JPWO2012173207A1 - Method for inducing differentiation into retinal cells - Google Patents

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Abstract

本発明は、レチノイン酸受容体アンタゴニストを含む培地中で、多能性幹細胞を培養すること、及び培養物から網膜前駆細胞を得ることを含む、網膜前駆細胞の製造方法を提供する。  The present invention provides a method for producing retinal progenitor cells, comprising culturing pluripotent stem cells in a medium containing a retinoic acid receptor antagonist, and obtaining retinal progenitor cells from the culture.

Description

本発明は、網膜前駆細胞、桿体視細胞、網膜色素上皮細胞等の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing retinal progenitor cells, rod photoreceptor cells, retinal pigment epithelial cells, and the like.

加齢性黄斑変性症(age-related macular degeneration)、網膜色素変性症(retinitis pigmentosa)のような網膜変性疾患による失明に苦しむ患者の数が益々増加している。これらの疾患では視細胞の障害が失明の直接的な原因であるので、視細胞(又は視細胞前駆体)のインビトロでの産生が、これらの疾患の研究及びこれらの疾患の治療法の開発に大きく貢献し得る。   An increasing number of patients suffer from blindness due to retinal degenerative diseases such as age-related macular degeneration and retinitis pigmentosa. In these diseases, visual cell damage is a direct cause of blindness, so the in vitro production of photoreceptors (or photoreceptor precursors) is in the study of these diseases and the development of treatments for these diseases. Can contribute greatly.

本発明者らも含め、多くのグループが、虹彩組織(非特許文献1、2)、毛様体組織(非特許文献3)、又は胚性幹(ES)細胞(非特許文献4−6)から、視細胞を創生することを試みている。組織幹細胞と比較して、ES細胞は、無限に増殖する能力を有しており、研究及び治療のために十分な数の細胞を産生することが可能であるので、優れている。近年の研究により、網膜前駆細胞をES細胞からインビトロで効率的に産生できることが立証されている。   Many groups, including the present inventors, include iris tissue (Non-Patent Documents 1 and 2), ciliary body tissue (Non-Patent Document 3), or embryonic stem (ES) cells (Non-Patent Documents 4-6). We are trying to create photoreceptor cells. Compared to tissue stem cells, ES cells are superior because they have the ability to proliferate indefinitely and can produce a sufficient number of cells for research and treatment. Recent studies have demonstrated that retinal progenitor cells can be efficiently produced from ES cells in vitro.

本発明者らは、Dkk1、LeftyA、血清及びアクチビン処理を組み合わせたエンブリオイドボディ様凝集体の無血清浮遊培養(SFEB)系(SFEB/DLFA)(非特許文献7)を用いた、マウスES細胞からの神経網膜前駆細胞の効率的な誘導を示した。   The present inventors used mouse ES cells using serum-free suspension culture (SFEB) system (SFEB / DLFA) of Embryoid body-like aggregates combined with Dkk1, LeftyA, serum and activin treatment (Non-patent Document 7). Showed efficient induction of neural retinal progenitor cells.

また、本発明者らは、多能性幹細胞をSFEB法で培養することにより多能性幹細胞を網膜前駆細胞へ分化させ、必要に応じて培養した細胞の中からRx(Rax)陽性等のマーカー発現に基づき網膜前駆細胞をソートし、単離された網膜前駆細胞をDAPT等を含む培地中で培養することにより網膜前駆細胞を視細胞へ分化させることを含む、視細胞の製造方法を開発している(特許文献1)。しかしながら、この方法では、網膜前駆細胞への分化効率が十分に満足できる程に高くはないので、分化した網膜前駆細胞のソーティングによる単離を要する場合がある。この場合、ソーティング操作の過程で細胞数が減少しやすいので、移植等の目的で大量の網膜前駆細胞や視細胞を調製することが困難である。   In addition, the present inventors differentiated pluripotent stem cells into retinal progenitor cells by culturing pluripotent stem cells by the SFEB method, and markers such as Rx (Rax) positive from the cultured cells as necessary. Developed a method for producing photoreceptor cells, including sorting retinal progenitor cells based on expression and differentiating retinal progenitor cells into photoreceptor cells by culturing the isolated retinal progenitor cells in a medium containing DAPT or the like. (Patent Document 1). However, in this method, the differentiation efficiency into retinal progenitor cells is not high enough to be sufficiently satisfied, and thus it may be necessary to isolate the differentiated retinal progenitor cells by sorting. In this case, since the number of cells tends to decrease during the sorting operation, it is difficult to prepare a large amount of retinal progenitor cells and photoreceptor cells for the purpose of transplantation or the like.

マウスES細胞をトリプシンで解離した後、再集合させてスフィア(細胞塊)を作らせると、個々の細胞は様々な種類の細胞に分化する胚様体になることが知られている。また、この培養中にレチノイン酸を添加すると、神経分化が促進されることが知られている(非特許文献8及び9)が、この培養中には大脳皮質や網膜組織の細胞はほとんど生成されない。このため笹井らは、ES細胞から大脳皮質や網膜組織の細胞を誘導するために、レチノイン酸に頼らない別の方法(Dkk1及びLefty−A添加によるWntシグナル及びNodalシグナルの阻害)を用いた(非特許文献10)。   It is known that when mouse ES cells are dissociated with trypsin and then reassembled to form a sphere (cell mass), individual cells become embryoid bodies that differentiate into various types of cells. In addition, it is known that neuronal differentiation is promoted when retinoic acid is added during this culture (Non-patent Documents 8 and 9), but almost no cerebral cortex or retinal tissue cells are produced during this culture. . Therefore, Sakurai et al. Used another method (inhibition of Wnt signal and Nodal signal by addition of Dkk1 and Lefty-A) not to rely on retinoic acid to induce cerebral cortex and retinal tissue cells from ES cells ( Non-patent document 10).

一方、非特許文献11には、マウスES細胞を、接着状態で、RAR(レチノイン酸受容体)アンタゴニストであるAGN193109を含有する培地中で培養すると、神経分化が阻害され、中胚葉への分化が促進されることが開示されている。この報告によると、AGN193109の効果は、Dkk1及びSBの添加により弱められ、分化の方向をむしろ神経へと誘導する。更にサブnM濃度のレチノイン酸を添加すると、AGN193109により阻害されていた神経分化がレスキューされる。RARアンタゴニスト添加によって神経幹細胞マーカーSox1の発現が低下し、レチノイン酸を添加した場合では不添加の場合に比べてSox1発現のピークの時期が早くなる。   On the other hand, in Non-Patent Document 11, when mouse ES cells are cultured in a medium containing AGN193109, which is an RAR (retinoic acid receptor) antagonist, in an adhered state, neuronal differentiation is inhibited and differentiation into mesoderm is prevented. It is disclosed to be promoted. According to this report, the effect of AGN 193109 is weakened by the addition of Dkk1 and SB, and induces the direction of differentiation rather to the nerve. Further addition of sub-nM retinoic acid rescues neuronal differentiation that was inhibited by AGN 193109. The expression of the neural stem cell marker Sox1 is reduced by the addition of the RAR antagonist, and the peak timing of Sox1 expression is earlier when retinoic acid is added than when it is not added.

AGN193109は、RARα、RARβ及びRARγに結合する公知のRARアンタゴニストである(特許文献2、非特許文献12)。   AGN193109 is a known RAR antagonist that binds to RARα, RARβ, and RARγ (Patent Document 2, Non-Patent Document 12).

国際公開第2008/087917号International Publication No. 2008/087917 特許第4295357号公報Japanese Patent No. 4295357

Haruta, M. et al., Nat. Neurosci., 4, 1163-1164 (2001)Haruta, M. et al., Nat. Neurosci., 4, 1163-1164 (2001) Sun, G. et al., Dev. Biol., 289, 243-252 (2006)Sun, G. et al., Dev. Biol., 289, 243-252 (2006) Tropepe, V. et al., Science, 287, 2032-2036 (2000)Tropepe, V. et al., Science, 287, 2032-2036 (2000) Zhao, X., Liu, J. & Ahmad, I., Biochem. Biophys. Res. Commun. 297, 177-184 (2002)Zhao, X., Liu, J. & Ahmad, I., Biochem. Biophys. Res. Commun. 297, 177-184 (2002) Hirano, M. et al., Dev. Dyn., 228, 664-671 (2003)Hirano, M. et al., Dev. Dyn., 228, 664-671 (2003) Ikeda, H. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 11331-11336 (2005)Ikeda, H. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 11331-11336 (2005) Engberg, N. et al., Stem Cells, 28(9), 1498-1509 (2010)Engberg, N. et al., Stem Cells, 28 (9), 1498-1509 (2010) Bain, G. et al., Dev Biol., 168, 342-357 (1995)Bain, G. et al., Dev Biol., 168, 342-357 (1995) Bain, G. et al., Biochem Biophys Res Commun., 223, 691-694 (1996)Bain, G. et al., Biochem Biophys Res Commun., 223, 691-694 (1996) Watanabe, K et al., Nat. Neurosci., 8, 288-296 (2005)Watanabe, K et al., Nat. Neurosci., 8, 288-296 (2005) Engberg et al., Stem Cells, 28, 1498-1509 (2010)Engberg et al., Stem Cells, 28, 1498-1509 (2010) Agarwal, C. et al., J. Biol. Chem., 271(21), 12209-12212 (1996)Agarwal, C. et al., J. Biol. Chem., 271 (21), 12209-12212 (1996)

上記事情に鑑み、本発明は、哺乳動物の多能性細胞から網膜前駆細胞や桿体視細胞、網膜色素上皮細胞等の網膜細胞を効率的に産生する方法を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for efficiently producing retinal cells such as retinal progenitor cells, rod photoreceptor cells, and retinal pigment epithelial cells from mammalian pluripotent cells.

上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、RARアンタゴニストは、多能性幹細胞の分化誘導初期段階で、網膜以外の神経細胞及び中胚葉への分化を抑制し、多能性幹細胞から網膜前駆細胞への分化の誘導を促進することを見出した。RARアンタゴニストを用いると、誘導培養により得られた細胞集団中に含まれる網膜前駆細胞の割合が高いため、ソーティング等により網膜前駆細胞を単離することなく、網膜前駆細胞に由来する細胞、特に視細胞を高い効率で誘導することができた。さらに、細胞外マトリクスを添加すると、多能性幹細胞から網膜前駆細胞をより早期に産生しうることを見出した。また、RARアンタゴニスト存在下で多量に産生された網膜前駆細胞は、多能性幹細胞から分化誘導される過程で厚みを有する層構造を形成し、形態的に生体内における網膜細胞の発生時と極めて類似した構造を呈するため、網膜前駆細胞に由来する細胞を効率よく製造することができた。特に、網膜前駆細胞に由来する細胞の中でも、視細胞及び網膜色上皮細胞の製造、特に細胞数の多い視細胞(より好ましくは桿体視細胞)の製造に有用であった。また、前記培養により得られた網膜前駆細胞を含有する細胞を、RARアンタゴニスト非存在下、ガンマセクレターゼ阻害剤を含有する培地中で培養することにより、高い効率で桿体視細胞が誘導された。更に、上述の網膜前駆細胞誘導培養において用いる無血清培地に、細胞外マトリクスを添加すると、網膜前駆細胞へ早期に分化した。
以上の知見に基づき、本発明が完成された。
As a result of earnest research to achieve the above object, RAR antagonists suppress differentiation into neurons and mesoderm other than the retina at the early stage of differentiation induction of pluripotent stem cells, and from pluripotent stem cells to retinal progenitor cells. It was found to promote the induction of differentiation. When a RAR antagonist is used, since the proportion of retinal progenitor cells contained in the cell population obtained by induction culture is high, cells derived from retinal progenitor cells, particularly visual cells, are isolated without isolating retinal progenitor cells by sorting or the like. Cells could be induced with high efficiency. Furthermore, it has been found that retinal progenitor cells can be produced earlier from pluripotent stem cells when an extracellular matrix is added. In addition, retinal progenitor cells produced in large quantities in the presence of RAR antagonists form a layered structure having a thickness in the process of differentiation induction from pluripotent stem cells. Due to the similar structure, cells derived from retinal progenitor cells could be efficiently produced. In particular, among cells derived from retinal progenitor cells, it was useful for the production of photoreceptor cells and retinal color epithelial cells, particularly for the production of photoreceptor cells with a large number of cells (more preferably rod photoreceptor cells). Moreover, rod photoreceptors were induced with high efficiency by culturing cells containing retinal progenitor cells obtained by the above culture in a medium containing a gamma secretase inhibitor in the absence of a RAR antagonist. Furthermore, when an extracellular matrix was added to the serum-free medium used in the above-described retinal progenitor cell induction culture, it differentiated early into retinal progenitor cells.
Based on the above findings, the present invention has been completed.

即ち、本発明は以下に関する。
[1]レチノイン酸受容体アンタゴニストを含む培地中で、多能性幹細胞を培養すること、及び培養物から網膜前駆細胞を得ることを含む、網膜前駆細胞の製造方法。
[2]レチノイン酸受容体アンタゴニストが、少なくともRARαアンタゴニスト活性を有する化合物である、[1]記載の方法。
[3]多能性幹細胞を浮遊凝集体として培養する、[1]又は[2]記載の方法。
[4]培地が、レチノイン酸類を実質的に含まない、[1]〜[3]のいずれかに記載の方法。
[5]培地が、B27を実質的に含まない、[1]〜[4]のいずれかに記載の方法。
[6]培地が、更に細胞外マトリクスを含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。
[7]培地が、更にアルブミン及び/又は脂質を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。
[8]培地が、更にNodalシグナル阻害剤及び/又はWntシグナル阻害剤を含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の方法。
[9](a)[1]〜[8]のいずれかに記載の方法により網膜前駆細胞を得ること、及び
(b)得られた網膜前駆細胞を含む培養物を、レチノイン酸受容体アンタゴニストを実質的に含まない培地中で培養して網膜前駆細胞に由来する細胞を得ること
を含む、網膜細胞の製造方法。
[10](a)における培養に用いる培地が、細胞外マトリクスを含み、(b)の網膜前駆細胞に由来する細胞が、視細胞又は網膜色素上皮細胞である、[9]記載の方法。
[11](b)における培養に用いる培地が、神経培養用血清代替物、ガンマセクレターゼ阻害剤、及びbFGFから選択されるいずれかの因子を含み、且つ、網膜前駆細胞に由来する細胞が、視細胞である、[9]又は[10]記載の方法。
[12]視細胞が、桿体視細胞である、[10]又は[11]記載の方法。
[13](a)及び/又は(b)における培養に用いる培地が、Nodalシグナル阻害剤及び/又はWntシグナル阻害剤を含み、且つ網膜前駆細胞に由来する細胞が、視細胞又は網膜色素上皮細胞である、[9]記載の方法。
That is, the present invention relates to the following.
[1] A method for producing retinal progenitor cells, comprising culturing pluripotent stem cells in a medium containing a retinoic acid receptor antagonist, and obtaining retinal progenitor cells from the culture.
[2] The method according to [1], wherein the retinoic acid receptor antagonist is a compound having at least RARα antagonist activity.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the pluripotent stem cells are cultured as floating aggregates.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the medium does not substantially contain retinoic acids.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the medium does not substantially contain B27.
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the medium further contains an extracellular matrix.
[7] The method according to any one of [1] to [6], wherein the medium further contains albumin and / or lipid.
[8] The method according to any one of [1] to [7], wherein the medium further contains a Nodal signal inhibitor and / or a Wnt signal inhibitor.
[9] (a) Obtaining retinal progenitor cells by the method according to any one of [1] to [8], and (b) treating the obtained retinal progenitor cell culture with a retinoic acid receptor antagonist A method for producing retinal cells, comprising culturing in a substantially free medium to obtain cells derived from retinal progenitor cells.
[10] The method according to [9], wherein the medium used for the culture in (a) contains an extracellular matrix, and the cells derived from the retinal progenitor cells in (b) are photoreceptors or retinal pigment epithelial cells.
[11] The medium used for the culture in (b) contains any factor selected from a serum substitute for nerve culture, a gamma secretase inhibitor, and bFGF, and cells derived from retinal progenitor cells are The method according to [9] or [10], which is a cell.
[12] The method according to [10] or [11], wherein the photoreceptor is a rod photoreceptor.
[13] The medium used for culture in (a) and / or (b) contains a Nodal signal inhibitor and / or a Wnt signal inhibitor, and the cells derived from retinal progenitor cells are photoreceptor cells or retinal pigment epithelial cells. The method according to [9], wherein

本発明の方法を用いれば、高い効率で多能性幹細胞から網膜前駆細胞を誘導することができる。誘導培養により得られる細胞中に含まれる網膜前駆細胞の割合が高いため、ソーティング等により網膜前駆細胞を単離することなく、誘導培養後の細胞から高い効率で視細胞等の網膜細胞を誘導することができる。
本発明は、ヒト多能性幹細胞をベースとした、網膜疾患に対する移植療法の開発を大いに促進し得る。
By using the method of the present invention, retinal progenitor cells can be induced from pluripotent stem cells with high efficiency. Since the ratio of retinal progenitor cells contained in cells obtained by induction culture is high, retinal cells such as photoreceptors are induced with high efficiency from cells after induction culture without isolating retinal progenitor cells by sorting or the like. be able to.
The present invention can greatly facilitate the development of transplantation therapy for retinal diseases based on human pluripotent stem cells.

AGN193109存在下又は非存在下における、GFP陽性細胞の比率の経時変化を示す。The time-dependent change of the ratio of a GFP positive cell in the presence or absence of AGN193109 is shown. 各試験例におけるコロニー数及びGFP陽性細胞の比率(%)を示す。The number of colonies and the ratio (%) of GFP positive cells in each test example are shown.

本発明は、多能性幹細胞からの網膜前駆細胞、及び桿体視細胞等の視細胞、視細胞前駆体、網膜色素上皮細胞等の網膜前駆細胞に由来する細胞の改良された製造方法を提供する。以下、本発明の詳細を説明する。   The present invention provides an improved method for producing retinal progenitor cells from pluripotent stem cells and cells derived from retinal progenitor cells such as photoreceptor cells such as rod photoreceptor cells, photoreceptor precursors, and retinal pigment epithelial cells. To do. Details of the present invention will be described below.

(1.多能性幹細胞)
「多能性幹細胞」とは、自己複製能と多能性を有する細胞であって、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いう。
(1. Pluripotent stem cells)
A “pluripotent stem cell” is a cell that has self-renewal ability and pluripotency, can be cultured in vitro, and has pluripotency capable of differentiating into all cells constituting a living body. A cell.

多能性幹細胞としては、例えば温血動物、好ましくは哺乳動物に由来する細胞を使用できる。哺乳動物としては、例えば、ヒト、サル等の霊長類、マウス、ラット、モルモット、ハムスター等のげっ歯類、ウサギ、ネコ、イヌ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、ヤギが挙げられる。   As pluripotent stem cells, for example, cells derived from warm-blooded animals, preferably mammals, can be used. Examples of mammals include primates such as humans and monkeys, rodents such as mice, rats, guinea pigs and hamsters, rabbits, cats, dogs, sheep, pigs, cows, horses and goats.

多能性幹細胞には、胚性幹細胞及び誘導多能性幹細胞が包含される。   Pluripotent stem cells include embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells.

本発明の方法で用いられる胚性幹細胞(ES細胞)としては、例えば、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、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、およびこれらの染色体上の遺伝子を公知の遺伝子工学の手法を用いて改変した胚性幹細胞が挙げられる。   As embryonic stem cells (ES cells) used in the method of the present invention, for example, embryonic stem cells such as mammals established by culturing early embryos before implantation, or by nuclear transfer of somatic cell nuclei. Examples include embryonic stem cells established by culturing the prepared early embryos, and embryonic stem cells obtained by modifying genes on these chromosomes using a known genetic engineering technique.

具体的には、胚性幹細胞としては、初期胚を構成する内部細胞塊や単一割球等より樹立された胚性幹細胞、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などが挙げられる。また、これらの胚性幹細胞は、公知の方法を用いて、分化マーカーをコードする遺伝子に標識遺伝子(例えばGFP等の蛍光タンパク質)をインフレームにノックインすることにより、標識遺伝子の発現を指標として対応する分化段階に達したことを識別可能とした細胞であってもよい。   Specifically, embryonic stem cells include embryonic stem cells established from internal cell masses or single blastomeres constituting early embryos, EG cells established from primordial germ cells, and early embryos before implantation. Examples thereof include cells isolated from a cell population having multipotency (for example, primitive ectoderm) or cells obtained by culturing the cells. In addition, these embryonic stem cells can respond to the expression of the marker gene by using a known method by knocking the marker gene (for example, a fluorescent protein such as GFP) into the gene encoding the differentiation marker in frame. It may be a cell that can be identified as having reached the differentiation stage.

胚性幹細胞は、所定の機関より入手でき、また、市販品を購入することもできる。例えば、ヒト胚性幹細胞であるKhES-1、KhES-2 及びKhES-3は、京都大学再生医科学研究所より入手可能である。   Embryonic stem cells can be obtained from a predetermined institution or a commercial product can be purchased. For example, human embryonic stem cells KhES-1, KhES-2 and KhES-3 are available from the Institute of Regenerative Medicine, Kyoto University.

ES細胞と体細胞の細胞融合によって得られる融合ES細胞も、本発明の方法に用いられる胚性幹細胞に含まれる。   Fusion ES cells obtained by cell fusion of ES cells and somatic cells are also included in the embryonic stem cells used in the method of the present invention.

誘導多能性幹細胞(iPS細胞)は、リプログラム因子の導入により体細胞(例えば線維芽細胞、皮膚細胞等)をリプログラムして得られた細胞である。誘導多能性幹細胞は、体細胞(例えば線維芽細胞、皮膚細胞等)にOct3/4、Sox2、Klf4およびc−Mycからなるリプログラミング因子を導入する方法で初めて見出された(Cell, 126: p. 663-676, 2006)。その後、多くの研究者により、リプログラム因子の組み合わせや因子の導入法について様々な改良が進められており、多様な誘導多能性幹細胞の製造法が報告されている。本発明における誘導多能性幹細胞には、このような方法で製造された細胞も含まれる。   Induced pluripotent stem cells (iPS cells) are cells obtained by reprogramming somatic cells (for example, fibroblasts, skin cells, etc.) by introducing a reprogramming factor. Induced pluripotent stem cells were first discovered by a method of introducing reprogramming factors consisting of Oct3 / 4, Sox2, Klf4 and c-Myc into somatic cells (eg, fibroblasts, skin cells, etc.) (Cell, 126 : p. 663-676, 2006). Since then, many researchers have made various improvements on combinations of reprogramming factors and methods for introducing factors, and various methods for producing induced pluripotent stem cells have been reported. The induced pluripotent stem cells in the present invention include cells produced by such a method.

多能性幹細胞は、自体公知の方法により維持培養できる。例えば、臨床応用の観点では、多能性幹細胞の維持培養には、KnockoutTM Serum Replacement(KSR)などの血清代替物を用いた無血清培養や、無フィーダー細胞培養により維持することが好ましい。Pluripotent stem cells can be maintained and cultured by a method known per se. For example, from the viewpoint of clinical application, the maintenance culture of pluripotent stem cells is preferably maintained by serum-free culture using a serum substitute such as Knockout Serum Replacement (KSR) or feeder-cell culture.

(2.網膜前駆細胞の製造)
本発明は多能性幹細胞から網膜前駆細胞を製造する方法(本発明の方法1)を提供する。本発明の方法1は、血清を含む又は含まない培地中で多能性幹細胞を培養すること、及び培養物から網膜前駆細胞を得ることを含む。以下、詳細に説明する。
(2. Production of retinal progenitor cells)
The present invention provides a method for producing retinal progenitor cells from pluripotent stem cells (method 1 of the present invention). Method 1 of the present invention comprises culturing pluripotent stem cells in a medium with or without serum and obtaining retinal progenitor cells from the culture. Details will be described below.

網膜細胞には、網膜前駆細胞、及びそこから分化誘導される前駆細胞(神経網膜前駆細胞、網膜色素上皮前駆細胞、視細胞前駆体等)並びに成熟細胞(視細胞、水平細胞、双極細胞、アマクリン細胞、神経節細胞、ミューラーグリア細胞、網膜色素上皮細胞等)が包含される。視細胞には桿体視細胞及び錐体視細胞が包含される。網膜前駆細胞とは、神経網膜(視細胞、水平細胞、双極細胞、アマクリン細胞、神経節細胞、ミューラーグリア細胞)、網膜色素上皮細胞、及びそれらの前駆細胞(神経網膜前駆細胞、網膜色素上皮前駆細胞又は視細胞前駆体)へ分化する能力を有する細胞をいう。   The retinal cells include retinal progenitor cells, progenitor cells derived therefrom (neural retinal progenitor cells, retinal pigment epithelial progenitor cells, photoreceptor precursors, etc.) and mature cells (visual cells, horizontal cells, bipolar cells, amacrine). Cells, ganglion cells, Mueller glial cells, retinal pigment epithelial cells, etc.). The photoreceptor cells include rod photoreceptors and cone photoreceptors. A retinal progenitor cell is a neural retina (visual cells, horizontal cells, bipolar cells, amacrine cells, ganglion cells, Mueller glial cells), retinal pigment epithelial cells, and their progenitor cells (neural retinal progenitor cells, retinal pigment epithelial progenitors) Cell or cell precursor).

得られた細胞が網膜前駆細胞であるか否かは、自体公知の方法、例えば、網膜前駆細胞マーカーの発現により確認できる。網膜前駆細胞マーカーとしては、公知のものを利用することができ、例えば、Rx(Rax)(retinal and anterior neural fold homeobox)、Pax6などが挙げられる。Rx(Rax)は、発生の後期に網膜に限局した発現パターンがみられ、眼の発生における最上流にある転写因子の一つで、網膜前駆細胞の増殖・分化に重要な役割を果たすことが示唆されている。   Whether or not the obtained cells are retinal progenitor cells can be confirmed by a method known per se, for example, expression of a retinal progenitor cell marker. As the retinal progenitor cell marker, a known marker can be used, and examples thereof include Rx (Rax) (retinal and anterior neural fold homeobox), Pax6, and the like. Rx (Rax) is one of the most upstream transcription factors in the development of the eye, and has an expression pattern confined to the retina later in development, and plays an important role in the proliferation and differentiation of retinal progenitor cells. Has been suggested.

網膜前駆細胞に由来する細胞のマーカーに関しては、公知のものを用いることができ、例えば、網膜視細胞マーカーとして、Otx2、Crxなど、桿体視細胞マーカーとしてNrl、ロドプシン、リカバリン、アレスチンなど、錐体視細胞マーカーとしてオプシンなどが挙げられる。網膜色素上皮前駆細胞マーカーとしてMitfなど、網膜色素上皮細胞マーカーとして、例えばPax6、RPE65、MERTK、CRALBP、BEST1などが挙げられる。そのほか、例えば、神経節細胞マーカーとしてBrn−3bなど、ミューラーグリア細胞マーカーとしてCRALBPなど、水平細胞マーカーとしてCalbindinなど、双極細胞のマーカーとしてPKCなどが挙げられる。   As a marker for cells derived from retinal progenitor cells, known ones can be used. For example, Otx2, Crx and the like as retinal photoreceptor markers, Nrl, rhodopsin, recoverin, arrestin and the like as rod photoreceptor markers. Opsin etc. are mentioned as a somatic cell marker. Examples of the retinal pigment epithelial progenitor cell marker include Mitf, and examples of the retinal pigment epithelial cell marker include Pax6, RPE65, MERTK, CRALBP, BEST1, and the like. Other examples include Brn-3b as a ganglion cell marker, CRALBP as a Mueller glial cell marker, Calbindin as a horizontal cell marker, PKC as a bipolar cell marker, and the like.

多能性幹細胞の培養条件としては、網膜細胞への分化誘導法として公知の方法を用いることができ、例えば、接着培養法、浮遊培養法などの方法が挙げられる。接着培養法としては、例えば接着性の細胞培養器を用いる方法、多能性幹細胞をフィーダー細胞上に接着させた状態で培養する方法(例えばWO2001/088100)などが知られている。浮遊培養法とは、集合し塊を形成した多能性幹細胞群(浮遊凝集体)を、培養培地中において浮遊させた状態で培養する方法(例えばWO2008/087917、Nature. 2011 Apr 7;472(7341):51−6)をいう。網膜前駆細胞への分化効率を向上させる観点から、好ましくは、多能性幹細胞を浮遊培養法により培養する。細胞を接着させるためのフィーダー細胞が不要なため臨床開発上優位であり、また大量の細胞を扱いやすくスケールアップしやすいなどの点で、浮遊培養法が好ましく用いられる。   As culture conditions for pluripotent stem cells, a known method can be used as a method for inducing differentiation into retinal cells, and examples thereof include methods such as adhesion culture and suspension culture. As an adhesion culture method, for example, a method using an adhesive cell culture device, a method of culturing pluripotent stem cells adhered on feeder cells (for example, WO2001 / 088100) and the like are known. The suspension culture method is a method of culturing a group of pluripotent stem cells (floating aggregates) that aggregate and form a mass in a suspended state in a culture medium (for example, WO 2008/087917, Nature. 2011 Apr 7; 472 ( 7341): 51-6). From the viewpoint of improving the efficiency of differentiation into retinal progenitor cells, preferably, pluripotent stem cells are cultured by a suspension culture method. The floating culture method is preferably used in that it is advantageous in clinical development because it does not require feeder cells for adhering cells, and is easy to handle and scale up a large amount of cells.

培地は、広く動物細胞の培養に用いられる培地を基礎培地として利用することができる。このような培地は、多能性幹細胞から目的の網膜前駆細胞へ分化誘導可能であれば特に限定されない。市販されている基礎培地としては、例えば、Glasgow MEM(GMEM)、IMDM(Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium)、DMEM、NeuroBasal medium、NeuroBasal−A medium、F12−Ham、Kaighn’s modified F12、などが挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができるが、これらに特に限定されない。網膜前駆細胞をさらに分化誘導して網膜前駆細胞に由来する細胞を取得する場合には、目的の網膜前駆細胞に由来する細胞の種類や誘導効率などに応じて、基礎培地を選択することもできる。なかでも、多能性幹細胞から分化誘導する初期段階に用いられる培地が好ましく、具体的には、GMEM、及び神経細胞用基礎培地が好ましく、特に、GMEM、NeuroBasal medium、NeuroBasal−A mediumなどが好ましく用いられる。   As the medium, a medium widely used for culturing animal cells can be used as a basal medium. Such a medium is not particularly limited as long as differentiation can be induced from a pluripotent stem cell to a target retinal progenitor cell. Commercially available basal media include, for example, Glasgow MEM (GMEM), IMDM (Iscove's Modified Dulbecco's Medium), DMEM, NeuroBasal medium, NeuroBasal-A medium, F12-Hamn, Ka12 These may be used alone or in combination of two or more, but are not particularly limited thereto. When further inducing differentiation of retinal progenitor cells to obtain cells derived from retinal progenitor cells, the basal medium can be selected according to the type of cells derived from the target retinal progenitor cells, induction efficiency, etc. . Among them, a medium used in the initial stage of inducing differentiation from pluripotent stem cells is preferable, specifically, GMEM and a basal medium for nerve cells are preferable, and in particular, GMEM, NeuroBasal medium, NeuroBasal-A medium, and the like are preferable. Used.

本発明の方法1においては、無血清培地又は血清を含む培地が用いられる。ここで、無血清培地とは、無調整又は未精製の血清を含まない培地を意味し、精製された血液由来成分や動物組織由来成分(例えば、増殖因子)が混入している培地は無血清培地に該当するものとする。血清は、任意の動物、好ましくは哺乳動物に由来する血清を使用できる。血清が由来する哺乳動物は、多能性幹細胞が由来する哺乳動物(上述)と同様である。   In the method 1 of the present invention, a serum-free medium or a medium containing serum is used. Here, the serum-free medium means a medium that does not contain unconditioned or unpurified serum, and a medium that contains purified blood-derived components or animal tissue-derived components (for example, growth factors) is serum-free. It shall correspond to the culture medium. As the serum, serum derived from any animal, preferably a mammal, can be used. The mammal from which the serum is derived is the same as the mammal from which the pluripotent stem cells are derived (described above).

血清を含む培地を用いる場合、血清の濃度は、網膜前駆細胞を効率的に分化誘導し得る濃度である限り限定されないが、例えば約0.5〜約30%(v/v)、好ましくは約1.0〜約20%(v/v)、より好ましくは約3〜約10%(v/v)、最も好ましくは約5%(v/v)であり得る。   When using a medium containing serum, the concentration of serum is not limited as long as it is a concentration capable of efficiently inducing differentiation of retinal progenitor cells. For example, about 0.5 to about 30% (v / v), preferably about It may be from 1.0 to about 20% (v / v), more preferably from about 3 to about 10% (v / v), and most preferably about 5% (v / v).

血清へのウイルス等の混入のリスクの回避、培養条件の制御による分化誘導の安定化、或いは網膜前駆細胞への分化効率の向上の観点から、好ましくは無血清培地中で培養が行われる。特に、移植細胞の製造を目的とする場合には、安全性の観点から、無血清培地が好ましい。血清存在下では、RARアンタゴニストによる網膜前駆細胞への分化誘導効率の向上効果が損なわれる傾向にあり、また、ヒトの細胞を用いる場合は血清の有無による分化誘導効率の有意差が認められにくいなどの理由から、無血清培地が好適に利用される。   The culture is preferably performed in a serum-free medium from the viewpoint of avoiding the risk of contamination of viruses with serum, stabilization of differentiation induction by controlling culture conditions, or improvement of differentiation efficiency into retinal progenitor cells. In particular, in the case of producing transplanted cells, a serum-free medium is preferable from the viewpoint of safety. In the presence of serum, the effect of improving the efficiency of differentiation induction into retinal progenitor cells by RAR antagonists tends to be impaired. In addition, when human cells are used, it is difficult to recognize a significant difference in the efficiency of differentiation induction due to the presence or absence of serum. For this reason, a serum-free medium is preferably used.

培地は、例えば、血清代替物を含んでいてもよい。血清代替物は、例えば、単離又は精製されたアルブミン(例えば、BSA、脂質リッチアルブミン)、トランスフェリン、脂肪酸、インスリン、コラーゲン、微量元素、あるいはこれらの均等物や誘導体などを適宜含有するものであり得る。かかる血清代替物は、例えば、WO98/30679記載の方法により調製できる。また、本発明の方法1をより簡便に実施するために、血清代替物は市販のものを利用できる。かかる市販の血清代替物としては、例えば、KnockoutTM Serum Replacement(KSR)、神経細胞培養用血清代替物であるN2、B27などが挙げられる。本発明の方法1に用いられる培地には、好ましくはKSRが含まれる。The medium may contain, for example, a serum replacement. Serum substitutes contain, for example, isolated or purified albumin (eg, BSA, lipid-rich albumin), transferrin, fatty acid, insulin, collagen, trace elements, or equivalents and derivatives thereof as appropriate. obtain. Such serum replacement can be prepared, for example, by the method described in WO98 / 30679. Moreover, in order to implement the method 1 of this invention more simply, a commercially available thing can be utilized for a serum substitute. Examples of such commercially available serum substitutes include Knockout Serum Replacement (KSR) and N2 and B27 which are serum substitutes for nerve cell culture. The medium used in Method 1 of the present invention preferably contains KSR.

また、培地は、基礎培地や血清代替物の構成成分又は別途添加される成分として、単離又は精製されたアルブミン(例、BSA)、脂肪酸又は脂質(化学的に決定されたものが好ましい)、アミノ酸(例えば、非必須アミノ酸)、ビタミン、増殖因子、サイトカイン、抗酸化剤、還元剤(2−メルカプトエタノール、1−チオグリセロールなど)、ピルビン酸、緩衝剤、無機塩類、添加物等を含有できる。例えば、還元剤として用いる2−メルカプトエタノール又は1−チオグリセロールは、胚性幹細胞の培養に適する濃度で使用される限り限定されないが、例えば約0.05〜約1.0mM、好ましくは約0.1〜約0.5mM、より好ましくは約0.2mMの濃度で使用できる。本発明の方法1に用いられる培地には、好ましくは単離又は精製されたアルブミン(例、BSA)及び化学的に決定された脂質が含まれる。アルブミン(例、BSA)の濃度は、例えば0.1mg/ml〜100mg/ml、好ましくは1mg/ml〜20mg/ml程度で使用できる。脂質として、例えば化学的に決定された脂質の市販品の濃度は、例えば0.1×〜10×、好ましくは0.5×〜5×程度で使用できる。   In addition, the medium is a component of basal medium or serum substitute or a separately added component, such as isolated or purified albumin (eg, BSA), fatty acid or lipid (preferably chemically determined), Can contain amino acids (eg, non-essential amino acids), vitamins, growth factors, cytokines, antioxidants, reducing agents (2-mercaptoethanol, 1-thioglycerol, etc.), pyruvic acid, buffers, inorganic salts, additives, etc. . For example, 2-mercaptoethanol or 1-thioglycerol used as the reducing agent is not limited as long as it is used at a concentration suitable for the culture of embryonic stem cells, but for example, about 0.05 to about 1.0 mM, preferably about 0.1. It can be used at a concentration of 1 to about 0.5 mM, more preferably about 0.2 mM. The medium used in Method 1 of the present invention preferably contains isolated or purified albumin (eg BSA) and chemically determined lipids. The concentration of albumin (eg, BSA) is, for example, about 0.1 mg / ml to 100 mg / ml, preferably about 1 mg / ml to 20 mg / ml. As the lipid, for example, the chemically determined concentration of commercially available lipid can be used at, for example, about 0.1 × to 10 ×, preferably about 0.5 × to 5 ×.

本明細書において、「単離又は精製」とは、目的とする成分以外の因子を除去する操作がなされ、天然に存在する状態を脱していることを意味する。目的とする成分がタンパク質である場合、「単離又は精製された」当該目的タンパク質の純度(総タンパク質重量に占める目的タンパク重量の百分率)は、通常70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、最も好ましくは実質的に100%である。   In the present specification, the term “isolation or purification” means that an operation for removing factors other than the target component has been performed, and the state existing in nature has been removed. When the target component is a protein, the purity of the target protein “isolated or purified” (percentage of the target protein weight in the total protein weight) is usually 70% or more, preferably 80% or more, more preferably Is 90% or more, most preferably substantially 100%.

本発明の方法1に用いる培地には、レチノイン酸受容体(RAR)アンタゴニストが含まれる。RARアンタゴニストとは、all−trans−RA(ATRA)又は9−cis−RAのRARへの結合を阻害することにより、RARの下流のシグナル伝達を抑制する化合物を意味する。RARには、サブタイプとしてRARα、RARβ及びRARγが包含される。本発明に用いられるRARアンタゴニストは、RARα、RARβ及びRARγからなる群から選択される少なくとも1つのRARへのall−trans−RA(ATRA)又は9−cis−RAの結合を阻害する活性(アンタゴニスト活性)を有し、単独で又は複数を組み合わせて利用できる。アンタゴニスト活性やRARサブタイプ選択性は、例えばIC50値やKi 値、細胞を用いたレポーターアッセイ(例えば、Chem. Biol. 2009 16 479-489)など公知の方法を用いて比較できる。The medium used in Method 1 of the present invention contains a retinoic acid receptor (RAR) antagonist. A RAR antagonist means a compound that suppresses signal transduction downstream of RAR by inhibiting the binding of all-trans-RA (ATRA) or 9-cis-RA to RAR. RAR includes RARα, RARβ and RARγ as subtypes. The RAR antagonist used in the present invention is an activity that inhibits the binding of all-trans-RA (ATRA) or 9-cis-RA to at least one RAR selected from the group consisting of RARα, RARβ and RARγ (antagonist activity). ) And can be used alone or in combination. Antagonist activity and RAR subtype selectivity, for example an IC 50 value and K i values, a reporter assay using cells (e.g., Chem. Biol. 2009 16 479-489 ) can be compared using known methods, such as.

本発明においては、多能性幹細胞から網膜前駆細胞、視細胞、及び網膜色素上皮細胞(以下「網膜前駆細胞等」と称する場合がある)への分化誘導効率を向上できる点で、少なくともRARαアンタゴニスト活性を有する化合物が好ましく用いられる。少なくともRARαアンタゴニスト活性を有する化合物には、例えば、RARαアンタゴニスト活性が有意に高い化合物、RARα及びRARβに対するアンタゴニスト活性を有する化合物、RARα及びRARγに対するアンタゴニスト活性を有する化合物、RARα、RARβ及びRARγ全てに対するアンタゴニスト活性を有する化合物(pan−RARアンタゴニスト)、及びこれらの組み合わせが含まれる。なかでも、RARの下流のシグナル伝達を効率よく抑制しうる点で、2以上のRARサブタイプに対するアンタゴニスト活性を有する化合物が好ましく、特にpan−RARアンタゴニストが好ましく用いられる。さらに、pan−RARアンタゴニストの中でも、アンタゴニスト活性がより高い化合物ほど、多能性幹細胞から網膜前駆細胞等への分化誘導をより効率よく促進できる。   In the present invention, at least the RARα antagonist is capable of improving the efficiency of differentiation induction from pluripotent stem cells to retinal progenitor cells, photoreceptor cells, and retinal pigment epithelial cells (hereinafter sometimes referred to as “retinal progenitor cells”). A compound having activity is preferably used. Compounds having at least RARα antagonist activity include, for example, compounds having significantly higher RARα antagonist activity, compounds having antagonist activity against RARα and RARβ, compounds having antagonist activity against RARα and RARγ, antagonist activity against all of RARα, RARβ and RARγ (Pan-RAR antagonist), and combinations thereof. Especially, the compound which has antagonist activity with respect to 2 or more RAR subtype is preferable at the point which can suppress the signal transduction downstream of RAR efficiently, and especially a pan-RAR antagonist is used preferably. Furthermore, among pan-RAR antagonists, compounds with higher antagonist activity can more efficiently promote differentiation induction from pluripotent stem cells to retinal progenitor cells and the like.

RARアンタゴニストとしては、例えば、AGN193109;AGN194310;ER27191;Ro415253;3−(4−メトキシ−フェニルスルファニル)−3−メチル酪酸;6−メトキシ−2,2−ジメチルチオクロマン−4−オン、2,2−ジメチル−4−オキソ−チオクロマン−6−イルトリフルオロメタンスルホネート;4−((2,2−ジメチル−4−オキソ−チオクロマン−6−イル)エチニル)安息香酸エチル;4−((2,2−ジメチル 1−4−トリフルオロメタンスルホニルオキシ−2(H)−チオクロメン−6−イル)エチニル)安息香酸エチル;チオクロメン−6−イル]エチニル]ベンゾエート(イル);p−[(E)−2−[3’4’−ジヒドロ−4,4’−ジメチル−7’−(ヘプチルオキシ)−2’H−1−ベンゾチオピラン−6’イル]プロペニル]安息香酸1’1’−ジオキシド;2E,4E,6E−[7−(3,5−ジ−t−ブチル−4−n−ブトキシフェニル)−3−メチル]−オクタ2,4,6−トリエン酸;2E,4E,6E−[7−(3,5−ジ−t−ブチル−4−n−プロポキシフェニル)−3−メチル]−オクタ2,4,6−トリエン酸;2E,4E,6E−[7−(3,5−ジ−t−ブチル−4−n−ペントキシフェニル)−3−メチル]−オクタ2,4,6−トリエン酸;2E,4E,6E−[7−(3,5−ジ−t−ブチル−4−n−ヘキソキシフェニル)−3−メチル]−オクタ2,4,6−トリエン酸;2E,4E,6E−[7−(3,5−ジ−t−ブチル−4−n−ヘプトキシフェニル)−3−メチル]−オクタ2,4,6−トリエン酸;2E,4E,6E−[7−(3,5−ジ−t−ブチル−4−n−オクトキシフェニル)−3−メチル]−オクタ2,4,6−トリエン酸;(2E,4E,6E)−7−[3−t−ブチル−5−(1−フェニルビニル)−フェニル]−3−メチル−オクタ2,4,6−トリエン酸;2E,4E,6E−[7−(3,5−ジ−t−ブチル−4{[4,5−3H2]−n−ペントキシ}フェニル)−3−メチル]−オクタ2,4,6−トリエン酸;(2E,4E)−(1RS,2RS)−5−[2−(3,5−ジ−tert.ブチル−2−エトキシフェニル)シクロプロピル]−3−メチル−ペンタ−2,4−ジエン酸エチルエステル:(2E,4E)−(1RS,2RS)−5−[2−(3,5−ジ−tert.ブチル−2−エトキシフェニル)シクロプロピル]−3−メチル−ペンタ−2,4−ジエン酸;(2E,4E)−(1RS,2RS)−5−[2−(3,5−ジ−tert.ブチル−2−ブトキシフェニル)シクロプロピル]−3−メチル−ペンタ−2,4−ジエン酸;(2E,4E,6Z)−7−[3,5−ジ−tert.ブチル−2−エトキシフェニル]−3−メチル−2,4,6−オクタトリエン酸;(2E,4E,6Z)−7−[3,5−ジ−tert.ブチル−2−ブチルオキシフェニル]−3−メチル−2,4,6−オクタトリエン酸;4−(5,6,7,8−テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチル−2−ナフタレンカルボキサミド)安息香酸;(2E,4E)−3−メチル−5−[(1R,2S)−2−(5,5,8,8−テトラメチル−5,6,7,8−テトラヒドロ−ナフタレン−2−イル)シクロプロピル]ペンタ−2,4−ジエン酸;p−[(E)−2−[3’,4’−ジヒドロ−4’,4’−ジメチル−7’−(ヘプチルオキシ)−2’H−1−ベンゾチオピラン−6’−イル]プロペニル]安息香酸;1’,1’−ジオキシド,4−(7,7,10,10−テトラメチル−1−ピリジン−3−イルメチル−4,5,7,8,9,10−ヘキサヒドロ−1H−ナフト[2,3−g]インドール−3−イル)安息香酸;(2E,4E,6Z)−7−[3,5−ジ−tert.ブチル−2−メトキシフェニル]−3−メチル−2,4,6−オクタトリエン酸;(2E,4E,6Z)−7−[3,5−ジ−tert.ブチル−2−エトキシフェニル]−3−メチル−2,4,6−オクタトリエン酸;(2E,4E,6Z)−7−[3,5−ジ−tert.ブチル−2−ヘキシルオキシフェニル]−3−メチル−2,4,6−オクタトリエン酸;(2E,4E,6Z)−7−[3,5−ジ−tert.ブチル−2−オクチルオキシフェニル]−3−メチル−2,4,6−オクタトリエン酸;および(2E,4E)−(1RS,2RS)−5−[2−(3,5−ジ−tert.ブチル−2−ブトキシフェニル)シクロプロピル]−3−メチル−ペンタ−2,4−ジエン酸、(2E,4E,6Z)−7−(3−n−プロポキシ−5,6,7,8−テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルナフタレン−2−イル)−3−メチルオクタ−2,4,6−トリエン酸;4−(5H−2,3(2,5−ジメチル−2,5−ヘキサノ)−5−n−プロピルジベンゾ [b,e][1,4]ジアゼピン−11−イル)安息香酸;4−(5H−2,3−(2,5−ジメチル−2,5−ヘキサノ)−5−メチル−8−ニトロジベンゾ [b,e][1,4]ジアゼピン−11−イル)安息香酸;4−{[4−(4−エチルフェニル)2,2−ジメチル−(2H)−チオクロメン−6−イル]エチニル}安息香酸;4−[4−2メチル−1,2−ジカルバ−クロソ(closo)−ドデカボラン−1−イル−フェニルカルバモイル]安息香酸;4−[4,5,7,8,9,10−ヘキサヒドロ−7,7,10,10−テトラメチル−1−(3−ピリジルメチル)アントラ[1,2−b]ピロール−3−イル]安息香酸;(3−ピリジルメチル)−(5−チアアントラ[2,1−b]ピロール−3−イル)安息香酸;および(3−ピリジルメチル)アントラ[2m1−d]ピラゾール−3−イル)安息香酸等を挙げることができるが、これらに限定されない。また、臨床応用されているRARアンタゴニストとして、BMS189453、BMS204493などが知られている。   Examples of RAR antagonists include AGN 193109; AGN 194310; ER27191; Ro415253; 3- (4-methoxy-phenylsulfanyl) -3-methylbutyric acid; 6-methoxy-2,2-dimethylthiochroman-4-one, 2,2 -Dimethyl-4-oxo-thiochroman-6-yltrifluoromethanesulfonate; ethyl 4-((2,2-dimethyl-4-oxo-thiochroman-6-yl) ethynyl) benzoate; 4-((2,2- Dimethyl 1-4-trifluoromethanesulfonyloxy-2 (H) -thiochromen-6-yl) ethynyl) ethyl benzoate; thiochromen-6-yl] ethynyl] benzoate (yl); p-[(E) -2- [ 3'4'-dihydro-4,4'-dimethyl-7 '-(heptyloxy -2'H-1-benzothiopyran-6'yl] propenyl] benzoic acid 1'1'-dioxide; 2E, 4E, 6E- [7- (3,5-di-t-butyl-4-n-butoxyphenyl) ) -3-Methyl] -octa2,4,6-trienoic acid; 2E, 4E, 6E- [7- (3,5-di-t-butyl-4-n-propoxyphenyl) -3-methyl]- Octa 2,4,6-trienoic acid; 2E, 4E, 6E- [7- (3,5-di-tert-butyl-4-n-pentoxyphenyl) -3-methyl] -octa 2,4,6 -Trienoic acid; 2E, 4E, 6E- [7- (3,5-di-t-butyl-4-n-hexoxyphenyl) -3-methyl] -octa2,4,6-trienoic acid; 2E, 4E, 6E- [7- (3,5-di-tert-butyl-4-n-heptoxyphenyl) -3-methyl L] -octa2,4,6-trienoic acid; 2E, 4E, 6E- [7- (3,5-di-t-butyl-4-n-octoxyphenyl) -3-methyl] -octa2, 4,6-trienoic acid; (2E, 4E, 6E) -7- [3-tert-butyl-5- (1-phenylvinyl) -phenyl] -3-methyl-octa2,4,6-trienoic acid; 2E, 4E, 6E- [7- (3,5-di-tert-butyl-4 {[4,5-3H2] -n-pentoxy} phenyl) -3-methyl] -octa2,4,6-triene Acid; (2E, 4E)-(1RS, 2RS) -5- [2- (3,5-di-tert.butyl-2-ethoxyphenyl) cyclopropyl] -3-methyl-penta-2,4-diene Acid ethyl ester: (2E, 4E)-(1RS, 2RS) -5- [2- (3,5-di-te t. (Butyl-2-ethoxyphenyl) cyclopropyl] -3-methyl-penta-2,4-dienoic acid; (2E, 4E)-(1RS, 2RS) -5- [2- (3,5-di-tert. (Butyl-2-butoxyphenyl) cyclopropyl] -3-methyl-penta-2,4-dienoic acid; (2E, 4E, 6Z) -7- [3,5-di-tert. Butyl-2-ethoxyphenyl] -3-methyl-2,4,6-octatrienoic acid; (2E, 4E, 6Z) -7- [3,5-di-tert. Butyl-2-butyloxyphenyl] -3-methyl-2,4,6-octatrienoic acid; 4- (5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalene (Carboxamide) benzoic acid; (2E, 4E) -3-methyl-5-[(1R, 2S) -2- (5,5,8,8-tetramethyl-5,6,7,8-tetrahydro-naphthalene- 2-yl) cyclopropyl] penta-2,4-dienoic acid; p-[(E) -2- [3 ′, 4′-dihydro-4 ′, 4′-dimethyl-7 ′-(heptyloxy)- 2′H-1-benzothiopyran-6′-yl] propenyl] benzoic acid; 1 ′, 1′-dioxide, 4- (7,7,10,10-tetramethyl-1-pyridin-3-ylmethyl-4, 5,7,8,9,10-hexahydro-1H-naphtho [ , 3-g] indol-3-yl) -benzoic acid; (2E, 4E, 6Z) -7- [3,5- di-tert.. Butyl-2-methoxyphenyl] -3-methyl-2,4,6-octatrienoic acid; (2E, 4E, 6Z) -7- [3,5-di-tert. Butyl-2-ethoxyphenyl] -3-methyl-2,4,6-octatrienoic acid; (2E, 4E, 6Z) -7- [3,5-di-tert. Butyl-2-hexyloxyphenyl] -3-methyl-2,4,6-octatrienoic acid; (2E, 4E, 6Z) -7- [3,5-di-tert. Butyl-2-octyloxyphenyl] -3-methyl-2,4,6-octatrienoic acid; and (2E, 4E)-(1RS, 2RS) -5- [2- (3,5-di-tert. Butyl-2-butoxyphenyl) cyclopropyl] -3-methyl-penta-2,4-dienoic acid, (2E, 4E, 6Z) -7- (3-n-propoxy-5,6,7,8-tetrahydro -5,5,8,8-tetramethylnaphthalen-2-yl) -3-methylocta-2,4,6-trienoic acid; 4- (5H-2,3 (2,5-dimethyl-2,5- Hexano) -5-n-propyldibenzo [b, e] [1,4] diazepin-11-yl) benzoic acid; 4- (5H-2,3- (2,5-dimethyl-2,5-hexano) -5-methyl-8-nitrodibenzo [b, e] [1,4] dia Zepin-11-yl) benzoic acid; 4-{[4- (4-ethylphenyl) 2,2-dimethyl- (2H) -thiochromen-6-yl] ethynyl} benzoic acid; 4- [4-2 methyl- 1,2-dicarba-croso-dodecaborane-1-yl-phenylcarbamoyl] benzoic acid; 4- [4,5,7,8,9,10-hexahydro-7,7,10,10-tetramethyl -1- (3-pyridylmethyl) anthra [1,2-b] pyrrol-3-yl] benzoic acid; (3-pyridylmethyl)-(5-thiaanthra [2,1-b] pyrrol-3-yl) Benzoic acid; and (3-pyridylmethyl) anthra [2m1-d] pyrazol-3-yl) benzoic acid and the like can be mentioned, but are not limited thereto. Moreover, BMS189453, BMS204493, etc. are known as a RAR antagonist currently applied clinically.

更なる局面において、RARアンタゴニストには、BMS493(4−[(1E)−2−[5,6−ジヒドロ−5,5−ジメチル−8−(2−フェニルエチニル)−2−ナフタレニル]エテニル]安息香酸)、ER50891(4−[5−[8−(1−メチルエチル)−4−フェニル−2−キノリニル]−1H−ピロロ−2−イル]安息香酸)、LE135(4−[(7,8,9,10−テトラヒドロ−5,7,7,10,10−ペンタメチル−5H−ベンゾ[e]ナフト[2,3−b][1,4]ジアゼピン)−13−イル]安息香酸)、MM11253(6−[2−(5,6,7,8−テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチル−2−ナフタレニル)−1,3−ジチオラン−2−イル]−2−ナフタレンカルボン酸)が包含される。   In a further aspect, RAR antagonists include BMS493 (4-[(1E) -2- [5,6-dihydro-5,5-dimethyl-8- (2-phenylethynyl) -2-naphthalenyl] ethenyl] benzoic acid. Acid), ER50891 (4- [5- [8- (1-methylethyl) -4-phenyl-2-quinolinyl] -1H-pyrrol-2-yl] benzoic acid), LE135 (4-[(7,8 , 9,10-Tetrahydro-5,7,7,10,10-pentamethyl-5H-benzo [e] naphtho [2,3-b] [1,4] diazepine) -13-yl] benzoic acid), MM11253 (6- [2- (5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl) -1,3-dithiolan-2-yl] -2-naphthalenecarboxylic acid) Is included.

本発明においては、細胞移植治療への適用の観点から、特に臨床に利用可能な化合物が好ましく用いられる。本発明に用いられるRARアンタゴニストとしては、pan−RARアンタゴニストが好ましく、例えば、以下の構造を有するAGN193109及びBMS493などが入手可能である。BMS493は、RARα、β、γのいずれに対するアンタゴニスト活性もAGN193109より優れ、しかもRARαに対する結合阻害活性はAGN193109の約2倍程度であることが知られおり(Chemistry & Biology(2009)16,479-489の481頁など)、網膜前駆細胞への分化誘導効率もAGN193109より優れている。一方、AGN193109は、比較的低濃度で使用した場合にも網膜前駆細胞等の分化誘導効率向上に寄与する点で好ましい。   In the present invention, from the viewpoint of application to cell transplantation treatment, a clinically usable compound is preferably used. The RAR antagonist used in the present invention is preferably a pan-RAR antagonist, and for example, AGN 193109 and BMS 493 having the following structures are available. It is known that BMS493 is superior to AGN193109 in antagonist activity against any of RARα, β, and γ, and binding inhibition activity against RARα is about twice that of AGN193109 (Chemistry & Biology (2009) 16, 479-489). 481), and the differentiation induction efficiency into retinal progenitor cells is also superior to AGN193109. On the other hand, AGN 193109 is preferable in that it contributes to improvement of differentiation induction efficiency of retinal progenitor cells and the like even when used at a relatively low concentration.

RARアンタゴニストの濃度は、多能性幹細胞の網膜前駆細胞への分化促進を達成可能であるような濃度である。かかる濃度は、通常約0.1nM〜約100μM、好ましくは約10nM〜約10μM、より好ましくは約100nM〜約5μMである。例えばAGN193109については、通常約0.1nM〜約10μM、好ましくは約1nM〜約1μM、より好ましくは約10〜約500nMである。   The concentration of the RAR antagonist is such a concentration that can promote the differentiation of pluripotent stem cells into retinal progenitor cells. Such a concentration is usually about 0.1 nM to about 100 μM, preferably about 10 nM to about 10 μM, more preferably about 100 nM to about 5 μM. For example, for AGN 193109, it is usually about 0.1 nM to about 10 μM, preferably about 1 nM to about 1 μM, more preferably about 10 to about 500 nM.

RARアンタゴニストの添加回数は、1回でもよく、複数回にわたり連続的に又は断続的に添加してもよい。RARアンタゴニストの中には、培地中の半減期が半日以下であるものも知られており、RARアンタゴニストの効果を持続させるためには複数回の添加が有効である場合が多い。本発明においては、1回の添加でも網膜前駆細胞やその後の分化細胞(視細胞や網膜色素上皮細胞)の誘導を向上する効果を奏するが、2回又はそれ以上の回数添加することでその効果をさらに向上しうる場合がある。また、分化誘導開始初期にRARアンタゴニストが存在していることが好ましく、例えば、分化誘導開始時の培地としてRARアンタゴニストを含む培地を用いることができる。複数回添加する場合の添加間のインターバルは、多能性幹細胞の網膜前駆細胞への分化促進を達成可能である限り特に限定されないが、通常1〜3日である。   The RAR antagonist may be added once, or may be added continuously or intermittently over a plurality of times. Some RAR antagonists are known to have a half-life in the medium of half a day or less, and multiple additions are often effective to sustain the effects of the RAR antagonist. In the present invention, the effect of improving the induction of retinal progenitor cells and subsequent differentiated cells (visual cells and retinal pigment epithelial cells) can be achieved even by a single addition, but the effect can be achieved by adding two or more times. May be further improved. In addition, it is preferable that the RAR antagonist is present at the beginning of differentiation induction. For example, a medium containing the RAR antagonist can be used as a medium at the start of differentiation induction. The interval between additions in the case of adding a plurality of times is not particularly limited as long as it is possible to achieve differentiation promotion of pluripotent stem cells into retinal progenitor cells, but is usually 1 to 3 days.

RARアンタゴニストの効果を確保するため、或いは増強するため、培地はレチノイン酸類を実質的に含まないことが好ましい。レチノイン酸類とは、レチノイン酸、その誘導体であるレチノイド、これらの前駆体を意味する。「レチノイン酸類を実質的に含まない」とは、レチノイン酸類を含まないか、レチノイン酸類濃度が、RARアンタゴニスト共存下では、神経網膜以外の神経細胞(Sox1陽性細胞、及びその分化細胞)への誘導効果を奏しない程度の濃度であることをいう。レチノイン酸類を実質的に含まない培地中のレチノイン酸類濃度は、通常1nM未満、好ましくは10pM未満である。最も好ましくは、培地はレチノイン酸類を全く含まない。   In order to ensure or enhance the effect of the RAR antagonist, the medium is preferably substantially free of retinoic acids. Retinoic acids mean retinoic acid, retinoids that are derivatives thereof, and precursors thereof. “Substantially free of retinoic acids” means that retinoic acids are not contained or the concentration of retinoic acids is induced in neurons other than the neural retina (Sox1-positive cells and differentiated cells thereof) in the presence of an RAR antagonist. It means that the concentration is not effective. The concentration of retinoic acids in a medium substantially free of retinoic acids is usually less than 1 nM, preferably less than 10 pM. Most preferably, the medium does not contain any retinoic acids.

RARアンタゴニストの効果を確保するため、或いは増強するため、培地はB27を実質的に含まないことが好ましい。通常市販されているB27には、一定量のレチノイン酸類が含まれ、神経誘導効果を奏するからである。「B27を実質的に含まない」とは、、B27(レチノイン酸類が除かれた製品を含む)を含まないか、B27の含有量が、神経誘導効果を奏しない程度の量であることをいう。最も好ましくは、培地はB27を全く含まない。   In order to ensure or enhance the effect of the RAR antagonist, it is preferable that the medium does not substantially contain B27. This is because B27, which is usually marketed, contains a certain amount of retinoic acids and exhibits a nerve-inducing effect. “Substantially free of B27” means that it does not contain B27 (including products from which retinoic acids have been removed) or that the content of B27 is an amount that does not exert a nerve-inducing effect. . Most preferably, the medium does not contain any B27.

網膜前駆細胞への分化効率を向上・安定化させるため、培養に用いる培地は、Nodalシグナル阻害剤及びWntシグナル阻害剤からなる群から選択されるいずれかの阻害剤、好ましくは双方の阻害剤を含んでいてもよい(WO2008/087917参照)。Nodalシグナル阻害剤とWntシグナル阻害剤の併用により、優れた分化効率向上効果が期待できる。   In order to improve / stabilize the differentiation efficiency into retinal progenitor cells, the medium used for culture is any inhibitor selected from the group consisting of a Nodal signal inhibitor and a Wnt signal inhibitor, preferably both inhibitors. It may be included (see WO2008 / 088791). By combining the Nodal signal inhibitor and the Wnt signal inhibitor, an excellent effect of improving differentiation efficiency can be expected.

Nodalシグナル阻害剤は、Nodalにより媒介されるシグナル伝達を抑制し得るものである限り特に限定されない。Nodalシグナル阻害剤としては、例えば、Lefty−A、Lefty−B、Lefty−1、Lefty−2、可溶型Nodal受容体、Nodal抗体、Nodal受容体阻害剤、SB−431542が挙げられる。Nodalシグナル阻害剤は、分化効率の安定性及び取扱性の点で、好ましくはLefty−A、SB−431542、より好ましくはSB−431542(4−[4−(1,3−ベンゾジオキソール−5−イル)−5−(2−ピリジニル)−1H−イミダゾール−2−イル]−ベンズアミド又はその水和物)である。Nodalシグナル阻害剤は、多能性幹細胞の網膜前駆細胞への分化促進を達成可能であるような濃度で用いられる。   The Nodal signal inhibitor is not particularly limited as long as it can suppress signal transduction mediated by Nodal. Examples of the Nodal signal inhibitor include Lefty-A, Lefty-B, Lefty-1, Lefty-2, soluble Nodal receptor, Nodal antibody, Nodal receptor inhibitor, and SB-431542. The Nodal signal inhibitor is preferably Lefty-A, SB-431542, more preferably SB-431542 (4- [4- (1,3-benzodioxol- 5-yl) -5- (2-pyridinyl) -1H-imidazol-2-yl] -benzamide or a hydrate thereof. The Nodal signal inhibitor is used at a concentration such that promotion of differentiation of pluripotent stem cells into retinal progenitor cells can be achieved.

Wntシグナル阻害剤は、Wntにより媒介されるシグナル伝達を抑制し得るものである限り特に限定されない。Wntシグナル阻害剤としては、例えば、Dkk1、Cerberus蛋白、Wnt受容体阻害剤、可溶型Wnt受容体、Wnt抗体、カゼインキナーゼ阻害剤、ドミナントネガティブWnt蛋白、CKI−7(N−(2−アミノエチル)−5−クロロ−イソキノリン−8−スルホンアミド)、D4476(4−{4−(2,3−ジヒドロベンゾ[1,4]ジオキシン−6−イル)−5−ピリジン−2−イル−1H−イミイダゾール−2−イル}ベンズアミド)が挙げられる。Wntシグナル阻害剤は、分化効率の安定性及び取扱性の点で、好ましくはDkk1、CKI−7、より好ましくはCKI−7である。Wntシグナル阻害剤は、多能性幹細胞の網膜前駆細胞への分化促進を達成可能であるような濃度で用いられる。   The Wnt signal inhibitor is not particularly limited as long as it can suppress signal transduction mediated by Wnt. Examples of the Wnt signal inhibitor include Dkk1, Cerberus protein, Wnt receptor inhibitor, soluble Wnt receptor, Wnt antibody, casein kinase inhibitor, dominant negative Wnt protein, CKI-7 (N- (2-amino). Ethyl) -5-chloro-isoquinoline-8-sulfonamide), D4476 (4- {4- (2,3-dihydrobenzo [1,4] dioxin-6-yl) -5-pyridin-2-yl-1H -Imidazol-2-yl} benzamide). The Wnt signal inhibitor is preferably Dkk1, CKI-7, more preferably CKI-7, from the viewpoints of stability of differentiation efficiency and handleability. The Wnt signal inhibitor is used at a concentration that can achieve promotion of differentiation of pluripotent stem cells into retinal progenitor cells.

一態様において、多能性幹細胞の浮遊培養は、Nodalシグナル阻害剤及び/又はWntシグナル阻害剤の非存在下で行われる。RARアンタゴニストにより、網膜前駆細胞への分化が強力に促進されるので、Nodalシグナル阻害剤やWntシグナル阻害剤を添加しなくても、高い効率で網膜前駆細胞への分化が誘導される。   In one embodiment, suspension culture of pluripotent stem cells is performed in the absence of a Nodal signal inhibitor and / or a Wnt signal inhibitor. Since differentiation into retinal progenitor cells is strongly promoted by the RAR antagonist, differentiation into retinal progenitor cells is induced with high efficiency without adding a Nodal signal inhibitor or a Wnt signal inhibitor.

一態様において、網膜前駆細胞への分化効率を向上・安定化させるため、或いは細胞死を抑制するために、培養に用いる培地は、ROCK(p160−Rho−associated coiled−coil kinase)阻害剤を含んでいてもよい。ROCK阻害剤は、細胞の分散の際に非常に強力な細胞死抑制作用を示す物質であり、例えば、Y−27632((R)−(+)−trans−N−(4−pyridyl)−4−(1−aminoethyl)−cyclohexanecarboxamide・2HCl・HO)、Fasudil(HA−1077)、Thiazovivinなどが知られている。ROCK阻害剤の濃度は、通常、約50nM〜約10μMである。In one embodiment, in order to improve / stabilize differentiation efficiency into retinal progenitor cells, or to suppress cell death, the culture medium used for culture contains a ROCK (p160-Rho-associated coiled-coil kinase) inhibitor. You may go out. A ROCK inhibitor is a substance that exhibits a very strong cell death inhibitory action upon cell dispersion. For example, Y-27632 ((R)-(+)-trans-N- (4-pyridyl) -4 - (1-aminoethyl) -cyclohexanecarboxamide · 2HCl · H 2 O), Fasudil (HA-1077), etc. Thiazovivin are known. The concentration of the ROCK inhibitor is usually about 50 nM to about 10 μM.

網膜前駆細胞への分化を促進する目的で、浮遊培養に用いる培地中にアクチビン(例えばアクチビンA)を添加してもよい(WO2008/087917参照)。浮遊培養に用いられるアクチビンの濃度は、網膜前駆細胞をより効率的に産生できる濃度であり得る。   For the purpose of promoting differentiation into retinal progenitor cells, activin (for example, activin A) may be added to the medium used for suspension culture (see WO2008 / 088791). The concentration of activin used for suspension culture can be a concentration that can produce retinal progenitor cells more efficiently.

一態様において、浮遊培養で用いられる培地は、RARアンタゴニストに加えて、Nodalシグナル阻害剤(好ましくはLefty−A又はSB−431542)及びWntシグナル阻害剤(好ましくはDkk1又はCKI−7)の組み合わせを含む。   In one embodiment, the medium used in suspension culture contains a combination of a Nodal signal inhibitor (preferably Lefty-A or SB-431542) and a Wnt signal inhibitor (preferably Dkk1 or CKI-7) in addition to the RAR antagonist. Including.

一態様において、培地は、細胞外マトリクスを含む。本発明の方法1においては、細胞外マトリクスの存在下で多能性幹細胞を培養すると、網膜前駆細胞の産生時期が早くなる傾向にあり、網膜前駆細胞の製造期間を短縮できる。従って、その後さらに分化誘導して得られる網膜前駆細胞に由来する細胞を取得するための培養期間をも短縮することができるという点で有利である。また、細胞外マトリクスを併用することにより、後述するRARアンタゴニストによる効果、すなわち、多能性幹細胞から分化誘導される過程で、多数の網膜前駆細胞を含む厚い層構造が形成され、その形態が、生体内における網膜細胞の分化誘導と類似の形態的特徴を有するために網膜前駆細胞へ誘導する効果をさらに増幅することができる。このように、細胞外マトリクスを含む培地を用いて本発明の方法1により網膜前駆細胞が産生される環境が、神経網膜を分化誘導する場として好適であるため、生体内の神経網膜にみられる細胞、特に細胞数の多い視細胞(より好ましくは桿体視細胞)の製造に特に有用である。また、網膜前駆細胞が多量に産生される結果、その後に分化誘導される網膜色素上皮細胞の産生量も向上する利点もある。   In one embodiment, the medium includes an extracellular matrix. In the method 1 of the present invention, when pluripotent stem cells are cultured in the presence of an extracellular matrix, the production time of retinal progenitor cells tends to be accelerated, and the production period of retinal progenitor cells can be shortened. Therefore, it is advantageous in that the culture period for obtaining cells derived from retinal progenitor cells obtained by further differentiation induction can be shortened. In addition, by using an extracellular matrix in combination, a thick layer structure containing a large number of retinal progenitor cells is formed in the process of induction of the effects of an RAR antagonist described later, that is, differentiation induction from pluripotent stem cells. Since it has morphological characteristics similar to the induction of differentiation of retinal cells in vivo, the effect of inducing retinal progenitor cells can be further amplified. Thus, since the environment in which retinal progenitor cells are produced by the method 1 of the present invention using a medium containing an extracellular matrix is suitable as a place for inducing differentiation of the neural retina, it is found in the neural retina in vivo. It is particularly useful for the production of cells, particularly photoreceptors with a large number of cells (more preferably rod photoreceptors). In addition, as a result of producing a large amount of retinal progenitor cells, there is also an advantage that the production amount of retinal pigment epithelial cells induced to differentiate thereafter is also improved.

細胞外マトリクスとしては、コラーゲン、エラスチン等の線維性タンパク質;ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ヘパラン硫酸等のグルコサミノグリカンやプロテオグリカン;フィブロネクチン、ビトロネクチン、ラミニン等の細胞接着性タンパク質;エンタクチン、これらの混合物等を挙げることが出来るが、これらに限定されない。なかでも、細胞外マトリクスとしては、基底膜を構成する成分が好ましく、例えば、ラミニン、コラーゲンIV、ヘパラン硫酸プロテオグリカン、エンタクチン又はニドジェン1を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、ラミニン、エンタクチンが好ましい。また、これらの細胞外マトリクスとその他の成分を含む市販品を用いることもでき、例えば、マトリゲル(登録商標)(Becton, Dickinson and Company)は、ラミニン、コラーゲンIV、ヘパラン硫酸プロテオグリカン、エンタクチン及びニドジェン1を含む好適な細胞外マトリクス組成物として市販されている。   As an extracellular matrix, fibrous proteins such as collagen and elastin; glucosaminoglycans and proteoglycans such as hyaluronic acid, chondroitin sulfate and heparan sulfate; cell adhesive proteins such as fibronectin, vitronectin and laminin; enteractin, a mixture thereof, etc. However, it is not limited to these. Especially, as an extracellular matrix, the component which comprises a basement membrane is preferable, for example, laminin, collagen IV, heparan sulfate proteoglycan, entactin, or nidogen 1 can be used individually or in combination of 2 or more types. Particularly preferred are laminin and entactin. Commercial products containing these extracellular matrix and other components can also be used. For example, Matrigel (registered trademark) (Becton, Dickinson and Company) is laminin, collagen IV, heparan sulfate proteoglycan, entactin and nidogen 1 Is commercially available as a suitable extracellular matrix composition.

細胞外マトリクスは、網膜前駆細胞の産生時期が早くなる効果を奏するような濃度で、培地へ添加される。   The extracellular matrix is added to the medium at a concentration that has the effect of accelerating the production time of retinal progenitor cells.

細胞外マトリクスは、多能性幹細胞の培養開始当初から既に培地に添加されていてもよいが、浮遊培養開始から数日後(例えば、培養10日以内の時期)に培地に添加してもよい。細胞外マトリクスは、好ましくは培養5日以内の時期に、より好ましくは浮遊培養開始当初から培地に含まれる。   The extracellular matrix may be already added to the medium from the beginning of the culture of pluripotent stem cells, but may be added to the medium several days after the start of suspension culture (for example, within 10 days of culture). The extracellular matrix is preferably contained in the medium at a time within 5 days of culture, more preferably from the beginning of suspension culture.

多能性幹細胞を浮遊培養する場合、浮遊培養で用いられる培養器は、細胞の浮遊培養が可能なものであれば特に限定されないが、培養器は細胞非接着性であることが好ましい。細胞非接着性の培養器としては、培養器の表面が、細胞との接着性を向上させる目的で人工的に処理(例えば、細胞外マトリックス等によるコーティング処理)されていないものを使用できる。   When pluripotent stem cells are cultured in suspension, the incubator used in suspension culture is not particularly limited as long as the cells can be cultured in suspension, but the incubator is preferably non-cell-adherent. As the non-cell-adhesive incubator, those in which the surface of the incubator has not been artificially treated (for example, coating treatment with an extracellular matrix or the like) for the purpose of improving adhesion to cells can be used.

多能性幹細胞を接着培養する場合、細胞接着性の培養器、例えば、細胞外マトリックス等によりコーティング処理された培養器を使用することが好ましい。   When pluripotent stem cells are subjected to adhesion culture, it is preferable to use a cell adhesion culture vessel, for example, a culture vessel coated with an extracellular matrix or the like.

培養における培養温度、CO濃度等の他の培養条件は適宜設定できる。培養温度は、特に限定されるものではないが、例えば約30〜40℃、好ましくは約37℃である。また、CO濃度は、例えば約1〜約10%、好ましくは約5%である。Other culture conditions such as culture temperature and CO 2 concentration in the culture can be set as appropriate. The culture temperature is not particularly limited and is, for example, about 30 to 40 ° C, preferably about 37 ° C. The CO 2 concentration is, for example, about 1 to about 10%, preferably about 5%.

培養の期間は、網膜前駆細胞を効率的に産生できる長さであり得る。多能性幹細胞の培養開始から網膜前駆細胞が産生されるまでの期間の長さは動物種や分化誘導法等によって異なり、マウス細胞の場合は、例えば6日〜20日、好ましくは9日〜16日程度、ヒト細胞の場合は、例えば20日〜40日、好ましくは25日〜35日程度である。網膜前駆細胞の産生は、Rx陽性細胞の出現を指標として確認することができる。例えば、SFEB/DLFA法を用いて、マウスES細胞から培養9日目にRx陽性細胞を15%含む細胞集団として得ることができる(Nature Biotechnology 26,101−106,2008の215頁など)。   The duration of the culture can be long enough to efficiently produce retinal progenitor cells. The length of time from the start of culture of pluripotent stem cells to the production of retinal progenitor cells varies depending on the animal species, differentiation induction method, etc. In the case of mouse cells, for example, 6 to 20 days, preferably 9 to About 16 days, in the case of human cells, for example, 20 days to 40 days, preferably about 25 days to 35 days. The production of retinal progenitor cells can be confirmed using the appearance of Rx positive cells as an index. For example, the SFEB / DLFA method can be used to obtain a cell population containing 15% of Rx-positive cells from mouse ES cells on the 9th day of culture (such as page 215 of Nature Biotechnology 26, 101-106, 2008).

培養終了後、培養物から網膜前駆細胞を単離してもよい。この単離は上述の網膜前駆細胞のマーカー(Rxなど)に対する抗体等を用いて、自体公知の方法(セルソーター等)により行うことができる。一方、十分量の網膜前駆細胞が産生されていれば、培養物から網膜前駆細胞を単離することなく、続けて視細胞や網膜色素上皮細胞へ分化誘導することができる。ここで、十分量の網膜前駆細胞とは、培養物中のRx陽性細胞が例えば10%以上、好ましくは20%以上である細胞集団を意味している。   After completion of the culture, retinal progenitor cells may be isolated from the culture. This isolation can be performed by a method known per se (cell sorter or the like) using an antibody against the above-mentioned retinal progenitor cell marker (Rx or the like). On the other hand, if a sufficient amount of retinal progenitor cells is produced, differentiation can be continuously induced into photoreceptor cells and retinal pigment epithelial cells without isolating retinal progenitor cells from the culture. Here, a sufficient amount of retinal progenitor cells means a cell population in which Rx positive cells in the culture are, for example, 10% or more, preferably 20% or more.

本発明の方法1により得られる培養物中には高頻度(含有量)に網膜前駆細胞が含まれる。本発明の方法1により得られる細胞は、高頻度、例えば5%以上、好ましくは10%以上、より好ましくは20%以上、更に好ましくは30%以上、より更に好ましくは40%以上の頻度(コロニー頻度)でRx陽性(網膜前駆細胞のマーカー)である。   The culture obtained by the method 1 of the present invention contains retinal progenitor cells at a high frequency (content). The cells obtained by the method 1 of the present invention have a high frequency, for example, 5% or more, preferably 10% or more, more preferably 20% or more, still more preferably 30% or more, and still more preferably 40% or more (colony). Frequency) and Rx positive (marker of retinal progenitor cells).

本発明の方法1においては、培養物中に含まれる細胞における網膜前駆細胞マーカー(例、Rx)の発現をモニターしながら、培養を行ってもよい。例えば、培養物から、一部の細胞を単離し、フローサイトメーター、免疫組織学的染色等により、該細胞における網膜前駆細胞マーカー陽性細胞の割合を測定する。そして、網膜前駆細胞マーカー陽性細胞の割合が十分に高くなった段階(例えば5%以上、好ましくは10%以上、より好ましくは20%以上、更に好ましくは30%以上、より更に好ましくは40%以上)で、培養物を回収することにより、高頻度(含有量)に網膜前駆細胞を含む培養物を得ることができる。   In the method 1 of the present invention, the culture may be performed while monitoring the expression of a retinal progenitor cell marker (eg, Rx) in cells contained in the culture. For example, some cells are isolated from the culture, and the ratio of retinal progenitor cell marker positive cells in the cells is measured by a flow cytometer, immunohistological staining, or the like. Then, when the ratio of retinal progenitor cell marker positive cells is sufficiently high (for example, 5% or more, preferably 10% or more, more preferably 20% or more, still more preferably 30% or more, still more preferably 40% or more ), The culture containing the retinal progenitor cells can be obtained with high frequency (content) by collecting the culture.

本発明の方法1によれば、網膜前駆細胞を高い効率で製造することが可能となる。多能性幹細胞をRARアンタゴニスト存在下で培養すると、非存在下で培養した時と比較してSox1、goosecoidの発現抑制がみられた。このことから、理論には拘束されないが、RARアンタゴニストは、多能性幹細胞の分化誘導過程において、神経細胞への分化を抑制し、網膜前駆細胞への分化を促進するため、網膜前駆細胞を高濃度に含む細胞集団が得られたと考えられる。さらに、その後の分化誘導により、網膜前駆細胞に由来する細胞も効率よく得ることができる。このように、本発明の方法1は、公知の分化誘導法にRARアンタゴニストを添加するという簡易な方法で目的の細胞の収率を向上できるため、公知の方法と容易に組み合わせることができ、極めて有用である。   According to the method 1 of the present invention, retinal progenitor cells can be produced with high efficiency. When pluripotent stem cells were cultured in the presence of a RAR antagonist, expression of Sox1 and goosecoid was suppressed compared to when cultured in the absence. Therefore, without being bound by theory, the RAR antagonist suppresses the differentiation into nerve cells and promotes the differentiation into retinal progenitor cells in the process of inducing differentiation of pluripotent stem cells. It is considered that a cell population included in the concentration was obtained. Furthermore, cells derived from retinal progenitor cells can be efficiently obtained by subsequent differentiation induction. Thus, since the method 1 of the present invention can improve the yield of the target cells by a simple method of adding a RAR antagonist to a known differentiation induction method, it can be easily combined with a known method, Useful.

本発明の方法1によると、網膜前駆細胞は、多能性幹細胞から分化誘導される過程で層構造を形成する。このような層構造は、生体内における網膜細胞の発生過程と類似の形態的特徴を示すことから、本発明の方法1は、網膜前駆細胞の誘導に適した「場」の形成を促し、形態的な側面からも網膜前駆細胞の産生増加への寄与があるものと推察される。細胞外マトリクスを併用した場合には、網膜前駆細胞の産生がより向上し、網膜前駆細胞がより厚い層構造を形成しうるためか、網膜前駆細胞がより早期に産生され、分化誘導期間を短縮する効果を奏する。細胞外マトリクスとKSRを併用すると、網膜前駆細胞の増殖と分化誘導時期の短縮の効果がより促進されるため好ましい。網膜前駆細胞が形成するこのような層構造は、また、生体内における神経網膜の発生過程と類似の形態的特徴を示すため、生体内の神経網膜にみられる細胞、特に神経網膜に占める細胞数の多い視細胞(より好ましくは桿体視細胞)への分化誘導に適している。例えば、下記に詳述する更なる培養に付すことにより、桿体視細胞を高効率で得ることが出来る。また、本発明の方法1により得られた網膜前駆細胞を公知の視細胞又はその前駆体分化条件下で培養することにより、視細胞及びその前駆細胞を得ることができる。本発明の方法1により得られる培養物中には、高頻度(含有量)に網膜前駆細胞が含まれるので、ソーティング等により網膜前駆細胞を単離することなく、当該培養物から視細胞やその前駆細胞を高い効率で誘導することができる。また、細胞外マトリクスを併用した方法により網膜前駆細胞が形成する層構造には、網膜色素上皮細胞の細胞集団も同時に形成されることが知られており(Nature. 2011 Apr 7;472(7341):51-6)、当該方法は、網膜色素上皮細胞を効率よく産生する方法としても有用である。   According to the method 1 of the present invention, retinal progenitor cells form a layer structure in the process of being induced to differentiate from pluripotent stem cells. Since such a layer structure exhibits morphological characteristics similar to the development process of retinal cells in a living body, the method 1 of the present invention promotes the formation of a “field” suitable for the induction of retinal progenitor cells. It is speculated that there is also a contribution to the increase in production of retinal progenitor cells from a specific aspect. When an extracellular matrix is used in combination, the production of retinal progenitor cells is further improved, and retinal progenitor cells can form a thicker layer structure. Therefore, retinal progenitor cells are produced earlier and shorten the differentiation induction period. The effect to do. It is preferable to use an extracellular matrix in combination with KSR because the effect of shortening the time to induce proliferation and differentiation of retinal progenitor cells is further promoted. This layer structure formed by retinal progenitor cells also shows morphological characteristics similar to the development process of the neural retina in the living body. Therefore, the number of cells in the neural retina in the living body, especially the number of cells in the neural retina. It is suitable for inducing differentiation into a large number of photoreceptor cells (more preferably rod photoreceptor cells). For example, rod photoreceptors can be obtained with high efficiency by subjecting to further culture described in detail below. Moreover, a photoreceptor cell and its precursor cell can be obtained by culturing the retinal progenitor cell obtained by the method 1 of the present invention under a known photoreceptor cell or a precursor differentiation condition thereof. Since the retinal progenitor cells are contained at a high frequency (content) in the culture obtained by the method 1 of the present invention, the photoreceptor cells and their cells are isolated from the culture without isolating the retinal progenitor cells by sorting or the like. Progenitor cells can be induced with high efficiency. In addition, it is known that a cell population of retinal pigment epithelial cells is simultaneously formed in the layer structure formed by retinal progenitor cells by a method using an extracellular matrix (Nature. 2011 Apr 7; 472 (7341) : 51-6), this method is also useful as a method for efficiently producing retinal pigment epithelial cells.

(3.網膜細胞の製造)
本発明は、
(a)上記本発明の方法1により網膜前駆細胞を得ること、及び
(b)得られた網膜前駆細胞を含む培養物を、レチノイン酸受容体アンタゴニストを実質的に含まない培地中で培養して網膜前駆細胞に由来する細胞を得ること
を含む、網膜細胞の製造方法を提供するものである(本発明の方法2)。本発明の方法1により得られた網膜前駆細胞を、さらに目的の細胞へ分化させるために適した公知の条件で培養することにより、網膜細胞を製造することができる。網膜細胞としては上記2の項に記載したものを挙げることができる。本発明の方法2は、上記本発明の方法1と、網膜前駆細胞から所定の網膜細胞へ分化誘導する公知の方法とを組み合わせることにより実施することができる。
(3. Production of retinal cells)
The present invention
(A) obtaining retinal progenitor cells by the method 1 of the present invention, and (b) culturing a culture containing the obtained retinal progenitor cells in a medium substantially free of a retinoic acid receptor antagonist. The present invention provides a method for producing retinal cells, comprising obtaining cells derived from retinal progenitor cells (Method 2 of the present invention). Retinal cells can be produced by culturing the retinal progenitor cells obtained by the method 1 of the present invention under known conditions suitable for further differentiation into target cells. Examples of the retinal cell include those described in the above item 2. The method 2 of the present invention can be carried out by combining the method 1 of the present invention and a known method for inducing differentiation from retinal progenitor cells to predetermined retinal cells.

工程(b)に用いられる網膜前駆細胞は単離されていてもよい。本明細書において「単離された」とは、目的とする細胞の純度(割合)を、処理しない場合と比較して増加させるような操作がなされていることを意味する。単離された細胞の純度(全細胞における目的とする細胞の割合)は、例えば60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、最も好ましくは90%以上(例えば100%)である。   The retinal progenitor cells used in step (b) may be isolated. In the present specification, the term “isolated” means that an operation for increasing the purity (ratio) of a target cell as compared with the case where the cell is not treated is performed. The purity of the isolated cells (the ratio of the desired cells to the total cells) is, for example, 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and most preferably 90% or more (for example, 100%). is there.

網膜前駆細胞の単離は、上述の網膜前駆細胞のマーカーに対する抗体等を用いて、自体公知の方法(セルソーター等)により行うことができる。   Isolation of retinal progenitor cells can be performed by a method known per se (cell sorter or the like) using an antibody against the above-mentioned retinal progenitor cell marker.

尚、上記本発明の方法1により得られる培養物中には、高頻度(含有量)に網膜前駆細胞が含まれる。そのため、一態様において、ソーティング等により網膜前駆細胞を単離することなく、上記方法1により得られる網膜前駆細胞を含む細胞集団を、そのまま本発明の方法2の工程(b)に付すこともできる。   The culture obtained by the method 1 of the present invention contains retinal progenitor cells at a high frequency (content). Therefore, in one embodiment, the cell population containing the retinal progenitor cells obtained by the above method 1 can be directly subjected to the step (b) of the method 2 of the present invention without isolating the retinal progenitor cells by sorting or the like. .

工程(b)において、網膜前駆細胞を含む培養物は、RARアンタゴニストを実質的に含まない培地中で更に培養される。「実質的に含まない」とは、RARアンタゴニスト濃度が、そのRARアンタゴニスト活性(all−trans−RA(ATRA)又は9−cis−RAのRARへの結合を阻害することにより、RARの下流のシグナル伝達を抑制する活性)を発揮しない程度に十分に低いことを意味する。好ましい態様において、更なる培養に用いる培地は、RARアンタゴニストを含まない。   In step (b), the culture containing retinal progenitor cells is further cultured in a medium substantially free of RAR antagonist. “Substantially free” means that the concentration of a RAR antagonist inhibits its RAR antagonist activity (all-trans-RA (ATRA) or 9-cis-RA binding to RAR, thereby causing a signal downstream of RAR). It means that it is low enough not to exhibit the activity of suppressing transmission). In a preferred embodiment, the medium used for further cultivation does not contain a RAR antagonist.

工程(b)の培養で用いられる培地の基礎培地としては、本発明の方法1で例示した基礎培地と同様のものを利用することができ、上記本発明の方法1で用いる培地と同一であってもよく、異なっていてもよい。なかでも、NeuroBasal medium、NeuroBasal−A mediumなどの神経細胞用培地、特にNeuroBasal mediumが好ましく用いられる。   As the basal medium of the medium used in the culture in the step (b), the same basal medium as exemplified in the method 1 of the present invention can be used, and it is the same as the medium used in the method 1 of the present invention. It may be different. Among them, a medium for nerve cells such as NeuroBasal medium and NeuroBasal-A medium, particularly NeuroBasal medium is preferably used.

工程(b)の培養においては、無血清培地又は血清を含む培地のいずれを用いてもよい。上記2の項において記載したのと同様の理由により、無血清培地が好ましく用いられる。   In the culture in the step (b), either a serum-free medium or a medium containing serum may be used. For the same reason as described in the above item 2, a serum-free medium is preferably used.

工程(b)の培養において用いられる無血清培地は、例えば、血清代替物を含有するものであり得る。このような血清代替物として上記2の項に例示したものを利用できる。分化誘導する目的の細胞の種類に応じて、血清代替物を選択することもできる。なかでも神経培養用血清代替物、好ましくはB27などを利用できる。神経細胞培養用血清代替物を用いることにより、視細胞、網膜色素上皮細胞への分化誘導を促進することができる。   The serum-free medium used in the culture of step (b) can contain, for example, a serum substitute. As such a serum substitute, those exemplified in the above item 2 can be used. Serum substitutes can also be selected according to the type of target cells to be differentiated. Among them, a serum substitute for nerve culture, preferably B27 can be used. By using a serum substitute for nerve cell culture, differentiation induction into photoreceptor cells and retinal pigment epithelial cells can be promoted.

工程(b)の培養で用いられる培地は、FGFを含んでいてもよい。FGFとしては、aFGF、bFGF等を挙げることができる。好ましくはbFGFが用いられる。FGFの濃度は、細胞増殖を促進し得る限り限定されないが、かかる濃度は、例えば約0.1〜約1000ng/ml、好ましくは約1〜約500ng/ml、より好ましくは約5〜約50ng/mlである。網膜前駆細胞の産生が認められた後にFGFを添加すると、網膜前駆細胞を高い比率で含む細胞集団の全体的な細胞数を増加させることができる点で有利である。さらに、結果として、網膜前駆細胞の細胞を効率よく増殖させることもできる。網膜前駆細胞が産生される前にFGFを添加すると、網膜前駆細胞の含有率が低い細胞集団全体を増殖させる結果、網膜前駆細胞以外の不要な細胞が増殖され、網膜前駆細胞の収率は向上しにくい傾向にある。   The medium used in the culture in step (b) may contain FGF. Examples of FGF include aFGF and bFGF. Preferably bFGF is used. The concentration of FGF is not limited as long as it can promote cell growth, but such concentration is, for example, about 0.1 to about 1000 ng / ml, preferably about 1 to about 500 ng / ml, more preferably about 5 to about 50 ng / ml. ml. The addition of FGF after the production of retinal progenitor cells is observed is advantageous in that the overall cell number of a cell population containing a high proportion of retinal progenitor cells can be increased. Furthermore, as a result, retinal progenitor cells can be efficiently proliferated. When FGF is added before retinal progenitor cells are produced, the entire cell population with a low content of retinal progenitor cells is proliferated. As a result, unnecessary cells other than retinal progenitor cells are proliferated, and the yield of retinal progenitor cells is improved. It tends to be difficult.

FGFを添加する期間は、一時的でもよく、培養期間中添加し続けてもよい。本発明においては、工程(a)において得られた網膜前駆細胞を、FGFを含む培地中で一旦培養し(以下、このFGFを含む培地中での培養をつなぎ培養と称する)、つなぎ培養で得られた細胞を、上述のRARアンタゴニストを含有しない培地中で更に培養すると、網膜前駆細胞に由来する目的の細胞の収率を向上することができる点で有利である。この際、目的の細胞の産生に適した組成の培地を用いることができ、例えば、ガンマセクレターゼ阻害剤を培地に添加することにより、視細胞、特に桿体視細胞を効率よく製造することができる。   The period during which FGF is added may be temporary or may continue to be added during the culture period. In the present invention, the retinal progenitor cells obtained in step (a) are once cultured in a medium containing FGF (hereinafter, the culture in the medium containing FGF is referred to as continuation culture), and obtained by ligation culture. When the obtained cells are further cultured in a medium not containing the above-mentioned RAR antagonist, it is advantageous in that the yield of the target cells derived from retinal progenitor cells can be improved. At this time, a medium having a composition suitable for the production of the target cells can be used. For example, by adding a gamma secretase inhibitor to the medium, photoreceptor cells, particularly rod photoreceptors can be efficiently produced. .

つなぎ培養の期間は、網膜前駆細胞に由来する目的の細胞への分化を促進し得る限り限定されないが、例えば1〜10日間、好ましくは2〜4日間、より好ましくは3日間である。   The period of connection culture is not limited as long as it can promote differentiation into retinal progenitor cells into target cells, but is, for example, 1 to 10 days, preferably 2 to 4 days, and more preferably 3 days.

つなぎ培養は、浮遊培養、接着培養のいずれであってもよいが、好ましくは浮遊培養である。   The linkage culture may be either suspension culture or adhesion culture, but is preferably suspension culture.

つなぎ培養のその他の培養条件は、上記又は下記の工程(b)における更なる培養と同一である。   The other culture conditions for the continuous culture are the same as those for the further culture in step (b) above or below.

また、工程(b)の培養で用いられる培地は、上記本発明の方法1と同様、アルブミン(例、BSA)、脂肪酸又は脂質(化学的に決定されたものが好ましい)等の添加物を含有できる。   In addition, the medium used in the culture in the step (b) contains additives such as albumin (eg, BSA), fatty acid or lipid (preferably chemically determined) as in the method 1 of the present invention. it can.

工程(b)の培養においては、網膜前駆細胞を含む培養物が、浮遊培養されるか、或いは接着条件下で培養される。浮遊培養及び接着培養の培養条件は、培地の成分を除き、上記本発明の方法1と同様である。   In the culture in the step (b), a culture containing retinal progenitor cells is suspended or cultured under adhesion conditions. The culture conditions for suspension culture and adhesion culture are the same as those of Method 1 of the present invention except for the components of the medium.

(3−1.視細胞(桿体視細胞又は錐体視細胞)、網膜色素上皮細胞及びこれらの前駆細胞の製造)
本発明は、前記本発明の方法2の一態様として、上記本発明の方法1により得られた網膜前駆細胞を、RARアンタゴニストを実質的に含まない培地中で培養して、視細胞(桿体視細胞又は錐体視細胞)、網膜色素上皮細胞又はこれらの前駆細胞、特に桿体視細胞を得ることを含む、視細胞(桿体視細胞又は錐体視細胞)、網膜色素上皮細胞又はこれらの前駆細胞の製造方法を提供するものである。多能性幹細胞や網膜前駆細胞から、視細胞、桿体視細胞、錐体視細胞、網膜色素上皮細胞及びこれらの前駆細胞を分化誘導する公知の方法としては、例えば、WO2001/088100、WO2008/087917、Nature. 2011 Apr 7;472(7341):51-6などが知られている。本態様の方法は、上記本発明の方法1と、これら公知の方法とを組み合わせることにより、実施することができる。例えば、前記公知の方法において、多能性幹細胞から網膜前駆細胞が産生されるまでに用いる培地に、RARアンタゴニストを添加する方法等が挙げられる。とりわけ、本発明の方法1において、細胞外マトリクスの存在下で多能性幹細胞から誘導された網膜前駆細胞は、視細胞(好ましくは、桿体視細胞)へ早期に分化する能力を有するため、視細胞(好ましくは、桿体視細胞)の製造に有利である。
(3-1. Production of photoreceptor cells (rod photoreceptor cells or cone photoreceptor cells), retinal pigment epithelial cells, and precursor cells thereof)
In one embodiment of the method 2 of the present invention, the retinal progenitor cells obtained by the method 1 of the present invention are cultured in a medium substantially free of a RAR antagonist to produce photoreceptors (rods). Photoreceptor cells or cone photoreceptor cells), retinal pigment epithelial cells or their precursor cells, in particular obtaining rod photoreceptor cells, photoreceptor cells (rod photoreceptor cells or cone photoreceptor cells), retinal pigment epithelial cells or these A method for producing progenitor cells is provided. Known methods for inducing differentiation of pluripotent stem cells and retinal progenitor cells into photoreceptor cells, rod photoreceptor cells, cone photoreceptor cells, retinal pigment epithelial cells, and these progenitor cells include, for example, WO2001-088100, WO2008 / 087917, Nature. 2011 Apr 7; 472 (7341): 51-6 and the like are known. The method of this embodiment can be carried out by combining the above-described method 1 of the present invention with these known methods. For example, in the known method, a method of adding a RAR antagonist to a medium used until retinal progenitor cells are produced from pluripotent stem cells can be mentioned. In particular, in the method 1 of the present invention, retinal progenitor cells derived from pluripotent stem cells in the presence of an extracellular matrix have the ability to differentiate early into photoreceptor cells (preferably rod photoreceptor cells). This is advantageous for the production of photoreceptor cells (preferably rod photoreceptor cells).

一態様において、工程(b)に用いる培地には、Nodalシグナル阻害剤及び/又はWntシグナル阻害剤が含まれる(WO2008/987917)。これらの阻害剤は、工程(b)において網膜色素細胞又は視細胞を製造する際に好ましく用いられる。   In one embodiment, the medium used in step (b) includes a Nodal signal inhibitor and / or a Wnt signal inhibitor (WO2008 / 987917). These inhibitors are preferably used when producing retinal pigment cells or photoreceptors in step (b).

工程(b)において網膜色素細胞を製造する場合、工程(a)において得られた網膜前駆細胞を含む培養物を、網膜色素細胞誘導条件下、レチノイン酸受容体アンタゴニストを実質的に含有しない培地中で更に培養しすることにより、網膜色素細胞への分化を誘導する。   When producing retinal pigment cells in the step (b), the culture containing the retinal progenitor cells obtained in the step (a) is contained in a medium substantially free of a retinoic acid receptor antagonist under retinal pigment cell-inducing conditions. Further culturing with, induces differentiation into retinal pigment cells.

工程(b)において視細胞(特に桿体視細胞)を製造する場合、工程(a)において得られた網膜前駆細胞を含む培養物を、視細胞(特に桿体視細胞)誘導条件下レチノイン酸受容体アンタゴニストを実質的に含有しない培地中で更に培養することにより、網膜前駆細胞から視細胞(特に桿体視細胞)への分化を誘導する。   When producing photoreceptor cells (especially rod photoreceptor cells) in the step (b), the culture containing the retinal progenitor cells obtained in the step (a) is treated with retinoic acid under conditions for inducing photoreceptor cells (particularly rod photoreceptor cells). By further culturing in a medium substantially not containing a receptor antagonist, differentiation from retinal progenitor cells to photoreceptor cells (particularly rod photoreceptor cells) is induced.

一態様において、工程(b)に用いる培地には、ガンマセクレターゼ阻害剤が含まれる。ガンマセクレターゼ阻害剤としては、例えば、N−[N−(3,5−ジフルオロフェンアセチル)−L−アラニル]−S−フェニルグリシン t−ブチルエステル(DAPT)を挙げることが出来る。   In one embodiment, the medium used in step (b) includes a gamma secretase inhibitor. Examples of the gamma secretase inhibitor include N- [N- (3,5-difluorophenacetyl) -L-alanyl] -S-phenylglycine t-butyl ester (DAPT).

工程(b)に用いられる培地中のガンマセクレターゼ阻害剤の濃度は、網膜前駆細胞から目的とする細胞(例、視細胞(好ましくは、桿体視細胞))への分化を促進し得る濃度であり得る。ガンマセクレターゼ阻害剤としてDAPTを用いる場合、かかる濃度は、例えば約0.1〜約1000μM、好ましくは約1〜約100μM、より好ましくは約30〜約50μMである。   The concentration of the gamma secretase inhibitor in the medium used in the step (b) is a concentration that can promote differentiation from retinal progenitor cells to target cells (eg, photoreceptor cells (preferably rod photoreceptor cells)). possible. When using DAPT as a gamma secretase inhibitor, such concentrations are for example about 0.1 to about 1000 μM, preferably about 1 to about 100 μM, more preferably about 30 to about 50 μM.

ガンマセクレターゼ阻害剤は、更なる培養の開始時に既に培地に添加されていてもよく、或いは更なる培養開始から数日後(例えば、培養10日以内の時期)に培養物中に添加されてもよい。好ましくは、ガンマセクレターゼ阻害剤は、更なる培養開始から5日以内、より好ましくは3日以内の時期に培地に添加される。   The gamma secretase inhibitor may already be added to the medium at the start of further culture, or may be added to the culture several days after the start of further culture (for example, within 10 days of culture). . Preferably, the gamma secretase inhibitor is added to the medium at a time within 5 days from the start of further cultivation, more preferably within 3 days.

視細胞の中でも、特に桿体視細胞への分化を促進するため、更なる培養は、上記以外に、IGF−1、タウリン及びレチノイン酸からなる群から選択される少なくとも1つ(例えば2つ、好ましくは3つ)の因子を含む培地中で行ってもよい。   Among the photoreceptors, in order to promote differentiation into rod photoreceptors, in addition to the above, the further culture is at least one selected from the group consisting of IGF-1, taurine and retinoic acid (for example, two, It may be carried out in a medium containing preferably three factors.

一態様において、工程(b)は、FGF(aFGF、bFGF等)、shhシグナル促進剤(shh等)、レチノイン酸及びタウリンからなる群から選択される少なくとも1つ(例えば2つ、好ましくは3つ、より好ましくは4つ、最も好ましくは5つ)の因子を含む培地中で行われることが好ましい。本態様は、視細胞又はその前駆体の製造に有利である。特に、霊長類の視細胞又はその前駆体の製造においては、レチノイン酸及び/又はタウリンを含む培地中で培養が行われることが好ましい(WO2008/987917)。これらの因子の複数を併用することにより、さらに著しい効果が期待できる。   In one embodiment, the step (b) comprises at least one selected from the group consisting of FGF (aFGF, bFGF, etc.), shh signal promoter (shh, etc.), retinoic acid and taurine (eg, two, preferably three). , More preferably 4 and most preferably 5). This embodiment is advantageous for the production of photoreceptor cells or precursors thereof. In particular, in the production of primate photoreceptors or precursors thereof, the culture is preferably carried out in a medium containing retinoic acid and / or taurine (WO2008 / 987917). By using a plurality of these factors in combination, a further remarkable effect can be expected.

視細胞又はその前駆体への分化を促進するため、更なる培養は、血清代替物(N2等)を含む培地中で行われることが好ましい。   In order to promote differentiation into photoreceptor cells or their precursors, it is preferable that further culture is performed in a medium containing a serum substitute (N2 or the like).

一態様において、更なる培養に用いる培地には、Nodalシグナル阻害剤及び/又はWntシグナル阻害剤が含まれる(WO2008/987917)。Nodalシグナル阻害剤及び/又はWntシグナル阻害剤としては、上述のものを挙げることができる。本態様は、視細胞又は網膜色素上皮細胞の製造に有利である。   In one embodiment, the medium used for further cultivation includes a Nodal signal inhibitor and / or a Wnt signal inhibitor (WO2008 / 987917). Examples of the Nodal signal inhibitor and / or Wnt signal inhibitor include those described above. This embodiment is advantageous for producing photoreceptor cells or retinal pigment epithelial cells.

分化誘導期間は、目的とする細胞(例、視細胞(好ましくは、桿体視細胞))を効率的に産生できる長さであり得る。かかる期間の長さは、多能性幹細胞の分化誘導開始時から起算して、マウス細胞の場合は例えば約20日間以上、好ましくは約30〜約50日間、ヒト細胞の場合は例えば60日以上、好ましくは約90〜約150日間であり得る。   The differentiation induction period may be of a length that allows efficient production of target cells (eg, photoreceptor cells (preferably rod photoreceptor cells)). The length of this period is calculated from the start of induction of differentiation of pluripotent stem cells, for example, about 20 days or more, preferably about 30 to about 50 days for mouse cells, and for example, 60 days or more for human cells. , Preferably from about 90 to about 150 days.

網膜前駆細胞に由来する細胞の製造方法には、一種類の細胞に適した分化誘導法を適用した場合も、同時に複数種類の網膜細胞が誘導される場合も包含される。用途によってはこのような2種以上の細胞集団として製造されることが好ましい。例えば、Nature. 2011 Apr 7;472(7341):51-6は、視細胞を立体的に培養しうる方法を報告されている。当該方法は、ガンマセクレターゼ阻害剤を使用するなど、視細胞の分化誘導に適した条件が用いられているが、同時に網膜色素上皮細胞の産生も認められ、両者は、生体内にあるときと同様の配置を有して産生されている。網膜色素上皮細胞と視細胞は、同時に移植すると治療効果がより向上することが期待されている組み合わせであることから、上記の方法はこれら2種の細胞を同時に得る方法としても有用である。本発明は、上記のような方法にも組み合わせることにより、網膜前駆細胞の産生を向上させ、結果として、視細胞と網膜色素上皮細胞など、網膜前駆細胞に由来する複数の細胞を同時に製造することができる。   The method for producing cells derived from retinal progenitor cells includes a case where a differentiation induction method suitable for one type of cell is applied and a case where a plurality of types of retinal cells are induced simultaneously. Depending on the application, it is preferable to produce such two or more cell populations. For example, Nature. 2011 Apr 7; 472 (7341): 51-6 reports a method that allows three-dimensional culture of photoreceptor cells. In this method, conditions suitable for inducing differentiation of photoreceptor cells, such as using a gamma secretase inhibitor, are used. At the same time, production of retinal pigment epithelial cells is also observed, both of which are the same as when in vivo. Has been produced. Since the retinal pigment epithelial cells and the photoreceptor cells are a combination that is expected to improve the therapeutic effect when transplanted at the same time, the above method is also useful as a method for simultaneously obtaining these two types of cells. The present invention improves the production of retinal progenitor cells by combining with the above method, and as a result, simultaneously produces a plurality of cells derived from retinal progenitor cells such as photoreceptor cells and retinal pigment epithelial cells. Can do.

(3−2.水平細胞、双極細胞、アマクリン細胞、神経節細胞、ミューラーグリア細胞、及びこれらの前駆細胞の製造)
本発明は、前記方法2の他の態様として、上記本発明の方法1により得られた網膜前駆細胞を、RARアンタゴニストを含まない培地中で培養して、水平細胞、双極細胞、アマクリン細胞、神経節細胞、ミューラーグリア細胞、又はこれらの前駆細胞を得る方法を提供するものである。多能性幹細胞から、水平細胞、双極細胞、アマクリン細胞、神経節細胞、ミューラーグリア細胞を分化誘導する方法は、公知の方法を用いることができ、例えば、前記公知の方法において、多能性幹細胞から網膜前駆細胞が産生されるまでに用いる培地に、RARアンタゴニストを添加する方法が挙げられる。
(3-2. Production of horizontal cells, bipolar cells, amacrine cells, ganglion cells, Mueller glial cells, and progenitor cells thereof)
In another embodiment of the method 2, the retinal progenitor cells obtained by the method 1 of the present invention are cultured in a medium not containing an RAR antagonist to obtain horizontal cells, bipolar cells, amacrine cells, nerves. The present invention provides a method for obtaining node cells, Mueller glial cells, or progenitor cells thereof. As a method for inducing differentiation of horizontal cells, bipolar cells, amacrine cells, ganglion cells, and Müller glial cells from pluripotent stem cells, known methods can be used. For example, in the known methods, pluripotent stem cells are used. And a method of adding a RAR antagonist to the medium used until retinal progenitor cells are produced.

(4.細胞培養物、及び医薬としての使用)
本発明はまた、本発明の方法により得られる細胞培養物を提供する。本発明の細胞培養物は、例えば、多能性幹細胞の浮遊凝集体、浮遊凝集体を分散処理した細胞、分散処理細胞の培養により得られる細胞などであり得る。また、本発明は、かかる細胞培養物より被検体に投与し得る程度に単離・精製された均質な細胞、例えば、網膜前駆細胞、桿体視細胞、神経網膜前駆細胞、網膜色素上皮前駆細胞、視細胞前駆体、錐体視細胞を提供する。
(4. Cell culture and use as medicine)
The present invention also provides a cell culture obtained by the method of the present invention. The cell culture of the present invention can be, for example, a suspension aggregate of pluripotent stem cells, a cell obtained by dispersing the suspension aggregate, a cell obtained by culturing a dispersion-treated cell, and the like. The present invention also provides a homogeneous cell isolated and purified to such an extent that it can be administered to a subject from such a cell culture, for example, retinal progenitor cells, rod photoreceptors, neural retinal progenitor cells, retinal pigment epithelial progenitor cells Providing photoreceptor precursors and cone photoreceptors.

本発明の方法により得られた細胞は、加齢性黄斑変性症、網膜色素変性症、糖尿病性網膜症、及び網膜剥離のような網膜疾患の治療薬、又はその他の原因による網膜細胞損傷状態において当該細胞を補充するためなどに用いることができる。   Cells obtained by the method of the present invention can be used in the treatment of retinal diseases such as age-related macular degeneration, retinitis pigmentosa, diabetic retinopathy, and retinal detachment, or in retinal cell damage caused by other causes. It can be used to replenish the cells.

また、本発明の方法により得られた細胞を、網膜疾患の治療薬として用いる場合、当該細胞の純度を高めた後に被検体に移植することが好ましい。   Further, when the cells obtained by the method of the present invention are used as a therapeutic agent for retinal diseases, it is preferable to transplant the cells after increasing the purity of the cells.

細胞の純度を高める方法は、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、例えば、フローサイトメーターを用いる方法(例えば、Antibodies- A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory (1988)、Monoclonal Antibodies: principles and practice, Third Edition, Acad. Press (1993)、Int. Immunol., 10, 275 (1998)参照)、パニング法(例えば、Monoclonal Antibodies: principles and practice, Third Edition, Acad. Press (1993)、Antibody Engineering, A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press (1996)、J. Immunol., 141, 2797 (1988)参照)、ショ糖濃度の密度差を利用する細胞分画法(例えば、組織培養の技術(第三版),朝倉書店(1996)参照)が挙げられる。   Any known cell separation and purification method can be used as a method for increasing cell purity. For example, a method using a flow cytometer (for example, Antibodies-A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory). (1988), Monoclonal Antibodies: principles and practice, Third Edition, Acad. Press (1993), Int. Immunol., 10, 275 (1998)), panning methods (eg Monoclonal Antibodies: principles and practice, Third Edition, Acad. Press (1993), Antibody Engineering, A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press (1996), J. Immunol., 141, 2797 (1988)), cell fractionation using density difference of sucrose concentration (For example, see the tissue culture technique (third edition), Asakura Shoten (1996)).

また、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、患者の体細胞の核を核移植した胚性幹細胞、又は染色体上の遺伝子を改変した胚性幹細胞や、患者の体細胞から誘導した誘導性多能性幹細胞を用いることで当該問題を克服できる。   In transplantation medicine, rejection due to differences in histocompatibility antigens is often a problem, but embryonic stem cells obtained by nuclear transfer of the nuclei of somatic cells of patients, or embryonic stem cells obtained by modifying genes on chromosomes, patients This problem can be overcome by using inducible pluripotent stem cells derived from somatic cells.

また、体細胞の核を核移植した胚性幹細胞を用いて分化誘導することで、多能性細胞を提供した個体の網膜前駆細胞や、該網膜前駆細胞から更に分化した細胞(例えば、視細胞)を得ることができる。このような個体の細胞は、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体に有効か否かを判断する診断材料としても有用である。   In addition, by inducing differentiation using embryonic stem cells obtained by nuclear transplantation of somatic cell nuclei, retinal progenitor cells of individuals who have provided pluripotent cells, and cells further differentiated from the retinal progenitor cells (for example, photoreceptor cells) ) Can be obtained. Such an individual cell is useful not only as a transplantation medicine itself but also as a diagnostic material for determining whether an existing drug is effective for the individual.

多能性幹細胞から分化誘導された網膜前駆細胞や、該網膜前駆細胞から更に分化した桿体視細胞は、自体公知の方法により、患者の疾患部位に移植できる(例えば、Arch Ophthalmol. 122, 1159-1165 (2004)参照)。   Retinal progenitor cells induced to differentiate from pluripotent stem cells and rod photoreceptors further differentiated from the retinal progenitor cells can be transplanted to a disease site of a patient by a method known per se (for example, Arch Ophthalmol. 122, 1159 -1165 (2004)).

刊行物、特許文献等を含む、本明細書に引用されたすべての参考文献は、引用により、それらが個々に具体的に参考として援用されかつその内容全体が具体的に記載されているのと同程度まで、本明細書に援用される。   All references cited in this specification, including publications, patent documents, etc., are cited by reference as if they were individually incorporated by reference specifically and in their entirety. To the same extent, it is incorporated herein by reference.

以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下に示す実施例によって何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited at all by the Example shown below.

〔実施例1〕
(細胞)
Rx遺伝子のプロモーター制御下でGFP遺伝子を発現するマウスES細胞(Rx−GFPマウスES細胞)(Proc Natl Acad Sci U S A. 105:11796-11801, 2008)を用いた。
[Example 1]
(cell)
Mouse ES cells (Rx-GFP mouse ES cells) (Proc Natl Acad Sci US A. 105: 11796-11801, 2008) expressing the GFP gene under the promoter control of the Rx gene were used.

(細胞培養)
上記細胞を0.25%トリプシン−1mM EDTAで解離し、100ng/ml Dkk1、500ng/ml Lefty−Aを含有するマウスES分化培地(G−MEM,5% knockout serum replacement(KSR;GIBCO),0.1 mM nonessential amino acids,1mM pyruvate 及び 0.1mM 2−メルカプトエタノール)に、100nM AGN193109(Toronto Research Chemicals, A427000)を添加した培地で懸濁した後、30000個/wellずつ低細胞接着96wellマルチウェルプレート(LIPIDURE-COAT PLATE A-U96: 日油, 51011610)に播種した。5日目までAGN193109を含む以外は、Osakadaら(Nat. Biotechnology, 26:215-24, 2008)の培養方法に準じて浮遊培養をおこない、培養開始から7日後、9日後及び11日後にFACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率はそれぞれ3.6%、8.4%、8.3%であった。
(Cell culture)
The cells were dissociated with 0.25% trypsin-1 mM EDTA, and mouse ES differentiation medium (G-MEM, 5% knockout serum replacement (KSR; GIBCO), 0) containing 100 ng / ml Dkk1, 500 ng / ml Lefty-A. Suspending in a medium supplemented with 100 nM AGN 193109 (Toronto Research Chemicals, A427000) in 1 mM non-essential amino acids, 1 mM pyruvate and 0.1 mM 2-mercaptoethanol, followed by low cell adhesion 96-well multiwell at 30,000 / well Plates (LIPIDURE-COAT PLATE A-U96: NOF, 51011610) were seeded. The suspension culture was carried out according to the culture method of Osakada et al. (Nat. Biotechnology, 26: 215-24, 2008) except that AGN193109 was contained until the fifth day, and FACSCanto II after 7, 9 and 11 days from the start of the culture. When analyzed by (BD), the ratio of GFP positive cells was 3.6%, 8.4%, and 8.3%, respectively.

〔実施例2〕
実施例1において、DKK1及びLefty−Aの添加をなくしたところ、培養開始から7日後、9日後及び11日後のGFP陽性細胞の比率はそれぞれ3.7%、8.4%、8.9%であり、実施例1におけるGFP陽性細胞の比率とほとんど変わらなかった。
この結果から、RARアンタゴニストを添加した場合には、Wntシグナル阻害剤及びNodalシグナル阻害剤非存在下でも網膜前駆細胞を効率的に誘導できることが示唆された。
[Example 2]
In Example 1, when DKK1 and Lefty-A were not added, the ratios of GFP positive cells 7 days, 9 days and 11 days after the start of the culture were 3.7%, 8.4% and 8.9%, respectively. It was almost the same as the ratio of GFP positive cells in Example 1.
From these results, it was suggested that when a RAR antagonist was added, retinal progenitor cells could be efficiently induced even in the absence of a Wnt signal inhibitor and a Nodal signal inhibitor.

〔比較例1〕
実施例2において、AGN193109の添加をなくしたところ、培養開始から7日後、9日後及び11日後のGFP陽性細胞の比率はそれぞれ0.9%、1.1%、0.8%であった。
[Comparative Example 1]
In Example 2, when AGN 193109 was not added, the ratios of GFP-positive cells 7 days, 9 days, and 11 days after the start of culture were 0.9%, 1.1%, and 0.8%, respectively.

〔実施例3〕
(細胞培養)
実施例2において、細胞を懸濁する培地を5mg/ml BSA(Sigma,A4503)、1x Chemically defined lipid concentrates (Invitrogen,11905)、100 unit/ml Penicillin−100μg/ml Streptomycin(Sigma,P0781)、450μM 1−Thioglycerol(Sigma,M6145)、100nM AGN193109(Toronto Research Chemicals,A427000)を含むIscove’s modified Dulbecco’s Medium(Sigma,I3390)及びF12−Ham(Sigma,N4888)の1:1混合培地に変更して細胞播種をおこない、37℃、5%COインキュベーター内で9日間培養をおこなった後、FACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は22.5%であった。
Example 3
(Cell culture)
In Example 2, the medium in which the cells are suspended is 5 mg / ml BSA (Sigma, A4503), 1 × chemically defined lipid concentrates (Invitrogen, 11905), 100 unit / ml Penicillin−100 μg / ml Streptomycin0P 1-Thioglycerol (Sigma, M6145), Iscove's Modified Dulbecco's Medium (Sigma, I3390), 481G to N-48A, mixed with 100 nM AGN193109 (Toronto Research Chemicals, A427000) Cell seeding, 37 ° C, After culturing for 9 days in a 5% CO 2 incubator, analysis by FACSCanto II (BD) revealed that the ratio of GFP positive cells was 22.5%.

〔実施例4〕
実施例3において、Iscove’s modified Dulbecco’s Medium(Sigma,I3390)及びF12−Ham(Sigma,N4888)の1:1混合培地に代えてNeuroBasal(Invitrogen,21103)及びF12−Ham(Sigma,N4888)の1:1混合培地を用いた点以外は実施例3と同様の方法で9日間培養をおこなった後、FACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は12.9%であった。
Example 4
In Example 3, instead of 1: 1 mixed medium of Iscove's modified Dulbecco's Medium (Sigma, I3390) and F12-Ham (Sigma, N4888), NeuroBasal (Invitrogen, 21103) and F12-HamN48 (Sigma, 48103) ) Except that the 1: 1 mixed medium was used, the cells were cultured for 9 days in the same manner as in Example 3, and then analyzed by FACSCanto II (BD). The ratio of GFP-positive cells was 12.9. %Met.

〔実施例5〕
実施例3において、Iscove’s modified Dulbecco’s Medium(Sigma,I3390)及びF12−Ham(Sigma,N4888)の1:1混合培地に代えてNeuroBasal(Invitrogen,21103)を用いた点以外は実施例3と同様の方法で9日間培養をおこなった後、FACSCantoII(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は35.1%であった。
Example 5
Example 3 Example 3 except that NeuroBasal (Invitrogen, 21103) was used in place of 1: 1 mixed medium of Iscove's modified Dulbecco's Medium (Sigma, I3390) and F12-Ham (Sigma, N4888) in Example 3. After culturing for 9 days by the same method as 3 and analyzed by FACSCanto II (BD), the ratio of GFP positive cells was 35.1%.

〔実施例6〕
実施例3において、Iscove’s modified Dulbecco’s Medium(Sigma,I3390)及びF12−Ham(Sigma,N4888)の1:1混合培地に代えてGMEM(Sigma,51492C)を用いた点以外は実施例3と同様の方法で9日間培養をおこなった後、FACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は10.0%であった。
Example 6
Example 3 Example 3 except that GMEM (Sigma, 51492C) was used instead of 1: 1 mixed medium of Iscove's modified Dulbecco's Medium (Sigma, I3390) and F12-Ham (Sigma, N4888). After culturing for 9 days in the same manner as 3 and analyzed by FACSCanto II (BD), the ratio of GFP positive cells was 10.0%.

〔実施例7〕
実施例5において、AGN193109を添加した培地と、添加しなかった培地を用いて、それぞれ実施例5と同様の方法で培養をおこない、FACSCanto II(BD)で解析をおこなった。以下に、培養日数ごとのGFP陽性細胞の比率を示す。またグラフを図1に示す。この結果、RARアンタゴニストを添加したことにより、網膜前駆細胞が誘導される時期が早くなり、しかも網膜前駆細胞の比率が高くなる傾向が見られた。
Example 7
In Example 5, culture was performed in the same manner as in Example 5 using a medium to which AGN 193109 was added and a medium to which AGN 193109 was not added, and analysis was performed by FACSCanto II (BD). Below, the ratio of the GFP positive cell for every culture | cultivation day is shown. The graph is shown in FIG. As a result, by adding the RAR antagonist, the retinal progenitor cells were induced earlier, and the ratio of retinal progenitor cells tended to increase.

〔実施例8〕
(細胞)
Proceedings of the Japan Academy. Series B, Physical and biological sciences 85:348-362, 2009に記載の方法に準じて、センダイウイルス(DNAVEC)を用いて、Nrl遺伝子のプロモーター制御下でGFP遺伝子を発現するNrl−GFPトランスジェニックマウス(Cell Transplantation 16:493-503, 2007)由来の線維芽細胞にOct3/4、Sox2、Klf4、c−Myc遺伝子を導入する方法で樹立したマウスiPS細胞(Nrl−GFPマウスiPS細胞)を用いた。
Example 8
(cell)
In accordance with the method described in Proceedings of the Japan Academy. Series B, Physical and biological sciences 85: 348-362, 2009, Nrl that expresses GFP gene under the control of Nrl gene promoter using Sendai virus (DNAVEC) -Mouse iPS cells established by the method of introducing Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc genes into fibroblasts derived from GFP transgenic mice (Cell Transplantation 16: 493-503, 2007) (Nrl-GFP mouse iPS Cells).

(細胞培養)
上記細胞を0.25%トリプシン−1mM EDTAで解離し、5mg/ml BSA(Sigma,A4503)、1x Chemically defined lipid concentrates (Invitrogen,11905)、100 unit/ml Penicillin−100μg/ml Streptomycin(Sigma,P0781)、450μM 1−Thioglycerol(Sigma,M6145)、100nM AGN193109(Toronto Research Chemicals,A427000)を含むNeuroBasal(Invitrogen,21103)培地で懸濁した後、30000個/wellずつ低細胞接着96wellマルチウェルプレート(LIPIDURE-COAT PLATE A-U96: 日油, 51011610)に播種した。5日目までAGN193109を含む以外は、Osakadaら(Nat. Biotechnology, 26:215-24, 2008)の培養方法に準じて浮遊培養をおこなった。培養9日目に同培地で全量培地交換をおこない、1xB27 (Invitrogen,10889−038)、100 unit/ml Penicillin−100ug/ml Streptomycin(Sigma,P0781)及び10uM DAPT(Wako,041−30983)を含むNeurobasal−A培地(Invitrogen,10888−022)を用いて培養を行った。培養開始から30日目にFACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は31.7%であった。
また、培養開始から13日目〜15日目に培養物を顕微鏡下で観察したところ、茶色〜黒色の着色細胞の産生がみとめられた。このことから、本製造法において桿体視細胞のみならず、網膜色素上皮細胞も製造されることが確認された。
(Cell culture)
The cells were dissociated with 0.25% trypsin-1 mM EDTA, and 5 mg / ml BSA (Sigma, A4503), 1 × chemically defined lipid concentrates (Invitrogen, 11905), 100 unit / ml Penicillin-100 μg / ml Strep0mStrep0 ), Suspended in NeuroBasal (Invitrogen, 21103) medium containing 450 μM 1-Thioglycerol (Sigma, M6145), 100 nM AGN 193109 (Toronto Research Chemicals, A427000), and then 30000 cells / well each in low-well plate of 96 cells per well. -COAT PLATE A-U96: NOF, 5101 1610). Suspension culture was performed according to the culture method of Osakada et al. (Nat. Biotechnology, 26: 215-24, 2008) except that AGN193109 was included until the fifth day. On day 9 of culture, the whole medium was replaced with the same medium, and 1xB27 (Invitrogen, 10889-038), 100 unit / ml Penicillin-100 ug / ml Streptomycin (Sigma, P0781) and 10 uM DAPT (Wako, 041-30983) Culturing was performed using Neurobasal-A medium (Invitrogen, 10888-022). Analysis by FACSCanto II (BD) on the 30th day from the start of the culture revealed that the ratio of GFP positive cells was 31.7%.
Moreover, when the culture was observed under a microscope from the 13th day to the 15th day from the start of the culture, production of brown to black colored cells was observed. From this, it was confirmed that not only rod photoreceptor cells but also retinal pigment epithelial cells were produced in this production method.

〔実施例9〕
実施例8において、培養9日目に全量培地交換をした培地を構成するNeurobasal−A培地に代えて、NeuroBasal(Invitrogen,21103)を用いた点以外は実施例8と同様の方法で培養を行った。培養開始から30日目にFACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は30.4%であった。
Example 9
In Example 8, the culture was performed in the same manner as in Example 8 except that NeuroBasal (Invitrogen, 21103) was used instead of Neurobasal-A medium constituting the medium whose medium was changed on the 9th day of culture. It was. Analysis by FACSCanto II (BD) on the 30th day from the start of the culture revealed that the ratio of GFP positive cells was 30.4%.

培養開始から30日目に、抗ロドプシン抗体(Chemicon,CA,mouse anti-rhodopsin)及び抗リカバリン抗体(Chemicon,CA,rabbit anti-recoverin)を用いた免疫染色により、ロドプシン及びリカバリンを発現する細胞を検出できる。   30 days after the start of culture, cells expressing rhodopsin and recoverin were obtained by immunostaining using anti-rhodopsin antibody (Chemicon, CA, mouse anti-rhodopsin) and anti-recovery antibody (Chemicon, CA, rabbit anti-recoverin). It can be detected.

〔実施例10〕
実施例8において、培養9日目に全量培地交換をした培地を構成するNeurobasal−A培地に代えて、NeuroBasal(Invitrogen,21103)及びF12−Ham(Sigma,N4888)の1:1混合培地を用いた点以外は実施例8と同様の方法で培養を行った。培養開始から30日目にFACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は14.8%であった。
Example 10
In Example 8, a 1: 1 mixed medium of NeuroBasal (Invitrogen, 21103) and F12-Ham (Sigma, N4888) was used in place of the Neurobasal-A medium that constitutes the medium whose whole volume was changed on the ninth day of culture. The culture was performed in the same manner as in Example 8 except for the above. Analysis by FACSCanto II (BD) on the 30th day from the start of the culture revealed that the ratio of GFP positive cells was 14.8%.

〔実施例11〕
実施例8において、培養9日目に全量培地交換をした培地を構成するNeurobasal−A培地に代えて、DMEM−HG(Sigma,D5796)及びF12−Ham(Sigma,N4888)の1:1混合培地を用いた以外は実施例8と同様の方法で培養を行った。培養開始から30日目にFACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は9.6%であった。
Example 11
In Example 8, a 1: 1 mixed medium of DMEM-HG (Sigma, D5796) and F12-Ham (Sigma, N4888) was used instead of the Neurobasal-A medium constituting the medium whose whole medium was changed on the ninth day of culture. The culture was performed in the same manner as in Example 8 except that was used. Analysis by FACSCanto II (BD) on the 30th day from the start of the culture revealed that the ratio of GFP positive cells was 9.6%.

〔実施例12〕
実施例8において、培養9日目に全量培地交換をした培地を構成するNeurobasal−A培地に代えて、OPTI−MEMを用いた以外は実施例8と同様の方法で培養を行った。培養開始から30日目にFACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は10.7%であった。
Example 12
In Example 8, the culture was carried out in the same manner as in Example 8 except that OPTI-MEM was used instead of Neurobasal-A medium constituting the medium whose whole medium was replaced on the ninth day of culture. Analysis by FACSCanto II (BD) on the 30th day from the start of the culture revealed that the ratio of GFP positive cells was 10.7%.

〔実施例13〕
実施例8におけるNrl−GFPマウスiPS細胞を用いた。同細胞を0.25%トリプシン−1mM EDTAで解離し、5mg/ml BSA(Sigma,A4503)、1x Chemically defined lipid concentrates (Invitrogen,11905)、100 unit/ml Penicillin−100μg/ml Streptomycin(Sigma,P0781)、450μM 1−Thioglycerol(Sigma,M6145)、100nM AGN193109(Toronto Research Chemicals,A427000)を含むNeurobasal−A培地(Invitrogen,10888−022)で懸濁した後、30000個/wellずつ低細胞接着96wellマルチウェルプレート(LIPIDURE-COAT PLATE A-U96: 日油, 51011610)に播種した。
Example 13
Nrl-GFP mouse iPS cells in Example 8 were used. The cells were dissociated with 0.25% trypsin-1 mM EDTA, and 5 mg / ml BSA (Sigma, A4503), 1 × Chemically defined lipid concentrates (Invitrogen, 11905), 100 unit / ml Penicillin-100 μg / ml Strep0mStrep0 ), Suspended in Neurobasal-A medium (Invitrogen, 10888-022) containing 450 μM 1-Thioglycerol (Sigma, M6145), 100 nM AGN 193109 (Toronto Research Chemicals, A427000), then 30,000 cells / well in low numbers per well. Well plate (LIPIDURE-COAT PLATE A-U9 6: NOF, 51011610).

培養9日目に同培地で全量培地交換をおこない、さらに13日目に1xB27 (Invitrogen,10889−038)、100 unit/ml Penicillin−100μg/ml Streptomycin (Sigma,P0781)及び10ng/ml basic FGF(Wako,060−04543)を含むNeurobasal−A培地(Invitrogen,10888−022)に培地交換を行い、その3日後から3日毎に1xB27 (Invitrogen,10889−038)、100 unit/ml Penicillin−100μg/ml Streptomycin(Sigma,P0781)及び10μM DAPT(Wako,041−30983)を含むNeurobasal−A培地(Invitrogen,10888−022)に全量培地交換をおこなった。培養開始から30日目にFACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は45.9%であった。このことから、網膜前駆細胞が生成された後の一定期間をbFGF存在下で培養することにより、Nrl陽性細胞の収率が向上することが示された。   The whole medium was changed with the same medium on the 9th day of culture, and on the 13th day, 1 × B27 (Invitrogen, 10889-038), 100 unit / ml Penicillin-100 μg / ml Streptomycin (Sigma, P0781) and 10 ng / ml basic FGF ( Neurobasal-A medium (Invitrogen, 10888-022) containing Wako, 060-04543) was changed, and 1 × B27 (Invitrogen, 10889-038), 100 unit / ml Penicillin-100 μg / ml every 3 days after 3 days. Neurobasal-A medium containing Streptomycin (Sigma, P0781) and 10 μM DAPT (Wako, 041-30983) ( nvitrogen, it was subjected to the total amount of medium exchange in 10888-022). Analysis by FACSCanto II (BD) on the 30th day from the start of the culture revealed that the ratio of GFP positive cells was 45.9%. From this, it was shown that the yield of Nrl-positive cells is improved by culturing in the presence of bFGF for a certain period after the generation of retinal progenitor cells.

〔実施例14〕
実施例8において、培養開始から9日目に、細胞を一部採取し、0.25%トリプシン−1mM EDTAで解離し、氷冷メタノールで10分間固定をおこなった後、ウサギ抗Rx抗体 (abcam, ab23340)を添加して氷上1時間で静置し、PBS(−)で2回洗浄をおこなう。さらに、PE結合ヤギ抗ウサギ抗体 (BD, 732752)を添加して氷上1時間で静置し、PBS(−)で3回洗浄をおこなった後、FACSCanto II(BD)でGFP陽性細胞解析をおこなうことにより、Rx陽性細胞を指標として網膜前駆細胞の比率を求めることができる。
Example 14
In Example 8, 9 days after the start of culture, a part of the cells was collected, dissociated with 0.25% trypsin-1 mM EDTA, fixed with ice-cold methanol for 10 minutes, and then rabbit anti-Rx antibody (abcam , ab23340) and left on ice for 1 hour, and washed twice with PBS (-). In addition, PE-conjugated goat anti-rabbit antibody (BD, 732752) was added and allowed to stand on ice for 1 hour, washed 3 times with PBS (-), and then analyzed for GFP-positive cells with FACSCanto II (BD). Thus, the ratio of retinal progenitor cells can be determined using Rx positive cells as an index.

〔実施例15〕
実施例1で用いたのと同様のRx−GFPマウスES細胞を、0.25%トリプシン−1mM EDTAで解離し、マウスES分化培地(G−MEM,5% knockout serum replacement(KSR;GIBCO),0.1 mM nonessential amino acids,1mM pyruvate 及び 0.1mM 2−メルカプトエタノール)に、100nM AGN193109(Toronto Research Chemicals, A427000)を添加した培地、又はAGN193109を添加しない培地へ懸濁した後、3000個/wellずつ低細胞接着96wellマルチウェルプレート(LIPIDURE-COAT PLATE A-U96: 日油, 51011610)に播種し、培養を開始して1日後に最終濃度2%(v/v)マトリゲルを添加した以外は、Nature. 2011 Apr 7;472(7341):51-6.に記載の方法に準じて浮遊培養をおこなった。その結果、培養開始から5日後の時点で、Nature. 2011 Apr 7;472(7341):51-6.のLive imaging of optic-cup formationの項に記載された方法に従って、細胞を生きたまま顕微鏡下で観察したところ、AGN193109を添加しない培地で培養した細胞集団は、ごく少数のGFP陽性細胞が観察されたのに対し、AGN193109を添加した培地で培養した細胞集団は、非常に多くのGFP陽性細胞が観察された。このことから、AGN193109の添加により、Rx陽性細胞の産生時期が早まったことが示された。
Example 15
Rx-GFP mouse ES cells similar to those used in Example 1 were dissociated with 0.25% trypsin-1 mM EDTA, and mouse ES differentiation medium (G-MEM, 5% knockout serum replacement (KSR; GIBCO), After suspending in a medium supplemented with 100 mM AGN 193109 (Toronto Research Chemicals, A427000) in 0.1 mM non-essential amino acids, 1 mM pyruvate and 0.1 mM 2-mercaptoethanol, or 3000 / Each cell was seeded in a low-cell adhesion 96-well multi-well plate (LIPIDURE-COAT PLATE A-U96: NOF, 51011610), and 1 day after the start of culture, 2% (v / v) Matrigel was added. , Nature. 2011 Apr 7; 472 (7341): 51-6. It was subjected to suspension culture in accordance with the method. As a result, at the time after 5 days from the start of culture, the cells were kept alive according to the method described in the section of Live imaging of optic-cup formation in Nature. 2011 Apr 7; 472 (7341): 51-6. When observed below, a very small number of GFP positive cells were observed in the cell population cultured in the medium not added with AGN 193109, whereas the cell population cultured in the medium added with AGN 193109 had a very large number of GFP positive cells. Cells were observed. From this, it was shown that the production time of Rx positive cells was accelerated by the addition of AGN193109.

〔実施例16〕
実施例1で用いたのと同様のRx−GFPマウスES細胞を、0.25%トリプシン−1mM EDTAで解離し、マウスES分化培地(G−MEM,5% knockout serum replacement(KSR;GIBCO),0.1 mM nonessential amino acids,1mM pyruvate及び0.1mM 2−メルカプトエタノール)に、100nM AGN193109(Toronto Research Chemicals, A427000)を添加した培地へ懸濁した後、3000個/wellずつ低細胞接着96wellマルチウェルプレート(LIPIDURE-COAT PLATE A-U96: 日油, 51011610)に播種し、培養を開始して1日後に最終濃度2%(v/v)マトリゲルを添加した。培養開始から6日後にFACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、100nM AGN193109を添加した培地のGFP陽性細胞の比率は8.1%であった。結果を表2に示す。マトリゲルを用いる本実施例の方法では、実施例2と比較して、より早い時期に多くの網膜前駆細胞を分化誘導することができた。
Example 16
Rx-GFP mouse ES cells similar to those used in Example 1 were dissociated with 0.25% trypsin-1 mM EDTA, and mouse ES differentiation medium (G-MEM, 5% knockout serum replacement (KSR; GIBCO), After suspending in a medium supplemented with 100 mM AGN 193109 (Toronto Research Chemicals, A427000) in 0.1 mM nonamino acids, 1 mM pyruvate, and 0.1 mM 2-mercaptoethanol, 3000 cells / well with low cell adhesion 96-well multiwell A well plate (LIPIDURE-COAT PLATE A-U96: NOF, 51011610) was inoculated, and 1 day after the start of culture, a final concentration of 2% (v / v) matrigel was added. Analysis was performed by FACSCanto II (BD) 6 days after the start of the culture. As a result, the ratio of GFP positive cells in the medium supplemented with 100 nM AGN 193109 was 8.1%. The results are shown in Table 2. In the method of this example using matrigel, it was possible to induce differentiation of many retinal progenitor cells at an earlier stage than in Example 2.

〔比較例2〕
実施例16において、AGN193109を添加しなかった点以外は実施例16と同様の方法で分化誘導を行い、培養開始から6日後にFACSCanto II(BD)で解析をおこなったところ、GFP陽性細胞の比率は0.9%であった。結果を表2に示す。
[Comparative Example 2]
In Example 16, differentiation induction was performed in the same manner as in Example 16 except that AGN193109 was not added, and analysis was performed by FACSCanto II (BD) 6 days after the start of culture. The ratio of GFP positive cells was Was 0.9%. The results are shown in Table 2.

〔実施例17〜21〕
実施例16において、100nM AGN193109に代えて、1μM AGN193109、1μM BMS493(pan−RARアンタゴニスト;Tocris Bioscience)、1μM ER50891(RARα選択的アンタゴニスト;Tocris Bioscience)、1μM LE135(RARβ選択的アンタゴニスト;Tocris Bioscience)、1μM MM11253(RARγ選択的アンタゴニスト;Tocris Bioscience)を用いた点以外は実施例16と同様の方法で分化誘導を行い、培養開始から6日後にFACSCanto II(BD)で解析をおこなった。それぞれのGFP陽性細胞の比率を表2に示す。これらの結果、RARアンタゴニストの添加が網膜前駆細胞の誘導を促す効果がみられた。網膜前駆細胞を効率よく誘導しうる点で、pan−RARアンタゴニストが好ましく、実施例17〜18より特にBMS493による誘導効率が高いこと、実施例19〜21よりRARαアンタゴニスト活性を有する化合物が好ましいこと、実施例16〜17よりAGN193109は使用濃度が1/10でもGFP陽性細胞の比率は0.5%の差に留まり、低濃度で十分な誘導活性が得られることが明らかとなった。
[Examples 17 to 21]
In Example 16, instead of 100 nM AGN193109, 1 μM AGN193109, 1 μM BMS493 (pan-RAR antagonist; Tocris Bioscience), 1 μM ER50891 (RARα selective antagonist; Tocris Bioscience), 1 μM LE135 (TARcce selective antagonist; RARβ selective antagonist; Differentiation was induced in the same manner as in Example 16 except that 1 μM MM11253 (RARγ selective antagonist; Tocris Bioscience) was used, and analysis was performed with FACSCanto II (BD) 6 days after the start of culture. The ratio of each GFP positive cell is shown in Table 2. As a result, the effect of adding RAR antagonists to induce retinal progenitor cells was observed. A pan-RAR antagonist is preferable in that retinal progenitor cells can be efficiently induced, and the induction efficiency by BMS493 is particularly higher than that of Examples 17-18, and the compound having RARα antagonist activity is more preferable than Examples 19-21. From Examples 16 to 17, it was revealed that AGN 193109 had a difference of 0.5% in GFP positive cells even when the concentration used was 1/10, and that sufficient induction activity was obtained at a low concentration.

〔実施例22〕 ヒト細胞
(培地)
・基本培地(GMEM培地(Invitrogen)、10%、15%、20% KSR(Invitrogen)、0.1mM MEM非必須アミノ酸溶液(INVITROGEN)、1mM ピルビン酸ナトリウム(SIGMA)、0.1M 2−メルカプトエタノール(和光純薬)、100U/ml ペニシリン−100μg/ml ストレプトマイシン(Invitrogen))
・第1次分化誘導培地(リプロステム培地(リプロセル)、10μM Y−27632(和光純薬)、5μM SB431542(SIGMA)、3μM CKI−7(SIGMA))
・第2分化誘導培地(KSRを20%含む基本培地、10μM Y−27632(和光純薬)、5μM SB431542(SIGMA)、3μM CKI−7(SIGMA))
・第3分化誘導培地(KSRを15%含む基本培地、5μM SB431542(SIGMA)、3μM CKI−7(SIGMA))
・第4分化誘導培地(KSRを10%含む基本培地、5μM SB431542(SIGMA)、3μM CKI−7(SIGMA))
・解離液(PBS(Invitrogen)、0.25% トリプシン(SIGMA)、1mg/ml コラゲナーゼIV(Invitrogen)、20% KSR(Invitrogen)、1mM 塩化カルシウム(和光純薬))
(細胞)
Nature Biotechnology 26,101−106,2008に記載のヒトiPS細胞(253G1)を用いた。
(細胞培養)
上記細胞を解離液を用いて5−10細胞からなる細胞塊に解離し、第1次分化誘導培地(リプロステム培地含有)に100nM AGN193109を添加した培地で懸濁した後、2x10個ずつMPC処理された非接着性6cm培養皿(Nunc)に播種し、37℃、5% CO条件下で培養を開始した(Day0)。続けて、Day1及びDay3に培地の半量を第2分化誘導培地(20% KSR含有)と交換、Day3、7、9に培地の半量を第3分化誘導培地(15% KSR含有)と交換、Day11、13に培地の半量を第4分化誘導培地(10% KSR含有)と交換した。Day15、17に細胞を回収し、第4分化誘導培地(10% KSR含有)を用いてラミニン/フィブロネクチンコートチャンバースライド上へ播種し、細胞が培養皿に接着するまで培養した。Day9で見られた細胞塊は、比較例3より大きく、コロニー数も多かった。
細胞が培養皿に接着したDay20に細胞を4%パラホルムアルデヒド(和光純薬)で固定し、0.3%トリトンX−100(ナカライテスク)で処理した後、ウサギ抗ヒトRax抗体(abcam,ab23340)を添加して4℃で一晩静置し、PBS(−)で2回洗浄した。さらに、Alexa Fluor 488結合ヤギ抗ウサギIgG抗体(Invitrogen,A11034)及びDAPI(Invitrogen,D1306)を添加して室温で1時間静置し、PBS(−)で3回洗浄した後、蛍光顕微鏡(Axioplan2,ZEISS)で目視観察を行いコロニー数を数えたところ、Rax陽性細胞のコロニー数は、平均19.3/well(SD=10.5,n=18)であり、Rax陽性細胞コロニーの比率は、平均36.1%(SD=11.3,n=18)であった。図2にボックスプロットを、表3に対応する数値を示す。
[Example 22] Human cells (medium)
Basic medium (GMEM medium (Invitrogen), 10%, 15%, 20% KSR (Invitrogen), 0.1 mM MEM non-essential amino acid solution (INVITROGEN), 1 mM sodium pyruvate (SIGMA), 0.1M 2-mercaptoethanol (Wako Pure Chemicals), 100 U / ml penicillin—100 μg / ml streptomycin (Invitrogen))
Primary differentiation induction medium (Reprostem medium (Reprocell), 10 μM Y-27632 (Wako Pure Chemicals), 5 μM SB431542 (SIGMA), 3 μM CKI-7 (SIGMA))
Second differentiation induction medium (basic medium containing 20% KSR, 10 μM Y-27632 (Wako Pure Chemicals), 5 μM SB431542 (SIGMA), 3 μM CKI-7 (SIGMA))
Third differentiation induction medium (basic medium containing 15% KSR, 5 μM SB431542 (SIGMA), 3 μM CKI-7 (SIGMA))
Fourth differentiation induction medium (basic medium containing 10% KSR, 5 μM SB431542 (SIGMA), 3 μM CKI-7 (SIGMA))
Dissociation solution (PBS (Invitrogen), 0.25% trypsin (SIGMA), 1 mg / ml collagenase IV (Invitrogen), 20% KSR (Invitrogen), 1 mM calcium chloride (Wako Pure Chemical Industries))
(cell)
Human iPS cells (253G1) described in Nature Biotechnology 26, 101-106, 2008 were used.
(Cell culture)
The above cells are dissociated into a cell mass composed of 5-10 cells using a dissociation solution, suspended in a primary differentiation induction medium (containing reprostem medium) in a medium supplemented with 100 nM AGN 193109, and then treated with 2 × 10 4 cells by MPC. The non-adhesive 6 cm culture dish (Nunc) was inoculated, and the culture was started under the conditions of 37 ° C. and 5% CO 2 (Day 0). Subsequently, half of the medium was replaced with Day 2 and Day 3 with the second differentiation induction medium (containing 20% KSR), half of the medium was replaced with Day 3, 7 and 9 with the third differentiation induction medium (containing 15% KSR), Day 11 13, half of the medium was replaced with a fourth differentiation induction medium (containing 10% KSR). Cells were collected on Day 15 and 17, seeded on a laminin / fibronectin-coated chamber slide using a fourth differentiation induction medium (containing 10% KSR), and cultured until the cells adhered to the culture dish. The cell mass seen in Day 9 was larger than Comparative Example 3, and the number of colonies was also large.
The cells were fixed with Day 20 on which the cells adhered to the culture dish with 4% paraformaldehyde (Wako Pure Chemical Industries), treated with 0.3% Triton X-100 (Nacalai Tesque), and then rabbit anti-human Rax antibody (abcam, ab 23340). ) Was added and allowed to stand at 4 ° C. overnight and washed twice with PBS (−). Further, Alexa Fluor 488-conjugated goat anti-rabbit IgG antibody (Invitrogen, A11034) and DAPI (Invitrogen, D1306) were added, left to stand at room temperature for 1 hour, washed with PBS (−) three times, and then fluorescence microscope (Axioplan2 , ZEISS) and the number of colonies was counted. The average number of colonies of Rax positive cells was 19.3 / well (SD = 10.5, n = 18), and the ratio of Rax positive cell colonies was The average was 36.1% (SD = 11.3, n = 18). FIG. 2 shows a box plot, and numerical values corresponding to Table 3.

〔実施例23〕
実施例22において、Day1の培地交換時に、100nM AGN193109を添加した第2次分化誘導培地を用いた点以外は実施例22と同様の方法を用いて分化誘導を行った。Day9で現われた細胞塊は、実施例22より大きく、コロニー数も実施例22より多かった。
実施例22と同様の方法でDay20に細胞を回収し、抗体染色後に蛍光顕微鏡(Axioplan2,ZEISS)で目視観察を行いコロニー数を数えたところ、Rax陽性細胞のコロニー数は、平均27.7/well(SD=12.9,n=18)、Rax陽性細胞コロニーの比率は平均41.7%(SD=14.4,n=18)であった。図2にボックスプロットを、表3に対応する数値を示す。AGN193109を1回のみ添加した実施例22と比較して、2回添加した本実施例ではRax陽性細胞のコロニー数及び比率が向上していた。
Example 23
In Example 22, differentiation induction was performed using the same method as in Example 22 except that a secondary differentiation-inducing medium supplemented with 100 nM AGN 193109 was used during Day 1 medium exchange. The cell mass that appeared on Day 9 was larger than that of Example 22, and the number of colonies was also larger than that of Example 22.
Cells were collected in Day 20 in the same manner as in Example 22, and after the antibody staining, visual observation was performed with a fluorescence microscope (Axioplan 2, ZEISS), and the number of colonies was counted. The number of colonies of Rax positive cells was 27.7 / average. The ratio of wells (SD = 12.9, n = 18) and Rax positive cell colonies was an average of 41.7% (SD = 14.4, n = 18). FIG. 2 shows a box plot, and numerical values corresponding to Table 3. Compared with Example 22 in which AGN 193109 was added only once, in this Example in which AGN 193109 was added twice, the number of colonies and the ratio of Rax positive cells were improved.

〔比較例3〕
実施例22において、AGN193109を添加しないで第1次分化誘導培地を用いた点以外は実施例22と同様の方法を用いて分化誘導を行った。Day9で現われた細胞塊は、実施例22より小さく、コロニー数も実施例22より少なかった。Day20に細胞を採取し、抗体染色後に蛍光顕微鏡(Axioplan2,ZEISS)で目視観察を行いコロニー数を数えたところ、Rax陽性細胞のコロニー数は、平均10.3/well(SD=7.3,n=18)、Rax陽性細胞コロニーの比率は平均25.6%(SD=13.5,n=18)であった。図2にボックスプロットを、表3に対応する数値を示す。
[Comparative Example 3]
In Example 22, differentiation induction was performed using the same method as in Example 22 except that the primary differentiation-inducing medium was used without adding AGN193109. The cell mass that appeared in Day 9 was smaller than that in Example 22, and the number of colonies was also smaller than that in Example 22. Cells were collected in Day 20, and visually observed with a fluorescence microscope (Axioplan 2, ZEISS) after antibody staining, and the number of colonies was counted. The average number of colonies of Rax positive cells was 10.3 / well (SD = 7.3). n = 18), the ratio of Rax positive cell colonies averaged 25.6% (SD = 13.5, n = 18). FIG. 2 shows a box plot, and numerical values corresponding to Table 3.

本発明の方法を用いれば、高い効率で多能性幹細胞から網膜前駆細胞を誘導することができる。誘導培養により得られる細胞中に含まれる網膜前駆細胞の割合が高いため、ソーティング等により網膜前駆細胞を単離することなく、誘導培養後の細胞から高い効率で視細胞等を誘導することができる。
本発明は、ヒト多能性幹細胞をベースとした、網膜疾患に対する移植療法の開発を大いに促進し得る。
By using the method of the present invention, retinal progenitor cells can be induced from pluripotent stem cells with high efficiency. Since the ratio of retinal progenitor cells contained in cells obtained by induction culture is high, photoreceptor cells and the like can be induced with high efficiency from cells after induction culture without isolating retinal progenitor cells by sorting or the like. .
The present invention can greatly facilitate the development of transplantation therapy for retinal diseases based on human pluripotent stem cells.

本出願は日本で出願された特願2011−132712(出願日:2011年6月14日)を基礎としており、その内容は本明細書に全て包含されるものである。   This application is based on a patent application No. 2011-132712 filed in Japan (filing date: June 14, 2011), the contents of which are incorporated in full herein.

Claims (13)

レチノイン酸受容体アンタゴニストを含む培地中で、多能性幹細胞を培養すること、及び培養物から網膜前駆細胞を得ることを含む、網膜前駆細胞の製造方法。   A method for producing retinal progenitor cells, comprising culturing pluripotent stem cells in a medium containing a retinoic acid receptor antagonist, and obtaining retinal progenitor cells from the culture. レチノイン酸受容体アンタゴニストが、少なくともRARαアンタゴニスト活性を有する化合物である、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the retinoic acid receptor antagonist is a compound having at least RARα antagonist activity. 多能性幹細胞を浮遊凝集体として培養する、請求項1又は2記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the pluripotent stem cells are cultured as floating aggregates. 培地が、レチノイン酸類を実質的に含まない、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the medium is substantially free of retinoic acids. 培地が、B27を実質的に含まない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the medium is substantially free of B27. 培地が、更に細胞外マトリクスを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the medium further comprises an extracellular matrix. 培地が、更にアルブミン及び/又は脂質を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the medium further contains albumin and / or lipid. 培地が、更にNodalシグナル阻害剤及び/又はWntシグナル阻害剤を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the medium further contains a Nodal signal inhibitor and / or a Wnt signal inhibitor. (a)請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法により網膜前駆細胞を得ること、及び
(b)得られた網膜前駆細胞を含む培養物を、レチノイン酸受容体アンタゴニストを実質的に含まない培地中で培養して網膜前駆細胞に由来する細胞を得ること
を含む、網膜細胞の製造方法。
(A) obtaining a retinal progenitor cell by the method according to any one of claims 1 to 8, and (b) obtaining a culture containing the obtained retinal progenitor cell substantially from a retinoic acid receptor antagonist. A method for producing retinal cells, comprising culturing in a medium not containing retinal progenitor cells.
(a)における培養に用いる培地が、細胞外マトリクスを含み、(b)の網膜前駆細胞に由来する細胞が、視細胞又は網膜色素上皮細胞である、請求項9項記載の方法。   The method according to claim 9, wherein the medium used for culture in (a) contains an extracellular matrix, and the cells derived from retinal progenitor cells in (b) are photoreceptors or retinal pigment epithelial cells. (b)における培養に用いる培地が、神経培養用血清代替物、ガンマセクレターゼ阻害剤、及びbFGFから選択されるいずれかの因子を含み、且つ、網膜前駆細胞に由来する細胞が、視細胞である、請求項9又は10記載の方法。   The medium used for culture in (b) contains any factor selected from a serum substitute for nerve culture, a gamma secretase inhibitor, and bFGF, and the cells derived from retinal progenitor cells are photoreceptor cells. The method according to claim 9 or 10. 視細胞が、桿体視細胞である、請求項10又は11記載の方法。   The method according to claim 10 or 11, wherein the photoreceptor cell is a rod photoreceptor cell. (a)及び/又は(b)における培養に用いる培地が、Nodalシグナル阻害剤及び/又はWntシグナル阻害剤を含み、且つ網膜前駆細胞に由来する細胞が、視細胞又は網膜色素上皮細胞である、請求項9記載の方法。   The medium used for the culture in (a) and / or (b) contains a Nodal signal inhibitor and / or a Wnt signal inhibitor, and the cells derived from retinal progenitor cells are photoreceptors or retinal pigment epithelial cells. The method of claim 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2014345110B2 (en) 2013-11-11 2021-01-14 Riken Method for producing retinal pigment epithelial cells
MX2016006915A (en) 2013-11-27 2017-01-23 Kyoto Prefectural Public Univ Corp Application of laminin to corneal endothelial cell culture.
US11724005B2 (en) 2014-01-17 2023-08-15 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for manufacturing ciliary margin stem cells
JP2015195775A (en) * 2014-04-02 2015-11-09 国立大学法人 東京大学 Cell-free reconstitution system using mammalian oocyte extract
US10494719B2 (en) 2014-05-23 2019-12-03 Board Of Trustees Of Michigan State University Methods and apparatus for microwave plasma assisted chemical vapor deposition reactors
CN107073067A (en) 2014-10-31 2017-08-18 京都府公立大学法人 Use the treatment of the new cornea of laminin
EP3213761B1 (en) * 2014-10-31 2021-05-19 Kyoto Prefectural Public University Corporation Novel treatment of retina using laminin
SG10201902872YA (en) 2015-04-03 2019-04-29 Propagenix Inc Ex vivo proliferation of epithelial cells
IL257794B (en) 2015-09-08 2022-09-01 Sumitomo Pharma Co Ltd Method for producing retinal pigment epithelial cells
WO2017044454A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Propagenix Inc. Ex vivo proliferation of epithelial cells
AU2017363689B2 (en) 2016-11-25 2023-11-23 Riken Cell population for transplantation and method for producing same
CA3055706A1 (en) * 2017-03-08 2018-09-13 Sumitomo Dainippon Pharma Co., Ltd. Method for producing retinal pigment epithelial cells
WO2019050015A1 (en) 2017-09-08 2019-03-14 国立研究開発法人理化学研究所 Cell aggregate including retinal tissue and production method therefor
US20200390731A1 (en) * 2017-11-17 2020-12-17 The Regents Of The University Of California Manipulation of the retinoic acid signaling pathway
JPWO2020218480A1 (en) 2019-04-26 2020-10-29
WO2022054924A1 (en) 2020-09-11 2022-03-17 大日本住友製薬株式会社 Medium for tissue for transplantation
WO2023149565A1 (en) * 2022-02-07 2023-08-10 国立大学法人大阪大学 Method for inducing differentiation of pluripotent stem cells into retinal pigment epithelial cells
CN116445409B (en) * 2023-06-16 2023-09-22 中国人民解放军总医院第三医学中心 Preparation method and application of rod photoreceptor precursor cells

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2314671B1 (en) * 2008-06-06 2022-08-03 Riken Method for culture of stem cell

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