れか一項に記載の調製方法。 The preparation method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the plasma is an atmospheric non-equilibrium plasma. 上記プラズマ照射工程において、上記プラズマは、プラズマ照射ヘッドと動物の上記組織との間に所定の間隔をおいた状態で照射される、請求項1~の何れか一項に記載の調製方法。 6. The preparation method according to any one of claims 1 to 5 , wherein in the plasma irradiation step, the plasma is irradiated with a predetermined gap between the plasma irradiation head and the tissue of the animal. 動物の上記組織は、中枢神経組織である、請求項1又は2に記載の調製方法。 3. The preparation method according to claim 1 or 2, wherein the animal tissue is central nervous tissue. 動物の上記組織は、非ヒト動物の組織にヒトの組織が移植されたものである、請求項1~の何れか一項に記載の調製方法。 The preparation method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the animal tissue is obtained by transplanting a human tissue into a non-human animal tissue.
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