JP7246629B2 - Method for culturing mesenchymal cells, method for producing activated mesenchymal cells, method for producing hair follicle primordium, method for activating mesenchymal cells, and method for activating epithelial cells - Google Patents

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Description

本発明は、間葉系細胞の培養方法、活性化間葉系細胞の製造方法、毛包原基の製造方法、間葉系細胞の活性化方法、及び上皮系細胞の活性化方法に関する。 The present invention relates to a method for culturing mesenchymal cells, a method for producing activated mesenchymal cells, a method for producing hair follicle primordia, a method for activating mesenchymal cells, and a method for activating epithelial cells.

生体外で毛包原基を形成し、当該毛包原基を生体に移植して毛髪を再生させる技術の開発が進められている。 Techniques for forming hair follicle primordium in vitro and transplanting the hair follicle primordium into the living body to regenerate hair are being developed.

特許文献1には、規則的な配置の微小凹部からなるマイクロ凹版に、間葉系細胞及び上皮系細胞を播種し、酸素を供給しながら混合培養することにより、毛包原基を形成させる工程を備えることを特徴とする再生毛包原基の集合体の製造方法が記載されている。 Patent Document 1 discloses a process of seeding mesenchymal cells and epithelial cells on a micro-intaglio plate consisting of regularly arranged micro-concavities and culturing them while supplying oxygen to form a hair follicle primordium. A method for producing aggregates of regenerated follicle primordia is described, comprising:

特許文献2には、毛乳頭細胞を塩基性繊維芽細胞増殖因子(bFGF)の存在下で培養し、継代する、及び毛乳頭細胞をスフェア化させる、ことを特徴とする毛乳頭培養方法が記載されている。 Patent Document 2 discloses a dermal papilla culture method characterized by culturing and subculturing dermal papilla cells in the presence of basic fibroblast growth factor (bFGF), and sphering the dermal papilla cells. Are listed.

特許文献3には、FGF系材料、BMP-2/BMP-4系材料及びWNT系材料の存在下で毛乳頭細胞を培養することを特徴とする、毛誘導能を維持した毛乳頭細胞の培養方法が記載されている。 Patent Document 3 discloses a culture of dermal papilla cells maintaining hair-inducing ability, characterized by culturing dermal papilla cells in the presence of FGF-based materials, BMP-2/BMP-4-based materials, and WNT-based materials. method is described.

国際公開第2017/073625号WO2017/073625 特開2007-274949号公報JP 2007-274949 A 国際公開第2010/021245号WO2010/021245

しかしながら、毛乳頭細胞の発毛関連特性を効果的に向上させる培養方法は、未だ確立されてはいない。 However, a culture method for effectively improving the hair growth-related properties of dermal papilla cells has not yet been established.

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、発毛関連特性を向上させる間葉系細胞の培養方法、活性化間葉系細胞の製造方法、毛包原基の製造方法、間葉系細胞の活性化方法、及び上皮系細胞の活性化方法を提供することをその目的の一つとする。 The present invention has been made in view of the above problems, and includes a method for culturing mesenchymal cells that improves hair growth-related properties, a method for producing activated mesenchymal cells, a method for producing hair follicle primordia, One object of the present invention is to provide a method for activating leaf cells and a method for activating epithelial cells.

上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る間葉系細胞の培養方法は、電極の表面に接着した間葉系細胞を、前記電極を介して電流を印加しながら培養することを含む。本発明によれば、間葉系細胞の発毛関連特性を向上させる、間葉系細胞の培養方法が提供される。 A method for culturing mesenchymal cells according to an embodiment of the present invention for solving the above problems comprises culturing mesenchymal cells adhered to the surface of an electrode while applying an electric current through the electrode. include. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there is provided a method for culturing mesenchymal cells that improves hair growth-related properties of mesenchymal cells.

前記方法においては、前記電流は、パルス電流であることとしてもよい。前記方法においては、第一の電極としての前記電極、及び前記第一の電極に対向する位置に配置された第二の電極を介して前記電流を印加することとしてもよい。 In the method, the current may be a pulse current. In the method, the current may be applied via the electrode as the first electrode and a second electrode arranged at a position facing the first electrode.

上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る活性化間葉系細胞の製造方法は、電極の表面に接着した間葉系細胞を、前記電極を介して電流を印加しながら培養することにより、電流を印加しない以外は同一の方法で培養された間葉系細胞に比べて活性化された前記間葉系細胞を得ることを含む。本発明によれば、発毛関連特性が向上した活性化間葉系細胞の製造方法が提供される。 A method for producing activated mesenchymal cells according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is to culture mesenchymal cells adhered to the surface of an electrode while applying an electric current through the electrode. thereby obtaining said mesenchymal cells that are activated compared to mesenchymal cells cultured in the same manner except that no current is applied. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a method for producing activated mesenchymal cells with improved hair growth-related properties is provided.

前記方法においては、前記電流は、パルス電流であることとしてもよい。前記方法においては、第一の電極としての前記電極、及び前記第一の電極に対向する位置に配置された第二の電極を介して前記電流を印加することとしてもよい。前記方法において、前記活性化された間葉系細胞は、少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が、電流を印加しない以外は同一の方法で培養された間葉系細胞のそれより増加した間葉系細胞であることとしてもよい。 In the method, the current may be a pulse current. In the method, the current may be applied via the electrode as the first electrode and a second electrode arranged at a position facing the first electrode. In the method, the activated mesenchymal cells have an increased expression level of at least one hair growth-related gene compared to mesenchymal cells cultured in the same manner except that no current is applied. It may be a leaf cell.

上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る毛包原基の製造方法は、前記いずれかの方法により製造された間葉系細胞と、上皮系細胞とを共培養することにより毛包原基を形成することを含む。本発明によれば、発毛関連特性が効果的に向上した毛包原基の製造方法が提供される。 A method for producing a hair follicle primordium according to one embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems is to co-culture mesenchymal cells produced by any of the above methods and epithelial cells to produce hair follicles. Including forming a follicle. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a method for producing a hair follicle primordium having effectively improved hair growth-related properties is provided.

前記方法においては、前記間葉系細胞と前記上皮系細胞とを細胞非接着性表面上で共培養することにより前記毛包原基を形成することとしてもよい。前記方法において、前記共培養により形成された前記毛包原基は、電流を印加しない以外は前記間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる上皮系細胞に比べて、活性化された前記上皮系細胞を含むこととしてもよい。この場合、前記活性化された上皮系細胞は、少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が、電流を印加しない以外は前記間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる上皮系細胞のそれより増加している上皮系細胞であることとしてもよい。 In the method, the hair follicle primordium may be formed by co-cultivating the mesenchymal cells and the epithelial cells on a cell non-adhesive surface. In the method, the hair follicle primordium formed by the co-culture is the same method except that the mesenchymal cells are produced by the same method as the mesenchymal cells except that no current is applied. The activated epithelial cells may be contained in comparison with the epithelial cells contained in the hair follicle primordium formed in . In this case, the activated epithelial cells are mesenchymal cells produced by the same method as the mesenchymal cells, except that the expression level of at least one hair growth-related gene is not applied to the mesenchymal cells. It may be an epithelial cell that is more increased than that of the epithelial cells contained in the hair follicle primordium formed by the same method except that the hair follicle was formed.

前記方法において、前記共培養により形成された前記毛包原基は、電流を印加しない以外は前記間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる当該間葉系細胞に比べて、活性化された前記間葉系細胞を含むこととしてもよい。この場合、前記活性化された間葉系細胞は、電流を印加しない以外は前記間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる当該間葉系細胞に比べて、少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が増加している間葉系細胞であることとしてもよい。 In the method, the hair follicle primordium formed by the co-culture is the same method except that the mesenchymal cells are produced by the same method as the mesenchymal cells except that no current is applied. The activated mesenchymal cells may be contained in comparison with the mesenchymal cells contained in the hair follicle primordium formed in . In this case, the activated mesenchymal cells were formed by the same method except that the mesenchymal cells were produced by the same method as the mesenchymal cells except that no current was applied. The mesenchymal cells may have an increased expression level of at least one hair growth-related gene compared to the mesenchymal cells contained in the hair follicle primordium.

上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る間葉系細胞の活性化方法は、電極の表面に接着した間葉系細胞を、前記電極を介して電流を印加しながら培養することにより、前記間葉系細胞を活性化する。本発明によれば、間葉系細胞の発毛関連特性を効果的に向上させる、間葉系細胞の活性化方法が提供される。 A method for activating mesenchymal cells according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is to culture mesenchymal cells adhered to the surface of an electrode while applying an electric current through the electrode. activates the mesenchymal cells. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a method for activating mesenchymal cells that effectively improves hair growth-related properties of mesenchymal cells is provided.

上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る上皮系細胞の活性化方法は、間葉系細胞と上皮系細胞との共培養により形成される毛包原基において、前記間葉系細胞として、前記いずれかの方法により製造された間葉系細胞を用いることにより、前記毛包原基に含まれる前記上皮系細胞を活性化する。本発明によれば、上皮系細胞の発毛関連特性を効果的に向上させる、上皮系細胞の活性化方法が提供される。 A method for activating epithelial cells according to one embodiment of the present invention for solving the above problems is characterized in that, in a hair follicle primordium formed by co-culturing mesenchymal cells and epithelial cells, the mesenchymal The epithelial cells contained in the hair follicle primordium are activated by using the mesenchymal cells produced by any of the above methods as the cells. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a method for activating epithelial cells is provided that effectively improves the hair growth-related properties of epithelial cells.

本発明によれば、発毛関連特性を向上させる間葉系細胞の培養方法、活性化間葉系細胞の製造方法、毛包原基の製造方法、間葉系細胞の活性化方法、及び上皮系細胞の活性化方法が提供される。 According to the present invention, there are provided a method for culturing mesenchymal cells, a method for producing activated mesenchymal cells, a method for producing hair follicle primordia, a method for activating mesenchymal cells, and an epithelium for improving hair growth-related properties. Lineage cell activation methods are provided.

本実施形態において用いられる培養装置の一例について、その断面を概略的に示す説明図である。1 is an explanatory view schematically showing a cross section of an example of a culture apparatus used in this embodiment; FIG. 本実施形態に係る実施例2において、電流を印加し始めるタイミングを変えた場合の毛乳頭細胞の遺伝子発現量を評価した結果を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the results of evaluating gene expression levels in dermal papilla cells when the timing of starting to apply a current is changed in Example 2 according to the present embodiment. 本実施形態に係る実施例2において、印加する電流値を変えた場合の毛乳頭細胞の遺伝子発現量を評価した結果を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the results of evaluating the gene expression level of dermal papilla cells when the applied current value is changed in Example 2 according to the present embodiment. 本実施形態に係る実施例2において、電流を印加する時間を変えた場合の毛乳頭細胞の遺伝子発現量を評価した結果を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the results of evaluating the gene expression level of dermal papilla cells when the current application time was changed in Example 2 according to the present embodiment. 本実施形態に係る実施例3において、毛包原基に含まれる毛乳頭細胞及び上皮系細胞の遺伝子発現量を評価した結果を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the results of evaluating gene expression levels of dermal papilla cells and epithelial cells contained in hair follicle primordium in Example 3 according to the present embodiment. 本実施形態に係る実施例3において、電流を印加して培養した毛乳頭細胞を用いて形成され、マウスに移植された毛包原基からの発毛の様子を撮影した写真を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a photograph of hair growth from a hair follicle primordium formed using dermal papilla cells cultured by applying an electric current and transplanted to a mouse in Example 3 according to the present embodiment. be. 本実施形態に係る実施例3において、電流を印加することなく培養した毛乳頭細胞を用いて形成され、マウスに移植された毛包原基からの発毛の様子を撮影した写真を示す説明図である。Explanatory drawing showing a photograph of hair growth from a hair follicle primordium formed using dermal papilla cells cultured without applying current and transplanted to a mouse in Example 3 according to the present embodiment. is. 本実施形態に係る実施例3において、マウスに移植された毛包原基からの発毛数を評価した結果を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the results of evaluating the number of hair growth from hair follicle primordia transplanted to mice in Example 3 according to the present embodiment.

以下に、本発明の一実施形態に係る方法(以下、「本方法」という。)について説明する。なお、本発明は本実施形態に限られるものではない。 A method (hereinafter referred to as "this method") according to one embodiment of the present invention will be described below. Note that the present invention is not limited to this embodiment.

本方法は、電極の表面に接着した間葉系細胞を、当該電極を介して電流を印加しながら培養することを含む、間葉系細胞の培養方法を包含する。すなわち、本発明の発明者らは、間葉系細胞の発毛関連特性を向上させる技術的手段について鋭意検討を重ねた結果、電気刺激を与えながら間葉系細胞を培養することにより、当該間葉系細胞が活性化され、その発毛関連特性が効果的に向上することを独自に見出し、本発明を完成するに至った。 This method includes a method for culturing mesenchymal cells, which includes culturing mesenchymal cells adhering to the surface of an electrode while applying an electric current through the electrode. That is, the inventors of the present invention have extensively studied technical means for improving the hair growth-related properties of mesenchymal cells. The present inventors have independently found that leaf cells are activated and their hair growth-related properties are effectively improved, leading to the completion of the present invention.

このため、本方法は、電極の表面に接着した間葉系細胞を、当該電極を介して電流を印加しながら培養することにより、当該間葉系細胞を活性化する、間葉系細胞の活性化方法を包含する。 Therefore, the present method activates the mesenchymal cells by culturing the mesenchymal cells adhered to the surface of the electrode while applying an electric current through the electrode. including conversion methods.

また、本方法は、電極の表面に接着した間葉系細胞を、当該電極を介して電流を印加しながら培養することにより、電流を印加しない以外は同一の方法で培養された間葉系細胞に比べて活性化された当該間葉系細胞を得ることを含む、活性化間葉系細胞の製造方法を包含する。 In addition, the present method involves culturing mesenchymal cells adhering to the surface of an electrode while applying an electric current through the electrode, thereby culturing the mesenchymal cells by the same method except that no electric current is applied. It includes a method for producing activated mesenchymal cells, comprising obtaining said mesenchymal cells that have been activated compared to.

さらに、本方法は、上記本方法により製造された間葉系細胞と、上皮系細胞とを共培養することにより毛包原基を形成することを含む、毛包原基の製造方法を包含する。 Furthermore, this method includes a method for producing a hair follicle primordium, which comprises forming a hair follicle primordium by co-culturing the mesenchymal cells produced by the above method and epithelial cells. .

また、本発明の発明者らは、上記活性化された間葉系細胞と上皮系細胞とを共培養して毛包原基を形成することにより、意外にも、当該毛包原基に含まれる上皮系細胞が活性化されることを独自に見出した。 In addition, the inventors of the present invention unexpectedly found that the above-mentioned activated mesenchymal cells and epithelial cells were co-cultured to form hair follicle primordia. uniquely found that epithelial cells that are

このため、本方法は、間葉系細胞と上皮系細胞との共培養により形成される毛包原基において、当該間葉系細胞として、上記本方法により製造された間葉系細胞を用いることにより、当該毛包原基に含まれる当該上皮系細胞を活性化する、上皮系細胞の活性化方法を包含する。 Therefore, the present method uses the mesenchymal cells produced by the present method as the mesenchymal cells in the hair follicle primordium formed by co-culturing the mesenchymal cells and the epithelial cells. It includes a method for activating epithelial cells, which activates the epithelial cells contained in the hair follicle primordium.

本方法で用いられる間葉系細胞は、発毛関連特性(例えば、発毛関連遺伝子の発現、及び/又は、上皮系細胞との共培養による毛包原基の形成)を有するものであれば特に限られない。間葉系細胞は、成体毛包組織(例えば、毛乳頭及び/又は毛球部毛根鞘)に由来する細胞であってもよく、皮膚組織(胎児、幼体、成体のいずれの皮膚組織であってもよい。)に由来する細胞であってもよく、生体外で幹細胞(例えば、人工多能性(iPS)幹細胞、胚性幹(ES)細胞、又は胚性生殖(EG)細胞)から誘導された細胞であってもよい。間葉系細胞は、生体から採取された初代細胞であってもよく、予め培養された細胞(例えば、継代培養された細胞、及び/又は、株化された細胞)であってもよい。間葉系細胞は、例えば、Versican及びALP(アルカリフォスファターゼ)を発現する細胞として特定される。具体的に、間葉系細胞としては、毛乳頭細胞及び/又は毛球部毛根鞘細胞が好ましく用いられる。毛乳頭細胞及び毛球部毛根鞘細胞は、Versican及びALPを発現する。 The mesenchymal cells used in this method should have hair growth-related properties (e.g., expression of hair growth-related genes and/or formation of hair follicle primordium by co-culture with epithelial cells). It is not particularly limited. The mesenchymal cells may be cells derived from adult hair follicle tissue (e.g., dermal papilla and/or hair bulb root sheath), and skin tissue (fetal, juvenile, or adult skin tissue). ) derived from stem cells (e.g., induced pluripotent (iPS) stem cells, embryonic stem (ES) cells, or embryonic germ (EG) cells) in vitro. cells may be used. Mesenchymal cells may be primary cells collected from a living body, or pre-cultured cells (eg, subcultured cells and/or established cells). Mesenchymal cells are identified as cells expressing, for example, Versican and ALP (alkaline phosphatase). Specifically, as the mesenchymal cells, dermal papilla cells and/or hair bulb hair root sheath cells are preferably used. Dermal papilla cells and hair bulb root sheath cells express Versican and ALP.

間葉系細胞は、ヒト由来であることが好ましいが、非ヒト動物(ヒト以外の動物)由来であってもよい。非ヒト動物は、特に限られないが、非ヒト脊椎動物(ヒト以外の脊椎動物)であることが好ましい。非ヒト脊椎動物は、特に限られないが、非ヒト哺乳類であることが好ましい。非ヒト哺乳類は、特に限られないが、霊長類(例えば、サル)、げっ歯類(例えば、マウス、ラット、ハムスター、モルモット、ウサギ)、食肉類(例えば、イヌ、ネコ)、又は有蹄類(例えば、ブタ、ウシ、ウマ、ヤギ、ヒツジ)であってもよい。 The mesenchymal cells are preferably derived from humans, but may be derived from non-human animals (animals other than humans). Non-human animals are not particularly limited, but are preferably non-human vertebrates (vertebrates other than humans). Non-human vertebrates are not particularly limited, but preferably non-human mammals. Non-human mammals include, but are not limited to, primates (e.g., monkeys), rodents (e.g., mice, rats, hamsters, guinea pigs, rabbits), carnivores (e.g., dogs, cats), or ungulates. (eg, porcine, bovine, equine, goat, ovine).

間葉系細胞の培養に用いる培養液は、当該間葉系細胞の生存及び発毛関連特性の維持に適した組成のものであれば特に限られず、例えば、商業的に入手可能な間葉系細胞培養用の培養液が好ましく用いられる。 The culture medium used for culturing the mesenchymal cells is not particularly limited as long as it has a composition suitable for maintaining the survival and hair growth-related characteristics of the mesenchymal cells. A medium for cell culture is preferably used.

本方法で用いられる電極(以下、「培養電極」という。)の間葉系細胞が接着する表面(以下、「培養表面」という。)は、間葉系細胞を接着させて培養することができ、且つ電流を印加できる導電性表面であれば特に限られない。培養電極は、金属膜を含むことが好ましい。この場合、金属膜を構成する金属は、当該培養電極に導電性を付与するものであれば特に限られないが、例えば、金、白金、銀、銅、チタン、クロム及びニッケルからなる群より選択される1以上、又はこれらの合金が好ましく用いられる。 The surface of the electrode used in the present method (hereinafter referred to as "culture electrode") to which mesenchymal cells adhere (hereinafter referred to as "culture surface") can adhere and culture mesenchymal cells. , and a conductive surface to which an electric current can be applied. Preferably, the culture electrode comprises a metal membrane. In this case, the metal constituting the metal film is not particularly limited as long as it imparts conductivity to the culture electrode. For example, it is selected from the group consisting of gold, platinum, silver, copper, titanium, chromium and nickel. , or alloys thereof are preferably used.

培養電極は、導電性高分子膜を含んでもよい。すなわち、例えば、培養電極は、金属膜と、当該金属膜上に形成された導電性高分子膜とを含んでもよい。導電性高分子膜を構成する導電性高分子は、特に限られないが、例えば、ポリピロール系高分子、ポリチオフェン系高分子、ポリアニリン系高分子、ポリアセチレン系高分子、及びポリパラフェニレン系高分子からなる群より選択される1以上が好ましく用いられる。 The culture electrode may include a conductive polymer membrane. That is, for example, the culture electrode may include a metal film and a conductive polymer film formed on the metal film. The conductive polymer constituting the conductive polymer film is not particularly limited, but for example, polypyrrole-based polymer, polythiophene-based polymer, polyaniline-based polymer, polyacetylene-based polymer, and polyparaphenylene-based polymer. One or more selected from the group consisting of is preferably used.

培養電極は、細胞接着性物質膜を含んでもよい。すなわち、例えば、培養電極は、金属膜と、当該金属膜上に形成された細胞接着性物質膜とを含んでもよい。また、例えば、培養電極は、金属膜と、当該金属膜上に形成された導電性高分子膜と、当該導電性高分子膜上に形成された細胞接着性物質膜とを含んでもよい。細胞接着性物質は、間葉系細胞の電極表面への接着を促進する物質であれば特に限られないが、例えば、コラーゲン、フィブロネクチン、ラミニン等の細胞外マトリックス成分、細胞接着性を示す特定のアミノ酸配列(例えば、アルギニン、グリシン、アスパラギン酸(いわゆるRGD)配列等)、細胞接着性を示す特定の糖鎖配列が好ましく用いられる。 The culture electrode may include a cell adhesive membrane. That is, for example, the culture electrode may include a metal film and a cell adhesive substance film formed on the metal film. Further, for example, the culture electrode may include a metal film, a conductive polymer film formed on the metal film, and a cell adhesive substance film formed on the conductive polymer film. The cell adhesive substance is not particularly limited as long as it is a substance that promotes the adhesion of mesenchymal cells to the electrode surface. Amino acid sequences (eg, arginine, glycine, aspartic acid (so-called RGD) sequences, etc.) and specific sugar chain sequences exhibiting cell adhesiveness are preferably used.

なお、培養電極が細胞接着性物質膜を含まない場合であっても、例えば、当該培養電極の培養表面に接する培養液に含まれる細胞接着性物質が当該培養表面に吸着することで、間葉系細胞は、当該培養表面に接着することができる。すなわち、培養表面は、培養液と接した状態で細胞接着性を示す導電性表面であれば特に限られない。 Even when the culture electrode does not contain a cell adhesive substance film, for example, the cell adhesive substance contained in the culture solution in contact with the culture surface of the culture electrode is adsorbed to the culture surface, and the mesenchyme Lineage cells can adhere to the culture surface. That is, the culture surface is not particularly limited as long as it is a conductive surface that exhibits cell adhesiveness when in contact with the culture medium.

間葉系細胞の培養表面への接着は、当該培養表面上に当該間葉系細胞を播種し、当該培養表面上で当該間葉系細胞を保持することにより行う。具体的に、間葉系細胞を含む培養液を培養表面上に滴下し、当該培養液中で当該培養表面上に沈降した当該間葉系細胞を、当該間葉系細胞の培養に適した条件(例えば、間葉系細胞の培養に適した温度、培養液に接する気相組成、培養液組成)で所定時間保持することにより、当該間葉系細胞を当該培養表面に接着させる。なお、培養表面に接着する前の間葉系細胞は球状であるが、当該培養表面に接着した間葉系細胞は、接着前に比べて扁平な形状を示す。 Adhesion of mesenchymal cells to the culture surface is performed by seeding the mesenchymal cells on the culture surface and retaining the mesenchymal cells on the culture surface. Specifically, a culture solution containing mesenchymal cells is dropped onto the culture surface, and the mesenchymal cells that have settled on the culture surface in the culture solution are treated under conditions suitable for culturing the mesenchymal cells. The mesenchymal cells are allowed to adhere to the culture surface by holding for a predetermined period of time (for example, a temperature suitable for culturing mesenchymal cells, a gas phase composition in contact with the culture solution, and a composition of the culture solution). The mesenchymal cells before adhering to the culture surface are spherical, but the mesenchymal cells adhered to the culture surface are flatter than before adhesion.

本方法における間葉系細胞の培養は、当該間葉系細胞が接着した培養電極を介して電流を印加しながら行う。電流を印加する条件は、本発明による効果が得られる範囲であれば特に限られないが、例えば、培養後の間葉系細胞の少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が、当該電流を印加しない以外は同一の方法で培養された間葉系細胞のそれより増加する条件が好ましく用いられる。 Cultivation of the mesenchymal cells in this method is performed while applying an electric current through the culture electrodes to which the mesenchymal cells are adhered. Conditions for applying a current are not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. Conditions that increase the amount of mesenchymal cells more than those of mesenchymal cells cultured in the same manner except that they are not used are preferably used.

電流の印加を開始するタイミングは、本発明による効果が得られる範囲であれば特に限られないが、例えば、間葉系細胞を電極表面に播種してから6時間以上経過した後であることが好ましく、10時間以上経過した後であることがより好ましく、15時間以上経過した後であることがより一層好ましく、20時間以上経過した後であることが特に好ましい。 The timing of starting the application of current is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. It is preferably after 10 hours or more, more preferably after 15 hours or more, and particularly preferably after 20 hours or more.

また、電流の印加を開始するタイミングは、例えば、間葉系細胞を電極表面に播種してから170時間経過前であることが好ましく、120時間経過前であることがより好ましく、80時間経過前であることがより一層好ましく、50時間経過前であることが特に好ましい。電流の印加を開始するタイミングは、上記下限値のいずれかと、上記上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。 In addition, the timing to start applying the current is, for example, preferably 170 hours after seeding the mesenchymal cells on the electrode surface, more preferably 120 hours before, and 80 hours before. is more preferable, and it is particularly preferable that it is before 50 hours have elapsed. The timing to start applying the current may be specified by arbitrarily combining any of the above lower limits and any of the above upper limits.

電流を印加する総時間(培養期間中に複数回に分けて電流を印加する場合は、当該複数回の電流印加時間の合計)は、本発明による効果が得られる範囲であれば特に限られないが、例えば、5分以上であることが好ましく、10分以上であることがより好ましく、15分以上であることがより一層好ましく、20分以上であることが特に好ましい。 The total time of current application (when the current is applied in multiple times during the culture period, the total time of the multiple current application times) is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. However, for example, it is preferably 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer, even more preferably 15 minutes or longer, and particularly preferably 20 minutes or longer.

また、電流を印加する総時間は、例えば、120時間以下であることが好ましく、80時間以下であることがより好ましく、50時間以下であることがより一層好ましく、20時間以下であることが特に好ましい。電流を印加する総時間は、上記下限値のいずれかと、上記上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。 In addition, the total time for applying the current is, for example, preferably 120 hours or less, more preferably 80 hours or less, even more preferably 50 hours or less, and particularly preferably 20 hours or less. preferable. The total time for which the current is applied may be specified by any combination of any of the above lower limits and any of the above upper limits.

1回の電気刺激において電流を印加する時間(培養期間中に複数回に分けて電流を印加する場合は、当該複数回の電流印加のうち1回において電流を継続的に印加する時間)は、本発明による効果が得られる範囲であれば特に限られないが、例えば、5分以上であることが好ましく、10分以上であることがより好ましく、15分以上であることがより一層好ましく、20分以上であることが特に好ましい。 The time to apply the current in one electrical stimulation (when the current is applied in multiple times during the culture period, the time to continuously apply the current in one of the multiple current applications) is Although it is not particularly limited as long as the effect of the present invention is obtained, for example, it is preferably 5 minutes or more, more preferably 10 minutes or more, even more preferably 15 minutes or more, and 20 minutes. Minutes or more are particularly preferred.

また、1回の電気刺激において電流を印加する時間は、例えば、120時間以下であることが好ましく、80時間以下であることがより好ましく、50時間以下であることがより一層好ましく、20時間以下であることが特に好ましい。1回の電気刺激において電流を印加する時間は、上記下限値のいずれかと、上記上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。 In addition, the time for which the current is applied in one electrical stimulation is, for example, preferably 120 hours or less, more preferably 80 hours or less, even more preferably 50 hours or less, and 20 hours or less. is particularly preferred. The duration of current application in one electrical stimulation may be specified by arbitrarily combining any of the above lower limits and any of the above upper limits.

培養表面(電極表面)の単位面積(cm)当たりに印加する電流値は、本発明による効果が得られる範囲であれば特に限られないが、例えば、10μA/cm以上であることが好ましく、20μA/cm以上であることがより好ましく、30μA/cm以上であることがより一層好ましく、40μA/cm以上であることが特に好ましい。 The current value applied per unit area (cm 2 ) of the culture surface (electrode surface) is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be obtained, but is preferably 10 μA/cm 2 or more, for example. , more preferably 20 μA/cm 2 or more, even more preferably 30 μA/cm 2 or more, and particularly preferably 40 μA/cm 2 or more.

また、印加する電流値は、例えば、1000μA/cm以下であることが好ましく、700μA/cm以下であることがより好ましく、400μA/cm以下であることがより一層好ましく、200μA/cm以下であることが特に好ましい。印加する電流値は、上記下限値のいずれかと、上記上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。 Further, the applied current value is, for example, preferably 1000 μA/cm 2 or less, more preferably 700 μA/cm 2 or less, even more preferably 400 μA/cm 2 or less, and 200 μA/cm 2 or less . The following are particularly preferred. The current value to be applied may be specified by arbitrarily combining any of the above lower limits and any of the above upper limits.

印加する電流は、パルス電流であることが好ましい。パルス電流は、パルス的に印加される電流であれば特に限られないが、例えば、1つのパルスが次の(1)、(2)及び(3)から構成され、下記(1)及び(2)から構成され、又は下記(1)及び(3)から構成されることとしてもよい:(1)まず第一の値のプラス電流又はマイナス電流を第一の時間印加し;、(2)次いで第二の値のマイナス電流又はプラス電流を第二の時間印加し;、(3)続く第三の時間は電流を印加しない。なお、上記(1)の「プラス電流又はマイナス電流」及び(2)の「マイナス電流又はプラス電流」との記載は、(1)でプラス電流を印加した場合は(2)でマイナス電流を印加し、(1)でマイナス電流を印加した場合は(2)でプラス電流を印加することを意味する。 The applied current is preferably a pulse current. The pulse current is not particularly limited as long as it is a current applied in a pulsed manner. For example, one pulse is composed of the following (1), (2) and (3), ), or may consist of (1) and (3): (1) first applying a positive or negative current of a first value for a first time; and (2) then applying a second value of negative or positive current for a second time period; (3) applying no current for a subsequent third time period; Note that the descriptions of "positive current or negative current" in (1) and "negative current or positive current" in (2) mean that when a positive current is applied in (1), a negative current is applied in (2). When a negative current is applied in (1), it means that a positive current is applied in (2).

上述したパルス電流の第一の値と第二の値とは異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。また、第一の時間と第二の時間とは異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。第三の時間は、第一の時間及び/又は第二の時間と異なっていてもよいし、同一であってもよい。 Although the first and second values of the pulse current described above may be different, they are preferably the same. Moreover, although the first time and the second time may be different, they are preferably the same. The third time can be different or the same as the first time and/or the second time.

パルス電流の周波数は、本発明の効果が得られる範囲であれば特に限られないが、例えば、2Hz以上であることが好ましく、3Hz以上であることがより好ましく、4Hz以上であることがより一層好ましく、5Hz以上であることが特に好ましい。なお、1Hzは、1秒間に1回のパルス電流を印加することを意味する。 The frequency of the pulse current is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, it is preferably 2 Hz or more, more preferably 3 Hz or more, and even more preferably 4 Hz or more. It is preferably 5 Hz or more, and particularly preferably 5 Hz or more. Note that 1 Hz means that the pulse current is applied once per second.

また、パルス電流の周波数は、例えば、100Hz以下であることが好ましく、50Hz以下であることがより好ましく、25Hz以下であることがより一層好ましく、10Hz以下であることが特に好ましい。パルス電流の周波数は、上記下限値のいずれかと、上記上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。 Further, the frequency of the pulse current is, for example, preferably 100 Hz or less, more preferably 50 Hz or less, even more preferably 25 Hz or less, and particularly preferably 10 Hz or less. The frequency of the pulse current may be specified by arbitrarily combining any of the above lower limits and any of the above upper limits.

培養電極を介した電流の印加は、例えば、第一の電極としての当該培養電極と、第二の電極とを用いて行う。この場合、例えば、第一の電極(培養電極)を作用極、第二の電極を対極として用いる。また、参照極を用いることとしてもよい。第一の電極と第二の電極との位置関係は、当該第一の電極及び当該第二の電極が、間葉系細胞を含む培養液と接していれば特に限られない。 The current application via the culture electrode is performed using, for example, the culture electrode as the first electrode and the second electrode. In this case, for example, the first electrode (culture electrode) is used as a working electrode and the second electrode is used as a counter electrode. A reference electrode may also be used. The positional relationship between the first electrode and the second electrode is not particularly limited as long as the first electrode and the second electrode are in contact with the culture solution containing mesenchymal cells.

本方法においては、例えば、第一の電極としての培養電極、及び当該第一の電極に対向する位置に配置された第二の電極を介して電流を印加することとしてもよい。すなわち、この場合、第一の電極と第二の電極との間には、当該第一の電極の培養表面に接着した間葉系細胞、及び当該第一の電極及び第二の電極と接し当該間葉系細胞を含む培養液が配置される。 In this method, for example, a current may be applied via a culture electrode as a first electrode and a second electrode arranged at a position facing the first electrode. That is, in this case, between the first electrode and the second electrode, mesenchymal cells adhered to the culture surface of the first electrode, and the mesenchymal cells in contact with the first electrode and the second electrode A culture medium containing mesenchymal cells is placed.

図1には、電流を印加しながら間葉系細胞を培養するための培養装置の一例を概略的に示す。図1に示す例において、培養装置1は、作用極として用いられる培養電極である第一の電極10と、当該第一の電極10の培養表面11と対向する位置に配置された、対極として用いられる第二の電極20とを含む。第一の電極10は、ガラス板等で構成される基板12上に形成された金薄膜等の金属膜から構成される。第二の電極20は、白金等の金属から構成される。 FIG. 1 schematically shows an example of a culture apparatus for culturing mesenchymal cells while applying an electric current. In the example shown in FIG. 1, the culture apparatus 1 includes a first electrode 10, which is a culture electrode used as a working electrode, and a counter electrode, which is arranged at a position facing the culture surface 11 of the first electrode 10. and a second electrode 20 which is The first electrode 10 is composed of a metal film such as a gold thin film formed on a substrate 12 composed of a glass plate or the like. The second electrode 20 is made of metal such as platinum.

培養装置1は、複数(4つ)の培養ウェル30を含む。各培養ウェル30は、第一の電極10上に培養液Mを保持するための隔壁31を有している。各培養ウェル30において、間葉系細胞Cは、培養液M中で培養表面11に接着して培養される。第一の電極10及び第二の電極20は、それぞれ電源40に接続される。すなわち、第一の電極10は第一の配線41によって、また、第二の電極20は第二の配線42によって、それぞれ電源40に接続される。図1に示す例では、4つの培養ウェル30の各々の第二の電極20が配線42によって電源40に接続されるため、当該4つの培養ウェル30には異なる条件で電流を印加することもできる。 The culture device 1 includes multiple (four) culture wells 30 . Each culture well 30 has a partition wall 31 for retaining the culture medium M on the first electrode 10 . In each culture well 30 , the mesenchymal cells C are cultured in the culture medium M while adhering to the culture surface 11 . The first electrode 10 and the second electrode 20 are each connected to a power source 40 . That is, the first electrode 10 and the second electrode 20 are connected to the power source 40 by the first wiring 41 and the second wiring 42, respectively. In the example shown in FIG. 1, since the second electrode 20 of each of the four culture wells 30 is connected to the power supply 40 by the wiring 42, current can be applied to the four culture wells 30 under different conditions. .

そして、電源40によって、各培養ウェル30における第一の電極10と第二の電極20との間に所定の電位を印加することにより、当該第一の電極10及び第二の電極20を介して電流を印加することができる。本方法においては、このような培養装置を用いて、電流を印加しながら、当該培養電極の培養表面に接着した間葉系細胞を培養することとしてもよい。 Then, by applying a predetermined potential between the first electrode 10 and the second electrode 20 in each culture well 30 by the power supply 40, through the first electrode 10 and the second electrode 20 A current can be applied. In this method, such a culture device may be used to culture mesenchymal cells adhering to the culture surface of the culture electrode while applying an electric current.

培養表面上で間葉系細胞を培養する時間は、本発明による効果が得られる範囲であれば特に限られないが、例えば、5時間以上であることが好ましく、20時間以上であることがより好ましく、50時間以上であることがより一層好ましく、70時間以上であることが特に好ましい。 The time for culturing the mesenchymal cells on the culture surface is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, it is preferably 5 hours or more, more preferably 20 hours or more. It is preferably 50 hours or longer, and particularly preferably 70 hours or longer.

また、培養表面上で間葉系細胞を培養する時間は、例えば、400時間以下であることが好ましく、300時間以下であることがより好ましく、200時間以下であることがより一層好ましく、100時間以下であることが特に好ましい。培養表面上で間葉系細胞を培養する時間は、上記下限値のいずれかと、上記上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。 In addition, the time for culturing the mesenchymal cells on the culture surface is, for example, preferably 400 hours or less, more preferably 300 hours or less, even more preferably 200 hours or less, and 100 hours. The following are particularly preferred. The time for culturing the mesenchymal cells on the culture surface may be specified by arbitrarily combining any of the above lower limits and any of the above upper limits.

培養電極を介して電流を印加しながら、当該培養電極の培養表面に接着した間葉系細胞を培養することにより、当該間葉系細胞は活性化される。すなわち、電流を印加しながら培養することにより、活性化された間葉系細胞が得られる。 The mesenchymal cells are activated by culturing the mesenchymal cells adhering to the culture surface of the culture electrodes while applying an electric current through the culture electrodes. That is, by culturing while applying an electric current, activated mesenchymal cells can be obtained.

ここで、間葉系細胞の活性化は、当該間葉系細胞の発毛関連特性の向上を意味する。 Here, activation of mesenchymal cells means improvement of hair growth-related properties of the mesenchymal cells.

具体的に、間葉系細胞の発毛関連特性の向上は、例えば、当該間葉系細胞の発毛関連遺伝子の発現量の増加、及び/又は、当該間葉系細胞を用いて形成された毛包原基の発毛特性の向上(例えば、生体に移植された当該毛包原基から生える毛の数及び/又は長さの増加)を含む。 Specifically, the improvement of the hair growth-related properties of the mesenchymal cells is, for example, an increase in the expression level of a hair growth-related gene in the mesenchymal cells and / or formed using the mesenchymal cells Improving the hair growth properties of the follicle primordium (eg, increasing the number and/or length of hairs growing from the follicle primordium implanted in the body).

すなわち、本方法により得られる活性化された間葉系細胞は、例えば、少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が、電流を印加しない以外は同一の方法で培養された間葉系細胞のそれより増加した間葉系細胞である。 That is, the activated mesenchymal cells obtained by the present method have, for example, an expression level of at least one hair growth-related gene that is that of mesenchymal cells cultured in the same manner except that no current is applied. It is a more increased mesenchymal cell.

間葉系細胞において発現する発毛関連遺伝子は、当該間葉系細胞の発毛への寄与に関連する遺伝子であれば特に限られないが、例えば、Versican、ALP、BMP4、Nexin及びNotch1からなる群より選択される1以上であることとしてもよい。 The hair growth-related gene expressed in mesenchymal cells is not particularly limited as long as it is a gene related to the contribution of the mesenchymal cells to hair growth. For example, it consists of Versican, ALP, BMP4, Nexin and Notch1. It may be one or more selected from the group.

具体的に、本方法により得られる活性化間葉系細胞は、例えば、RT-PCRで測定されるALP遺伝子の発現量が、電流を印加しない以外は同一の方法で培養された間葉系細胞のそれの1.5倍以上であり、又は、2.0倍以上である。 Specifically, the activated mesenchymal cells obtained by this method are, for example, mesenchymal cells cultured in the same manner except that the expression level of the ALP gene measured by RT-PCR is not applied. 1.5 times or more, or 2.0 times or more.

本方法により製造された活性化間葉系細胞は、様々な用途に供することができる。すなわち、この活性化間葉系細胞は、例えば、そのまま培養電極の培養表面に接着した状態で、又は当該培養表面から回収されて、研究用途や、移植等の医療用途に供される。 The activated mesenchymal cells produced by this method can be used for various purposes. That is, the activated mesenchymal cells are, for example, directly adhered to the culture surface of the culture electrode, or recovered from the culture surface and used for research purposes and medical purposes such as transplantation.

具体的に、例えば、活性化間葉系細胞は、生体外における毛包原基の形成に好ましく用いられる。すなわち、本方法により製造された活性化間葉系細胞と、上皮系細胞とを共培養することにより、発毛関連特性に優れた毛包原基を形成することができる。 Specifically, for example, activated mesenchymal cells are preferably used for the formation of hair follicle primordia in vitro. That is, by co-culturing the activated mesenchymal cells produced by the present method and epithelial cells, it is possible to form hair follicle primordia having excellent hair growth-related properties.

本方法で毛包原基の形成に用いられる上皮系細胞は、発毛関連特性(例えば、発毛関連遺伝子の発現、及び/又は、間葉系細胞との共培養による毛包原基の形成)を有するものであれば特に限られない。上皮系細胞は、毛包組織(例えば、毛包組織のバルジ領域の外毛根鞘最外層、及び又は、毛母基部)に由来する細胞であってもよく、皮膚組織に由来する細胞であってもよく、生体外で幹細胞(例えば、iPS幹細胞、ES細胞、又はEG細胞)から誘導された細胞であってもよい。上皮系細胞は、生体から採取された初代細胞であってもよく、予め培養された細胞(例えば、継代培養された細胞、及び/又は、株化された細胞)であってもよい。上皮系細胞は、例えば、サイトケラチンを発現する細胞として特定される。上皮系細胞は、上皮幹細胞であることが好ましい。上皮幹細胞は、例えば、サイトケラチン15、及び/又は、CD34を発現する細胞として特定される。 The epithelial cells used for the formation of hair follicle primordium in this method have hair growth-related properties (e.g., expression of hair growth-related genes and/or formation of hair follicle primordium by co-culture with mesenchymal cells). ) is not particularly limited as long as it has The epithelial cells may be cells derived from hair follicle tissue (e.g., the outermost layer of the outer root sheath of the bulge region of the hair follicle tissue and/or the base of the hair matrix), or cells derived from skin tissue. They may also be cells derived ex vivo from stem cells (eg, iPS stem cells, ES cells, or EG cells). Epithelial cells may be primary cells collected from a living body, or pre-cultured cells (eg, subcultured cells and/or established cells). Epithelial cells are identified, for example, as cells that express cytokeratin. The epithelial cells are preferably epithelial stem cells. Epithelial stem cells are identified, for example, as cells expressing cytokeratin 15 and/or CD34.

上皮系細胞は、ヒト由来であることが好ましいが、非ヒト動物(ヒト以外の動物)由来であってもよい。非ヒト動物は、特に限られないが、非ヒト脊椎動物(ヒト以外の脊椎動物)であることが好ましい。非ヒト脊椎動物は、特に限られないが、非ヒト哺乳類であることが好ましい。非ヒト哺乳類は、特に限られないが、霊長類(例えば、サル)、げっ歯類(例えば、マウス、ラット、ハムスター、モルモット、ウサギ)、食肉類(例えば、イヌ、ネコ)、又は有蹄類(例えば、ブタ、ウシ、ウマ、ヤギ、ヒツジ)であってもよい。 Epithelial cells are preferably derived from humans, but may be derived from non-human animals (animals other than humans). Non-human animals are not particularly limited, but are preferably non-human vertebrates (vertebrates other than humans). Non-human vertebrates are not particularly limited, but preferably non-human mammals. Non-human mammals include, but are not limited to, primates (e.g., monkeys), rodents (e.g., mice, rats, hamsters, guinea pigs, rabbits), carnivores (e.g., dogs, cats), or ungulates. (eg, porcine, bovine, equine, goat, ovine).

間葉系細胞と上皮系細胞との共培養は、電流を印加しながら培養された後に回収された間葉系細胞と、当該間葉系細胞とは別に用意された上皮系細胞とを混合して培養することにより行う。 Co-culture of mesenchymal cells and epithelial cells is performed by mixing mesenchymal cells collected after being cultured while applying an electric current and epithelial cells prepared separately from the mesenchymal cells. It is carried out by culturing with

共培養の方法は、間葉系細胞及び上皮系細胞が凝集して毛包原基を形成する方法であれば特に限られないが、例えば、当該間葉系細胞と当該上皮系細胞とを細胞非接着性表面上で共培養することにより毛包原基を形成することが好ましい。 The method of co-culturing is not particularly limited as long as it is a method in which mesenchymal cells and epithelial cells aggregate to form hair follicle primordia. It is preferred to form the follicle primordium by co-cultivating on a non-adhesive surface.

ここで、細胞非接着性表面は、間葉系細胞及び上皮系細胞が実質的に接着しない表面であれば特に限られない。すなわち、細胞非接着性表面は、例えば、間葉系細胞及び上皮系細胞が接着せず浮遊状態で維持される表面、又は、当該間葉系細胞及び上皮系細胞が緩く接着するものの、トリプシン処理等の酵素処理を施すことなく、ピペッティング等の培養液を流動させる操作で当該間葉系細胞及び上皮系細胞が容易に脱離する表面である。細胞非接着性表面を有する培養容器としては、例えば、商業的に入手可能な、各ウェルの底面に細胞非接着コーティングが施されたマルチウェルプレートを用いることができる。また、国際公開第2017/073625号に記載されたマイクロ凹版も好ましく用いることができる。 Here, the cell non-adhesive surface is not particularly limited as long as it is a surface to which mesenchymal cells and epithelial cells do not substantially adhere. That is, the non-cell-adhesive surface is, for example, a surface to which mesenchymal cells and epithelial cells do not adhere and are maintained in a floating state, or a surface to which the mesenchymal cells and epithelial cells loosely adhere but is treated with trypsin. It is a surface from which the mesenchymal cells and epithelial cells can be easily detached by an operation such as pipetting to flow the culture solution without enzymatic treatment such as. As a culture vessel having a cell non-adhesive surface, for example, a commercially available multi-well plate having a cell non-adhesive coating applied to the bottom surface of each well can be used. Also, the micro-intaglio described in International Publication No. 2017/073625 can be preferably used.

間葉系細胞と上皮系細胞とを共培養する(例えば、間葉系細胞及び上皮系細胞を培養液中に分散し混合して培養する)ことにより、当該間葉系細胞及び上皮系細胞が自発的に凝集して、毛包原基が形成される。形成された毛包原基は、例えば、間葉系細胞同士が自発的に凝集して形成された間葉系細胞凝集部と、上皮系細胞同士が自発的に凝集して形成され、且つその一部が当該間葉系細胞凝集部の一部と結合した上皮系細胞凝集部と、を含む。 By co-culturing mesenchymal cells and epithelial cells (for example, dispersing and mixing mesenchymal cells and epithelial cells in a culture solution and culturing them), the mesenchymal cells and epithelial cells are Spontaneously aggregate to form the follicle primordium. The formed hair follicle primordium is formed, for example, by a mesenchymal cell aggregation portion formed by spontaneous aggregation of mesenchymal cells and by spontaneous aggregation of epithelial cells, and and an epithelial cell aggregation portion, a portion of which is bound to a portion of the mesenchymal cell aggregation portion.

毛包原基においては、例えば、間葉系細胞凝集部が内核部を構成するとともに、上皮系細胞凝集部が、当該間葉系細胞凝集塊の外周を覆う外層を構成することとしてもよい(いわゆるコアシェル型の毛包原基)。また、毛包原基においては、例えば、間葉系細胞と上皮系細胞とがそれぞれ分散して配置されることとしてもよい(いわゆるランダム型の毛包原基)。 In the hair follicle primordium, for example, the mesenchymal cell aggregation part may constitute the inner core part, and the epithelial cell aggregation part may constitute the outer layer covering the outer circumference of the mesenchymal cell aggregate ( So-called core-shell type hair follicle primordium). In addition, in the hair follicle primordium, for example, mesenchymal cells and epithelial cells may be arranged separately (so-called random type hair follicle primordium).

細胞非接着表面上では、非接着状態の毛包原基が製造される。ここで、非接着状態の毛包原基とは、細胞非接着表面に接着せず浮遊状態にある毛包原基、又は、当該細胞非接着表面に緩く接着しているが、トリプシン処理等の酵素処理を施すことなく、ピペッティング等の培養液を流動させる操作で当該細胞非接着性表面から容易に脱離する毛包原基である。 On the cell non-adhesive surface, a non-adherent hair follicle primordium is produced. Here, the hair follicle primordium in a non-adhesive state refers to the hair follicle primordium that is in a floating state without adhering to the cell non-adhesive surface, or that is loosely adhered to the cell non-adhesive surface, but is treated with trypsin or the like. It is a hair follicle primordium that can be easily detached from the non-adhesive surface of the cell without enzymatic treatment by an operation such as pipetting to flow the culture solution.

本方法において形成される毛包原基は、例えば、毛包原基スフェロイドであることとしてもよい。毛包原基スフェロイドは、略球状の細胞凝集塊である。毛包原基スフェロイドは、非接着状態で形成され、容易に回収される。このため、毛包原基スフェロイドは、生体への移植に好ましく用いられる。 The follicle primordium formed in this method may be, for example, a follicle primordium spheroid. Hair follicle primordium spheroids are roughly spherical cell aggregates. Follicle primordium spheroids are formed in a non-adherent state and are easily collected. For this reason, hair follicle primordium spheroids are preferably used for transplantation into a living body.

本方法における共培養により形成された毛包原基は、電流を印加しない以外は活性化間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる上皮系細胞に比べて、活性化された上皮系細胞を含む。 The hair follicle primordium formed by the co-culture in this method is formed in the same manner as the activated mesenchymal cells except that the mesenchymal cells are produced in the same manner as the activated mesenchymal cells except that no current is applied. It contains activated epithelial cells compared to the epithelial cells contained in the activated hair follicle primordium.

具体的に、本方法により電流を印加しながら培養された間葉系細胞を活性化間葉系細胞と呼び、電流を印加しない以外は当該活性化間葉系細胞と同一の方法で培養された間葉系細胞を対照間葉系細胞と呼び、当該対照間葉系細胞と上皮系細胞との共培養により形成された毛包原基を対照毛包原基と呼ぶ場合、当該活性化間葉系細胞と上皮系細胞との共培養により形成された毛包原基は、当該活性化間葉系細胞に代えて当該対照間葉系細胞を用いた以外は同一の方法で形成された対照毛包原基に含まれる上皮系細胞に比べて、活性化された上皮系細胞を含む。 Specifically, the mesenchymal cells cultured while applying an electric current by this method are called activated mesenchymal cells, and are cultured in the same manner as the activated mesenchymal cells except that no electric current is applied. When the mesenchymal cells are called control mesenchymal cells and the hair follicle primordium formed by co-culturing the control mesenchymal cells and epithelial cells is called the control hair follicle primordium, the activated mesenchyme The hair follicle primordium formed by co-culturing the stromal cells and the epithelial cells is the control hair formed by the same method except that the control mesenchymal cells are used instead of the activated mesenchymal cells. It contains activated epithelial cells compared to the epithelial cells contained in the follicle.

すなわち、本方法により電流を印加しながら培養された間葉系細胞と共培養された上皮系細胞は、当該電流を印加しない以外は同一の条件で培養された間葉系細胞と共培養された上皮系細胞に比べて、活性化される。換言すれば、活性化間葉系細胞を用いることにより、対照間葉系細胞を用いる場合に比べて活性化された上皮系細胞を含む毛包原基を製造することができる。 That is, epithelial cells co-cultured with mesenchymal cells cultured while applying current by this method were co-cultured with mesenchymal cells cultured under the same conditions except that the current was not applied. Activated compared to epithelial cells. In other words, by using activated mesenchymal cells, hair follicle primordia containing activated epithelial cells can be produced as compared to the case of using control mesenchymal cells.

ここで、上皮系細胞の活性化は、当該上皮系細胞の発毛関連特性の向上を意味する。具体的に、上皮系細胞の発毛関連特性の向上は、例えば、当該上皮系細胞の発毛関連遺伝子の発現量の増加、及び/又は、当該上皮系細胞を用いて形成された毛包原基の発毛特性の向上(例えば、生体に移植された当該毛包原基から生える毛の数及び/又は長さの増加)を含む。 Here, activation of epithelial cells means improvement of hair growth-related properties of the epithelial cells. Specifically, the improvement of the hair growth-related properties of epithelial cells is, for example, an increase in the expression level of hair growth-related genes in the epithelial cells, and/or folliculogenesis formed using the epithelial cells. This includes increasing the hair growth properties of the root (eg, increasing the number and/or length of hairs growing from the hair follicle primordium implanted in the body).

すなわち、本方法により形成された毛包原基に含まれる活性化された上皮系細胞は、例えば、少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が、電流を印加しない以外は活性化間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる上皮系細胞のそれより増加している上皮系細胞である。 That is, the activated epithelial cells contained in the hair follicle primordium formed by the present method, for example, are activated mesenchymal cells except that the expression level of at least one hair growth-related gene is not applied with an electric current. It is an epithelial cell that is more increased than that of the epithelial cells contained in the hair follicle primordium formed by the same method except for using mesenchymal cells produced by the same method.

上皮系細胞において発現する発毛関連遺伝子は、当該上皮系細胞の発毛への寄与に関連する遺伝子であれば特に限られないが、例えば、Wnt10b、LEF1(Lymphoid Enhancer Factor-1)、Shh(Sonic hedgehog)及びβ-Cateninからなる群より選択される1以上であることとしてもよい。 The hair growth-related gene expressed in epithelial cells is not particularly limited as long as it is a gene related to the contribution of the epithelial cells to hair growth. Sonic hedgehog) and β-catenin may be one or more selected from the group consisting of.

具体的に、本方法により製造された毛包原基に含まれる活性化上皮系細胞は、例えば、RT-PCRで測定されるWnt10b遺伝子の発現量が、電流を印加しない以外は同一の方法で培養された間葉系細胞と共培養された上皮系細胞のそれの1.5倍以上であることとしてもよく、2.0倍以上であることとしてもよく、2.5倍以上であることとしてもよく、3.0倍以上であることとしてもよい。 Specifically, the activated epithelial cells contained in the hair follicle primordium produced by this method, for example, the expression level of the Wnt10b gene measured by RT-PCR is determined by the same method except that no current is applied. It may be 1.5 times or more, 2.0 times or more, or 2.5 times or more that of the epithelial cells co-cultured with the cultured mesenchymal cells. , or 3.0 times or more.

このように、電気刺激により活性化された間葉系細胞と共培養することにより上皮系細胞が活性化されるという効果は、従来技術からは予想することができない意外な効果である。 Thus, the effect of activating epithelial cells by co-culturing with mesenchymal cells activated by electrical stimulation is an unexpected effect that cannot be expected from the prior art.

また、本方法における共培養により形成された毛包原基は、電流を印加しない以外は活性化間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる当該間葉系細胞に比べて、活性化された間葉系細胞を含む。すなわち、本方法により製造された活性化間葉系細胞は、上皮系細胞との共培養によって毛包原基を形成した後においても、活性化された状態を維持している。 In addition, the hair follicle primordium formed by the co-culture in this method is the same method except that the mesenchymal cells produced by the same method as the activated mesenchymal cells are used except that no current is applied. contains activated mesenchymal cells compared to the mesenchymal cells contained in the hair follicle primordium formed in . In other words, the activated mesenchymal cells produced by this method maintain their activated state even after forming hair follicle primordia by co-culturing with epithelial cells.

具体的に、本方法により形成された毛包原基に含まれる活性化された間葉系細胞は、電流を印加しない以外は活性化間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる当該間葉系細胞に比べて、少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が増加している間葉系細胞である。 Specifically, the activated mesenchymal cells contained in the hair follicle primordium formed by this method are the mesenchymal cells produced by the same method as the activated mesenchymal cells except that no current is applied. Mesenchymal cells in which the expression level of at least one hair growth-related gene is increased compared to the mesenchymal cells contained in the hair follicle primordium formed by the same method except that the cells are used be.

具体的に、本方法により製造された毛包原基に含まれる活性化間葉系細胞は、例えば、RT-PCRで測定されるVersican遺伝子の発現量が、電流を印加しない以外は同一の方法で培養され毛包原基を形成した間葉系細胞のそれの1.5倍以上であることとしてもよく、2.0倍以上であることとしてもよい。 Specifically, the activated mesenchymal cells contained in the hair follicle primordium produced by the present method, for example, the Versican gene expression level measured by RT-PCR is the same method except that no current is applied. It may be 1.5 times or more, or 2.0 times or more, that of the mesenchymal cells that were cultured in and formed the hair follicle primordium.

また、例えば、本方法により製造された毛包原基に含まれる活性化間葉系細胞は、RT-PCRで測定されるALP遺伝子の発現量が、電流を印加しない以外は同一の方法で培養され毛包原基を形成した間葉系細胞のそれの1.5倍以上であることとしてもよく、2.0倍以上であることとしてもよく、2.5倍以上であることとしてもよく、3.0倍以上であることとしてもよい。 In addition, for example, the activated mesenchymal cells contained in the hair follicle primordium produced by this method are cultured in the same manner except that the expression level of the ALP gene measured by RT-PCR is not applied with an electric current. It may be 1.5 times or more, 2.0 times or more, or 2.5 times or more that of the mesenchymal cells that formed the hair follicle primordium. , 3.0 times or more.

このように、本方法による毛包原基の製造は、活性化された上皮系細胞、及び/又は、活性化された間葉系細胞を含む毛包原基の製造、すなわち、活性化された毛包原基の製造であるともいえる。 Thus, the production of hair follicle primordium by the present method is the production of hair follicle primordium containing activated epithelial cells and/or activated mesenchymal cells , i.e., activated It can also be said to be the production of hair follicle primordia.

本方法により製造された毛包原基は、そのまま研究用途に供することもできるが、生体への移植用途にも好ましく用いられる。すなわち、本方法によれば、生体に移植されることで毛が生える毛包原基が製造される。 The hair follicle primordium produced by this method can be directly used for research purposes, but it is also preferably used for transplantation into a living body. That is, according to this method, a hair follicle primordium from which hair grows when transplanted into a living body is produced.

本方法により製造された毛包原基を生体に移植して当該毛包原基から毛を生やす場合、当該生体は特に限られず、ヒトであってもよいし、非ヒト動物であってもよい。非ヒト動物は特に限られないが、非ヒト哺乳類であることが好ましい。非ヒト哺乳類は、特に限られないが、例えば、霊長類(例えば、サル)、げっ歯類(例えば、マウス、ラット、ハムスター、モルモット、ウサギ)、食肉類(例えば、イヌ、ネコ)、又は有蹄類(例えば、ブタ、ウシ、ウマ、ヤギ、ヒツジ)であってもよい。毛包原基の生体への移植は、当該生体の皮膚への移植であることが好ましい。皮膚への移植は、例えば、皮下移植であってもよいし、皮内移植であってもよい。 When the follicle primordium produced by this method is transplanted into a living body to grow hair from the follicle primordium, the living body is not particularly limited, and may be a human or a non-human animal. . Non-human animals are not particularly limited, but non-human mammals are preferred. Non-human mammals include, but are not limited to, primates (e.g., monkeys), rodents (e.g., mice, rats, hamsters, guinea pigs, rabbits), carnivores (e.g., dogs, cats), or animals. Hoofed animals (eg, pigs, cows, horses, goats, sheep). The transplantation of hair follicle primordia into a living body is preferably transplantation into the skin of the living body. Implantation into the skin may be, for example, subcutaneous implantation or intradermal implantation.

毛包原基の製造及びその動物への移植は、医学的用途であってもよいし、研究用途であってもよい。すなわち、例えば、脱毛を伴う疾患の治療又は予防のために、当該疾患を患っている又は患う可能性のあるヒト患者に移植する目的で毛包原基を製造し、又は当該毛包原基を当該ヒト患者に移植することとしてもよい。 The production of hair follicle primordium and its transplantation into animals may be for medical or research purposes. That is, for example, for the treatment or prevention of a disease associated with hair loss, a hair follicle primordium is produced for the purpose of transplantation into a human patient suffering from or likely to suffer from the disease, or the hair follicle primordium is It may be transplanted into the human patient.

脱毛を伴う疾患は、特に限られないが、例えば、男性型脱毛症(Androgenetic Alopecia:AGA)、女子男性型脱毛症(Female Androgenetic Alopecia:FAGA)、分娩後脱毛症、びまん性脱毛症、脂漏性脱毛症、粃糠性脱毛症、牽引性脱毛症、代謝異常性脱毛症、圧迫性脱毛症、円形脱毛症、神経性脱毛症、抜毛症、全身性脱毛症、及び症候性脱毛症からなる群より選択される1以上であることとしてもよい。 Diseases associated with hair loss are not particularly limited, but for example, androgenetic alopecia (AGA), female androgenetic alopecia (FAGA), postpartum alopecia, diffuse alopecia, seborrhea Composed of alopecia areata, alopecia pityriasis, traction alopecia, metabolic alopecia, alopecia areata compressive, alopecia areata, alopecia areata, alopecia nervosa, trichotillomania, alopecia generalis, and symptomatic alopecia It may be one or more selected from the group.

また、例えば、脱毛を伴う疾患の治療又は予防に使用され得る物質の探索、及び/又は当該疾患の機構に関与する物質の探索のために、毛包原基を製造し、又は当該毛包原基を非ヒト動物に移植することとしてもよい。 In addition, for example, to search for substances that can be used for the treatment or prevention of diseases associated with hair loss and/or to search for substances involved in the mechanism of the disease, the hair follicle primordium is produced or the hair follicle The base may be implanted into a non-human animal.

次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples according to this embodiment will be described.

[培養装置]
図1に示す培養装置1と同様の構造を有する培養装置を以下のようにして製造した。まず、基板を洗浄した。すなわち、アンモニア液(25%)と過酸化水素水(30%)とを3:1の体積比で混合して洗浄液を調製した。次いで、基板として用いるスライドガラスを、300℃で沸騰させた洗浄液中に5分間浸漬することで、当該スライドガラスの表面に付着している不純物を除去した。その後、スライドガラスを、300℃で沸騰させた超純水に5分間浸漬する操作を2回繰り返すことで、洗浄液を洗い流した。
[Incubation device]
A culture device having the same structure as the culture device 1 shown in FIG. 1 was manufactured as follows. First, the substrate was washed. That is, an ammonia solution (25%) and a hydrogen peroxide solution (30%) were mixed at a volume ratio of 3:1 to prepare a cleaning solution. Next, the slide glass used as the substrate was immersed in a cleaning liquid boiled at 300° C. for 5 minutes to remove impurities adhering to the surface of the slide glass. After that, the cleaning solution was washed away by repeating the operation of immersing the slide glass in ultrapure water boiled at 300° C. for 5 minutes twice.

次に、その表面で間葉系細胞を培養する電極を作製した。すなわち、上述のようにして洗浄したスライドガラスの表面に、スパッタリング装置を用いてクロム薄膜を形成し、さらに、当該クロム薄膜上に金薄膜を形成した。金薄膜が形成されたスライドガラスを、0.1Mポリピロール溶液と0.1Mp-トルエンスルホン酸溶液との混合液に浸漬し、当該混合液に0.25mA/cmの電流を4分間印加することで、当該金薄膜上にポリピロール膜(導電性高分子膜)を形成した。その後、ポリピロール膜が形成されたスライドガラスを超純水で洗浄し、風乾した。 Next, an electrode for culturing mesenchymal cells on its surface was fabricated. That is, a chromium thin film was formed on the surface of the slide glass washed as described above using a sputtering apparatus, and a gold thin film was further formed on the chromium thin film. A slide glass on which a gold thin film is formed is immersed in a mixed solution of 0.1 M polypyrrole solution and 0.1 Mp-toluenesulfonic acid solution, and a current of 0.25 mA/cm 2 is applied to the mixed solution for 4 minutes. Then, a polypyrrole film (conductive polymer film) was formed on the gold thin film. After that, the slide glass on which the polypyrrole film was formed was washed with ultrapure water and air-dried.

そして、培養ウェルを作製した。すなわち、ポリピロール膜が形成されたスライドガラス表面の一部に、4ウェルチャンバー(Lab Tek II Chamber Slide)を接着させることで、当該4ウェルチャンバーの枠体(隔壁)で仕切られ、当該ポリピロール膜が形成された培養表面からなる底面を有する4つの培養ウェルを形成した。 Then, culture wells were prepared. That is, by adhering a 4-well chamber (Lab Tek II Chamber Slide) to a part of the slide glass surface on which the polypyrrole film is formed, the 4-well chamber is partitioned by the frame (partition wall), and the polypyrrole film is formed. Four culture wells were formed with bottoms consisting of formed culture surfaces.

その後、各培養ウェル内をエタノールで洗浄することで滅菌した。次いで、各培養ウェル内に、0.03%コラーゲンタイプI溶液を加え、風乾させることで、当該培養ウェルの底面のポリピロール膜上にコラーゲン薄膜を形成した。こうして、各々の面積が約2cmである4つの培養表面を得た。 Thereafter, the inside of each culture well was sterilized by washing with ethanol. Next, a 0.03% collagen type I solution was added to each culture well and air-dried to form a collagen thin film on the polypyrrole film on the bottom surface of the culture well. Four culture surfaces were thus obtained, each with an area of about 2 cm 2 .

また、各培養ウェルの上部開口を塞ぐサイズの樹脂基材を用意し、当該樹脂基材の一方の表面を白金メッシュで覆った。後述する間葉系細胞の培養においては、この樹脂基材を培養ウェルの蓋として用い、その白金メッシュ表面が各培養ウェルの底面と対向するように、当該各培養ウェルの上部開口に嵌め込んだ。 Also, a resin base material having a size to block the upper opening of each culture well was prepared, and one surface of the resin base material was covered with a platinum mesh. In the culture of mesenchymal cells, which will be described later, this resin base material was used as the lid of the culture well, and was fitted into the upper opening of each culture well so that the platinum mesh surface faced the bottom surface of each culture well. .

また、電源としてガルバノスタット装置を用いた。すなわち、ポリピロール膜が形成されたスライドガラス表面のうち、培養ウェルが形成されていない部分(4ウェルチャンバーの枠体が配置されていない部分)を金属配線を介して電源に電気的に接続するとともに、4つの培養ウェルの蓋として用いる4つの樹脂基材の各々の白金メッシュを金属配線を介して当該電源に電気的に接続した。こうして、間葉系細胞の培養に用いる培養装置を製造した。 A galvanostat device was used as a power source. That is, of the surface of the slide glass on which the polypyrrole film is formed, the portion where the culture wells are not formed (the portion where the frame of the 4-well chamber is not arranged) is electrically connected to the power supply via metal wiring. , the platinum mesh of each of the four resin substrates used as lids for the four culture wells was electrically connected to the power supply via metal wires. In this way, a culture device used for culturing mesenchymal cells was manufactured.

[間葉系細胞の調製]
間葉系細胞としては、毛乳頭細胞を用いた。すなわち、商業的に入手可能なヒト毛乳頭細胞(PromoCell社)を継代培養し、継代4代目~6代目(P4~P6)の当該ヒト毛乳頭細胞を実験に用いた。培養液としては、商業的に入手可能な毛乳頭細胞用培養培地(PromoCell社)を用いた。
[Preparation of mesenchymal cells]
Dermal papilla cells were used as mesenchymal cells. That is, commercially available human dermal papilla cells (PromoCell) were subcultured, and the human dermal papilla cells of passage 4 to 6 (P4 to P6) were used in the experiment. As the culture medium, a commercially available dermal papilla cell culture medium (PromoCell) was used.

[間葉系細胞の培養]
実施例1-1として、各培養ウェルに毛乳頭細胞を播種し、当該毛乳頭細胞を当該各培養ウェルの底面(培養電極の培養表面)上で3日間培養した。この培養期間中、毛乳頭細胞を播種してから24時間経過した時点から16分間、各培養ウェルにパルス電流を印加した。
[Culture of mesenchymal cells]
As Example 1-1, dermal papilla cells were seeded in each culture well, and the dermal papilla cells were cultured on the bottom surface of each culture well (the culture surface of the culture electrode) for 3 days. During this culture period, a pulsed current was applied to each culture well for 16 minutes starting 24 hours after the dermal papilla cells were seeded.

具体的に、このパルス電流刺激においては、各培養チャンバーに対して、(1)まず「+200μA(培養表面の単位面積当たりの電流値:約+100μA/cm)」の電流を0.05秒印加し、(2)次いで「-200μA(培養表面の単位面積当たりの電流値:約-100μA/cm)」の電流を0.05秒印加し、(3)その後、電流を印加せずに(0μA)0.1秒保持する、という当該(1)、(2)及び(3)を1つのパルスとする電流を印加した。 Specifically, in this pulse current stimulation, (1) first, a current of “+200 μA (current value per unit area of culture surface: about +100 μA/cm 2 )” is applied to each culture chamber for 0.05 seconds. (2) then apply a current of “−200 μA (current value per unit area of the culture surface: about −100 μA/cm 2 )” for 0.05 seconds, and (3) then apply no current ( 0 μA) and held for 0.1 sec, a current was applied with the above (1), (2) and (3) as one pulse.

一方、比較例1-1として、電流を印加しない以外は同一の方法で毛乳頭細胞を3日間培養した。また、比較例1-2として、ポリピロール膜を形成していない以外は同一の方法で製造した培養装置を用いて、電流を印加しない以外は同一の方法で毛乳頭細胞を3日間培養した。 On the other hand, as Comparative Example 1-1, dermal papilla cells were cultured for 3 days in the same manner except that no current was applied. As Comparative Example 1-2, dermal papilla cells were cultured for 3 days in the same manner except that no current was applied, using a culture apparatus manufactured in the same manner except that the polypyrrole film was not formed.

[間葉系細胞の生死染色]
培養3日目に、生細胞を染色するためのフルオレセインジアセテート(FDA)と、死細胞を染色するためのエチジウムブロマイド(EB)とを用いて、毛乳頭細胞の生死染色を行った。すなわち、まず培養3日目に各培養ウェルから培地を除去し、その後、当該各培養ウェルにFDAを含む培養液(生細胞染色液)を加え、30分維持することにより、生細胞の染色を行った。次いで、各培養ウェルから生細胞染色液を除去し、その後、当該各培養ウェルにEBを含む培地(死細胞染色液)を加え、数分維持することにより、死細胞の染色を行った。さらに、各培養ウェルから死細胞染色液を除去した後、当該各培養ウェル内をリン酸緩衝液(PBS)で洗浄した。そして、染色された毛乳頭細胞を位相差顕微鏡及び蛍光顕微鏡で観察した。
[Life and death staining of mesenchymal cells]
On the third day of culture, viability staining of dermal papilla cells was performed using fluorescein diacetate (FDA) for staining viable cells and ethidium bromide (EB) for staining dead cells. That is, first remove the medium from each culture well on the third day of culture, then add a culture solution containing FDA (living cell staining solution) to each culture well and maintain for 30 minutes to stain living cells. gone. Next, the viable cell staining solution was removed from each culture well, and then a medium containing EBs (dead cell staining solution) was added to each culture well and maintained for several minutes to stain dead cells. Furthermore, after removing the dead cell staining solution from each culture well, the inside of each culture well was washed with a phosphate buffer solution (PBS). Then, the stained dermal papilla cells were observed under a phase-contrast microscope and a fluorescence microscope.

[結果]
染色された毛乳頭細胞を位相差顕微鏡及び蛍光顕微鏡で観察した結果、電気刺激の有無にかかわらず、実施例1-1、比較例1-1及び比較例1-2の全てにおいて、ほとんどの毛乳頭細胞がFDAで染色されており、生存していることが確認された。すなわち、本実験で用いられたパルス電流刺激は、毛乳頭細胞の生存に影響しないことが確認された。
[result]
As a result of observing the stained dermal papilla cells with a phase contrast microscope and a fluorescence microscope, most of the hairs were observed in all of Example 1-1, Comparative Example 1-1 and Comparative Example 1-2, regardless of the presence or absence of electrical stimulation. Papilla cells were stained with FDA and confirmed to be viable. That is, it was confirmed that the pulse current stimulation used in this experiment did not affect the survival of dermal papilla cells.

[培養装置]
上述の実施例1で製造した培養装置を用いた。
[Incubation device]
The culture apparatus manufactured in Example 1 above was used.

[間葉系細胞の調製]
間葉系細胞としては、毛乳頭細胞を用いた。すなわち、商業的に入手可能なヒト毛乳頭細胞(PromoCell社)を継代培養し、P4~P6の当該ヒト毛乳頭細胞を実験に用いた。培養液としては、毛乳頭細胞用培養培地(PromoCell社)を用いた。
[Preparation of mesenchymal cells]
Dermal papilla cells were used as mesenchymal cells. That is, commercially available human dermal papilla cells (PromoCell) were subcultured, and the human dermal papilla cells at P4 to P6 were used in the experiment. As the culture solution, a culture medium for dermal papilla cells (PromoCell) was used.

[間葉系細胞の培養]
実施例2-1として、各培養ウェルに、1.2×10個の毛乳頭細胞を播種し、当該毛乳頭細胞を当該各培養ウェルの底面(培養電極の培養表面)上で3日間培養した。この実施例2-1においては、パルス電流を印加し始めるタイミング(毛乳頭細胞を播種してから5時間経過時点、29時間経過時点、53時間経過時点)、印加するパルス電流の大きさ(0μA(0μA/cm-培養表面)、45μA(22.5μA/cm)、100μA(50μA/cm)、200μA(100μA/cm)、及び300μA(150μA/cm))、パルス電流を継続して印加する時間(16分、3時間、24時間)が異なる複数の条件で、パルス電流を印加しながら毛乳頭細胞を培養した。一方、比較例2-1として、電流を印加しない以外は同一の方法で毛乳頭細胞を3日間培養した。
[Culture of mesenchymal cells]
As Example 2-1, each culture well was seeded with 1.2×10 4 dermal papilla cells, and the dermal papilla cells were cultured on the bottom surface of each culture well (the culture surface of the culture electrode) for 3 days. bottom. In this Example 2-1, the timing of starting to apply the pulse current (5 hours after seeding of dermal papilla cells, 29 hours, 53 hours), the magnitude of the applied pulse current (0 μA (0 μA/cm 2 minus culture surface), 45 μA (22.5 μA/cm 2 ), 100 μA (50 μA/cm 2 ), 200 μA (100 μA/cm 2 ), and 300 μA (150 μA/cm 2 )), pulse current continuously. Dermal papilla cells were cultured while applying a pulse current under a plurality of conditions with different application times (16 minutes, 3 hours, 24 hours). On the other hand, as Comparative Example 2-1, dermal papilla cells were cultured for 3 days in the same manner except that no current was applied.

[発毛関連遺伝子のPCR解析]
3日間培養した毛乳頭細胞の遺伝子発現量をRT-PCRにより解析した。RT-PCRで用いたプライマーの塩基配列は、ALP(アルカリフォスファターゼ)について、Forward Primerは「5‘-ATTGACCACGGGCACCAT-3’」、Reverse Primerは「5‘-CTCCACCGCCTCATGCA-3’」であり、コントロールとして用いたGAPDHについて、Forward Primerは「5‘-GCACCGTCAAGGCTgAGAAC-3’」、Reverse Primerは「5‘-TGGTGAAGACGCCAGTGGA-3’」であった。
[PCR analysis of hair growth-related genes]
Gene expression levels in dermal papilla cells cultured for 3 days were analyzed by RT-PCR. The base sequences of the primers used in RT-PCR were, for ALP (alkaline phosphatase), the forward primer was "5'-ATTGACCACGGGCACCAT-3'" and the reverse primer was "5'-CTCCACCGCCTCATGCA-3'", which were used as controls. For the GAPDH used, the Forward Primer was "5'-GCACCGTCAAGGCTgAGAAC-3'" and the Reverse Primer was "5'-TGGTGAAGACGCCAGTGGA-3'".

[結果]
図2Aには、パルス電流を印加し始めるタイミングを変えて培養した毛乳頭細胞のALP遺伝子発現量を解析した結果を示す。具体的に、図2Aには、電流を印加しなかった比較例2-1(図中の「Control」)、実施例2-1のうち、毛乳頭細胞にパルス電流を印加し始めたタイミングが、当該毛乳頭細胞を播種してから5時間経過した時点であった例(図中の「Day 0」)、29時間経過した時点であった例(図中の「Day 1」)、及び53時間経過した時点であった例(図中の「Day 2」)のそれぞれについて、当該比較例2-1における遺伝子発現量を「1」とした場合の、相対的な遺伝子発現量(図の縦軸「Relative gene expression」)を示す。
[result]
FIG. 2A shows the results of analyzing the ALP gene expression level of dermal papilla cells cultured with different timings for starting to apply a pulse current. Specifically, FIG. 2A shows the timing at which the pulse current was applied to the dermal papilla cells in Comparative Example 2-1 (“Control” in the figure) in which no current was applied, and Example 2-1. , an example that was 5 hours after seeding the dermal papilla cells ("Day 0" in the figure), an example that was 29 hours ("Day 1" in the figure), and 53 For each of the examples (“Day 2” in the figure) at which time had elapsed, the relative gene expression level (vertical axis “Relative gene expression”).

なお、図2Aに示す各例において、パルス電流としては、(1)まず「+200μA(約+100μA/cm)」の電流を0.05秒印加し、(2)次いで「-200μA(約-100μA/cm)」の電流を0.05秒印加し、(3)その後、電流を印加せずに(0μA)0.1秒保持する、という当該(1)、(2)及び(3)を1つのパルスとする電流を16分間印加した。 In each example shown in FIG. 2A, as the pulse current, (1) first apply a current of “+200 μA (approximately +100 μA/cm 2 )” for 0.05 seconds, (2) then apply “−200 μA (approximately −100 μA /cm 2 )” is applied for 0.05 seconds, and (3) thereafter, no current is applied (0 μA) and held for 0.1 seconds. One pulse of current was applied for 16 minutes.

図2Aに示すように、毛乳頭細胞を播種してから5時間の時点からバルス電流を印加した場合(図中の「Day 0」)には、電流を印加しない場合(図中の「Control」)に比べて、当該毛乳頭細胞のALP遺伝子発現量が減少した。 As shown in FIG. 2A, when a pulse current was applied from 5 hours after seeding dermal papilla cells (“Day 0” in the figure), when no current was applied (“Control” in the figure) ), the ALP gene expression level of the dermal papilla cells decreased.

これに対し、毛乳頭細胞を播種してから29時間の時点又は53時間の時点からパルス電流を印加した場合(図中の「Day 1」及び「Day 2」)には、電流を印加しない場合に比べて、毛乳頭細胞のALP遺伝子発現量が顕著に増加した。また、特に、29時間の時点からパルス電流を印加した場合には、53時間の時点からパルス電流を印加した場合に比べても、毛乳頭細胞のALP遺伝子発現量は大きかった。 On the other hand, when the pulse current was applied from 29 hours or 53 hours after seeding the dermal papilla cells ("Day 1" and "Day 2" in the figure), the current was not applied. Compared to , the ALP gene expression level in dermal papilla cells was remarkably increased. Moreover, in particular, when the pulse current was applied from the 29th hour, the ALP gene expression level of the dermal papilla cells was greater than when the pulsed current was applied from the 53th hour.

図2Bには、印加するパルス電流の大きさを変えて培養した毛乳頭細胞のALP遺伝子発現を解析した結果を示す。具体的に、図2Bには、電流を印加しなかった比較例2-1(図中の「Control」)、実施例2-1のうち、毛乳頭細胞に印加したパルス電流の大きさが各培養ウェルあたり45μA(各培養ウェルの培養表面(電極表面)の単位面積当たり22.5μA/cm)であった例(図中の「45μA」)、100μA(50μA/cm)であった例(図中の「100μA」)、200μA(100μA/cm)であった例(図中の「200μA」)、及び300μA(150μA/cm)であった例(図中の「300μA」)のそれぞれについて、当該比較例2-1における遺伝子発現量を「1」とした場合の、相対的な遺伝子発現量(図の縦軸「Relative gene expression」)を示す。 FIG. 2B shows the results of analysis of ALP gene expression in dermal papilla cells cultured while varying the magnitude of the applied pulse current. Specifically, FIG. 2B shows the magnitude of the pulse current applied to the dermal papilla cells in Comparative Example 2-1 (“Control” in the figure) in which no current was applied, and Example 2-1. 45 μA per culture well (22.5 μA/cm 2 per unit area of the culture surface (electrode surface) of each culture well) (“45 μA” in the figure), 100 μA (50 μA/cm 2 ) (“100 μA” in the figure), an example of 200 μA (100 μA/cm 2 ) (“200 μA” in the figure), and an example of 300 μA (150 μA/cm 2 ) (“300 μA” in the figure). For each of them, the relative gene expression level (“Relative gene expression” on the vertical axis in the figure) is shown when the gene expression level in Comparative Example 2-1 is set to “1”.

なお、図2Bに示す各例において、パルス電流は、毛乳頭細胞を播種してから29時間経過した時点から16分間印加した。また、各例においてはパルス電流として、(1)まず所定値のプラス電流(例えば、「+45μA(約+22.5μA/cm)」の電流)を0.05秒印加し、(2)次いで所定値のマイナス電流(例えば、「-45μA(約-22.5μA/cm)」の電流)を0.05秒印加し、(3)その後、電流を印加せずに(0μA)0.1秒保持する、という当該(1)、(2)及び(3)を1つのパルスとする電流を印加した。 In each example shown in FIG. 2B, the pulse current was applied for 16 minutes from 29 hours after seeding the dermal papilla cells. Further, in each example, as the pulse current, (1) first, a positive current of a predetermined value (for example, a current of “+45 μA (about +22.5 μA/cm 2 )”) is applied for 0.05 seconds, and (2) a predetermined (e.g., a current of "-45 μA (approximately -22.5 μA/cm 2 )") for 0.05 seconds, (3) followed by no current (0 μA) for 0.1 seconds. A current was applied with the (1), (2) and (3) of holding as one pulse.

図2Bに示すように、45μA(22.5μA/cm)以上のパルス電流を印加した全ての例において、電流を印加しない場合に比べて、毛乳頭細胞のALP遺伝子発現量が増加した。特に、100μA(50μA/cm)以上の大きさのパルス電流を印加した場合には、電流を印加しない場合に比べて、毛乳頭細胞のALP遺伝子発現量が顕著に増加した。 As shown in FIG. 2B, in all cases where a pulse current of 45 μA (22.5 μA/cm 2 ) or more was applied, the ALP gene expression level in dermal papilla cells increased compared to the case where no current was applied. In particular, when a pulse current of 100 μA (50 μA/cm 2 ) or more was applied, the ALP gene expression level in dermal papilla cells was remarkably increased compared to when no current was applied.

図2Cには、パルス電流を継続的に印加する時間(培養期間中にパルス電流を印加した総時間でもある。)を変えて培養した毛乳頭細胞のALP遺伝子発現量を解析した結果を示す。具体的に、図2Cには、電流を印加しなかった比較例2-1(図中の「Control」)、実施例2-1のうち、毛乳頭細胞にパルス電流を印加した時間が16分であった例(図中の「16min」)、3時間であった例(図中の「3h」)、及び24時間であった例(図中の「24h」)のそれぞれについて、当該比較例2-1における遺伝子発現量を「1」とした場合の、相対的な遺伝子発現量(図の縦軸「Relative gene expression」)を示す。 FIG. 2C shows the results of analyzing the ALP gene expression level of dermal papilla cells cultured by changing the time of continuously applying the pulse current (also the total time of applying the pulse current during the culture period). Specifically, FIG. 2C shows Comparative Example 2-1 (“Control” in the figure) in which no current was applied, and Example 2-1, where the pulse current was applied to the dermal papilla cells for 16 minutes. For each of the example ("16min" in the figure), the example that was 3 hours ("3h" in the figure), and the example that was 24 hours ("24h" in the figure), the comparative example The relative gene expression level (“Relative gene expression” on the vertical axis in the figure) is shown when the gene expression level in 2-1 is set to “1”.

なお、図2Cに示す各例においては、(1)まず「+200μA(約+100μA/cm)」の電流を0.05秒印加し、(2)次いで「-200μA(約-100μA/cm)」の電流を0.05秒印加し、(3)その後、電流を印加せずに(0μA)0.1秒保持する、という当該(1)、(2)及び(3)を1つのパルスとする電流を印加した。また、パルス電流は、毛乳頭細胞を播種してから29時間経過した時点から印加した。 In each example shown in FIG. 2C, (1) first, a current of “+200 μA (approximately +100 μA/cm 2 )” is applied for 0.05 seconds, and (2) then “−200 μA (approximately −100 μA/cm 2 )” is applied. ” is applied for 0.05 seconds, and (3) then no current is applied (0 μA) and held for 0.1 seconds. A current was applied. In addition, the pulse current was applied 29 hours after seeding the dermal papilla cells.

図2Cに示すように、パルス電流を印加した時間が16分以上であった全ての例において、電流を印加しない場合に比べて、毛乳頭細胞のALP遺伝子発現量が顕著に増加した。 As shown in FIG. 2C, in all cases where the pulse current was applied for 16 minutes or longer, the ALP gene expression level in dermal papilla cells was significantly increased compared to the case where no current was applied.

[培養装置]
上述の実施例1で製造した培養装置を用いた。
[Incubation device]
The culture apparatus manufactured in Example 1 above was used.

[間葉系細胞の調製]
間葉系細胞としては、毛乳頭細胞を用いた。すなわち、商業的に入手可能なヒト毛乳頭細胞(PromoCell社)を継代培養し、P4~P6の当該ヒト毛乳頭細胞を実験に用いた。培養液としては、毛乳頭細胞用培養培地(PromoCell社)を用いた。
[Preparation of mesenchymal cells]
Dermal papilla cells were used as mesenchymal cells. That is, commercially available human dermal papilla cells (PromoCell) were subcultured, and the human dermal papilla cells at P4 to P6 were used in the experiment. As the culture solution, a culture medium for dermal papilla cells (PromoCell) was used.

[間葉系細胞の培養]
実施例3-1として、各培養ウェルに、1.2×10個の毛乳頭細胞を播種し、当該毛乳頭細胞を当該各培養ウェルの底面(培養電極の培養表面)上で3日間培養した。この培養期間中、毛乳頭細胞を播種してから29時間経過した時点から16分間、各培養ウェルに200μA(100μA/cm)のパルス電流を印加した。
[Culture of mesenchymal cells]
As Example 3-1, 1.2×10 4 dermal papilla cells were seeded in each culture well, and the dermal papilla cells were cultured on the bottom surface of each culture well (culture surface of the culture electrode) for 3 days. bottom. During this culture period, a pulse current of 200 μA (100 μA/cm 2 ) was applied to each culture well for 16 minutes starting 29 hours after seeding the dermal papilla cells.

[上皮系細胞の採取]
胎齢18日のC57BL/6マウス胎児より背部の皮膚組織を採取し、中尾らが報告した方法(Koh-ei Toyoshima et al. Nature Communication, 3, 784, 2012)を一部改変して、ディスパーゼ処理を4℃で1時間、40rpm震盪条件で行い、当該皮膚組織の上皮層と間葉層とを分離した。その後、上皮層に100U/mLのコラゲナーゼ処理を1時間20分施し、さらにトリプシン処理を10分施すことで、上皮系細胞を単離した。
[Collection of epithelial cells]
The back skin tissue was collected from C57BL / 6 mouse fetuses of 18 days of gestational age, and the method reported by Nakao et al. was performed at 4° C. for 1 hour under shaking conditions of 40 rpm to separate the epithelial layer and the mesenchymal layer of the skin tissue. Thereafter, the epithelial layer was treated with 100 U/mL collagenase for 1 hour and 20 minutes, and then treated with trypsin for 10 minutes to isolate epithelial cells.

[毛包原基の製造]
毛包原基を形成するための培養容器として、各ウェルが、細胞非接着コーティングが施された丸底(凹状に湾曲した細胞非接着性底面)を有する、商業的に入手可能な96マルチウェルプレートを用いた。
[Production of hair follicle primordia]
A commercially available 96-multiwell, each well having a round bottom (concave curved, cell-non-adhesive bottom surface) with a cell-non-adhesive coating, as a culture vessel for the formation of follicle primordia. A plate was used.

上述のようにして電流を印加しながら培養して得られた毛乳頭細胞と、皮膚組織から採取された上皮系細胞とを、それぞれトリプシン処理により回収し、新鮮な培養液を添加して、当該毛乳頭細胞を含む細胞懸濁液、及び当該上皮系細胞を含む細胞懸濁液をそれぞれ調製した。 Dermal papilla cells obtained by culturing while applying an electric current as described above and epithelial cells collected from skin tissue are each collected by trypsin treatment, fresh culture medium is added, and the A cell suspension containing dermal papilla cells and a cell suspension containing the epithelial cells were prepared.

次いで、毛乳頭細胞の細胞密度が5×10個/ウェルとなり、且つ上皮系細胞の細胞密度が1×10個/ウェルとなるように、当該毛乳頭細胞と上皮系細胞とを混合して、96マルチウェルプレートの各ウェルに播種した。培養液としては、間葉系細胞培養培地(DMEM+10%FBS+1%ペニシリン/ストレプトマイシン)と、HuMedia-KG2とを体積比1:1で混合して調製された混合培地を用いた。 Next, the dermal papilla cells and the epithelial cells are mixed so that the cell density of the dermal papilla cells is 5×10 3 cells/well and the cell density of the epithelial cells is 1×10 4 cells/well. to seed each well of a 96-multiwell plate. As the culture medium, a mixed medium prepared by mixing a mesenchymal cell culture medium (DMEM+10% FBS+1% penicillin/streptomycin) and HuMedia-KG2 at a volume ratio of 1:1 was used.

そして、各ウェルにおいて、毛乳頭細胞及び上皮系細胞を混合状態で3日間培養することにより、毛包原基を形成した。すなわち、培養時間が経過するにつれて、各ウェル内において細胞同士は自発的に凝集して、球状で浮遊状態の毛包原基を形成した。なお、この毛包原基は、主に毛乳頭細胞同士が凝集して形成された毛乳頭細胞凝集部分と、主に上皮系細胞同士が凝集して形成された上皮系細胞凝集部分とを含み、当該毛乳頭細胞凝集部分の一部と当該上皮系細胞凝集部分の一部とは結合していた。 Then, in each well, hair follicle primordia were formed by culturing the dermal papilla cells and the epithelial cells in a mixed state for 3 days. That is, as the culture time passed, the cells spontaneously aggregated in each well to form a spherical, floating hair follicle primordium. The hair follicle primordium includes a dermal papilla cell aggregation portion mainly formed by aggregation of dermal papilla cells and an epithelial cell aggregation portion mainly formed by aggregation of epithelial cells. A part of the dermal papilla cell-aggregated part and a part of the epithelial cell-aggregated part were bound.

一方、比較例3-1として、電流を印加しながら培養された毛乳頭細胞に代えて、電流を印加しない以外は同一の方法で培養された毛乳頭細胞を用いたこと以外は、同一の方法で共培養を行って毛包原基を形成した。 On the other hand, as Comparative Example 3-1, the same method was used except that instead of the dermal papilla cells cultured while applying the current, the dermal papilla cells were cultured in the same manner except that no current was applied. to form a hair follicle primordium.

[発毛関連遺伝子のPCR解析]
3日間の培養により形成された毛包原基の遺伝子発現量をRT-PCRにより解析した。RT-PCRで用いたプライマーの塩基配列は、Versicanについて、Forward Primerは「5‘-CCAGCAAGCACAAAATTTCA-3’」、Reverse Primerは「5‘-TGCACTGGATCTGTTTCTTCA-3’」であり、LEF1(Lymphoid Enhancer Factor-1)について、Forward Primerは「5‘-CCCGATGACGGAAAGCAT-3’」、Reverse Primerは「5‘-TCGAGTAGGAGGGTCCCTTGT-3’」であり、ALPについて、Forward Primerは「5‘-ATTGACCACGGgCACCAT-3’」、Reverse Primerは「5‘-CTCCACCGCCTCATGCA-3’」であり、Wnt10bについて、Forward Primerは「5‘-CCAAGAGCCGGGCCCGAGTGA-3’」、Reverse Primerは「5‘-AAGGGCGGAGGCCGAGACCG-3’」であり、コントロールとして用いたGAPDHについて、Forward Primerは「5‘-GCACCGTCAAGGCTGAGAAC-3’」、Reverse Primerは「5‘-TGGTGAAGACGCCAGTGGA-3’」であった。
[PCR analysis of hair growth-related genes]
Gene expression levels of hair follicle primordia formed by 3-day culture were analyzed by RT-PCR. The nucleotide sequences of the primers used in RT-PCR are, for Versican, Forward Primer is "5'-CCAGCAAGCACAAAATTTCA-3'", Reverse Primer is "5'-TGCACTGGATCTGTTTCTTCA-3'", LEF1 (Lymphoid Enhancer Factor-1 ), Forward Primer is “5′-CCCGATGACGGAAAGCAT-3′”, Reverse Primer is “5′-TCGAGTAGGAGGGTCCCTTGT-3′”, and for ALP, Forward Primer is “5′-ATTGACCACGGgCACCAT-3′”, Reverse Primer is '5'-CTCCACCGCCTCATGCA-3', for Wnt10b, Forward Primer is '5'-CCAAGAGCCGGGCCCGGTGA-3', Reverse Primer is '5'-AAGGGCGGAGGCCGAGACCG-3'', GAPDH used as a control, The Forward Primer was "5'-GCACCGTCAAGGCTGAGAAC-3'" and the Reverse Primer was "5'-TGGTGAAGACGCCAGTGGA-3'".

[マウスへの移植]
上述のようにして3日間の培養で形成した毛包原基を回収して、ヌードマウスの皮内に移植した。すなわち、ヌードマウスにイソフルラン吸引麻酔を施し、その背部をイソジンで消毒した。次いで、Vランスマイクロメス(日本アルコン)を用いて、皮膚の表皮層から真皮層下部に至る移植創を形成した。そして、この移植創に、毛包原基を20個ずつ注入した。なお、ヌードマウスの飼育及び移植実験は、横浜国立大学動物実験専門委員会の指針を遵守して行った。
[Transplantation to mouse]
The hair follicle primordium formed by culturing for 3 days as described above was collected and implanted intradermally into nude mice. That is, a nude mouse was given isoflurane inhalation anesthesia, and its back was disinfected with isodine. Next, using a V-lance micro scalpel (Alcon Japan), a graft wound was formed from the epidermis layer to the lower dermis layer of the skin. Then, 20 hair follicle primordia were injected into this graft wound. The breeding and transplantation experiments of nude mice were conducted in compliance with the guidelines of the Yokohama National University Animal Care and Use Committee.

[結果]
図3には、毛包原基における遺伝子発現量を解析した結果を示す。具体的に、図3には、横軸に示される遺伝子(Versican、LEF1、ALP及びWnt10b)の各々について、比較例3-1において電流を印加することなく培養された毛乳頭細胞を用いて形成された毛包原基(図中の「Control」)の発現量(黒塗りの棒グラフ)を「1」とした場合の、実施例3-1において電流を印加して培養された毛乳頭細胞を用いて形成された毛包原基(図中の「200μA」)の発現量(図の縦軸「Relative gene expression」)(白抜きの棒グラフ)を示す。
[result]
FIG. 3 shows the results of analysis of gene expression levels in hair follicle primordia. Specifically, in FIG. 3, for each of the genes (Versican, LEF1, ALP, and Wnt10b) indicated on the horizontal axis, dermal papilla cells cultured without applying current in Comparative Example 3-1 were used to form Dermal papilla cells cultured by applying current in Example 3-1, when the expression level (black bar graph) of the treated hair follicle primordium (“Control” in the figure) was set to “1”. The expression level of the hair follicle primordium (“200 μA” in the figure) formed by using this method (“Relative gene expression” on the vertical axis in the figure) (white bar graph) is shown.

図3に示すように、毛乳頭細胞に特徴的なVersican及びALPはいずれも、電流を印加して培養された毛乳頭細胞を含む毛包原基の遺伝子発現量が、電流を印加せずに培養された毛乳頭細胞を含む毛包原基のそれに比べて、顕著に大きかった。 As shown in FIG. 3, for both Versican and ALP, which are characteristic of dermal papilla cells, the gene expression levels of hair follicle primordia containing dermal papilla cells cultured with applied current were It was significantly larger than that of follicle primordia containing cultured dermal papilla cells.

すなわち、電流を印加して培養された毛乳頭細胞は、当該培養後で毛包原基を形成する前のみならず、上皮系細胞との共培養によって毛包原基を形成した後も、当該毛包原基において、発毛関連遺伝子の発現量が増加していることが確認された。 That is, the dermal papilla cells cultured by applying an electric current are not only before forming the hair follicle primordium after the culture, but also after forming the hair follicle primordium by co-culturing with the epithelial cells. In the hair follicle primordium, it was confirmed that the expression levels of hair growth-related genes were increased.

また、上皮系細胞に特徴的なLEF1及びWnt10bも、電流を印加して培養された毛乳頭細胞と共に毛包原基を形成した上皮系細胞の遺伝子発現量が、電流を印加せずに培養された毛乳頭細胞と共に毛包原基を形成した上皮系細胞のそれに比べて大きく、特に、Wnt10bの遺伝子発現量は、顕著に大きかった。 In addition, LEF1 and Wnt10b, which are characteristic of epithelial cells, also showed that the gene expression levels of epithelial cells that formed hair follicle primordium together with dermal papilla cells cultured with applied current were cultured without applying current. In particular, the Wnt10b gene expression level was significantly higher than that of epithelial cells that formed hair follicle primordium together with dermal papilla cells.

すなわち、電流を印加して培養された毛乳頭細胞との共培養によって毛包原基を形成した上皮系細胞は、当該毛包原基において、その発毛関連遺伝子の発現量が顕著に増加しているという、予想外の顕著な効果が確認された。 That is, in epithelial cells that have formed hair follicle primordium by co-culturing with dermal papilla cells that have been cultured by applying an electric current, the expression level of the hair growth-related gene is remarkably increased in the hair follicle primordium. An unexpectedly remarkable effect was confirmed.

図4A、及び図4Bにはそれぞれ、電流を印加して培養された毛乳頭細胞を用いて形成された毛包原基、及び電流を印加することなく培養された毛乳頭細胞を用いて形成された毛包原基をマウスに移植してから30日後の時点で撮影された、当該毛包原基から再生した毛の写真を示す。 FIGS. 4A and 4B show hair follicle primordia formed using dermal papilla cells cultured with current applied and dermal papilla cells cultured without current applied. 30 shows a photograph of hair regenerated from the hair follicle primordium, taken 30 days after the hair follicle primordium was transplanted into the mouse.

また、図5には、電流を印加して培養された毛乳頭細胞を用いて形成された毛包原基(図中の「実施例3-1」)、及び電流を印加することなく培養された毛乳頭細胞を用いて形成された毛包原基(図中の「比較例3-1」)をマウスに移植してから30日後の時点において、当該毛包原基から生えていた毛の本数を数えた結果(図中の縦軸「発毛数」)を示す。 FIG. 5 also shows hair follicle primordia formed using dermal papilla cells cultured with applied current (“Example 3-1” in the figure), and hair follicles cultured without applying current. 30 days after the transplantation of the hair follicle primordium formed using the dermal papilla cells (“Comparative Example 3-1” in the figure) into the mouse, the number of hairs grown from the hair follicle primordium The results of counting the number of hairs (vertical axis in the figure, "number of hair growth") are shown.

図4A及び図5に示すように、電流を印加して培養された毛乳頭細胞を用いて形成され、マウスに移植された毛包原基から生えた毛の本数は、約40であった。これに対し、図4B及び図5に示すように、電流を印加することなく培養された毛乳頭細胞を用いて形成され、マウスに移植された毛包原基から生えた毛の本数は約18本であった。 As shown in FIGS. 4A and 5, about 40 hairs were grown from hair follicle primordia which were formed using dermal papilla cells cultured by applying current and transplanted into mice. On the other hand, as shown in FIGS. 4B and 5, about 18 hairs were formed using dermal papilla cells cultured without applying current and grown from the hair follicle primordium transplanted into mice. was a book.

すなわち、電流を印加して培養された毛乳頭細胞を用いて製造された毛包原基は、電流を印加することなく培養された毛乳頭細胞を用いて形成された毛包原基に比べて、生体に移植された場合の発毛能力が顕著に優れていることが確認された。 That is, the hair follicle primordium produced using dermal papilla cells cultured with applied current is higher than the hair follicle primordium formed using dermal papilla cells cultured without applying current. , it was confirmed that the hair growth ability is remarkably excellent when transplanted into a living body.

Claims (13)

電極の表面に接着した毛乳頭細胞及び/又は毛球部毛根鞘細胞である間葉系細胞を、前記電極表面に播種してから10時間以上経過した後に前記電極を介して20μA/cm以上、400μA/cm以下のパルス電流を印加しながら培養することを含む、間葉系細胞の培養方法。 20 μA/cm 2 or more of mesenchymal cells, which are dermal papilla cells and/or hair bulb root sheath cells adhered to the surface of the electrode, through the electrode after 10 hours or more have passed since seeding on the electrode surface. A method for culturing mesenchymal cells, comprising culturing while applying a pulse current of 400 μA/cm 2 or less . 第一の電極としての前記電極、及び前記第一の電極に対向する位置に配置された第二の電極を介して前記電流を印加する、
請求項1に記載の間葉系細胞の培養方法。
applying the current via the electrode as a first electrode and a second electrode positioned opposite the first electrode;
The method for culturing mesenchymal cells according to claim 1 .
電極の表面に接着した毛乳頭細胞及び/又は毛球部毛根鞘細胞である間葉系細胞を、前記電極表面に播種してから10時間以上経過した後に前記電極を介して20μA/cm以上、400μA/cm以下のパルス電流を印加しながら培養することにより、前記パルス電流を印加しない以外は同一の方法で培養された間葉系細胞に比べて活性化された前記間葉系細胞を得ることを含む、活性化間葉系細胞の製造方法。 20 μA/cm 2 or more of mesenchymal cells, which are dermal papilla cells and/or hair bulb root sheath cells adhered to the surface of the electrode, through the electrode after 10 hours or more have passed since seeding on the electrode surface. By culturing while applying a pulse current of 400 μA/cm 2 or less, the mesenchymal cells were activated compared to the mesenchymal cells cultured in the same manner except that the pulse current was not applied. A method for producing activated mesenchymal cells, comprising obtaining 第一の電極としての前記電極、及び前記第一の電極に対向する位置に配置された第二の電極を介して前記電流を印加する、
請求項3に記載の活性化間葉系細胞の製造方法。
applying the current through the electrode as a first electrode and a second electrode positioned opposite the first electrode;
The method for producing the activated mesenchymal cells according to claim 3.
前記活性化された間葉系細胞は、少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が、前記パルス電流を印加しない以外は同一の方法で培養された間葉系細胞のそれより増加した間葉系細胞である、
請求項3又は4に記載の活性化間葉系細胞の製造方法。
In the activated mesenchymal cells, the expression level of at least one hair growth-related gene is increased compared to that in the mesenchymal cells cultured in the same manner except that the pulse current is not applied. are cells,
The method for producing the activated mesenchymal cells according to claim 3 or 4.
請求項3乃至5のいずれかに記載の方法により製造された間葉系細胞と、上皮系細胞とを共培養することにより毛包原基を形成すること
を含む、毛包原基の製造方法。
A method for producing a hair follicle primordium, comprising: forming a hair follicle primordium by co-culturing mesenchymal cells produced by the method according to any one of claims 3 to 5 and epithelial cells. .
前記間葉系細胞と前記上皮系細胞とを細胞非接着性表面上で共培養することにより前記毛包原基を形成する、
請求項6に記載の毛包原基の製造方法。
forming the hair follicle primordium by co-cultivating the mesenchymal cells and the epithelial cells on a cell non-adhesive surface;
The method for producing a hair follicle primordium according to claim 6.
前記共培養により形成された前記毛包原基は、前記パルス電流を印加しない以外は前記間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる上皮系細胞に比べて、活性化された前記上皮系細胞を含む、
請求項6又は7に記載の毛包原基の製造方法。
The hair follicle primordium formed by the co-culture is formed by the same method except that the mesenchymal cells are produced by the same method as the mesenchymal cells except that the pulse current is not applied. comprising the activated epithelial cells compared to the epithelial cells contained in the activated hair follicle primordium,
The method for producing a hair follicle primordium according to claim 6 or 7.
前記活性化された上皮系細胞は、少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が、前記パルス電流を印加しない以外は前記間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる上皮系細胞のそれより増加している上皮系細胞である、
請求項8に記載の毛包原基の製造方法。
The activated epithelial cells used were mesenchymal cells produced by the same method as the mesenchymal cells except that the expression level of at least one hair growth-related gene was not applied with the pulse current. An epithelial cell that is more increased than that of the epithelial cell contained in the hair follicle primordium formed in the same manner except that
The method for producing a hair follicle primordium according to claim 8.
前記共培養により形成された前記毛包原基は、前記パルス電流を印加しない以外は前記間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる当該間葉系細胞に比べて、活性化された前記間葉系細胞を含む、
請求項6乃至9のいずれかに記載の毛包原基の製造方法。
The hair follicle primordium formed by the co-culture is formed by the same method except that the mesenchymal cells are produced by the same method as the mesenchymal cells except that the pulse current is not applied. comprising the activated mesenchymal cells compared to the mesenchymal cells contained in the activated hair follicle primordium,
The method for producing a hair follicle primordium according to any one of claims 6 to 9.
前記活性化された間葉系細胞は、前記パルス電流を印加しない以外は前記間葉系細胞と同一の方法で製造された間葉系細胞を用いたこと以外は同一の方法で形成された毛包原基に含まれる当該間葉系細胞に比べて、少なくとも一つの発毛関連遺伝子の発現量が増加している間葉系細胞である、
請求項10に記載の毛包原基の製造方法。
The activated mesenchymal cells are hairs formed by the same method except that the mesenchymal cells are produced by the same method as the mesenchymal cells except that the pulse current is not applied. A mesenchymal cell in which the expression level of at least one hair growth-related gene is increased compared to the mesenchymal cell contained in the follicle primordium,
The method for producing a hair follicle primordium according to claim 10.
電極の表面に接着した毛乳頭細胞及び/又は毛球部毛根鞘細胞である間葉系細胞を、前記電極表面に播種してから10時間以上経過した後に前記電極を介して20μA/cm以上、400μA/cm以下のパルス電流を印加しながら培養することにより、前記間葉系細胞を活性化する、
間葉系細胞の活性化方法。
20 μA/cm 2 or more of mesenchymal cells, which are dermal papilla cells and/or hair bulb root sheath cells adhered to the surface of the electrode, through the electrode after 10 hours or more have passed since seeding on the electrode surface. , activating the mesenchymal cells by culturing while applying a pulse current of 400 μA/cm 2 or less;
A method for activating mesenchymal cells.
間葉系細胞と上皮系細胞との共培養により形成される毛包原基において、
前記間葉系細胞として、請求項3乃至5のいずれかに記載の方法により製造された間葉系細胞を用いることにより、前記毛包原基に含まれる前記上皮系細胞を活性化する、
上皮系細胞の活性化方法。
In the hair follicle primordium formed by co-culturing mesenchymal cells and epithelial cells,
activating the epithelial cells contained in the hair follicle primordium by using the mesenchymal cells produced by the method according to any one of claims 3 to 5 as the mesenchymal cells;
A method for activating epithelial cells.
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