JPH09510868A - マクロカプセル化分泌腺細胞 - Google Patents

マクロカプセル化分泌腺細胞

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、親水性ゲル材中における分泌腺細胞のマクロカプセル化、マクロカプセル化された分泌腺細胞を使用する治療法、及びマクロカプセル化による分泌腺細胞の保存に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 マクロカプセル化分泌腺細胞 発明の分野 本発明は、親水性ゲル材中における分泌腺細胞のマクロカプセル化、マクロカ プセル化された分泌腺細胞を使用する治療法、及びマクロカプセル化による分泌 腺細胞の保存に関する。 発明の背景 分泌腺細胞は、ホルモン(例えば、インスリン)、成長因子、サイトカイン等 の生物学的生成物を分泌することによって特徴づけられる細胞である。その生物 学的プロセスにおける役割は周知であるので、ここで記載する必要はない。多数 の病気および病理的状態が、共に甲状腺ホルモンの不足を原因とする、甲状腺低 下症およびクレチン小人症や、下垂体成長ホルモン不足による下垂体小人症、ヒ ポキサンチン ホスホリボシルトランスフェラーズ不足によるレッシューハイハ ン(Lesch−Hyhan)症候群、肝栄養(hepatotrophic) 因子不足による激症肝(fulminant hepatic)機能不全、軟骨 細胞(chondrocyte)不足による細胞外マトリックス病、インスリ ン不足によるインスリン依存糖尿病などの分泌細胞の機能不全に関連している。 このような状態を治療する1つの方法は、分泌腺細胞の患者への移植である。 この移植された物質が、臨床的に安全で有効なものであるためには、(1)非免 疫源性、非トロンボゲン性、生物学的安定性、そしてホスト細胞と組織に対する 完全な無毒性であること、(2)長時間にわたって細胞の生存力が維持されるこ と、(3)栄養素、分泌促進物質(分泌を刺激する物質)及び細胞生成物質の自 由な通過が許容されること、(4)外科移植および細胞の再接種が容易であるこ と、そして(5)位置固定が容易で、かつ、除去が容易であること、が要求され る。 ランゲルハンス島分離技術の進歩によって、インスリン依存の糖尿病患者を治 療する脾臓島移植が新たに注目されている。その背景について言及すると、ヒト の脾臓は、外分泌腺脾臓において、脾臓管近傍の幾分集中した状態で分布するラ ンゲルハンス島(以下、「脾臓島」という)を有している。これらの脾臓島は、 集合的に、脾臓の体積の約1%を占める単一の外分泌器官であると考えることが できる。脾臓内において、小さな(直径160μm以下)島が、前記外分泌組織 を通じて分布し ている傾向がある。これらの小さな島は、数においては島全体の75%を占める が、体積においては約15%を占めるに過ぎない。直径が250μm以上の島は 、島の全体の数の15%を占めるに過ぎないが、体積においては60%を占める 。これらの島は、比較的大きな管と血管の近傍に集中しており、腺房組織によっ て包囲されていない。ヒトの脾臓は、百万個以上の島を有し、各島は、通常、数 千の細胞から構成されている。各島は、インスリン生成ベータ細胞(B細胞)か らなる中心コアと、その周囲の、グルカゴン含有アルファ細胞(A細胞)と、ソ マトスタチン分泌デルタ細胞(D細胞)と、脾臓ポリペプチド含有細胞(PP細 胞)とからなる皮膜(mantle)とを有している。インスリン生成B細胞が 、前記細胞の大部分を構成し、ヒトの島の約80%を構成している。 これまで、脾臓島移植の臨床的適用は、島の同種移植片−異種移植片拒絶反応 、即ち、移植された脾臓島が、これらの移植脾臓島を攻撃するホストの免疫シス テムによって拒絶されること、を防ぐことができないことによって限定されてき た。この拒絶反応に対応するために、これまで脾臓島の移植を、免疫抑制剤の投 与とともに行っていた。 しかし、免疫抑制療法は、両刃の剣であることが判った。というのは、これは 拒絶反応のリスクを低下させるものの、体全体の免疫防御を損なうからである。 これまで、多くの研究者によって、移植された組織をホストの免疫反応から守る 様々な方法が開発されてきた。しかし、以下に説明するように、一時的な成功は 報告されてはいるが(レーシ、Diabetes Reviews 1(1); 76(1993)参照、有効な長期的方法はまだ達成されていない。 移植組織をホストの免疫反応から防御する5種類の主要な方法は、すべて、移 植組織をホストの免疫システムから分離することを試みるものである。今日使用 されている免疫分離技術は、管外拡散チャンバ、管内拡散チャンバ、管内限外濾 過チャンバ、マイクロカプセル化、及びマクロカプセル化である。しかしこれら の方法は、すべて、移植物質に対するホストの組織反応、移植物質の不安定性、 半透過性膜を介した栄養素の拡散が限られていること、分泌促進物質と生成物と の透過性、及び、半透過性膜バリアを介する分散の遅延のいずれか1つ又は複数 の理由によって失敗に終わっている。 例えば、生存細胞、組織、その他の不安定な生物膜を、半透過膜内に閉じ込め るマイクロカプセル化方法が、 1978年Limによって開発された(Lim,ダモン社に対する研究報告(1 978))。リムは、ランゲルハンス島をカプセル化するために、アルギン酸塩 とポリL−リジンを使用した。1980年、糖尿病研究におけるこの新しい技術 の生体内適用の最初の成功が報告された(リム等、Science 210:9 08(1980))。これらのマイクロカプセル化されたランゲルハンス島を移 植することによって、糖尿病の動物においてオイグリセミック状態が維持された 。しかし、この実験を反復実施した他の研究者は、アルギン酸塩が組織反応を引 き起こし、リム等の結果を再生することができないと報告している(ランベルテ ィ等、Applied Biochemistry and Bio−tech nology 10:101(1984);デュピイ等、Jour. Biom ed. Material and Res.22:1061(1988);ウ ェーバー等、Transplantation 49:396(1990);及 びスーン−シォング等、Transplantation Proceedin gs 22:754(1990))。現在、これらのマイクロカプセルの生体内 における安定性と生物学的適合性が限られているのは、これらのポリマの水溶性 に原因があると考え られている(デュピィ等、前掲、ウェーバー等、前掲、スーン−シォング等、前 掲、及びスミズロッド,Faraday Discussion of Che mical Society 57:263(1974))。 最近、イワタ等(イワタ等、Jour.Bio−medical Mater ial and Res.26:967(1992))は、同種脾臓島のマイク ロカプセル化にアガロースを使用し、これが、マイクロビードの準備用の媒質と して使用可能であることを発見した。彼らの研究において、1500−2000 の島を、夫々、5%のアガロース中にてマイクロカプセル化し、これらをストレ プトゾトシン誘発糖尿病のマウスに移植した。移植片は長期間生存し、その受容 体は、正常糖血状態をずっと維持した。 しかし、彼らの方法には多数の欠点がある。この方法は煩わしく不正確である 。例えば、多数のビートが部分的にコーティングされたまま残り、空のアガロー スの数百ものビードが形成される。更に、移植されたマイクロビードが、骨盤の くぼみに集まり、完全にコーティングされた個々のビードにおいて正常なグルコ ース状態を達成するためには多数の島が必要である。又、移植された ビードは、取り出すことが困難で、しかも壊れ易く、僅かな障害を受けても容易 に島を放出してしまう。 マクロカプセル化方法についても、これまで実験されている。ポリ−2−ヒド ロキシエチル−メタクリレートや、ポリ塩化ビニール−コ−アクリル酸、セルロ ースアセテート等の種々の物質からなるマクロカプセルが、ランゲルハンス島の 免疫分離用に作られた(アルトマン等、Diabetes 35:625(19 86);アルトマン等、Transplantation American Society of Artificial Internal Organ s 30:382(1984);ロネル等、Jour.Biomedical Material Research 17:855(1983);クロンプ等 、Jour.Bio−medical Material Research 17:865−871(1983))。これらのすべての研究において、糖血( glycemia)状態の一時的な正常化しか達成されなかった。 アーチャー等、Journal of Surgical Research 28:77(1980)は、異種移植片の拒絶反応を一時的に防止するために アクリル共重合体中空ファイバを使用した。彼らは、糖尿病のハムス タに移植された中空ファイバ中に分散した新生児ネズミの脾臓移植片が長期間生 存したことを報告した。最近、レーシ等、Science 254:1782− 1784(1991)は、彼らの結果を確認したが、そのオイグリセミック状態 は一時的な相であることを見つけた。彼らは、島がそのファイバに注入された時 、これらの島が中空ファイバ内で凝集し、その結果、島塊の中央部分に壊死が発 生することを見いだした。そして、この中央の壊死によって移植片は長期生存す ることができなかった。この問題を解決するために、彼らは、ファイバ中におい て島を拡散させるためにアルギン酸塩を使用した。この方法を使用することによ って、彼らは移植片の長期生存を達成することができた。しかし、この実験はま だ広範囲に繰り返されていない。従って、その膜のヒトの島移植媒質としての機 能には疑問がある。 従って、長期的に免疫抑制剤を使用することなく、分泌腺細胞移植、特に、脾 臓島同種および異種移植片の生存を達成することが要望されている。 本発明者らは、分泌腺細胞を親水性のゲル材中においてマクロカプセル化する ことによって、動物に移植可能で、かつ、長時間保存することが可能な機能、非 免疫源性のマクロビードを得ることができるという驚くべき発 見をした。本発明の分泌腺細胞のマクロカプセル化は、分泌腺細胞のマクロカプ セル化の有効で実施可能な技術を提供するものである。このマクロカプセル化技 術は、更に、酵素、微生物、組換え製造された栄養剤、細胞毒剤、及び化学療法 剤を含む栄養剤などのその他の生物学的薬剤を、マクロカプセル化するのにも使 用可能である。これらのマクロカプセル化された薬剤は、生物学的薬剤に反応す ることが知られている状態を治療するために投与することができる。 発明の要旨 従って、本発明の課題は、ホストの分泌腺細胞の機能劣化によって発生した状 態を治療するため、動物に移植可能な分泌腺細胞マクロビードを提供することに ある。 本発明の別の課題は、長時間にわたって保存が可能な分泌腺細胞マクロビード を提供することにある。 これらの課題およびその他の課題を達成するため、本発明の一態様によれば、 アガロース被覆アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロビードと、アガロース 被覆ゲル状分泌腺細胞マクロビードと、アガロース被覆アガロース分泌腺細胞マ クロビードとを製造する方法が提供される。 本発明の別の態様において、分泌腺細胞生成物質の不足によって特徴づけられ る状態を有する患者を治療するための方法であって、前記患者に、アガロース被 覆アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロビードと、アガロース被覆ゲル状分 泌腺細胞マクロビードと、アガロース被覆アガロース分泌腺細胞マクロビードと からなるグループから選択される治療的有効量の分泌腺細胞マクロビードを移植 する工程を有する方法が提供される。 本発明の更に別の態様において、分泌腺細胞を保存する方法であって、アガロ ース被覆アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロビードと、アガロース被覆ゲ ル状分泌腺細胞マクロビードと、アガロース被覆アガロース分泌腺細胞マクロビ ードとからなるグループから選択されるマクロビードを形成する工程を有する方 法が提供される。 本発明のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかとなるであ ろう。但し、この詳細な説明から当業者にとって本発明の精神と範囲内における 様々な改変および変更が明らかになるであろうから、これらの詳細な説明と具体 例とは、本発明の好適実施形態を示すものであって、例示のためにのみ提供され るものである。 図面の簡単な説明 図1及び図2は、アガロース被覆アガロース−コラーゲン脾臓島マクロビード を示す。 図3は、アガロース被覆アガロース−コラーゲン脾臓島マクロビードを移植さ れた糖尿病のマウスのグルコースレベルを示す。 図4は、アガロース被覆ゲル状脾臓島マクロビードを移植された糖尿病のマウ スのグルコースレベルを示す。 図5は、アガロース被覆アガロース・マクロビードを移植された糖尿病のマウ スのグルコースレベルを示す。 図6は、フリーな脾臓島を移植された糖尿病のマウスのグルコースレベルを示 す。 図7は、アガロース被覆アガロース−コラーゲン脾臓島マクロビードとフリー な脾臓島とを移植された糖尿病のマウスのグルコースレベルを示す。 図8は、正常マウスと、ストレプトゾトシン誘発糖尿病マウスと、腎臓カプセ ルにおいて他家移植を受けたストレプトゾトシン誘発糖尿病マウス”(KCTマ ウス)”と、アガロース被覆アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロビードと 、アガロース被覆ゲル状分泌腺細胞マクロビードと、アガロース被覆アガロース 分泌腺細胞マクロビードとを受けたストレプトゾトシン誘発糖尿病マウ ス(これらを”ビード・マウス”と総称する)とのグルコース許容度を示す。 発明の詳細な説明 本発明は、生物学的剤、及び、好ましくは、親水性ゲル状材中における分泌腺 細胞のマクロカプセル化、前記マクロカプセル化された、好ましくは分泌腺細胞 である生物学的剤を使用する治療方法、そして、マクロカプセル化による分泌腺 細胞の保存とに関する。前記親水性ゲル材は、アガロース、コラーゲン−アガロ ースの組合せ、及びゼラチン・スポンジアガロースを含む。以下、ゼラチン・ス ポンジをゲルフォームという。 前記生物学的剤という用語は、例えば、タンパク質、酵素、ホルモン、ポリペ プチド、血清、抗体、抗生物質、更に、遺伝子工学的に生成された細胞などの生 物組織およびその生成物質を示す。生物学的剤としては、例えば、グルコース・ オキシダーゼ、ラクターゼ複合体、例えば、アンモニアと尿素の除去に使用され るクレブシェラ・エーロゲネス(Klebsiella aerogenes) 等の微生物組織、例えば、組換え生成された成長ホルモン等の組換え生成栄養剤 を含む栄養剤、細胞毒剤などが含まれる。 前記分泌腺細胞という用語は、脾臓の島を表す。但し、技術的には、島はひと つの分泌腺細胞ではなく、脾臓を通じて分散された複数の分泌腺細胞の集まりで あり、その内分泌腺部を構成している。ヒトにおいては、これらは、高血糖因子 、グルカゴンを分泌するアルファ細胞と、最も数が多く(70%−80%)、イ ンスリンを分泌するベータ細胞と、ソマトスタチンを分泌するデルタ細胞と、ポ リペプチド・ホルモンを分泌するポリペプチド細胞との、少なくとも4種類の分 泌腺細胞から構成される。 前述したように、移植された物質は、ホストに免疫適合しなければならない。 アガロースは、生物学研究において長い使用の歴史を有しており、その品質はよ く制御されている。コラーゲンは、ほ乳類において最も豊富に存在するタンパク 質であって、これは確かなメカニカル・サポートを提供するとともに、細胞の複 製、分化、器官形成、個々の成長および傷の修復(wound re−pair )のための生物学的空間として機能する。又、コラーゲンは、免疫適合性が良好 である。ゲルフォームは非免疫源性であり、外科手術において広範囲に利用され ている。これは、又、分泌腺細胞による許容度が高い。 前記生物学的剤、好ましくは、分泌腺細胞は、まず、周知の技術を利用して分 離される。一好適実施例におい て、脾臓島を、マクロカプセル化する前に、4℃、24℃又は37℃で培養する 。この方法によって、分離損傷後において生存している島のみを選択することが 可能になる。又、島の免疫源性が減少し、その結果、マクロビードを繊維症から 保護することができる。 本発明の一実施形態において、好ましくは脾臓島であり、更に好ましくは約5 0,000〜700,000の脾臓島からなる生物学的剤は、好ましくは約0. 5%〜2%のコラーゲンの水溶液中に懸濁される。コラーゲンの分子間架橋形成 の原因となる抗原性テロペプチドを除去するペプシンによってコラーゲン処理す ることにより、不完全コラーゲン(atellocollagen)が得られる 。次に、約0.5%〜5%、好ましくは約1%のアガロースを、前記脾臓島に添 加して、コラーゲンとアガロースとの混合物中に懸濁した脾臓島が形成される。 この脾臓島含有混合物を、つぎに、周知技術、好ましくは、混合物をミネラル・ オイル又はテフロン(登録商標)シートに滴下することによって、半固形ビード にする。つぎに、この半固形ビードを、抗生物質媒質に移し、洗浄し、その後、 標準条件下で培養し、好ましくは37℃の加湿5%二酸化炭素雰囲気中にて前記 コラーゲンを重合させ、これによって、固体コラーゲン−アガロース・ マクロビードが形成される。 本発明の別実施形態において、好ましくは脾臓島であり、更に好ましくは約5 0,000〜700,000の脾臓島からなる生物学的剤は、ゼラチン・スポン ジの表面(3−5cm)上に広げられる。次に、このゼラチン・スポンジを球形 状に巻く。そして、この球に3%−5%のアガロースを注いでビードを形成する 。 本発明の更に別の実施形態において、好ましくは脾臓島であり、更に好ましく は約50,000〜700,000の脾臓島からなる生物学的剤は、約0.5% 〜2%、好ましくは約1%のアガロースの溶液に入れられる。つぎに、この混合 物を、ミネラル・オイル又はテフロンに接触させることによって、マクロビード にする。次に、このビードを、抗生物質媒質に移し、洗浄し、その後、一晩、好 ましくは37℃の加湿5%二酸化炭素雰囲気中にて培養する。 上記のすべての実施形態において、マクロビードは、好ましくは、約500〜 2,000ulの5%−10%のアガロースを有するテフロン製スプーン中でこ のビードを3−4回ローリングすることによって、均一に被覆される。同様に、 ここでいう生物学的剤マクロビードとは、ビード状のマクロカプセル化生物学的 剤をいう。 前記マクロビードは、その薬剤が公知の作用を行う体に対してこの生物学的剤 を投与する媒体としても使用可能である。1つのビード中に、1種類以上の生物 学的剤をカプセル化することも可能である。例えば、1つのマクロビードに、ヘ モグロビンやグルコース・オキシダーゼ等の複数の酵素を含ませることができる 。このようなビードはビリルビンを除去するために投与できる。これらのビード は、消化酵素(ラクターゼ複合体)の経口投与、あるいは、体内からの望ましく ないアミノ酸の選択的除去に使用可能である。酵素のカプセル化によって、更に 、管腔中において酵素が劣化するのを防止することができる。更に、媒質として カプセル化を使用して、組換え遺伝子生成物を安全に投与することも可能である 。例えば、K.aerogenes遺伝子を、尿素とアンモニアの除去のために マクロビードにマクロカプセル化することができる。前記生物学的剤がホストに 対して免疫源性である場合には、マクロビードによって、免疫反応抑制剤を使用 することなく、あるいはより少量の免疫反応抑制剤を使用して、生物学的剤を投 与することが可能となる。 前記分泌腺マクロビードは、例えば、インスリン依存糖尿病、成長因子欠乏障 害、ホルモン障害などの対象体 の分泌細胞の機能劣化によって引き起こされる症状を、この分泌腺細胞マクロビ ードをその対象体に対して移植することによって、治療するのに使用することが できる。これらのマクロビードは、その特定の治療のための適当な位置に注入す ることができる。例えば、肝臓の機能不全に関連する病気を治療するために、肝 細胞を有するマクロビードを腹部腔に移植することができる。好適な適用例は、 インスリン依存糖尿病を治療するために、それぞれが50,000〜700,0 00の脾臓島を有する5−10の脾臓島マクロビードを患者に移植するものであ る。前記マクロビードは、腹膜腔に挿入できる。 前記分泌腺細胞マクロビードは、その症状を治療するのに十分な量が患者に移 植される。これを達成するために適当な量を、”治療的有効量”又は”効能量” と定義する。この使用に対して有効な量は、その病状の重大性、患者の全体的状 態、投与ルート、マクロビードのプレースメント、そして、その分泌腺細胞マク ロビードが他の薬剤と併用して投与されているか否か、によって異なる。 前記分泌腺マクロビードは、免疫反応抑制剤と併用して、あるいは、好ましく は、免疫反応抑制剤なしで、同種および異種移植のための使用できる。一好適実 施形態において、慢性または急性インスリン依存糖尿病の患者 は、免疫反応抑制剤を使用することなく、例えば、豚、牛、マウス、ラット、ピ シン(picin)、その他適当な種類の動物の脾臓島を、その患者に異種移植 することによって治療される。前記分泌腺細胞マクロビードは、例えば、その病 状を治療するために、一般に使用されているトリプル・ドラッグ療法(シクロス ポリン、アザチオプリン、及びヒドロコルチゾン)、ラパマイシン、デオキシス ペルグアリン、又は抗体との併用で、投与することができる。 前記マクロビードは、更に、生物学的剤、好ましくは、分泌腺細胞を長時間保 存するための手段として使用可能である。これら生物学的剤、好ましくは、分泌 腺細胞、の有効性を維持するために、これら生物学的剤および、好ましくは分泌 腺細胞マクロビードは、動物中において移植されるまで培養される。 分泌腺細胞が脾臓島である場合、この脾臓島マクロビードは、24℃又は37 ℃の温度で培養される。 実施例 実施例I脾臓島の分離 ゴトウ等、Transplantation 40: 437(1985)に記載されている方法を改変した方法により、ラットから脾 臓島を分離した。 コラーゲナーゼ溶液(コラーゲナーゼ Type XI,Sigma Che mical,セントルイス、MO;2mg/mlのシグマを含有する1mg/m l、Type V、牛血清アルブミンと1mg/mlのCaCl2)をcomm on胆管を介して脾臓に注入した(ゴトウ等、Transplantation 40:437(1985)前出)。脾臓を取り出し、氷上に保持したフラスコ 中で収集した。4匹のラットからの脾臓が収集されたところで、このフラスコを 、38℃の水浴中に30分間載置した。その結果得られた消化組織を、低温(8 ℃)のHBSS(ハンクの平衡塩溶液)中で4回洗浄した。 未消化組織、大きなリンパ節、その他の外来物質を、前記組織を反復流動化す ることによって除去し、その後、その上清を除去した。純化した島を、ユーロ− コリンス(Euro−Collins)溶液(Frescenius AG,G luchen Steinweg,Homburg V.D.H.)中に準備し た25%,23%,21%,及び11%のフィコール(Ficoll)層の不連 続フィコール勾配上で分離し、2000rpmで16分間遠 心分離にかけた。これらの島を、フィコール層の11%と21%との間のインタ ーフェースと、21%と23%の間のインターフェースとから収集した。各フラ クションからの島を、プールし、10%の胎児ウシ血清を含有するHBSS溶液 中にて4回洗浄した。 前記プールした島細胞を、次に、RPMI完全媒質(complete me dium)、即ち、25mMのHEPESと、熱不活性化胎児ウシ血清(10% )と、100ug/mlのペニシリンと、100ug/mlのストレプトマイシ ン硫酸塩と、25ug/mlのアンホテリシンBとを含有する抗原−抗菌性溶液 (1ml/100ml)低温RPMI 1640媒質(GIBCO、Grand Island,NY)を含有するペトリ皿に移した。残りの、非−島腺房、維 管束、小導管、又はリンパ節組織を、解剖用顕微鏡を使用して同定し、先細の消 毒ピペットによって注意深く取り出した。前記島プレパラートをジフェニルチオ カルバゾンによって染色することによって最終的な純度を評価した。 分離後、前記島を、37℃の5%の二酸化炭素含有雰囲気中で4日間、RPM I媒質を含む加湿細菌学用プラスチック皿(100mm)内で培養した。媒質を 毎日取り替え、その後、島を直接に移植するか、もしくは、マ クロカプセル化した。 実施例II A.アガロース被覆アガロース−コラーゲン脾臓島マクロビードの製造 実施例Iの方法によって得た1000の脾臓島を、胎児ウシ血清を除いて実施 例Iに記載したものと同じRPMI完全媒質中で4回洗浄した。これらの脾臓島 を、つぎに、50μlの燐酸緩衝塩類中の1%の不完全コラーゲン溶液を有する チューブに添加して脾臓島を懸濁した。RPMI又はMEM(minimal essential媒質)のいずれかにおいて調合され60℃に維持された10 0ulの1%低粘度アガロース(Sigma Type XII)溶液を、前記 コラーゲン−脾臓島懸濁液に添加した。前記チューブの内容物を、つぎに、直ち に、1つの大きなドロップとして、室温に維持された殺菌ミネラル・オイル又は テフロン上に移した。1分間後、前記ドロップは、半固形のマクロビードになり 、これを次に、37℃でRPMI抗生物質媒質に移した。これらのマクロビード を同じ媒質で3回洗浄し、すべてのオイルを除去した。最後に、これらを完全媒 質(37℃)で2回すすぎ、5%の二酸化炭素を含有する加湿雰囲気中にて 37℃で一晩培養した。この時間の間、前記コラーゲンが重合化し、脾臓島がコ ラーゲンファィバ上に残った。 次の日、前記固体マクロビードを、約1mlのRPMI又はMEM媒質中の5 %のアガロースを含むテフロン製スプーンに移した。次に、固体マクロビードを この溶液中にて2−3回ローリングして、これらを均一に被覆した。アガロース が固体化する前に、マクロビードをテフロン皿内のミネラル・オイルに移し、表 面の滑らかなマクロビードを得た。60秒後、マクロビードをミネラル・オイル から取り出し、RPMI抗生物質媒質で3回洗浄し、その後、5%の二酸化炭素 含有加湿雰囲気中にて37℃で一晩培養した。アガロース被覆アガロース−コラ ーゲン脾臓島マクロビードは図1及び2に示されている。 B.アガロース被覆ゼラチン・スポンジ脾臓島マクロビードの製造 まず、ゼラチン・スポンジ(ゲルフォーム)の3mm2の小片を、RPMI完 全媒質中に浸漬した。媒質を絞り出し、ゲルフォームを1分間放置した。実施例 Iによって製造された1,000の脾臓島を、RPMI抗生物質媒質によって4 回洗浄した。次に、これらを、10μl のRPMI抗生物質媒質中で懸濁した。これらを細先のプラスチック製ピペット で、前記ゲルフォームの表面上に移して、ここで広げた。20秒後、前記ゲルフ ォームをローリングして球状にした。50μlの5%アガロースを、前記球の表 面に注ぎ、脾臓島マクロビードを作った。 このマクロビードを5%のアガロースによって均一に被覆するために、500 μlの5%アガロースを、テフロン製スプーン中で前記マクロビードに添加し、 3−4回ローリングした。アガロースが固体化する前に、マクロビードをミネラ ル・オイルに移し、その皿を回転させて、マクロビード上において平滑な面を得 た。このマクロビードをRPMI抗生物質媒質中にて3−4回洗浄し、その後、 RPMI完全媒質によって2回すすいだ。これを移植に使用する前に、一晩培養 した。 C.アガロース被覆アガロース脾臓島マクロビードの製造 実施例Iの方法によって得た1000の脾臓島を、まず、RPMI抗生物質媒 質中で4回洗浄した。これらの脾臓島を、つぎに、50μlのRPMI抗生物質 媒質を含むチューブに添加して脾臓島を懸濁した。100μl の1%のアガロース溶液を前記チューブに添加した。このチューブの全内容物を 、つぎに、直ちに、1つの大きなドロップとして、殺菌ミネラル・オイル又はテ フロン上に移した。1分間後、前記ドロップは、マクロビードに固形化した。こ のマクロビードを、37℃に維持されたRPMI抗生物質媒質に移した。次に、 マクロビードを同じ媒質で3回洗浄することによってオイルを除去し、更に、R PMI完全媒質によって2回すすいだ。これらのビードを、5%の二酸化炭素を 含有する加湿雰囲気中にて37℃で一晩培養した。 次の日、前記マクロビードを、約1mlのRPMI又はMEM媒質中の5%の アガロースを含むテフロン製スプーンに移してマクロビードをアガロースで均一 に被覆し、次に、マクロビードをアガロースにて2−3回ローリングした。60 秒後、ビードをミネラル・オイルから取り出し、RPMI抗生物質媒質で3回、 更にRPMI完全媒質で2回洗浄した。つぎに、これらのビードを一晩培養した 。 実施例III−脾臓島マクロビードのマウスへの移植 A.レシピエント・マウス及びドナー・マウス 使用したマウスは、C57BL/6及びBALB/c 種であった。レシピエント・マウスを、一回のストレプトゾトシンの注射(17 0−200mg/kg)によって糖尿病化した。 非絶食プラズマ・グルコース・レベルを、糖尿病の誘発の前に測定した。レシ ピエント・マウスのすべての血糖レベルを、尾の静脈血サンプルを介してExa cTechPen Sensorによってモニタした。移植の日において血清グ ルコースレベルが>400mg/dlのマウスのみを使用した。 Wistar Furthラットを異種移植のドナーとして使用した。 B.脾臓島マクロビードの腹膜腔への異種移植 異種移植時に、実施例II(A),II(B),及びII(C)の脾臓島マク ロビードを、夫々、RPMI抗生物質媒質を有する別々のプレートにそっと移し た。すべての血清タンパク質を除去するため、前記媒質を3回取り替えた。糖尿 病レシピエント・マウスを、アベルチンによって麻酔した。中線切開によって、 1つの脾臓島マクロビードを自由な腹膜腔に導入した。コントロール・マウスは 、フリー・ドナー・脾臓島とともに、空のマクロビードi.p.(経腹膜)、フ リーな脾臓島i.p. 又は空のマクロビートを受け取った。 移植後、各レシピエントの血液グルコースを、正常範囲に達するまで、毎日、 又は1日置き毎にチェックした。その後、血液グルコースを、各週2−3回だけ チェックした。血清グルコースが<200mg/dlで連続採血においてこのレ ベルに維持された場合、移植が成功であると考えた。血清グルコース濃度が一時 的な正常グリセミア期間後において、200mg/dl以上に上昇した場合、移 植は拒絶されたものであると見なした。血液グルコースが全く正常にならなかっ た場合(即ち、常時>200mg/dl)、移植は失敗した、もしくは、「基本 的に非機能状態(primary non−functional)」になった ものと見なした。 C.経腹膜グルコース許容度テスト 移植の約70−84日後、グルコース許容度テストを行った。グルコース溶液 (体重1kg当り1.0g)を、6時間絶食させた(午前9時から午後3時)マ ウスに経腹膜注入した。注入の前と後との両方において(0,30,60及び1 20分間)、血液サンプルを採取して、ExacTech Pen Senso rを使用してプラズマグルコースレベルを測定した。 比較のために、正常C57BL/6及びBALB/cマウスと、脾臓島の移植 を行わなかったストレプトゾトシン誘発C57BL/6及びBALB/cマウス と、更に、フリーな脾臓島を腎臓capsuleに移植したストレプトゾトシン 誘発糖尿病BALB/cマウス(”KCT”マウス)に対してグルコース許容度 テストを行った。 コントロール実験により、糖尿病のマウスにおけるオイグリセミック状態が、 マクロビード自身によってではなく、マクロカプセル化された脾臓島によって達 成されていることを確認した。従って、空のアガロース被覆、アガロース−コラ ーゲン・マクロビード及びアガロース被覆、ゲルフォームマクロビードを、実施 例II(A)と(B)のビードと同様に作った。 D.経腹膜異種移植とグルコース許容度テストの結果 脾臓島マクロビードの移植直後において、STZ糖尿病ストレプトゾトシン誘 発C57B/6マウスの非絶食プラズマグルコースレベルを、図3及び4に示す 。アガロース被覆、アガロース−コラーゲン脾臓島マクロビード及びアガロース 被覆、ゲルフォーム脾臓島マクロビードのレシピエント・マウスは、60日間以 上、正常グリ セミック状態を維持し、この期間中、これらのマウスの体重は、平均で3グラム 増加した。アガロース被覆、アガロース脾臓島マクロビードを移植した場合、6 匹中2匹の動物は、移植後21−33日で正常グリセミック状態になり(図5) 、その後、オイグリセミック状態を維持した。その他のすべての移植動物は、オ イグリセミック状態を達成することができなかった。空のマクロビード(n=6 )は、血液グルコースに影響を与えなかった。 フリーな脾臓島を経腹膜移植した場合、7匹中6匹の動物は、移植後1日で正 常グリセミック状態になったが、これらの動物はこの状態を3−10日間しか維 持できなかった(図6)。フリーな脾臓島を、アガロース被覆、アガロース−コ ラーゲンマクロビード及びアガロース被覆、ゲルフォームマクロビードからなる 空のビードで移植した場合、これらの動物はすべて2時間以内で正常グリセミッ ク状態となり、12日間以上この状態を維持した(図7)。その後、すべての動 物は高血糖状態になった。空のマクロビードを有する動物は、その後90日間、 なんら組織反応を起こさなかった。 上記グルコース許容度テストを行った後に得られた結果を、図8に示す。正常 BALB/c及びC57BL/6マウス及び”KCT”マウスにおいて、プラズ マ・グル コースは30分間でピークに達し、120分間で元のラインに戻った。 腎臓capsuleに、マクロカプセル化された脾臓島および非カプセル化脾 臓島を移植したテストを行った時も、類似の結果が得られた。 これらの実験結果は、アガロース被覆、アガロース−コラーゲン島マクロビー ド及びアガロース被覆、アガロースゲルフォーム脾臓島マクロビード及び、アガ ロース被覆、アガロース島マクロビードが、ハイブリッド人造器官に必要な特性 を示すことを例証している。これらの3つのタイプの全部が有効にインスリンを 分泌するものではあるが、最小数の移植動物において得られる結果の均一性から 、アガロース被覆、アガロース−コラーゲン及びアガロース被覆、アガロースゲ ルフォームマクロビードが、ハイブリッド人造器官としてより適している。更に 、これらの3つの種類のビードのいずれも、有害な影響を示さなかった。これら のマクロビードは、腹膜中においてフリーな状態に維持され、組織反応やどの器 官に対する粘着も示さなかった。従って、これらのバイオハイブリッド脾臓島は 、その天然の環境、脾臓においてと同様に、マクロカプセル化ビード中において も効果的にその機能を果たすものである。 前述したすべてのマウスにおいて、プラズマ・グルコースレベルは30分間で ピークに達し、120分間で元のラインに戻った。 実施例IV脾臓島の貯蔵期間の延長 完全RPMI媒質中で、37℃で4週間培養した実施例I(A),(B)及び (C)によって作ったマクロカプセル化ビードの、生体内および生体外の長期保 存性をテストした。その結果、4週間培養されたマクロカプセル化脾臓島は、1 日間培養したものと機能的に類似していることが判った。 この実施例は、本発明によるマクロエプセル化の方法が、分泌腺細胞の保存、 好ましくは、脾臓島の保存に利用可能であることを例証するものである。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. アガロース被覆、アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロビードの製造 方法であって、以下の工程を有する、 (a)分泌腺細胞をコラーゲンを含む溶液中に懸濁させる工程、 (b)前記工程(a)の懸濁分泌腺細胞にアガロースを添加して、アガロース とコラーゲンとの混合物中に懸濁された分泌腺細胞を形成する工程、 (c)前記工程(b)の懸濁分泌腺細胞からコラーゲン−アガロース半固形マ クロビードを形成する工程、 (d)前記工程(c)のコラーゲン−アガロース半固形マクロビードを、処理 して前記半固形マクロビード中に含有されるコラーゲンを重合化し、固体コラー ゲン−アガロースマクロビードを形成する工程、 (e)前記工程(d)のマクロビードを、アガロースで被覆してアガロース被 覆、アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロビードを得る工程。 2. 請求項1の方法であって、前記工程(e)は、前記工程(d)の固体マク ロビードをローリングして、このローリングされた固体マクロビードをミネラル ・オイルに接触させ、このローリングされたマクロビー ドを洗浄して、前記アガロース被覆、アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロ ビードを得る工程である。 3. 請求項1の方法であって、前記分泌腺細胞は脾臓島である。 4. 請求項3の方法であって、前記脾臓島はヒトの脾臓島である。 5. 請求項3の方法であって、前記脾臓島はウシの脾臓島である。 6. 請求項3の方法であって、前記脾臓島は豚の脾臓島である。 7. 請求項3の方法であって、前記マクロビードは、約50,000〜約70 0,000の脾臓島を有する。 8. アガロース被覆、ゲルフォーム分泌腺細胞マクロビードの製造方法であっ て、以下の工程を有する、 (a)分泌腺細胞をゲルフォーム上に懸濁させる工程、 (b)前記懸濁分泌腺細胞を含む前記ゲルフォームを、球状にローリングする 工程、 (c)前記球状物を、アガロースで被覆してアガロース被覆、ゲルフォーム分 泌腺細胞マクロビードを得る工程。 9. 請求項8の方法であって、前記工程(c)は以下の工程を有する、 (1)前記球状物の表面にアガロースを注ぎ、マクロビードを形成する工程、 (2)前記マクロビードを5%のアガロース中でローリングする工程、 (3)前記工程(2)において作られた前記ローリングされたマクロビードを 、ミネラル・オイルに接触させる工程、 (4)前記工程(3)のマクロビードを洗浄して、前記アガロース被覆、ゲル フォーム分泌腺細胞マクロビードを得る工程。 10.請求項8の方法であって、前記分泌細胞は脾臓島である。 11.請求項10の方法であって、前記脾臓島はヒトの脾臓島である。 12.請求項10の方法であって、前記脾臓島はウシの脾臓島である。 13.請求項10の方法であって、前記脾臓島は豚の脾臓島である。 14.請求項3の方法であって、前記マクロビードは、約50,000〜約70 0,000の脾臓島を有する。 15.アガロース被覆、アガロース分泌腺細胞マクロビードの製造方法であって 、以下の工程を有する、 (a)分泌腺細胞をアガロース中に懸濁させる工程、 (b)前記工程(a)の懸濁分泌腺細胞からマクロビードを形成する工程、 (c)前記工程(b)のマクロビードを加湿空気中にて培養する工程、 (d)前記工程(c)のマクロビードをアガロースで被覆して、アガロース被 覆、アガロース分泌細胞マクロビードを得る工程。 16.請求項13の方法であって、前記工程(e)は、前記工程(c)の固体マ クロビードを5%のアガロース中でローリングする工程と、このローリングされ た固体マクロビードをミネラル・オイルに接触させる工程と、前記マクロビード を洗浄して、前記アガロース被覆、アガロース分泌腺細胞マクロビードを形成す る工程とを有する。 17.請求項15の方法であって、前記分泌腺細胞は脾臓島である。 18.請求項17の方法であって、前記脾臓島はヒトの脾臓島である。 19.請求項17の方法であって、前記脾臓島はウシの脾臓島である。 20.請求項17の方法であって、前記脾臓島は豚の脾 臓島である。 21.請求項17の方法であって、前記マクロビードは、約50,000〜約7 00,000の脾臓島を有している。 22.アガロース被覆、アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロビード。 23.請求項22のアガロース被覆、アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロ ビードであって、前記分泌腺細胞は脾臓島である。 24.請求項23のアガロース被覆、アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロ ビードであって、前記脾臓島はヒトの脾臓島である。 25.請求項23のアガロース被覆、アガロース−コラーゲン分泌細胞マクロビ ードであって、前記脾臓島はウシの脾臓島である。 26.請求項23のアガロース被覆、アガロース−コラーゲン分泌細胞マクロビ ードであって、前記脾臓島は豚の脾臓島である。 27.アガロース被覆、ゲルフォーム分泌腺細胞マクロビード。 28.請求項27のアガロース被覆、ゲルフォーム分泌腺細胞マクロビードであ って、前記分泌腺細胞は脾臓 島である。 29.請求項28のアガロース被覆、ゲルフォーム分泌腺細胞マクロビードであ って、前記脾臓島はヒトの脾臓島である。 30.請求項28のアガロース被覆、ゲルフォーム分泌腺細胞マクロビードであ って、前記脾臓島はウシの脾臓島である。 31.請求項28のアガロース被覆、ゲルフォーム分泌腺細胞マクロビードであ って、前記脾臓島は豚の脾臓島である。 32.アガロース被覆、アガロース分泌腺細胞マクロビード。 33.請求項32のアガロース被覆、アガロース分泌腺細胞マクロビードであっ て、前記分泌細胞は脾臓島である。 34.請求項33のアガロース被覆、アガロース分泌腺細胞マクロビードであっ て、前記脾臓島は、ヒトの脾臓島である。 35.請求項33のアガロース被覆、アガロース分泌腺細胞マクロビードであっ て、前記脾臓島はウシの脾臓島である。 36.請求項33のアガロース被覆、アガロース分泌腺 細胞マクロビードであって、前記脾臓島は豚の脾臓島である。 37.分泌腺細胞の機能劣化によって引き起こされた症状を有する患者を治療す る方法であって、アガロース被覆、アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロビ ード;アガロース被覆ゲルフォーム分泌腺細胞マクロビード及びアガロース被覆 、アガロース分泌腺細胞マクロビードからなるグループから選択された分泌腺細 胞マクロビードの治療有効量を、前記患者に移植する工程を有する。 38.請求項37の方法であって、前記症状はインスリン依存糖尿病である。 39.請求項38の方法であって、前記分泌腺細胞は脾臓島である。 40.請求項39の方法であって、前記脾臓島はヒトの脾臓島である。 41.請求項39の方法であって、前記脾臓島は豚の脾臓島である。 42.請求項39の方法であって、前記脾臓島はウシの脾臓島である。 43.請求項39の方法であって、前記分泌腺細胞は腹膜腔に載置される。 44.請求項39の方法であって、それぞれが約50,000〜約70,000 の脾臓島を有する約5〜約10のマクロビードを挿入する。 45.請求項39の方法であって、前記分泌腺細胞マクロビードは、アガロース 被覆、アガロース−コラーゲン分泌腺細胞含有マクロビードである。 46.請求項39の方法であって、前記分泌腺細胞マクロビードは、アガロース 被覆、ゲルフォーム細胞マクロビードである。 47.請求項39の方法であって、前記分泌腺細胞マクロビードは、アガロース 被覆、アガロース分泌腺細胞マクロビードである。 48.分泌腺細胞を保存する方法であって、以下の工程を有する、 (a)アガロース被覆、アガロース−コラーゲン分泌腺細胞マクロビード;ア ガロース被覆ゲルフォーム分泌腺細胞マクロビード及びアガロース被覆、アガロ ース分泌腺細胞マクロビードからなるグループから選択されたマクロビードを形 成する工程、 (b)前記分泌腺細胞マクロビードを培養する工程。 49.請求項48の方法であって、前記分泌腺細胞は脾臓島である。 50.請求項49の方法であって、前記脾臓島は24℃又は37℃で培養される 。
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