JP7333579B2 - ALZHEIMER'S DISEASE MODEL NERVE CELLS, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND SCREENING METHOD FOR ALZHEIMER'S DISEASE ACTIVE DRUG USING SAME NERVE CELLS - Google Patents

ALZHEIMER'S DISEASE MODEL NERVE CELLS, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND SCREENING METHOD FOR ALZHEIMER'S DISEASE ACTIVE DRUG USING SAME NERVE CELLS Download PDF

Info

Publication number
JP7333579B2
JP7333579B2 JP2019088602A JP2019088602A JP7333579B2 JP 7333579 B2 JP7333579 B2 JP 7333579B2 JP 2019088602 A JP2019088602 A JP 2019088602A JP 2019088602 A JP2019088602 A JP 2019088602A JP 7333579 B2 JP7333579 B2 JP 7333579B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cells
alzheimer
acc
disease
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019088602A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020182423A (en
Inventor
ふみ 加納
大貴 中津
昌之 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Institute of Technology NUC
Original Assignee
Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Institute of Technology NUC filed Critical Tokyo Institute of Technology NUC
Priority to JP2019088602A priority Critical patent/JP7333579B2/en
Publication of JP2020182423A publication Critical patent/JP2020182423A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7333579B2 publication Critical patent/JP7333579B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

本発明は、アルツハイマー疾患モデル神経細胞及びその製造方法、並びにその神経細胞を用いたアルツハイマー病作用薬物のスクリーニング方法に関する。本発明によれば、アルツハイマー疾患モデル神経細胞を用いて、アルツハイマー病に影響を与える医薬を開発することができる。 The present invention relates to an Alzheimer's disease model neuron, a method for producing the same, and a screening method for drugs acting on Alzheimer's disease using the neuron. According to the present invention, Alzheimer's disease model neurons can be used to develop drugs that affect Alzheimer's disease.

アルツハイマー病は、脳が萎縮していく疾患であり、進行性の認知障害の症状を呈する。病変としては、神経細胞の変性消失とそれに伴う大脳萎縮が観察され、特に大脳皮質及び海馬の萎縮が見られる。
海馬では、脳の他の部位と異なり、成人になっても神経細胞の新生が継続している。アルツハイマー病では、海馬における神経細胞新生が阻害され、海馬が委縮していると考えられている(非特許文献1)。しかしながら、アルツハイマー病患者において、神経細胞新生が阻害されている機構は、解明されていない。
Alzheimer's disease is a disease in which the brain atrophies and presents with symptoms of progressive cognitive impairment. As lesions, degeneration and disappearance of nerve cells and associated cerebral atrophy are observed, particularly atrophy of the cerebral cortex and hippocampus.
In the hippocampus, unlike other parts of the brain, neurogenesis continues into adulthood. In Alzheimer's disease, neurogenesis in the hippocampus is inhibited, and it is believed that the hippocampus atrophies (Non-Patent Document 1). However, the mechanism by which neurogenesis is inhibited in Alzheimer's disease patients has not been elucidated.

「フロンンティアーズ・イン・ニューロサイエンス(Frontiers in Neuroscience)」(スイス)2016年、第10巻、178“Frontiers in Neuroscience” (Switzerland) 2016, Vol. 10, 178 「ネイチャー・プロトコールズ(NATURE PROTOCOLS)」(英国)2012年、第7巻、p.1836-1846"NATURE PROTOCOLS" (UK) 2012, Vol. 7, p. 1836-1846 「プロス・ワン(PLOS ONE)」(米国)2014年、第9巻、第9号、e106952"PLOS ONE" (United States) 2014, Vol. 9, No. 9, e106952 「セル(Cell)」(米国)2006年、第126巻、p.663-676"Cell" (USA) 2006, Vol. 126, p. 663-676 「サイエンス(Science)」(米国)2007年、第318巻、p.1917-1920"Science" (USA) 2007, Vol. 318, p. 1917-1920

最近、人工多能性幹細胞細胞(以下、iPS細胞と称することがある)から、神経細胞を誘導する方法が報告されている(非特許文献2及び3)。
本発明者らは、アルツハイマー疾患のモデルとなる神経細胞を作製するため、前記の神経細胞誘導方法を用いて、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞及び対象として健常人由来のiPS細胞から、神経細胞の誘導を試みた。しかしながら、前記の誘導方法を用いた場合、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞からも、健常人由来のiPS細胞からも正常な神経細胞が誘導され、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞からアルツハイマー疾患のモデルとなる神経細胞(例えば、新生が阻害された神経細胞)を得ることができなかった。
従って、本発明の目的はアルツハイマー疾患モデル神経細胞及びその製造方法を提供することである。また、そのアルツハイマー疾患モデル神経細胞を用いて、アルツハイマー病に影響を与える医薬をスクリーニングすることである。
Recently, methods for inducing nerve cells from induced pluripotent stem cells (hereinafter sometimes referred to as iPS cells) have been reported (Non-Patent Documents 2 and 3).
In order to prepare neurons that serve as a model for Alzheimer's disease, the present inventors used the above-described method for inducing neurons to generate neurons from iPS cells derived from patients with Alzheimer's disease and iPS cells derived from a healthy subject. tried induction. However, when the above induction method is used, normal nerve cells are induced from both Alzheimer's disease patient-derived iPS cells and healthy subject-derived iPS cells, and Alzheimer's disease patient-derived iPS cells are used as models of Alzheimer's disease. It was not possible to obtain new neurons (for example, neurons whose neogenesis was inhibited).
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an Alzheimer's disease model neuron and a method for producing the same. Another goal is to screen drugs that affect Alzheimer's disease using the Alzheimer's disease model neurons.

本発明者は、アルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法について、鋭意研究した結果、驚くべきことに、iPS細胞からの神経上皮細胞誘導工程、及び成熟神経細胞誘導工程において、細胞を単細胞に分離して播種することにより、アルツハイマー病患者の神経細胞の特徴を有する成熟神経細胞を製造できることを見いだした。
本発明は、こうした知見に基づくものである。
従って、本発明は、
[1](1)アルツハイマー病患者由来人工多能性幹細胞(iPS)細胞を、単細胞に分離して、培養開始後48時間以降に100%コンフルエンスになる細胞濃度で播種し、そしてROCK阻害剤の存在下で培養することによって、神経上皮細胞に誘導する工程、(2)前記神経上皮細胞を、培養することによって、神経ロゼットを形成する工程、及び(3)前記工程(2)で得られた細胞を、単細胞に分離して播種し、そしてROCK阻害剤の存在下で培養することによって、成熟神経細胞へ誘導する工程、を含む、アルツハイマー病患者由来iPS細胞からアルツハイマー疾患モデルの神経細胞を製造する方法、
[2]前記工程(2)において、前記神経上皮細胞を、単細胞に分離して播種する、[1]に記載の神経細胞製造方法、
[3]前記工程(2)において、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)存在下、又はPI3-K/AKT経路若しくはRAS/ERK経路を活性化する因子の存在下で培養する、[1]又は[2]に記載の神経細胞製造方法、
[4][1]~[3]のいずれかに記載の神経細胞の製造方法によって得られるアルツハイマー疾患モデルの神経細胞、及び
[5](A)[1]~[3]のいずれかに記載の神経細胞製造方法における、工程(1)、工程(2)、及び工程(3)の1つ以上の工程において、アルツハイマー病に作用する薬剤の候補物質を添加して、細胞を培養する工程、及び(B)候補物質を添加した細胞と、候補物質を添加しない細胞とを分析し、細胞に作用する候補物質を選択する工程、を含むアルツハイマー病に作用する薬剤のスクリーニング方法、
に関する。
As a result of intensive research on a method for producing Alzheimer's disease model nerve cells, the present inventor surprisingly found that cells were separated into single cells in the step of inducing neuroepithelial cells from iPS cells and in the step of inducing mature nerve cells. It was found that by seeding, mature neurons having characteristics of neurons of Alzheimer's disease patients can be produced.
The present invention is based on these findings.
Accordingly, the present invention provides
[1] (1) Alzheimer's disease patient-derived induced pluripotent stem cells (iPS) cells are separated into single cells, seeded at a cell concentration that becomes 100% confluence after 48 hours from the start of culture, and ROCK inhibitor (2) forming neural rosettes by culturing the neuroepithelial cells; and (3) obtaining in step (2) Manufacture of Alzheimer's disease model neurons from Alzheimer's disease patient-derived iPS cells, comprising the step of inducing mature neurons by dissociating and seeding the cells into single cells and culturing in the presence of a ROCK inhibitor. how to,
[2] The method for producing nerve cells according to [1], wherein in the step (2), the neuroepithelial cells are separated into single cells and seeded;
[3] In step (2), culturing in the presence of basic fibroblast growth factor (bFGF) or in the presence of a factor that activates the PI3-K/AKT pathway or RAS/ERK pathway, [1] or the nerve cell production method according to [2],
[4] Alzheimer's disease model neurons obtained by the method for producing neurons according to any one of [1] to [3], and [5] (A) according to any one of [1] to [3] in one or more steps of steps (1), (2), and (3) in the method for producing nerve cells of , adding a drug candidate substance acting on Alzheimer's disease and culturing the cells; and (B) a screening method for a drug acting on Alzheimer's disease, comprising the step of analyzing cells to which the candidate substance has been added and cells to which the candidate substance has not been added, and selecting a candidate substance that acts on the cell;
Regarding.

本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法によれば、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞からアルツハイマー病の特徴を示す神経細胞を製造することができる。更に、神経ロゼット形成工程において、細胞を単細胞に分離して播種することにより、更に優れたアルツハイマー疾患モデル神経細胞を製造することができる。
また、本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞を用いることにより、アルツハイマー病の発症のメカニズムを研究することができる。特に、前記アルツハイマー疾患モデル神経細胞を用いたアルツハイマー病作用薬物のスクリーニング方法により、アルツハイマー病の治療薬の候補物質を、的確にスクリーニングできる。
According to the method for producing Alzheimer's disease model nerve cells of the present invention, nerve cells exhibiting characteristics of Alzheimer's disease can be produced from iPS cells derived from Alzheimer's disease patients. Furthermore, in the neural rosette formation step, by separating the cells into single cells and seeding them, even better Alzheimer's disease model neurons can be produced.
In addition, by using the Alzheimer's disease model neuron of the present invention, the mechanism of onset of Alzheimer's disease can be studied. In particular, candidate substances for therapeutic agents for Alzheimer's disease can be accurately screened by the screening method for drugs acting on Alzheimer's disease using Alzheimer's disease model nerve cells.

比較例1の健常者iPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)及びアルツハイマーiPS細胞(HPS0254、HPS0255、HPS0256)から誘導された成熟神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の発現を示した写真である。1 is a photograph showing the expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 in mature neurons induced from healthy subject iPS cells (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer's iPS cells (HPS0254, HPS0255, HPS0256) of Comparative Example 1. 実施例1の健常人のiPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)及びアルツハイマーiPS細胞(HPS0254、HPS0255、HPS0256)から誘導された成熟神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の発現を示した写真である。1 is a photograph showing the expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 in mature neurons induced from healthy iPS cells (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer's iPS cells (HPS0254, HPS0255, HPS0256) of Example 1. (A)は、健常者iPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)及びアルツハイマーiPS細胞(HPS0254、HPS0255、HPS0256)から得られた成熟神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の遺伝子の発現をPCRで解析したグラフである。(B)は、データベースから取得して解析した、健常者とアルツハイマー患者の海馬のMAP2、TUJ1、及びPAX6の遺伝子の発現のグラフである。(C)は、データベースから取得して解析した、健常者とアルツハイマー患者の前頭皮質のMAP2、TUJ1、及びPAX6の遺伝子の発現のグラフである。(D)は、データベースから取得して解析した、健常者とアルツハイマー患者の側頭皮質のMAP2、TUJ1、及びPAX6の遺伝子の発現のグラフである。(A) shows expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 genes in mature neurons obtained from healthy iPS cells (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer's iPS cells (HPS0254, HPS0255, HPS0256) analyzed by PCR. graph. (B) is a graph of MAP2, TUJ1, and PAX6 gene expression in the hippocampus of healthy subjects and Alzheimer's patients obtained from the database and analyzed. (C) is a graph of MAP2, TUJ1, and PAX6 gene expression in the frontal cortex of healthy subjects and Alzheimer's patients obtained from the database and analyzed. (D) is a graph of gene expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 in the temporal cortex of healthy subjects and Alzheimer's patients obtained from the database and analyzed. 工程(1)においてiPS細胞を細胞塊として播種し、工程(2)及び工程(3)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した比較例2の健常人のiPS細胞(HPS0076)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)から誘導された成熟神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の発現を示した写真である。iPS cells (HPS0076) of healthy subjects and Alzheimer's disease patients of Comparative Example 2, in which iPS cells were seeded as cell clusters in step (1), and iPS cells were isolated and seeded into single cells in steps (2) and (3) Fig. 10 is a photograph showing the expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 in mature neurons induced from iPS cells (HPS0256) derived from iPS cells. 工程(1)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種し、工程(2)においてiPS細胞を細胞塊として播種し、工程(3)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した実施例2の健常人のiPS細胞(HPS0076)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)から誘導された成熟神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の発現を示した写真である。In the step (1), the iPS cells were isolated into single cells and seeded, in the step (2), the iPS cells were seeded as cell clusters, and in the step (3), the iPS cells were isolated into single cells and seeded. Fig. 3 shows photographs showing the expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 in mature neurons induced from human iPS cells (HPS0076) and Alzheimer's disease patient-derived iPS cells (HPS0256). 工程(3)においてiPS細胞を細胞塊として播種し、工程(1)及び工程(2)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した比較例3の健常人のiPS細胞(HPS0076)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)から誘導された成熟神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の発現を示した写真である。iPS cells of healthy subjects (HPS0076) and Alzheimer's disease patients of Comparative Example 3, in which iPS cells were seeded as cell clusters in step (3), and iPS cells were isolated and seeded into single cells in steps (1) and (2) Fig. 10 is a photograph showing the expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 in mature neurons induced from iPS cells (HPS0256) derived from iPS cells. 工程(1)においてiPS細胞を単細胞に単離して、4.0×10cells/cmの濃度(実施例1の8倍の細胞数)で播種し、工程(2)及び工程(3)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した比較例4の健常人のiPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0254、HPS0255、HPS0256)から誘導された成熟神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の発現を示した写真及びMAP2、TUJ1、及びPAX6の遺伝子の発現をPCRで解析したグラフである。iPS cells are isolated into single cells in step (1) and seeded at a concentration of 4.0 × 10 5 cells/cm 2 (8 times the number of cells in Example 1), step (2) and step (3) of mature neurons induced from healthy human iPS cells (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer's disease patient-derived iPS cells (HPS0254, HPS0255, HPS0256) in Comparative Example 4 in which the iPS cells were isolated and seeded as single cells in FIG. 2 is a photograph showing the expression of MAP2, TUJ1 and PAX6, and a graph obtained by analyzing the expression of the genes of MAP2, TUJ1 and PAX6 by PCR. FIG. 工程(1)においてiPS細胞を単細胞に単離して、2.0×10cells/cmの濃度(実施例1の4倍の細胞数)で播種し、工程(2)及び工程(3)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した実施例3の健常人のiPS細胞(HPS0360)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)から誘導された成熟神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の発現を示した写真及びMAP2、TUJ1、及びPAX6の遺伝子の発現をPCRで解析したグラフである。iPS cells are isolated into single cells in step (1) and seeded at a concentration of 2.0×10 5 cells/cm 2 (4 times the number of cells in Example 1), step (2) and step (3) Expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 in mature neurons induced from healthy iPS cells (HPS0360) and Alzheimer's disease patient-derived iPS cells (HPS0256) in Example 3, in which the iPS cells were isolated into single cells and seeded in and a graph obtained by PCR analysis of gene expression of MAP2, TUJ1, and PAX6. アルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)を用いて、アルツハイマー病に作用する薬剤の候補物質のスクリーニングを行い、TUJ1陽性細胞、MAP2陽性細胞及びcCASP3陽性細胞を解析した写真である。Fig. 10 is a photograph showing analysis of TUJ1-positive cells, MAP2-positive cells, and cCASP3-positive cells after screening candidate substances for drugs acting on Alzheimer's disease using iPS cells (HPS0256) derived from Alzheimer's disease patients. アルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0254)を用いて、アルツハイマー病に作用する薬剤の候補物質のスクリーニングを行い、TUJ1陽性細胞、MAP2陽性細胞及びcCASP3陽性細胞を解析した写真である。Fig. 10 is a photograph showing analysis of TUJ1-positive cells, MAP2-positive cells, and cCASP3-positive cells after screening candidate substances for drugs acting on Alzheimer's disease using iPS cells (HPS0254) derived from Alzheimer's disease patients. 本発明のスクリーニング方法で、SAG、Isobavachin、及びNeuropashiazolをスクリーニングした場合の、MAP2とTUJ1の遺伝子発現量を示したグラフである。1 is a graph showing the gene expression levels of MAP2 and TUJ1 when SAG, Isobavacin, and Neuropashiazol were screened by the screening method of the present invention.

[1]アルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法
本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法は、(1)アルツハイマー病患者由来人工多能性幹細胞(iPS)細胞を、単細胞に分離して、培養開始後48時間以降に100%コンフルエンスになる細胞濃度で播種し、そしてROCK阻害剤の存在下で培養することによって、神経上皮細胞に誘導する工程、(2)前記神経上皮細胞を、培養することによって、神経ロゼットを形成する工程、及び(3)前記工程(2)で得られた細胞を、単細胞に分離して播種し、そしてROCK阻害剤の存在下で培養することによって、成熟神経細胞へ誘導する工程、を含む。
[1] Method for producing Alzheimer's disease model nerve cells The method for producing Alzheimer's disease model nerve cells of the present invention comprises (1) separating Alzheimer's disease patient-derived induced pluripotent stem (iPS) cells into single cells and starting culturing. (2) inducing neuroepithelial cells by seeding at a cell concentration that results in 100% confluence after 48 hours and culturing in the presence of a ROCK inhibitor, (2) culturing said neuroepithelial cells , forming neural rosettes, and (3) dissociating the cells obtained in step (2) into single cells, seeding them, and inducing them into mature neurons by culturing in the presence of a ROCK inhibitor. and the step of

《従来のiPS細胞からの神経細胞の誘導方法》
非特許文献2及び3に記載の従来の健常人iPS細胞からの成熟神経細胞の誘導方法においては、工程(1)~(3)に相当する段階において、細胞密度の高い状態又は細胞塊(細胞凝集体)の状態で、細胞が播種され、そして培養されるか、或いは工程(2)におけるロゼットが形成されたままの状態で、継代を行わずに工程(3)で培養されている。すなわち、非特許文献2及び3においては、細胞と細胞とが接触している状態で培養することによって、iPS細胞から成熟神経細胞を誘導していると考えられる。なお、本明細書において「細胞塊」とは、細胞が培養皿に非接着の状態で多数のiPS細胞が塊になることを意味する。
<<Conventional method for inducing nerve cells from iPS cells>>
In the conventional methods for inducing mature neurons from healthy human iPS cells described in Non-Patent Documents 2 and 3, in the steps corresponding to steps (1) to (3), a state of high cell density or a cell cluster (cell The cells are either seeded and cultured in aggregates), or are cultured in step (3) without passaging while still forming rosettes in step (2). That is, in Non-Patent Documents 2 and 3, it is considered that mature neurons are induced from iPS cells by culturing cells in contact with each other. As used herein, the term "cell cluster" means that a large number of iPS cells form clusters in a non-adhesive state of the cells to the culture dish.

《アルツハイマー病患者由来人工多能性幹細胞(iPS)細胞》
本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法において用いるアルツハイマー病患者由来iPS細胞は、アルツハイマー病患者由来である限りにおいて、特に限定されるものではない。例えば、アルツハイマー病患者由来の線維芽細胞、歯髄細胞、末梢血細胞、臍帯血細胞、間葉系幹細胞、骨格筋芽細胞又は骨膜細胞に、OCT3/4、SOX2、KLF4、及びC-MYCを導入することによって、iPS細胞を得ることができる(非特許文献4)。
また、アルツハイマー病患者由来の線維芽細胞、歯髄細胞、末梢血細胞、臍帯血細胞、間葉系幹細胞、骨格筋芽細胞、又は骨膜細胞に、OCT3/4、SOX2、NANOG、及びLIN28を導入することによって、iPS細胞を得ることができる(非特許文献5)。
具体的には、アルツハイマー病患者由来iPS細胞として、例えば、HPS0254細胞、HPS0255細胞、又はHPS0256細胞(理化学研究所細胞バンクから提供)を挙げることができる。
<<Alzheimer's disease patient-derived induced pluripotent stem (iPS) cells>>
Alzheimer's disease patient-derived iPS cells used in the method for producing Alzheimer's disease model nerve cells of the present invention are not particularly limited as long as they are derived from Alzheimer's disease patients. For example, introducing OCT3/4, SOX2, KLF4, and C-MYC into fibroblasts, dental pulp cells, peripheral blood cells, cord blood cells, mesenchymal stem cells, skeletal myoblasts or periosteal cells derived from Alzheimer's disease patients. iPS cells can be obtained by (Non-Patent Document 4).
Also, by introducing OCT3/4, SOX2, NANOG, and LIN28 into fibroblasts, dental pulp cells, peripheral blood cells, cord blood cells, mesenchymal stem cells, skeletal myoblasts, or periosteal cells derived from Alzheimer's disease patients , iPS cells can be obtained (Non-Patent Document 5).
Specifically, the Alzheimer's disease patient-derived iPS cells include, for example, HPS0254 cells, HPS0255 cells, or HPS0256 cells (provided by RIKEN Cell Bank).

《神経上皮細胞誘導工程(1)》
神経上皮細胞誘導工程(1)においては、アルツハイマー病患者由来人工多能性幹細胞(iPS)細胞を、単細胞に分離して、培養開始後48時間以降に100%コンフルエンスになる細胞濃度で播種し、そしてROCK阻害剤の存在下で培養する。本工程(1)によって、神経上皮細胞シートを得ることができる。
iPS細胞の前培養は、公知の方法によって実施することができる。例えば、mTeSR1培地、MEF培地、Essential 8TM培地、又はTeSR-E8培地を用いて、37℃、5%COで、4~7日、前培養することができる。
<<Neuroepithelial cell induction step (1)>>
In the neuroepithelial cell induction step (1), Alzheimer's disease patient-derived induced pluripotent stem (iPS) cells are separated into single cells and seeded at a cell concentration that will reach 100% confluence 48 hours after the start of culture, and cultured in the presence of a ROCK inhibitor. A neuroepithelial cell sheet can be obtained by this step (1).
Preculture of iPS cells can be performed by a known method. For example, mTeSR1 medium, MEF medium, Essential 8 TM medium, or TeSR-E8 medium can be used for pre-culture at 37° C., 5% CO 2 for 4-7 days.

本工程(1)においては、前培養した細胞を単細胞に分離する。単細胞に分離する方法は特に限定されるものではないが、培養プレートに接着している細胞を、例えばタンパク質分解酵素で、剥離させ、単細胞に分離することができる。タンパク質分解酵素としては、例えば、トリプシン、コラゲナーゼ、ヒアルロニダーゼ、エラスターゼ、プロナーゼ又はアキュターゼ(accutase)を用いることができる。またトリプシンなどの代替品として、市販の酵素であるTrypLE(Thermo Fisher SCIENTIFIC)、又はGentle Cell Dissociation Reagent(STEMCELL Technologies)を用いることができる。 In this step (1), the pre-cultured cells are separated into single cells. The method of separating into single cells is not particularly limited, but cells adhering to the culture plate can be detached with, for example, a proteolytic enzyme and separated into single cells. As a proteolytic enzyme, for example trypsin, collagenase, hyaluronidase, elastase, pronase or accutase can be used. As a substitute for trypsin, a commercially available enzyme TrypLE (Thermo Fisher SCIENTIFIC) or Gentle Cell Dissociation Reagent (STEMCELL Technologies) can be used.

前記細胞は、単細胞に分離した状態で播種される。播種時の細胞濃度は、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、培養開始後48時間以降に100%コンフルエンスになる細胞濃度が好ましい。48時間以降に100%コンフルエンスになることにより、培養初期における細胞と細胞との接触を抑制し、アルツハイマー病患者における病態を再現できると考えられる。また、播種した細胞が100%コンフルエンスになる時期は、播種の後、より好ましくは3日(72時間)以降であり、更に好ましくは4日(96時間)以降であり、最も好ましくは5日(120時間)以降である。 The cells are seeded separately into single cells. The cell concentration at the time of seeding is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but a cell concentration at which 100% confluence is achieved 48 hours after the initiation of culture is preferred. By reaching 100% confluence after 48 hours, cell-to-cell contact in the initial stage of culture can be suppressed, and the pathology of Alzheimer's disease patients can be reproduced. In addition, the time when the seeded cells reach 100% confluence is more preferably 3 days (72 hours) or later, still more preferably 4 days (96 hours) or later, and most preferably 5 days ( 120 hours) and later.

iPS細胞の増殖速度は、iPS細胞ごとに異なっている。従って、培養開始後48時間以降に100%コンフルエンスとなる播種時の細胞濃度も、使用するiPS細胞ごとに異なる。例えば、培養開始後48時間に100%コンフルエンスとなる播種時の細胞濃度は、異なる細胞濃度で播種して48時間培養し、100%コンフルエンスとなる細胞濃度を決定することができる。また、培養開始後3日(72時間)、4日(96時間)、又は5日(120時間)に100%コンフルエンスとなる播種時の細胞濃度も、同様の方法で決定することができる。基本的には、培養開始後3日(72時間)、4日(96時間)、又は5日(120時間)100%コンフルエンスとなる播種時の細胞濃度は、培養開始後48時間に100%コンフルエンスとなる播種時の細胞濃度より、少ない細胞濃度である。
例えば、実施例で用いた健常人のiPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0254、HPS0255、HPS0256)は、5.0×10細胞/cmの濃度で播種した場合(実施例1)、5~7日程度で100%コンフルエンスとなる。すなわち、これらの細胞では、5.0×10細胞/cmの培養開始時の播種濃度は、「培養開始後48時間以降に100%コンフルエンスとなる細胞濃度」である。一方、4.0×10細胞/cmの濃度で播種した場合(比較例4)、1日で100%コンフルエンスとなる。すなわち、これらの細胞では、4.0×10細胞/cmの濃度の培養開始時の播種濃度は、「培養開始後48時間以降に100%コンフルエンスとなる細胞濃度」ではない。
The proliferation rate of iPS cells differs from iPS cell to iPS cell. Therefore, the cell concentration at the time of seeding that reaches 100% confluence after 48 hours from the start of culture also differs depending on the iPS cells used. For example, the cell concentration at the time of seeding at which 100% confluence occurs 48 hours after the start of culture can be determined by inoculating different cell concentrations and culturing for 48 hours to determine the cell concentration at which 100% confluence occurs. In addition, the cell concentration at the time of seeding that reaches 100% confluence 3 days (72 hours), 4 days (96 hours), or 5 days (120 hours) after the start of culture can also be determined by the same method. Basically, the cell concentration at the time of seeding that reaches 100% confluence 3 days (72 hours), 4 days (96 hours), or 5 days (120 hours) after the start of culture is 100% confluence 48 hours after the start of culture. The cell concentration is less than the cell concentration at the time of seeding.
For example, iPS cells from healthy subjects (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer's disease patient-derived iPS cells (HPS0254, HPS0255, HPS0256) used in Examples were seeded at a concentration of 5.0×10 4 cells/cm 2 . (Example 1), 100% confluence is reached in about 5 to 7 days. That is, for these cells, the seeding concentration at the start of culture of 5.0×10 4 cells/cm 2 is “the cell concentration at which 100% confluence is reached 48 hours after the start of culture”. On the other hand, when seeding at a concentration of 4.0×10 5 cells/cm 2 (Comparative Example 4), 100% confluence is achieved in one day. That is, for these cells, the seeding concentration at the start of culture, which is 4.0×10 5 cells/cm 2 , is not the “cell concentration at which 100% confluence is reached 48 hours after the start of culture”.

また、本明細書において「100%コンフルエンス」とは、基本的には、培養容器の底面の細胞間の隙間が無い状態を意味する。しかしながら、細胞の播種のバラツキがあるため、5%未満の底面が細胞に覆われてない状態(95%以上の底面が細胞で覆われている状態)も「100%コンフルエンス」とする。 In addition, “100% confluence” as used herein basically means a state in which there are no gaps between cells on the bottom surface of the culture vessel. However, due to variations in cell seeding, the state in which less than 5% of the bottom surface is not covered with cells (the state in which 95% or more of the bottom surface is covered with cells) is also defined as "100% confluence."

(ROCK阻害剤)
本工程(1)においては、アルツハイマー病患者由来人工多能性幹細胞(iPS)細胞を、ROCK阻害剤の存在下で培養する。
ROCK(Rho-associated coiled-coil forming kinase:Rhoキナーゼ)は、細胞内のリン酸化酵素であり、このリン酸化酵素の働きを阻害することによって、iPS細胞から神経上皮細胞分化を誘導することができる。
ROCK阻害剤としては、限定されるものではないが、Y-27632、N-Boc-Y-27632、CS-0341、チアゾビビン(Thiazovivin)又はリパスジル(Ripasudil)が挙げられる。
ROCK阻害剤の添加濃度は、iPS細胞の細胞死を抑制できる濃度であれば、特に限定されるものではなく、それぞれのROCK阻害剤の活性に応じて適宜決定することができるが、例えば0.1μM~1mMであり、好ましくは1~100μMである。
(ROCK inhibitor)
In this step (1), Alzheimer's disease patient-derived induced pluripotent stem (iPS) cells are cultured in the presence of a ROCK inhibitor.
ROCK (Rho-associated coiled-coil forming kinase: Rho kinase) is an intracellular phosphorylation enzyme, and by inhibiting the action of this phosphorylation enzyme, iPS cells can be induced to differentiate into neuroepithelial cells. .
ROCK inhibitors include, but are not limited to Y-27632, N-Boc-Y-27632, CS-0341, Thiazovivin or Ripasudil.
The addition concentration of the ROCK inhibitor is not particularly limited as long as it is a concentration capable of suppressing the cell death of iPS cells, and can be appropriately determined according to the activity of each ROCK inhibitor. 1 μM to 1 mM, preferably 1 to 100 μM.

Rock阻害剤は、工程(1)の全工程において添加してもよいが、工程(1)の初期の段階において添加して培養し、後期段階ではROCK阻害剤の非存在下で培養してもよい。工程(1)の初期の段階でRock阻害剤を添加することにより、単細胞に分離した状態で播種されるiPS細胞が死滅しやすいことを防ぐことができるからである。
ROCK阻害剤を添加する初期段階の時間は、特に限定されるものではないが、例えば6~48時間でよいが、好ましくは12~24時間である。
The Rock inhibitor may be added in all steps of step (1), or may be added and cultured in the early stages of step (1) and cultured in the absence of the ROCK inhibitor in the later stages. good. This is because the addition of the Rock inhibitor at the initial stage of step (1) can prevent the iPS cells seeded in a state of being separated into single cells from being easily killed.
The initial stage time for adding the ROCK inhibitor is not particularly limited, but may be, for example, 6 to 48 hours, preferably 12 to 24 hours.

培養に用いる培養プレートは、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、例えば細胞外マトリックスなどを被覆したプレートを用いてもよく、被覆なしのプレートを用いてもよい。被覆に用いる細胞外マトリックスは、特に限定されるものではないがラミニン、コラーゲン(例えば、IV型コラーゲン)、ヘパリン硫酸プロテオグリカン、ポリ-L-オルニチン、ビトロネクチン又はエンタクチン/ニドゲンが挙げられる。市販されている製品としてマトリゲル(Matrigel(商標))、又はセルスタート(CELLStart)を用いることができる。 The culture plate used for culture is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, a plate coated with an extracellular matrix or the like may be used, or an uncoated plate may be used. . The extracellular matrix used for coating is not particularly limited, but includes laminin, collagen (eg, type IV collagen), heparin sulfate proteoglycan, poly-L-ornithine, vitronectin, or entactin/nidogen. Matrigel™ or CELLStart can be used as commercially available products.

培養の条件は、iPS細胞が培養できる限りにおいて、特に限定されるものではないが、例えば37℃、CO濃度3~15%程度で培養すればよい。培地もiPS細胞用の培地であれば、特に限定されるものではないが、例えばNeural differential basal medium、mTeSR1培地、MEF培地、Essential 8TM培地、又はTeSR-E8培地を用いることができる。
培養期間は、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、例えば2~15日であり、より好ましくは3~10日であり、更に好ましくは5~8日である。
The culture conditions are not particularly limited as long as the iPS cells can be cultured. The medium is not particularly limited as long as it is a medium for iPS cells, but for example, Neural differential basal medium, mTeSR1 medium, MEF medium, Essential 8 TM medium, or TeSR-E8 medium can be used.
The culture period is not particularly limited as long as the effect of the present invention is obtained, but is, for example, 2 to 15 days, more preferably 3 to 10 days, and still more preferably 5 to 8 days. .

(TGFβ阻害剤)
神経上皮細胞誘導工程(1)において、iPS細胞は、限定されるものではないが、好ましくはTGFβ阻害剤及び/又はBMP(bone morphogenetic protein)阻害剤の存在下で培養される。TGFβ阻害剤は、特に限定されるものではないが、例えばA83-01、SB-431542、SB-505124、SB-525334、SD-208、LY-36494、SJN-2511、が挙げられる。またBMP阻害剤としては、ノギン(noggin)、コーディン、コーディンドメインを含むコーディン様タンパク質、フォリスタチン、フォリスタチンドメインを含むフォリスタチン関連タンパク質、DAN、DANシステインノットドメインを含むDAN様タンパク質、スクレロスチン/SOST、LDN193189、又はα-2マクログロブリンが挙げられる。
TGFβ阻害剤又はBMP阻害剤の濃度は、特に限定されるものではなく、それぞれのTGFβ阻害剤又はBMP阻害剤の有効濃度に応じて、適宜選択することができる。例えば、SB-431542は、1~100μMで使用することができ、好ましくは5~50μMであり、より好ましくは7~20μMである。また、ノギンは、20ng/mL~2μg/mLで使用することが可能であり、好ましくは50ng/mL~1μg/mLであり、より好ましくは100~500ng/mLである。
(TGFβ inhibitor)
In the neuroepithelial cell induction step (1), the iPS cells are preferably cultured in the presence of, but not limited to, a TGFβ inhibitor and/or a BMP (bone morphogenetic protein) inhibitor. Examples of TGFβ inhibitors include, but are not limited to, A83-01, SB-431542, SB-505124, SB-525334, SD-208, LY-36494, and SJN-2511. BMP inhibitors include noggin, chordin, a chordin-like protein containing a chordin domain, follistatin, a follistatin-related protein containing a follistatin domain, DAN, a DAN-like protein containing a DAN cysteine knot domain, sclerostin/SOST. , LDN193189, or α-2 macroglobulin.
The concentration of the TGFβ inhibitor or BMP inhibitor is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the effective concentration of each TGFβ inhibitor or BMP inhibitor. For example, SB-431542 can be used at 1-100 μM, preferably 5-50 μM, more preferably 7-20 μM. Also, Noggin can be used at 20 ng/mL to 2 μg/mL, preferably 50 ng/mL to 1 μg/mL, more preferably 100 to 500 ng/mL.

本工程(1)で得られる神経上皮細胞は、未分化な細胞であり、ニューロン、グリア細胞などに分化することができる。また、神経上皮細胞は生体内においては、お互いに密着結合する性質を有している。神経上皮細胞のマーカーとしては、Nestin、SOX2、Notch1、HES1、HES3、Occludin、E-cadherin、又はSOX10を挙げることができる。 The neuroepithelial cells obtained in this step (1) are undifferentiated cells and can be differentiated into neurons, glial cells, and the like. In addition, neuroepithelial cells have the property of forming tight junctions with each other in vivo. Markers for neuroepithelial cells can include Nestin, SOX2, Notch1, HES1, HES3, Occludin, E-cadherin, or SOX10.

《神経ロゼット形成工程(2)》
神経ロゼット形成工程(2)では、前記神経上皮細胞を、培養することによって、神経ロゼットを形成させる。前記神経上皮細胞は、細胞塊の状態で播種してもよいが、好ましくは単細胞に分離して播種する。また、神経ロゼット形成工程(2)では、限定されるものではないが、好ましくは塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)存在下、又はPI3-K/AKT経路若しくはRAS/ERK経路を活性化する因子の存在下で培養される。
<<Neural rosette formation step (2)>>
In the neural rosette formation step (2), neural rosettes are formed by culturing the neuroepithelial cells. The neuroepithelial cells may be seeded in the form of cell aggregates, but are preferably isolated into single cells and seeded. In the neural rosette formation step (2), although not limited, preferably in the presence of basic fibroblast growth factor (bFGF), or by activating the PI3-K/AKT pathway or RAS/ERK pathway Incubated in the presence of factors.

細胞を細胞塊として播種する方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下のように実施することができる。神経上皮細胞シートを、1mg/mLのディスパーゼ(Dispase)で、37℃、3分間処理する。細胞シートを、ゆっくりとピペッティングすることにより、細胞塊を形成させる。また、例えばEDTA(0.5mM)を細胞に作用させて細胞塊を形成させることもできる。更にCollagenaseを用いて細胞塊を形成させることもできる。
細胞塊1つあたりの細胞数は、特に限定されるものではないが、好ましくは10~2000個であり、より好ましくは50~1000個であり、より好ましくは100~500個である。
The method of seeding cells as cell aggregates is not particularly limited, but can be carried out, for example, as follows. A neuroepithelial cell sheet is treated with 1 mg/mL dispase (Dispase) at 37° C. for 3 minutes. The cell sheet is gently pipetted to form cell clumps. Also, for example, EDTA (0.5 mM) can be acted on cells to form cell aggregates. Furthermore, Collagenase can be used to form cell clusters.
The number of cells per cell cluster is not particularly limited, but is preferably 10-2000, more preferably 50-1000, and more preferably 100-500.

また、細胞を単細胞に分離して播種する方法は、前記「神経上皮細胞誘導工程(1)」の項に記載の方法によって実施することができる。
播種時の細胞濃度は、細胞塊として播種する場合も、単細胞に分離して播種する場合も、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、工程(1)で神経上皮細胞に誘導された細胞は、iPS細胞と比較して増殖能が低下しているため、工程(1)の細胞濃度よりも高い濃度で播種することが好ましい。例えば、細胞の濃度は、1.0×10~1.0×10細胞/cmであり、好ましくは5.0×10~5.0×10細胞/cmであり、より好ましくは7.0×10~3.0×10細胞/cmである。また、単細胞に分離して播種する場合は、ROCK阻害剤を用いることが好ましく、工程(1)と同様の条件で用いることができる。
工程(2)においては、細胞塊の播種によっても本発明の効果が得られるが、更に好ましくは、前記の細胞濃度の範囲で播種することにより、細胞と細胞との接触を抑制し、アルツハイマー病患者における病態を再現できると考えられる。
In addition, the method of separating the cells into single cells and seeding them can be carried out by the method described in the above-mentioned “neuroepithelial cell induction step (1)”.
The cell concentration at the time of seeding is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be obtained, whether it is seeded as a cell mass or seeded separately into single cells. Cells induced to become epithelial cells have a lower proliferative ability than iPS cells, and therefore are preferably seeded at a concentration higher than the cell concentration in step (1). For example, the concentration of cells is 1.0×10 4 to 1.0×10 6 cells/cm 2 , preferably 5.0×10 4 to 5.0×10 5 cells/cm 2 and more It is preferably 7.0×10 4 to 3.0×10 5 cells/cm 2 . In the case of separating into single cells and seeding, it is preferable to use a ROCK inhibitor, and it can be used under the same conditions as in step (1).
In the step (2), the effect of the present invention can be obtained by seeding the cell mass, but more preferably, by seeding in the above-mentioned cell concentration range, cell-to-cell contact is suppressed and Alzheimer's disease is prevented. It is thought that the pathological conditions in patients can be reproduced.

(塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF))
神経ロゼット形成工程(2)において、例えば神経上皮細胞は、塩基性線維芽細胞増殖因子(以下、bFGFと称することがある)の存在下で培養されてもよい。bFGFは、FGF2とも称され、ヒトで同定されている22種のFGFのうちの1種である。線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)と結合し、例えば強力な血管新生作用を示す。
bFGFの濃度は、神経ロゼットが形成される限りにおいて特に限定されるものではいが、好ましくは5~300ng/mLであり、より好ましくは10~200ng/mLである。
(Basic fibroblast growth factor (bFGF))
In the neural rosette formation step (2), for example, neuroepithelial cells may be cultured in the presence of basic fibroblast growth factor (hereinafter sometimes referred to as bFGF). bFGF, also called FGF2, is one of 22 FGFs identified in humans. It binds to the fibroblast growth factor receptor (FGFR) and exhibits, for example, potent angiogenic effects.
The concentration of bFGF is not particularly limited as long as neural rosettes are formed, but is preferably 5-300 ng/mL, more preferably 10-200 ng/mL.

(PI3-K/AKT経路活性化因子)
神経ロゼット形成工程(2)において、神経上皮細胞は、例えばPI3-K/AKT経路活性化因子の存在下で培養されてもよい。
PI3-K/AKT経路とは、ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ(PI3K)がプロテインキナーゼB(PKB、別名がAKT)をリン酸化して活性化する経路である。そして同経路の活性化は、神経細胞の増加に必要な神経幹細胞の自己複製や神経新生を促進すると報告されている。
PI3-K/AKT経路活性化因子としては、限定されるものではないが、Akt Activator II、SC79(CAS 305834-79-1)、Insulin、740-YP、EGF、又はVEGFが挙げられる。
(PI3-K/AKT pathway activator)
In the neural rosette formation step (2), neuroepithelial cells may be cultured, for example, in the presence of a PI3-K/AKT pathway activator.
The PI3-K/AKT pathway is a pathway in which phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) phosphorylates and activates protein kinase B (PKB, also known as AKT). Activation of this pathway is reported to promote self-renewal and neurogenesis of neural stem cells, which are necessary for the proliferation of neurons.
PI3-K/AKT pathway activators include, but are not limited to, Akt Activator II, SC79 (CAS 305834-79-1), Insulin, 740-YP, EGF, or VEGF.

(RAS/ERK経路活性剤活性化因子)
神経ロゼット形成工程(2)において、神経上皮細胞は、例えばRAS/ERK経路活性剤活性化因子の存在下で培養されてもよい。
RAS/ERK経路とは、Rasタンパク質が(RAS)が、RAFタンパク質キナーゼ(RAF)、MAPK/ERK kinase(MEK)を介して、細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK)を活性化する経路である。そして、MEK/ERK Pathwayを阻害すると、海馬の細胞の神経新生が阻害されると報告されている。上記より、RAS/ERK経路(より正確には、RAS/RAF/MEK/ERK経路)の活性化は、神経細胞の増加に必要な神経新生を促進すると考えられる。
RAS/ERK経路活性剤活性化因子としては、限定されるものではないが、isoproterenol Hydrochloride、t-Butylhydroquinone、fisetin、ceramide C6、及びKU-0058948が挙げられる。
(RAS/ERK pathway activator activator)
In the neural rosette formation step (2), neuroepithelial cells may be cultured in the presence of, for example, a RAS/ERK pathway activator activator.
The RAS/ERK pathway is a pathway in which Ras protein (RAS) activates extracellular signal-regulated kinase (ERK) via RAF protein kinase (RAF), MAPK/ERK kinase (MEK). Inhibition of the MEK/ERK pathway is reported to inhibit neurogenesis of hippocampal cells. From the above, activation of the RAS/ERK pathway (more precisely, the RAS/RAF/MEK/ERK pathway) is believed to promote neurogenesis, which is necessary for the proliferation of neurons.
RAS/ERK pathway activators include, but are not limited to, isoproterenol hydrochloride, t-Butylhydroquinone, fisetin, ceramide C6, and KU-0058948.

培養に用いる培養プレートは、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではなく、前記「神経上皮細胞誘導工程(1)」の項に記載の培養プレートを用いることができるが、ラミニンが被覆された培養プレートを用いることが好ましい。
培養の条件(温度、CO濃度、及び培地等)は、神経ロゼットが形成される限りにおいて特に限定されるものではなく、前記「神経上皮細胞誘導工程(1)」の項に記載の条件を用いることができる。
培養期間は、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、例えば2~10日であり、より好ましくは3~7日であり、更に好ましくは4~6日である。
The culture plate used for culture is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and the culture plate described in the section "Neuroepithelial cell induction step (1)" can be used, It is preferred to use laminin-coated culture plates.
Culture conditions (temperature, CO 2 concentration, medium, etc.) are not particularly limited as long as neural rosettes are formed, and the conditions described in the section "Neural epithelial cell induction step (1)" above are used. can be used.
The culture period is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but is, for example, 2 to 10 days, more preferably 3 to 7 days, and still more preferably 4 to 6 days. .

神経ロゼット形成工程(2)において形成される神経ロゼットとは、複数の神経幹細胞がロゼット状(放射状)に集まる(配列する)ことを意味する。すなわち、「ロゼット形成」とは、細胞が培養プレートに接着する形の培養において、複数の神経幹細胞がロゼット状(放射状)に集まる(配列する)ことを意味する。 The neural rosette formed in the neural rosette formation step (2) means that a plurality of neural stem cells gather (arrange) in a rosette shape (radially). That is, the term "rosette formation" means that a plurality of neural stem cells gather (arrange) in a rosette shape (radially) in a culture in which cells adhere to a culture plate.

《成熟神経細胞誘導工程(3)》
成熟神経細胞誘導工程(3)では、工程(2)で得られた細胞を、単細胞に分離して播種し、そしてROCK阻害剤の存在下で培養する。
<<Mature nerve cell induction step (3)>>
In the mature neuronal cell induction step (3), the cells obtained in step (2) are dissociated into single cells, seeded, and cultured in the presence of a ROCK inhibitor.

また、細胞を単細胞に分離して播種する方法は、前記「神経上皮細胞誘導工程(1)」の項に記載の方法によって実施することができる。
播種時の細胞濃度は、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、神経ロゼットを形成した細胞は、iPS細胞と比較して増殖能が低下しているため、やや高い濃度で播種することが好ましい。細胞の濃度は、2.0×10~2.0×10細胞/cmであり、好ましくは5.0×10~1.0×10細胞/cmであり、より好ましくは0.8×10~5.0×10細胞/cmである。
In addition, the method of separating the cells into single cells and seeding them can be carried out by the method described in the above-mentioned “neuroepithelial cell induction step (1)”.
The cell concentration at the time of seeding is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. Seeding at high concentrations is preferred. The cell concentration is 2.0×10 4 to 2.0×10 6 cells/cm 2 , preferably 5.0×10 4 to 1.0×10 6 cells/cm 2 , more preferably 0.8×10 4 to 5.0×10 5 cells/cm 2 .

成熟神経細胞誘導工程(3)で用いるROCK阻害剤は、前記「神経上皮細胞誘導工程(1)」に記載のものを用いることができる。Rock阻害剤は、工程(3)の全工程において添加してもよいが、工程(3)の初期の段階において添加して培養し、後期段階ではROCK阻害剤の濃度を減少させたり、又は非存在下で培養してもよい。工程(3)の初期の段階でRock阻害剤を添加することにより、単細胞に分離した状態で播種される細胞が死滅しやすいことを防ぐことができるからである。ROCK阻害剤を添加する初期段階の時間は、特に限定されるものではないが、例えば6~48時間でよいが、好ましくは12~24時間である。 As the ROCK inhibitor used in the step (3) of inducing mature nerve cells, the one described in the above “step (1) of inducing neuroepithelial cells” can be used. The Rock inhibitor may be added in all the steps of step (3), but it is added and cultured in the early stages of step (3), and the concentration of the rock inhibitor is reduced in the later stages, or It may be cultured in the presence. This is because the addition of the Rock inhibitor at the initial stage of step (3) can prevent the cells seeded in a state of being separated into single cells from easily dying. The initial stage time for adding the ROCK inhibitor is not particularly limited, but may be, for example, 6 to 48 hours, preferably 12 to 24 hours.

(脳由来神経栄養因子)
成熟神経細胞誘導工程(3)では、限定されるものではないが、例えば脳由来神経栄養因子(以下、BDNFと称することがある)存在下で培養してもよい。BDNFなどを添加することによって、更に効率良く成熟神経細胞を誘導することができる。
BDNFの濃度は、成熟神経細胞が誘導される限りにおいて特に限定されるものではいが、好ましくは1~80ng/mLである。
(brain-derived neurotrophic factor)
In the step (3) of inducing mature nerve cells, the cells may be cultured in the presence of, but not limited to, brain-derived neurotrophic factor (hereinafter sometimes referred to as BDNF). By adding BDNF or the like, mature neurons can be induced more efficiently.
The concentration of BDNF is not particularly limited as long as mature neurons are induced, but is preferably 1-80 ng/mL.

培養に用いる培養プレートは、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではなく、前記「神経上皮細胞誘導工程(1)」の項に記載の培養プレートを用いることができるが、ラミニンが被覆された培養プレートを用いることが好ましい。
培養の条件(温度、CO濃度、及び培地等)は、成熟神経細胞が誘導される限りにおいて特に限定されるものではなく、前記「神経上皮細胞誘導工程(1)」の項に記載の条件を用いることができる。
培養期間は、本発明の効果が得られる限りにおいて、特に限定されるものではないが、例えば5~40日であり、より好ましくは10~30日であり、更に好ましくは12~20日である。
The culture plate used for culture is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and the culture plate described in the section "Neuroepithelial cell induction step (1)" can be used, It is preferred to use laminin-coated culture plates.
Culture conditions (temperature, CO 2 concentration, medium, etc.) are not particularly limited as long as mature neurons are induced, and the conditions described in the section "Neuroepithelial cell induction step (1)". can be used.
The culture period is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but is, for example, 5 to 40 days, more preferably 10 to 30 days, and still more preferably 12 to 20 days. .

本工程(3)で得られる成熟神経細胞は、TUJ1及びMAP2等のマーカーを有するものが好ましい。 The mature neurons obtained in step (3) preferably have markers such as TUJ1 and MAP2.

本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法によって、健常人のiPS細胞及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞から成熟神経細胞を誘導した場合、健常人のiPS細胞からは健常人の海馬の特徴を有する神経細胞が誘導され、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞からは、アルツハイマー病患者の海馬の特徴を有する神経細胞が誘導される。具体的には、アルツハイマー病患者のiPS細胞から誘導された細胞においては、神経幹細胞(PAX6陽性細胞)の数は減少しないが、未成熟神経細胞(TUJ1陽性細胞)、及び成熟神経細胞(MAP2陽性細胞)の数が抑制されていた。この特徴は、アルツハイマー病患者の海馬の特徴と一致するものである。 When mature neurons are induced from iPS cells of healthy subjects and iPS cells derived from Alzheimer's disease patients by the method for producing Alzheimer's disease model neurons of the present invention, the iPS cells of healthy subjects have the characteristics of the hippocampus of healthy subjects. Nerve cells are induced, and nerve cells having the characteristics of the hippocampus of Alzheimer's disease patients are induced from iPS cells derived from Alzheimer's disease patients. Specifically, in cells derived from iPS cells of Alzheimer's disease patients, the number of neural stem cells (PAX6-positive cells) does not decrease, but immature neurons (TUJ1-positive cells) and mature neurons (MAP2-positive cells) cells) were suppressed. This feature is consistent with that of the hippocampus of Alzheimer's disease patients.

[2]アルツハイマー疾患モデル神経細胞
本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞は、前記アルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法によって得ることができる。前記アルツハイマー疾患モデル神経細胞においては、未成熟神経細胞(TUJ1陽性細胞)、及び成熟神経細胞(MAP2陽性細胞)の数が減少している。
本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞を用いることによって、アルツハイマー病の病態に影響を与える薬物をスクリーニングできる。
[2] Alzheimer's disease model nerve cell The Alzheimer's disease model nerve cell of the present invention can be obtained by the method for producing the Alzheimer's disease model nerve cell. In the Alzheimer's disease model neurons, the numbers of immature neurons (TUJ1-positive cells) and mature neurons (MAP2-positive cells) are reduced.
By using the Alzheimer's disease model neurons of the present invention, drugs that affect the pathology of Alzheimer's disease can be screened.

[3]アルツハイマー病作用薬剤のスクリーニング方法
本発明のアルツハイマー病作用薬物のスクリーニング方法は、(A)前記アルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法における、工程(1)、工程(2)、及び工程(3)の1つ以上の工程において、アルツハイマー病に作用する薬剤の候補物質を添加して、細胞を培養する工程、及び(B)候補物質を添加した細胞と、候補物質を添加しない細胞とを分析し、細胞に作用する候補物質を選択する工程、を含む。
[3] Screening method for drugs acting on Alzheimer's disease The screening method for drugs acting on Alzheimer's disease of the present invention comprises (A) steps (1), (2), and (3) in the method for producing Alzheimer's disease model nerve cells. ) in one or more steps of adding a drug candidate substance acting on Alzheimer's disease and culturing the cells, and (B) analyzing cells to which the candidate substance has been added and cells to which the candidate substance has not been added and selecting a candidate substance that acts on the cell.

《工程(A)》
工程(A)においては、前記アルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法における、工程(1)、工程(2)、及び工程(3)の1つ以上の工程において、アルツハイマー病に作用する薬剤の候補物質を添加して、細胞を培養する。すなわち、神経上皮細胞誘導工程(1)、神経ロゼットを形成する工程(2)、及び成熟神経細胞誘導工程(3)のいずれか1つ以上の工程において細胞に候補物質を接触させ、候補物質が接触していない細胞と比較することによって、アルツハイマー疾患モデル神経細胞への候補物質の作用を解析することができる。
候補物質を添加する工程は、特に限定されるものではない。例えば、生体でアルツハイマーに直接効果のある薬剤をスクリーニングするためには、工程(2)又は工程(3)において候補物質を添加するとよいと考えられる。また、iPS細胞をアルツハイマー病の治療に用いる場合において、生体内におけるiPS細胞の神経細胞への誘導を補助する薬剤をスクリーニングするためには、工程(1)において候補物質を添加するとよいと考えられる。しかしながら、これらの説明により、本発明のスクリーニング方法は限定されるものではない。
<<Step (A)>>
In step (A), in one or more of steps (1), (2), and (3) in the method for producing Alzheimer's disease model nerve cells, a drug candidate substance that acts on Alzheimer's disease to culture the cells. That is, in any one or more of the steps of inducing neuroepithelial cells (1), forming neural rosettes (2), and inducing mature neurons (3), a candidate substance is brought into contact with a cell, and the candidate substance is By comparing with uncontacted cells, the effect of candidate substances on Alzheimer's disease model neurons can be analyzed.
The step of adding the candidate substance is not particularly limited. For example, in order to screen for a drug that has a direct effect on Alzheimer's disease in vivo, it is considered preferable to add a candidate substance in step (2) or step (3). In addition, when iPS cells are used for the treatment of Alzheimer's disease, it is considered preferable to add a candidate substance in step (1) in order to screen for drugs that assist the induction of iPS cells into nerve cells in vivo. . However, these explanations do not limit the screening method of the present invention.

前記工程(1)、工程(2)、及び工程(3)は、候補物質を添加することを除いては、前記「[1]アルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法」の項に記載のように実施することができる。 Steps (1), (2), and (3) are performed as described in the section "[1] Alzheimer's disease model nerve cell production method", except that the candidate substance is added. can be implemented.

(候補物質)
本発明のスクリーニング方法にかけることのできる候補物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ケミカルファイルに登録されている種々の公知化合物(ペプチドを含む)、コンビナトリアル・ケミストリー技術(Terrett,N.K.ら,Tetrahedron,51,8135-8137,1995)によって得られた化合物群、あるいは、ファージ・ディスプレイ法(Felici,F.ら,J.Mol.Biol.,222,301-310,1991)などを応用して作成されたランダム・ペプチド群を用いることができる。また、微生物の培養上清、植物若しくは海洋生物由来の天然成分、又は動物組織抽出物などもスクリーニングの候補物質として用いることができる。更には、本発明のスクリーニング方法により選択された化合物(ペプチドを含む)を、化学的又は生物学的に修飾した化合物(ペプチドを含む)を用いることができる。
添加する候補物質の濃度は、特に限定されるものではないが、化合物によって、作用する濃度にばらつきがある可能性が高いため、いくつかの濃度で候補物質を添加することが好ましい。
(candidate substance)
Candidate substances that can be subjected to the screening method of the present invention are not particularly limited. NK et al., Tetrahedron, 51, 8135-8137, 1995) or the phage display method (Felici, F. et al., J. Mol. Biol., 222, 301-310, 1991). ) or the like can be used. Culture supernatants of microorganisms, natural components derived from plants or marine organisms, animal tissue extracts, and the like can also be used as candidate substances for screening. Furthermore, compounds (including peptides) chemically or biologically modified from compounds (including peptides) selected by the screening method of the present invention can be used.
The concentration of the candidate substance to be added is not particularly limited, but it is highly likely that the concentration at which it acts varies depending on the compound, so it is preferable to add the candidate substance at several concentrations.

《工程(B)》
工程(B)においては、候補物質を添加した細胞と、候補物質を添加しない細胞とを分析し、細胞に作用する候補物質を選択する。
細胞の分析方法は、候補物質を添加した細胞と、候補物質を添加しない細胞との差異が認識できる方法である限りにおいて、特に限定されるものではない。例えば、候補物質が神経細胞の細胞数に影響を与えるならば、細胞数を測定することによって、その候補物質の作用を分析することができる。候補物質を添加しない細胞と比較して、候補物質を添加した細胞の細胞数が増加した場合、細胞の新生に促進作用があると判断することができる。逆に、細胞数が減少した場合、細胞の新生に抑制作用があると判断することができる。また、細胞数のみでなく、細胞の外観を目視することのよって、細胞への作用を判断することもできる。
更に、未成熟神経細胞のマーカーであるTUJ1、又は成熟神経細胞のマーカーであるMAP2の発現量を、PCRなどで測定することによってその候補物質の作用を分析することができる。例えば候補物質を添加しない細胞と比較して、候補物質を添加した細胞のTUJ1又はMAP2が増加した場合、アルツハイマー病の改善に促進作用があると判断することができる。逆に、TUJ1又はMAP2が減少した場合、アルツハイマー病の改善に抑制作用があると判断することができる。
<<Step (B)>>
In step (B), cells to which the candidate substance has been added and cells to which the candidate substance has not been added are analyzed to select candidate substances that act on the cells.
The cell analysis method is not particularly limited as long as it is a method capable of recognizing the difference between cells to which the candidate substance has been added and cells to which the candidate substance has not been added. For example, if a candidate substance affects neuronal cell number, the effect of the candidate substance can be analyzed by measuring cell number. When the number of cells to which the candidate substance is added increases compared to the cells to which the candidate substance is not added, it can be determined that there is a promoting effect on cell neogenesis. Conversely, when the number of cells decreases, it can be determined that there is an inhibitory effect on cell neogenesis. In addition, the effect on cells can be determined not only by the number of cells but also by visually observing the appearance of the cells.
Furthermore, the action of the candidate substance can be analyzed by measuring the expression level of TUJ1, which is a marker for immature neurons, or MAP2, which is a marker for mature neurons, by PCR or the like. For example, when TUJ1 or MAP2 is increased in cells to which the candidate substance has been added as compared to cells to which the candidate substance has not been added, it can be determined that Alzheimer's disease improvement is promoted. Conversely, when TUJ1 or MAP2 decreases, it can be determined that improvement in Alzheimer's disease has a suppressive effect.

《作用》
本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法において、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞から製造した神経細胞が、アルツハイマー病患者の海馬の神経細胞の特徴を有する細胞に誘導できた理由は、詳細に解析されているわけではないが、以下のように推定することができる。
アルツハイマー病患者由来のiPS細胞と、健常人由来のiPS細胞とは、本質的に違いがあるものと考えられる。ここでiPS細胞から成熟神経細胞を誘導する場合、iPS細胞同士の接触が神経細胞の誘導に効果があるものと推定される。非特許文献2及び3の成熟神経細胞の誘導方法においては、高密度状態にしたiPS細胞に対して成熟神経細胞への誘導を開始している。これらの非特許文献2及び3の成熟神経細胞の誘導方法を用いると、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞であっても、過剰な細胞の接触により、健常人と同程度の成熟神経細胞生成能力を持つ神経幹細胞が誘導されると考えられる。
すなわち、高密度のiPS細胞に対して、成熟神経誘導を開始すると(比較例1、比較例4)、健常人と同程度の成熟神経細胞生成能力を持つ神経幹細胞が誘導される。また、神経幹細胞を細胞塊で播き込む(比較例3)と、健常人と同程度の成熟神経細胞が生成された。このことは、実際のアルツハイマー病患者の海馬では、神経幹細胞の接触は起こっていないと推定される。本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法においては、iPS細胞を単離して、低密度で播種及び培養することにより、アルツハイマー病海馬に存在すると考えられる、成熟神経細胞生成能力が低い神経幹細胞が生成できた。また、上記の幹細胞を単離して、播種及び培養することにより、アルツハイマー病患者の海馬の特徴を有する成熟神経細胞が製造できた。
なお、健常人由来のiPS細胞からは、健常人の海馬の特徴を有する成熟神経細胞が誘導されており、このことからも本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法は、生体内の海馬における細胞同士の接触に近い状態を再現できているものと考えられる。
《Action》
In the method for producing Alzheimer's disease model neurons of the present invention, the reason why neurons produced from iPS cells derived from Alzheimer's disease patients could be induced into cells having characteristics of hippocampal neurons of Alzheimer's disease patients was analyzed in detail. However, it can be estimated as follows.
It is considered that there are essential differences between iPS cells derived from Alzheimer's disease patients and iPS cells derived from healthy subjects. Here, when inducing mature neurons from iPS cells, it is presumed that contact between iPS cells is effective in inducing neurons. In the methods of inducing mature neurons in Non-Patent Documents 2 and 3, induction of iPS cells in a high-density state into mature neurons is initiated. When these methods of inducing mature neurons in Non-Patent Documents 2 and 3 are used, even iPS cells derived from patients with Alzheimer's disease exhibit the same level of ability to generate mature neurons as healthy subjects due to excessive cell contact. It is thought that the neural stem cells with
That is, when the induction of mature nerves is started for high-density iPS cells (Comparative Examples 1 and 4), neural stem cells having the ability to generate mature nerve cells comparable to those of healthy subjects are induced. In addition, when neural stem cells were seeded in a cell mass (Comparative Example 3), mature neurons of the same level as those of healthy subjects were generated. This suggests that neural stem cell contact does not occur in the hippocampus of actual Alzheimer's disease patients. In the method for producing Alzheimer's disease model nerve cells of the present invention, iPS cells are isolated, seeded and cultured at a low density to generate neural stem cells with low ability to generate mature nerve cells, which are thought to exist in the Alzheimer's disease hippocampus. generated. In addition, by isolating, seeding and culturing the above stem cells, mature neurons having the characteristics of the hippocampus of Alzheimer's disease patients could be produced.
It should be noted that mature neurons having the characteristics of the hippocampus of healthy individuals are induced from iPS cells derived from healthy individuals. It is considered that a state close to contact between cells can be reproduced.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention.

《比較例1》
本比較例では、工程(1)で高密度でiPS細胞を播種した。工程(2)では、細胞を細胞塊で播種し、工程(3)では、細胞を単細胞で播種した。3人の健常人のiPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)及び3人のアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0254、HPS0255、HPS0256)から成熟神経細胞を製造した。
<<Comparative example 1>>
In this comparative example, iPS cells were seeded at high density in step (1). In step (2), cells were seeded as cell clumps, and in step (3), cells were seeded as single cells. Mature neurons were prepared from iPS cells from 3 healthy subjects (HPS0076, HPS0360, P11025) and iPS cells from 3 Alzheimer's disease patients (HPS0254, HPS0255, HPS0256).

iPS細胞の前培養は、以下の通り行った。
理化学研究所から譲渡された健常者由来iPS細胞2株(HPS0076,HPS0360)、アルツハイマー患者由来iPS細胞3株(HPS0254,HPS0255,HPS0256)を使用した。また、タカラバイオより購入した健常者由来iPS細胞1株(P11025)も併せて使用した。前記iPS細胞6株は、使用時まで凍結溶液と共にバイアル中で保存した。保存は液体窒素にバイアルを浸す形で実施した。
iPS細胞は以下の流れで凍結状態から融解して使用した。細胞を保存しているバイアルを液体窒素から取り出して、37℃の温水で満たした恒温層に浸して溶解した。常温に戻したmTeSRTM1(cGMP, feeder-free maintenance medium for human ES and iPS Cells, STEMCELL Technologies;mTeSR1)とROCK阻害剤(Y27632,富士フイルム和光純薬株式会社)を混和した溶液(Y27632の濃度は10μM;以下、mTeSR1-Y)を調製し、細胞(1mL)及びmTeSR1-Y(6-8mL)を、15mLチューブ中で混和した。遠心(290G,25℃,5分)後に上清を取り除き、mTeSRTM1-Y(2mL/well)と混和して、Matrigel溶液でコートしている6well plate(NuncTM Cell-Culture Treated Multidishes)に播き込んだ。Matrigel溶液及びMatrigel溶液コートは、以下の通り調製した。
Matrigel溶液:DMEM/F-12(Thermo Fisher Scientific)とCorning(登録商標)マトリゲル 基底膜マトリックス(Corning)を61:1で混和した。
Matrigel溶液コート:1mL/wellのMatrigel溶液を6well plateに加えて4℃で12時間以上静置し、Matrigel溶液を除去して使用した。
以後、特記がなければ、細胞は全て37℃のCOインキュベーターで培養した。
Preculture of iPS cells was performed as follows.
Two healthy subject-derived iPS cell lines (HPS0076, HPS0360) and three Alzheimer's patient-derived iPS cell lines (HPS0254, HPS0255, HPS0256) transferred from RIKEN were used. In addition, one iPS cell line (P11025) derived from a healthy subject purchased from Takara Bio was also used. The 6 iPS cell lines were stored in vials with a freezing solution until use. Preservation was carried out by immersing the vial in liquid nitrogen.
The iPS cells were thawed from the frozen state and used in the following flow. The vial storing the cells was removed from the liquid nitrogen and lysed by immersion in a constant temperature bath filled with warm water at 37°C. A solution (Y27632 concentration was 10 μM; hereinafter, mTeSR1-Y) was prepared, and cells (1 mL) and mTeSR1-Y (6-8 mL) were mixed in a 15 mL tube. After centrifugation (290 G, 25° C., 5 minutes), the supernatant was removed, mixed with mTeSR 1-Y (2 mL/well), and applied to a 6-well plate (Nunc Cell-Culture Treated Multidishes) coated with Matrigel solution. sown. Matrigel solutions and Matrigel solution coats were prepared as follows.
Matrigel solution: DMEM/F-12 (Thermo Fisher Scientific) and Corning® Matrigel basement membrane matrix (Corning) were mixed at 61:1.
Matrigel solution coating: 1 mL/well of Matrigel solution was added to a 6-well plate, allowed to stand at 4° C. for 12 hours or longer, and used after removing the Matrigel solution.
Thereafter, all cells were cultured in a 37° C. CO 2 incubator unless otherwise specified.

iPS細胞は以下の流れで前培養を行った。前記iPS細胞を、60-90%程度コンフルエンスになるまで培養した。培養では、細胞を6well plateに播き込んだ翌日又は翌々日から毎日培地交換を行った。培地交換は、新規のmTeSRTM1(2mL/well)にすることで行った。60-90%程度コンフルエンスになったらiPS細胞を継代した。継代では、はじめに、DPBS(Thermo Fisher Scientific)で1回洗浄した後、EDTA in DPBS(UltraPureTM 0.5M EDTA, pH 8.0, InvitrogenTMとDPBSを1:1000で混和したもの。以後、EDTA in DPBSと表記する。)で5-15min処理した。処理終了後、EDTA in DPBSを除去して、mTeSRTM1を吹き付けることで、iPS細胞を細胞塊の形で6well plateから剥離した。続いて、iPS細胞の細胞塊とmTeSRTM1の混和液を、新しいMatrigel溶液でコートされた6well plateに播き込んだ(播き込む細胞量は、1wellの1/2-1/6量、播き込む溶液量は2-3mL/well)。播き込み後、60-90%程度コンフルエンスになるまで再度培養した。 iPS cells were pre-cultured in the following flow. The iPS cells were cultured to about 60-90% confluence. In the culture, the medium was changed every day from the day after the cells were seeded on the 6-well plate or the day after that. The medium was replaced with new mTeSR 1 (2 mL/well). The iPS cells were subcultured when they reached 60-90% confluence. In passage, first, after washing once with DPBS (Thermo Fisher Scientific), EDTA in DPBS (UltraPure 0.5M EDTA, pH 8.0, Invitrogen and DPBS were mixed at 1:1000. Thereafter, EDTA in DPBS ) for 5-15 minutes. After completion of the treatment, the EDTA in DPBS was removed and mTeSR 1 was sprayed to detach the iPS cells from the 6-well plate in the form of cell clusters. Subsequently, the mixture of iPS cell clusters and mTeSR TM 1 was seeded onto a 6-well plate coated with a new Matrigel solution (the amount of cells to be seeded was 1/2 to 1/6 of 1 well). The solution volume is 2-3 mL/well). After seeding, the cells were cultured again until they reached 60-90% confluence.

工程(1)は、以下の通り行った。
前培養で、60-90%程度コンフルエンスになったiPS細胞を、PBS(-)で1回洗浄した後、Trp-Y(TrypLETM Select(1X),no Phenol Red,Gibcoに10μMのY27632含有;以下、Trp-Y)で5-15min処理した。処理終了後、Trp-Yを吹き付けることで、iPS細胞を単細胞の形で6well plateから剥離した。剥離後、単細胞にしたiPS細胞とmTeSR1-Yを混和して遠心(290G.常温,5min)し、上清を取り除いた。その後、新しいmTeSR1-Yと混和し、Lipidure溶液コートした低吸着96well plate(SC U-bottom plate、Greiner)に播き込んだ。(1.8×10細胞/200μL/well)。最後に、播き込んだ低吸着96well plateを遠心(200G.常温,3min)した。遠心して、Uボトムプレートの底に細胞を集めることにより、iPS細胞を高密度で細胞塊とし、且つ浮遊状態で培養した。Lipidure溶液及びLipidure溶液コートは、以下の通り調製した。
Lipidure溶液:エタノール(富士フイルム和光純薬株式会社)とLipidure(日油株式会社)をLipidureが0.5wt%になるように混和した。
Lipidure溶液コート:100μL/wellのLipidure溶液を低吸着96well plateに加えて常温で12時間以上静置して、Lipidure溶液のエタノールを蒸発させた。
Step (1) was performed as follows.
The iPS cells that had reached about 60-90% confluence in the preculture were washed once with PBS (-), and then added with Trp-Y (TrypLE Select (1X), no Phenol Red, Gibco containing 10 μM Y27632; The cells were treated with Trp-Y for 5 to 15 minutes. After completion of the treatment, the iPS cells were detached from the 6-well plate in the form of single cells by spraying Trp-Y. After detachment, the iPS cells and mTeSR1-Y made into single cells were mixed and centrifuged (290 G, room temperature, 5 min), and the supernatant was removed. Then, it was mixed with fresh mTeSR1-Y and plated on a low adsorption 96-well plate (SC U-bottom plate, Greiner) coated with a Lipidure solution. (1.8×10 4 cells/200 μL/well). Finally, the seeded low-adsorption 96-well plate was centrifuged (200 G, normal temperature, 3 min). By centrifuging to collect the cells at the bottom of a U-bottom plate, the iPS cells were formed into high-density cell clusters and cultured in suspension. Lipidure solutions and Lipidure solution coats were prepared as follows.
Lipidure solution: Ethanol (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and Lipidure (NOF Corporation) were mixed so that the Lipidure content was 0.5 wt %.
Lipidure solution coating: 100 μL/well of Lipidure solution was added to a low-adsorption 96-well plate and allowed to stand at room temperature for 12 hours or more to evaporate ethanol from the Lipidure solution.

48時間後に、細胞の培地を交換した。
低吸着96well plateから、培地を全量除去した。細胞の塊(Embryoid body;以後、EB)を壊さないように、先の部分3mmを切除した1000μLチップを使って培地を除去した。DFK5%DS溶液を低吸着96well plateのwellに加えた(200μL/well)。
After 48 hours, the medium of the cells was changed.
All the medium was removed from the low-adsorption 96-well plate. The culture medium was removed using a 1000 μL tip from which 3 mm of the tip was cut so as not to break the cell mass (Embryoid body; hereinafter referred to as EB). A DFK 5% DS solution was added to the wells of a low-adsorption 96-well plate (200 μL/well).

Figure 0007333579000001
Figure 0007333579000001

工程(2)は以下の通り行った。
工程(1)の神経誘導から10日後(Day10)に、48個のEBを培地ごと15mLチューブに移した後、常温に5-7min静置して、その後、上清を取り除いた。上清を取り除いた後、DFN2B_5%KSR溶液を4mL加えて、DFN2Bプレートに播き込んだ。1wellあたり、48個のEBと4mLのDFK5%DS溶液を目安とした。
DFN2B_5%KSR溶液は、下記の表の溶液を混和して作成した。
Step (2) was performed as follows.
Ten days after the nerve induction in step (1) (Day 10), 48 EBs together with the medium were transferred to a 15 mL tube, allowed to stand at room temperature for 5 to 7 minutes, and then the supernatant was removed. After removing the supernatant, 4 mL of DFN2B_5% KSR solution was added and plated on the DFN2B plate. 48 EBs and 4 mL of DFK 5% DS solution were used as a guideline per well.
A DFN2B_5% KSR solution was prepared by mixing the solutions in the table below.

Figure 0007333579000002
Figure 0007333579000002

DFN2B溶液は、下記の表の溶液を混和して作成した。 A DFN2B solution was prepared by mixing the solutions in the table below.

Figure 0007333579000003
Figure 0007333579000003

DFN2Bプレートは、以下の通り作成した。
1mL/wellの混和液(DFN2B溶液とCorning(登録商標)マトリゲル 基底膜マトリックスを19:1で混和)を、6well plateに加えて4℃で12時間以上静置した。混和液を除去して、DFN2Bプレートとして使用した。
工程(2)の4日後(Day14)、8日後(Day18)、12日後(Day22)に培地交換を行った。DFN2Bプレートのwellから、培地を除去した(2mL/well)。DFN2B溶液をDFN2Bプレートのwellに加えた(2mL/well)。
DFN2B plates were made as follows.
A 1 mL/well mixed solution (DFN2B solution and Corning (registered trademark) Matrigel basement membrane matrix mixed at 19:1) was added to a 6-well plate and allowed to stand at 4° C. for 12 hours or longer. The admixture was removed and used as DFN2B plates.
The medium was replaced 4 days (Day 14), 8 days (Day 18), and 12 days (Day 22) after step (2). The medium was removed from the wells of the DFN2B plate (2 mL/well). The DFN2B solution was added to the wells of the DFN2B plate (2 mL/well).

工程(3)は以下の通り行った。
工程(2)の16日後(Day26)に、神経誘導中のiPS細胞を、PBS(-)で1回洗浄した後、Trp-Yで5-15min処理した。処理終了後、Trp-Yを吹き付けることで、iPS細胞を単細胞の形で6well plateから剥離した。続いて、単細胞にしたiPS細胞とNDBM+BD+Yを混和して遠心(290G.常温,5min)し上清を取り除いた。その後、新しいNDBM+BD+Yと混和し、ポリ-L-オルニチン/ラミニン溶液コートしている96well plateに播き込んだ(1×10細胞/200μL/well)。
なお、前記NDBM+BD+Yは、Neural differential basal medium、脳由来神経栄養因子(BDNF、100μg/mL;富士フイルム和光純薬)、及びY27632(10mM)を5000:1:5で混合した。
Step (3) was performed as follows.
Sixteen days after step (2) (Day 26), the iPS cells undergoing neural induction were washed once with PBS(-) and then treated with Trp-Y for 5 to 15 minutes. After completion of the treatment, the iPS cells were detached from the 6-well plate in the form of single cells by spraying Trp-Y. Subsequently, the iPS cells made into single cells and NDBM+BD+Y were mixed, centrifuged (290 G. normal temperature, 5 min), and the supernatant was removed. Then, it was mixed with fresh NDBM+BD+Y and seeded on a 96-well plate coated with poly-L-ornithine/laminin solution (1×10 5 cells/200 μL/well).
The NDBM+BD+Y was a mixture of Neural differential basal medium, brain-derived neurotrophic factor (BDNF, 100 μg/mL; Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and Y27632 (10 mM) at a ratio of 5000:1:5.

工程(3)の2日目(Day27)に培地交換を行った。
Neural differential basal medium(常温)とBDNFを、5000:1の割合で混和した(以後、NDBM+BD)。96well palteの培地を50μL/well除いた後、NDBM+BDを96well palteのwellに加えた(100μL/well)。
工程(3)の4日目及び7日目(Day29及びDay32)に培地交換を行った。
96well palteの培地を100μL/well除いた後、NDBM+BDを96well palteのwellに加えた(100μL/well)。
工程(3)の10日目、13日目、及び16日目(Day35、Day38、Day41)に培地交換を行った。
96well palteの培地を全量除いた後、NDBM+BDを96well palteのwellに加えた(200μL/well)。
Medium exchange was performed on the second day (Day 27) of step (3).
Neural differential basal medium (normal temperature) and BDNF were mixed at a ratio of 5000:1 (hereinafter referred to as NDBM+BD). After removing 50 μL/well of the medium from the 96-well palte, NDBM+BD was added to the wells of the 96-well palte (100 μL/well).
Medium exchange was performed on the 4th day and the 7th day (Day29 and Day32) of step (3).
After removing 100 μL/well of the medium from the 96-well palte, NDBM+BD was added to the wells of the 96-well palte (100 μL/well).
Medium exchange was performed on the 10th day, the 13th day, and the 16th day (Day 35, Day 38, and Day 41) of step (3).
After removing the entire amount of medium from the 96-well palte, NDBM+BD was added to the wells of the 96-well palte (200 μL/well).

Figure 0007333579000004
Figure 0007333579000004

得られた神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の発現を蛍光抗体染色によって確認した。培地を100μL/well残した96ウエルプレートの細胞に、4%PFA in PBS(4%のパラホルムアルデヒドを含むPBS)を250μL/well加え、常温で10分間処理した。処理液を全量捨てた後、350μL/wellの4%PFA in PBSで15分間処理した。処理終了後、処理液を全量捨て、PBSで3回洗浄した。次に、100μL/wellのTX in PBS(0.2%のTriton-Xを含むPBS)を加え、15分間処理し、その後PBSで4回洗浄した。100μLの3%BSA in PBS(3%のBSAを含むPBS)を添加し、30分間ブロッキングを行った。ブロッキング終了後、ブロッキング液を全量捨て、anti-chick MAP2抗体溶液(Abcam,5000倍)、anti-mouse TUJ1抗体溶液(Abcam,1000倍)、及びanti-rabbit PAX6抗体(sigma,100倍)液を含む3%BSA in PBSを50μL添加し、4℃で12時間から24時間静置した。PBSで4回洗浄し、anti-chick Alexa488抗体溶液(Jackson ImmunoResearch,500倍)、anti-mouse Alexa546抗体溶液(ThermoFisher,500倍)、及びanti-rabbit Alexa647抗体溶液(ThermoFisher,500倍)を含む3%BSA in PBSを50μL加え、室温で1時間静置した。PBSで4回洗浄し、顕微鏡(A1システム、ニコン)で、MAP2、TUJ1、PAX6の蛍光染色像を撮影した。図1に蛍光顕微鏡像を示す。
なお、2次抗体の添加時に、細胞を探索のためにDAPIを添加した。
Expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 in the obtained neurons was confirmed by fluorescent antibody staining. 250 μL/well of 4% PFA in PBS (PBS containing 4% paraformaldehyde) was added to the cells in the 96-well plate with 100 μL/well of the medium remaining, and the cells were treated at room temperature for 10 minutes. After discarding the entire amount of the treatment solution, the cells were treated with 350 μL/well of 4% PFA in PBS for 15 minutes. After the treatment was completed, all the treatment solution was discarded, and the plate was washed with PBS three times. Next, 100 μL/well of TX in PBS (PBS containing 0.2% Triton-X) was added, treated for 15 minutes, and then washed four times with PBS. 100 μL of 3% BSA in PBS (PBS containing 3% BSA) was added and blocked for 30 minutes. After blocking, discard all the blocking solution, anti-chick MAP2 antibody solution (Abcam, 5000 times), anti-mouse TUJ1 antibody solution (Abcam, 1000 times), and anti-rabbit PAX6 antibody (sigma, 100 times) solution. 50 μL of 3% BSA in PBS was added, and left at 4° C. for 12 to 24 hours. Washed 4 times with PBS, anti-chick Alexa488 antibody solution (Jackson ImmunoResearch, 500 times), anti-mouse Alexa546 antibody solution (ThermoFisher, 500 times), and anti-rabbit Alexa647 antibody solution (ThermoFisher, 500 times). including 3 50 μL of %BSA in PBS was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 1 hour. After washing with PBS four times, fluorescence-stained images of MAP2, TUJ1 and PAX6 were taken under a microscope (A1 system, Nikon). FIG. 1 shows a fluorescence microscope image.
In addition, DAPI was added for probing the cells when the secondary antibody was added.

図1に示すように、健常者iPS細胞(HPS0076,HPS0360,P11025)とアルツハイマーiPS細胞(HPS0254,HPS0255,HPS0256)で、神経細胞(MAP2陽性細胞又はTUJ1陽性細胞)及び神経幹細胞(PAX6陽性細胞)の数の差は見られなかった。個々の細胞株間の差は見られたが、健常者iPS細胞グループと、アルツハイマーiPS細胞グループとの間で差は見られなかった。 As shown in FIG. 1, healthy subject iPS cells (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer's iPS cells (HPS0254, HPS0255, HPS0256), nerve cells (MAP2 positive cells or TUJ1 positive cells) and neural stem cells (PAX6 positive cells) No difference was found in the number of Differences between individual cell lines were observed, but no difference was observed between the healthy iPS cell group and the Alzheimer's iPS cell group.

《実施例1》
本実施例では、工程(1)、工程(2)、及び工程(3)において、iPS細胞を単細胞に単離して播種し、3人の健常人のiPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)及び3人のアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0254、HPS0255、HPS0256)から成熟神経細胞を製造した。
<<Example 1>>
In this example, in steps (1), (2), and (3), iPS cells were isolated and seeded into single cells, iPS cells from 3 healthy individuals (HPS0076, HPS0360, P11025) and 3 Mature neurons were produced from iPS cells (HPS0254, HPS0255, HPS0256) derived from human Alzheimer's disease patients.

iPS細胞の前培養は、比較例1の操作を繰り返した。
工程(1)は、以下の通り行った。
60-90%程度コンフルエンスになったiPS細胞を、DPBSで1回洗浄した後、Trp-Yで5-15min処理した。処理終了後、Trp-Yを吹き付けることで、iPS細胞を単細胞の形で6well plateから剥離した。剥離後、単細胞にしたiPS細胞とmTeSR1-Yを混和して遠心(290G.常温,5min)し、上清を取り除いた。その後、新しいmTeSR1-Yと混和し、新しいMatrigel溶液コートしている6well plateに播き込んだ(4.8×10細胞/2mL/well)。
The operation of Comparative Example 1 was repeated for preculture of iPS cells.
Step (1) was performed as follows.
The iPS cells that reached about 60-90% confluence were washed once with DPBS and then treated with Trp-Y for 5-15 minutes. After completion of the treatment, the iPS cells were detached from the 6-well plate in the form of single cells by spraying Trp-Y. After detachment, the iPS cells and mTeSR1-Y made into single cells were mixed and centrifuged (290 G, room temperature, 5 min), and the supernatant was removed. Then, it was mixed with fresh mTeSR1-Y and seeded onto a 6-well plate coated with fresh Matrigel solution (4.8×10 5 cells/2 mL/well).

2日目から6日目まで、毎日以下の操作を行った。
Neural differential basal medium(常温)とノギン(富士フイルム和光純薬,20μg/mL)とSB431542(富士フイルム和光純薬,10mM)を、1000:10:1の割合で混和した(以後、NDBM+SN)。6well palteの培地を全量除いた後、NDBM+SNを6well palteのwellに加えた(2mL/well)。iPS細胞は、Day4~7で100%コンフルエンスとなった。
From the 2nd day to the 6th day, the following operations were performed every day.
Neural differential basal medium (room temperature), Noggin (Fuji Film Wako Pure Chemicals, 20 μg/mL) and SB431542 (Fuji Film Wako Pure Chemicals, 10 mM) were mixed at a ratio of 1000:10:1 (hereinafter referred to as NDBM+SN). After removing the entire amount of medium from the 6-well palte, NDBM+SN was added to the wells of the 6-well palte (2 mL/well). iPS cells reached 100% confluence on Days 4-7.

工程(2)は以下の通り行った
工程(1)の7日目に神経誘導中のiPS細胞を、DPBSで1回洗浄した後、Trp-Yで5-15min処理した。処理終了後、Trp-Yを吹き付けることで、細胞を単細胞の形で6well plateから剥離した。剥離後、単細胞にした細胞とNDBM+F+Yを混和して遠心(290G.常温,5min)し、上清を取り除いた。その後、新しいNDBM+F+Yと混和し、ポリ-L-オルニチン/ラミニン溶液コートしている24well plate(Thermo,以後表記がない限り同プレートを使用する)に播き込んだ(2×10細胞/1mL/well)。
NDBM+F+Yは以下の通り、作製した。Neural differential basal medium、線維芽細胞成長因子(塩基性)(富士フイルム和光純薬,100μg/mL)、及びY27632(10mM)を5000:1:5で混和した(以後、NDBM+F+Y)。
ポリ-L-オルニチン/ラミニン溶液コートは、以下の通り行った。
ポリ-L-オルニチン溶液(ポリ-L-オルニチン(sigma、P3655-10MG)を100mLの滅菌水に溶解)を、300μL/wellで24well plateに加えて4℃で12時間以上静置した。滅菌水(1mL/well)で3回洗浄した。ラミニン溶液(iMatrix-511溶液(ニッピ、892-012)と滅菌水を1:133で混和)を、300μL/wellで24well plateに加えて4℃で12時間以上静置した。静置後、ラミニン溶液を除去して使用した。
翌日(Day7-11)以後、細胞の培地交換を行った。Neural differential basal medium(常温)とFGFを、5000:1の割合で混和した(以後、NDBM+F)。24well palteの培地を全量除いた後、NDBM+Fを24well palteのwellに加えた(1mL/well)。
Step (2) was performed as follows: On day 7 of step (1), the iPS cells undergoing neural induction were washed once with DPBS, and then treated with Trp-Y for 5 to 15 minutes. After completion of the treatment, the cells were detached from the 6-well plate in the form of single cells by spraying Trp-Y. After detachment, the single-celled cells and NDBM+F+Y were mixed and centrifuged (290 G, room temperature, 5 min), and the supernatant was removed. Then, it was mixed with fresh NDBM + F + Y and seeded on a 24-well plate (Thermo, hereinafter unless otherwise specified) coated with poly-L-ornithine/laminin solution (2 × 10 5 cells/1 mL/well ).
NDBM+F+Y was made as follows. Neural differential basal medium, fibroblast growth factor (basic) (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 100 μg/mL), and Y27632 (10 mM) were mixed at 5000:1:5 (hereinafter, NDBM+F+Y).
Poly-L-ornithine/laminin solution coating was performed as follows.
A poly-L-ornithine solution (poly-L-ornithine (sigma, P3655-10MG) dissolved in 100 mL of sterilized water) was added to a 24-well plate at 300 μL/well and allowed to stand at 4° C. for 12 hours or longer. Washed three times with sterilized water (1 mL/well). A laminin solution (iMatrix-511 solution (Nippi, 892-012) and sterilized water mixed at 1:133) was added to a 24-well plate at 300 μL/well and allowed to stand at 4° C. for 12 hours or more. After standing, the laminin solution was removed and used.
From the next day (Day 7-11) onwards, the cell culture medium was changed. A Neural differential basal medium (room temperature) and FGF were mixed at a ratio of 5000:1 (hereinafter referred to as NDBM+F). After removing the entire amount of medium from the 24-well palte, NDBM+F was added to the wells of the 24-well palte (1 mL/well).

工程(3)は以下の通り行った。
工程(2)の6日目(Day12)に、神経誘導中のiPS細胞を、DPBSで1回洗浄した後、Trp-Yで5-15min処理した。処理終了後、Trp-Yを吹き付けることで、細胞を単細胞の形で24well plateから剥離した。続いて、単細胞にした細胞とNDBM+BD+Yを混和して遠心(290G.常温,5min)し、上清を取り除いた。その後、新しいNDBM+BD+Yと混和し、ポリ-L-オルニチン/ラミニン溶液コートしている24well plateに播き込んだ(4×10細胞/1mL/well)。同様にポリ-L-オルニチン/ラミニン溶液コート(コート法は下に記述)している96well plate(Thermo,164588,以後表記がない限り同プレートを使用する)に播き込んだ(播き込む細胞量は1×10細胞/well、播き込む溶液量は200μL/well)。
96well plateのポリ-L-オルニチン/ラミニン溶液コートは、96well plateを用いて以外は、工程(2)と同様に行った。
Step (3) was performed as follows.
On day 6 (Day 12) of step (2), the iPS cells undergoing neural induction were washed once with DPBS and then treated with Trp-Y for 5-15 min. After completion of the treatment, the cells were detached from the 24-well plate in the form of single cells by spraying Trp-Y. Subsequently, the single-celled cells and NDBM+BD+Y were mixed and centrifuged (290 G, normal temperature, 5 min), and the supernatant was removed. Then, it was mixed with fresh NDBM+BD+Y and seeded on a 24-well plate coated with poly-L-ornithine/laminin solution (4×10 5 cells/1 mL/well). Similarly, a 96-well plate (Thermo, 164588, hereinafter the plate will be used unless otherwise indicated) coated with a poly-L-ornithine/laminin solution (the coating method is described below) was seeded (the amount of cells to be seeded was 1×10 5 cells/well, the amount of solution to be seeded is 200 μL/well).
A 96-well plate was coated with a poly-L-ornithine/laminin solution in the same manner as in step (2) except that the 96-well plate was used.

工程(3)の2日目(Day13)に培地交換を行った。
24well palteの培地を500μL/well除いた後、NDBM+BDを24well palteのwellに加えた(1mL/well)。96well palteの培地を50μL/well除いた後、NDBM+BDを96well palteのwellに加えた(100μL/well)。
工程(3)の4日目及び7日目(Day15及びDay18)に培地交換を行った。
24well palteの培地を1mL/well除いた後、NDBM+BDを24well palteのwellに加えた(1mL/well)。96well palteの培地を100μL/well除いた後、NDBM+BDを96well palteのwellに加えた(100μL/well)。
工程(3)の10日目、13日目、及び16日目(Day21、Day24、Day27)に培地交換を行った。
24well palteの培地を全量除いた後、NDBM+BDを24well palteのwellに加えた(1mL/well)。96well palteの培地を全量除いた後、NDBM+BDを96well palteのwellに加えた(200μL/well)。
Medium exchange was performed on the second day (Day 13) of step (3).
After removing 500 μL/well of the medium from the 24-well palte, NDBM+BD was added to the wells of the 24-well palte (1 mL/well). After removing 50 μL/well of the medium from the 96-well palte, NDBM+BD was added to the wells of the 96-well palte (100 μL/well).
Medium exchange was performed on the 4th day and the 7th day (Day 15 and Day 18) of step (3).
After removing 1 mL/well of the medium from the 24-well palte, NDBM+BD was added to the wells of the 24-well palte (1 mL/well). After removing 100 μL/well of the medium from the 96-well palte, NDBM+BD was added to the wells of the 96-well palte (100 μL/well).
Medium exchange was performed on the 10th day, the 13th day, and the 16th day (Day21, Day24, and Day27) of step (3).
After removing the entire amount of medium from the 24-well palte, NDBM+BD was added to the wells of the 24-well palte (1 mL/well). After removing the entire amount of medium from the 96-well palte, NDBM+BD was added to the wells of the 96-well palte (200 μL/well).

MAP2、TUJ1、及びPAX6の発現は、比較例1と同じ蛍光抗体染色によって確認した。
図2に示すように、健常者iPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)とアルツハイマーiPS細胞(HPS0254、HPS0255、HPS0256)とで、神経幹細胞(PAX6陽性細胞)の新生は大きく変化しなかったが、未熟神経細胞(TUJ1陽性細胞)と成熟神経細胞(MAP2陽性細胞)の数が、アルツハイマーiPS細胞において、抑制された。すなわち、本発明の製造方法においては、アルツハイマーiPS細胞からの成熟神経細胞の誘導は、アルツハイマー患者の海馬の特徴を反映していた。
The expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 was confirmed by the same fluorescent antibody staining as in Comparative Example 1.
As shown in FIG. 2, there was no significant change in neogenesis of neural stem cells (PAX6-positive cells) between iPS cells from healthy subjects (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer's iPS cells (HPS0254, HPS0255, HPS0256). The numbers of neurons (TUJ1-positive cells) and mature neurons (MAP2-positive cells) were suppressed in Alzheimer's iPS cells. That is, in the production method of the present invention, the induction of mature neurons from Alzheimer's iPS cells reflected the characteristics of the hippocampus of Alzheimer's patients.

《解析例》
実施例1で、健常者iPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)及びアルツハイマーiPS細胞(HPS0254、HPS0255、HPS0256)から得られた成熟神経細胞のMAP2、TUJ1、及びPAX6の遺伝子の発現を、以下のように解析した。
工程(1)の播種から28日目の細胞をDPBSで1回洗浄した後、Buffer RLT溶液(RNeasy Mini Kit(QIAGEN)に含まれるBuffer RLTに、2-メルカプトエタノール(99%;富士フイルム和光純薬)を100:1の割合で混和)を350μL/well穏やかに加えた。RNeasy Mini Kitのプロトコールに従って、RNAを抽出した。抽出したRNAを用いて、ReverTra Ace(登録商標) qPCR RT Master Mix(TOYOBO)のプロトコールに基づいて、cDNAを合成した。cDNAの測定は、Fast SYBRTM Green Master Mix(Thermo Fisher Scientific)を用い、RT-PCR法で行った。RT-PCR反応は、StepOnePlus Real-Time PCR System(Applied Biosystems)を用いて、プロトコールに従って実施した。MAP2、TUJ1、及びPAX6のプライマーは、以下のとおりである。
MAP2 forward primer: CCGTGTGGACCATGGGGCTG
MAP2 Reverse primer: GTCGTCGGGGTGATGCCACG
TUJ1 forward primer: CCTGGAACCCGGAACCAT
TUJ1 Reverse primer: AGGCCTGAAGAGATGTCCAAAG
PAX6 forward primer: TTACGAGACTGGCTCCATCA
PAX6 Reverse primer: CCGCTTATACTGGGCTATTT
GAPDH forward primer: GTCAACGGATTTGGTCGTATTG
GAPDH Reverse primer: CATGGGTGGAATCATATTGGAA
測定されたcDNA量をmRNA量に対応するとしてMAP2、TUJ1、PAX6のmRNA量を計算した。HPS0076、HPS0360、P11025、HPS0254、HPS0255、HPS0256の、MAP2、TUJ1、PAX6のmRNA量は、GAPDHのmRNA量で補正した。HPS0076、HPS0360、P11025、HPS0254、HPS0255、HPS0256のmRNA量は、4サンプルの平均値と標準誤差で表記した。HPS0076、HPS0360、P11025、HPS0254、HPS0255、HPS0256の有意差検定は、4サンプルの値に基づいて、行った。有意差検定では、welchのT検定を使用した。
<<Analysis example>>
In Example 1, expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 genes in mature neurons obtained from iPS cells (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer's iPS cells (HPS0254, HPS0255, HPS0256) from normal subjects was examined as follows. analyzed to
After washing the cells on the 28th day after seeding in step (1) once with DPBS, 2-mercaptoethanol (99%; Fujifilm Wako Pure drug) was mixed at a ratio of 100:1) was gently added at 350 μL/well. RNA was extracted according to the RNeasy Mini Kit protocol. Using the extracted RNA, cDNA was synthesized based on the ReverTra Ace (registered trademark) qPCR RT Master Mix (TOYOBO) protocol. cDNA was measured by RT-PCR method using Fast SYBR Green Master Mix (Thermo Fisher Scientific). RT-PCR reactions were performed using the StepOnePlus Real-Time PCR System (Applied Biosystems) according to the protocol. The primers for MAP2, TUJ1 and PAX6 are as follows.
MAP2 forward primer: CCGTGTGGACCATGGGGCTG
MAP2 Reverse primer: GTCGTCGGGGTGATGCCACG
TUJ1 forward primer: CCTGGAACCCGGAACCAT
TUJ1 Reverse primer: AGGCCTGAAGAGATGTCCAAAG
PAX6 forward primer: TTACGAGACTGGCTCCATCA
PAX6 Reverse primer: CCGCTTATACTGGGCTATTT
GAPDH forward primer: GTCAACGGATTTGGTCGTATTG
GAPDH Reverse primer: CATGGGTGGAATCATATTGGAA
The amount of mRNA of MAP2, TUJ1, and PAX6 was calculated assuming that the amount of cDNA measured corresponded to the amount of mRNA. The mRNA levels of MAP2, TUJ1 and PAX6 in HPS0076, HPS0360, P11025, HPS0254, HPS0255 and HPS0256 were corrected with the mRNA levels of GAPDH. The mRNA amounts of HPS0076, HPS0360, P11025, HPS0254, HPS0255, and HPS0256 are shown as the average value and standard error of 4 samples. A significant difference test for HPS0076, HPS0360, P11025, HPS0254, HPS0255, and HPS0256 was performed based on the values of 4 samples. Welch's T-test was used for the significance test.

図3の上から1段目の図に示したように、健常者細胞群(健常者由来iPS細胞(HPS0076(図では076と表記)、HPS0360(図では360と表記)、P11025を、実施例の方法でDay28まで神経誘導した細胞群)と、疾患細胞群(アルツハイマー患者由来iPS細胞(HPS0254(図では254と表記)、HPS0255(図では255と表記)、HPS0256(図では256と表記)を、実施例の方法でDay28まで神経誘導した細胞群)のMAP2、TUJ1及びPAX6のmRNA量(遺伝子発現量)を比較した。MAP2、TUJ1、PAX6のmRNA量は実施例の方法で測定・正規化(GAPDHのmRNA量で補正した)した。[1]HPS0254、HPS0255又はHPS0256の、MAP2、TUJ1又はPAX6のmRNA量が、HPS0076、HPS0360、P11025の対応するmRNAの全てに対して、有意差水準5%で有意であること、及び[2]HPS0254、HPS0255又はHPS0256の、MAP2、TUJ1又はPAX6のmRNA量が、HPS0076、HPS0360、P11025の対応するmRNAの全てに対して共通で増加又は減少していること、の2点を満たす場合、HPS0254、HPS0255、HPS0256の棒グラフの上に*を記述した。まとめると、HPS0076、HPS0360、P11025の全ての測定値に対して有意に増加又は減少している場合、*を記述した。データはHPS0076の平均値を1として平均±標準誤差で表記した。有意差の検定は、welchのT検定を使用した。データの正規性や等分散の有無に関わらず、高い確度と信頼性で有意差を検出できることを採用の理由とした。各サンプルは4ずつとした。図3の上から2段目の図に示したように、健常者の海馬と、アルツハイマー患者の海馬のMAP2、TUJ1及びPAX6のmRNA量を比較した。健常者の海馬と、アルツハイマー患者の海馬のMAP2、TUJ1及びPAX6のmRNA量のデータは、公開データベースであるGene Expression Omnibusから取得した(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE36980)。健常者の海馬は10サンプル、アルツハイマー患者の海馬は7サンプルのデータを比較した。データの測定・正規化(各サンプル間のmRNA量の補正)は、データベース登録時に行われているため、申請者らは実施しなかった。アルツハイマー患者の海馬のMAP2、TUJ1又はPAX6のmRNA量が、健常者の海馬の対応するmRNAに対して、有意に増加又は減少した場合、グラフの上に*を記述した。データは健常者の海馬の平均値を1として平均±標準誤差で表記した。有意差の検定は、前述と同様の理由で、welchのT検定を使用した。図3の上から3段目の図に示したように、健常者の前頭皮質と、アルツハイマー患者の前頭皮質のMAP2、TUJ1及びPAX6のmRNA量を比較した。健常者の前頭皮質と、アルツハイマー患者の前頭皮質のMAP2、TUJ1及びPAX6のmRNA量のデータは、公開データベースであるGene Expression Omnibusから取得した(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE36980)。健常者の前頭皮質は18サンプル、アルツハイマー患者の前頭皮質は15サンプルのデータを比較した。データの測定・正規化(各サンプル間のmRNA量の補正)は、データベース登録時に行われているため、申請者らは実施しなかった。アルツハイマー患者の前頭皮質のMAP2、TUJ1又はPAX6のmRNA量が、健常者の前頭皮質の対応するmRNAに対して、有意に増加又は減少した場合、グラフの上に*を記述した。データは健常者の前頭皮質の平均値を1として平均±標準誤差で表記した。有意差の検定は、前述と同様の理由で、welchのT検定を使用した。図3の上から4段目の図に示したように、健常者の側頭皮質と、アルツハイマー患者の側頭皮質のMAP2、TUJ1及びPAX6のmRNA量を比較した。健常者の側頭皮質と、アルツハイマー患者の側頭皮質のMAP2、TUJ1及びPAX6のmRNA量のデータは、公開データベースであるGene Expression Omnibusから取得した(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE36980)。健常者の側頭皮質は19サンプル、アルツハイマー患者の側頭皮質は10サンプルのデータを比較した。データの測定・正規化(各サンプル間のmRNA量の補正)は、データベース登録時に行われているため、申請者らは実施しなかった。アルツハイマー患者の側頭皮質のMAP2、TUJ1又はPAX6のmRNA量が、健常者の側頭皮質の対応するmRNAに対して、有意に増加又は減少した場合、グラフの上に*を記述した。データは健常者の側頭皮質の平均値を1として平均±標準誤差で表記した。有意差の検定は、前述と同様の理由で、welchのT検定を使用した。 As shown in the first diagram from the top of FIG. A cell group that was neurally induced until Day 28 by the method) and a diseased cell group (iPS cells derived from Alzheimer's patients (HPS0254 (254 in the figure), HPS0255 (255 in the figure), HPS0256 (256 in the figure) , MAP2, TUJ1 and PAX6 mRNA levels (gene expression levels) were compared in the cell group nerve-induced until Day 28 by the method of the example.The mRNA levels of MAP2, TUJ1 and PAX6 were measured and normalized by the method of the example. (corrected by the amount of GAPDH mRNA) [1] Level 5 of significant difference in the amount of MAP2, TUJ1, or PAX6 mRNA of HPS0254, HPS0255, or HPS0256 relative to all of the corresponding mRNAs of HPS0076, HPS0360, and P11025 and [2] the amount of MAP2, TUJ1 or PAX6 mRNA of HPS0254, HPS0255 or HPS0256 is commonly increased or decreased relative to all of the corresponding mRNAs of HPS0076, HPS0360 and P11025 When satisfying the two points, * was described above the bar graphs of HPS0254, HPS0255, and HPS0256.In summary, when there is a significant increase or decrease for all measured values of HPS0076, HPS0360, and P11025, *.The data are expressed as mean ± standard error with the mean value of HPS0076 as 1. Welch's T-test was used to test significant differences.Regardless of the presence or absence of normality and equal variance of data, high The reason for adoption was that it was possible to detect a significant difference in accuracy and reliability.Each sample was 4. As shown in the second row from the top of Fig. 3, the hippocampus of a healthy subject and that of an Alzheimer's patient Hippocampal MAP2, TUJ1 and PAX6 mRNA levels were compared.Data for MAP2, TUJ1 and PAX6 mRNA levels in the hippocampus of healthy subjects and that of Alzheimer's patients were obtained from the public database Gene Expression Omnibus (https: //www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE36980) Data of 10 hippocampal samples from healthy subjects and 7 samples from Alzheimer's patient hippocampi were compared. The applicants did not measure and normalize the data (correction of mRNA levels between samples) because they had been performed at the time of database registration. When the amount of MAP2, TUJ1 or PAX6 mRNA in the hippocampus of Alzheimer's patients was significantly increased or decreased relative to the corresponding mRNA in the hippocampus of healthy subjects, * was written above the graph. The data were expressed as mean±standard error, with the mean value of the hippocampus of healthy subjects being set to 1. For the test of significance, Welch's T-test was used for the same reason as described above. As shown in the third row from the top of FIG. 3, the mRNA levels of MAP2, TUJ1 and PAX6 in the frontal cortex of healthy subjects and those of Alzheimer's patients were compared. Data on the amount of MAP2, TUJ1 and PAX6 mRNA in the frontal cortex of healthy subjects and the frontal cortex of Alzheimer's patients were obtained from the public database Gene Expression Omnibus (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ geo/query/acc.cgi?acc=GSE36980). Data from 18 samples of the frontal cortex of healthy subjects and 15 samples of the frontal cortex of Alzheimer's patients were compared. The applicants did not measure and normalize the data (correction of mRNA levels between samples) because they had been performed at the time of database registration. When the amount of MAP2, TUJ1 or PAX6 mRNA in the frontal cortex of Alzheimer's patients was significantly increased or decreased relative to the corresponding mRNA in the frontal cortex of healthy subjects, * was written above the graph. The data were expressed as mean±standard error, with the mean value of the frontal cortex of healthy subjects being set to 1. For the test of significance, Welch's T-test was used for the same reason as described above. As shown in the fourth row from the top of FIG. 3, the mRNA levels of MAP2, TUJ1 and PAX6 in the temporal cortex of healthy subjects and those of Alzheimer's patients were compared. Data on the amount of MAP2, TUJ1 and PAX6 mRNA in the temporal cortex of healthy subjects and the temporal cortex of Alzheimer's patients were obtained from the public database Gene Expression Omnibus (https://www.ncbi.nlm.nih. gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE36980). Data from 19 samples of the temporal cortex of healthy subjects and 10 samples of the temporal cortex of Alzheimer's patients were compared. The applicants did not measure and normalize the data (correction of mRNA levels between samples) because they had been performed at the time of database registration. When the amount of MAP2, TUJ1 or PAX6 mRNA in the temporal cortex of Alzheimer's patients was significantly increased or decreased relative to the corresponding mRNA in the temporal cortex of healthy subjects, * was written above the graph. The data were expressed as mean±standard error, with the mean value of the temporal cortex of healthy subjects being set to 1. For the test of significance, Welch's T-test was used for the same reason as described above.

健常者の海馬データは以下から取得した。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907861
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907862
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907863
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907864
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907865
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907866
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907867
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907868
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907869
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907870
アルツハイマー患者の海馬データは以下から取得した。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907854
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907855
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907856
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907857
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907858
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907859
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907860
健常者の前頭皮質データは以下から取得した。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907807
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907808
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907809
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907810
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907811
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907812
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907813
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907814
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907815
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907816
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907817
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907818
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907819
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907820
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907821
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907822
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907823
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907824
アルツハイマー患者の前頭皮質データは以下から取得した。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907792
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907793
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907794
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907795
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907796
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907797
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907798
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907799
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907800
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907801
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907802
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907803
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907804
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907805
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907806
健常者の側頭皮質データは以下から取得した。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907825
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907826
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907827
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907828
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907829
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907830
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907831
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907832
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907833
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907834
アルツハイマー患者の側頭皮質データは以下から取得した。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907835
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907836
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907837
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907838
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907839
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907840
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907841
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907842
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907843
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907844
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907845
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907846
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907847
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907848
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907849
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907850
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907851
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907852
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907853

データの基になる論文のURLは下記に示す。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4128707/
図3の結果は、アルツハイマー患者細胞群では、健常者細胞群と比較して、MAP2及びTUJ1のmRNA量が有意に低下すること、及びPAX6のmRNA量に有意差がないことを示した(図3A)。この特徴は、アルツハイマーと健常者のヒトの海馬のmRNA量を比較した場合でも確認された(図3B)。一方、アルツハイマーと健常者の前頭皮質及び側頭皮質のmRNA量を比較してもこの特徴は確認されなかった(図3C、図3D)。これらの結果は、アルツハイマー患者由来iPS細胞から誘導された細胞群が、アルツハイマー患者の海馬で確認される神経細胞数減少の特徴(Padurariu et al,2012)を模倣していることを示唆した。
Hippocampal data of healthy subjects were obtained from the following.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907861
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907862
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907863
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907864
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907865
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907866
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907867
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907868
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907869
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907870
Hippocampal data from Alzheimer's patients were obtained from:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907854
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907855
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907856
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907857
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907858
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907859
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907860
Frontal cortex data of healthy subjects were obtained from:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907807
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907808
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907809
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907810
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907811
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907812
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907813
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907814
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907815
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907816
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907817
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907818
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907819
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907820
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907821
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907822
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907823
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907824
Frontal cortex data for Alzheimer's patients were obtained from:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907792
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907793
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907794
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907795
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907796
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907797
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907798
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907799
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907800
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907801
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907802
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907803
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907804
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907805
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907806
Temporal cortex data of healthy subjects were obtained from:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907825
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907826
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907827
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907828
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907829
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907830
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907831
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907832
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907833
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907834
Alzheimer's patient temporal cortex data were obtained from:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907835
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907836
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907837
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907838
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907839
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907840
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907841
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907842
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907843
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907844
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907845
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907846
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907847
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907848
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907849
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907850
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907851
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907852
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSM907853

The URL of the paper on which the data is based is shown below.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4128707/
The results in FIG. 3 showed that in the Alzheimer's patient cell group, compared to the healthy subject cell group, the mRNA levels of MAP2 and TUJ1 were significantly reduced, and the PAX6 mRNA level was not significantly different (Fig. 3A). This feature was also confirmed when comparing the amounts of hippocampal mRNA in Alzheimer's disease and healthy subjects (Fig. 3B). On the other hand, this characteristic was not confirmed even when mRNA levels in the frontal cortex and temporal cortex of Alzheimer's disease and healthy subjects were compared (FIGS. 3C and 3D). These results suggested that cell populations derived from Alzheimer's patient-derived iPS cells mimic the characteristics of decreased neuronal cell numbers found in the hippocampus of Alzheimer's patients (Padurariu et al, 2012).

《比較例2》
本比較例では、工程(1)においてiPS細胞を細胞塊として播種し、工程(2)及び工程(3)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した。iPS細胞として、健常人のiPS細胞(HPS0076)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)を用いた。
<<Comparative Example 2>>
In this comparative example, iPS cells were seeded as cell clusters in step (1), and iPS cells were isolated and seeded into single cells in steps (2) and (3). As iPS cells, iPS cells from a healthy subject (HPS0076) and iPS cells derived from an Alzheimer's disease patient (HPS0256) were used.

工程(1)においてiPS細胞を細胞塊として播種した以外は、実施例1の操作を繰り返した。工程(1)は、以下の通り行った。
60-90%程度コンフルエンスになったiPS細胞を、DPBSで1回洗浄した後、EDTA in DPBSで5-15min処理した。処理終了後、EDTA in DPBSを除去し、mTeSR1-Yを吹き付けることで、iPS細胞を細胞塊の形で6well plateから剥離した。剥離後、細胞塊にしたiPS細胞とmTeSR1-Yの混和物を遠心(290G.常温,5min)し、上清を取り除いた。その後、新しいmTeSR1-Yと混和し、新しいMatrigel溶液コートしている6well plateに細胞塊を維持したまま播き込んだ(4.8×10細胞/2mL/well)。
図4に示すように、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)と、健常人のiPS細胞(HPS0076)の、MAP2陽性細胞、TUJ1陽性細胞、及びPAX6陽性細胞の細胞数の差が見られなかった。
従って、工程(1)において、iPS細胞を細胞塊として播種した場合、アルツハイマー患者の海馬の特徴を反映できないと考えられた。
The procedure of Example 1 was repeated except that iPS cells were seeded as cell clusters in step (1). Step (1) was performed as follows.
The iPS cells that reached about 60-90% confluence were washed once with DPBS and then treated with EDTA in DPBS for 5-15 minutes. After the treatment, the EDTA in DPBS was removed and mTeSR1-Y was sprayed to detach the iPS cells from the 6-well plate in the form of cell clusters. After detachment, the mixture of iPS cells and mTeSR1-Y formed into cell aggregates was centrifuged (290 G, room temperature, 5 min), and the supernatant was removed. Thereafter, the cells were mixed with fresh mTeSR1-Y and seeded onto a 6-well plate coated with fresh Matrigel solution while maintaining the cell mass (4.8×10 5 cells/2 mL/well).
As shown in FIG. 4, there was no difference in the number of MAP2-positive cells, TUJ1-positive cells, and PAX6-positive cells between the Alzheimer's disease patient-derived iPS cells (HPS0256) and the iPS cells of a healthy subject (HPS0076). Ta.
Therefore, it was considered that the characteristics of the hippocampus of Alzheimer's patients cannot be reflected when iPS cells are seeded as cell clusters in step (1).

《実施例2》
本実施例では、工程(1)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種し、工程(2)においてiPS細胞を細胞塊として播種し、工程(3)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した。iPS細胞として、健常人のiPS細胞(HPS0076)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)を用いた。
<<Example 2>>
In this example, iPS cells were isolated into single cells and seeded in step (1), iPS cells were seeded as cell clusters in step (2), and iPS cells were isolated into single cells and seeded in step (3). . As iPS cells, iPS cells from a healthy subject (HPS0076) and iPS cells derived from an Alzheimer's disease patient (HPS0256) were used.

工程(2)においてiPS細胞を細胞塊として播種した以外は、実施例1の操作を繰り返した。工程(2)は、以下の通り行った。
工程(1)の7日目に神経誘導中のiPS細胞を、DPBSで1回洗浄した後、EDTA in DPBSで5-25min処理した。処理終了後、EDTA in DPBSを除去し、NDBM+F+Yを吹き付けることで、細胞を細胞塊の形で6well plateから剥離した。剥離後、細胞塊にした細胞とNDBM+F+Yを混和して遠心(290G.常温,5min)し、上清を取り除いた。その後、新しいNDBM+F+Yと混和し、ポリ-L-オルニチン/ラミニン溶液コートしている24well plateに細胞塊を維持したまま播き込んだ(2×10細胞/1mL/well)。
図5に示すように、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)では、神経幹細胞(PAX6陽性細胞)の新生は大きく変化しなかったが、未熟神経細胞(TUJ1陽性細胞)と成熟神経細胞(MAP2陽性細胞)の数が抑制された。従って、工程(2)において、iPS細胞を細胞塊として播種した場合でも、アルツハイマー患者の海馬の特徴を反映できると考えられた。
The procedure of Example 1 was repeated except that the iPS cells were seeded as cell clusters in step (2). Step (2) was performed as follows.
On day 7 of step (1), the iPS cells undergoing neural induction were washed once with DPBS and then treated with EDTA in DPBS for 5-25 min. After the treatment was completed, the EDTA in DPBS was removed, and the cells were detached from the 6-well plate in the form of cell clusters by spraying NDBM+F+Y. After detachment, the cells formed into cell aggregates and NDBM+F+Y were mixed and centrifuged (290 G. normal temperature, 5 min), and the supernatant was removed. Then, it was mixed with fresh NDBM+F+Y and seeded onto a poly-L-ornithine/laminin solution-coated 24-well plate while maintaining the cell mass (2×10 5 cells/1 mL/well).
As shown in FIG. 5, in Alzheimer's disease patient-derived iPS cells (HPS0256), neural stem cell (PAX6-positive cells) generation did not change significantly, but immature neurons (TUJ1-positive cells) and mature neurons (MAP2) positive cells) were suppressed. Therefore, even when iPS cells were seeded as cell clusters in step (2), it was thought that the characteristics of the hippocampus of Alzheimer's patients could be reflected.

《比較例3》
本比較例では、工程(3)においてiPS細胞を細胞塊として播種し、工程(1)及び工程(2)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した。iPS細胞として、健常人のiPS細胞(HPS0076)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)を用いた。
<<Comparative Example 3>>
In this comparative example, iPS cells were seeded as cell clusters in step (3), and iPS cells were isolated and seeded into single cells in steps (1) and (2). As iPS cells, iPS cells from a healthy subject (HPS0076) and iPS cells derived from an Alzheimer's disease patient (HPS0256) were used.

工程(3)においてiPS細胞を細胞塊として播種した以外は、実施例1の操作を繰り返した。工程(3)は、以下の通り行った。
工程(2)の6日目(Day12)に、神経誘導中のiPS細胞を、DPBSで1回洗浄した後、EDTA in DPBSで5-25min処理した。処理終了後、EDTA in DPBSを除去し、NDBM+BD+Yを吹き付けることで、細胞を細胞塊の形で24well plateから剥離した。剥離後、細胞塊にした細胞とNDBM+BD+Yを混和して遠心(290G.常温,5min)し、上清を取り除いた。その後、新しいNDBM+BD+Yと混和し、細胞塊を維持したままポリ-L-オルニチン/ラミニン溶液コート(コート法は下に記述)している96well plateに播き込んだ(播き込む細胞量は1×10細胞/well、播き込む溶液量は200μL/well)。
図6に示すように、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)と、健常人のiPS細胞(HPS0076)の、MAP2陽性細胞、TUJ1陽性細胞、及びPAX6陽性細胞の細胞数の差が見られなかった。
従って、工程(3)において、iPS細胞を細胞塊として播種した場合、アルツハイマー患者の海馬の特徴を反映できないと考えられた。
The procedure of Example 1 was repeated except that the iPS cells were seeded as cell clusters in step (3). Step (3) was performed as follows.
On day 6 (Day 12) of step (2), the iPS cells undergoing neural induction were washed once with DPBS and then treated with EDTA in DPBS for 5-25 minutes. After the treatment was completed, the EDTA in DPBS was removed, and the cells were detached from the 24-well plate in the form of cell clusters by spraying NDBM+BD+Y. After detachment, the cells made into cell aggregates and NDBM+BD+Y were mixed and centrifuged (290 G. normal temperature, 5 min), and the supernatant was removed. Then, it was mixed with fresh NDBM + BD + Y and seeded onto a 96-well plate coated with a poly-L-ornithine/laminin solution (the coating method is described below) while maintaining the cell mass (the amount of cells to be seeded was 1 × 10 5 Cells/well, the amount of solution to be seeded is 200 μL/well).
As shown in FIG. 6, there was no difference in the number of MAP2-positive cells, TUJ1-positive cells, and PAX6-positive cells between the Alzheimer's disease patient-derived iPS cells (HPS0256) and the iPS cells of a healthy subject (HPS0076). Ta.
Therefore, it was considered that the characteristics of the hippocampus of Alzheimer's patients cannot be reflected when iPS cells are seeded as cell clusters in step (3).

《比較例4》
本比較例では、工程(1)においてiPS細胞を単細胞に単離して、4.0×10細胞/cmの濃度(実施例1の8倍の細胞数)で播種し、工程(2)及び工程(3)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した。iPS細胞として、3人の健常人のiPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)及び3人のアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(PS0254、HPS0255、HPS0256)を用いた。
工程(1)において、播種する細胞濃度を5.0×10細胞/cmに代えて4.0×10細胞/cmとしてことを除いては、実施例1の操作を繰り返した。iPS細胞は、Day1で100%コンフルエンスとなった。また、MAP2、TUJ1、及びPAX6の遺伝子の発現をPCRで解析した。
図7の上から1段目に示すように、健常者iPS細胞(HPS0076,HPS0360,P11025)とアルツハイマーiPS細胞(HPS0254,HPS0255,HPS0256)で、神経細胞(MAP2陽性細胞又はTUJ1陽性細胞)及び神経幹細胞(PAX6陽性細胞)の数の差は見られなかった。また、図7の上から2段目に示すように、MAP2、TUJ1、及びPAX6遺伝子の発現も、健常者iPS細胞とアルツハイマーiPS細胞のグループで共通する、有意差は見られなかった。データはHPS0076の平均値を1として平均±標準誤差で表記した。有意差の検定は、前述と同様の理由で、welchのT検定を使用した。
<<Comparative Example 4>>
In this comparative example, iPS cells are isolated into single cells in step (1), seeded at a concentration of 4.0 × 10 5 cells/cm 2 (8 times the number of cells in Example 1), and step (2) and iPS cells were isolated and seeded into single cells in step (3). As iPS cells, iPS cells from 3 healthy subjects (HPS0076, HPS0360, P11025) and iPS cells derived from 3 Alzheimer's disease patients (PS0254, HPS0255, HPS0256) were used.
The procedure of Example 1 was repeated except that in step (1), the seeding cell concentration was changed from 5.0×10 4 cells/cm 2 to 4.0×10 5 cells/cm 2 . The iPS cells reached 100% confluence on Day1. In addition, gene expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 was analyzed by PCR.
As shown in the first row from the top of FIG. No difference in the number of stem cells (PAX6 positive cells) was observed. In addition, as shown in the second row from the top of FIG. 7, no significant difference was observed in the expression of the MAP2, TUJ1, and PAX6 genes, common to the healthy subject iPS cell and Alzheimer's iPS cell groups. The data were expressed as mean±standard error, with the mean value of HPS0076 being 1. For the test of significance, Welch's T-test was used for the same reason as described above.

《実施例3》
本比較例では、工程(1)においてiPS細胞を単細胞に単離して、2.0×10細胞/cmの濃度(実施例1の4倍の細胞数)で播種し、工程(2)及び工程(3)においてiPS細胞を単細胞に単離して播種した。iPS細胞として、健常人のiPS細胞(HPS0360)及びアルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)を用いた。
工程(1)において、播種する細胞濃度を5.0×10細胞/cmに代えて2.0×10細胞/cmとしたことを除いては、実施例1の操作を繰り返した。iPS細胞は、Day3で100%コンフルエンスとなった。また、MAP2、TUJ1、及びPAX6の遺伝子の発現をPCRで解析した。
図8に示すように、健常者iPS細胞(HPS0360)とアルツハイマーiPS細胞(HPS0256)とで、神経幹細胞(PAX6陽性細胞)の新生は大きく変化しなかったが、未熟神経細胞(TUJ1陽性細胞)と成熟神経細胞(MAP2陽性細胞)の数又はmRNAの発現が、アルツハイマーiPS細胞において、抑制された。図8下のmRNAの発現データはHPS0360の平均値を1として平均±標準誤差で表記した。HPS0256のMAP2、TUJ1又はPAX6のmRNA量が、HPS0360の対応するmRNAに対して、有意に増加又は減少した場合、グラフの上に*を記述した。有意差の検定は、前述と同様の理由で、welchのT検定を使用した。すなわち、本発明の製造方法においては、アルツハイマーiPS細胞からの成熟神経細胞の誘導は、アルツハイマー患者の海馬の特徴を反映していた。
<<Example 3>>
In this comparative example, iPS cells are isolated into single cells in step (1), seeded at a concentration of 2.0 × 10 5 cells/cm 2 (4 times the number of cells in Example 1), and step (2) and iPS cells were isolated and seeded into single cells in step (3). As iPS cells, healthy human iPS cells (HPS0360) and Alzheimer's disease patient-derived iPS cells (HPS0256) were used.
The operation of Example 1 was repeated, except that in step (1), the seeding cell concentration was changed from 5.0×10 4 cells/cm 2 to 2.0×10 5 cells/cm 2 . . The iPS cells reached 100% confluence on Day3. In addition, gene expression of MAP2, TUJ1, and PAX6 was analyzed by PCR.
As shown in FIG. 8, there was no significant change in the generation of neural stem cells (PAX6-positive cells) between healthy iPS cells (HPS0360) and Alzheimer's iPS cells (HPS0256). The number of mature neurons (MAP2-positive cells) or mRNA expression was suppressed in Alzheimer's iPS cells. The mRNA expression data in the lower part of FIG. 8 are shown as mean±standard error, with the mean value of HPS0360 being 1. When the amount of MAP2, TUJ1 or PAX6 mRNA in HPS0256 was significantly increased or decreased relative to the corresponding mRNA in HPS0360, * was written above the graph. For the test of significance, Welch's T-test was used for the same reason as described above. That is, in the production method of the present invention, the induction of mature neurons from Alzheimer's iPS cells reflected the characteristics of the hippocampus of Alzheimer's patients.

《実施例4》
本実施例では、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0256)を用いて、アルツハイマー病に作用する薬剤の候補物質のスクリーニングを行った。
実施例1の操作を繰り返し、神経誘導時のDay8-Day11とDay13-Day28の培養において、候補物質SAG(1μM)、Isobavachin(100nM)、及びNeuropashiazol(10μM)を添加して、培養した。
<<Example 4>>
In this example, iPS cells (HPS0256) derived from Alzheimer's disease patients were used to screen drug candidate substances acting on Alzheimer's disease.
The procedure of Example 1 was repeated, and the candidate substances SAG (1 μM), Isobavachin (100 nM), and Neuropashiazol (10 μM) were added and cultured on Day 8-Day 11 and Day 13-Day 28 during nerve induction.

MAP2陽性細胞、及びTUJ1陽性細胞の染色は、比較例1の方法に従って行った。また、細胞死を解析するために、cCASP3陽性細胞を以下のように染色した。
1次抗体として、anti-rabbit PAX6抗体(Sigma,100倍)の変わりに、anti-rabbit Cleaved CASP3(cCASP3)抗体(Cell signaling,100倍)を用いたことを除いては、比較例1の「蛍光抗体染色」の操作を繰り返して、cCASP3陽性の細胞を染色した。
図9(A)に示すように、SAGを添加することによって、未熟神経細胞(TUJ1陽性細胞)と成熟神経細胞(MAP2陽性細胞)の数が回復した。また、細胞死(cCASP3陽性細胞)が増加したが、これは、SAG添加による、アルツハイマー患者iPS由来細胞の、未熟神経細胞数及び成熟神経細胞数の回復が、アポトーシスなどによる細胞死の抑制ではなく、神経細胞新生不全の改善によることを意味している。また、図9(B)に示すように、健常者iPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)では、アルツハイマー由来iPS細胞(HPS0256)と比較して、細胞死(cCASP3陽性細胞)が増加した。これらの結果は、(1)SAG添加による、アルツハイマー患者iPS由来細胞の、未熟神経細胞数及び成熟神経細胞数の回復が、神経細胞死抑制でなく、神経新生促進によること、及び(2)アルツハイマー由来iPS細胞(HPS0256)では、神経細胞死の増加でなく、神経新生の阻害により、未熟神経細胞数及び成熟神経細胞数の減少が起きていること、の2点を指し示した。
図9(B)に健常者iPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)と、アルツハイマー由来iPS細胞(HPS0256)をSAGで処理した場合の比較写真を示す(HPS0256は、無処理、水を添加したもの、及びDMSOを添加したものも示す)。
SAGを添加することにより、HPS0256の細胞は、健常者のiPS細胞と同様の特徴を示した。従って、SAGが神経細胞死抑制ではなく、神経新生の促進を介して、アルツハイマー患者iPS細胞(HPS0256)の神経ネットワークを回復していると考えられる。
以上の通り、本発明のスクリーニング方法により、アルツハイマー病に作用する薬剤がスクリーニングできることが示された。
MAP2-positive cells and TUJ1-positive cells were stained according to the method of Comparative Example 1. To analyze cell death, cCASP3-positive cells were stained as follows.
Except for using anti-rabbit Cleaved CASP3 (cCASP3) antibody (Cell signaling, 100 times) instead of anti-rabbit PAX6 antibody (Sigma, 100 times) as the primary antibody, Comparative Example 1 " Fluorescent antibody staining" was repeated to stain cCASP3-positive cells.
As shown in FIG. 9(A), addition of SAG restored the numbers of immature neurons (TUJ1-positive cells) and mature neurons (MAP2-positive cells). In addition, cell death (cCASP3-positive cells) increased, but this is because the addition of SAG to Alzheimer's patient iPS-derived cells restores the number of immature and mature neurons, rather than suppressing cell death due to apoptosis. , implying that it is due to improvement of neurogenesis failure. In addition, as shown in FIG. 9(B), the iPS cells from healthy subjects (HPS0076, HPS0360, P11025) showed increased cell death (cCASP3-positive cells) compared to the Alzheimer's-derived iPS cells (HPS0256). These results indicate that (1) addition of SAG to Alzheimer's patient iPS-derived cells restores the number of immature and mature neurons not by suppressing neuronal death but by promoting neurogenesis, and (2) Alzheimer's disease In the derived iPS cells (HPS0256), the number of immature and mature neurons decreased due to inhibition of neurogenesis rather than increased neuronal cell death.
FIG. 9(B) shows a comparison photograph of healthy subject iPS cells (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer-derived iPS cells (HPS0256) treated with SAG (HPS0256 was untreated, water was added, and DMSO additions are also shown).
By adding SAG, the cells of HPS0256 showed the same characteristics as the iPS cells of healthy subjects. Therefore, it is considered that SAG restores the neural network of Alzheimer's patient iPS cells (HPS0256) not through suppression of neuronal cell death but through promotion of neurogenesis.
As described above, it was demonstrated that the screening method of the present invention can be used to screen drugs that act on Alzheimer's disease.

《実施例5》
本実施例では、アルツハイマー病患者由来のiPS細胞(HPS0254)を用いて、アルツハイマー病に作用する薬剤の候補物質のスクリーニングを行った。
iPS細胞として、HPS0256に代えて、HPS0254を用いたことを除いては、実施例4の操作を繰り返した。
<<Example 5>>
In this example, iPS cells (HPS0254) derived from patients with Alzheimer's disease were used to screen drug candidate substances acting on Alzheimer's disease.
The procedure of Example 4 was repeated except that HPS0254 was used instead of HPS0256 as iPS cells.

図10(A)に示すように、SAGを添加することによって、未熟神経細胞(TUJ1陽性細胞)と成熟神経細胞(MAP2陽性細胞)の数が回復した。また、細胞死(cCASP3陽性細胞)が増加した。
図10(B)に健常者iPS細胞(HPS0076、HPS0360、P11025)と、アルツハイマー由来iPS細胞(HPS0254)をSAGで処理した場合の比較写真を示す。
SAGを添加することにより、HPS0254の細胞は、健常者のiPS細胞と同様の特徴を示した。従って、SAGが神経細胞死抑制ではなく、神経新生の促進を介して、アルツハイマー患者iPS細胞(HPS0254)の神経ネットワークを回復していると考えられる。
以上の通り、本発明のスクリーニング方法により、アルツハイマー病に作用する薬剤がスクリーニングできることが示された。
As shown in FIG. 10(A), addition of SAG restored the numbers of immature neurons (TUJ1-positive cells) and mature neurons (MAP2-positive cells). In addition, cell death (cCASP3-positive cells) increased.
FIG. 10(B) shows a comparison photograph of healthy subject iPS cells (HPS0076, HPS0360, P11025) and Alzheimer's-derived iPS cells (HPS0254) treated with SAG.
By adding SAG, HPS0254 cells exhibited characteristics similar to iPS cells from healthy subjects. Therefore, it is considered that SAG restores the neural network of Alzheimer's patient iPS cells (HPS0254) not through suppression of neuronal cell death but through promotion of neurogenesis.
As described above, it was demonstrated that the screening method of the present invention can be used to screen drugs that act on Alzheimer's disease.

《実施例6》
アルツハイマー患者由来iPS細胞(HPS0254とHPS0256)を実施例1と同様の方法で神経誘導した。また、神経誘導時のDay8-Day11とDay13-Day28にSAG、Isobavachin、及びNeuropashiazol又は薬剤のネガティブコントロールとなる溶液(DMSO又は滅菌水)を添加した細胞も作成した。添加時の薬剤の濃度は、実施例4の培養液添加時の試薬の最終濃度”とした。DMSOの添加量は培養液の150分の1量とした。滅菌水の添加量は培養液の200分の1量とした。そして、実施例と同様の方法で成熟神経マーカー(MAP2)と未熟神経マーカー(TUJ1)のmRNA量(遺伝子発現量)を測定した。その結果、健常者由来iPS細胞と同様に、神経新生が確認された、SAG処理したHPS0254由来細胞群(図中の黒色の丸)とHPS0256由来細胞群(図中の濃い灰色の丸)では、下記の傾向が確認された。(1)神経新生が低調な、無処理、Isobavachin、Neuropashiazol、DMSO、滅菌水で処理された、HPS0254由来細胞群(図中の薄い灰色の丸)やHPS0256由来細胞群(図中の白色の丸)と比較すると、MAP2とTUJ1の遺伝子発現量が増加する傾向が確認された。これらの結果は、SAG処理が、アルツハイマー患者由来iPS細胞(HPS0254とHPS0256)の神経新生を回復させ、健常者由来iPS細胞と同様の神経新生を持たせたことを数値的にも裏付けた。これは、SAG処理が、アルツハイマー患者の脳の海馬の神経新生を誘導することで、アルツハイマー由来の認知機能障害の原因となる海馬の神経細胞減少を、回復させる可能性を示した。MAP2とTUJ1の遺伝子発現量は無処理を1として正規化した。遺伝子発現量は各サンプル共に、3-4回の測定の平均値を使用した。
<<Example 6>>
Alzheimer's patient-derived iPS cells (HPS0254 and HPS0256) were nerve-induced in the same manner as in Example 1. Cells were also prepared by adding SAG, Isobavachin, and Neuropashiazol or a drug negative control solution (DMSO or sterilized water) on Day 8-Day 11 and Day 13-Day 28 during nerve induction. The concentration of the drug at the time of addition was the final concentration of the reagent at the time of addition of the culture solution in Example 4. The amount of DMSO added was 1/150 of the culture solution. The amount was reduced to 1/200, and the mRNA levels (gene expression levels) of the mature neural marker (MAP2) and the immature neural marker (TUJ1) were measured in the same manner as in the example. Similarly, in the SAG-treated HPS0254-derived cell group (black circles in the figure) and HPS0256-derived cell group (dark gray circles in the figure) in which neurogenesis was confirmed, the following tendencies were confirmed. (1) A group of HPS0254-derived cells (light gray circles in the figure) and a group of HPS0256-derived cells (white circles in the figure) that are untreated, treated with Isobavacin, Neuropashiazol, DMSO, and sterile water with low neurogenesis ), the gene expression levels of MAP2 and TUJ1 tended to increase.These results show that SAG treatment restores neurogenesis in Alzheimer's patient-derived iPS cells (HPS0254 and HPS0256), It was also numerically confirmed that neurogenesis similar to that of iPS cells was caused, suggesting that SAG treatment induces neurogenesis in the hippocampus of the brain of Alzheimer's patients, which is the cause of Alzheimer's-induced cognitive dysfunction. The gene expression levels of MAP2 and TUJ1 were normalized with no treatment as 1. The gene expression levels were the average of 3-4 measurements for each sample. used the value

本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞の製造方法により、アルツハイマー病のメカニズムを探索することのできるアルツハイマー疾患モデル神経細胞を得ることができる。また、本発明のアルツハイマー疾患モデル神経細胞を用いたアルツハイマー病作用薬物のスクリーニング方法により、アルツハイマー病の治療薬などを探索することが可能である。 According to the method for producing Alzheimer's disease model nerve cells of the present invention, it is possible to obtain Alzheimer's disease model nerve cells that can be used to explore the mechanism of Alzheimer's disease. In addition, it is possible to search for therapeutic agents for Alzheimer's disease by the method of screening for drugs acting on Alzheimer's disease using Alzheimer's disease model nerve cells of the present invention.

Claims (4)

(1)アルツハイマー病患者由来人工多能性幹細胞(iPS)細胞を、単細胞に分離して、培養開始後48時間以降に100%コンフルエンスになる細胞濃度で播種し、そしてROCK阻害剤の存在下で培養することによって、神経上皮細胞に誘導する工程、
(2)前記神経上皮細胞を、培養することによって、神経ロゼットを形成する工程、及び
(3)前記工程(2)で得られた細胞を、単細胞に分離して播種し、そしてROCK阻害剤の存在下で培養することによって、成熟神経細胞へ誘導する工程、
を含む、アルツハイマー病患者由来iPS細胞からアルツハイマー疾患モデルの神経細胞を製造する方法。
(1) Alzheimer's disease patient-derived induced pluripotent stem (iPS) cells were separated into single cells, seeded at a cell concentration that reached 100% confluence 48 hours after the start of culture, and in the presence of a ROCK inhibitor. Inducing neuroepithelial cells by culturing,
(2) forming neural rosettes by culturing the neuroepithelial cells; and (3) separating the cells obtained in step (2) into single cells and seeding them, inducing mature neurons by culturing in the presence of
A method for producing Alzheimer's disease model nerve cells from Alzheimer's disease patient-derived iPS cells, comprising:
前記工程(2)において、前記神経上皮細胞を、単細胞に分離して播種する、請求項1に記載の神経細胞製造方法。 2. The method for producing nerve cells according to claim 1, wherein in said step (2), said neuroepithelial cells are separated into single cells and seeded. 前記工程(2)において、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)存在下、又はPI3-K/AKT経路若しくはRAS/ERK経路を活性化する因子の存在下で培養する、請求項1又は2に記載の神経細胞製造方法。 3. The method according to claim 1 or 2, wherein in step (2), culture is performed in the presence of basic fibroblast growth factor (bFGF) or in the presence of a factor that activates the PI3-K/AKT pathway or RAS/ERK pathway. The described method of producing nerve cells. (A)請求項1~3のいずれか一項に記載の神経細胞製造方法における、工程(1)、工程(2)、及び工程(3)の1つ以上の工程において、アルツハイマー病に作用する薬剤の候補物質を添加して、細胞を培養する工程、及び
(B)候補物質を添加した細胞と、候補物質を添加しない細胞とを分析し、細胞に作用する候補物質を選択する工程、を含むアルツハイマー病に作用する薬剤のスクリーニング方法。
(A) acting on Alzheimer's disease in one or more of steps (1), (2), and (3) in the method for producing nerve cells according to any one of claims 1 to 3; a step of adding a drug candidate substance and culturing cells; and (B) a step of analyzing cells to which the candidate substance has been added and cells to which the candidate substance has not been added, and selecting a candidate substance that acts on the cell. A screening method for agents acting on Alzheimer's disease, including;
JP2019088602A 2019-05-08 2019-05-08 ALZHEIMER'S DISEASE MODEL NERVE CELLS, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND SCREENING METHOD FOR ALZHEIMER'S DISEASE ACTIVE DRUG USING SAME NERVE CELLS Active JP7333579B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019088602A JP7333579B2 (en) 2019-05-08 2019-05-08 ALZHEIMER'S DISEASE MODEL NERVE CELLS, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND SCREENING METHOD FOR ALZHEIMER'S DISEASE ACTIVE DRUG USING SAME NERVE CELLS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019088602A JP7333579B2 (en) 2019-05-08 2019-05-08 ALZHEIMER'S DISEASE MODEL NERVE CELLS, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND SCREENING METHOD FOR ALZHEIMER'S DISEASE ACTIVE DRUG USING SAME NERVE CELLS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020182423A JP2020182423A (en) 2020-11-12
JP7333579B2 true JP7333579B2 (en) 2023-08-25

Family

ID=73044065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019088602A Active JP7333579B2 (en) 2019-05-08 2019-05-08 ALZHEIMER'S DISEASE MODEL NERVE CELLS, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND SCREENING METHOD FOR ALZHEIMER'S DISEASE ACTIVE DRUG USING SAME NERVE CELLS

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7333579B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007319127A (en) 2006-06-02 2007-12-13 Kanazawa Univ Method for diagnosing alzheimer's disease
WO2011108766A1 (en) 2010-03-03 2011-09-09 Kyoto University METHOD FOR DIAGNOSING A PROTEIN MISFOLDING DISEASE USING NERVE CELLS DERIVED FROM iPS CELLS
JP2011202964A (en) 2010-03-24 2011-10-13 Japan Health Science Foundation Propanoyllysine as biomarker and use of propanoyllysine, and reagent kit for inspection
WO2013140927A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 国立大学法人京都大学 Method for screening therapeutic and/or prophylactic agents for alzheimer's disease

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007319127A (en) 2006-06-02 2007-12-13 Kanazawa Univ Method for diagnosing alzheimer's disease
WO2011108766A1 (en) 2010-03-03 2011-09-09 Kyoto University METHOD FOR DIAGNOSING A PROTEIN MISFOLDING DISEASE USING NERVE CELLS DERIVED FROM iPS CELLS
JP2011202964A (en) 2010-03-24 2011-10-13 Japan Health Science Foundation Propanoyllysine as biomarker and use of propanoyllysine, and reagent kit for inspection
WO2013140927A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 国立大学法人京都大学 Method for screening therapeutic and/or prophylactic agents for alzheimer's disease

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020182423A (en) 2020-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7023820B2 (en) Cortical interneurons and other neuronal cells generated by directing the differentiation of pluripotent cells and pluripotent cells
JP6574753B2 (en) Methods and uses thereof for nociceptor differentiation of human embryonic stem cells
JP6262205B2 (en) Induction of neural stem cells and dopaminergic neurons from human pluripotent stem cells
JP2018518938A (en) Methods and compositions for generating stem cell-derived dopaminergic cells for use in the treatment of neurodegenerative diseases
JP2019502407A (en) Nerve organoid composition and method of use
US20240009248A1 (en) Methods for generating neural progenitor cells with a spinal cord identity
EP2598635B1 (en) Corticogenesis of human pluripotent cells
US20210108173A1 (en) Method for producing otic progenitors
Ma et al. Molecular genetic analysis of FGFR1 signalling reveals distinct roles of MAPK and PLCγ1 activation for self-renewal of adult neural stem cells
US20230287343A1 (en) Method for generating a three-dimensional neuromuscular organoid in vitro
US20230332103A1 (en) Methods and Compositions for Generating Human Forebrain Neural Progenitor Cells and for Maturation Thereof to Parvalbumin+ Interneurons
JP7333579B2 (en) ALZHEIMER&#39;S DISEASE MODEL NERVE CELLS, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND SCREENING METHOD FOR ALZHEIMER&#39;S DISEASE ACTIVE DRUG USING SAME NERVE CELLS
Gualandris et al. Role of TGFβ1 and WNT6 in FGF2 and BMP4-driven endothelial differentiation of murine embryonic stem cells
EP4198121A1 (en) A method for obtaining a neuromuscular organoid and use thereof
US20240117303A1 (en) Methods and compositions for generating human midbrain dopaminergic neurons from neural progenitor cells
Kowalski Development of a quick, robust and chemically-defined differentiation protocol from human induced pluripotent stem cells towards cortical neurons to phenotype Alzheimer’s Disease
Xia Novel molecular and pharmacological regulators of Neural Stem Cells in physiological and disease mechanisms
KR20230054553A (en) Novel peptide and compositions for differentiation of oligodendrocytes and method using thereof
Kwon Modeling Campomelic Dysplasia Using Induced Pluripotent Stem Cells Identifies a SOX9-WNT Signaling Axis Involved in Epithelial-to-Mesenchymal Transition
Noble Pharmacological activation of B—Catenin promotes pluripotency in mouse enbryonic stem cells

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220506

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230425

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230620

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230627

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230725

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230807

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7333579

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150