JPWO2003042384A1 - 胚性幹細胞から外胚葉系細胞への分化誘導剤、その取得方法及びその用途 - Google Patents

胚性幹細胞から外胚葉系細胞への分化誘導剤、その取得方法及びその用途 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2003042384A1
JPWO2003042384A1 JP2003544199A JP2003544199A JPWO2003042384A1 JP WO2003042384 A1 JPWO2003042384 A1 JP WO2003042384A1 JP 2003544199 A JP2003544199 A JP 2003544199A JP 2003544199 A JP2003544199 A JP 2003544199A JP WO2003042384 A1 JPWO2003042384 A1 JP WO2003042384A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cells
cell
ectoderm
embryonic stem
derived
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.)
Granted
Application number
JP2003544199A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4294482B2 (ja
Inventor
芳樹 笹井
芳樹 笹井
岩田　博夫
博夫 岩田
能庸 村上
能庸 村上
佐藤　光男
光男 佐藤
雅登 小堀
雅登 小堀
敬一 矢野
敬一 矢野
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of JPWO2003042384A1 publication Critical patent/JPWO2003042384A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4294482B2 publication Critical patent/JP4294482B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G01N33/5044—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics involving specific cell types
    • G01N33/5073—Stem cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/48—Reproductive organs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/1703—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • A61K38/1709—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02—Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/06—Antipsoriatics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/02—Drugs for disorders of the nervous system for peripheral neuropathies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/08—Antiepileptics; Anticonvulsants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/14—Drugs for disorders of the nervous system for treating abnormal movements, e.g. chorea, dyskinesia
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/14—Drugs for disorders of the nervous system for treating abnormal movements, e.g. chorea, dyskinesia
    • A61P25/16—Anti-Parkinson drugs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/28—Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P27/00—Drugs for disorders of the senses
    • A61P27/02—Ophthalmic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P27/00—Drugs for disorders of the senses
    • A61P27/16—Otologicals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00—Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/10—Drugs for disorders of the cardiovascular system for treating ischaemic or atherosclerotic diseases, e.g. antianginal drugs, coronary vasodilators, drugs for myocardial infarction, retinopathy, cerebrovascula insufficiency, renal arteriosclerosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602—Vertebrate cells
    • C12N5/0603—Embryonic cells ; Embryoid bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602—Vertebrate cells
    • C12N5/0618—Cells of the nervous system
    • C12N5/0619—Neurons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G01N33/502—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics for testing non-proliferative effects
    • G01N33/5023—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics for testing non-proliferative effects on expression patterns
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G01N33/5044—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics involving specific cell types
    • G01N33/5058—Neurological cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6893—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids related to diseases not provided for elsewhere
    • G01N33/6896—Neurological disorders, e.g. Alzheimer's disease
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00—Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/40—Regulators of development
    • C12N2501/415—Wnt; Frizzeled
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00—Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/90—Polysaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00—Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/90—Polysaccharides
    • C12N2501/91—Heparin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2502/00—Coculture with; Conditioned medium produced by
    • C12N2502/13—Coculture with; Conditioned medium produced by connective tissue cells; generic mesenchyme cells, e.g. so-called "embryonic fibroblasts"
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2503/00—Use of cells in diagnostics
    • C12N2503/02—Drug screening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2506/00—Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells
    • C12N2506/02—Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells from embryonic cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)

Abstract

ポリアニオン化合物を含む培養液を用いてストローマ細胞を培養した後、該培養液を回収する工程を含む、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有する溶液を取得する方法、該方法を用いることによって取得される、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有する溶液、および胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。

Description

技術分野
本発明は、胚性幹細胞から機能性細胞を分化誘導する因子の取得方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、細胞医療として有用な、胚性幹細胞から外胚葉または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤または分化誘導因子、それらの取得方法、並びにそれらの用途に関する。本発明はまた、胚性幹細胞を該因子を用いて分化させた細胞、並びにその用途にも関する。
背景技術
通常、胚幹細胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ）とは、インビトロにおいて培養することが可能で、かつ、他の個体の着床以前の胚、例えば、胚盤胞腔中に注入すると生殖細胞をも含むすべての細胞に分化できる細胞のことを意味しており、胚性幹細胞あるいはＥＳ細胞とも呼ばれている。
初期胚の発生と胚性幹細胞の関係をマウスを例として以下に説明する。
マウス受精卵は、卵管から子宮に向かって移動しながら２細胞、４細胞、８細胞と分裂を行い１６細胞期になった時点で細胞間の接着が強まるコンパクション（ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ）が起こり、細胞間の境界が不明瞭になった桑実胚（ｍｏｒｕｌａ）と呼ばれる段階に至る。さらに、受精後３．５日には、胚内部に割腔（ｂｌａｓｔｃｏｅｌ）と呼ばれる空間ができ胚盤胞（ｂｌａｓｔｏｃｙｓｔ）になる。このとき胚盤胞は外側の栄養外胚葉（ｔｒｏｐｈｅｃｔｏｇｅｒｍ）層と内部細胞塊（ｉｎｎｅｒ ｃｅｌｌ ｍａｓｓ：ＩＣＭ）から構成されている。胚盤胞は受精後４．５〜５．５日にかけて子宮壁に着床する。着床の時期には、内部細胞塊の中で割腔に面した表面の細胞が原始内胚葉（ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ ｎｄｏｄｅｒｍ）細胞に分化している。これらのうち、一部の細胞は胚本体から離れ栄養外胚葉層の中側へ遊走し遠位内胚葉（ｐａｒｉｅｔａｌ ｅｎｄｏｄｅｒｍ）細胞となり、細胞外マトリックスを分泌してライヘルト膜（Ｒｅｉｃｈｅｒｔ’ｓ ｍｅｍｂｒａｎｅ）をつくる。
一方、胚体部分近くの原始内胚葉細胞は近位内胚葉（ｖｉｓｃｅｒａｌ ｅｎｄｏｄｅｒｍ）と呼ばれる細胞層をつくる。これら遠位および近位内胚葉は、やがて胎児本体を保護して栄養物や老廃物を母体との間で交換するための支持組織となる。将来胎児本体をつくる内部細胞塊の細胞は増殖して原始外胚葉（ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ ｅｃｔｏｄｅｒｍ）と呼ばれる細胞層をつくる。原始外胚葉は、胚性外胚葉（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｅｃｔｏｄｅｒｍ）あるいは上葉細胞層（ｅｐｉｂｌａｓｔ）とも呼ばれている。着床後の胚は全体として円筒形に成長するため、受精後５．５〜７．５日の胚は卵筒胚（ｅｇｇ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）と呼ばれる。卵筒胚の子宮との付け根側半分には、将来胎盤をつくる胚体外組織（ｅｘｔｒａｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｔｉｓｓｕｅ）が栄養外胚葉から分化し形成されている。受精後６．５日には原始外胚葉層に原条（ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ ｓｔｒｅａｋ）と呼ばれる溝が現れ、この部分で原始外胚葉が間充織細胞様に変化して原始外胚葉層と近位内胚葉層との間に入り込み、原条から左右および前後方向に移動して胚性中胚葉細胞層（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｍｅｓｏｄｅｒｍ）を形成する。この細胞層の中には、将来胎児本体の内胚葉（ｄｅｆｉｎｉｔｉｖｅ ｅｎｄｏｄｅｒｍ）になる細胞も含まれている。
このように、原始外胚葉からは外胚葉のみならず、胎児の中胚葉および内胚葉の３胚葉が作られることが明らかにされており、胎児のすべての組織は原始外胚葉由来であることが示されている。なお、神経系や表皮系の細胞は外胚葉から作られることが明らかにされており、神経系の細胞へ分化が運命づけられた外胚葉を神経性外胚葉（ｎｅｕｒａｌ ｅｃｔｏｄｅｒｍ）、表皮系の細胞へ分化が運命づけられた外胚葉は非神経性外胚葉（ｎｏｎ−ｎｅｕｒａｌ ｅｃｔｏｄｅｒｍ）と呼ばれている。
以上述べた胚発生過程における細胞系譜の中で、受精卵からはじまり桑実胚までの個々の割球細胞、胚盤胞における内部細胞塊の細胞、および原始外胚葉層を構成している細胞は全能性を持ち未分化な胚性幹細胞としての性質を有している。原始外胚葉が各胚葉に分化をはじめるとそのほとんどの細胞は全能性を失うが、その一部が次の世代へ遺伝子を伝達する役目を担う始原生殖細胞（ｐｒｉｍｏｒｄｉａｌ ｇｅｒｍ ｃｅｌｌ）として残される。始原生殖細胞は、原始外胚葉が各胚葉に分化するときに原条から陥入する胚性中胚葉細胞層の中にまぎれて後方に移動し、尿膜（ａｌｌａｎｔｏｉｓ）基部の胚体外中胚葉（ｅｘｔｒａｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｍｅｓｏｄｅｒｍ）の中の特定の部位に出現する。始原生殖細胞は、やがて、生殖巣原基へ向かって移動し生殖巣の性分化にしたがって卵子や精子を形成する。
胚性幹細胞は、胚盤胞の内部に存在する未分化幹細胞である内部細胞塊を構成している細胞を培養に移し、頻繁に細胞塊の解離と継代を繰り返すことで樹立できる。この細胞は正常核型を維持しながらほぼ無限に増殖と継代を繰り返すことが可能であり、内部細胞塊と同じようにあらゆる種類の細胞に分化することができる多分化能を保つことが知られている。
胚性幹細胞を他個体の胚盤胞の中に注入すると、宿主胚の内部細胞塊の細胞と混ざり合って胚と胎児の形成に寄与しキメラ個体をつくる。極端な場合には、胎児本体がほぼ注入した胚性幹細胞だけからなる個体が生まれることもある。キメラ個体の中で、注入した胚性幹細胞が将来卵や精子をつくる始原生殖細胞の形成に寄与した個体を生殖系列キメラと呼び、この生殖系列キメラを交配させることによって注入した胚性幹細胞由来の個体を得ることができることから、胚性幹細胞はあらゆる細胞に分化することができる全能性を有していることが証明されている（Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｍｏｕｓｅ Ｅｍｂｒｙｏ Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９４）（以下、「マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル」と略す）；Ｇｅｎｅ Ｔａｒｇｅｔｉｎｇ，Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ ａｔ Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９３）（以下、「ジーン・ターゲッティング」と略す）；バイオマニュアルシリーズ８ ジーンターゲッティング，ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製，羊土社（１９９５）（以下、「ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製」と略す））。
胚盤胞の内部細胞塊を通常の初代培養のように培養すると、ほとんどの場合、直に繊維芽細胞様の細胞に分化してしまう。未分化な状態を維持しながら培養するためには、通常、胎児から調製した初代繊維芽細胞やＳＩＨＭマウス由来のＳＴＯ細胞などをフィーダー細胞として用いる必要がある（ジーン・ターゲッティング；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）。フィーダー細胞の上で適切な細胞密度を保ち、頻繁に培養液を交換しながら細胞の解離と継代を繰り返すことで未分化幹細胞の性質を保持したまま維持することが可能となる（マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル）。
胚性幹細胞の未分化状態を維持する因子としてＬＩＦ（ｌｅｕｋａｅｍｉａ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｆａｃｔｏｒ）が同定されており（Ａ．Ｇ．Ｓｍｉｔｈ ａｎｄ Ｍ．Ｌ．Ｈｏｏｐｅｒ、Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１２１，１（１９８７）；Ａ．Ｇ．Ｓｍｉｔｈら、Ｎａｔｕｒｅ，３３６，６８８（１９８８）；Ｐ．Ｄ．Ｒａｔｈｊｅｎら、Ｇｅｎｅｓ Ｄｅｖ．，４，２３０８（１９９０））、培養液中にＬＩＦを添加することによって、フィーダー細胞を用いなくても全能性をもつ胚性幹細胞を単離し培養することが可能なことが報告されている（Ｊ．Ｎｉｃｈｏｌｓら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１１０，１３４１（１９９０）；Ｓ．Ｐｅａｓｅら、Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１４１，３４４（１９９０））。また、ＬＩＦそのものを培養液に添加する代わりに、ＬＩＦの受容体のサブユニットの一つであるｇｐ１３０を受容体として共有しているインターロイキン６のファミリー分子の添加も有効であることが示されている（Ｄ．Ｐ．Ｇｅａｒｉｎｇ ａｎｄ Ｇ．Ｂｒｕｃｅ、Ｎｅｗ Ｂｉｏｌ．，４，６１（１９９２）；Ｊ．Ｉ．Ｃｏｎｏｖｅｒら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１１９，５５９（１９９３）；Ｃ．Ｐｉｑｕｅｔ−Ｐｅｌｌｏｒｃｅら、Ｅｘｐ．Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ．，２１３，３４０（１９９４）；Ｄ．Ｐｅｎｎｉｃａら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２７０，１０９１５（１９９５））。
さらに、ｇｐ１３０を直接活性化する作用を有するインターロイキン６と可溶性インターロイキン６受容体とを併用することで、胚性幹細胞の未分化状態を維持し生殖系列の細胞の形成に寄与する胚性幹細胞を樹立した報告がなされており（Ｋ．Ｙｏｓｈｉｄａら、Ｍｅｃｈ．Ｄｅｖ．，４５，１６３（１９９４）；Ｊ．Ｎｉｃｈｏｌｓら、Ｅｘｐ．Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ．，２１５，２３７（１９９４）；特開平７−５１０６０号）、ｇｐ１３０からの細胞内情報伝達が胚性幹細胞の多分化能や未分化性の維持に重要な働きをしていることが明らかにされている。このことは、ＬＩＦ遺伝子やＬＩＦ受容体遺伝子を遺伝子ターゲッティングの手法を用いて破壊した欠損マウスにおいても初期胚の正常な発生が観察されるが（Ｃ．Ｌ．Ｓｔｅｗａｒｔら、Ｎａｔｕｒｅ，３５９，７６（１９９２）；Ｊ．Ｌ．Ｅｓｃａｒｙら、Ｎａｔｕｒｅ，３６３，３６１（１９９３）；Ｍ．Ｌｉら、Ｎａｔｕｒｅ，３７８，７２４（１９９５）；Ｃ．Ｂ．Ｗａｒｅら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１２１，１２８３（１９９５））、ｇｐ１３０遺伝子を破壊したマウスにおいては、胎生１２．５日から出産に至る過程で胎生死することからも支持されている（Ｋ．Ｙｏｓｈｉｄａら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９３，４０７（１９９６））。
マウスにおいて胚性幹細胞が初めて樹立されて以来（Ｍ．Ｊ．Ｅｖａｎｓら、Ｎａｔｕｒｅ，２９２，１５４（１９８１）；Ｇ．Ｒ．Ｍａｒｔｉｎ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７８，７６３４（１９８１））、効率的な胚性幹細胞の樹立方法、例えば非マウスにおける胚性幹細胞の樹立法（米国特許５，４５３，３５７号；米国特許５，６７０，３７２号）などが研究され、これまでに、ラット（Ｐ．Ｍ．Ｉａｎｎａｃｃｏｎｅら、Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１６３，２８８（１９９４））、ニワトリ（Ｂ．Ｐａｉｎら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１２２，２３３９（１９９６）；米国特許５，３４０，７４０号；米国特許５，６５６，４７９号））、ブタ（Ｍ．Ｂ．Ｗｈｅｅｌｅｒ、Ｒｅｐｒｏｄ．Ｆｅｒｔｉｌ．Ｄｅｖ．，６，５６３（１９９４）；Ｈ．Ｓｈｉｍら、Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．，５７，１０８９（１９９７））、サル（Ｊ．Ａ．Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９２，７８４４（１９９６））、ヒト（Ｊ．Ａ．Ｔｈｏｍｓｏｎら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８２，１１４５（１９９８）；Ｍ．Ｊ．Ｓｈａｍｂｌｏｔｔら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９５，１３７２６（１９９８））の胚性幹細胞が樹立されている。
胚性幹細胞を、胚性幹細胞と同系統の動物の皮下などに移植すると、様々な組織が混ざり合った奇形腫が形成されることが知られている（マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル）。
また、インビトロの培養においても、胚性幹細胞を凝集させ、いったん擬似胚状態にしたエンブリオイドボディと呼ばれる細胞塊（ｅｍｂｒｙｏｉｄ ｂｏｄｙ；以下、「ＥＢ」とも略す）を形成させることによって分化を誘導し、内胚葉細胞、外胚葉細胞、中胚葉細胞、血液細胞、内皮細胞、軟骨細胞、骨格筋細胞、平滑筋細胞、心筋細胞、グリア細胞、神経細胞、上皮細胞、メラノサイト、ケラチノサイトの各種細胞を出現させることが可能であることが報告されている（Ｐ．Ｄ．Ｒａｔｈｊｅｎら、Ｒｅｐｒｏｄ．Ｆｅｒｔｉｌ．Ｄｅｖ．，１０，３１（１９９８））。しかしながら、この培養方法による分化の誘導では、細胞凝集塊の形成による自発的な分化が引き起こされ、結果として目的とした細胞の出現が観察されているのであって、ある特定の細胞集団を効率的に誘導するまでには至っておらず、同時に多種類の組織細胞の出現も観察されている。
胚性幹細胞から神経系細胞を効率的に分化誘導させる方法に関しては、様々な試みがなされている。ＥＢを形成させた後、ポリＬ−リジンあるいはラミニンをコートした硝子デッシュ上でＮＧＦ（神経成長因子）を添加した培地を用いて培養を続けると、神経系細胞の分化に重要な転写因子Ｐａｘ３およびニューロフィラメントの発現が有為に上昇することが報告されている（Ｇ．Ｙａｍａｄａら、Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１９９，５５２（１９９４））。後述するＥＣ細胞において、レチノイン酸処理により神経系への分化が促進されるという知見（Ｅ．Ｍ．Ｖ．Ｊｏｎｅｓ−Ｖｉｌｌｅｎｅｕｖｅら、Ｊ．Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ．，９４，２５３（１９８２）；Ｇ．Ｂａｉｎら、ＢｉｏＥｓｓａｙｓ，１６，３２３（１９９４））からその効果が胚性幹細胞においても試され、レチノイン酸存在下で４日間ＥＢを培養した後、トリプシン処理し単層培養を行なうと、突起を進展させ活動電位を発生する神経細胞様の細胞が約４０％という高率で出現し、この細胞では蛋白レベルでクラスＩＩＩチューブリン、ニューロフィラメントＭサブユニット、神経特異的なカルモジュリン結合キナーゼＣの基質であるＧＡＰ−４３（ｇｒｏｗｔｈ−ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ−４３）、ＭＡＰ−２（ｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅ−ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ−２）、γアミノ酪酸（γ−ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ；以下、「ＧＡＢＡ」とも略す）受容体、ＮＭＤＡ（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−Ｄ−ａｓｐａｒｔａｔｅ）受容体、シナプシンの発現が、ｍＲＮＡレベルでニューロフィラメントＬサブユニット、グルタミン酸受容体、チロシン水酸化酵素、転写因子Ｂｒｎ−３、ＧＦＡＰ（ｇｌｉａｌ ｆｉｂｒｉｌｌａｒｙ ａｃｉｄｉｃ ｐｒｏｔｅｉｎ）、ＧＡＢＡ合成酵素であるＧＡＤ（ｇｌｕｔａｍｉｃ ａｃｉｄ ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ）の発現が観察されることが報告されている（Ｇ．Ｂａｉｎら、Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１６８，３４２（１９９５）；Ｆ．Ａ．Ｍｉｃｈａｅｌら、Ｊ．Ｎｅｕｒｏｓｃｉ．，１６，１０５６（１９９６））。
Ｂｒｎ−３は中枢神経で（Ｘ．Ｈｅら、Ｎａｔｕｒｅ，３４０，３５（１９８９））、ＧＡＰ−４３は神経軸索で（Ｌ．Ｉ．Ｂｅｎｏｗｉｔｚ ａｎｄ Ａ．Ｒｏｕｔｔｅｎｂｅｒｇ、Ｔｒｅｎｄｓ Ｎｅｕｒｏｓｃｉ．，２０，８４（１９９７））、ＭＡＰ−２は神経樹状突起で（Ｌ．Ｉ．Ｂｉｎｄｅｒら、Ａｎｎ．ＮＹ Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．，７６，１４５（１９８６））、ＧＦＡＰはグリア細胞で（Ａ．Ｂｉｇｎａｍｉら、Ｂｒａｉｎ Ｒｅｓ．，４３，４２９（１９７２））、ＧＡＢＡ受容体およびＧＡＤは抑制性神経で（Ｙ．Ｃｈａｎｇ ａｎｄ Ｄ．Ｉ．Ｇｏｔｔｌｉｅｂ、Ｊ．Ｎｅｕｒｏｓｃｉ．，８，２１２３（１９８８））、グルタミン酸受容体およびＮＭＤＡ受容体は興奮性神経で発現することが知られているため、レチノイン酸を用いて分化を誘導した場合には、様々な神経系細胞への分化のシグナルが同時に伝わることが示されている。
また、ＥＢ形成による細胞間相互作用を介さないで、胚性幹細胞に直接レチノイン酸を作用させただけでは、神経系細胞への分化誘導は観察されないことが報告されている（Ｈ．Ｇ．Ｓｌａｇｅｒら、Ｄｅｖ．Ｇｅｎ．，１４，２１２（１９９３））。単層培養した胚性幹細胞に１０−７ｍｏｌ／ｌ濃度のレチノイン酸を作用させると、３日後約５０％の細胞でＧＡＰ−４３の発現が、４〜５日後５％未満の細胞でニューロフィラメント−１６５（Ｓ．Ｈ．Ｙｅｎ ａｎｄ Ｋ．Ｌ．Ｆｉｅｌｄｓ、Ｊ．Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ．，８８，１１５（１９８１））の発現が蛋白レベルで観察されているが、ＧＡＰ−４３陽性細胞のほとんどは内胚葉系細胞様の形態であることが報告されている（Ｗ．Ｇ．ｖａｎ Ｉｎｚｅｎら、Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ．，１３１２，２１（１９９６））。ＧＡＰ−４３陽性細胞の中には一部グリア細胞様の形態を示し、そのうち約半分がニューロフィラメント−１６５陽性の細胞であるが、ＥＢを形成後のレチノイン酸処理で誘導される神経細胞様の細胞と比較してＧＡＰ−４３およびニューロフィラメント−１６５ともに抗体染色による染色強度が低いことが報告されている（Ｗ．Ｇ．ｖａｎ Ｉｎｚｅｎら、Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ．，１３１２，２１（１９９６））。このように、ＥＢ形成による細胞間相互作用は効率的な神経系細胞の分化誘導に必要であることが確かめられている。
さらに、グリア細胞様の形態をとる細胞を対象としてパッチクランプの手法を用い活動電位を測定したところ、５−ＨＴ（５−ｈｙｄｒｏｘｙｔｒｙｐｔａｍｉｎ）、ＧＡＢＡ、カイニン酸、グルタミン酸、ドーパミン、カルバコール刺激による電位の発生が調べた約半数の細胞で観察されるが、対照として用いたＥＢ形成後のレチノイン酸処理で誘導される神経細胞様の細胞では、カルバコール刺激による活動電位の発生が観察されず、代わりにノルアドレナリン刺激による活動電位の発生が観察されており、神経細胞の分化の方向性の決定にもＥＢ形成による細胞間相互作用が重要であることが示されている（Ｗ．Ｇ．ｖａｎ Ｉｎｚｅｎら、Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ．，１３１２，２１（１９９６））。細胞凝集によるＥＢ形成では、ＥＢ表面の細胞層が原始内胚葉様に分化することが知られており、この細胞層と内部の未分化細胞との何らかの相互作用により分化が誘導されていることが想定されているが、その因子の具体的な同定には至っていない（Ｐ．Ｄ．Ｒａｔｈｊｅｎら、Ｒｅｐｒｏｄ．Ｆｅｒｔｉｌ．Ｄｅｖ．，１０，３１（１９９８））。
通常、胚性幹細胞からのＥＢの形成は、ＬＩＦおよび１０〜２０％のウシ胎児血清を含む培地中で未分化状態で維持増殖させた胚性幹細胞を、トリプシン−ＥＤＴＡ処理等でばらばらにした後、培養ディッシュに付着しないように、何もコートしていないプラスチックディッシュ上で、ＬＩＦを除いた１０〜２０％のウシ胎児血清を含む培地を用いて培養することにより行われている。ＥＢの形成は培地中に含まれる血清のロットによって左右されることが経験的に知られており、血清中の何らかの因子が胚性幹細胞のＥＢの形成に影響を与えていることが示唆されているが、このような因子の同定は未だなされておらず、無血清培養状態で胚性幹細胞の分化増殖を支持し効率的にＥＢの形成させることは難しい。
また、レチノイン酸が添加された培地で形成されたＥＢを組織培養用のデッシュで培養すると、まず、ネスチン陽性で神経細胞およびグリア細胞の共通の前駆細胞である細胞が出現し、次に、ＧＡＢＡ作動性神経細胞、コリン作動性神経細胞、ＧＦＡＰ陽性のアストロサイト、０４陽性（Ｍ．Ｓｃｈａｃｈｎｅｒら、Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，８３，３２８（１９８１））のオリゴデンドロサイト様に分化した細胞が出現することが明らかにされている（Ａ．Ｆｒａｉｃｈａｒｄら、Ｊ．Ｃｅｌｌ Ｓｃｉ．，１０８，３１８１（１９９５））。
生体において、神経細胞とグリア細胞がネスチン陽性の共通の前駆細胞から分化することはレトロウイルスを用いたラベリング実験で示唆され（Ｕ．Ｌｅｎｄａｈｌら、Ｃｅｌｌ，６０，５８５（１９９０）；Ｊ．Ｐｒｉｃｅら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ，２，２３（１９９１）；Ｊ．Ｐｒｉｃｅら、Ｂｒａｉｎ Ｐａｔｈｏｌ．，２，２３（１９９２））、その後、成体の脳に存在する前駆細胞が神経系幹細胞として単離されたことで証明されている（Ｓ．Ｊ．Ｍｏｒｒｉｓｏｎら、Ｃｅｌｌ，８８，２８７（１９９７）；Ｒ．Ｄ．Ｇ．ＭｃＫａｙ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２７６，６６（１９９７））。
しかしながら、レチノイン酸を胚性幹細胞の分化誘導に用いる際には、生理的に存在している濃度より非常に高い濃度（１０倍〜５００倍）で用いられる。生理的に存在している濃度より高いレチノイン酸を用いることは、毒性の面から懸念されているため、得られた細胞を移植等の医療に用いるのは難しい。そこでレチノイン酸を用いずに、より生理的条件に近い状態で胚性幹細胞を神経系の細胞に分化誘導する試みもなされている。
このような中、最近になって、ＥＢの形成やレチノイン酸の利用などを行わなくても、効率的に胚性幹細胞から神経系細胞を分化誘導させる方法が開発された（Ｈ．Ｋａｗａｓａｋｉら、Ｎｅｕｒｏｎ，２８，３１（２０００））。この方法では、無血清培養下、胚性幹細胞をある種のストローマ細胞とを共培養するだけで、外胚葉細胞並びに外胚葉由来の神経系細胞や表皮系細胞に分化誘導することが可能である。ストローマ細胞が胚性幹細胞に働きかけ外胚葉系への分化を促進していると考えられており、その活性はＳＤＩＡ（Ｓｔｒｏｍａｌ ｃｅｌｌ−ｄｅｒｉｖｅｄ ｉｎｄｕｃｉｎｇ ａｃｔｉｖｉｔｙ）と名づけられている。ＳＤＩＡ活性は、マウス胎児初代培養繊維芽細胞（Ｍｏｕｓｅ ｅｍｂｒｙｏ ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ；以下、「ＭＥＦ細胞」とも略す）、マウス胎児由来のＮＩＨ／３Ｔ３細胞（Ｊ．Ｌ．Ｊａｉｎｃｈｉｌｌら、Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．，４，５４９（１９６９））、マクロファージコロニー刺激因子（ｍａｃｒｏｐｈａｒｇｅ ｃｏｌｏｎｙ−ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ；以下、「Ｍ−ＣＳＦ」とも略す）欠損マウス頭蓋冠由来のＯＰ９細胞（Ｔ．Ｎａｋａｎｏら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２７２，７２２（１９９６））及びマウス頭蓋冠由来のＭＣ３Ｔ３−Ｇ２／ＰＡ６細胞（Ｈ．Ｋｏｄａｍａら、Ｊ．Ｃｅｌｌ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．，１１２，８９（１９８２））などのストローマ細胞に存在するが、コッカスパニエル雌犬腎臓由来のＭＤＣＫ細胞（Ｃ．Ｒ．Ｇａｕｓｈら、Ｐｒｏｃ．Ｓｏｃ．Ｅｘｐ．Ｂｉｏｌ．Ｍｅｄ．，１２２，９３１（１９６６）；Ｄ．Ｓ．Ｍｉｓｆｅｌｄｔら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７３，１２１２（１９７６））、ラット繊維芽細胞３Ｙ１（Ｓ．Ｓａｎｄｉｎｅｙｅｒら、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．，４１，８３０（１９８１））、アフリカミドリザル腎臓由来のＣＯＳ細胞（Ｙ．Ｇｌｕｚｍａｎ、Ｃｅｌｌ，２３，１７５（１９８１））などには存在しないことが報告されている。また、ＳＤＩＡ活性を有するストローマ細胞を４％パラフォルムアルデヒドで処理しても、ＳＤＩＡ活性は細胞膜表面上に残存することが示されている。一方、これらストローマ細胞の培養上清中にはＳＤＩＡ活性は観察されていない。さらに、分化に関与する既知の分子、例えば、塩基性繊維芽細胞増殖因子（ｂａｓｉｃ ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ；以下、「ｂＦＧＦ」とも略す）、繊維芽細胞増殖因子８（ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ ８；以下、「ＦＧＦ８」とも略す）、ソニックヘッジホック（ｓｏｎｉｃ ｈｅｄｇｅｈｏｇ；以下、「ｓｈｈ」とも略す）、肝細胞増殖因子（ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ；以下、「ＨＧＦ」とも略す）、上皮増殖因子（ｅｐｉｄｅｒｍａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ；以下、「ＥＧＦ」とも略す）、血小板由来増殖因子（ｐｌａｔｅｌｅｔ−ｄｅｒｉｖｅｄ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ；以下、「ＰＤＧＦ」とも略す）、ＬＩＦ、Ｗｎｔ、インターロイキン１（ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ １；以下、「ＩＬ１」とも略す）、インターロイキン１１（ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ １１；以下、「ＩＬ１１」とも略す）、グリア細胞株由来神経栄養因子（ｇｌｉａｌ ｃｅｌｌ−ｌｉｎｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｎｅｕｒｏｔｒｏｐｉｃ ｆａｃｔｏｒ；以下。「ＧＤＮＦ」とも略す）には、胚性幹細胞を外胚葉系の細胞に分化誘導するＳＤＩＡのような活性はないと報告されている（Ｈ．Ｋａｗａｓａｋｉら、Ｎｅｕｒｏｎ，２８，３１（２０００））。
ＳＤＩＡ活性が単独の因子に起因するのか否かも含め、その実態は明らかにされておらず、ストローマ細胞からの効率的なＳＤＩＡ活性の回収法や、回収したＳＤＩＡ活性を利用したストローマ細胞を用い、ストローマ細胞を用いない無細胞系で胚性幹細胞を分化誘導する方法なども知られていない。
配列番号７および８で表されるアミノ酸配列を有するポリペプチドは、マウスおよびヒト由来のＳｅｃｅｔｅｄ ｆｒｉｚｚｌｅｄ−ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ（ＳＦＲＰ）１として報告されている蛋白質である（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９４，２８５９（１９９７）、およびＰｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９４，６７７０（１９９７））。ＳＦＲＰはＨｏａｎｇ等によって（Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２７１，２６１３１（１９９６））最初に報告されて以来、現在までにＳＦＲＰ１〜５の少なくとも５種類の遺伝子および蛋白質が同定されている。ＳＦＲＰは以下にあげるように別の名称で呼ばれることもある（ＢｉｏＥｓｓａｙｓ，２４，８１１（２００２））。
・ＳＦＲＰ１：ＦｒｚＡ、ＦＲＰ−１、ＳＡＲＰ２、ｓＦＲＰ−１
・ＳＦＲＰ２：ＳＤＦ−５、ＳＡＲＰ１、ｓＦＲＰ−２
・ＳＦＲＰ３：Ｆｒｚｂ−１、ＦｒｚＢ、Ｆｌｉｔｚ、Ｆｒｅｚｚｌｅｄ、ｓＦＲＰ−３
・ＳＦＲＰ４：ＤＤＣ−４、ｓＦＲＰ−４、ｆｒｐＡＰ、ｆｒｐＨＥ、ＦｒｚＢ−２
・ＳＦＲＰ５：ＳＡＲＰ３、ｈＦＲＰ−１ｂ、Ｆｒｚｂ−１ｂ
ＳＦＲＰ１〜５いずれの蛋白質も１０個のシステイン残基を含むＣｙｓｔｅｉｎｅ ｒｉｃｈ ｄｏｍａｉｎ（ＣＲＤ）を介してＷｎｔまたはＷｎｔの受容体と相互作用し、Ｗｎｔによって惹起される様々なシグナル伝達のネットワークを制御していることが知られている。Ｗｎｔは３５０〜４００個のアミノ酸からなる分泌性の糖蛋白質で、中枢神経系の発生、胚発生初期における体軸の決定、内臓器官の形成、細胞の増殖や分化の決定などに関与する。現在までにヒトゲノムには少なくとも１９種類以上のＷｎｔ分子が同定されている。Ｗｎｔの受容体には７回膜貫通型の糖蛋白質で、Ｆｒｉｚｚｌｅｄと命名されているものがある。現在までに１０種類以上のＦｒｉｚｚｌｅｄ膜受容体が同定されている。本受容体は細胞外領域に位置するＮ末端部分にＣＲＤを有しており、このドメインがＷｎｔとの結合に重要であると考えられる。Ｗｎｔ、Ｗｎｔの受容体およびＳＦＲＰなどの分子群が発生、増殖、分化などの段階で、いつどのように発現し、機能していくかについては、マウスやＸｅｎｏｐｕｓなど一部の生物種で研究されているものの、その結合特異性などについてはまだ十分明らかになっていない。
ＳＦＲＰについてはこれまでにＳＦＲＰ１およびＳＦＲＰ３が軟骨形成に重要な役割を担っていることが報告されている（ＷＯ ０１／１９８５５ Ａ２、およびＩｎｔ．Ｊ．Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，４３，４９５（１９９９））他、ＳＦＲＰ３については内胚葉、心臓、神経への分化誘導への関与も示唆されている（ＵＳ ２００２０１２８４３９）。なおヒト由来ＳＦＲＰ３とヒト由来ＳＦＲＰ１のアミノ酸配列上の相同性は３０％程度である。一方でＳＦＲＰに関してはこれまでに胚性幹細胞を外胚葉細胞又は外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性については報告されていない。
４日間浮遊培養することによって形成させたＥＢを組織培養用のデッシュ上で１日培養し接着させ、インスリン、トランスフェリン、塩化セレン、フィブロネクチンを含むＩＴＳＦｎ培地（Ａ．Ｒｉｚｚｉｎｏ ａｎｄ Ｃ．Ｇｒｏｗｌｅｙ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７７，４５７（１９８０））を用いて５〜７日間培養することで、ネスチン陽性でかつ脳で発現が観察される脂肪酸結合蛋白陽性（Ａ．Ｋｕｒｔｚら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１２０，２６３７（１９９４））の神経上皮細胞様の前駆細胞（ｎｅｕｒｏｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｃｅｌｌｓ）が誘導され、その前駆細胞をｂＦＧＦ（ｂａｓｉｃ ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ）とラミニンを含むｍＮ３無血清培地で培養すると前駆細胞として増殖維持されるが、ｂＦＧＦを除いた培地では中枢系の神経細胞およびグリア細胞に分化し、さらに血清を添加した培地を用いて培養を続けると興奮性神経系および抑制性神経系のシナプス形成が観察されることが報告されている（Ｓ．Ｏｋａｂｅら、Ｍｅｃｈ．Ｄｅｖ．，５９，８９（１９９６））。
このようにしてインビトロで誘導された神経系細胞が、生体内において正常に機能しうるかについても検討されている。
上述のＩＴＳＦｎ培地を用いて誘導したマウスの神経上皮細胞様の前駆細胞を胎生１６日〜１８日のラットの脳室に移植すると、移植した前駆細胞が移動し脳組織に取り込まれ、神経、アストロサイト、オリゴデンドロサイトに分化し、形態的には宿主の細胞と区別がつかないことが観察されている（Ｏ．Ｂｒｕｓｔｌｅら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９４，１４８０９（１９９７））。しかしながら、移植部位には、盛んに分裂を繰り返す神経管様の構造体やアルカリフォスファターゼ陽性の未分化細胞からなる小さなクラスターの形成など、本来の組織には観察されない奇形腫瘍組織の形成が観察されている。
このような奇形腫瘍組織の形成は、胚性幹細胞からレチノイン酸を用いて誘導した神経系の前駆細胞の移植においても観察されている（Ｊ．Ｄｉｎｓｍｏｒｅら、Ｃｅｌｌ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ．，５，１３１（１９９６）；Ｔ．Ｄｅａｃｏｎら、Ｅｘｐ．Ｎｅｕｒｏｌ．，１４９，２８（１９９８））。
その後、胚性幹細胞からグリア細胞の前駆細胞を誘導し、その前駆細胞を先天的にミエリン髄鞘を欠損しているラットの脳や脊髄に移植することで、奇形腫の形成なしにミエリン髄鞘の修復が観察されることが報告されている（Ｏ．Ｂｒｕｓｔｌｅら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８５，７５４（１９９９））。この移植では、上述のＥＢ形成後、ＩＴＳＦｎ培地を用いて誘導した神経上皮細胞様の前駆細胞から、さらに分化が進んだグリア細胞の前駆細胞を誘導し移植に用いている。
すなわち、誘導した神経上皮細胞様の前駆細胞をポリオルニチンでコートしたデッシュ上でインスリン、トランスフェリン、プロジェステロン、プトレシン、塩化セレン、ＦＧＦ２（ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ ２）、ラミニンを含む培地で５日間培養し、カルシウムおよびマグネシウムを含有していないハンクスの緩衝液を用いて細胞を剥がし、５分の１の細胞密度でＦＧＦ２とＥＧＦ（ｅｐｉｄｅｒｍａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ）を含む培地で継代培養し、ほぼコンフルエント状態に達したらもう一度５分の１の細胞密度でＦＧＦ２とＰＤＧＦ−ＡＡ（ｐｌａｔｅｌｅｔ−ｄｅｒｉｖｅｄ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ−ＡＡ）を含む培地に継代し培養を続けることでグリア細胞の前駆細胞へと分化を誘導することが可能であることから、移植に用いることが可能であることが示されている。このようにして分化誘導した細胞は、Ａ２Ｂ５陽性であること（Ｍ．Ｃ．Ｒａｆｆら、Ｎａｔｕｒｅ，３０３，３９０（１９８３））、ＦＧＦ２およびＥＧＦを含まない培地で培養するとアストロサイトおよびオリゴデンドロサイトへの分化がインビトロで観察されることからグリア細胞の前駆細胞であることが明らかにされている。
上記胚性幹細胞と同様の機能を有する細胞について、胚性幹細胞との関係を以下に説明する。
悪性奇形腫（ｔｅｒａｔｏｃａｒｃｉｎｏｍａ）より胚性幹細胞と同様多分化能を有する細胞株として、種々の胚性癌腫細胞（ｅｍｂｒｙｏｎａｌ ｃａｒｃｉｎｏｍａ ｃｅｌｌ：ＥＣ細胞）が樹立されている（Ｍ．Ｊ．Ｅｖａｎｓ、Ｊ．Ｅｍｂｒｙｏｌ．Ｅｘｐ．Ｍｏｒｐｈ．，２８，１６３（１９７２））。
これらの細胞は、胚性幹細胞のマーカーとなる遺伝子を発現していること（Ｅ．Ｇ．Ｂｅｒｎｓｔｉｎｅら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７０，３８９９（１９７３）；Ｓ．Ｂ．Ｄｉｗａｎ ａｎｄ Ｌ．Ｃ．Ｓｔｅｖｅｎ、Ｊ．Ｎａｔｌ．Ｃａｎｃｅｒ Ｉｎｓｔ．，５７，９３７（１９７６）；Ｄ．Ｓｏｌｔｅｒ ａｎｄ Ｂ．Ｂ．Ｋｎｏｗｌｅｓ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７５，５５６５（１９７８）；Ｂ．Ａ．Ｈｏｓｌｅｒら、Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．，９，５６２３（１９８９）；Ｓ．Ｃ．Ｐｒｕｉｔｔ、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１２０，３７（１９９４））、インビトロにおいて様々な細胞に分化する能力を有していること（Ｇ．Ｒ．Ｍａｒｔｉｎ ａｎｄ Ｍ．Ｊ．Ｅｖａｎｓ、Ｃｅｌｌ，６，４６７（１９７５）；Ｇ．Ｒ．Ｍａｒｔｉｎ ａｎｄ Ｍ．Ｊ．Ｅｖａｎｓ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７２，１４４１（１９７５）；Ｍ．Ｗ．ＭｃＢｕｒｎｅｙ、Ｊ．Ｃｅｌｌ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．，８９，４４１（１９７６））、同系個体への移植において様々な組織からなる奇形種が形成されること（Ｌ．Ｊ．Ｋｌｅｉｎｓｍｉｔｈ ａｎｄ Ｇ．Ｂ．Ｐｉｅｒｃｅ、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．，２４，７９７（１９６４））、胚盤胞の中に注入すると胎児形成に寄与しキメラ個体を形成すること（Ｂ．Ｍｉｎｔｚ ａｎｄ Ｋ．Ｉｌｌｍｅｎｓｅｅ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７２，３５３８（１９７５）；Ｖ．Ｅ．Ｐａｐａｉｏａｎｎｏｕら、Ｎａｔｕｒｅ，２５８，７０（１９７５）；Ｍ．Ｊ．Ｄｅｗｅｙら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７４，５５６４（１９７７））、極めて稀ではあるが胚性癌腫細胞株の中には生殖系列キメラを作製する能力を持つ例も報告されていること（Ｔ．Ａ．Ｓｔｅｗａｒｔ ａｎｄ Ｂ．Ｍｉｎｔｚ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７８，７６３４（１９８１））から、胚性幹細胞が有する未分化幹細胞としての性質を有した細胞と考えられている。
また、始原生殖細胞を培養する際にｂＦＧＦを加えると胚性幹細胞に類似した細胞の細胞株が出現することが示され、ＥＧ細胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｇｅｒｍ ｃｅｌｌ）として樹立された（Ｙ．Ｍａｔｓｕｉら、Ｃｅｌｌ，７０，８４１（１９９２）；Ｊ．Ｌ．Ｒｅｓｎｉｃら、Ｎａｔｕｒｅ，３５９，５５０（１９９２））。このＥＧ細胞は、生殖系列キメラの形成に寄与できる能力を有しており（Ｃ．Ｌ．Ｓｔｅｗａｒｔら、Ｄｅｖｅｌ．Ｂｉｏｌ．，１６１，６２６（１９９４）；Ｐ．Ａ．Ｌａｂｏｓｋｙら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１２０，３１９７（１９９４））、上記胚性幹細胞が有する未分化幹細胞としての性質を有していることが明らかにされている。未分化幹細胞と生殖細胞にはかなり共通した性質があり、増殖や分化の制御状態変化によって比較的容易に相互変換できると考えられている。
一方、発生工学の進歩により、個々人の胚性幹細胞を作成する可能性について報告されている。１９９７年、Ｗｉｌｍｕｔらによって哺乳動物ではじめて、体細胞の核由来のクローン個体である羊ドリーが作出されて以来（Ｉ．Ｗｉｌｍｕｔら、Ｎａｔｕｒｅ，３８５，８１０（１９９７））、胎児細胞の核を用いたクローンウシ（Ｊ．Ｂ．Ｃｉｂｅｌｌｉら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８０，１２５６（１９９８））、皮膚、筋肉、耳殻、卵管、卵丘細胞の核を用いたクローンウシ（入谷明；蛋白質核酸酵素，４４，８９２（１９９９））、クローンヤギ（Ａ．Ｂａｇｕｉｓｉら、Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１７，４５６（１９９９））、卵丘細胞の核を用いたクローンマウス（Ｔ．Ｗａｋａｙａｍａら、Ｎａｔｕｒｅ，３９４，３６９（１９９８））、雄の尾の細胞を用いたクローンマウス（Ｔ．Ｗａｋａｙａｍａら、Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，２２，１２７（１９９９））、胚性幹細胞の核を用いたクローンマウス（Ｔ．Ｗａｋａｙａｍａら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９６，１４９８４（１９９９）；Ｗ．Ｍ．Ｒｉｄｅｏｕｔ ＩＩＩら、Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，２４，１０９（２０００））の作出が報告されており、体細胞の核を、脱核した受精卵に導入することで哺乳動物のクローン個体を作成することが可能であることが示されている。この核移植の技術と胚性幹細胞を樹立する技術を組み合わせることで個々人の胚性幹細胞の作成が可能であり、細胞医療としての臓器移植への応用の可能性が指摘されている（Ｒ．Ｐ．Ｌａｎｚａら、Ｎａｔｕｒｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，５，９７５（１９９９））。また、胚性幹細胞に遺伝子操作を加えることでより効果的な遺伝子治療を行うことが可能であることや、組織適合性抗原の改変が可能なことも指摘されている（Ｐ．Ｄ．Ｒａｔｈｊｅｎら、Ｒｅｐｒｏｄ．Ｆｅｒｔｉｌ．Ｄｅｖ．，１０，３１（１９９８））。
次に、臓器移植における細胞医療の有効性について例をあげて説明する。
パーキンソン病は、黒質線条体ドーパミン神経細胞の変性を主体とする慢性進行性疾患である。従来より、Ｌ−ＤＯＰＡ（Ｌ−ジヒドロキシフェニルアラニン）を中心とする内服療法が行われてきたが、長期にわたる内服が必要なため、多くの患者においてその効果が次第に減弱し、ｗｅａｒｉｎｇ ｏｆｆ現象、ジスキネジアなどの副作用になやまされるようになる。このため、より有効な治療法の開発が模索され、パーキンソン病患者に対して中絶胎児脳を移植する治療が行われ始めた。全世界では、これまでに、数百例の中絶胎児脳を移植する治療が施行されている。最近、米国では、４０人のパーキンソン病患者を対象に、中絶胎児脳細胞の移植手術の二重盲検試験が行われ、その有用性が証明された。さらに、このような中絶胎児脳細胞移植を受けた患者の中には、１０年以上にもわたって移植した細胞が定着し移植した細胞が線条体とシナプスを形成している例が報告されている。このように、中絶胎児の脳を移植する細胞治療がパーキンソン病に対して高い有効性を示すことが分かってきているが、中絶胎児を利用することに倫理的な問題を指摘する声が強い。また、実際には、一人の患者を治療するのに１０体近い胎児が必要であるために、現実的な医療への応用に大きな障害となっている。したがって、ドーパミン作動性神経細胞を、社会通念上許容される方法で、かつ多量に調製する方法の開発が望まれている。
細胞医療の観点から、多分化能を保持したまま培養可能な未分化幹細胞から目的とする機能性細胞を選択的に、かつ効率的に分化誘導するための方法の開発が注目され、様々な試みがなされている。しかしながら、目的とする機能細胞を人為的にコントロールされた生理的環境下、例えば、血清やレチノイン酸あるいはストローマ細胞を用いない培養条件で誘導することが望まれているが、そのような方法は知られていない。特に、外胚葉由来の細胞、具体的には正常な機能を有するドーパミン作動性神経細胞を、未分化幹細胞から効率的に分化誘導し取得する方法は、パーキンソン病をはじめとする脳疾患患者への医療の観点から重要であり切望されているが、未だ開発されていない。
発明の開示
本発明は、ストローマ細胞が有する、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性（以下、「ＳＤＩＡ活性」とも略記する）を効率的に回収する方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、回収したＳＤＩＡ活性を利用し、細胞及び臓器移植医療に利用可能である機能性細胞を胚性幹細胞から分化誘導する方法、該方法のために用いる分化誘導剤、該分化誘導した細胞、並びにこれらの利用方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、ＳＤＩＡ活性をストローマ細胞から回収する条件を鋭意検討した結果、該方法を見出すことに成功し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下の（１）〜（４２）に関する。
（１） ポリアニオン化合物を含む培養液を用いてストローマ細胞を培養した後、該培養液を回収する工程を含む、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有する溶液を取得する方法。
（２） ポリアニオン化合物が、培養液中で陰性電荷を有するコポリマーまたはホモポリマーである、上記（１）に記載の方法。
（３） 培養液中で陰性電荷を有するコポリマーが、ムコ多糖である、上記（２）に記載の方法。
（４） ムコ多糖が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）および（ｊ）からなる群から選ばれる化合物である、上記（３）に記載の方法。
（ａ）コンドロイチン４−硫酸；
（ｂ）コンドロイチン５−硫酸；
（ｃ）コンドロイチン６−硫酸；
（ｄ）デルマタン硫酸；
（ｅ）ヘパラン硫酸；
（ｆ）ヘパリン；
（ｇ）ケラタン硫酸Ｉ；
（ｈ）ケラタン硫酸ＩＩ；
（ｉ）ヒアルロン酸；
（ｊ）コンドロイチン。
（５） 培養液中で陰性電荷を有するホモポリマーが、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）および（ｋ）からなる群から選ばれる化合物である、上記（２）に記載の方法。
（ａ）デキストラン硫酸；
（ｂ）カルボキシメチルデキストラン；
（ｃ）硫酸化ポリビニール；
（ｄ）ポリビニルサルファイト；
（ｅ）スルホン化ポリスチレン；
（ｆ）ポリアクリル酸；
（ｇ）カルボキシメチルセルロース；
（ｈ）セルロース硫酸；
（ｉ）ポリグルタミン酸；
（ｊ）ポリマレイン酸；
（ｋ）ポリメタクリル酸。
（６） 培養液が、細胞培養に用いられる基礎培地または平衡塩溶液である、上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の方法。
（７） ストローマ細胞が、ハイブリドーマＦＥＲＭ ＢＰ−７５７３が産生するモノクローナル抗体で認識されるストローマ細胞である、上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の方法。
（８） ストローマ細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）および（ｇ）からなる群から選ばれる細胞である、上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の方法。
（ａ）胎児初代培養繊維芽細胞；
（ｂ）ＳＩＨＭマウス由来ＳＴＯ細胞；
（ｃ）マウス胎児由来ＮＩＨ／３Ｔ３細胞；
（ｄ）マクロファージコロニー刺激因子（Ｍ−ＣＳＦ）欠損マウス頭蓋冠由来ＯＰ９細胞；
（ｅ）マウス頭蓋冠由来ＭＣ３Ｔ３−Ｇ２／ＰＡ６細胞；
（ｆ）胚性幹細胞由来のストローマ細胞；
（ｇ）骨髄間葉系幹細胞由来のストローマ細胞。
（９） 上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の方法を用いることによって取得される、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有する溶液。
（１０） 上記（９）記載の溶液を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（１１） 上記（９）記載の溶液中に含まれる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞へ分化誘導する因子。
（１２） 配列番号７で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（１３） 配列番号７で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（１４） 配列番号７で表されるアミノ酸配列と６０％以上の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（１５） 配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（１６） 配列番号９で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（１７） 配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（１８） 配列番号９で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（１９） 配列番号８で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（２０） 配列番号８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（２１） 配列番号８で表されるアミノ酸配列と６０％以上の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（２２） 配列番号８で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（２３） 配列番号１０で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（２４） 配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（２５） 配列番号１０で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（２６） Ｗｎｔアンタゴニストを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（２７） 上記（９）に記載の溶液または上記（１２）〜（２６）のいずれか１項に記載の分化誘導剤を用い、胚性幹細胞を非凝集状態で培養する工程を含む、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する方法。
（２８） 上記（９）に記載の溶液または上記（１２）〜（２６）のいずれか１項に記載の分化誘導剤を固定化した培養器を用いることを特徴とする、上記（２７）に記載の方法。
（２９） 外胚葉細胞が、神経系細胞または表皮系細胞に分化しうる能力を有している細胞である、上記（１）〜（８）、（２７）および（２８）のいずれか１項に記載の方法。
（３０） 外胚葉由来の細胞が、神経系細胞または表皮系細胞である、上記（１）〜（８）、（２７）および（２８）のいずれか１項に記載の方法。
（３１） 表皮系細胞が表皮細胞である、上記（２９）または（３０）に記載の方法。
（３２） 神経系細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）からなる群から選ばれる細胞である、上記（２９）または（３０）に記載の方法。
（ａ）神経幹細胞；
（ｂ）神経細胞；
（ｃ）神経管の細胞；
（ｄ）神経堤の細胞；
（ｅ）網膜色素細胞。
（３３） 神経幹細胞が、ネスチンを発現している神経幹細胞である、上記（３２）に記載の方法。
（３４） 神経細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）からなる群から選ばれる神経細胞である、上記（３２）に記載の方法。
（ａ）ドーパミン作動性神経細胞；
（ｂ）アセチルコリン作動性神経細胞；
（ｃ）γアミノ酪酸作動性神経細胞；
（ｄ）セロトニン作動性神経。
（３５） アセチルコリン作動性神経細胞が、ｉｓｌｅｔ １を発現している運動神経細胞である、上記（３４）に記載の方法。
（３６） 神経管の細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）からなる群から選ばれる細胞である、上記（３２）に記載の方法。
（ａ）神経管の腹側化因子であるソニックヘッジホック（Ｓｏｎｉｃ ｈｅｄｇｅｈｏｇ）に反応し腹側に位置する細胞に分化し、かつ神経管の背側因子である骨形成因子４（Ｂｏｎｅ Ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｉｎ ４）に反応し背側に位置する細胞に分化する能力を有する、背腹軸が決定される前の段階の神経管の細胞；
（ｂ）神経管の最も腹側の底板に位置するＨＮＦ−３β（Ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｆａｃｔｏｒ−３β）を発現している神経管腹側の細胞；
（ｃ）神経管の腹側からＨＮＦ−３β（Ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｆａｃｔｏｒ−３β）についで２番目に存在するマーカーＮｋｘ２．２を発現している神経管腹側の細胞；
（ｄ）Ｐａｘ−７を発現している神経管背側の細胞。
（３７） 神経堤の細胞が、ＡＰ−２（Ａｃｔｉｖａｔｏｒ Ｐｒｏｔｅｉｎ ２）を発現している細胞である、上記（３２）に記載の方法。
（３８） 骨形成因子（Ｂｏｎｅ Ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｉｎ ４）存在下で培養することを特徴とする、上記（２７）〜（３７）のいずれか１項に記載の方法。
（３９） ソニックヘッジホック（Ｓｏｎｉｃ ｈｅｄｇｅｈｏｇ）存在下で培養することを特徴とする、上記（２７）〜（３８）のいずれか１項に記載の方法。
（４０） 非凝集状態が、エンブリオイドボディを介さない状態である、上記（２７）〜（３９）のいずれか１項に記載の方法。
（４１） 無血清培養の条件下で培養する工程を含むことを特徴とする、上記（２７）〜（４０）のいずれか１項に記載の方法。
（４２） 培養工程にレチノイン酸を用いないことを特徴とする、上記（２７）〜（４１）のいずれか１項に記載の方法。
（４３） 胚性幹細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からなる群から選ばれる細胞である、上記（２７）〜（４２）のいずれか１項に記載の方法。
（ａ）着床以前の初期胚を培養することによって樹立した胚性幹細胞；
（ｂ）体細胞の核を核移植することによって作製された初期胚を培養することによって樹立した胚性幹細胞；
（ｃ）（ａ）または（ｂ）の胚性幹細胞の染色体上の遺伝子を遺伝子工学の手法を用いて改変した胚性幹細胞。
（４４） 胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する効率が、５％以上である上記（１）〜（８）および（２７）〜（４３）のいずれか１項に記載の方法。
（４５） 実質的に中胚葉系細胞の分化誘導を伴わない、上記（２７）〜（４４）のいずれか１項に記載の方法。
（４６） 上記（２７）〜（４５）のいずれか１項に記載の方法を用いることによって誘導される、外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞。
（４７） 上記（４６）に記載の細胞を、抗癌剤を含む培地中で培養する工程を含むことを特徴とする、胚性幹細胞から分化誘導された細胞の純度を高める方法。
（４８） 抗癌剤が、マイトマイシンＣ、５−フルオロウラシル、アドリアマイシン、メトトレキセート及びアラＣからなる群から選ばれる抗癌剤である、上記（４７）に記載の方法。
（４９） 上記（４７）または（４８）に記載の方法を用いて得られる細胞。
（５０） 上記（４６）または（４９）に記載の細胞を含む医薬。
（５１） 以下の（ａ）〜（ｏ）からなる群から選ばれる少なくとも１つを有効成分として含有してなる医薬。
（ａ）配列番号７で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド；
（ｂ）配列番号７で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチド；
（ｃ）配列番号７で表されるアミノ酸配列と６０％以上の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド；
（ｄ）配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクター；
（ｅ）配列番号９で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクター；
（ｆ）配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体；
（ｇ）配列番号９で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体；
（ｈ）配列番号８で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド；
（ｉ）配列番号８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチド；
（ｊ）配列番号８で表されるアミノ酸配列と６０％以上の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド；
（ｋ）配列番号８で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクター；
（ｌ）配列番号１０で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクター；
（ｍ）配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体；
（ｎ）配列番号１０で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体；
（ｏ）Ｗｎｔアンタゴニストを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
（５２） 外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患の診断、予防および／または治療のための医薬である、上記（５０）または（５１）に記載の医薬。
（５３） 外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患が、神経系細胞または表皮系細胞の障害に基づく疾患である、上記（５２）に記載の医薬。
（５４） 神経系細胞の障害に基づく疾患が、アルツハイマー病、ハンチントン舞踏病、パーキンソン病、虚血性脳疾患、てんかん、脳外傷、脊椎損傷、運動神経疾患、神経変性疾患、網膜色素変性症、内耳性難聴、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、または神経毒物の障害に起因する疾患であり、表皮系細胞の障害に基づく疾患が火傷、外傷、創傷治癒、床擦れ、または乾せんである、上記（５３）に記載の医薬。
（５５） 被験物質存在下及び該被験物質非存在下で、上記（２７）〜（４５）のいずれか１項に記載の方法を行い、該被験物質存在下及び該被験物質非存在下での胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞までの分化過程を比較することを特徴とする、胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞までの分化調節に関連する物質の評価方法。
（５６） 被験物質存在下及び該被験物質非存在下で、上記（２７）〜（４５）のいずれか１項に記載の方法を行い、該被験物質存在下及び該被験物質非存在下での胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞までの分化過程を比較することを特徴とする、胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞までの分化調節に関連する物質のスクリーニング方法。
（５７） 被験物質存在下及び該被験物質非存在下で、上記（４６）に記載の細胞を培養し、該被験物質存在下及び該被験物質非存在下での外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞の機能を比較することを特徴とする、外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞の機能調節に関連する物質の評価方法。
（５８） 被験物質存在下及び該被験物質非存在下で、上記（４６）に記載の細胞を培養し、該被験物質存在下及び該被験物質非存在下での外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞の機能を比較することを特徴とする、外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞の機能調節に関連する物質のスクリーニング方法。
以下、本発明の実施態様および実施方法について詳細に説明する。
１．本発明の分化誘導方法
（１）適用動物
本発明に係わる適用動物としては、脊椎動物、中でも温血動物、さらにはマウス、ラット、モルモット、ハムスター、ウサギ、ネコ、イヌ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ヤギ、サル、ヒト等の哺乳動物があげられる。
（２）胚性幹細胞
胚性幹細胞とは、インビトロにおいて培養することが可能で、かつ、生体を構成するすべての細胞に分化しうる多分化能を有する細胞を包含する。その例としては、（ａ）着床以前の初期胚を培養することによって樹立した哺乳動物等の胚性幹細胞があげられ、具体的には、初期胚を構成する内部細胞塊より樹立されたＥＳ細胞、始原生殖細胞から樹立されたＥＧ細胞、着床以前の初期胚の多分化能を有する細胞集団（例えば、原始外胚葉）から単離した細胞、あるいはその細胞を培養することによって得られる細胞があげられる。悪性奇形腫より樹立されたＥＣ細胞もＥＳ細胞と同様の性質を示すことが知られていることから、着床以前の初期胚を培養することによって樹立した哺乳動物等の胚性幹細胞に広義に含まれる。
本発明における胚性幹細胞としては、上記（ａ）の胚性幹細胞、（ｂ）体細胞の核を核移植することによって作製された初期胚を培養することによって樹立した胚性幹細胞、および（ｃ）（ａ）あるいは（ｂ）の胚性幹細胞の染色体上の遺伝子を遺伝子工学の手法を用いて改変した胚性幹細胞を包含する。
（３）外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞
本発明の分化誘導法によって、上述のような胚性幹細胞を非凝集状態で培養することにより、胚性幹細胞を外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞に分化誘導することができる。
本発明において、外胚葉細胞とは、神経系細胞や表皮系細胞に分化しうる能力を有した細胞から構成される胚葉細胞を包含する。その具体例としては、原始外胚葉から分化した胎児の外胚葉細胞があげられる。
本発明において、外胚葉由来の細胞とは、外胚葉細胞から分化した細胞で、かつ生体を構成する機能細胞を包含する。その具体例としては、神経系細胞や表皮系細胞があげられる。すなわち、本発明の方法によって、胚性幹細胞を神経系細胞または表皮系細胞へ誘導することができる。
（ａ）神経系細胞
神経系細胞としては、神経幹細胞、神経細胞、神経管の細胞、神経堤の細胞などがあげられる。
（ｉ）神経細胞
神経細胞とは、他の神経細胞あるいは刺激受容細胞からの刺激を受け別の神経細胞、筋あるいは腺細胞に刺激を伝える機能を有する細胞を意味する。
神経細胞は、神経細胞が産生する神経伝達物質の違いにより分類されており、具体的には、神経伝達物質、神経伝達物質の合成酵素などの違いで分類されている。神経伝達物質としては、ペプチド性、非ペプチド性のいずれも包含される。非ペプチド性の神経伝達物質としては、ドーパミン、ノルアドレナリン、アドレナリン、セロトニン、アセチルコリン、γアミノ酪酸、グルタミン酸があげられる。ドーパミン、ノルアドレナリン、アドレナリンの３種類をカテコールアミンと称す。
これらの神経伝達物質で分類される神経細胞としては、例えば、ドーパミン作動性神経細胞、アセチルコリン作動性神経細胞、γアミノ酪酸作動性神経細胞、セロトニン作動性神経細胞、ノルアドレナリン作動性神経細胞、アドレナリン作動性神経細胞、グルタミン酸作動性神経細胞などがあげられる。ドーパミン作動性神経細胞、ノルアドレナリン作動性神経細胞、アドレナリン作動性神経細胞を総称してカテコールアミン作動性神経細胞と呼ぶ。
カテコールアミン作動性神経細胞は共通してチロシン水酸化酵素を発現し、ノルアドレナリン作動性神経細胞とアドレナリン作動性神経細胞では共通してドーパミン−β−ヒドロキシラーゼを発現する。また、ノルアドレナリン作動性神経細胞ではフェニルエタノールアミン Ｎ−メチルトランスフェラーゼを発現し、セロトニン作動性神経細胞ではトリプトファン ヒドロキシラーゼを発現し、アセチルコリン作動性神経細胞ではコリンアセチルトランスフェラーゼを発現し、γアミノ酪酸作動性神経細胞ではグルタミン酸デカルボキシラーゼをそれぞれ特異的に発現している。したがって、神経細胞を認識する方法としては、上記酵素を認識する抗体を用いた識別方法、上記酵素をコードするｍＲＮＡの発現を検出する方法などがあげられる。
ペプチド性の神経伝達物質としては、副腎皮質刺激ホルモン（Ｃｏｒｔｉｃｏｔｒｏｐｉｎ（ＡＣＴＨ））、ααγ，β−リポトロピン（Ｌｉｐｏｔｒｏｐｉｎ）、α−メラニン細胞刺激ホルモン（ＭＳＨ）、α−エンドルフィン（Ｅｎｄｏｒｐｈｉｎ）、β−エンドルフィン、γ−エンドルフィン、メチオニンエンケファリン（Ｍｅｔ−Ｅｎｋｅｐｈａｌｉｎ）、ロイシンエンケファリン（Ｌｅｕ−Ｅｎｋｅｐｈａｌｉｎ）、α−ネオエンドルフィン（Ｎｅｏｅｎｄｏｒｐｈｉｎ）、β−ネオエンドルフィン、ダイノルフィンＡ（Ｄｙｎｏｒｐｈｉｎ Ａ）、ダイノルフィンＢ（Ｄｙｎｏｒｐｈｉｎ Ｂ）、ロイモルフィン（Ｌｅｕｍｏｒｐｈｉｎ）、バソプレッシン（Ｖａｓｏｐｒｅｓｓｉｎ）、ニューロフィシン（Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｎ）、オキシトシン（Ｏｘｙｔｏｃｉｎ）、ニューロフィシンＩ（Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｎ Ｉ）、サブスタンスＰ（Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ Ｐ）、ニューロキニンＡ（Ｎｅｕｒｏｋｉｎｉｎ Ａ）、神経ペプチドＫ（Ｎｅｕｒｏｐｅｐｔｉｄｅ Ｋ）、神経ペプチド−γ（Ｎｅｕｒｏｐｅｐｔｉｄｅ−γ）、ニューロキニンＢ（Ｎｅｕｒｏｋｉｎｉｎ Ｂ）、ボンベシン（Ｂｏｍｂｅｓｉｎ）、ガストリン放出ペプチド（Ｇａｓｔｒｉｎ−ｒｅｌｅａｓｉｎｇ ｐｅｐｔｉｄｅ）、セクレチン（Ｓｅｃｒｅｔｉｎ）、モチリン（Ｍｏｔｉｌｉｎ）、グルカゴン（Ｇｌｕｃａｇｏｎ）、バソアクチブインテスティナルペプチド（Ｖａｓｏａｃｔｉｖｅ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｐｅｐｔｉｄｅ）、成長ホルモン放出因子（Ｇｒｏｗｔｈ ｈｏｒｍｏｎｅ−ｒｅｌｅａｓｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）、インスリン（Ｉｎｓｕｌｉｎ）、インスリン様増殖因子（Ｉｎｓｕｌｉｎ−ｌｉｋｅ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒｓ）、ソマトスタチン（Ｓｏｍａｔｏｓｔａｉｎ）、ガストリン（Ｇａｓｔｒｉｎ）、コレシストキニン（Ｃｈｏｌｅｃｙｓｔｏｋｉｎｉｎ）、神経ペプチド Ｙ（Ｎｅｕｒｏｐｅｐｔｉｄｅ Ｙ）、膵臓ポリペプチド（Ｐａｎｃｒｅａｔｉｃ ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ）、ペプチド ＹＹ（Ｐｅｐｔｉｄｅ ＹＹ）、副腎皮質刺激ホルモン放出因子（Ｃｏｒｔｉｃｏｔｒｏｐｉｎ−ｒｅｌｅａｓｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）、カルシトニン（Ｃａｌｃｉｔｏｎｉｎ）、カルシトニン遺伝子関連ペプチド（Ｃａｌｃｉｔｏｎｉｎ ｇｅｎｅ−ｒｅｌａｔｅｄ ｐｅｐｔｉｄｅ）、アンギオテンシン（Ａｎｇｉｏｔｅｎｓｉｎ）、ブラジキニン（Ｂｒａｄｙｋｉｎｉｎ）、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン（Ｔｈｙｒｏｔｒｏｐｉｎ−ｒｅｌｅａｓｉｎｇ ｈｏｒｍｏｎｅ）、ニューロテンシン（Ｎｅｕｒｏｔｅｎｓｉｎ）、ガラニン（Ｇａｌａｎｉｎ）、黄体形成ホルモン放出ホルモン（Ｌｕｔｅｉｎｉｚｉｎｇ ｈｏｒｍｏｎｅ−ｒｅｌｅａｓｉｎｇ ｈｏｒｍｏｎｅ）があげられる。これらのペプチド性神経伝達物質を産生する神経細胞は、神経伝達物質あるいは神経伝達物質前駆ペプチドを認識する抗体、神経伝達物質あるいは神経伝達物質前駆ペプチドをコードするｍＲＮＡの発現を検出することで識別することができる。
また、運動神経は、その神経終末よりアセチルコリンを分泌することで骨格筋に情報を伝えており、アセチルコリン作動性神経細胞に分類される。運動神経のマーカー蛋白質としては、ｉｓｌｅｔ １（Ｏ．Ｋａｒｌｓｓｏｎら、Ｎａｔｕｒｅ，３４４，８７９（１９９０））があげられる。
本発明の分化誘導法は、神経細胞、好ましくはドーパミン作動性神経細胞、アセチルコリン作動性神経細胞、γアミノ酪酸作動性神経細胞、セロトニン作動性神経細胞への分化誘導に好適に用いられる。
特に、本発明の方法により胚性幹細胞から誘導されたドーパミン作動性神経細胞とは、前述したようにカテコールアミン作動性神経細胞に共通して発現が観察されるチロシン水酸化酵素を発現しているが、ノルアドレナリン作動性神経細胞とアドレナリン作動性神経細胞に共通して発現が観察されるドーパミン−β−ヒドロキシラーゼを発現しない細胞として特徴づけられ、移植により神経変性疾患、例えばパーキンソン病の症状を改善する能力を有する。
（ｉｉ）神経幹細胞
神経幹細胞とは、神経細胞（ｎｅｕｒｏｎ）、アストロサイト（ａｓｔｒｏｃｙｔｅ）およびオリゴデンドロサイト（ｏｌｉｇｏｄｅｎｄｒｏｃｙｔｅ）に分化しうる能力を有し、かつ自己複製能力を有する細胞として定義される。胚性幹細胞のようにすべての細胞に分化する多分化能は有していないが、脳内において神経細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイトを供給する機能を有している。
したがって、神経幹細胞であることを確認する方法としては、実際に脳に移植してその分化能を確認する方法、インビトロで神経幹細胞を神経細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイトに分化誘導して確認する方法などがあげられる（Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｎｅｕｒｏ Ｓｃｉｅｎｃｅ，８，３８９（１９９７）；Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８３，５３４（１９９９））。
また、このような機能を有した神経幹細胞は、神経前駆細胞での発現が確認されている細胞骨格蛋白質ネスチンを認識する抗ネスチン抗体で染色可能である（Ｒ．Ｍｃｋａｙ、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２７６，６６（１９９７））。したがって抗ネスチン抗体で染色することにより神経幹細胞を確認することもできる。
（ｉｉｉ）神経管および神経堤の細胞
脊索動物の初期発生においては、原始外胚葉（ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ ｅｃｔｏｄｅｒｍ）層に原条（ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ ｓｔｒｅａｋ）が現れ神経誘導（ｎｅｕｒａｌ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）が開始される。神経誘導とは、初期胚の背側に位置する外胚葉が隣接あるいは内側部分に位置するオーガナイザー領域よりシグナルを受けて神経性外胚葉へと分化する過程を意味する。この神経誘導によって形成された神経性外胚葉は非神経性外胚葉、すなわち表皮外胚葉から独立して神経板（ｎｅｕｒａｌ ｔｕｂｅ）となり、これがやがて腹側に陥入して神経管（ｎｅｕｒａｌ ｔｕｂｅ）を形成する。神経板と表皮外胚葉との間の部分に位置する外胚葉部分は陥入の際、神経堤（ｎｅｕｒａｌ ｃｒｅｓｔ）を形成する。神経管を構成する一層の神経上皮組織から中枢神経系のすべての細胞群が発生する。すなわち、神経管の前方部は拡大して脳の原基となる脳胞（ｂｒａｉｎ ｖｅｓｉｃｌｅ）を形成し、後方部は管のままで脊髄に分化していく。神経堤は中枢神経そのものの分化には直接関与せず、神経堤を構成する細胞は移動して種々の組織、例えば脳・脊髄神経節、交感神経およびその神経節、副腎髄質、あるいはメラニン色素細胞などに分化する。
神経管の細胞とは、上述の発生過程における神経管を構成する細胞を意味する。
神経堤の細胞とは、上述の発生過程における神経堤を構成する細胞を意味する。
本発明の分化誘導法は、神経管の細胞、神経堤の細胞への分化誘導に好適に用いられる。
本発明の方法により胚性幹細胞から誘導された神経管の細胞は、神経管の腹側化因子であるソニックヘッジホック（ｓｈｈ）に反応し腹側に位置する細胞に分化し、かつ神経管の背側因子である骨形成因子４（Ｂｏｎｅ Ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｉｎ ４、以下「ＢＭＰ４」と略す）に反応し背側に位置する細胞に分化する能力を有する、背腹軸が決定される前の段階の神経管の細胞として特徴づけられる細胞を包含する。また、該細胞が分化し、神経管の最も腹側の底板に位置するマーカーＨＮＦ−３β（Ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｆａｃｔｏｒ−３β、以下「ＨＮＦ−３β」と略す）を発現している神経管腹側の細胞、神経管の腹側からＨＮＦ−３βについで２番目に存在するマーカーＮｋｘ２．２を発現している神経管腹側の細胞、およびＰａｘ−７を発現している神経管背側の細胞も、本発明の方法により胚性幹細胞から誘導された神経管の細胞として含まれる。
本発明の方法により胚性幹細胞から誘導された神経堤の細胞は、ＡＰ−２（Ａｃｔｉｖａｔｏｒ Ｐｒｏｔｅｉｎ ２、以下「ＡＰ−２」と略す）を発現している細胞として特徴づけられる細胞を包含する。
ｓｈｈは、神経管の背腹軸の形成、肢芽の前後軸の形成など発生初期の形態形成に関わる分泌性の因子である（Ｃ．Ｃｈｉａｎｇら、Ｎａｔｕｒｅ，３８３，４０７（１９９６）；Ｍ．Ｂｉｔｇｏｏｄら、Ｃｕｒｒ．Ｂｉｏｌ．，６，２９８（１９９６））。
ＢＭＰ４は、神経管の背腹軸の形成、中胚葉背腹軸の形成など背側化因子として作用する、発生初期の形態形成に関与する分泌性の因子である（Ｊ．Ｍ．Ｇｒａｆｆら、Ｃｅｌｌ，７９，１６９（１９９４）；Ａ．Ｓｕｚｕｋｉら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９１，１０２５５（１９９４））。
ＨＮＦ−３βは、生後の肝臓、小腸、肺、膵臓ランゲルハンス島で発現していることが知られているが、発生過程では、前腸形成期以降の腸上皮や肝原基、または、原腸陥入期を通じて、原口背唇部、前脊索板、脊索、神経管腹側中央部などのオーガナイザー領域などで発現しており、発生時には神経管や体節の体軸パターン形成のためのシグナルをコントロールする重要な因子であることが知られている（Ｃ．Ｖａｉｓｓｅら、Ｄｉａｂｅｔｅｓ，４６，１３６４（１９９７）；Ｍ．Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｓｈｎｉｋら、Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．，１７，３８１７（１９９７））。
Ｎｋｘ２．２は、発生過程において、神経管の腹側に発現している因子であり、これら細胞の分化や機能に重要な役割を担う因子であることが知られているＬ．Ｓｕｓｓｅｌら；Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１２５，２２１３，（１９９８）；Ｊ．Ｂｒｉｓｃｏｅら；Ｎａｔｕｒｅ，３９８，６２２，（１９９９））。
Ｐａｘ−７は、神経管において背側部に限局して発現し（Ｂ．Ｊｏｓｔｅｓら、Ｍｅｃｈ．Ｄｅｖ．，３３，２７（１９９０））、頭部の神経堤由来の組織、中枢神経系の分化形成において重要な役割を担う因子である（Ａ．Ｍａｎｓｏｕｒｉら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１２２，８３１（１９９６））。
ＡＰ−２は、胎生８．５日から１２．５日のマウス胚で、神経堤細胞とそれに由来する主要な組織である頭部の知覚神経節、脊髄神経節及び顔面の間葉に発現し、これら細胞の分化や機能に重要な役割を担う因子である（Ｈ．Ｓｃｈｏｒｌｅら、Ｎａｔｕｒｅ，３８１，２３５（１９９６）、Ｊ．Ｚｈａｎｇら、Ｎａｔｕｒｅ，３８１，２３８（１９９６））。神経堤細胞に発現し頭蓋閉鎖に関与するＡＰ２以外の転写因子としてはＰａｘ−３とｔｗｉｓｔがあげられる。
これら神経管および神経堤の細胞は、そのマーカー遺伝子およびこれら細胞の発生の方向性に影響を与える因子が知られており、マーカー遺伝子のｍＲＮＡの検出、発現マーカー遺伝子産物そのものの検出、あるいは該因子に対する応答を調べることで細胞を特定することができる。
（ｉｖ）網膜色素細胞
眼球の最も内側に位置する感覚神経上皮組織である網膜は、ともに眼原基（眼胞）から発生する神経層と色素上皮からなる。神経層は２種類の視細胞（かん体及び錐体）、神経細胞群およびそれらを支持するグリア細胞によって構成される。視細胞の基部はアセチルコリンエステラーゼに富み神経細胞と機能的なシナプスを形成している。視細胞外節部の膜構造に含まれる視色素に捕らえられた光のエネルギーは光科学的に変換され、視神経を経て脳に伝えられ、それによって視床の細胞が興奮し視覚が成立する。色素上皮は、通常メラニン色素粒を多量に含む色素上皮細胞からなり、多数の細胞質突起によって視細胞外節部に密着した暗膜を形つくっている。色素上皮細胞は、光の量に応じてその細胞質突起の中にメラニン色素粒を送り込み、視細胞に与えられる光量を調節するのみならず、食作用によって視細胞外節部の周期的更新にも関与する。
網膜色素細胞とは、上述の眼球の構造において、色素顆粒を含む網膜最外層に位置する細胞、すなわち色素上皮細胞を意味する。
色素上皮細胞は、そのマーカー遺伝子およびこの細胞の発生の方向性に影響を与える因子が知られており、マーカー遺伝子のｍＲＮＡの検出、発現マーカー遺伝子産物そのものの検出、あるいは該因子に対する応答を調べることで細胞を特定できる。
（ｂ）表皮系細胞
表皮系細胞としては、表皮細胞などがあげられる。
皮膚は、外胚葉に由来する上皮組織の表皮（ｅｐｉｄｅｍｉｓ）と、中胚葉に由来する結合組織の真皮（ｄｅｒｍｉｓ）から構成されており、表皮細胞とは、表皮を構成する上皮細胞として定義される。表皮は、基本的には角化した重層扁平上皮からなり、真皮から外表に向かって基底層（ｓｔｒａｔｕｍ ｂａｓａｌｅ）、有棘層（ｓｔｒａｔｕｍ ｓｐｉｎｏｓｕｍ）、顆粒層（ｓｔｒａｔｕｍ ｇｒａｎｕｌｏｓｕｍ）、淡明層（ｓｔｒａｔｕｍ ｌｕｃｉｄｕｍ）、角質層（ｓｔｒａｔｕｍ ｃｏｒｎｅｕｍ）からなる。表皮細胞は、細胞の形態とケラチンフィラメントの発現様式を指標として分類される。ケラチン８と１８は発生の段階の初期に発現するので、胎児初期における上皮細胞のマーカーとして用いられる（Ｒ．Ｇ．Ｏｓｈｉｍａら、Ｄｅｖ．Ｂｉｏ．，９９，４４７（１９８３））。ケラチン１９は胎児における上皮細胞のマーカーとして用いられる（Ｐ．Ｃ．Ｓｔａｓｉａｋ ＆ Ｅ．Ｂ．Ｌａｎｅ、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．，１５，１００５８（１９８７））。ケラチン５と１４は表皮の基底層を構成する上皮細胞のマーカーとして用いられる（Ｅ．Ｆｕｃｈｓ ＆ Ｈ．Ｇｒｅｅｎ、Ｃｅｌｌ，１９，１０３３（１９８０））。角化中の表皮細胞はケラチノサイトと呼ばれ、角化に伴いケラチン５や１４の発現が減少し代わりにケラチン１や１０の発現が上昇する（Ｅ．Ｆｕｃｈｓ ＆ Ｈ．Ｇｒｅｅｎ、Ｃｅｌｌ，１９，１０３３（１９８０）；Ｃ．Ｂａｇｕｔｔｉら、Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．，１７９，１８４（１９９６））。
表皮系細胞、特に表皮細胞の識別は、上記各ケラチンに対する抗体や非神経性外胚葉細胞のマーカーであるＥカドヘリンに対する抗体で検出したり、またはこれらケラチンのタンパク質のｍＲＮＡを検出することで行うことができる。
本発明の方法により、好適に、高い細胞分裂能を有する基底層部の表皮細胞へ分化誘導することができる。
（４）ストローマ細胞
本発明で用いるストローマ細胞としては、ＳＤＩＡ活性を有するストローマ細胞であればいかなるものでもよい。ストローマ細胞がＳＤＩＡ活性を有しているか否かは、Ｋａｗａｓａｋｉらの報告（Ｈ．Ｋａｗａｓａｋｉら、Ｎｅｕｒｏｎ，２８，３１（２０００））にしたがって判定することができる。
具体的には、
（ａ）胎児初代培養繊維芽細胞（マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル；ジーン・ターゲッティング；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）、
（ｂ）ＳＩＨＭマウス由来ＳＴＯ細胞（Ｇ．Ｍａｒｔｉｎ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７８，７６３４（１９８１）；Ｍ．Ｊ．Ｅｖａｎｓら、Ｎａｔｕｒｅ，２９２，１５４（１９８１）、
（ｃ）マウス胎児由来ＮＩＨ／３Ｔ３細胞（Ｊ．Ｌ．Ｊａｉｎｃｈｉｌｌら、Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．，４，５４９（１９６９））、
（ｄ）マクロファージコロニー刺激因子（Ｍ−ＣＳＦ）欠損マウス頭蓋冠由来ＯＰ９細胞（Ｔ．Ｎａｋａｎｏら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２７２，７２２（１９９６））、
（ｅ）マウス頭蓋冠由来ＭＣ３Ｔ３−Ｇ２／ＰＡ６細胞（Ｈ．Ｋｏｄａｍａら、Ｊ．Ｃｅｌｌ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．，１１２，８９（１９８２））、
（ｆ）既に多分化能を有していることが証明されている胚性幹細胞（マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル）から分化誘導して得られるストローマ細胞、あるいは
（ｇ）各種ストローマ細胞への分化能を有していることが示されている骨髄間葉系幹細胞（Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８４，１４３（１９９９））から分化誘導して得られるストローマ細胞をあげることができる。
上記の中でも、好ましくは上記（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）のストローマ細胞であり、より好ましくは（ｅ）のストローマ細胞である。
また、参考例１５（５）で得られるハイブリドーマＦＥＲＭ ＢＰ−７５７３が産生するモノクローナル抗体で識別されるストローマ細胞も好ましく用いられる。参考例１５（５）で得られるハイブリドーマＦＥＲＭ ＢＰ−７５７３が産生するモノクローナル抗体で識別されるストローマ細胞は、文献（Ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ，Ｉｎｃ．，１９９５；酵素免疫測定法，第３版，医学書院（１９８７）等に記載の免疫学的な測定法、例えば該抗体を用いた酵素抗体法やフローサイトメーターを用いた細胞分離などの方法によって識別される。
（５）ポリアニオン化合物
本発明で用いるポリアニオン化合物としては、１種または２種以上の単位化合物分子が重合または縮合反応によって結合した化合物であって、構成する単位化合物分子が陰性電荷を有する重合度２以上の水溶性の化合物であればいかなるものでもよい。その例としては、単位化合物分子が１種類の単量体からなるホモポリマー（ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）や、２種類以上からなるコポリマー（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）があげられる。
陰性電荷を有するとは、ポリアニオン化合物が溶解している液中において、ポリアニオン化合物分子が全体として陰性荷電を帯びていることを意味する。
コポリマーとしては、ムコ多糖があげられる。
ムコ多糖とは、ヘキソサミンとウロン酸よりなる２糖の繰り返し単位からなる長鎖多糖であり、硫酸基を有するものを硫酸化ムコ多糖、硫酸基を有しないものを非硫酸化ムコ多糖という。
硫酸化ムコ多糖としては、コンドロイチン４−硫酸、コンドロイチン５−硫酸、コンドロイチン６−硫酸、デルマタン硫酸、ヘパラン硫酸、ヘパリン、ケラタン硫酸Ｉ及びケラタン硫酸ＩＩなどがあげられる。
非硫酸化ムコ多糖としては、ヒアルロン酸、コンドロイチンなどがあげられる。
ホモポリマーとしては、デキストラン硫酸、カルボキシメチルデキストラン、硫酸化ポリビニール、ポリビニルサルファイト、スルホン化ポリスチレン、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、セルロース硫酸、ポリグルタミン酸、ポリマレイン酸、ポリメタクリル酸などがあげられる。
（６）基礎培地及び平衡塩溶液
本発明において、細胞培養に用いられる基礎培地及び平衡塩溶液とは、動物細胞の培養に用いられる通常の基礎培地及び平衡塩溶液であればいかなる培地及び平衡塩溶液も包含される。
基礎培地としては、ＢＭＥ培地（Ｐｒｏｃ．Ｓｏｃ．Ｅｘｐ．Ｂｉｏｌ．Ｍｅｄ．，８９，３６２（１９６５））、ＢＧＪｂ培地（Ｅｘｐ．Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ．，２５，４１（１９６１））、ＣＭＲＬ １０６６培地（Ｎ．Ｙ．Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，５，３０３（１９５７）、Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地（Ｖｉｒｏｌｏｇｙ，１６，１４７（１９６２））、Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＭＥＭ Ｚｉｎｃ Ｏｐｔｉｏｎ培地（Ｊ．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃａｎｃｅｒ Ｉｎｓｔ．，４９，１７０５（１９７２））、ＩＭＤＭ培地（Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ，９，６（１９７０））、Ｍｅｄｉｕｍ １９９培地（Ｐｒｏｃ．Ｓｏｃ．Ｅｘｐ．Ｂｉｏｌ．Ｍｅｄ．，７３，１（１９５０））、Ｅａｇｌｅ ＭＥＭ培地（Ｓｃｉｅｎｃｅ，１３０，４３２，１９５９））、Ａｌｐｈａ ＭＥＭ培地（Ｎａｔｕｒｅ Ｎｅｗ Ｂｉｏｌｏｇｙ，２３０，３１０（１９７１）、Ｄｕｌｂｅｃｃｏ ＭＥＭ培地（Ｖｉｒｏｌｏｇｙ，８，３９６（１９５９））、ハム培地（Ｅｘｐ．Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ．，２９，５１５（１９６３）；Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，５３，２８８（１９６５））、ＲＰＭＩ １６４０培地（Ｊ．Ａ．Ｍ．Ａ．，１９９，５１９（１９６７））、Ｆｉｓｃｈｅｒ’ｓ培地（Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｍｅｄ．Ｒｅｓ．，１０，（１９６４））、ＭｃＣｏｙ’ｓ培地（Ｐｒｏｃ．Ｓｏｃ．Ｅｘｐ．Ｂｉｏｌ．Ｍｅｄ．，１００，１１５（１９５９））、ウイリアムスＥ培地（Ｅｘｐ．Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ．，６９，１０６，１９７１；Ｅｘｐ．Ｃｅｌｌ Ｒｅｓ．，８９，１３９（１９７４））およびこれらの混合培地など、動物細胞の培養に用いることのできる培地であればいずれも用いることができる。
また、マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル、Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ ｖｏｌｕｍｅ ２２５，Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ Ｍｏｕｓｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９９３）、ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製等に記載の胚培養のための培地、例えば、Ｍ２培地、Ｍ１６培地、Ｗｈｉｔｔｅｎ培地、体外受精用培地など、胚の培養に用いることのできる培地であればいずれも基礎培地として用いることができる。
平衡塩溶液としては、ダルベッコリン酸バッファー（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ Ｐｈｏｓｐａｈｔｅ−Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓａｌｉｎｅ；Ｄ−ＰＢＳ）、リン酸バッファー（Ｐｈｏｓｐａｈｔｅ−Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓａｌｉｎｅ；ＰＢＳ）、ハンクス平衡塩（Ｈａｎｋｓ’ Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｓａｌｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ；ＨＢＳＳ）、ギー平衡塩（Ｇｅｙ’ｓ Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｓａｌｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ；ＧＢＳＳ）、アール平衡塩（Ｅａｒｌｅ’ｓ Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｓａｌｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ；ＥＢＳＳ）など、動物細胞の培養に用いられる平衡塩溶液であればいずれも用いることができる。
（７）非凝集状態での胚性幹細胞の培養
本発明の分化誘導法としては、具体的には、単一細胞状態の胚性幹細胞を調製する工程、本発明のＳＤＩＡ活性を有する溶液を用いて、該胚性幹細胞を非凝集状態で培養する工程を含む方法があげられる。
ここで、本発明のＳＤＩＡ活性を有する溶液を用いるとは、後述の９（１）に記載の本発明の分化誘導剤を含む培地あるいは後述の１（１１）に記載の分化誘導剤を固定化した培養器を用いることを包含する。
胚性幹細胞を非凝集状態で培養するとは、細胞同士の接着を解除した単一細胞状態（ｓｉｎｇｌｅ ｃｅｌｌ）で培養を開始し、継続して培養することである。単一細胞状態とは、酵素消化等を施すことで細胞同士の接着がない個々の細胞がバラバラになった状態をいう。
この培養では、播種した細胞が凝集せず、エンブリオイドボディを形成しない。このような単一細胞状態で胚性幹細胞の培養を開始し、それを継続して培養するには、胚性幹細胞の培養において通常の胚性幹細胞の継代に用いられる細胞密度よりも低い細胞密度で播種し培養することで行うことができる。即ち、酵素消化等の処理を胚性幹細胞に施し、培地を用いて単一細胞状態の細胞懸濁液を調製し、その細胞懸濁液を、培養系にお互いの細胞が接触しない状態で存在できる程度に培養する。このような培養は、細胞を積極的に凝集させ擬似胚状態を再現することで分化誘導を引き起こそうとするエンブリオイドボディを用いた従来の培養方法とは根本的に考え方を異にするものである。ここで、培養系にお互いの細胞が接触しない状態で存在できる程度の播種用胚性幹細胞の細胞密度としては、好ましくは数十〜数千細胞／ｃｍ２、より好ましくは数十〜数百細胞／ｃｍ２であり、さらに好ましくは３０〜３００細胞／ｃｍ２である。
単一細胞状態の胚性幹細胞を取得する方法としては、組織細胞培養で用いられている、公知の酵素消化の方法があげられる。具体的には、前日培地交換を行い、数十％〜ほぼコンフルエント状態にまで増殖した胚性幹細胞を培養している培養皿から培地を除いた後、リン酸緩衝生理食塩水溶液（以下、「ＰＢＳ」と略す）を用いて数回、好ましくは２〜３回洗浄する。洗浄後、胚性幹細胞の入った培養皿に適当な酵素消化液（例えば、１ｍＭ ＥＤＴＡおよび０．２５％トリプシンを含むＰＢＳ）を加え、３７℃で数十分間、好ましくは５〜２０分間培養する。酵素反応後、後述の２で調製した培地に懸濁し、遠心操作（例えば、４℃、２００×ｇで５分間）を行ない、胚性幹細胞を再び培地に懸濁することにより、単一細胞状態の胚性幹細胞を回収することができる。
本発明の、胚性幹細胞から外胚葉および外胚葉由来の細胞を分化誘導する方法としては、用いる胚性幹細胞の分化誘導に適した培養法であればいずれも用いることができる。例えば、単層培養法、マイクロキャリア培養法、還流培養法、軟寒天培養法等を挙げることができる。具体的には、単一細胞状態とした胚性幹細胞を後述の２で調製した培地中で培養する方法、単一細胞状態の胚性幹細胞を、あらかじめ後述の４で調製したストローマ細胞と後述の１（１１）で調製した本発明の分化誘導剤を固定化した培養器を用い非凝集状態で数日間共培養する方法などがあげられる。
本発明の、胚性幹細胞を非凝集状態で培養する工程は、無血清培養条件下で行われることが好ましいが、無血清培養条件下で行われた後に、血清を添加した培養条件で培養する工程（例えば、後述の２で記載した基礎培地に、好ましくは数十％、より好ましくは５〜２０％の哺乳類血清を添加した培地を用い、３７℃で数％、好ましくは５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて培養する工程）を行うこともできる。特に表皮系細胞に分化誘導させる場合には、この血清を添加した培養条件で培養する工程を含むことにより、分化誘導率をより高くすることができる。
上記方法により、本発明の外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞を得ることができる。本発明の方法により、胚性幹細胞は外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞へ分化誘導され、本発明の分化誘導法に供した胚性幹細胞の５％以上、好ましくは１５％以上、より好ましくは４０％以上、さらに好ましくは８０％以上を外胚葉系の細胞（外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞）へ分化誘導することができる。
外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞を神経系細胞に分化誘導するには、上述の工程を含む方法で適宜培地交換を行ないながら培養を継続することで行うことができる。
外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞を表皮系細胞に分化誘導するには、ＢＭＰ４を上述の工程を含む培養系に添加することが好ましい。
外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞から神経管または神経堤の細胞に分化誘導するには、ＢＭＰ４を含まない培地を用いて上述の工程を行い、胚性幹細胞が神経性外胚葉へ分化を開始した後（例えば、培養開始から１〜１４日、好ましくは２〜８日、より好ましくは４〜６日後）、ｓｈｈやＢＭＰ４を含む培地を用いて適宜培地交換を行いながら培養を継続することで行うことができる。
（８）ストローマ細胞存在下での培養
ＳＤＩＡ活性を有する溶液を用い、胚性幹細胞を非凝集状態で培養する、本発明の分化誘導法において、胚性幹細胞はストローマ細胞共存下で培養されてもよいし、ストローマ細胞が除去されたＳＤＩＡ活性を有する溶液を用いて培養されてもよい。
共存してもよいストローマ細胞としては、上記（４）に記載のストローマ細胞があげられる。
本発明の分化誘導法において、ストローマ細胞と胚性幹細胞の培養系での比率は、胚性幹細胞を外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞に分化誘導することが可能である比率であればいかなる比率でもよいが、１０４〜１対１（ストローマ細胞数対胚性幹細胞数）、好ましくは１０３〜１対１、より好ましくは１０２〜１０対１である。
ここで、胚性幹細胞とストローマ細胞との共培養としては、胚性幹細胞とストローマ細胞とが物理的に接触している場合や、両細胞が同じ培養系に存在するが物質の行き来が可能な隔壁により隔てられ細胞自体の物理的接触ができない場合も含まれる。
胚性幹細胞とストローマ細胞が同じ培養系に存在するが物質の行き来が可能な隔壁により隔てられ細胞自体の物理的接触ができない場合とは、例えば、通常の細胞培養に用いられるフィルターを用いて両細胞を隔てて培養する場合があげられる。フィルターの孔径としては、好ましくは０．０１〜数十μｍ、より好ましくは０．０２〜１２μｍが好ましい。このようなフィルターとしては、具体的には、メンブレンカルチャーインサート（岩城硝子社製）、ＮｕｎｃＴＣインサート（Ｎｕｎｃ社製）、ＣＯ−ＣＵＬＴＵＲＥシャーレ（グライナー社製）、セルカルチャーインサート（ファルコン社製）、ケモタキシスチャンバー（Ｎｅｕｒｏ Ｐｒｏｂｅ Ｉｎｃ．社製）等をあげることができる。胚性幹細胞とストローマ細胞のどちらをフィルター上に培養しても構わないが、ストローマ細胞をフィルター上で培養する方が好ましい。
胚性幹細胞とストローマ細胞とを共培養し、胚性幹細胞から外胚葉細胞および神経系細胞を分化誘導する方法としては、具体的には、回収した胚性幹細胞を後述の２で調製した培地（例えば、Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地に１０％のＫＮＯＣＫＯＵＴＴＭ ＳＲ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、２ｍＭグルタミン、５０Ｕ／ｍｌペニシリン、５０Ｕ／ｍｌストレプトマイシン、１００μＭ ＭＥＭ Ｎｏｎ−Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ溶液、１ｍＭピルビン酸および１００μＭ ２−メルカプトエタノールを添加した培地）に懸濁し、後述の４で調製したストローマ細胞が培養されている培養器（例えば、細胞培養用フラスコ）に、数十〜数百細胞／ｃｍ２、好ましくは１００細胞／ｃｍ２の細胞密度で播種し、５〜２０日間、好ましくは７〜１０日間３７℃で数％、好ましくは５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて培養する方法をあげることができる。
胚性幹細胞とストローマ細胞とを共培養し、胚性幹細胞から外胚葉細胞および表皮系細胞を分化誘導する方法としては、具体的には、回収した胚性幹細胞を２で調製した培地（例えば、Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地に１０％のＫＮＯＣＫＯＵＴＴＭ ＳＲ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、２ｍＭグルタミン、５０Ｕ／ｍｌペニシリン、５０Ｕ／ｍｌストレプトマイシン、１００μＭ ＭＥＭ Ｎｏｎ−Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ溶液、１ｍＭピルビン酸、１００μＭ ２−メルカプトエタノールおよび０．１〜１００ｎｇ／ｍｌ、好ましくは１〜５０ｎｇ／ｍｌの濃度のＢＭＰ４を添加した培地）に懸濁し、後述の４で調製したストローマ細胞が培養されている培養器（例えば、細胞培養用フラスコ）に、数十〜数百細胞／ｃｍ２、好ましくは１００細胞／ｃｍ２の細胞密度で播種し、５〜２０日間、好ましくは７〜１０日間３７℃で数％、好ましくは５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて培養する方法をあげることができる。
また、胚性幹細胞とストローマ細胞とを共培養する代わりに、胚性幹細胞を培養する培地中にＯＰ９細胞（Ｔ．Ｎａｋａｎｏら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２７２，７２２（１９９６））、ＮＩＨ／３Ｔ３細胞（Ｊ．Ｌ．Ｊａｉｎｃｈｉｌｌら、Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．，４，５４９（１９６９））、またはＭＣ３Ｔ３−Ｇ２／ＰＡ６細胞の培養上清を添加した培地を用いることで、胚性幹細胞から外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞を分化誘導することもできる。さらにまた、胚性幹細胞とストローマ細胞とを共培養する代わりに、培地中にＯＰ９細胞、ＮＩＨ／３Ｔ３細胞、ＭＣ３Ｔ３−Ｇ２／ＰＡ６細胞（Ｈ．Ｋｏｄａｍａら、Ｊ．Ｃｅｌｌ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．，１１２，８９（１９８２））、ＳＴＯ細胞（Ｇ．Ｍａｒｔｉｎ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７８，７６３４（１９８１）；Ｍ．Ｊ．Ｅｖａｎｓら、Ｎａｔｕｒｅ，２９２，１５４（１９８１））、または胎児初代培養繊維芽細胞（マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル、ジーン・ターゲッティング；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）が産生している因子を添加した培地を用いることで、胚性幹細胞から外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞を分化誘導することもできる。
（９）レチノイン酸を用いない培養
本発明の分化誘導法では、胚性幹細胞を非凝集状態で培養する工程において、レチノイン酸を用いずに培養することが好ましい。
ここで、「レチノイン酸を用いずに培養する」とは、非生理的な濃度のレチノイン酸を用いずに培養することである。非生理的な濃度とは、生体に生理的に存在する濃度の１０倍以上の濃度を意味する。具体的には、通常ヒトの血中には約１０−８ｍｏｌ／ｌの濃度のレチノイン酸が存在することが知られていることから（生化学辞典第２版，東京化学同人（１９９２））、１０−７〜１０−６ｍｏｌ／ｌの濃度範囲が非生理的な濃度である。レチノイン酸は発生分化の際に形態形成に影響を及ぼす形態形成物質（モルフォゲン）として作用を有しており、また細胞種によっては毒性なども強く、非生理的な濃度のレチノイン酸を用いた培養系を医療へ応用する際には二次的な副作用が懸念されている。従って、レチノイン酸を用いないで培養することは、上述のレチノイン酸使用にともなうリスクを回避することができるため有用である。
（１０）中胚葉系細胞の分化が実質的に誘導されない培養
本発明の分化誘導法において、培養系に中胚葉系細胞の分化が実質的に誘導されないことが好ましい。
ここで、「中胚葉系細胞の分化が実質的に誘導されない」とは、培養系に分化してくる中胚葉系細胞の割合が、培養系全体の細胞数に対して５％以下であることを意味し、好ましくは２％以下である。
ここで、中胚葉系細胞とは、筋肉系、結合組織、骨格系、循環器系、泌尿器系、生殖系などの器官や組織を構成する細胞を意味する。
中胚葉系細胞を識別するには、中胚葉系細胞を特異的に認識する抗体で検出する方法、中胚葉系細胞で特異的に発現しているタンパク質のｍＲＮＡを検出する方法、そのタンパク質を特異的に認識する抗体を用いて検出する方法等を用いて行うことができる。
（１１）培養器
本発明で使用できる培養器としては、胚性幹細胞を培養できるものであればいかなる培養器でも用いることができるが、好ましくは細胞培養用に用いられる培養器が望ましい。細胞培養用の培養器としては、例えば、フラスコ、組織培養用フラスコ、デッシュ、ペトリデッシュ、組織培養用デッシュ、コンツアーデッシュ、パーマノックスデッシュ、マルチデッシュ、マイクロプレート、マイクロウエルプレート、マルチプレート、マルチウエルプレート、セパレートストリップウエル、テラサキプレート、組織培養用チャンバースライド、シャーレ、細胞培養用シャーレ、組織培養用チューブ、トレイ、細胞培養用トレイ、セルファクトリー、培養バッグ、テクノポット、ローラーボトル、スピンナー、フォロファイバー等があげられる。培養器と細胞との接着性を制御するために、培養器の細胞と接触する側の表面を人工的に処理を施すこともできる。培養器の表面を人工的に処理する例としては、コラーゲンコート、ゼラチンコート、ポリ−Ｌ−リジンコート、フィブロネクチンコート、ラミニンコート、プロテオグリカンコート、グリコプロテインコート、マトリゲルコート、シリコンコート等があげられる。また、プライマリア（Ｆａｌｃｏｎ社製）などのように負の電荷を持つように処理することもできる。
また、本発明で使用できる培養器としては、後述の９（１）に記載の本発明の分化誘導剤を固定化した培養器を挙げることができる。本発明の分化誘導剤を培養器に固定化する方法としては、動物細胞を培養する培養器に、本発明の分化誘導剤を含む溶液を加え数分〜数時間、室温で培養する方法が一般的な方法として挙げられる。さらに、文献（高分子表面の基礎と応用，化学同人，（１９８６）；Ｈ．Ｐ．Ｗｅｎｄｅｌ ＆ Ｇ．Ｚｉｅｍｅｒら；Ｅｕｒ．Ｊ．Ｃａｒｄｉｏｔｈｏｒａｃ．Ｓｕｒｇ．，１０，５４，（１９９６））等に記載のプラズマ処理、コロナ放電処理、オゾン処理等の高分子表面に加工を施す処理をした培養器を用いることで、本発明の分化誘導剤を固定する効率を上げることもできる。
２．培地の調製
本発明の、胚性幹細胞から外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞を分化誘導する方法で用いる培地とは、動物細胞の培養に用いられる培地を基礎培地として調製することができる。
基礎培地としては、上記１（６）に記載の培地があげられ、動物細胞の培養に用いることのできる培地であればいずれも用いることができる。
また、マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル、Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，ｖｏｌｕｍｅ ２２５，Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ Ｍｏｕｓｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９９３）；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製等に記載の胚培養のための培地、例えば、Ｍ２培地、Ｍ１６培地、Ｗｈｉｔｔｅｎ培地、体外受精用培地など、胚の培養に用いることのできる培地であればいずれも基礎培地として用いることができる。
さらに、血清代替物としての各種増殖因子を添加した培地、あるいは無蛋白培地であって、動物細胞や胚の培養が可能であるものであればいずれも基礎培地として用いることができる。その具体的例として、市販のＫＮＯＣＫＯＵＴＴＭ ＳＲを添加した無血清培地（Ｍ．Ｄ．Ｇｏｌｄｓｂｏｒｏｕｇｈら、Ｆｏｃｕｓ，２０，８（１９９８））、インスリンおよびトランスフェリンを添加した無血清培地（例えば、ＣＨＯ−Ｓ−ＳＦＭ ＩＩ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ−ＳＦＭ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、ｅＲＤＦ Ｄｒｙ Ｐｏｗｄｅｒｅｄ Ｍｅｄｉａ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、ＵｌｔｒａＣＵＬＴＵＲＥＴＭ（ＢｉｏＷｈｉｔｔａｋｅｒ社製））、ＵｌｔｒａＤＯＭＡＴＭ（ＢｉｏＷｈｉｔｔａｋｅｒ社製）、ＵｌｔｒａＣＨＯＴＭ（ＢｉｏＷｈｉｔｔａｋｅｒ社製）、ＵｌｔｒａＭＤＣＫＴＭ（ＢｉｏＷｈｉｔｔａｋｅｒ社製））、ＩＴＰＳＧ培地（Ｓ．Ｈｏｓｏｉら、Ｃｙｔｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，５，Ｓ１７（１９９１））、ＩＴＳＦｎ培地（Ａ．Ｒｉｚｚｉｎｏ ａｎｄ Ｃ．Ｇｒｏｗｌｅｙ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７７，４５７（１９８０））、ｍＮ３培地（Ｓ．Ｏｋａｂｅら、Ｍｅｃｈ．Ｄｅｖ．，５９，８９（１９９６）など）、細胞由来の因子を添加した培地（例えば、多能性奇形癌腫細胞ＰＳＡ１の培養上清を添加した培地（Ｇ．Ｒ．Ｍａｒｔｉｎ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７８，７６３４（１９８１））、または無蛋白培地（例えば、ＣＤ−ＣＨＯ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、ＰＦＨＭ−ＩＩ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、ＵｌｔｒａＤＯＭＡ−ＰＦＴＭ（ＢｉｏＷｈｉｔｔａｋｅｒ社製）など）があげられる。
これら基礎培地に、後述の９（１）に記載の本発明の分化誘導剤を数〜数十％、好ましくは２〜４０％、より好ましくは２〜２０％添加することで、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する方法で用いる培地を調整することができる。その好適な例としては、Ｄｕｌｂｅｃｃｏ ＭＥＭ培地に１０％のＫＮＯＣＫＯＵＴＴＭ ＳＲ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、２ｍＭグルタミン、５０Ｕ／ｍｌペニシリン、５０Ｕ／ｍｌストレプトマイシン、１ｍＭ ２−メルカプトエタノールおよび２０％の後述の９（１）に記載の分化誘導剤を添加した培地が挙げられる。
本発明の分化誘導法では、上述のＳＤＩＡ活性を有する分化誘導剤を添加した培地が好ましく用いられるが、胚性幹細胞を本発明の分化誘導剤を固定化した培養器を用いて培養する場合には、必ずしも上述した本発明の分化誘導剤を含む培地を用いる必要はなく、本発明の分化誘導剤が含まれていない以外は同一の成分からなる培地を用いることができる。
３．胚性幹細胞の作製法
上記１（２）で述べた（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の胚性幹細胞の作製法を具体的に説明する。
（１）着床以前の初期胚を培養することによって樹立した胚性幹細胞の作製
着床以前の初期胚を、文献（マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル）に記載された方法に従って培養することで、該初期胚より胚性幹細胞を調製することができる。
得られた胚性幹細胞の培養方法としては、文献（マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル；Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ ｖｏｌｕｍｅ，２２５，Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ Ｍｏｕｓｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，（１９９３）；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）等に記載の胚性幹細胞を培養するための方法が挙げられる。無血清培養することも可能で、例えば、Ｄｕｌｂｅｃｃｏ ＭＥＭ培地に１５〜２０％のＫＮＯＣＫＯＵＴＴＭ ＳＲ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）、２ｍＭグルタミン、１００μＭ ＭＥＭ Ｎｏｎ−Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ溶液、５０Ｕ／ｍＬペニシリン、５０Ｕ／ｍＬストレプトマイシン、１００μＭ ２−メルカプトエタノール、および１、０００Ｕ／ｍＬ ＬＩＦを加えた培地を用い、未分化な胚性幹細胞としての形質を保ったまま継代培養することができる（Ｍ．Ｄ．Ｇｏｌｄｓｂｏｒｏｕｇｈら；Ｆｏｃｕｓ，２０，８，（１９９８））。
（２）体細胞の核を核移植した胚性幹細胞の作製
哺乳類動物細胞の体細胞の核を移植し正常な発生を開始した卵は、Ｗｉｌｍｕｔら（Ｎａｔｕｒｅ，３８５，８１０（１９９７））、Ｃｉｂｅｌｌｉら（Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８０，１２５６（１９９８））、入谷明ら（蛋白質核酸酵素，４４，８９２（１９９９））、Ｂａｇｕｉｓｉら（Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１７，４５６（１９９９））、Ｗａｋａｙａｍａら（Ｎａｔｕｒｅ，３９４，３６９（１９９８）；Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，２２，１２７（１９９９）；Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９６，１４９８４（１９９９））、ＲｉｄｅｏｕｔＩＩＩら（Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，２４，１０９（２０００））等によって報告された方法を用いて、例えば以下のように作製することができる。
哺乳類動物細胞の核を摘出後初期化（核を再び発生を繰り返すことができるような状態に戻す操作）し、除核した哺乳動物の未受精卵に注入する方法を用いて発生を開始させ、発生を開始した卵を培養することによって、他の体細胞の核を有し、かつ正常な発生を開始した卵が得られる。
体細胞の核を初期化する方法としては複数の方法が知られている。例えば、以下の方法が知られている。
核を提供する側の細胞を培養している培地を、５〜３０％、好ましくは１０％の仔ウシ胎児血清を含む培地（例えば、Ｍ２培地）から３〜１０日、好ましくは５日間、０〜１％、好ましくは０．５％の仔ウシ胎児血清を含む貧栄養培地に変えて培養することで細胞周期を休止期状態（Ｇ０期もしくはＧ１期）に誘導することで初期化することができる。この方法は、哺乳動物が、例えばヒツジ、ヤギ、ウシなどの場合に好適である。
また、同種の哺乳動物の除核した未受精卵に、核を提供する側の細胞の核を注入し、数時間、好ましくは約１〜６時間培養することで初期化することができる。この方法は、哺乳動物が、例えばマウスなどの場合に好適である。
初期化された核は除核された未受精卵中で発生を開始することが可能となる。初期化された核を除核された未受精卵中で発生を開始させる方法としては複数の方法が知られている。細胞周期を休止期状態（Ｇ０期もしくはＧ１期）に誘導し初期化した核を、電気融合法などによって同種の哺乳動物の除核した未受精卵に移植することで卵子を活性化し発生を開始させることができる。この方法は、哺乳動物が、例えばヒツジ、ヤギ、ウシなどの場合に好適である。
同種の哺乳動物の除核した未受精卵に核を注入することで初期化した核を、再度マイクロマニピュレーターを用いた方法などによって同種の哺乳動物の除核した未受精卵に移植し、卵子活性化物質（例えば、ストロンチウムなど）で刺激後、細胞分裂の阻害物質（例えば、サイトカラシンＢなど）で処理し第二極体の放出を抑制することで発生を開始させることができる。この方法は、哺乳動物が、例えばマウスなどの場合に好適である。
いったん発生を開始した卵が得られれば、マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル；ジーン・ターゲッティング；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製等に記載の公知の方法を用い、胚性幹細胞を取得することができる。
（３）染色体上の遺伝子を改変した胚性幹細胞の作製
相同組換え技術を用いることによって、染色体上の遺伝子を改変した胚性幹細胞を作製することができる。
例えば、改変する染色体上の遺伝子としては、組織適合性抗原の遺伝子、神経系細胞または表皮系細胞の障害に基づく疾患関連遺伝子などがあげられる。
染色体上の標的遺伝子の改変は、マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル；ジーン・ターゲッティング；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製等に記載の方法を用い、行なうことができる。
具体的には、例えば、改変する標的遺伝子（例えば、組織適合性抗原の遺伝子や疾患関連遺伝子など）のゲノム遺伝子を単離し、単離したゲノム遺伝子を用いて標的遺伝子を相同組換えするためのターゲットベクターを作製する。作製したターゲットベクターを胚性幹細胞に導入し、標的遺伝子とターゲットベクターの間で相同組換えを起こした細胞を選択することにより、染色体上の遺伝子を改変した胚性幹細胞を作製することができる。
標的遺伝子のゲノム遺伝子を単離する方法としては、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ，Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ（１９８９）（以下、「モレキュラー・クローニング第２版」と略す）やＣｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ（１９８７−１９９７）（以下、「カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー」と略す）等に記載された公知の方法があげられる。また、ゲノムＤＮＡライブラリースクリーニングシステム（Ｇｅｎｏｍｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）やＵｎｉｖｅｒｓａｌ ＧｅｎｏｍｅＷａｌｋｅｒＴＭ Ｋｉｔｓ（ＣＬＯＮＴＥＣＨ社製）などを用いることにより、標的遺伝子のゲノム遺伝子を単離することができる。
標的遺伝子を相同組換えするためのターゲットベクターは、ジーン・ターゲッティング；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製等に記載の方法にしたがって作製することができる。ターゲットベクターは、リプレースメント型、インサーション型いずれでも用いることができる。
相同組換え体を効率的に選別する方法として、例えば、ジーン・ターゲッティング；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製等に記載のポジティブ選択、プロモーター選択、ネガティブ選択、ポリＡ選択などの方法を用いることができる。
選別した細胞株の中から目的とする相同組換え体を選択する方法としては、ゲノムＤＮＡに対するサザンハイブリダイゼーション法（モレキュラー・クローニング第２版）やＰＣＲ法（ＰＣＲ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９９０））等があげられる。
４．本発明のＳＤＩＡ活性を含む溶液の調製方法
本発明の方法により、胚性幹細胞をＳＤＩＡ活性を有するストローマ細胞より該活性を有する溶液を取得することができる。具体的には、細胞培養に用いられる基礎培地または平衡塩溶液に、ポリアニオン化合物を０．０００００１〜１％（ｗ／ｖ）、好ましくは０．００００１〜０．１％（ｗ／ｖ）、より好ましくは０．０００１〜０．０１％（ｗ／ｖ）添加した培養液を調製し、ポリアニオン化合物を含まない基礎培地または平衡塩溶液で数回、好ましくは２〜３回洗浄したストローマ細胞を、調製した培養液で数分〜数時間、好ましくは１５分〜２時間、より好ましくは３０分〜１時間培養し、通常の動物細胞の培養で行われる細胞と培養液を分離する操作を行い該培養液を回収することで、ストローマ細胞からＳＤＩＡ活性を有する溶液を取得することができる。
本発明の、ＳＤＩＡ活性を有するストローマ細胞より該活性を有する溶液を取得する方法では、ポリアニオン化合物を含む培養液が用いられるが、その際に、動物細胞の培養に用いられる基礎培地や平衡塩溶液をポリアニオン化合物を添加する培養液として用いることができる。動物細胞の培養に用いられる基礎培地や平衡塩溶液としては、具体的には、上記１（６）に記載した基礎培地や平衡塩溶液が挙げられる。
ポリアニオン化合物としては、ストローマ細胞膜上に存在するＳＤＩＡ活性を抽出する能力を有する化合物であればいずれも用いることができ、培養液中で陰性荷電を有するホモポリマー、または、コポリマーである硫酸化ムコ多糖や非硫酸化ムコ多糖などを用いることができる。その具体的な例としては、上記１（５）に記載したポリアニオン化合物が挙げられる。
ストローマ細胞から取得したＳＤＩＡ活性を含む溶液を用いた本発明の分化誘導法によって、上述のような胚性幹細胞を非凝集状態で培養することにより、胚性幹細胞を外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞に分化誘導することができる。
本発明で用いるストローマ細胞としては、ＳＤＩＡ活性を有するストローマ細胞であればいかなるものでもよい。胚性幹細胞の分化誘導活性を有しているか否かは、Ｋａｗａｓａｋｉらの報告（Ｈ．Ｋａｗａｓａｋｉら、Ｎｅｕｒｏｎ，２８，３１（２０００））にしたがって判定することができ、具体的には、上記１（４）に記載したストローマ細胞をあげることができる。
ストローマ細胞の培養は、樹立した際に用いられた方法を用いて継代培養することが好ましい。また、マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル、Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．２２５，Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ Ｍｏｕｓｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９９３）、ジーン・ターゲッティング、ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製等に記載の胚性幹細胞の培養に用いるフィーダー細胞を培養するための方法を用いることもでき、例えば、Ｄｕｌｂｅｃｃｏ ＭＥＭ培地（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）に１０％ウシ胎児血清（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、２ｍＭグルタミン、５０Ｕ／ｍｌペニシリン、および５０Ｕ／ｍｌストレプトマイシンを加えた培地を用いて培養することができる。
上述のストローマ細胞を継代培養し、継代後ほぼコンフルエント状態に達した細胞を用い、ＳＤＩＡ活性を抽出することが好ましい。
洗浄したストローマ細胞に加える、ポリアニオン化合物を含む基礎培地または平衡塩溶液の量は、ストローマ細胞の培養に用いている培地の量と同量もしくはその２分の１〜３分の１であることが好ましい。具体的には、２５ｃｍ２の培養面積を持つ細胞培養用フラスコ（ＦＡＬＣＯＮ社製）を用いてストローマ細胞を培養した場合には、約３〜１０ｍｌのポリアニオン化合物を含む基礎培地または平衡塩溶液を用いることが望ましい。
ポリアニオン化合物を含む基礎培地または平衡塩溶液で培養したストローマ細胞の培養液は、通常の動物細胞の培養で行われる細胞と培養液を分離する操作、例えば遠心操作や０．２２〜０．４５μｍの孔のフィルター（ＧＩＬＳＯＮ社製）を用いた分離の操作などを用いて回収することができる。
回収した溶液は、４℃あるいは凍結して保存することができる。
上述のストローマ細胞を、胚性幹細胞から外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞を分化誘導する培養に用いる場合、培養皿等の適当な支持体上で増殖させたストローマ細胞を生きたまま用いても良いし、物理化学的処理を施すことにより増殖能力を失った細胞を用いても良い。物理化学的処理を施すことにより増殖能力を失った細胞とは、もはや遺伝子複製を伴う次世代子孫の形成能力が失われている細胞であり、具体的には、抗癌剤を含む培地を用いた培養、致死量の放射線照射、あるいは病理診断に用いられる組織固定のための処理を施すことにより得られた細胞である。
生きたままのストローマ細胞は、例えば、前日に培地交換を行ない細胞密度がほぼコンフルエント状態にまで達した細胞を、ＰＢＳで数回洗浄後、上記２で得られる本発明の培地（例えば、胚性幹細胞から外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞を分化誘導する培養に用いる無血清培地）を加えることで調製することができる。また、ほぼコンフルエントに達した細胞を適当な消化酵素（例えば、０．０２％ＥＤＴＡを含み、０．０５〜０．２５％のトリプシンあるいはアクチナーゼを含むＰＢＳ）で消化して回収し、上記２で得られる本発明の培地（例えば、胚性幹細胞から外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞を分化誘導する培養に用いる無血清培地）に懸濁後、培養器（例えば、０〜１％、好ましくは０．１％ゼラチンでコートした組織培養皿）に播種し約１日間培養することによっても調製することができる。
抗癌剤を含む培地を用いた培養により、増殖能力を失ったストローマ細胞は、マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル；ジーン・ターゲッティング；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製等に記載の方法を用い、調製することができる。例えば、前日に培地交換を行ない細胞密度がほぼコンフルエント状態にまで達した細胞を、１〜１００μｇ／ｍｌ、好ましくは１０μｇ／ｍｌの濃度のマイトマイシンＣを含む培地で数時間、好ましくは２〜３時間培養し、ＰＢＳで数回洗浄し、適当な消化酵素（例えば、０．０２％ＥＤＴＡを含み、０．０５〜０．２５％のトリプシンあるいはアクチナーゼを含むＰＢＳ）で消化して回収し、上記２で得られる本発明の培地（例えば、胚性幹細胞から外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞を分化誘導する培養に用いる無血清培地）に懸濁後、培養器（例えば、０〜１％、好ましくは０．１％ゼラチンでコートした組織培養皿）に播種し約１日間培養することによって調製することができる。また、マイトマイシンＣの代わりに他の抗癌剤、例えば５−フルオロウラシル、アドリアマイシン、アラＣまたはメトトレキセートなどの抗癌剤を、生体に用いる日本薬局方記載の濃度の１０分の１〜１０倍、好ましくは１倍の濃度で用いることでも、増殖能力を失ったストローマ細胞を調製することができる。
致死量の放射線照射によって増殖能力を失ったストローマ細胞は、組織培養の技術，朝倉書店（１９８２）、組織培養の技術（第二版），朝倉書店（１９８８）、組織培養の技術（第三版），朝倉書店（１９９６）等に記載の方法を用い、調製することができる。例えば、前日に培地交換を行ない細胞密度がほぼコンフルエント状態にまで達した細胞を、２００〜５，０００ラド、好ましくは５００〜１，０００ラドのＸ線あるいはγ線を照射し、ＰＢＳで数回洗浄後、上記２で得られる本発明の培地（例えば、胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞を分化誘導する培養に用いる無血清培地）を加えることで調製できる。また、放射線照射を施した細胞を適当な消化酵素（例えば、０．０２％ＥＤＴＡを含み、０．０５〜０．２５％のトリプシンあるいはアクチナーゼを含むＰＢＳ）で消化して回収し、上記２で得られる本発明の培地（例えば、胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞を分化誘導する培養に用いる無血清培地）に懸濁後、培養器（例えば、０〜１％、好ましくは０．１％ゼラチンでコートした組織培養皿）に播種し約１日間培養することによっても調製できる。
病理診断に用いられる組織固定操作によって増殖能力を失ったストローマ細胞は、日本組織細胞化学会が編集し毎年発行している組織細胞化学，学際企画（１９８７−１９９９）、Ｂａｓｉｃ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，Ａｃａｄ．Ｐｒｅｓｓ（１９８６）、電子顕微鏡チャートマニュアル，医学出版センター（１９９３）等に記載の方法を用い、調製することができる。具体的には、マイクロウエーブ固定、急速凍結置換固定、グルタルアルデヒド固定、パラフォルムアルデヒド固定、ホルマリン固定、アセトン固定、ブアン固定、過ヨウ素酸固定、メタノール固定、またはオスミウム酸固定を行なうことによって調製できる。例えば、前日に培地交換を行ない細胞密度がほぼコンフルエント状態にまで達した細胞を、４℃で、０．１〜５０％、好ましくは１〜１０％、より好ましくは３〜５％のパラフォルムアルデヒドを含む溶液中に、例えば数分間〜数時間、好ましくは５分間〜１時間、より好ましくは３０分間浸潤し、ＰＢＳで数回洗浄することによって調製することができる。
５．ＳＤＩＡ活性を有する溶液中のＳＤＩＡ活性を有する因子の同定方法
上記４に記載した方法において、ポリアニオン化合物を含まない基礎培地または平衡塩溶液を培養液として用いた場合には、ＳＤＩＡ活性はほとんど含まれていない。したがって、ポリアニオン化合物を含まない基礎培地または平衡塩溶液を培養液として用いて調製したストローマ細胞の培養液を対照として、ポリアニオン化合物を含む基礎培地または平衡塩溶液を培養液として用いて調製したストローマ細胞の培養液中に含まれる成分を比較することで、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する因子を同定することができる。培養液中の成分を比較同定する具体的な方法としては、プロテオーム解析やクロマトグラフィーを伴った精製の手段があげられる。
同定した成分の活性は、同定した成分を含む培地を調製し、上記１（７）に記載の本発明の胚性幹細胞の分化誘導方法を用いて胚性幹細胞を分化誘導させることで確認することができる。
６．ＳＤＩＡ活性を有するストローマ細胞由来の因子を取得する方法
本発明におけるストローマ細胞より、ＳＤＩＡ活性を有する因子を取得することができる。具体的には、モレキュラー・クローニング第２版やカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ，Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ａｃａｄ．Ｐｒｅｓｓ（１９９３）（以下、「モノクローナル・アンチボディズ」と略す）、Ａｎｔｉｂｏｄｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ ａｔ Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９６）（以下、「アンチボディ・エンジニアリング」と略す）等に記載された発現クローニングの方法を用いて、行なうことができる。
具体的には、例えば、本発明におけるストローマ細胞よりｃＤＮＡを調製し、該ｃＤＮＡを適当な発現ベクターのプロモーターの下流に挿入することにより、組換えベクターを作製し、ｃＤＮＡライブラリーを作製する。該組換えベクターを、該発現ベクターに適合した宿主細胞に導入することにより、本発明におけるストローマ細胞が生産する遺伝子産物を産生する形質転換体を得、ＳＤＩＡ活性を有する遺伝子産物を産生する形質転換体を選択する。選択した該形質転換体に導入したｃＤＮＡにコードされている遺伝子配列を決定することにより、ＳＤＩＡ活性を有する因子を取得することができる。
以下に、詳細に説明する。
宿主細胞としては、ＳＤＩＡ活性を有していない細胞が好ましい。具体的には、チャイニーズハムスター卵巣由来のＣＨＯ細胞（Ｔ．Ｔ．Ｐｕｃｋら、Ｊ．Ｅｘｐ．Ｍｅｄ．，１０８，９４５（１９８５））、コッカスパニエル雌犬腎臓由来のＭＤＣＫ細胞（Ｃ．Ｒ．Ｇａｕｓｈら、Ｐｒｏｃ．Ｓｏｃ．Ｅｘｐ．Ｂｉｏｌ．Ｍｅｄ．，１２２，９３１（１９６６））；Ｄ．Ｓ．Ｍｉｓｆｅｌｄｔら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７３，１２１２（１９７６））、ラット繊維芽細胞３Ｙ１（Ｓ．Ｓａｎｄｉｎｅｙｅｒら、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．，４１，８３０（１９８１））、アフリカミドリザル腎臓由来のＣＯＳ細胞（Ｙ．Ｇｌｕｚｍａｎ；Ｃｅｌｌ，２３，１７５（１９８１））などがあげられる。これら宿主細胞の中でも、ＳＶ４０系の発現ベクターを用いた発現クローニングに好適なＣＯＳ細胞がより好ましい。
ｃＤＮＡの作製に用いる細胞としては、ＳＤＩＡ活性を有するストローマ細胞が好ましい。具体的には、胎児初代培養繊維芽細胞（マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアル；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）、ＳＩＨＭマウス由来のＳＴＯ細胞（Ｇ．Ｍａｒｔｉｎ、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７８，７６３４（１９８１）；Ｍ．Ｊ．Ｅｖａｎｓら、Ｎａｔｕｒｅ，２９２，１５４（１９８１））、より好ましくはマウス胎児由来のＮＩＨ／３Ｔ３細胞（Ｊ．Ｌ．Ｊａｉｎｃｈｉｌｌら、Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．，４，５４９（１９６９））、Ｍ−ＣＳＦ欠損マウス頭蓋冠由来のＯＰ９細胞（Ｔ．Ｎａｋａｎｏら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２７２，７２２（１９９６））、マウス頭蓋冠由来のＭＣ３Ｔ３−Ｇ２／ＰＡ６細胞（Ｈ．Ｋｏｄａｍａら、Ｊ．Ｃｅｌｌ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．，１１２，８９（１９８２））などをあげることができる。
ｃＤＮＡライブラリーを調製する方法としては、モレキュラー・クローニング第２版やカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載された方法、あるいは市販のキット、例えばＳｕｐｅｒＳｃｒｉｐｔ Ｐｌａｓｍｉｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｃＤＮＡ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｐｌａｓｍｉｄ Ｃｌｏｎｉｎｇ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）、ＺＡＰ−ｃＤＮＡ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｋｉｔ（ＳＴＲＡＴＡＧＥＮＥ社製）を用いる方法などがあげられる。
ｃＤＮＡライブラリーを作製するためのベクターとしては、大腸菌Ｋ１２株等の微生物中で自立複製でき、かつ宿主細胞において導入したｃＤＮＡを発現できるものであれば、ファージベクター、プラスミドベクター等いずれでも使用できる。
ファージを宿主細胞として用いる場合には、例えば、市販のキットＲｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ Ｐｈａｇｅ Ａｎｔｉｂｏｄｙ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）を用いることで、調製したｃＤＮＡを導入した形質転換体を得ることができる。
細菌等の原核生物を宿主細胞として用いる場合は、調製したｃＤＮＡを含有する組換えベクターは、原核生物中で自立複製可能であると同時に、プロモーター、リボソーム結合配列、ｃＤＮＡ遺伝子、転写終結配列、より構成されたベクターであることが好ましい。プロモーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。
発現ベクターとしては、例えば、ｐＢＴｒｐ２、ｐＢＴａｃ１、ｐＢＴａｃ２（いずれもベーリンガーマンハイム社製）、ｐＫＫ２３３−２（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）、ｐＳＥ２８０、ｐＳＥ３８０、ｐＳＥ４２０（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐＡＸ、ｐＭＥＸ（ＭＯＢＩＴＥＣ社製）、ｐＧＥＭＥＸ−１（Ｐｒｏｍｅｇａ社製）、ｐＱＥ−８（ＱＩＡＧＥＮ社製）、ｐＫＹＰ１０（特開昭５８−１１０６００）、ｐＫＹＰ２００（Ａｇｒｉｃ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，４８，６６９（１９８４））、ｐＬＳＡ１（Ａｇｒｉｃ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，５３，２７７（１９８９））、ｐＧＥＬ１（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８２，４３０６（１９８５））、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ ＩＩ ＳＫ（−）（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ社製）、ｐＴｒｓ３０（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＪＭ１０９／ｐＴｒＳ３０（ＦＥＲＭ ＢＰ−５４０７）より調製）、ｐＴｒｓ３２（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＪＭ１０９／ｐＴｒＳ３２（ＦＥＲＭ ＢＰ−５４０８）より調製）、ｐＧＨＡ２（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＩＧＨＡ２（ＦＥＲＭ Ｂ−４００）より調製、特開昭６０−２２１０９１）、ｐＧＫＡ２（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＩＧＫＡ２（ＦＥＲＭ ＢＰ−６７９８）より調製、特開昭６０−２２１０９１）、ｐＴｅｒｍ２（ＵＳ４６８６１９１、ＵＳ４９３９０９４、ＵＳ５１６０７３５）、ｐＳｕｐｅｘ、ｐＵＢ１１０、ｐＴＰ５、ｐＣ１９４、ｐＥＧ４００（Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．，１７２，２３９２（１９９０））、ｐＧＥＸ（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ社製）、ｐＥＴシステム（Ｎｏｖａｇｅｎ社製）等をあげることができる。
プロモーターとしては、宿主細胞中で発現できるものであればいかなるものでもよい。例えば、ｔｒｐプロモーター（Ｐｔｒｐ）、ｌａｃプロモーター、ＰＬプロモーター、ＰＲプロモーター、Ｔ７プロモーター等の、大腸菌やファージ等に由来するプロモーターをあげることができる。またＰｔｒｐを２つ直列させたプロモーター（Ｐｔｒｐ×２）、ｔａｃプロモーター、ｌａｃＴ７プロモーター、ｌｅｔ Ｉプロモーターのように人為的に設計改変されたプロモーター等も用いることができる。
リボソーム結合配列であるシャイン−ダルガノ（Ｓｈｉｎｅ−Ｄａｌｇａｒｎｏ）配列と開始コドンとの間を適当な距離（例えば６〜１８塩基）に調節したプラスミドを用いることが好ましい。
宿主細胞としては、エシェリヒア属、セラチア属、バチルス属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属、ミクロバクテリウム属、シュードモナス属等に属する微生物、例えば、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＸＬ１−Ｂｌｕｅ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＸＬ２−Ｂｌｕｅ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＤＨ１、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＭＣ１０００、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＫＹ３２７６、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ Ｗ１４８５、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＪＭ１０９、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＨＢ１０１、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ Ｎｏ．４９、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ Ｗ３１１０、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＮＹ４９、Ｓｅｒｒａｔｉａ ｆｉｃａｒｉａ、Ｓｅｒｒａｔｉａ ｆｏｎｔｉｃｏｌａ、Ｓｅｒｒａｔｉａ ｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ、Ｓｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｎｅｓ、Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｉｍｍａｒｉｏｐｈｉｌｕｍ ＡＴＣＣ１４０６８、Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓａｃｃｈａｒｏｌｙｔｉｃｕｍ ＡＴＣＣ１４０６６、Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｆｌａｖｕｍ ＡＴＣＣ１４０６７、Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｌａｃｔｏｆｅｒｍｅｎｔｕｍ ＡＴＣＣ１３８６９、Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ ＡＴＣＣ１３０３２、Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ａｃｅｔｏａｃｉｄｏｐｈｉｌｕｍ ＡＴＣＣ１３８７０、Ｍｉｃｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ａｍｍｏｎｉａｐｈｉｌｕｍ ＡＴＣＣ１５３５４、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．Ｄ−０１１０等をあげることができる。
作製したｃＤＮＡライブラリーをそのまま用いてもよいが、目的とする遺伝子を濃縮するために、ＳＤＩＡ活性を有していない細胞のｍＲＮＡを用い、サブトラクション法（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８５，５７８３（１９８８））を行なって作製したｃＤＮＡライブラリーを用いることもできる。
組換えベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、カルシウムイオンを用いる方法（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，６９，２１１０（１９７２））、プロトプラスト法（特開昭６３−２４８３９４）、またはＧｅｎｅ，１７，１０７（１９８２）やＭｏｌｅｃｕｌａｒ ＆ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，１６８，１１１（１９７９）に記載の方法等をあげることができる。
酵母を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、ＹＥＰ１３（ＡＴＣＣ３７１１５）、ＹＥｐ２４（ＡＴＣＣ３７０５１）、ＹＣｐ５０（ＡＴＣＣ３７４１９）等をあげることができる。
プロモーターとしては、酵母菌株中で発現できるものであればいずれのものを用いてもよく、例えば、ヘキソースキナーゼ等の解糖系の遺伝子のプロモーター、ＰＨＯ５プロモーター、ＰＧＫプロモーター、ＧＡＰプロモーター、ＡＤＨプロモーター、ｇａｌ １プロモーター、ｇａｌ １０プロモーター、ヒートショック蛋白質プロモーター、ＭＦα１プロモーター、ＣＵＰ １プロモーター等をあげることができる。
宿主細胞としては、サッカロミセス属、クリュイベロミセス属、トリコスポロン属、シュワニオミセス属等に属する微生物、例えば、Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ、Ｓｃｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｐｏｍｂｅ、Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ ｌａｃｔｉｓ、Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ ｐｕｌｌｕｌａｎｓ、Ｓｃｈｗａｎｎｉｏｍｙｃｅｓ ａｌｌｕｖｉｕｓ等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、酵母にＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレクトロポレーション法（Ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．，１９４，１８２（１９９０））、スフェロプラスト法（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８４（１９２９（１９７８））、酢酸リチウム法（Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ，１５３，１６３（１９８３））、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７５，１９２９（１９７８）記載の方法等をあげることができる。
動物細胞を宿主として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、ｐｃＤＮＡＩ、ｐＣＤＭ８（フナコシ社製）、ｐＡＧＥ１０７（特開平３−２２９７９；Ｃｙｔｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３，１３３，（１９９０））、ｐＡＳ３−３（特開平２−２２７０７５）、ｐＣＤＭ８（Ｎａｔｕｒｅ，３２９，８４０，（１９８７））、ＥＢＶ Ｖｅｃｔｏｒ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐＲｃ／ＣＭＶ２（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐＲｃ／ＲＳＶ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐＺｅｏＳＶ Ｖｅｃｔｏｒ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐｃＤＮＡＩ／Ａｍｐ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐＤｉｓｐｌａｙｐ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ＲＥＰ４（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐｃＤＮＡ３．１ Ｖｅｃｔｏｒ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐＸＴ１（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐＳＧ５（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）、ｐＢＫ−ＣＭＶ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ社製）、ｐＢＫ−ＲＳＶ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ社製）、ｐＡＧＥ１０３（Ｊ．Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１０１，１３０７（１９８７））、ｐＡＧＥ２１０等をあげることができる。
プロモーターとしては、動物細胞中で発現できるものであればいずれも用いることができ、例えば、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）のＩＥ（ｉｍｍｅｄｉａｔｅ ｅａｒｌｙ）遺伝子のプロモーター、ＳＶ４０の初期プロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモーター、ＳＲαプロモーター等をあげることができる。また、ヒトＣＭＶのＩＥ遺伝子のエンハンサーをプロモーターと共に用いてもよい。
宿主細胞としては、ヒトの細胞であるナマルバ（Ｎａｍａｌｗａ）細胞、サルの細胞であるＣＯＳ細胞、チャイニーズ・ハムスターの細胞であるＣＨＯ細胞、ＨＢＴ５６３７（特開昭６３−２９９）等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、動物細胞にＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレクトロポレーション法（Ｃｙｔｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３，１３３（１９９０））、リン酸カルシウム法（特開平２−２２７０７５）、リポフェクション法（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８４，７４１３（１９８７））等をあげることができる。
昆虫細胞を宿主として用いる場合には、例えばカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Ｂａｃｕｌｏｖｉｒｕｓ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒｓ，Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９９２）、Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，６，４７（１９８８）等に記載された方法によって、タンパク質を発現することができる。
即ち、組換え遺伝子導入ベクターおよびバキュロウイルスを昆虫細胞に共導入して昆虫細胞培養上清中に組換えウイルスを得た後、さらに組換えウイルスを昆虫細胞に感染させ、タンパク質を発現させることができる。
該方法において用いられる遺伝子導入ベクターとしては、例えば、ｐＶＬ１３９２、ｐＶＬ１３９３、ｐＢｌｕｅＢａｃＩＩＩ（ともにＩｎｖｉｔｏｒｏｇｅｎ社製）等をあげることができる。
バキュロウイルスとしては、例えば、夜盗蛾科昆虫に感染するウイルスであるアウトグラファ・カリフォルニカ・ヌクレアー・ポリヘドロシス・ウイルス（Ａｕｔｏｇｒａｐｈａ ｃａｌｉｆｏｒｎｉｃａ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｓｉｓ ｖｉｒｕｓ）等を用いることができる。
昆虫細胞としては、Ｓｐｏｄｏｐｔｅｒａ ｆｒｕｇｉｐｅｒｄａの卵巣細胞であるＳｆ９、Ｓｆ２１（Ｂａｃｕｌｏｖｉｒｕｓ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒｓ，Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９９２））、Ｔｒｉｃｈｏｐｌｕｓｉａ ｎｉの卵巣細胞であるＨｉｇｈ ５（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）等を用いることができる。
組換えウイルスを調製するための、昆虫細胞への上記組換え遺伝子導入ベクターと上記バキュロウイルスの共導入方法としては、例えば、リン酸カルシウム法（特開平２−２２７０７５）、リポフェクション法（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８４，７４１３（１９８７））等をあげることができる。
植物細胞を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、Ｔｉプラスミド、タバコモザイクウイルスベクター等をあげることができる。
プロモーターとしては、植物細胞中で発現できるものであればいずれのものを用いてもよく、例えば、カリフラワーモザイクウイルス（ＣａＭＶ）の３５Ｓプロモーター、イネアクチン１プロモーター等をあげることができる。
宿主細胞としては、タバコ、ジャガイモ、トマト、ニンジン、ダイズ、アブラナ、アルファルファ、イネ、コムギ、オオムギ等の植物細胞等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、植物細胞にＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、アグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）法（特開昭５９−１４０８８５、特開昭６０−７００８０、ＷＯ９４／００９７７）、エレクトロポレーション法（特開昭６０−２５１８８７）、パーティクルガン（遺伝子銃）を用いる方法（日本特許第２６０６８５６号、日本特許第２５１７８１３号）等をあげることができる。
以上のようにして得られる形質転換体を培地に培養することにより、導入したｃＤＮＡがコードする遺伝子産物を発現させることができる。形質転換体を培地に培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。
大腸菌等の原核生物あるいは酵母等の真核生物を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、該生物が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。
炭素源としては、該生物が資化し得るものであればよく、グルコース、フラクトース、スクロース、これらを含有する糖蜜、デンプンあるいはデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノールなどのアルコール類等を用いることができる。
窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸もしくは有機酸のアンモニウム塩、その他の含窒素化合物、ならびに、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕および大豆粕加水分解物、各種発酵菌体およびその消化物等を用いることができる。
無機塩類としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マン癌、硫酸銅、炭酸カルシウム等を用いることができる。
培養は、通常振盪培養または深部通気攪拌培養などの好気的条件下で行う。培養温度は１５〜４０℃がよく、培養時間は、通常１６時間〜７日間である。培養中のｐＨは３．０〜９．０に保持する。ｐＨの調整は、無機または有機の酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム、アンモニアなどを用いて行う。
また、培養中必要に応じて、アンピシリンやテトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、ｌａｃプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときにはイソプロピル−β−Ｄ−チオガラクトピラノシド等を、ｔｒｐプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドールアクリル酸等を培地に添加してもよい。
動物細胞を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているＲＰＭＩ１６４０培地（Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，１９９，５１９（１９６７））、ＥａｇｌｅのＭＥＭ培地（Ｓｃｉｅｎｃｅ，１２２，５０１（１９５２））、ダルベッコ改変ＭＥＭ培地（Ｖｉｒｏｌｏｇｙ，８，３９６（１９５９））、１９９培地（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，７３，１（１９５０））またはこれら培地に牛胎児血清等を添加した培地等を用いることができる。
培養は、通常ｐＨ６〜８、３０〜４０℃、５％ＣＯ２存在下等の条件下で１〜７日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ペニシリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
昆虫細胞を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているＴＮＭ−ＦＨ培地（Ｐｈａｒｍｉｎｇｅｎ社製）、Ｓｆ−９００ ＩＩ ＳＦＭ培地（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）、ＥｘＣｅｌｌ４００、ＥｘＣｅｌｌ４０５（いずれもＪＲＨ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社製）、Ｇｒａｃｅ’ｓ Ｉｎｓｅｃｔ Ｍｅｄｉｕｍ（Ｇｒａｃｅ，Ｔ．Ｃ．Ｃ．，Ｎａｔｕｒｅ，１９５，７８８（１９６２））等を用いることができる。
培養は、通常ｐＨ６〜７、２５〜３０℃等の条件下で、１〜５日間行う。
また、培養中必要に応じて、ゲンタマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
植物細胞を宿主として得られた形質転換体は、細胞として、または植物の細胞や器官に分化させて培養することができる。該形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているムラシゲ・アンド・スクーグ（ＭＳ）培地、ホワイト（Ｗｈｉｔｅ）培地、またはこれら培地にオーキシン、サイトカイニン等、植物ホルモンを添加した培地等を用いることができる。
培養は、通常ｐＨ５〜９、２０〜４０℃の条件下で３〜６０日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ハイグロマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
上記のとおり、本発明におけるストローマ細胞から調製したｃＤＮＡを組み込んだ組換え体ベクターを保有する微生物、動物細胞、あるいは植物細胞由来の形質転換体を、通常の培養方法に従って培養することにより、該ｃＤＮＡがコードしている遺伝子産物を発現する形質転換体を得ることができる。
本発明の分化誘導法において、胚性幹細胞と形質転換体との共培養を行なうことで、ＳＤＩＡ活性を有する遺伝子産物を産生する形質転換体を選択することができる。
具体的には、アンチボディズ・ア・ラボラトリー・マニュアル、モノクローナル・アンチボディズ、アンチボディ・エンジニアリング、酵素免疫測定法，第３版，医学書院（１９８７）等に述べられている酵素免疫測定法、アンチボディズ・ア・ラボラトリー・マニュアル、モノクローナル・アンチボディズ、アンチボディ・エンジニアリング、Ｉｎｔ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．，１０，２７５（１９９８）、Ｅｘｐ．Ｈｅｍａｔｏｌ．，２５，９７２（１９９７）等に述べられているフローサイトメーターを用いた方法、またはモノクローナル・アンチボディズ、アンチボディ・エンジニアリング、Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．，１４１，２７９７（１９８８）等に述べられているパニング法をあげることができる。
選択した形質転換体に導入したｃＤＮＡを単離する方法としては、宿主細胞において自立複製可能な発現ベクターを用いた場合には、モレキュラー・クローニング第２版やカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ．，８，２８３７（１９８８）等に記載の通常のファージベクター、プラスミドベクターを回収する方法、あるいはＨｉｒｔ法をあげることができる。染色体中への組込れる発現ベクターの場合には、宿主細胞に導入するｃＤＮＡを複数種類（例えば、１００〜１０００種）からなる集団にプール分けし、目的とする形質転換体を与える集団を更に少ない種類（例えば、１０〜１００種）のｃＤＮＡからなる集団にプール分けすることを繰り返すことで、目的とするｃＤＮＡを単離することができる。
単離したｃＤＮＡの塩基配列を末端から、通常用いられる塩基配列解析方法、例えばサンガー（Ｓａｎｇｅｒ）らのジデオキシ法（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７４，５４６３（１９７７））あるいはＡＢＩＰＲＩＳＭ３７７ＤＮＡシークエンサー（ＰＥ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社製）等の塩基配列分析装置を用いて分析することにより、該ＤＮＡの塩基配列を決定することができる。
以上のように、発現クローニングの方法を用いて、本発明のＳＤＩＡ活性を有する因子を取得することができる。
発現クローニングの手法以外にも、ＳＤＩＡ活性を有するストローマ細胞由来の因子を取得することができる。具体的には、本発明におけるストローマ細胞を出発原料とし、培地中に添加した際の胚性幹細胞から外胚葉由来の細胞を分化誘導する促進効果を指標として精製することができる。
具体的には、本発明におけるストローマ細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー、ダイノミル、界面活性剤処理等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、通常の酵素の単離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル（ＤＥＡＥ）−セファロース、ＤＩＡＩＯＮ ＨＰＡ−７５（三菱化学社製）等レジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、Ｓ−Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ＦＦ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。
更に、ストローマ細胞由来の因子は、上記のポリアニオン化合物に吸着する性質を有しているので、ストローマ細胞を培養した培養系中、あるいはストローマ細胞存在下で胚性幹細胞を非凝集状態で培養した培養系中の該因子をポリアニオン化合物と結合させ、その後ポリアニオン化合物に結合した前記ストローマ細胞由来の因子から該因子を取得することができる。例えば、ヘパリンを担体とするカラムクロマトグラフィーを用いてストローマ細胞由来の因子をヘパリンに結合させ、その後その結合した該因子を溶出させ、前記分化誘導促進効果を指標に該因子を取得することができる。
７．ＳＤＩＡ活性を有する因子の生産方法
本発明のＳＤＩＡ活性を有するストローマ細胞由来の因子としては、配列番号７または８で表されるアミノ酸を含むポリペプチド等をあげることができる。さらに、配列番号７または８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ胚性幹細胞を外胚葉細胞又は外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有するポリペプチド等をあげることができる。
配列番号７または８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ胚性幹細胞を外胚葉細胞又は外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有するポリペプチドは、モレキュラー・クローニング第２版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１０，６４８７（１９８２）、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７９，６４０９（１９８２）、Ｇｅｎｅ，３４，３１５（１９８５）、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１３，４４３１（１９８５）、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８２，４８８（１９８５）等に記載の部位特異的変異導入法を用いて、例えば配列番号７または８で表されるアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするＤＮＡに部位特異的変異を導入することにより、取得することができる。
欠失、置換、挿入もしくは付加されるアミノ酸の数は特に限定されないが、上記の部位特異的変異法等の周知の方法により欠失、置換、挿入もしくは付加できる程度の数であり、１個から数十個、好ましくは１〜２０個、より好ましくは１〜１０個、さらに好ましくは１〜５個である。
配列番号７または８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたとは、同一配列中の任意の位置において、１または複数のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入もしくは付加があることを意味し、欠失、置換、挿入もしくは付加が同時に生じてもよく、欠失、置換、挿入もしくは付加されるアミノ酸残基は天然型と非天然型とを問わない。天然型アミノ酸残基としては、Ｌ−アラニン、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−アスパラギン酸、Ｌ−グルタミン、Ｌ−グルタミン酸、グリシン、Ｌ−ヒスチジン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−リジン、Ｌ−アルギニン、Ｌ−メチオニン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−プロリン、Ｌ−セリン、Ｌ−スレオニン、Ｌ−トリプトファン、Ｌ−チロシン、Ｌ−バリン、Ｌ−システインなどがあげられる。
以下に、相互置換可能なアミノ酸残基の例を示す。同一群に属するアミノ酸残基は相互に置換可能である。
Ａ群：ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、バリン、ノルバリン、アラニン、２−アミノブタン酸、メチオニン、Ｏ−メチルセリン、ｔ−ブチルグリシン、ｔ−ブチルアラニン、シクロヘキシルアラニン
Ｂ群：アスパラギン酸、グルタミン酸、イソアスパラギン酸、イソグルタミン酸、２−アミノアジピン酸、２−アミノスベリン酸
Ｃ群：アスパラギン、グルタミン
Ｄ群：リジン、アルギニン、オルニチン、２，４−ジアミノブタン酸、２，３−ジアミノプロピオン酸
Ｅ群：プロリン、３−ヒドロキシプロリン、４−ヒドロキシプロリン
Ｆ群：セリン、スレオニン、ホモセリン
Ｇ群：フェニルアラニン、チロシン
上記で得られる配列番号７または８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなる蛋白質が、胚性幹細胞を外胚葉細胞又は外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有するポリペプチドであるためには、配列番号７または８で表されるアミノ酸配列と６０％以上、通常は８０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上の相同性を有していることが好ましい。
アミノ酸配列の相同性は、ＫａｒｌｉｎとＡｌｔｓｃｈｕｌによるアルゴリズムＢＬＡＳＴ（Ｐｒｏ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９０，５８７３（１９９３））やＦＡＳＴＡ（Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，１８３，６３（１９９０））を用いて決定することができる。このアルゴリズムに基づいたプログラムを使用する際のパラメーターは各プログラムのデフォルトパラメータを用いれば良い。これらの解析の具体的な手法は公知である（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ）。
本発明に用いられるポリペプチドは、該蛋白質をコードするＤＮＡを用いて調製することができる。該ＤＮＡは該アミノ酸配列をコードするＤＮＡを用いて、該蛋白質を生産する細胞、組織等から調製されるｃＤＮＡライブラリーに対し、コロニーハイブリダイゼーション、またはプラークハイブリダイゼーション等の方法（モレキュラー・クローニング第２版）を用いることによって取得することができる。
また該アミノ酸配列をクエリーにして、公知のデータベースを検索することにより、該アミノ酸配列を有する蛋白質をコードするＤＮＡの塩基配列を取得することもできる。
上記方法で取得することができるＤＮＡとしては、具体的に言えば、
（ｉ）配列番号９または１０で表される塩基配列を有するＤＮＡ、
（ｉｉ）上記で述べた配列番号７または８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなる蛋白質をコードするＤＮＡ、
（ｉｉｉ）配列番号９または１０で表される塩基配列を有するＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ胚性幹細胞を外胚葉細胞又は外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有する蛋白質をコードするＤＮＡ、
をあげることができる。
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡとは、配列番号９または１０で表される塩基配列を有するＤＮＡの全部または一部をプローブとして、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるＤＮＡを意味し、具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のＤＮＡを固定化したフィルターを用いて、０．７〜１．０ｍｏｌ／ｌの塩化ナトリウム存在下、６５℃でハイブリダイゼーションを行った後、０．１〜２倍濃度のＳＳＣ溶液（１倍濃度のＳＳＣ溶液の組成は、１５０ｍｍｏｌ／ｌ塩化ナトリウム、１５ｍｍｏｌ／ｌクエン酸ナトリウムよりなる）を用い、６５℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるＤＮＡをあげることができる。ハイブリダイゼーションは、モレキュラー・クローニング第２版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、ＤＮＡ Ｃｌｏｎｉｎｇ １：Ｃｏｒｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（１９９５）等に記載されている方法に準じて行うことができる。ハイブリダイズ可能なＤＮＡとして具体的には、ＢＬＡＳＴ（Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．，２１５，４０３（１９９０））やＦＡＳＴＡ（Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，１８３，６３−９８（１９９０））等を用いて計算したときに、配列番号９または１０で表される塩基配列と少なくとも６０％以上の相同性を有するＤＮＡ、好ましくは８０％以上の相同性を有するＤＮＡ、さらに好ましくは９５％以上の相同性を有するＤＮＡをあげることができる。
本発明で用いられるポリペプチドは、モレキュラー・クローニング第２版やカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載された方法等を用い、上記６で述べたように本発明のＤＮＡを宿主細胞中で発現させて、製造することができる。さらに遺伝子の発現方法としては、直接発現以外に、モレキュラー・クローニング第２版に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合蛋白質発現等を行うことができる。
酵母、動物細胞、昆虫細胞または植物細胞により発現させた場合には、糖あるいは糖鎖が付加されたポリペプチドを得ることができる。
このようにして本発明におけるストローマ細胞から調製したｃＤＮＡまたは本発明で用いられるポリペプチドをコードするＤＮＡを組み込んだ組換え体ベクターを保有する微生物、動物細胞、あるいは植物細胞由来の形質転換体を、通常の培養方法に従って培養し、該ポリペプチドを生成蓄積させ、該培養物より該ポリペプチドを採取することにより、該ポリペプチドを製造することができる。
本発明で用いられるポリペプチドの生産方法としては、宿主細胞内に生産させる方法、宿主細胞外に分泌させる方法、あるいは宿主細胞外膜上に生産させる方法があり、使用する宿主細胞や、生産させるポリペプチドの構造を変えることにより、該方法を選択することができる。
本発明で用いられるポリペプチドが宿主細胞内あるいは宿主細胞外膜上に生産される場合、ポールソンらの方法（Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２６４，１７６１９（１９８９））、ロウらの方法（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８６，８２２７（１９８９）、Ｇｅｎｅｓ Ｄｅｖｅｌｏｐ．，４，１２８８（１９９０））、または特開平５−３３６９６３、ＷＯ９４／２３０２１等に記載の方法を準用することにより、該ポリペプチドを宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
すなわち、遺伝子組換えの手法を用いて、本発明で用いられるポリペプチドの活性部位を含むポリペプチドの手前にシグナルペプチドを付加した形で発現させることにより、本発明で用いられるポリペプチドを宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
また、特開平２−２２７０７５に記載されている方法に準じて、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子等を用いた遺伝子増幅系を利用して生産量を上昇させることもできる。
さらに、遺伝子導入した動物または植物の細胞を再分化させることにより、遺伝子が導入された動物個体（トランスジェニック非ヒト動物）または植物個体（トランスジェニック植物）を造成し、これらの個体を用いて本発明で用いられるポリペプチドを製造することもできる。
形質転換体が動物個体または植物個体の場合は、通常の方法に従って、飼育または栽培し、該ポリペプチドを生成蓄積させ、該動物個体または植物個体より該ポリペプチドを採取することにより、該ポリペプチドを製造することができる。
動物個体を用いて本発明で用いられるポリペプチドを製造する方法としては、例えば公知の方法（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ，６３，６３９Ｓ（１９９６）、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ，６３，６２７Ｓ（１９９６）、Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，９，８３０（１９９１））に準じて遺伝子を導入して造成した動物中に本発明で用いられるポリペプチドを生産する方法があげられる。
動物個体の場合は、例えば、本発明で用いられるポリペプチドをコードするＤＮＡを導入したトランスジェニック非ヒト動物を飼育し、該ポリペプチドを該動物中に生成・蓄積させ、該動物中より該ポリペプチドを採取することにより、該ポリペプチドを製造することができる。該動物中の生成・蓄積場所としては、例えば、該動物のミルク（特開昭６３−３０９１９２）、卵等をあげることができる。この際に用いられるプロモーターとしては、動物で発現できるものであればいずれも用いることができるが、例えば、乳腺細胞特異的なプロモーターであるαカゼインプロモーター、βカゼインプロモーター、βラクトグロブリンプロモーター、ホエー酸性プロテインプロモーター等が好適に用いられる。
植物個体を用いて本発明で用いられるポリペプチドを製造する方法としては、例えば本発明で用いられるポリペプチドをコードするＤＮＡを導入したトランスジェニック植物を公知の方法（組織培養，２０（１９９４）、組織培養，２１（１９９５）、Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５，４５（１９９７））に準じて栽培し、該ポリペプチドを該植物中に生成・蓄積させ、該植物中より該ポリペプチドを採取することにより、該ポリペプチドを生産する方法があげられる。
本発明の形質転換体により製造されたポリペプチドを単離精製するためには、通常の酵素の単離精製法を用いることができる。例えば本発明で用いられるポリペプチドが、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液にけん濁後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー、ダイノミル等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、通常の酵素の単離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル（ＤＥＡＥ）−セファロース、ＤＩＡＩＯＮ ＨＰＡ−７５（三菱化学社製）等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、Ｓ−Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ＦＦ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。
また、該ポリペプチドが細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分としてポリペプチドの不溶体を回収する。回収したポリペプチドの不溶体を蛋白質変性剤で可溶化する。該可溶化液を希釈または透析し、該可溶化液中の蛋白質変性剤の濃度を下げることにより、該ポリペプチドを正常な立体構造に戻す。該操作の後、上記と同様の単離精製法により該ポリペプチドの精製標品を得ることができる。
本発明で用いられるポリペプチド、あるいは該ポリペプチドに糖鎖の付加されたポリペプチド等の誘導体が細胞外に分泌された場合には、培養上清に該ポリペプチドあるいは該ポリペプチドの誘導体を回収することができる。即ち、該培養物を上記と同様の遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、該培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
また、本発明で用いられるポリペプチドは、Ｆｍｏｃ法（フルオレニルメチルオキシカルボニル法）、ｔＢｏｃ法（ｔ−ブチルオキシカルボニル法）等の化学合成法によっても製造することができる。また、Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣｈｅｍＴｅｃｈ社、パーキン・エルマー社、Ｐｈａｒｍａｃｉａ社、Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社、Ｓｙｎｔｈｅｃｅｌｌ−Ｖｅｇａ社、ＰｅｒＳｅｐｔｉｖｅ社、島津製作所等のペプチド合成機を利用して化学合成することもできる。
８．本発明のＳＤＩＡ活性を有する因子を含む医薬
本発明の、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する因子あるいは後述の９（１）に記載の該因子を含む分化誘導剤は、外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患の治療薬として用いることができる。
外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患としては、神経系細胞の障害に基づく疾患あるいは表皮系細胞の障害に基づく疾患があげられる。
神経系細胞の障害に基づく疾患としては、アルツハイマー病、ハンチントン舞踏病、パーキンソン病、虚血性脳疾患、てんかん、脳外傷、背堆損傷、運動神経疾患、神経変性疾患、網膜色素変性症、内耳性難聴、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、神経毒物の障害に起因する疾患などが、表皮系細胞の障害に基づく疾患としては、火傷、外傷、創傷治癒、床擦れ、乾せんなどがあげられる。
本発明のＳＤＩＡ活性を有する因子を有効成分として含有する医薬は、該有効成分を単独で投与することも可能ではあるが、通常は該有効成分を薬理学的に許容される一つあるいはそれ以上の担体と一緒に混合し、製剤学の技術分野においてよく知られる任意の方法により製造した医薬製剤として提供するのが望ましい。好ましくは水、あるいは食塩、グリシン、グルコース、ヒトアルブミン等の水溶液等の水性担体に溶解した無菌的な溶液が用いられる。また、製剤溶液を生理的条件に近づけるための緩衝化剤や等張化剤のような、薬理学的に許容される添加剤、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化カリウム、クエン酸ナトリウム等を添加することもできる。また、凍結乾燥して貯蔵し、使用時に適当な溶媒に溶解させて用いることもできる。
投与経路は、治療に際し最も効果的なものを使用するのが望ましく、経口投与、あるいは口腔内、気道内、直腸内、皮下、筋肉内および静脈内等の非経口投与をあげることができる。投与形態としては、噴霧剤、カプセル剤、錠剤、顆粒剤、シロップ剤、乳剤、座剤、注射剤、軟膏、テープ剤等があげられる。
経口投与に適当な製剤としては、乳剤、シロップ剤、カプセル剤、錠剤、散剤、顆粒剤等があげられる。例えば乳剤およびシロップ剤のような液体調製物は、水、ショ糖、ソルビトール、果糖等の糖類、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、ごま油、オリーブ油、大豆油などの油類、ｐ−ヒドロキシ安息香酸エステル類等の防腐剤、ストロベリーフレーバー、ペパーミント等のフレーバー類等を添加剤として用いて製造できる。カプセル剤、錠剤、散剤、顆粒剤等は、乳糖、ブドウ糖、ショ糖、マンニトール等の賦形剤、デンプン、アルギン酸ナトリウム等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム、タルク等の滑沢剤、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチン等の結合剤、脂肪酸エステル等の界面活性剤、グリセリン等の可塑剤等を添加剤として用いて製造できる。
非経口投与に適当な製剤としては、注射剤、座剤、噴霧剤等があげられる。
例えば、注射剤は、塩溶液、ブドウ糖溶液、あるいは両者の混合物からなる担体等を用いて調製する。座剤はカカオ脂、水素化脂肪またはカルボン酸等の担体を用いて調製される。また、噴霧剤は該有効成分そのもの、ないしは受容者の口腔および気道粘膜を刺激せず、かつ該有効成分を微細な粒子として分散させ吸収を容易にさせる担体等を用いて調製する。担体として具体的には乳糖、グリセリン等が例示される。該有効成分および用いる担体の性質により、エアロゾル、ドライパウダー等の製剤が可能である。また、これらの非経口剤においても経口剤で添加剤として例示した成分を添加することもできる。
投与量または投与回数は、目的とする治療効果、投与方法、治療期間、年齢、体重等により異なるが、通常成人１日当たり１０μｇ／ｋｇ〜８ｍｇ／ｋｇである。
９．本発明の分化誘導剤とその利用
（１）本発明の分化誘導剤
本発明の分化誘導剤としては、上記４に記載の方法によって取得された溶液上記６および７に記載の因子、該因子を構成するポリペプチドをコードするＤＮＡ、該ＤＮＡを含有する組換えベクター、該ベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体、またはＷｎｔアンタゴニストを有効成分として含有するものであれば、いずれの態様でもよい。
上記４に記載の方法によって取得された溶液としては、胚性幹細胞を分化誘導することが可能な培地、ＳＤＩＡ活性を有する溶液などがあげられる。
因子としては、上記６または７に記載されたＳＤＩＡ活性を有する物質であればいかなるものでもよいが、具体的には、配列番号７または８で表されるアミノ酸配列を有するポリペプチド、配列番号７または８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチド、配列番号７または８で表されるアミノ酸配列と６０％以上の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドなどがあげられる。
因子を構成するポリペプチドをコードするＤＮＡとしては、例えば上述の配列番号７または８で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡ、配列番号９または１０で表される塩基配列を有するＤＮＡなどがあげられる。
ＤＮＡを含有する組換えベクターとしては、ヒト細胞、好ましくはストローマ細胞に導入可能なベクターであれば、いかなるベクターでもよい。
上述の組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体としては、本発明の胚性幹細胞を分化誘導する方法に使用可能なものであればいかなるものでもよい。
Ｗｎｔアンタゴニストとしては、ＷｎｔとＷｎｔ受容体との結合を阻害する作用を有する物質であればいかなるものでもよいが、具体的にはＳＦＲＰなどがあげられる。
外胚葉細胞から表皮系細胞への分化誘導剤としては、ＢＭＰ４を含むことが好ましい。
（２）本発明の分化誘導剤の利用
本発明の分化誘導剤は、上記８に記載したように、外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患の治療薬として用いることができる。また、上記１（７）に記載した胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する方法に用いることができる。
１０．本発明の分化誘導法、細胞および分化誘導剤の利用
（１）本発明の分化誘導方法を利用した物質の評価またはスクリーニング方法
本発明の、胚性幹細胞を外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞へ分化誘導する培養方法は、これら細胞の分化過程あるいは細胞の機能調節における生理活性物質（例えば、薬物）や機能未知の新規遺伝子産物などの薬理評価および活性評価に有用である。また、特定の遺伝子を改変した胚性幹細胞を用いることにより、胚性幹細胞が外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞へ分化していく過程における、該遺伝子の機能評価にも有用である。
本発明の培養法の利用方法としては、例えば、以下のものがあげられる。
本発明の分化誘導方法を用いることにより、培地中に添加した被験物質の外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞への分化の過程、または外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞の機能調節に及ぼす影響を評価することができる。被験物質としては、培養系に加えることができるものであればどのようなものでもよく、例えば、低分子化合物、高分子化合物、有機化合物、無機化合物、蛋白質、遺伝子、ウイルス、細胞などがあげられる。遺伝子を除く被験物質は、培養培地中に直接添加すればよい。
遺伝子を効率的に培養系に導入する方法としては、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、単純ヘルペスウイルス、レンチウイルス等のウイルスベクターに乗せて培養系に添加する方法、またはリポソームなどの人工的なベジクル構造に封入して培養系に添加する方法などがあげられる。その具体的例としては、組換えウイルスベクターを用いた遺伝子解析に関する報告（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９２，６７３３（１９９５）；Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．，１８，３５８７（１９９０）；Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．，２３，３８１６（１９９５））をあげることができる。
これらの被験物質は、上記分化誘導法における培養系にどのような時期でも添加することができ、例えば、幹細胞が外胚葉細胞へ分化する過程に対する作用を評価したい場合には比較的培養の初期に、外胚葉細胞から外胚葉由来の細胞に分化する過程に対する作用を評価したい場合には比較的培養の後期に被験物質を添加することで評価することができる。培養系において分化の程度を判断するには、胚性幹細胞から分化の結果生じる各種分化細胞のマーカー蛋白質の発現を調べることで把握することができる。被験物質の評価あるいはスクリーニングは、所定時間の培養後、例えば、外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞への分化効率の質的または量的な変化を測定することで行なうことができる。質的な変化の測定方法としては、具体的には、ｖａｎ Ｉｎｚｅｎらが胚性幹細胞から分化誘導した神経細胞を用いて活動電位を測定した例があげられる（Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ．，１３１２，２１（１９９６））。
（２）本発明の細胞を含有する医薬
本発明の、胚性幹細胞から分化誘導した外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞は、外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患の治療薬として用いることができる。
外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患としては、神経系細胞の障害に基づく疾患あるいは表皮系細胞の障害に基づく疾患があげられる。
神経系細胞の障害に基づく疾患としては、アルツハイマー病、ハンチントン舞踏病、パーキンソン病、虚血性脳疾患、てんかん、脳外傷、脊椎損傷、運動神経疾患、神経変性疾患、網膜色素変性症、内耳性難聴、ダウン症候群、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、神経毒物の障害に起因する疾患などが、表皮系細胞の障害に基づく疾患としては、火傷、外傷、創傷治癒、床擦れ、乾せんなどがあげられる。
外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患の治療薬としては、移植医療に利用可能な、障害を受けた細胞の機能と同じ機能を有する細胞、障害を受けた細胞の前駆細胞、障害を受けた細胞の機能を代償する細胞、障害を受けた細胞の再生を促進する機能を有する細胞が用いられる。
本発明の治療薬は、本発明の方法を用いることにより、胚性幹細胞より分化誘導した外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞を精製することにより製造できる。
本発明の治療薬は、移植医療の目的に用いられるため、血清やウイルス等の不純物の混入が無いことが求められる。本発明の方法によれば、無血清培養条件下で、また、非生理的な濃度のレチノイン酸等の分化誘導剤を用いる必要もなく、外胚葉および外胚葉由来の細胞を分化誘導することができ、移植医療の目的に適している。
細胞の精製方法は、公知となっている細胞分離精製の方法であればいずれも用いることができるが、その具体的例として、アンチボディイズ（Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ，Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｃｈａｐｔｅｒ １４（１９８８））、モノクローナルアンチボディイズ（Ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ，Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ａｃａｄ．Ｐｒｅｓｓ（１９９３））、アンチボディイエンジニアリング（Ａｎｔｉｂｏｄｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ ａｔ Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９６））、Ｉｎｔ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．，１０，２７５，（１９９８）、Ｅｘｐ．Ｈｅｍａｔｏｌ．，２５，９７２，（１９９７）等に述べられているフローサイトメーターを用いた方法、モノクローナルアンチボディイズ（Ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ，Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ａｃａｄ．Ｐｒｅｓｓ（１９９３））、アンチボディイエンジニアリング（Ａｎｔｉｂｏｄｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ ａｔ Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９６））、Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．，１４１，２７９７，（１９８８）等に述べられているパニング法、組織培養の技術（第三版），朝倉書店（１９９６）等に記載のショ糖濃度の密度差を利用した細胞分画法をあげることができる。
本発明の分化細胞の純度を高める方法は、上述のような胚性幹細胞を分化誘導して得られた外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞を、抗癌剤を含む培地中で培養する工程を含む。これにより、未分化な状態の細胞を除去することができ、より純度の高い分化細胞を得ることが可能で、医薬としてより好適となる。即ち、抗癌剤で処理することにより、目的とする分化細胞以外の細胞、例えば未分化な細胞を除去することができる。こうのような未分化な細胞は奇形腫瘍テラトーマの原因になることが危惧されるが、抗癌剤で処理することでその危険性を回避できる。
ここで、抗癌剤としては、マイトマイシンＣ、５−フルオロウラシル、アドリアマイシン、アラＣまたはメトトレキセートなどがあげられる。これら抗癌剤は、分化誘導した細胞よりも未分化な状態の細胞に、より細胞毒性を示す濃度で用いることが好ましい。例えば、これら抗癌剤を生体に用いる日本薬局方記載の濃度の１００分の１〜１倍の濃度が望ましい。
胚性幹細胞を分化誘導して得られた外胚葉細胞あるいは外胚葉由来の細胞を、抗癌剤を含む培地中で培養する工程とは、具体的には、前日に培地交換を行った培養系に、適切な濃度の抗癌剤（例えば、１〜１００μｇ／ｍｌ、好ましくは１０μｇ／ｍｌのマイトマイシンＣ）を添加し、５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターで、３７℃で数時間、好ましくは２〜３時間培養する方法をあげることができる。
ここで使用する培地としては、分化誘導した細胞を培養することが可能な培地であればいかなるものも用いることができる。具体的には、上記２に記載の培地等をあげることができる。
本発明の治療薬は、上記の細胞（外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞）に、薬理学的に許容される生理食塩水、添加剤および／または培地を含んでも構わないが、移植医療の目的に用いられるため、血清やウイルス等の不純物の混入が無いことが好ましい。本発明によれば、無血清培養条件下で、また、非生理的な濃度のレチノイン酸等の分化誘導剤を用いる必要もなく、胚性幹細胞より外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞を分化誘導することができ、移植医療に有用である。
移植医療においては、組織適合性抗原の違いによる拒絶がしばしば問題となるが、上記３（２）に記載の体細胞の核を核移植した胚性幹細胞あるいは上記３（３）に記載の染色体上の遺伝子を改変した胚性幹細胞を用いることで克服できる。
また、上記３（２）に記載の体細胞の核を核移植した胚性幹細胞を分化誘導することで、体細胞の提供した個人の外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞を得ることができる。このような個人の細胞は、その細胞自身が移植医療として有効のみならず、既存の薬物がその個人に有功か否かを判断する診断材料としても有用である。さらに、分化誘導した細胞を長期に培養することで酸化ストレスや老化に対する感受性の判定が可能であり、他の個体由来の細胞と機能や寿命を比較することで神経変性疾患等の疾患に対する個人のリスクを評価することができ、それら評価データは将来の発病率が高いと診断される疾患の効果的な予防法を提供するために有用である。
移植の方法としては、対象となる疾患に適した方法であればいずれの方法も用いることができ、疾患ごとにそれぞれの疾患に適した公知の方法が知られている。例えば、疾患患者より胚性幹細胞を取得し、該胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞を分化誘導させたのちに、患者の疾患部位に移植することにより疾患を治療できる。具体的に、パーキンソン病患者に対する中絶胎児の脳細胞を移植する方法としては、Ｎａｔｕｒｅ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２，１１３７（１９９９）等に記載の方法があげられる。
以下の実施例により本発明をより具体的に説明するが、実施例は本発明の単なる例示を示すものにすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
発明を実施するための最良の形態
実施例１
ストローマ細胞からのＳＤＩＡ活性因子の回収：
ストローマ細胞に存在するＳＤＩＡ活性因子の、溶液中への回収を試みた。
胚性幹細胞であるＥＳ細胞ＥＢ５（Ｈ．Ｎｉｗａら、Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔ．，２４，３７２，（２０００）；大阪大学医学部分子制御医学講座 丹羽仁史博士より恵与された）とストローマ細胞であるＭＣ３Ｔ３−Ｇ２／ＰＡ６細胞（Ｈ．Ｋｏｄａｍａら、Ｊ．Ｃｅｌｌ Ｐｈｙｓｉｏｌ．，１１２，８９（１９８２）、以下、「ＰＡ６細胞」と略す）、ＥＳ細胞ＥＢ５の培養は参考例１に記載の方法に従って行い、本試験に供した。
直径１０ｃｍのディッシュ上ほぼコンフルエントにまで培養したＰＡ６を、１０ｍｌのＰＢＳ（−）（インビトロジェン社製）で２回、１０ｍｌのハンクス平衡塩溶液（インビトロジェン社製）で１回洗浄後、０．００１％（ｗ／ｖ）〜０．１％（ｗ／ｖ）のヘパリン（ナカライ社製）を含むハンクス平衡塩溶液３ｍｌを加えて３７℃で３０分間放置した後溶液を回収した。得られた溶液を、上記と同様に洗浄した１０ｃｍディッシュ上のＰＡ６に加え、同様に３７℃で３０分間放置した後溶液を回収した。さらにこの操作をもう一枚の１０ｃｍディッシュ上のＰＡ６に対して行って回収した溶液について、ＥＳ細胞への効果を検討した。この時、ヘパリンを含まないハンクス平衡塩溶液を用いて同様に回収した溶液を陰性対照とした。
上記で得た溶液と、参考例１に記載の方法により無血清培地を用いて単一細胞状態に調整したＥＳ細胞ＥＢ５を含む溶液を１：２の割合で混合し、これをゼラチンコートを施したプラスチック培養器に１，２５０細胞／ｃｍ２の細胞密度で播種して、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて１４日間培養した。
培養後の細胞を４％パラフォルムアルデヒド溶液により固定し、汎神経マーカーであるＮＣＡＭに対する抗体（Ｃｈｅｍｉｃｏｎ社製）、神経特異的なマーカーであるクラスＩＩＩβチューブリンに対する抗体（Ｂａｂｃｏ社製）、神経前駆細胞特異的なマーカーであるネスチンに対する抗体（Ｐｈａｒｍｉｎｇｅｎ社製）を用いて、Ｕｓｉｎｇ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９９）に記載の方法に従って免疫染色を行った。
得られたコロニーのうち任意に１００以上のコロニーを選び神経マーカーを発現する割合を算定した結果、第１図に示すとおり、陰性対照であるヘパリンを含まないハンクス平衡塩溶液にて回収した溶液を添加した場合、クラスＩＩＩβチューブリンを発現するコロニーの割合は９．９％（ｎ＝１０１）だったのに対し、０．００１％（ｗ／ｖ）のヘパリンを含むハンクス平衡塩溶液にて回収した溶液を添加した場合では、６８％（ｎ＝２５６）と有意に上昇した（第１図）。従って、ヘパリンを含むハンクス平衡塩溶液によって、ＳＤＩＡ活性因子を溶液中に回収できることが明らかとなった。
実施例２
ＳＤＩＡ活性因子の回収が可能なポリアニオン化合物の選択：
実施例１に記載したＳＤＩＡ活性因子の回収法において、ヘパリン以外に活性の回収が可能な化合物を探索した。ヘパリンの代わりに、０．００１％（ｗ／ｖ）デキストランスルフェート（シグマ社製）、０．００１％（ｗ／ｖ）ポリビニルスルフェート（シグマ社製）、０．００１％（ｗ／ｖ）ポリスチレンスルホン酸（東ソー社製）、０．１％（ｗ／ｖ）カルボキシメチルセルロース（和光純薬社製）、０．１％（ｗ／ｖ）ヒアルロン酸（紀文ケミカルフーズ社製）を含むハンクス平衡塩溶液を用いて、実施例１に記載の方法により溶液を回収し、ＥＳ細胞への効果を検討した。この時、これら化合物を含まないハンクス平衡塩溶液を用いて同様に回収した溶液を陰性対照とした。
得られたコロニーのうち任意に１００以上のコロニーを選び神経マーカーを発現する割合を算定した結果、第２図に示すとおり、クラスＩＩＩβチューブリンを発現するコロニーの割合が、陰性対照（１０．２％，ｎ＝１１８）に比べて、デキストランスルフェート（６７．２％，ｎ＝２３８）、ポリビニルスルフェート（５４．８％，ｎ＝１５５）、ポリスチレンスルホン酸（４８．７％，ｎ＝２２９）、カルボキシメチルセルロース（３４．６％，ｎ＝３５８）、およびヒアルロン酸（１９．８％，ｎ＝３７２）を用いた場合有意に上昇した。従って、デキストランスルフェート、ポリビニルスルフェート、ポリスチレンスルホン酸、カルボキシメチルセルロース、ヒアルロン酸等のポリアニオン化合物を用いることによってＳＤＩＡ活性因子を回収できることが明らかとなった。
実施例３
回収したＳＤＩＡ活性因子を含む溶液の培養器表面への固定：
溶液中に回収したＳＤＩＡ活性因子の、培養器表面への固定を試みた。
無処理ポリスチレン製２４穴細胞培養ディッシュをＰＡ−３００ＡＴ型プラズマ処理装置（大熊エンジニアリング社製）の反応器内に加え、５Ｐａの酸素雰囲気下でプラズマ処理を３０秒間行った。処理後直ちに空気中へ取り出し、各穴へ２％のポリエチレンイミン溶液（シグマ社製）を４００μｌ加えて５分間静置後上清を吸引し、６０℃で６時間乾燥させるとともに、ポリエチレンイミンをポリスチレン表面に固定化した。この操作の後、５０℃の水中に３０分間浸漬することで、表面に固定化されていないポリエチレンイミンを除去した。ポリエチレンイミンを固定化した２細胞培養ディッシュの各穴に、実施例１に記載の方法により０．００１％（ｗ／ｖ）ヘパリン溶液を用いて回収したＳＤＩＡ活性因子を含む溶液を１．５ｍｌ入れ３７℃で２４時間放置することで、ＳＤＩＡ活性因子を培養ディッシュの表面に固定化した。この時、陰性対照として、ヘパリンを含まないハンクス平衡塩溶液を用いて回収した溶液も同様に固定した。
以上のようにＳＤＩＡ活性因子を固定化した培養ディッシュ上に、参考例１に記載の方法により単一細胞状態に調製したＥＳ細胞ＥＢ５を１．２５０細胞／ｃｍ２の細胞密度で播種し、実施例１に記載の方法と同様に培養した。
得られたコロニーのうち任意に１０以上のコロニーを選び神経突起を有する割合を算定した結果、第３図に示すとおり、陰性対照の場合０％（ｎ＝１３）だったのに対し、ヘパリンによって回収したＳＤＩＡ活性因子を含む溶液をコートした培養器上では１４．７％（ｎ＝５６）と有意に上昇した。従って、ＳＤＩＡ活性因子を本法により培養器表面に固定できることが明らかとなった。
実施例４
ＳＤＩＡ活性を有する蛋白質の同定：
実施例１に示したように、ＰＡ６細胞に０．００１％ヘパリンを含むハンクス平衡塩溶液とヘパリンを含まない溶液を加えて、ＳＤＩＡ活性を含む溶液と、ＳＤＩＡ活性を含まない溶液とを取得した。２００μＬの各溶液に１００％（ｗ／ｖ）トリクロロ酢酸溶液（ナカライタスク社製）を２２μＬ添加した後、氷上で３時間放置した。１８８００ｇで２０分間遠心分離後、上清を取り除き、残渣を２％ＳＤＳおよび５％ ２−メルカプトエタノールを含む６２．５ｍｍｏｌ／Ｌ トリス塩酸緩衝液（ｐＨ６．８）に溶解した。各サンプルを分子量マーカーと共に１２．５％ＳＤＳ−ＰＡＧＥに供し、メーカー推奨の方法に従いＳＹＰＲＯ−Ｒｕｂｙ（ＢｉｏＲａｄ社製）で蛍光染色した。染色後のゲルはＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｉｍａｇｅｒ ＦＸ（ＢｉｏＲａｄ社、励起波長５３２ｎｍ、５５５ｎｍ ｌｏｎｇｐａｓｓフィルター）を使用して泳動像を取得した（第４図、レーン１〜３）。
レーン２および３の泳動パターンを１次元電気泳動解析ソフトウェアＱｕａｎｔｉｔｙ Ｏｎｅ（ＢｉｏＲａｄ社製）で比較することにより、第４図において矢印で示した分子量約３８ｋＤａのバンドがＳＤＩＡ活性を含む溶液（レーン２）に多く存在することが判明した。このバンドをゲルより切り出した後、２５ｍｍｏｌ／Ｌ ＮＨ４ＨＣＯ３中で２５ｎｇのＳｅｑｕｅｎｃｉｎｇ Ｇｒａｄｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｔｒｙｐｓｉｎ（プロメガ社製）と共に３７℃で１４時間反応させた。トリプシン消化によって生じたペプチド断片は逆相ＨＰＬＣ（Ｍａｇｉｃ Ｃ１８カラム、Ｍｉｃｒｏｍ ＢｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅｓ社製）を用いて、０．１％ギ酸を含む５−６０％のアセトニトリル直線濃度勾配によって分離し、イオントラップ型質量分析計ＬＣＱ（サーモクエスト社製）によってペプチドを検出した。検出したペプチドの質量数（ＭＳ）およびコリジョンガスによってペプチド結合部分を開裂させて得た質量数（ＭＳ／ＭＳ）の値は、ＭＡＳＣＯＴソフトウェア（Ｍａｔｒｉｃｓ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ社製）を用いて、蛋白質データベースに対して検索した結果、マウス由来のＳＦＲＰ１と同定した。
さらに上述したＳＤＩＡ活性を含む溶液とＳＤＩＡ活性を含まない溶液のトリクロロ酢酸沈澱物は１２．５％ＳＤＳ−ＰＡＧＥを行った後にＰＶＤＦ膜へ電気的に転写し、５％スキムミルク溶液でブロッキングの後、抗ＳＦＲＰ１ポリクローナル抗体ＦＲＰ−１（Ｈ−９０）（Ｓａｎｔａｃｒｕｚ社製）とＨＲＰ標識抗ウサギＩｇＧ抗体（アマシャムバイオサイエンス社製）を用いたウェスタンブロッティングを行った。検出はＥＣＬウェスタンブロッティング検出システム（アマシャムバイオサイエンス社製）を用いて実施した（第４図、レーン４および５）。その結果、ＳＤＩＡ活性を含む溶液（レーン４）のみにＳＦＲＰ１を検出した。
また、上述のＳＤＩＡ活性を含む溶液を、抗ＳＦＲＰ１ポリクローナル抗体ＦＲＰ−１（Ｈ−９０）を結合させたプロテインＧセファロース担体と４℃で１５時間反応させ、溶液中のＳＦＲＰ１を除去したサンプルを取得し、実施例１で述べた方法によりＳＤＩＡ活性を評価したところ、未処理のＳＤＩＡ活性を含む溶液と比較してＳＤＩＡ活性の減弱が認められた。従って、ＳＦＲＦ１はＳＤＩＡ活性を有する蛋白質であることが明らかとなった。
参考例１
胚性幹細胞のドーパミン作動性神経細胞への分化：
ＰＡ６細胞またはマウス胎児初代培養繊維芽細胞（ＭＥＦ細胞）との共培養を行なった。
ＥＳ細胞ＥＢ５は未分化特異的プロモーター（Ｏｃｔ３プロモーター；Ｅ．Ｐｉｋａｒｓｋｙら、Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．，１４，１０２６（１９９４））下に薬剤耐性遺伝子Ｂｌａｓｔｏｃｉｄｉｎｅ−Ｒが発現するように遺伝子導入されており、Ｂｌａｓｔｏｃｉｄｉｎｅ ２０μｇ／ｍｌを添加して培養することで、未分化なＥＳ細胞のみを選択し、培養維持することができる。本発明で用いたＥＳ細胞ＥＢ５は、試験期間中、Ｂｌａｓｔｏｃｉｄｉｎｅ ２０μｇ／ｍｌを添加した培地中で生存し、未分化な状態を保っていることを確認して用いた。
ＥＳ細胞ＥＢ５は、Ｄｕｌｂｅｃｃｏ ＭＥＭ培地に１０％の牛胎児血清（Ｆｅｔａｌ Ｂｏｖｉｎｅ Ｓｅｒｕｍ，ＥＳ Ｃｅｌｌ−Ｑｕａｌｉｆｉｅｄ；ライテックオリエンタル株式会社製）、２ｍＭグルタミン、１００μＭ ＭＥＭ Ｎｏｎ−Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ溶液、５０Ｕ／ｍｌペニシリン、５０Ｕ／ｍｌストレプトマイシン、１００μＭ ２−メルカプトエタノール、および１，０００ Ｕ／ｍｌ ＬＩＦ（ＥＳＧＲＯ Ｍｕｒｉｎｅ ＬＩＦ；ライテックオリエンタル株式会社製）を加えた培地を用い、ゼラチンコートしたプラスチック培養皿上でマニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアルに記載の方法に従って未分化な形質を保ちながら培養した。
ＰＡ６細胞は、１０％牛胎児血清（ＧＩＢＣＯ−ＢＲＬ社製）を含むα−ＭＥＭ培地を用い、児玉らの方法（Ｈ．Ｋｏｄａｍａら、Ｊ．Ｃｅｌｌ Ｐｈｙｓｉｏｌ．，１１２，８９（１９８２））に従って培養した。
ＭＥＦ細胞は、Ｄｕｌｂｅｃｃｏ ＭＥＭ培地に１０％の牛胎児血清（Ｆｅｔａｌ Ｂｏｖｉｎｅ Ｓｅｒｕｍ，ＥＳ Ｃｅｌｌ−Ｑｕａｌｉｆｉｅｄ；ライテックオリエンタル株式会社製）、２ｍＭグルタミン、５０Ｕ／ｍｌペニシリンおよび５０Ｕ／ｍｌストレプトマイシンを加えた培地を用い、マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアルに記載の方法に従って調製し、培養した。
単一細胞状態としたＥＳ細胞と、ＰＡ６細胞またはＭＥＦ細胞とを共培養することで、ＥＳ細胞を分化誘導させた。
単一細胞状態としたＥＳ細胞ＥＢ５の調製は、以下のように行った。
培地交換を行い３０％コンフルエント状態にまでＥＳ細胞ＥＢ５を増殖させた。培地を除き、ＰＢＳ（−）を用いて２回洗浄した後、１ｍＭ ＥＤＴＡおよび０．２５％トリプシンを含むＰＢＳ（−）を加え３７℃で２０分間培養した。該培養液を、Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地に１０％ＫＮＯＣＫＯＵＴ ＳＲ（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）、２ｍＭグルタミン、１００μＭ ＭＥＭ Ｎｏｎ−Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ溶液、１ｍＭピルビン酸、５０Ｕ／ｍｌペニシリン、５０Ｕ／ｍｌストレプトマイシンおよび１００μＭ ２メルカプトエタノールを加えた培地（以下、「無血清培地」と略す）に懸濁した。該懸濁液を、４℃、２００×ｇで５分間遠心分離を行ない、沈殿した細胞を再び無血清培地に懸濁することで単一細胞状態としてＥＳ細胞ＥＢ５を調製した。
ＰＡ６細胞またはＭＥＦ細胞は、あらかじめ培地交換を行ない細胞密度がほぼコンフルエント状態にまで達した細胞を、ＰＢＳ（−）で２回洗浄後、上述の無血清培地を加えることでフィーダー細胞として調製した。
調製したＰＡ６細胞が培養されている培養器に、単一細胞状態に調製したＥＳ細胞ＥＢ５を１０〜１００細胞／ｃｍ２の細胞密度で播種し、４日目、６日目、７日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて８日間培養した。コントロールとしてゼラチンコートしただけの培養器に上記のＥＳ細胞を同様に播種し同様に培養した。
８日間共培養後、培養器内の培地を除き、４％パラフォルムアルデヒド溶液を加え３０分間固定した。固定した細胞を、代表的な神経マーカーであるＮＣＡＭに対する抗体（Ｃｈｅｍｉｃｏｎ社製、以下、「抗ＮＣＡＭ抗体」と略す）、神経特異的なマーカーであるクラスＩＩＩβチューブリンに対する抗体（Ｂａｂｃｏ社製、以下、「抗チューブリン抗体」と略す）、神経前駆細胞特異的なマーカーであるネスチンに対する抗体（Ｐｈａｒｍｉｎｇｅｎ社製、以下、「抗ネスチン抗体」と略す）を用い、Ｕｓｉｎｇ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９９）に記載の方法に従って免疫染色を行なった。
上記と同様の方法で、ＰＡ６細胞とＥＳ細胞ＥＢ５とを１０日間共培養した。培養器内の細胞を固定後、ドーパミン作動性神経のマーカーであるチロシン水酸化酵素に対する抗体（Ｃｈｅｍｉｃｏｎ社製）、コリン作動性神経のマーカーであるＶＡｃｈＴに対する抗体（Ｃｈｅｍｉｎｃｏ社製）、ＧＡＢＡ作動性神経のマーカーであるＧＡＤに対する抗体（Ｃｈｅｍｉｃｏｎ社製）、セロトニン作動性神経のマーカーであるセロトニンに対する抗体（Ｄｉａ Ｓｏｒｉｎ社製）あるいはノルアドレナリン神経マーカーであるドーパミンβ水酸化酵素に対する抗体（ＰＲＯＴＯＳ Ｂｉｏｔｅｃｈ社製）を用いて免疫染色を行った。
培養器として組織培養用３ｃｍデッシュ（プラスチック製、ＦＡＬＣＯＮ社製）を用い、１）ＰＡ６細胞をフィーダー細胞として調製したデッシュ、２）ＭＥＦ細胞をフィーダー細胞として調製したデッシュ、３）ゼラチンコートしただけのデッシュのそれぞれに、２００個のＥＳ細胞ＥＢ５を播種し培養した結果を図に示した。
単一細胞状態で播種されたＥＳ細胞ＥＢ５は互いに凝集することなくフィーダー細胞あるいはデッシュ表面に付着し、細胞分裂を繰り返しコロニーを形成した（以下、「ＥＳ細胞由来のコロニー」あるいは単に「コロニー」という）。
第５図はＰＡ６細胞との共培養の結果、出現したコロニーを（Ａ）抗ＮＣＡＭ抗体、（Ｂ）抗チューブリン抗体、（Ｃ）抗ネスチン抗体で染色した結果を示した。
第６図はＭＥＦ細胞との共培養の結果、出現したコロニーを抗ＮＣＡＭ抗体で染色した結果を示した。
第７図はＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーをチロシン水酸化酵素に対する抗体（以下、「抗チロシン水酸化酵素抗体」と略す）で染色した結果を示した。
第８図はＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーの中で各種マーカー陽性のコロニーの割合を経時的に示した。コロニーの割合は、上述の１）、２）、３）のそれぞれの条件で共培養を行ったデッシュを１６０枚づつ用意し、出現した全てのコロニーの染色強度を顕微鏡で観察することによって算出した。
条件１）のＰＡ６細胞をフィーダー細胞として調製した共培養系ではＥＳ細胞ＥＢ５由来のコロニーの９０％（ｎ＝１６０）は第５図Ａに示すようにＮＣＡＭ強陽性であった。それらのコロニーでは抗チューブリン抗体（第５図Ｂ）、抗ネスチン抗体（第５図Ｃ）とも染色陽性であった。一方、条件２）のＭＥＦ細胞との共培養では有意な神経マーカーの出現は認められなかった（第６図）。ゼラチンコートした培養器上で培養したコロニーも、条件２）のＭＥＦ細胞との共培養で出現したコロニーと同様の染色結果であった。条件１）のＰＡ６細胞をフィーダー細胞として調製した共培養系では抗チロシン水酸化酵素抗体に陽性のＥＳ細胞由来のコロニーが高頻度に出現した（８９％）（第７図）。ＰＡ６細胞とＥＳ細胞ＥＢ５との共培養の結果、経時的には第８図に示すように、共培養開始３日後からネスチン陽性のコロニーが、４日後からチューブリン陽性のコロニーが出現している。また、チロシン水酸化酵素陽性のコロニーは５日後から出現し、１０日後でピークに達した。この間、ノルアドレナリン神経マーカーであるドーパミンβ水酸化酵素に対する抗体による免疫染色は陰性であった。１０日後におけるコリン作動性神経のマーカーであるＶＡｃｈＴ陽性のコロニーは５％，ＧＡＢＡ作動性神経のマーカーであるＧＡＤに陽性のコロニーは１５％，セロトニンに陽性のコロニーは４％であった。
なお、ＥＳ細胞として代表的な１２９系マウス由来のＣＣＥ細胞（Ｍ．Ｒ．Ｋｕｅｈｎら、Ｎａｔｕｒｅ，３２６，２９５（１９８７）；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）を用いた共培養の場合にも上記と同様の結果が得られた。
参考例２
胚性幹細胞の非神経系外胚葉細胞への分化：
参考例１に記載の無血清培地に、０．５ｎｍｏｌ／ｌのＢＭＰ４（Ｒ＆Ｄ社製）を添加した培地を作製した。作製したＢＭＰ４添加無血清培地を参考例１で用いた無血清培地の代わりに用い、参考例１に記載した方法に従ってＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞の共培養を行なった。８日間の培養後、抗ＮＣＡＭ抗体、抗ネスチン抗体および非神経外胚葉細胞マーカーであるＥカドヘリンに対する抗体（宝酒造社製）を用いて細胞免疫染色を行なった。コントロールとして、ＢＭＰ４未添加無血清培地を用いて共培養を行った。結果を第９図Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに示した。
また、ＢＭＰ４添加無血清培地を用いて８日間培養した後、１０％牛胎児血清（ＧＩＢＣＯＢＲＬ社製）を含むＧｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地に交換し、さらに３日間培養した。培養細胞を４％パラフォルムアルデヒド溶液を加えて３０分間固定し、皮膚表皮細胞マーカーであるケラチン１４に対する抗体（Ｂｉｏｍｅｄｉａ社製）を用いて、細胞の免疫染色を行なった結果を、牛血清未添加培地を用いてさらに３日間培養した場合と比較して第９図Ｇ、Ｈ、Ｉに示した。
参考例１に示したように、ＢＭＰ４未添加培地を用いた場合、ＥＳ細胞由来のコロニーは抗ＮＣＡＭ抗体強陽性（第９図Ａ）、抗ネスチン抗体強陽性（第９図Ｂ）であった。それに対し、Ｅカドヘリン陽性のコロニーは少数（１８％）であった（第９図Ｃ）。一方、ＢＭＰ４添加無血清培地を用いた培養ではＥＳ細胞由来のコロニーは抗ＮＣＡＭ抗体陰性（第９図Ｄ）、抗ネスチン抗体陰性（第９図Ｅ）であったが、Ｅカドヘリン陽性のコロニーが高頻度に（９８％）出現した（第９図Ｆ）。ケラチン１４陽性のコロニーは、ＢＭＰ４未添加培地を用いた場合全く出現しなかった（第９図Ｇ）が、ＢＭＰ４添加無血清培地を用いた培養では３４％の頻度で出現した（第９図Ｈ）。ＢＭＰ４添加無血清培地を用いて８日間培養した後、１０％牛胎児血清を含むＧｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地を用いてさらに３日間培養したものでは、ケラチン１４陽性のコロニーの頻度（４７％）もコロニーのサイズも共に有意に増加した（第９図Ｉ）。
なお、ＥＳ細胞として代表的な１２９系マウス由来のＣＣＥ細胞（Ｍ．Ｒ．Ｋｕｅｈｎら、Ｎａｔｕｒｅ，３２６，２９５（１９８７）；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）を用いた共培養の場合にも上記と同様の結果が得られた。
参考例３
胚性幹細胞をドーパミン作動性神経細胞へ分化させる活性を有するストローマ細胞の選択：
ＰＡ６細胞、ＭＥＦ細胞、ＳＴＯ細胞、ＮＩＨ／３Ｔ３細胞、ＯＰ９細胞、ＣＨＯ細胞、ＭＤＣＫ細胞、３Ｙ１細胞あるいはＣＯＳ細胞（以下、「各種細胞」と呼ぶ）とＥＳ細胞ＥＢ５との共培養を行なった。
ＳＴＯ細胞はＥｖａｎｓらが記載している方法（Ｍ．Ｊ．Ｅｖａｎｓら、Ｎａｔｕｒｅ，２９２，１５４（１９８１））に従って培養した。ＮＩＨ／３Ｔ３細胞はＪａｉｎｃｈｉｌｌらが記載している方法（Ｊ．Ｌ．Ｊａｉｎｃｈｉｌｌら、Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．，４，５４９（１９６９））に従って培養した。ＯＰ９細胞は仲野らが記載している方法（Ｔ．Ｎａｋａｎｏら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２７２，７２２（１９９６））に従って培養した。ＣＨＯ細胞はＰｕｃｋらが記載している方法（Ｔ．Ｔ．Ｐｕｃｋら、Ｊ．Ｅｘｐ．Ｍｅｄ．，１０８，９４５（１９８５））に従って培養した。ＭＤＣＫ細胞はＭｉｓｆｅｌｄｔらが記載している方法（Ｄ．Ｓ．Ｍｉｓｆｅｌｄｔら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，７３，１２１２（１９７６））に従って培養した。３Ｙ１細胞はＳａｎｄｉｎｅｙｅｒらが記載している方法（Ｓ．Ｓａｎｄｉｎｅｙｅｒら、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．，４１，８３０（１９８１））に従って培養した。ＣＯＳ細胞はＧｌｕｚｍａｎが記載している方法（Ｃｅｌｌ，２３，１７５（１９８１））に従って培養した。
参考例１に記載の方法に従って、上述の各種細胞とＥＳ細胞ＥＢ５とを８日間共培養し、抗ＮＣＡＭ抗体で免疫染色し、陽性のＥＳ細胞由来のコロニーの割合を調べた。その結果、ＰＡ６細胞、ＯＰ９細胞、ＮＩＨ／３Ｔ３細胞は、それぞれ９５％、４５％、１０％の陽性率を示し、これら細胞はＥＳ細胞に対して有為な神経分化誘導活性を有することが分かった。一方、他の細胞は有意な神経分化誘導活性を示さなかった。
次に、パラフォルムアルデヒドで固定した上述の各種細胞とＥＳ細胞との共培養を行なった。
あらかじめ培地交換を行ない細胞密度がほぼコンフルエント状態にまで達した各種細胞を、ＰＢＳ（−）で２回洗浄後、４％パラフォルムアルデヒド溶液を加え４℃で３０分間放置することで固定した。固定した細胞をＰＢＳ（−）溶液で数回洗浄することで各種細胞を調製した。
調製した各種細胞をフィーダー細胞として用い、参考例１に記載の方法に従ってＥＳ細胞ＥＢ５との共培養を行なった。パラホルムアルデヒドで固定した細胞を用いた場合、ＰＡ６細胞、ＯＰ９細胞、ＮＩＨ／３Ｔ３細胞、ＭＥＦ細胞、ＳＴＯ細胞との共培養でＥＳ細胞の神経細胞への分化が高率に観察されたが、３Ｙ１細胞、ＣＯＳ細胞、ＭＤＣＫ細胞、ＣＨＯ細胞との共培養では観察されなかった。このことから、一群のストローマ細胞すなわち、ＰＡ６細胞、ＯＰ９細胞、ＮＩＨ／３Ｔ３細胞、ＭＥＦ細胞、ＳＴＯ細胞が神経分化誘導活性を有すること、またその活性がパラホルムアルデヒドで固定しても残存することが分かった。また、ＭＥＦ細胞、ＳＴＯ細胞では、パラホルムアルデヒド処理により神経分化誘導活性を阻害する機構が解除されることが示唆された。
参考例４
ストローマ細胞が有する、胚性幹細胞を神経細胞へ分化させる活性の解析：
ストローマ細胞が有する胚性幹細胞を神経細胞へと分化させる活性を解析するために、多孔性フィルターを介してＥＳ細胞とストローマ細胞との共培養を行なった。
多孔性フィルターとして孔径０．４５μｍの６穴用セルカルチャーインサート（商品番号３０９０、ＦＡＬＣＯＮ社製）を用いた。ＰＡ６細胞をセルカルチャーインサートの中側に培養し、フィルター上に接着したＰＡ６細胞を参考例１に記載の方法に従ってフィーダー細胞として調製した。
ゼラチンコートした６穴カルチャーディッシュ（ＦＡＬＣＯＮ社製）に、参考例１に記載した無血清培地に懸濁したＥＳ細胞ＥＢ５を４００個／穴で播種し、上述のＰＡ６細胞をフィーダー細胞として調製したセルカルチャー・インサートを穴に挿入して培養した。即ち、６穴カルチャーデッシュ上に播種されたＥＳ細胞ＥＢ５と、フィーダー細胞としてセルカルチャー・インサート内に調製されたＰＡ６細胞とをフィルター膜を介して共培養した。培養開始後４日目、６日目、７日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて８日間培養した。８日間共培養後、培地を除き、４％パラフォルムアルデヒド溶液を加え３０分間固定した。固定した細胞を、神経特異的なマーカーであるチューブリンに対する抗体（Ｂａｂｃｏ社製）を用い、Ｕｓｉｎｇ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９９）に記載の方法に従って免疫染色を行なった。チューブリン陽性のコロニーの出現割合をフィルターを介さないで培養した場合として比較して第１０図に示した。
ＰＡ６細胞とＥＳ細胞ＥＢ５とをフィルターを介して共培養した場合（第１０図，フィルター）は２５％のコロニーでチューブリン陽性となった。これはフィルターを介さないで培養した場合（第１０図、ＰＡ６）に比して１／３程度の効率であるが、ＰＡ６細胞なしでゼラチン上で培養した場合（第１０図、ゼラチン；陽性率３％以下）に比して有意に高い神経分化が認められた。
参考例５
ドーパミン作動性神経細胞に分化した胚性幹細胞の脳内移植の解析（その１）：
参考例１に記載の方法に従い、ＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、ＥＳ細胞ＥＢ５をＢＭＰ４未添加無血清培地で１０日間培養した。すなわち、６ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、このフィーダー細胞上にＥＳ細胞ＥＢ５を２０００個／デッシュで播種し、４日目、６日目、８日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて１０日間培養した。
培養の結果分化誘導された細胞を、細胞系譜トレーサーのＤｉＩ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅ社製）を用い、添付資料に従って蛍光標識した。標識後、Ｐａｐａｉｎ Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍキット（Ｗｏｒｔｈｉｎｇｔｏｎ社製）を用い、キット添付書類の方法に従ってパパイン酵素処理を室温で５分間行い、形成されたＥＳ細胞由来の各コロニーをほぼ一塊としてフィーダー細胞から分離した。なお、コロニー内の神経細胞にダメージを与えることを避けるため、分化誘導により形成された各コロニーをできるだけ一塊としてフィーダー細胞から分離し、移植に用いた。
キットに添付のパパイン阻害剤で酵素を失活させた後、１５ｍｌの遠心チューブを用いて３００ｒｐｍで５分間遠心分離し、分化誘導したＥＳ細胞塊を回収した。６ｃｍディッシュ１枚分より回収された分化誘導ＥＳ細胞塊を５μｌのＮ２添加Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地（Ｇｉｂｃｏ Ｌｉｆｅｔｅｃｈ社製）に浮遊させ、下記の移植に用いた。
移植および薬物注入はＣｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ社（１９９９））３．１０に記載の方法に従って行った。定位脳固定装置（ナリシゲ社製）にネンブタールで麻酔したＣ５７ＢＬ／６マウスを固定し、Ｔｈｅ Ｍｏｕｓｅ Ｂｒａｉｎ ｉｎ Ｓｔｅｒｅｏｔａｘｉｃ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ社製（１９９７））に従って線条体を位置同定した。局所のドーパミン神経を破壊するために、６−ｈｙｄｒｏｘｙｄｏｐａｍｉｎｅ（２，４，５−ｔｒｉｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）ｈｙｄｒｏｂｒｏｍｉｄｅ（以下、「６−ＯＨＤＡ」という）をＰＢＳに８ｍｇ／ｍｌで溶解し、これを微小ガラス管を用いて、片側の線条体の吻側と尾側に１個所４μｌずつ計２個所注入した。一部のマウスでは３日後、注入側の錐体外路症状を確認した上で、針先平坦の２６Ｇハミルトンシリンジを用いて同側の線条体中央付近に上述の方法で神経細胞に分化誘導させたＥＳ細胞塊の浮遊液２μｌを４分間かけて注入した。６−ＯＨＤＡ処理より８日後、マウス脳を灌流固定して組織標本を作製し、それを、ドーパミン作動性神経のマーカーであるチロシン水酸化酵素に対する抗体（Ｃｈｅｍｉｃｏｎ社製）とドーパミントランスポーターに対する抗体（Ｃｈｅｍｉｃｏｎ社製）を用いて免疫染色を行った。
ドーパミン神経の破壊のため６−ＯＨＤＡで処理し細胞移植を行わなかった群では、同側の線条体内においてチロシン水酸化酵素およびドーパミントランスポーターを発現している神経組織は正常の４０％以下になっていた（ｎ＝６）。それに対し、分化誘導したＥＳ細胞の移植を行った群ではＤｉＩ標識された移植片を中心に、同側の線条体内におけるチロシン水酸化酵素およびドーパミントランスポーターの発現領域が有為に回復し、全体で７５％程度となり（ｎ＝６）、移植によるドーパミン作動性神経細胞の回復が観察された。
参考例６
ドーパミン作動性神経細胞に分化した胚性幹細胞の脳内移植の解析（その２）：
参考例１に記載した方法に従い、ＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、ＥＳ細胞ＥＢ５をＢＭＰ４未添加無血清培地で８日間培養した。すなわち、６ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、このフィーダー細胞上にＥＳ細胞ＥＢ５を２０００個／デッシュで播種し、４日目、６日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて８日間培養した。
その後さらに、２ｍｍｏｌ／ｌグルタミン、１ｍｍｏｌ／ｌピルビン酸、０．１ｍｍｏｌ／ｌ ＭＥＭ Ｎｏｎ−Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ溶液、０．１ｍｍｏｌ／ｌ ２−メルカプトエタノール、およびＮ２（ＧＩＢＣＯ ＢＲＬ社製、１００倍原液を１００分の１添加）を添加したＧｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地（以下、「Ｎ２添加Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地」と表記する。）を用い４日間培養した。
培養後、マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアルに記載の方法に従い１０μｇ／ｍｌマイトマイシンＣ（ＭＭＣ）を含む培地（上記Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地）で２時間培養を行った。
上記培養の結果分化誘導された細胞を、Ｐａｐａｉｎ Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍキット（Ｗｏｒｔｈｉｎｇｔｏｎ社製）を用い、添付書類の方法に従ってパパイン酵素処理を室温で５分間キット行い、形成されたＥＳ細胞由来の各コロニーをほぼ一塊としてフィーダー細胞から分離した（なお、コロニー内の神経細胞に損傷を与えることを避けるため、分化誘導により形成された各コロニーをできるだけ一塊としてフィーダー細胞から分離した）。コロニーを分離後、コロニーを形成する細胞を細胞系譜トレーサーのＤｉＩ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅ社製）を用い添付資料に従い、５μｇ／ｍｌ ＣＭ−ＤｉＩ、４ｍｇ／ｍｌグルコースを含むＰＢＳ溶液中で室温２０分間反応させることで蛍光標識した。標識後、Ｎ２添加Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地を用いて洗浄し、Ｎ２添加Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地１μｌに約４×１０５個の細胞が含まれるように調製し、下記の移植に用いた。
移植および薬物注入はＣｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ社、１９９９）３．１０に記載の方法に従って行った。定位脳固定装置（ナリシゲ社製）にネンブタールで麻酔したＣ５７ＢＬ／６マウスを固定し、Ｔｈｅ Ｍｏｕｓｅ Ｂｒａｉｎ ｉｎ Ｓｔｅｒｅｏｔａｘｉｃ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ社、１９９７）に従って線条体を位置同定した。局所のドーパミン神経を破壊する６−ＯＨＤＡをＰＢＳに８μｇ／μｌで溶解し、これを微小ガラス管を用いてＴｈｅ Ｍｏｕｓｅ Ｂｒａｉｎ ｉｎ Ｓｔｒｅｏｔａｘｉｃ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ社製、１９９７）に従い片側の線条体に１カ所０．５μｌずつ計３カ所（（Ａ＋０．５，Ｌ＋２．０，Ｖ＋３．０）（Ａ＋１．２，Ｌ＋２．０，Ｖ＋３．０）（Ａ＋０．９，Ｌ＋１．４，Ｖ＋３．０））に注入した。一部のマウスでは３日後、注入側の錐体外路症状を確認した上で、針先平坦の２６Ｇハミルトンシリンジを用いて同側の線条体中央付近（Ａ＋０．９，Ｌ＋２．０，Ｖ＋３．０）に上述の方法で神経細胞に分化誘導させたＥＳ細胞塊の浮遊液１μｌを３分間かけて注入した。対照群には１μｌのＮ２添加Ｇｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地を注入した。６−ＯＨＤＡ処理より１４日後マウス脳を灌流固定し、ドーパミン作動性神経のマーカーであるチロシン水酸化酵素に対する抗体（Ｃｈｅｍｉｃｏｎ社製）とドーパミントランスポーターに対する抗体（Ｃｈｅｍｉｃｏｎ社製）を用いて免疫染色を行った。
ドーパミン神経を破壊する６−ＯＨＤＡで処理し細胞移植を行わなかった群では、同側の線条体内においてチロシン水酸化酵素およびドーパミントランスポーターを発現している神経組織は正常の１５％以下になっていた（ｎ＝５）。それに対し、細胞移植を行った群ではＤｉＩ標識された移植片を中心に、同側の線条体内におけるチロシン水酸化酵素およびドーパミントランスポーターの発現領域が有意に回復し、全体で５０％程度となった（ｎ＝５）。また、移植２週間後においても奇形腫テラトーマの形成は観察されなかった。
参考例７
胚性幹細胞の神経性外胚葉細胞への分化過程の解析：
参考例１に記載の方法に従い、ＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、ＥＳ細胞ＥＢ５をＢＭＰ４未添加無血清培地で８日間培養した。すなわち、３ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダーとして用い、このフィーダー細胞上にＥＳ細胞ＥＢ５を２００個／デッシュで播種し、４日目、６日目、７日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて８日間培養した。
８日間共培養後、参考例１に記載の方法に従って細胞を固定し、抗ＮＣＡＭ抗体、抗クラスＩＩＩβチューブリン抗体、抗ネスチン抗体、プレシナプス特異的なマーカーであるシナプトフィジン（ｓｙｎａｐｔｏｐｈｙｓｉｎ）に対する抗体（Ｓｉｇｍａ社製）、神経上皮細胞（ｎｅｕｒｏｅｐｉｔｈｅｌｉｕｍ）を認識するＲＣ２抗体（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ Ｂａｎｋ社製）、中胚葉細胞を認識するＭＦ２０抗体（ｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ Ｂａｎｋ社製）、同じく中胚葉細胞においてその発現が観察されているＰＤＧＦ受容体αおよびＦｌｋ１に対する抗体（Ｓ．Ｉ．Ｎｉｓｈｉｋａｗａら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１２５，１７４７（１９９８））を用いてＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーの免疫染色を行った。
ＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞の共培養の結果出現したコロニーのほとんどは、参考例１で示した結果同様、抗ＮＣＡＭ抗体で染色された。また、抗体二重染色の結果、抗チューブリン抗体陽性のコロニーは抗シナプトフィジン抗体によって染色され、ネスチン陽性のコロニーは抗ＲＣ２抗体によって染色された。一方、中胚葉細胞のマーカーであるＰＤＧＦ受容体α、Ｆｌｋ１、およびＭＦ２０に対する各種抗体で染色されるコロニーは全コロニー２％以下とほとんど観察されなかった。従って、ＰＡ６細胞との共培養によるＥＳ細胞の神経細胞誘導の過程には中胚葉系細胞の誘導は実質的に伴わないことが示唆された。
なお、ＥＳ細胞として代表的な１２９系マウス由来のＣＣＥ細胞（Ｍ．Ｒ．Ｋｕｅｈｎら、Ｎａｔｕｒｅ，３２６，２９５（１９８７）；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）を用いた共培養の場合にも上記と同様の結果が得られた。
参考例８
胚性幹細胞の非神経性外胚葉細胞への分化過程の解析：
参考例１に記載の無血清培地に０．５ｎｍｏｌ／ｌのＢＭＰ４（Ｒ＆Ｄ社製）を添加した培地を作製した。作製したＢＭＰ４添加無血清培地を参考例１で用いた無血清培地の代わりに用い、参考例１に記載した方法に従ってＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養を行った。すなわち、３ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダーとして用い、このフィーダー細胞上にＥＳ細胞を２００個／デッシュで播種し、４日目、６日目、７日目に新鮮な培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて８日間培養した。
８日間共培養後、参考例１に記載の方法に従って細胞を固定し、抗ＮＣＡＭ抗体、抗Ｅカドヘリン抗体、中胚葉細胞を認識するＭＦ２０抗体（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ Ｂａｎｋ社製）、同じく中胚葉細胞においてその発現が観察されているＰＤＧＦ受容体αおよびＦｌｋ１に対する抗体（Ｓ．Ｉ．Ｎｉｓｈｉｋａｗａら、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，１２５，１７４７（１９９８））を用いてＥＳ細胞とＰＡ６細胞の共培養の結果出現したコロニーの免疫染色を行った。
ＥＳ細胞とＰＡ６細胞をＢＭＰ４添加無血清培地を用い共培養することで、参考例２で示した結果と同様、ＮＣＡＭ陰性Ｅカドヘリン陽性のコロニーが高頻度に出現した。一方、中胚葉細胞のマーカーであるＰＤＧＦ受容体α、Ｆｌｋ１、およびＭＦ２０に対する各種抗体で染色されるコロニーは全コロニーの５％以下とほとんど観察されなかった。従って、ＢＭＰ４存在下、ＰＡ６細胞との共培養によるＥＳ細胞の非神経系外胚葉細胞への誘導の過程には中胚葉系細胞の誘導は実質的に伴わないことが示唆された。
なお、ＥＳ細胞として代表的な１２９系マウス由来のＣＣＥ細胞（Ｍ．Ｒ．Ｋｕｅｈｎら、Ｎａｔｕｒｅ，３２６，２９５（１９８７）；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）を用いた共培養の場合にも上記と同様の結果が得られた。
参考例９
胚性幹細胞から分化誘導された神経細胞コロニーの解析：
参考例１に記載の方法に従い、ＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、ＥＳ細胞ＥＢ５をＢＭＰ４未添加無血清培地で１２日間培養した。すなわち、３ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダーとして用い、このフィーダー細胞上にＥＳ細胞を２００個／デッシュで播種し、４日目、６日目、８日目、１０日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて１２日間培養した。
１０日間共培養後、一部のデッシュの細胞を参考例１に記載の方法に従って固定し、チロシン水酸化酵素、ＶＡｃｈＴ、ＧＡＤ、セロトニンに対する抗体を用いてＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーの免疫染色を行った（ｎ＝２００）。
ＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーのうち、９２％がドーパミン作動性神経細胞のマーカーであるチロシン水酸化酵素陽性、４３％がＧＡＢＡ作動性神経細胞のマーカーであるＧＡＤ陽性、２８％がコリン作動性神経細胞のマーカーであるＶＡｃｈＴ陽性、７％がセロトニン陽性であった。
引き続き、残りのデッシュの培養を続け、１２日間培養後に参考例１に記載の方法に従って細胞を固定し、クラスＩＩＩβチューブリン、ネスチン、チロシン水酸化酵素に対する抗体を用いてＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーの免疫染色を行った。また、コロニーを形成する全細胞の数を測定する為に、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅ社のキットＹＯＹＯ−１を用いた核染色を行った。核染色後、ＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞の共培養の結果出現したコロニー（ｎ＝２０）をランダム選択し、共焦点顕微鏡で観察する事によって染色された細胞数をカウントした（ｎ＝５０５０）。
カウントした全細胞のうち、クラスＩＩＩβチューブリン陽性細胞、ネスチン陽性細胞、チロシン水酸化酵素陽性細胞の割合はそれぞれ、５２±９％、４７±１０％、３０±４％であった。
なお、ＥＳ細胞として代表的な１２９系マウス由来のＣＣＥ細胞（Ｍ．Ｒ．Ｋｕｅｈｎら、Ｎａｔｕｒｅ，３２６，２９５（１９８７）；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）を用いた共培養の場合にも上記と同様の結果が得られた。
参考例１０
胚性幹細胞から分化誘導されたドーパミン作動性神経細胞の解析（その１）：
参考例１に記載の方法によって、胚性幹細胞から分化誘導される神経細胞の性質をより詳細に解析する為に、中脳のドーパミン作動性神経細胞のマーカーであるＮｕｒｒ１（Ｒ．Ｈ．Ｚｅｔｔｅｒｓｔｒｏｍら、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２７６，２４８（１９９７））およびＰｔｘ３（Ｍ．Ｐ．Ｓｍｉｄｔら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，９４，１３３０５（１９９７））の該分化誘導に伴う発現変化をＲＴ−ＰＣＲ法にて調べた。
細胞の調製は以下のように行った。
参考例１に記載の方法に従い、ＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、ＥＳ細胞ＥＢ５をＢＭＰ４未添加無血清培地で１２日間培養した。すなわち、９ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダーとして用い、このフィーダー細胞上にＥＳ細胞ＥＢ５を５×１０４個／デッシュで播種し、４日目、６日目、８日目、１０日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて１２日間培養した。
また、参考例１で示したＥＳ細胞培養用培地を用い、９ｃｍの組織培養用デッシュにＥＳ細胞ＥＢ５を５×１０４個／デッシュで播種し、４日目、６日目、８日目、１０日目に新鮮な培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて１２日間培養した細胞を対照として調製した。
上記調製した分化誘導した細胞および対照ＥＳ細胞における、Ｎｕｒｒ１およびＰｔｘ３のｍＲＮＡレベルでの発現を検出する為に、マウス胎生１２日の胎児頭部をポジティブコントロールとして用い、笹井らによって報告されている方法（Ｙ．Ｓａｓａｉら、Ｎａｔｕｒｅ，３７６，３３３（１９９５））に準じてＲＴ−ＰＣＲを行った。すなわち、細胞を調製したデッシュおよび胎生１２日の胎児頭部から、Ｔｒｉｚｏｌ試薬（ＧＩＢＣＯ ＢＲＬ社製）を用い添付マニュアルに従って全ＲＮＡを調製し、ＳＵＰＥＲ ＳＣＲＩＰＴ Ｐｒｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｆｉｒｓｔ ｓｔｒａｎｄ ｃＤＮＡ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（ＧＩＢＣＯ ＢＲＬ社製）を用いてｃＤＮＡを合成した。合成したｃＤＮＡを滅菌水を用いて５０倍に希釈した溶液を材料にして常法により反応液（１０ｍｍｏｌ／ｌ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．３），５０ｍｍｏｌ／ｌ ＫＣｌ，１．５ｍｍｏｌ／ｌ ＭｇＣｌ２，０．２ｍｍｏｌ／ｌ ｄＮＴＰ，０．２μｍｏｌ／ｌ遺伝子特異的プライマー（配列表に記載），１ ｕｎｉｔ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ Ｅｘ Ｔａｑ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ（宝酒造社製））を調製後、９４℃で３分間反応させ、次いで９４℃で３０秒間、５５℃で３０秒間、７２℃で１分間のサイクルを３０サイクル反復し、最後に７２℃で７分間反応させ、４℃で一晩保存する条件でＰＣＲを行った。該反応液をアガロースゲル電気泳動し用いたプライマーに特異的なＤＮＡバンドの濃さを比較することで、各種因子の発現量の半定量的な比較を行った。
なお、配列番号１および２で表される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをＮｕｒｒ１特異的プライマーとして、配列番号３および４で表される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをＰｔｘ３特異的プライマーとして、配列番号５および６で表される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをＧ３ＰＤＨ特異的プライマーとして各々用いた。Ｐｔｘ３特異的プライマーを用いてＰＣＲを行う場合にはＤＭＳＯを終濃度５％になるように反応液中に添加して行った。
ＥＳ細胞とＰＡ６細胞を１２日間共培養した結果、参考例１で示した結果と同様に神経細胞様のコロニーが出現した。また、この分化誘導されたコロニーを含む細胞集団では、ポジティブコントロールと同様に、有為なＮｕｒｒ１およびＰｔｘ３の発現が観察された（第１１図：ＥＳ＋ＰＡ６）。一方、対照としたＥＳ細胞ではＮｕｒｒ１およびＰｔｘ３の発現が検出されなかった（第１１図：ＥＳ）。なお、９ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞を対照に上述の条件でＲＴ−ＰＣＲを行っても、Ｎｕｒｒ１およびＰｔｘ３の発現は検出されなかった。従って、ＰＡ６細胞との共培養によって胚性幹細胞が神経細胞に分化誘導されるに伴い中脳のドーパミン作動性神経細胞のマーカーであるＮｕｒｒ１およびＰｔｘ３の発現が上昇していることが分かった。
なお、ＥＳ細胞として代表的な１２９系マウス由来のＣＣＥ細胞（Ｍ．Ｒ．Ｋｕｅｈｎら、Ｎａｔｕｒｅ，３２６，２９５（１９８７）；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）を用いた共培養の場合にも上記と同様の結果が得られた。
参考例１１
胚性幹細胞から分化誘導されたドーパミン作動性神経細胞の解析（その２）：
参考例１に記載の方法によって、胚性幹細胞から分化誘導される神経細胞の性質をより詳細に解析する為に、ドーパミンの生産量を常法（Ｋ．Ｉｎｏｕｅ ＆ Ｊ．Ｇ．Ｋｅｎｉｍｅｒら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２６３，８１５７（１９８８）；今泉美佳、熊倉鴻之助、実験医学別冊 神経生化学マニュアル、ｐ１９１−２００（１９９０））に従いＨＰＬＣを用いて定量した。
細胞からの測定試料の調製は以下のように行った。
参考例１に記載の方法に従い、ＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、ＥＳ細胞ＥＢ５をＢＭＰ４未添加無血清培地で８日間培養した。すなわち、９ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダーとして用い、このフィーダー細胞上にＥＳ細胞を５×１０４個／デッシュで播種し、４日目、６日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて８日間培養した。その後さらに、２ｍｍｏｌ／ｌグルタミン、１ｍｍｏｌ／ｌピルビン酸、０．１ｍｍｏｌ／ｌ ＭＥＭ Ｎｏｎ−Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ溶液、０．１ｍｍｏｌ／ｌ ２−メルカプトエタノール、０．２ｍｍｏｌ／ｌアスコルビン酸、０．１ｍｍｏｌ／ｌテトラヒドロビオプテリン（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｂｉｏｐｔｅｒｉｎ）、およびＮ２を添加したＧｌａｓｇｏｗ ＭＥＭ培地を用い６日間培養した。培養後、緩衝液ＨＢＳＳ（ＧＩＢＣＯ ＢＲＬ社製）を用いて２回洗浄し、洗浄した細胞を５６ｍｍｏｌ／ｌ ＫＣｌを含むＨＢＳＳ溶液中で１５分間培養した。１５分後、培養液を回収し、終濃度が０．４ｍｏｌ／ｌ過塩素酸（Ｐｅｒｃｈｌｏｒｉｃ ａｃｉｄ）および５ｍｍｏｌ／ｌ ＥＤＴＡとなるように調整し、測定試料として−８０℃で保存した。
上述のＥＳ細胞とＰＡ６細胞との共培養により約１００万細胞程度のＥＳ細胞由来分化細胞が出現した。また、出現した細胞を用いて調製した測定試料中のドーパミンの定量は、逆相−ＨＰＬＣを用いたＭｏｎｏａｍｉｎｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｅｉｃｏｍ Ｃｏｒｐ．，Ｋｙｏｔｏ，Ｊａｐａｎ）を用いて行った。結果を第１２図に示した。
ＰＡ６細胞との共培養により胚性幹細胞から分化した神経細胞は、５６ｍｍｏｌ／ｌＫＣｌの脱分化刺激により有為な量のドーパミンを遊離していることが分かった（７．７ｐｍｏｌ／１０６細胞（ＥＳ細胞由来分化細胞））。また、ドーパミン派生物質であるＤＯＰＡＣ（３，４−ｄｉｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）およびＨＶＡ（ｈｏｍｏｖａｎｉｌｌｉｃ ａｃｉｄ）も、有為な量が検出された（それぞれ、２．５ｐｍｏｌ／１０６細胞（ＥＳ細胞由来分化細胞）および４．０ｐｍｏｌ／１０６細胞（ＥＳ細胞由来分化細胞））。
従って、ＰＡ６細胞との共培養によって胚性幹細胞から分化誘導されたドーパミン作動性神経細胞は、ドーパミンを産生し機能的な神経として作用し得る能力を有していることがインビトロにおいても示唆された。
参考例１２
原始外胚葉を構成する細胞のドーパミン作動性神経細胞への分化：
ＥＳ細胞ＥＢ５の代わりにマウス胎生６日目の原始外胚葉（Ｐｒｅ−ｓｔｒｅａｋ ｅｐｉｂｌａｓｔ）から単離した細胞を用い、参考例１あるいは２に記載した方法に従ってＰＡ６細胞との共培養を行った。
マウス胎生６日目の原始外胚葉を構成する細胞の単離および培養は、マニピュレイティング・ザ・マウス・エンブリオ・ア・ラボラトリー・マニュアルに記載の方法に従って行った。
参考例１に記載の方法に従い、ＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、単離した胚細胞をＢＭＰ４未添加無血清培地で８日間培養した。すなわち、３ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダーとして用い、このフィーダー細胞上に単離した原始外胚葉細胞を２００個／デッシュで播種し、４日目、６日目、７日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて８日間培養した。
また、参考例１で用いた無血清培地に０．５ｎｍｏｌ／ｌのＢＭＰ４（Ｒ＆Ｄ社製）を添加した培地を用い、参考例１に記載した方法に従って単離した胚細胞とＰＡ６細胞との共培養を行った。すなわち、３ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダーとして用い、このフィーダー細胞上にＥＳ細胞を２００個／デッシュで播種し、４日目、６日目、７日目に新鮮な培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて８日間培養した。
８日間共培養後、参考例１に記載の方法に従って細胞を固定し、抗ＮＣＡＭ抗体、抗チューブリン抗体、抗ネスチン抗体、抗Ｅカドヘリン抗体を用いて単離した胚細胞とＰＡ６細胞の共培養の結果出現したコロニーの免疫染色を行った。
単離した原始外胚葉の胚細胞を用いた場合でも、ＥＳ細胞ＥＢ５を用いて行った参考例１および２の結果と同様の結果を得、神経系細胞および表皮系細胞の出現が観察された。
参考例１３
ストローマ細胞が有する、胚性幹細胞を外胚葉系の細胞に分化誘導させる因子の回収：
参考例３に記載の方法に従い、パラフォルムアルデヒド固定したＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、ＥＳ細胞ＥＢ５をＢＭＰ４未添加無血清培地で８日間培養した。この際、ＰＡ６細胞をヘパリン（ＧＩＢＣＯ ＢＲＬ社製）を含む培地で培養した場合（以下、「ヘパリン処理」という）と、ヘパリン無添加の培地で培養した場合との比較を行った。すなわち、３ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞を２００ｎｇ／ｍｌヘパリンを含む培地で２日間培養したデッシュと、ヘパリン無添加の培地で２日間培養したデッシュを調製し、ＰＢＳ（−）で２回洗浄後パラフォルムアルデヒド固定を行い、これらパラフォルムアルデヒド固定したＰＡ６細胞上にＥＳ細胞ＥＢ５を２００個／デッシュで播種し、４日目、６日目、７日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％の二酸化炭素を通気したＣＯ２インキュベーターにて８日間培養した。
８日間培養後、参考例１に記載の方法に従って細胞を固定し、抗ＮＣＡＭ抗体、抗チューブリン抗体、抗ネスチン抗体を用いてＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーの免疫染色を行った。
ヘパリン処理を施さなかったＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用いた場合には、参考例３で示した結果同様、９０％近くのＥＳ細胞由来のコロニーがＮＣＡＭ陽性であり、ＥＳ細胞の神経細胞への分化が高率で観察された。一方、ヘパリン処理を施したＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用いた場合にはＥＳ細胞の神経細胞への有為な分化は観察されなかった。このことより、ストローマ細胞が有するＳＤＩＡ活性は、Ｗｎｔｓ分子で観察されている現象（Ｒ．Ｓ．Ｂｒａｄｌｅｙ ＆ Ａ．Ｍ．Ｃ．Ｂｒｏｗｎ、ＥＭＢＯ Ｊ．，９，１５６９（１９９０））と同様に、ストローマ細胞をヘパリンを含む培地で培養することで培養上清中に回収できることが示唆された。
参考例１４
胚性幹細胞の、背腹軸に沿った多様な神経系の細胞への分化誘導：
中枢神経系の発生において背腹軸に沿った神経の多様性を決定する因子であるｓｈｈやＢＭＰ４の効果を調べるために、以下のようにしてストローマ細胞上で分化を開始したＥＳ細胞にこれら因子を作用させその影響を調べた。
参考例１に記載の方法に従い、ＰＡ６細胞をフィーダー細胞として用い、ＥＳ細胞ＥＢ５をｓｈｈおよびＢＭＰ４を添加していない無血清培地で１０日間培養した。すなわち、３ｃｍの組織培養用デッシュ上でほぼコンフルエントにまで増殖したＰＡ６細胞をフィーダーとして用い、このフィーダー細胞上にＥＳ細胞を２００個／デッシュで播種し、４日目、６日目、８日目に新鮮な無血清培地を用いて培地交換を行い、３７℃で５％ＣＯ２を通気したインキュベーターにて１０日間培養した。
ｓｈｈの効果は、上記と同様の培養方法で、４日目、６日目、８日目の培地交換の際、３００ｎｍｏｌ／ｌのｓｈｈ（Ｒ＆Ｄ社製）を添加した無血清培地を用いることで評価した。
ＢＭＰ４の効果は、上記と同様の培養方法で、６日目、８日目の培地交換の際、０．５ｎｍｏｌ／ｌのＢＭＰ４（Ｒ＆Ｄ社製）を添加した無血清培地を用いることで評価した。
１０日間共培養後、参考例１に記載の方法に従ってそれぞれの培養方法で培養した細胞を固定し、抗ＮＣＡＭ抗体、中枢神経系原基（神経管）の最も腹側に存在する底板のマーカーであるＨＮＦ−３βに対する抗体（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ Ｂａｎｋより購入）、ＨＮＦ−３βについで腹側から２番目に存在するマーカーであるＮｋｘ２．２に対する抗体（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ Ｂａｎｋより購入）、神経管背側のマーカーであるＰａｘ−７に対する抗体（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ Ｂａｎｋより購入）、神経堤細胞のマーカーであるＡＰ−２に対する抗体（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ Ｂａｎｋより購入）、運動神経のマーカーであるｉｓｌｅｔ １に対する抗体（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ Ｂａｎｋより購入）、コリン作動性ニューロンのマーカーであるＶＡｃｈＴに対する抗体（Ｃｈｅｍｉｃｏｎ社製）をそれぞれ用いて、ＥＳ細胞とＰＡ６細胞の共培養の結果出現したコロニーの免疫染色を行った。
ｓｈｈあるいはＢＭＰ４添加に関わらず、ＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞の共培養の結果出現したコロニーのほとんどは、参考例１で示した結果同様、抗ＮＣＡＭ抗体で染色され、いずれの場合も、ＥＳ細胞由来のコロニーの９０％が陽性であった。
他のマーカーに対する抗体で染色されるＥＳ細胞由来のコロニーの割合と共に以下の表１に示す。
Figure 2003042384
以上の結果から、ＰＡ６細胞との共培養によるＥＳ細胞の神経細胞誘導では、神経マーカーであるＮＣＡＭのみならず、各種タイプのニューロン特異的なマーカーを発現する神経系の細胞が出現していることが示された。すなわち、ＰＡ６細胞との共培養によるＥＳ細胞の分化誘導では、中枢神経系原基（神経管）の最も腹側の底板に位置するＨＮＦ−３βを発現している神経系の細胞、中枢神経系原基（神経管）の腹側からＨＮＦ−３βについで２番目に存在するマーカーＮｋｘ２．２を発現している神経系の細胞、Ｐａｘ−７を発現している神経管背側の神経細胞、ＡＰ−２を発現している神経堤の細胞、ｉｓｌｅｔ １を発現している運動神経細胞に分化誘導される。
また、胚の神経発生過程で背腹軸の決定に関与することが明らかにされているｓｈｈやＢＭＰ４に、胚の神経前駆細胞がインビボにおいて示す分化能と同様の分化能を示したことから、ＰＡ６細胞とのＥＳ細胞を共培養することで、背腹軸が決定される前の段階の神経管の細胞が誘導されていることが示された。すなわち、この神経管の細胞では、神経管の腹側化因子であるｓｈｈの作用により、腹側マーカーＨＮＦ−３βおよびＮｋｘ２．２の発現誘導が観察され、背側マーカーＰａｘ−７およびＡＰ−２の発現抑制が観察される。また、神経管の背側化因子であるＢＭＰ４を作用させた場合には、反対に、腹側マーカーＨＮＦ−３βおよびＮｋｘ２．２の発現抑制が観察され、背側マーカーＰａｘ−７およびＡＰ−２の発現誘導が観察される。
なお、ＥＳ細胞として代表的な、１２９系マウス由来のＣＣＥ細胞（Ｍ．Ｒ．Ｋｕｅｈｎら、Ｎａｔｕｒｅ，３２６，２９５（１９８７）；ＥＳ細胞を用いた変異マウスの作製）を用いた場合にも同様の結果が得られた。
参考例１５
ストローマ細胞ＰＡ６を認識するモノクローナル抗体の作製：
（１）免疫原の調製
ＰＡ６細胞を免疫原として用いた。ＰＡ６細胞は、参考例１に記載した方法に従って培養した。細胞密度がほぼコンフルエント状態にまで達したＰＡ６細胞を、ＰＢＳ（−）で２回洗浄後、１０μｇ／ｍｌアクチナーゼ（科研製薬社製）および０．０２％ＥＤＴＡを含むＰＢＳ（−）溶液を加え３７℃で３０分間培養し、１０％牛胎児血清（ＧＩＢＣＯ−ＢＲＬ社製）を含むα−ＭＥＭ培地を加えてアクチナーゼの作用を止め、４℃で１０００×ｇ、５分間遠心分離することで回収した。回収した細胞は、ＰＢＳ（−）に再度懸濁し再び４℃で１０００×ｇ、５分間遠心分離することで洗浄した。ＰＢＳ（−）で２度洗浄した細胞１０７個を１ｍｌ ＰＢＳ（−）に懸濁し免疫原として用いた。
（２）動物の免疫と抗体産生細胞の調製
上記（１）で調製した細胞１０７個を水酸化アルミニウムアジュバント（アンチボディ・ア・ラボラトリー・マニュアル，ｐ．９９）２ｍｇおよび百日咳ワクチン（千葉県血清研究所製）１×１０９細胞とともに６〜８週令雌ＳＤラット各３匹に投与した。投与２週間後より、上記（１）で調製した細胞１０７個を１週間に１回、計４回投与した。該ラットの頚動脈より採血し、その血清抗体価を以下に示す酵素免疫測定法で調べ、十分な抗体価を示したマウスから最終免疫３日後に脾臓を摘出した。
摘出した脾臓をＭＥＭ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ｍｅｄｉｕｍ）培地（日水製薬社製）中で細断し、ピンセットでほぐし、遠心分離（２５０×ｇ、５分間）した。得られた沈殿画分にトリス−塩化アンモニウム緩衝液（ｐＨ７．６）を添加し、１〜２分間処理することにより赤血球を除去した。得られた沈殿画分（細胞画分）をＭＥＭ培地で３回洗浄し、細胞融合に用いた。
（３）酵素免疫測定法（バインディングＥＬＩＳＡ）
ＰＡ６細胞を９６ウェルのＥＩＡ用プレート（グライナー社製）の各ウェルに播種し、コンフルエント状態にまで増殖させたプレートを抗原プレートとして用いた。該プレートに被免疫ラット抗血清あるいはモノクローナル抗体の培養上清を５０μｌ／ウェルで分注し、３７℃で１時間放置した。１時間後、添加した抗血清あるいは培養上清を除き、０．２５％グルタルアルデヒドを含むＰＢＳ（−）を添加し室温で３０分間放置した。該プレートを０．０５％ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレート（ＩＣＩ社商標Ｔｗｅｅｎ２０相当品：和光純薬社製）／ＰＢＳ（以下、「Ｔｗｅｅｎ−ＰＢＳ」と表記）で洗浄後、ペルオキシダーゼ標識ウサギ抗ラットイムノグロブリン（ＤＡＫＯ社製）を５０μｌ／ウェル加えて室温、１時間放置した。該プレートをＴｗｅｅｎ−ＰＢＳで洗浄後、ＡＢＴＳ基質液（２．２−アジノビス（３−エチルベンゾチアゾール−６−スルホン酸）アンモニウム、１ｍｍｏｌ／ｌＡＢＴＳ／０．１ｍｏｌ／ｌクエン酸バッファー（ｐＨ４．２））を添加し、４１５ｎｍにおける吸光度をプレートリーダー（Ｅｍａｘ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ社製）を用いて測定した。
（４）マウス骨髄腫細胞の調製
８−アザグアニン耐性マウス骨髄腫細胞株Ｐ３Ｘ６３Ａｇ８Ｕ．１（Ｐ３−Ｕ１：ＡＴＣＣより購入）を正常培地（１０％ウシ胎児血清添加ＲＰＭＩ培地）で培養し、細胞融合時に２×１０７個以上の細胞を確保し、細胞融合に親株として供した。
（５）ハイブリドーマの作製
参考例１５（２）で得られたマウス脾細胞と参考例１５（４）で得られた骨髄腫細胞とを１０：１になるよう混合し、遠心分離（２５０×ｇ、５分間）した。得られた沈澱画分の細胞群をよくほぐした後、攪拌しながら、３７℃で、ポリエチレングリコール−１０００（ＰＥＧ−１０００）２ｇ、ＭＥＭ培地２ｍｌおよびジメチルスルホキシド０．７ｍｌの混液を１０８個のマウス脾細胞あたり０．５ｍｌ加え、該懸濁液に１〜２分間毎にＭＥＭ培地１ｍｌを数回加えた後、ＭＥＭ培地を加えて全量が５０ｍｌになるようにした。
該懸濁液を遠心分離（９００ｒｐｍ、５分間）し、得られた沈澱画分の細胞をゆるやかにほぐした後、該細胞を、メスピペットによる吸込み吸出しでゆるやかにＨＡＴ培地（１０％ウシ胎児血清添加ＲＰＭＩ培地にＨＡＴ Ｍｅｄｉａ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ（ベーリンガーマンハイム社製）を加えた培地）１００ｍｌ中に懸濁した。該懸濁液を９６ウェル培養用プレートに２００μｌ／ウェルずつ分注し、５％ＣＯ２インキュベーター中、３７℃で１０〜１４日間培養した。
培養後、培養上清を参考例１５（３）に記載した酵素免疫測定法で調べ、ＰＡ６細胞に反応して１％ＢＳＡを含むＰＢＳ（−）（以下、「１％ＢＳＡ−ＰＢＳ（−）」溶液と略す）でコートしたコントロールプレートに反応しないウェルを選び、そこに含まれる細胞から限界希釈法によるクローニングを２回繰り返し、抗ＰＡ６モノクローナル抗体産生ハイブリドーマを確立した。その結果、ＰＡ６細胞を抗原に用いて、３種類の抗ヒトＰＡ６細胞抗体ＫＭ１３０６、ＫＭ１３０７、ＫＭ１３１０を取得した。
ＫＭ１３１０産生ハイブリドーマ細胞株は、ＦＥＲＭ ＢＰ−７５７３として平成１３年４月２７日付けで、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター（日本国茨城県つくば市東１丁目１番地１ 中央第６（郵便番号３０５−８５６６））に寄託されている。
（６）モノクローナル抗体の精製
プリスタン処理した８週令ヌード雌マウス（ＢＡＬＢ／ｃ）に参考例１５（５）で得られたハイブリドーマ株を５×１０６〜２０×１０６／匹それぞれ腹腔内注射した。１０〜２１日後、ハイブリドーマが腹水癌化することにより腹水のたまったマウスから、腹水を採取（１〜８ｍｌ／匹）した。
該腹水を遠心分離（１２００×ｇ、５分間）し、固形分を除去した。精製ＩｇＭモノクローナル抗体は、硫安沈殿法（アンチボディ・ア・ラボラトリー・マニュアル）により精製することにより取得した。モノクローナル抗体のサブクラスはサブクラスタイピングキットを用いたＥＬＩＳＡ法により、ＫＭ１３０６、ＫＭ１３０７、ＫＭ１３１０すべてがＩｇＭと決定された。
（７）蛍光抗体法（セルソーター解析）によるＰＡ６細胞との反応性の解析
ＰＡ６細胞は、参考例１に記載した方法に従って培養した。細胞密度がほぼコンフルエント状態にまで達したＰＡ６細胞を、ＰＢＳ（−）で２回洗浄後、１０μｇ／ｍｌアクチナーゼ（科研製薬社製）および０．０２％ＥＤＴＡを含むＰＢＳ（−）溶液を加え３７℃で３０分間培養し、１０％牛胎児血清（ＧＩＢＣＯ−ＢＲＬ社製）を含むα−ＭＥＭ培地を加えてアクチナーゼの作用を止め、４℃で１０００×ｇ、５分間遠心分離することで回収した。回収した細胞を１０％牛胎児血清（ＧＩＢＣＯ−ＢＲＬ社製）を含むα−ＭＥＭ培地に懸濁し、１×１０６細胞ずつ１．５ｍｌチューブに分注した。分注した細胞を、１％ＢＳＡ−ＰＢＳ（−）溶液に懸濁し１０００×ｇ、５分間遠心分離することで２度洗浄した。洗浄した細胞を、１０μｇ／ｍｌの精製抗体（あるいは５０μｇ／ｍｌ硫安沈殿抗体画分）を含む１％ＢＳＡ−ＰＢＳ（−）溶液に懸濁し３７℃で３０分間培養することで抗体と反応させた。
抗体と反応させた細胞を常法に従い蛍光標識した二次抗体と反応させセルソーターを用いて解析した（アンチボディ・ア・ラボラトリー・マニュアル）。すなわち、抗体と反応させた細胞を１０００×ｇ、５分間遠心分離することで回収し、二次抗体を含む１％ＢＳＡ−ＰＢＳ（−）溶液に懸濁し３７℃で３０分間培養し、１％ＢＳＡ−ＰＢＳ（−）溶液で２回洗浄後、２ｍｌの１％ＢＳＡ−ＰＢＳ（−）溶液に懸濁しセルアナライザー（コールター社；ＥＰＩＣＳ ＸＬｓｙｓｔｅｍＩＩ）にて解析した。二次抗体としてＦＩＴＣ標識抗ラットイムノグロブリン抗体（ＦＩＴＣ標識ヤギ抗ラットイムノグロブリン（Ｈ＋Ｌ）；ＣＡＬＴＡＧ社製）を３０倍希釈した１％ＢＳＡ−ＰＢＳ（−）溶液を用い、１００μｌ／チューブで使用した。コントロール抗体としてラットＩｇＭの老化抑制タンパク質を認識するモノクローナル抗体であるＫＭ２０７０を１０μｇ／ｍｌで反応させ、同様に検出した。ここで、ＫＭ２０７０は、ハイブリドーマＫＭ２０７０（ＦＥＲＭ ＢＰ−６１９６；ＷＯ９８／２９５４４）により、産生される抗体である。尚、ＫＭ２０７０が認識する抗原分子の発現がＰＡ６細胞ではないことをあらかじめ確認の上、ＫＭ２０７０をコントロール抗体として用いた。
第１３図、第１４図、第１５図にそれぞれ示したように、ＰＡ６細胞を免疫して得られたＫＭ１３０６、ＫＭ１３０７、ＫＭ１３１０はＰＡ６細胞を認識した。縦軸は細胞数、横軸は蛍光強度を示す。図中のｎｅｇａは、抗体を添加しなかった時の結果を示す。
産業上の利用可能性
本発明により、胚性幹細胞から外胚葉細胞および外胚葉由来の細胞への選択的且つ効率的分化誘導剤、その分化誘導剤を用いた分化誘導方法、該分化誘導した細胞並びにそれらの用途が提供される。
配列表フリーテキスト
配列番号１−人工配列の説明：合成ＤＮＡ
配列番号２−人工配列の説明：合成ＤＮＡ
配列番号３−人工配列の説明：合成ＤＮＡ
配列番号４−人工配列の説明：合成ＤＮＡ
配列番号５−人工配列の説明：合成ＤＮＡ
配列番号６−人工配列の説明：合成ＤＮＡ
【配列表】
Figure 2003042384
Figure 2003042384
Figure 2003042384
Figure 2003042384
Figure 2003042384
Figure 2003042384
Figure 2003042384
Figure 2003042384

【図面の簡単な説明】
第１図は、ヘパリン溶液によりＳＤＩＡ活性を回収した結果を示したグラフである。ヘパリン（ｈｅｐａｒｉｎ；０．００１％）を含むハンクス平衡塩溶液、またはヘパリンを含まないハンクス平衡塩溶液によりＰＡ６細胞から回収した溶液の、ＥＳ細胞の神経分化に与える影響を、神経マーカークラスＩＩＩβチューブリンを発現するコロニーの割合で縦軸に示した。なお、算定は、任意に選んだ１００以上のコロニーを対象とした。
第２図は、各種ポリアニオン溶液によりＳＤＩＡ活性を回収した結果を示したグラフである。１）ポリアニオンを含まないハンクス平衡塩溶液、２）０．００１％（ｗ／ｖ）デキストランスルフェート、３）０．００１％（ｗ／ｖ）ポリビニルスルフェート、４）０．００１％（ｗ／ｖ）ポリスチレンスルホン酸、５）０．１％（ｗ／ｖ）カルボキシメチルセルロース、または、６）０．１％（ｗ／ｖ）ヒアルロン酸を含むハンクス平衡塩溶液を用いてＰＡ６から回収した溶液の、ＥＳ細胞の神経分化に与える影響を、神経マーカークラスＩＩＩβチューブリンを発現するコロニーの割合で縦軸に示した。なお、算定は、任意に選んだ１００以上のコロニーを対象とした。
第３図は、ＳＤＩＡ活性を含む溶液を培養器表面に固定化した結果を示したグラフである。ヘパリン（ｈｅｐａｒｉｎ；０．００１％）を含むハンクス平衡塩溶液、またはヘパリンを含まないハンクス平衡塩溶液によりＰＡ６細胞から回収した溶液を表面に固定化した培養器上での、ＥＳ細胞の神経分化効率を、神経突起を有するコロニーの割合で縦軸に示した。なお、算定は、任意に選んだ１０以上のコロニーを対象とした。
第４図は、ＳＤＩＡ活性を含む溶液とＳＤＩＡ活性を含まない溶液を電気泳動で解析した図である。レーン１は分子量マーカーであり、隣に各々の蛋白質の分子量を示した。レーン２およびレーン３は各々ＳＤＩＡ活性を含む溶液とＳＤＩＡ活性を含まない溶液のＳＹＰＲＯ−Ｒｕｂｙ染色像であり、レーン２の左脇に印した矢印は、ＳＦＲＰ１の位置を示す。レーン４およびレーン５は各々ＳＤＩＡ活性を含む溶液とＳＤＩＡ活性を含まない溶液の抗ＳＦＲＰ１抗体によるウェスタンブロッティング像である。
第５図は、ＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーを、（Ａ）ＮＣＡＭ、（Ｂ）チューブリン、（Ｃ）ネスチンに対する抗体で染色した結果を示した顕微鏡写真である。
第６図は、ＥＳ細胞ＥＢ５とＭＥＦ細胞との共培養の結果出現したコロニーを抗ＮＣＡＭ抗体で染色した結果を示した顕微鏡写真である。
第７図は、ＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーをチロシン水酸化酵素に対する抗体で染色した結果を示した顕微鏡写真である。
第８図は、ＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーの中で各種マーカー陽性のコロニーの割合を経時的に示したグラフである。
第９図は、ＢＭＰ４無添加でＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーの中で、（Ａ）ＮＣＡＭに対する抗体、（Ｂ）ネスチンに対する抗体、（Ｃ）Ｅカドヘリンに対する抗体および（Ｇ）ケラチン１４に対する抗体を用いて染色した結果、およびＢＭＰ４添加でＥＳ細胞とＰＡ６細胞との共培養の結果出現したコロニーの中で、（Ｄ）ＮＣＡＭに対する抗体、（Ｅ）ネスチンに対する抗体、（Ｆ）Ｅカドヘリンに対する抗体および（Ｈ、Ｉ）ケラチン１４に対する抗体を用いて染色した結果を示した顕微鏡写真である。
第１０図は、ＰＡ６細胞とＥＳ細胞ＥＢ５を、フィルターを介して共培養した場合（フィルター）、フィルターを介さないで共培養した場合（ＰＡ６）、およびＰＡ６細胞なしにＥＳ細胞ＥＢ５をゼラチン上で培養した場合（ゼラチン）とで、出現したコロニーをチューブリンに対する抗体を用いて染色した結果を示したグラフである。
第１１図は、ＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現した分化細胞中のＮｕｒｒ１、Ｐｔｘ３およびＧ３ＰＤＨの発現量をＲＴ−ＰＣＲ法にて解析した結果を示した図である。胎生１２日のマウス頭部の細胞（図中、Ｅｍｂｒｙｏと表記）、ＰＡ６細胞と１２日間共培養したＥＳ細胞ＥＢ５（図中、ＥＳ＋ＰＡ６と表記）および対照として１２日間培養したＥＳ細胞ＥＢ５（図中、ＥＳと表記）を材料として、ＲＴ−ＰＣＲを行いアガロース電気泳動にて解析した結果を示した。
第１２図は、ＥＳ細胞ＥＢ５とＰＡ６細胞との共培養の結果出現した分化細胞を脱分化刺激することで、培地中に分泌された成分をＨＰＬＣ法にて解析した結果を示したクロマトグラフである。対照として、フィーダー細胞として用いたＰＡ６細胞のみに対して同様の脱分化刺激を与えた際に分泌された成分の解析を行った結果を右上のクロマトグラフに示した。
第１３図は、モノクローナル抗体ＫＭ１３０６とＰＡ６細胞との反応性を、セルソーターを用い蛍光抗体法により解析した結果を示すものである。対照として、抗体の種およびサブクラスが一致したラットＩｇＭモノクローナル抗体ＫＭ２０７０を用いて同様の解析を行った結果を示した。縦軸は細胞数、横軸は蛍光強度を示す。
第１４図は、モノクローナル抗体ＫＭ１３０７とＰＡ６細胞との反応性を、セルソーターを用い蛍光抗体法により解析した結果を示すものである。対照として、抗体の種およびサブクラスが一致したラットＩｇＭモノクローナル抗体ＫＭ２０７０を用いて同様の解析を行った結果を示した。縦軸は細胞数、横軸は蛍光強度を示す。
第１５図は、モノクローナル抗体ＫＭ１３１０とＰＡ６細胞との反応性を、セルソーターを用い蛍光抗体法により解析した結果を示すものである。対照として、抗体の種およびサブクラスが一致したラットＩｇＭモノクローナル抗体ＫＭ２０７０を用いて同様の解析を行った結果を示した。縦軸は細胞数、横軸は蛍光強度を示す。

Claims (58)

  1. ポリアニオン化合物を含む培養液を用いてストローマ細胞を培養した後、該培養液を回収する工程を含む、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有する溶液を取得する方法。
  2. ポリアニオン化合物が、培養液中で陰性電荷を有するコポリマーまたはホモポリマーである、請求の範囲１に記載の方法。
  3. 培養液中で陰性電荷を有するコポリマーが、ムコ多糖である、請求の範囲２に記載の方法。
  4. ムコ多糖が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）および（ｊ）からなる群から選ばれる化合物である、請求の範囲３に記載の方法。
    （ａ）コンドロイチン４−硫酸；
    （ｂ）コンドロイチン５−硫酸；
    （ｃ）コンドロイチン６−硫酸；
    （ｄ）デルマタン硫酸；
    （ｅ）ヘパラン硫酸；
    （ｆ）ヘパリン；
    （ｇ）ケラタン硫酸Ｉ；
    （ｈ）ケラタン硫酸ＩＩ；
    （ｉ）ヒアルロン酸；
    （ｊ）コンドロイチン。
  5. 培養液中で陰性電荷を有するホモポリマーが、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）および（ｋ）からなる群から選ばれる化合物である、請求の範囲２に記載の方法。
    （ａ）デキストラン硫酸；
    （ｂ）カルボキシメチルデキストラン；
    （ｃ）硫酸化ポリビニール；
    （ｄ）ポリビニルサルファイト；
    （ｅ）スルホン化ポリスチレン；
    （ｆ）ポリアクリル酸；
    （ｇ）カルボキシメチルセルロース；
    （ｈ）セルロース硫酸；
    （ｉ）ポリグルタミン酸；
    （ｊ）ポリマレイン酸；
    （ｋ）ポリメタクリル酸。
  6. 培養液が、細胞培養に用いられる基礎培地または平衡塩溶液である、請求の範囲１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  7. ストローマ細胞が、ハイブリドーマＦＥＲＭ ＢＰ−７５７３が産生するモノクローナル抗体で認識されるストローマ細胞である、請求の範囲１〜６のいずれか１項に記載の方法。
  8. ストローマ細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）および（ｇ）からなる群から選ばれる細胞である、請求の範囲１〜６のいずれか１項に記載の方法。
    （ａ）胎児初代培養繊維芽細胞；
    （ｂ）ＳＩＨＭマウス由来ＳＴＯ細胞；
    （ｃ）マウス胎児由来ＮＩＨ／３Ｔ３細胞；
    （ｄ）マクロファージコロニー刺激因子（Ｍ−ＣＳＦ）欠損マウス頭蓋冠由来ＯＰ９細胞；
    （ｅ）マウス頭蓋冠由来ＭＣ３Ｔ３−Ｇ２／ＰＡ６細胞；
    （ｆ）胚性幹細胞由来のストローマ細胞；
    （ｇ）骨髄間葉系幹細胞由来のストローマ細胞。
  9. 請求の範囲１〜８のいずれか１項に記載の方法を用いることによって取得される、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する活性を有する溶液。
  10. 請求の範囲９記載の溶液を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  11. 請求の範囲９記載の溶液中に含まれる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞へ分化誘導する因子。
  12. 配列番号７で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  13. 配列番号７で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  14. 配列番号７で表されるアミノ酸配列と６０％以上の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  15. 配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  16. 配列番号９で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  17. 配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  18. 配列番号９で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  19. 配列番号８で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  20. 配列番号８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  21. 配列番号８で表されるアミノ酸配列と６０％以上の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  22. 配列番号８で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  23. 配列番号１０で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  24. 配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  25. 配列番号１０で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体を有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  26. Ｗｎｔアンタゴニストを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  27. 請求の範囲９に記載の溶液または請求の範囲１２〜２６のいずれか１項に記載の分化誘導剤を用い、胚性幹細胞を非凝集状態で培養する工程を含む、胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する方法。
  28. 請求の範囲９に記載の溶液または請求の範囲１２〜２６のいずれか１項に記載の分化誘導剤を固定化した培養器を用いることを特徴とする、請求の範囲２７に記載の方法。
  29. 外胚葉細胞が、神経系細胞または表皮系細胞に分化しうる能力を有している細胞である、請求の範囲１〜８、２７および２８のいずれか１項に記載の方法。
  30. 外胚葉由来の細胞が、神経系細胞または表皮系細胞である、請求の範囲１〜８、２７および２８のいずれか１項に記載の方法。
  31. 表皮系細胞が表皮細胞である、請求の範囲２９または３０に記載の方法。
  32. 神経系細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）からなる群から選ばれる細胞である、請求の範囲２９または３０に記載の方法。
    （ａ）神経幹細胞；
    （ｂ）神経細胞；
    （ｃ）神経管の細胞；
    （ｄ）神経堤の細胞；
    （ｅ）網膜色素細胞。
  33. 神経幹細胞が、ネスチンを発現している神経幹細胞である、請求の範囲３２に記載の方法。
  34. 神経細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）からなる群から選ばれる神経細胞である、請求の範囲３２に記載の方法。
    （ａ）ドーパミン作動性神経細胞；
    （ｂ）アセチルコリン作動性神経細胞；
    （ｃ）γアミノ酪酸作動性神経細胞；
    （ｄ）セロトニン作動性神経。
  35. アセチルコリン作動性神経細胞が、ｉｓｌｅｔ １を発現している運動神経細胞である、請求の範囲３４に記載の方法。
  36. 神経管の細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）からなる群から選ばれる細胞である、請求の範囲３２に記載の方法。
    （ａ）神経管の腹側化因子であるソニックヘッジホック（Ｓｏｎｉｃ ｈｅｄｇｅｈｏｇ）に反応し腹側に位置する細胞に分化し、かつ神経管の背側因子である骨形成因子４（Ｂｏｎｅ Ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｉｎ ４）に反応し背側に位置する細胞に分化する能力を有する、背腹軸が決定される前の段階の神経管の細胞；
    （ｂ）神経管の最も腹側の底板に位置するＨＮＦ−３β（Ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｆａｃｔｏｒ−３β）を発現している神経管腹側の細胞；
    （ｃ）神経管の腹側からＨＮＦ−３β（Ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｆａｃｔｏｒ−３β）についで２番目に存在するマーカーＮｋｘ２．２を発現している神経管腹側の細胞；
    （ｄ）Ｐａｘ−７を発現している神経管背側の細胞。
  37. 神経堤の細胞が、ＡＰ−２（Ａｃｔｉｖａｔｏｒ Ｐｒｏｔｅｉｎ ２）を発現している細胞である、請求の範囲３２に記載の方法。
  38. 骨形成因子（Ｂｏｎｅ Ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｉｎ ４）存在下で培養することを特徴とする、請求の範囲２７〜３７のいずれか１項に記載の方法。
  39. ソニックヘッジホック（Ｓｏｎｉｃ ｈｅｄｇｅｈｏｇ）存在下で培養することを特徴とする、請求の範囲２７〜３８のいずれか１項に記載の方法。
  40. 非凝集状態が、エンブリオイドボディを介さない状態である、請求の範囲２７〜３９のいずれか１項に記載の方法。
  41. 無血清培養の条件下で培養する工程を含むことを特徴とする、請求の範囲２７〜４０のいずれか１項に記載の方法。
  42. 培養工程にレチノイン酸を用いないことを特徴とする、請求の範囲２７〜４１のいずれか１項に記載の方法。
  43. 胚性幹細胞が、以下の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からなる群から選ばれる細胞である、請求の範囲２７〜４２のいずれか１項に記載の方法。
    （ａ）着床以前の初期胚を培養することによって樹立した胚性幹細胞；
    （ｂ）体細胞の核を核移植することによって作製された初期胚を培養することによって樹立した胚性幹細胞；
    （ｃ）（ａ）または（ｂ）の胚性幹細胞の染色体上の遺伝子を遺伝子工学の手法を用いて改変した胚性幹細胞。
  44. 胚性幹細胞を外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞に分化誘導する効率が、５％以上である請求の範囲１〜８および２７〜４３のいずれか１項に記載の方法。
  45. 実質的に中胚葉系細胞の分化誘導を伴わない、請求の範囲２７〜４４のいずれか１項に記載の方法。
  46. 請求の範囲２７〜４５のいずれか１項に記載の方法を用いることによって誘導される、外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞。
  47. 請求の範囲４６に記載の細胞を、抗癌剤を含む培地中で培養する工程を含むことを特徴とする、胚性幹細胞から分化誘導された細胞の純度を高める方法。
  48. 抗癌剤が、マイトマイシンＣ、５−フルオロウラシル、アドリアマイシン、メトトレキセート及びアラＣからなる群から選ばれる抗癌剤である、請求の範囲４７に記載の方法。
  49. 請求の範囲４７または４８に記載の方法を用いて得られる細胞。
  50. 請求の範囲４６または４９に記載の細胞を含む医薬。
  51. 以下の（ａ）〜（ｏ）からなる群から選ばれる少なくとも１つを有効成分として含有してなる医薬。
    （ａ）配列番号７で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド；
    （ｂ）配列番号７で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチド；
    （ｃ）配列番号７で表されるアミノ酸配列と６０％以上の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド；
    （ｄ）配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクター；
    （ｅ）配列番号９で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクター；
    （ｆ）配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体；
    （ｇ）配列番号９で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体；
    （ｈ）配列番号８で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド；
    （ｉ）配列番号８で表されるアミノ酸配列において１以上のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチド；
    （ｊ）配列番号８で表されるアミノ酸配列と６０％以上の相同性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチド；
    （ｋ）配列番号８で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクター；
    （ｌ）配列番号１０で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクター；
    （ｍ）配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードするＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体；
    （ｎ）配列番号１０で表される塩基配列を有するＤＮＡを含有する組換えベクターをストローマ細胞に導入して得られる形質転換体；
    （ｏ）Ｗｎｔアンタゴニストを有効成分として含有してなる胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞への分化誘導剤。
  52. 外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患の診断、予防および／または治療のための医薬である、請求の範囲５０または５１に記載の医薬。
  53. 外胚葉由来の細胞の障害に基づく疾患が、神経系細胞または表皮系細胞の障害に基づく疾患である、請求の範囲５２に記載の医薬。
  54. 神経系細胞の障害に基づく疾患が、アルツハイマー病、ハンチントン舞踏病、パーキンソン病、虚血性脳疾患、てんかん、脳外傷、脊椎損傷、運動神経疾患、神経変性疾患、網膜色素変性症、内耳性難聴、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、または神経毒物の障害に起因する疾患であり、表皮系細胞の障害に基づく疾患が火傷、外傷、創傷治癒、床擦れ、または乾せんである、請求の範囲５３に記載の医薬。
  55. 被験物質存在下及び該被験物質非存在下で、請求の範囲２７〜４５のいずれか１項に記載の方法を行い、該被験物質存在下及び該被験物質非存在下での胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞までの分化過程を比較することを特徴とする、胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞までの分化調節に関連する物質の評価方法。
  56. 被験物質存在下及び該被験物質非存在下で、請求の範囲２７〜４５のいずれか１項に記載の方法を行い、該被験物質存在下及び該被験物質非存在下での胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞までの分化過程を比較することを特徴とする、胚性幹細胞から外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞までの分化調節に関連する物質のスクリーニング方法。
  57. 被験物質存在下及び該被験物質非存在下で、請求の範囲４６に記載の細胞を培養し、該被験物質存在下及び該被験物質非存在下での外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞の機能を比較することを特徴とする、外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞の機能調節に関連する物質の評価方法。
  58. 被験物質存在下及び該被験物質非存在下で、請求の範囲４６に記載の細胞を培養し、該被験物質存在下及び該被験物質非存在下での外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞の機能を比較することを特徴とする、外胚葉細胞または外胚葉由来の細胞の機能調節に関連する物質のスクリーニング方法。
JP2003544199A 2001-11-15 2002-11-14 胚性幹細胞から外胚葉系細胞への分化誘導剤、その取得方法及びその用途 Expired - Fee Related JP4294482B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001350724 2001-11-15
JP2001350724 2001-11-15
PCT/JP2002/011894 WO2003042384A1 (fr) 2001-11-15 2002-11-14 Inducteur de differentiation pour cellules souches d'embryon, procede d'obtention dudit inducteur et utilisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2003042384A1 true JPWO2003042384A1 (ja) 2005-03-10
JP4294482B2 JP4294482B2 (ja) 2009-07-15

Family

ID=19163165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003544199A Expired - Fee Related JP4294482B2 (ja) 2001-11-15 2002-11-14 胚性幹細胞から外胚葉系細胞への分化誘導剤、その取得方法及びその用途

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20060281179A1 (ja)
EP (1) EP1452594A4 (ja)
JP (1) JP4294482B2 (ja)
CA (1) CA2467258A1 (ja)
WO (1) WO2003042384A1 (ja)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7632679B2 (en) * 2002-07-16 2009-12-15 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for screening for modulators of neural differentiation
US20040224302A1 (en) * 2002-07-16 2004-11-11 Thomas Jessel Systems and methods for screening for modulators of neural differentiation
US7803783B2 (en) 2002-12-06 2010-09-28 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Use of WNT inhibitors to augment therapeutic index of chemotherapy
US20040265995A1 (en) * 2003-04-01 2004-12-30 Tamara Byk sFRP1 and uses thereof
US20070020608A1 (en) * 2003-05-08 2007-01-25 Peter Eriksson Method for the generation of neural progenitor cells
WO2005080598A1 (ja) * 2004-02-19 2005-09-01 Dainippon Sumitomo Pharma Co., Ltd. 体細胞核初期化物質のスクリーニング方法
WO2005085426A1 (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Tanabe Seiyaku Co., Ltd. 無フィ−ダ−分化用培地及び霊長類動物胚性幹細胞からの無フィ−ダ−分化方法
CA2563087A1 (en) * 2004-04-09 2005-12-15 Ronald S. Goldstein Methods for generating neuronal cells from human embryonic stem cells and uses thereof
JP4576545B2 (ja) * 2004-05-27 2010-11-10 独立行政法人理化学研究所 羊膜由来因子による胚性幹細胞の培養方法
US8492147B2 (en) 2004-06-18 2013-07-23 Riken Method of inducing the differentiation of embryonic stem cells into nerve by serum-free suspension culture
EP1783208A4 (en) * 2004-07-06 2007-11-14 Kyowa Hakko Kogyo Kk METHOD FOR PRODUCING A NERVENZELLE
US9121008B2 (en) 2005-08-31 2015-09-01 University Of Utah Research Foundation Development of natural killer cells and functional natural killer cell lines
US9085754B2 (en) 2007-03-29 2015-07-21 Technion Research & Development Foundation Limited Isolated population of cells and methods of generating and using same
WO2008127974A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-23 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Stem cell-based culture system for drug development
US8969081B2 (en) * 2008-12-10 2015-03-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Caudal motor neuron derived from embryonic stem cells under conditions essentially free of any retinoid
WO2010073407A1 (ja) * 2008-12-26 2010-07-01 株式会社大塚製薬工場 幹細胞の分化能の評価方法
WO2010140698A1 (ja) * 2009-06-03 2010-12-09 国立大学法人東北大学 多能性幹細胞からの神経堤細胞群の分化誘導方法
US20130115622A1 (en) 2009-12-14 2013-05-09 Kyoto University Pharmaceutical composition for prevention and treatment of amyotrophic lateral sclerosis
JP5099570B2 (ja) * 2010-07-12 2012-12-19 国立大学法人鳥取大学 ｓｉＲＮＡ導入による新規ｈｉＰＳＣ作製法
EP2625263B1 (en) 2010-10-08 2020-03-11 Terumo BCT, Inc. Configurable methods and systems of growing and harvesting cells in a hollow fiber bioreactor system
JP6082221B2 (ja) * 2012-02-13 2017-02-15 日本メナード化粧品株式会社 幹細胞から外胚葉系細胞への分化誘導剤
WO2013140927A1 (ja) 2012-03-21 2013-09-26 国立大学法人京都大学 アルツハイマー病の治療薬および/または予防薬のスクリーニング方法
CN105683366B (zh) 2013-08-23 2020-11-06 住友化学株式会社 用于制备视网膜组织和视网膜相关细胞的方法
JP6633522B2 (ja) 2013-11-16 2020-01-22 テルモ ビーシーティー、インコーポレーテッド バイオリアクターにおける細胞増殖
US11008547B2 (en) 2014-03-25 2021-05-18 Terumo Bct, Inc. Passive replacement of media
JP6830059B2 (ja) 2014-09-26 2021-02-17 テルモ ビーシーティー、インコーポレーテッド スケジュール化された細胞フィーディング
WO2017004592A1 (en) 2015-07-02 2017-01-05 Terumo Bct, Inc. Cell growth with mechanical stimuli
EP3464565A4 (en) 2016-05-25 2020-01-01 Terumo BCT, Inc. CELL EXPANSION
US11685883B2 (en) 2016-06-07 2023-06-27 Terumo Bct, Inc. Methods and systems for coating a cell growth surface
US11104874B2 (en) 2016-06-07 2021-08-31 Terumo Bct, Inc. Coating a bioreactor
US10767164B2 (en) 2017-03-30 2020-09-08 The Research Foundation For The State University Of New York Microenvironments for self-assembly of islet organoids from stem cells differentiation
CN117247899A (zh) 2017-03-31 2023-12-19 泰尔茂比司特公司 细胞扩增
US11624046B2 (en) 2017-03-31 2023-04-11 Terumo Bct, Inc. Cell expansion
WO2020210741A1 (en) * 2019-04-12 2020-10-15 FUJIFILM Irvine Scientific, Inc. Embryo culture media supplement
AU2021263179A1 (en) * 2020-04-30 2022-11-17 Oriental Yeast Co.,Ltd. Stem cell medium and stem cell culturing method
CN115575646B (zh) * 2022-11-21 2023-04-28 四川大学华西医院 一种代谢标志物组在制备预测癫痫发作的试剂盒中的用途

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19756864C5 (de) * 1997-12-19 2014-07-10 Oliver Brüstle Neurale Vorläuferzellen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Therapie von neuralen Defekten
CA2383360A1 (en) * 1999-09-13 2001-03-22 American Home Products Corporation Pharmaceutical compositions and methods of using secreted frizzled related protein
WO2001088100A1 (fr) * 2000-05-16 2001-11-22 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Nouvelle methode permettant de declencher une differentiation de cellules embryonnaires dans des cellules de l'ectoderme et leurs applications
WO2002026941A2 (en) * 2000-09-29 2002-04-04 Kooy Derek V D Primitive neural stem cells and method for differentiation of stem cells to neural cells
US20040014209A1 (en) * 2002-01-23 2004-01-22 Lassar Andrew B. Compositions and methods for modulating cell differentiation
US7390659B2 (en) * 2002-07-16 2008-06-24 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods for inducing differentiation of embryonic stem cells and uses thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003042384A1 (fr) 2003-05-22
CA2467258A1 (en) 2003-05-22
EP1452594A4 (en) 2007-01-10
US20080160617A1 (en) 2008-07-03
EP1452594A1 (en) 2004-09-01
JP4294482B2 (ja) 2009-07-15
US20060281179A1 (en) 2006-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4294482B2 (ja) 胚性幹細胞から外胚葉系細胞への分化誘導剤、その取得方法及びその用途
JP4458222B2 (ja) 胚性幹細胞の外胚葉系細胞への新規な分化誘導法及びその用途
US8273570B2 (en) Process of inducing differentiation of embryonic cell to cell expressing neural surface marker using OP9 or PA6 cells
US20220049217A1 (en) Methods of producing rpe cells and compositions of rpe cells
US8492147B2 (en) Method of inducing the differentiation of embryonic stem cells into nerve by serum-free suspension culture
JP6493938B2 (ja) 幹細胞を網膜神経節細胞に分化させる方法
KR20190039434A (ko) 만능 세포를 분화시키는 방법
JPWO2006078034A1 (ja) 心筋細胞への分化能を有する細胞
EP1176189A1 (en) Stem cell-like cells
MX2013009421A (es) Tratamiento la esclerosis lateral amiotrófica con el uso de células derivadas del cordón umbilical.
US20080299090A1 (en) Use Of Umbilical Cord Matrix Cells
JPWO2019054515A1 (ja) 背側化シグナル伝達物質又は腹側化シグナル伝達物質による錐体視細胞又は桿体視細胞の増加方法
WO2005080554A1 (ja) 胚性幹細胞の分化調節方法
KR20180105236A (ko) 줄기 세포-유래 외배엽 계통 전구체의 분화 방법
JP4576545B2 (ja) 羊膜由来因子による胚性幹細胞の培養方法
AU2019226198A1 (en) Improved methods of producing RPE cells and compositions of RPE cells
JP2023500830A (ja) 網膜色素上皮細胞を生成するための方法
EP3903789A1 (en) Therapeutic drug for disease accompanied by disorders in retinal system cells or retinal tissue
AU2008202874A1 (en) Agent for inducing embryonic stem cell to ectodermal cell, method for obtaining the same and use of the same
WO2024003349A1 (en) Enhancing neuronal differentiation of ventral midbrain neural progenitor cells
Hargus Analysis of murine embryonic stem cells overexpressing the extracellular matrix molecule tenascin-R in vitro and after transplantation in a mouse model of Huntington's disease
JP6594875B2 (ja) 細胞傷害性抗体
Sabapathy Optimisation of methods for the differentiation of human embryonic stem cells into retinal progenitor cells
Samarut et al. Ectopic expression of Cvh (Chicken Vasa homologue) mediates the reprogramming of chicken embryonic stem cells to a germ cell fate

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050324

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080514

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080813

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080925

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081022

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081117

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20090127

TRDD Decision of grant or rejection written
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090127

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090324

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090408

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120417

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees