JPWO2019031595A1 - Method for selecting neural progenitor cells - Google Patents

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Abstract

本発明は、(1)神経前駆細胞で発現しているmiRNAによって認識される配列に、マーカータンパク質をコードする配列を機能的に連結したmRNA、又は該mRNAをコードするDNAを細胞に導入する工程、及び(2)該マーカータンパク質の発現が抑制された細胞を選別する工程を含む、神経前駆細胞の選別方法を提供する。The present invention comprises (1) a step of introducing into a cell an mRNA in which a sequence encoding a marker protein is operably linked to a sequence recognized by miRNA expressed in neural progenitor cells, or a DNA encoding the mRNA. And (2) a method for selecting neural progenitor cells, comprising the step of selecting cells in which the expression of the marker protein is suppressed.

Description

本発明は、マイクロRNA(以下「miRNA」と略記する)によって認識される配列を有するmRNAを用いて神経前駆細胞を選別する方法、及びその選別方法を用いた神経前駆細胞の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for selecting neural progenitor cells using mRNA having a sequence recognized by microRNA (hereinafter abbreviated as “miRNA”), and a method for producing neural progenitor cells using the selecting method.

神経細胞は神経系における情報処理と情報伝達を行う細胞であり、その役割に応じてさまざまな形や種類がある。神経細胞の1種であるドーパミン神経細胞は、神経伝達物質としてドーパミンを合成し、放出する神経細胞であり、脳内では主に中脳に存在し、一部は視床下部に存在する。中脳に存在するドーパミン神経細胞は、運動や情動の制御において重要な役割を果たしており、これらが変性・脱落すると、例えばパーキンソン病等の重篤な神経変性疾患が引き起こされ得る。また、別の神経細胞である大脳皮質神経細胞は、神経細胞体、神経線維、神経膠細胞及び血管などによって形成される大脳皮質において、規則正しい層構造をなして整列している。大脳皮質の役割は部位によって高度に分化しており、運動、体性感覚、視覚、聴覚及び言語等の多岐に渡ることが知られている。大脳皮質神経細胞が変性・脱落すると、例えばアルツハイマー病等の重篤な神経変性疾患が引き起こされ得る。パーキンソン病やアルツハイマー病等の神経変性疾患を治療するために、ドーパミン神経(前駆)細胞や大脳皮質神経(前駆)細胞などの神経(前駆)細胞を対象に移植する細胞移植療法が注目されている。 Nerve cells are cells that perform information processing and information transmission in the nervous system, and have various shapes and types depending on their roles. Dopamine nerve cells, which are one type of nerve cells, are nerve cells that synthesize and release dopamine as a neurotransmitter, and are mainly present in the midbrain in the brain, and some of them are present in the hypothalamus. The dopamine neurons existing in the midbrain play an important role in the control of movements and emotions, and if these degenerate and drop out, serious neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease can be caused. Cerebral cortex neurons, which are other nerve cells, are arranged in a regular layered structure in the cerebral cortex formed by nerve cell bodies, nerve fibers, glial cells, blood vessels and the like. It is known that the role of the cerebral cortex is highly differentiated depending on the site and extends to a wide variety of areas such as movement, somatosensory, vision, hearing and language. Degeneration and loss of cerebral cortical nerve cells can cause serious neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease. In order to treat neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease and Alzheimer's disease, cell transplantation therapy for transplanting neural (progenitor) cells such as dopaminergic (progenitor) cells and cerebral cortical nerve (precursor) cells has been attracting attention. ..

このような神経細胞(神経前駆細胞を含む)を得る方法として、例えば、ドーパミン神経細胞の場合には、人工多能性幹細胞等の幹細胞をドーパミン神経前駆細胞である底板細胞(floor plate cell)に分化させた後、さらにドーパミン神経細胞へと分化誘導する方法が知られている(例えば、非特許文献1)。また、大脳皮質神経細胞の場合には、例えば、無血清凝集浮遊培養(SFEBq)法により、多能性幹細胞から大脳皮質神経細胞へ分化させる方法が知られている(例えば、特許文献1)。 As a method for obtaining such neural cells (including neural progenitor cells), for example, in the case of dopamine neural cells, stem cells such as induced pluripotent stem cells are transformed into floor plate cells that are dopaminergic neural progenitor cells. A method for inducing differentiation into dopaminergic neurons after differentiation is known (for example, Non-Patent Document 1). Further, in the case of cerebral cortical nerve cells, for example, a method of differentiating pluripotent stem cells into cerebral cortical nerve cells by a serum-free flocculation suspension culture (SFEBq) method is known (for example, Patent Document 1).

しかしながら、このように作製した神経細胞を移植した際に、様々な問題が生じることが報告されている。高い増殖能を有するドーパミン神経前駆細胞を移植したときに、腫瘍を形成し得ることが報告されており(非特許文献2)、中脳に分化した細胞を臨床に用いた際、セロトニン産生神経細胞が混入することによって、移植片が運動障害を引き起こした可能性も示唆されている(非特許文献3)。これらの移植による副作用を抑えるためには、ドナー細胞集団における所望の細胞の純度を高めることが重要であり、神経細胞を純化する方法の開発が進められている。このような方法として、例えば、底板細胞やドーパミン神経細胞の細胞表面抗原として知られるCorinやNCAM/CD29を指標として、ドーパミン神経前駆細胞を選別する方法が報告されている(非特許文献4、5)。また、大脳皮質神経前駆細胞の場合には、マウス胎仔の脳組織からNeuropilin-1の発現を指標として、大脳皮質神経前駆細胞の特徴の一つである軸索の伸長を特徴とする細胞を選別する方法が報告されている(非特許文献6)。しかしながら、これらの方法は細胞表面抗原を抗体により標識し、セルソーターを用いて選別しており、かかる方法以外に神経前駆細胞を選別する実用的な方法は知られていない。 However, it has been reported that various problems occur when transplanting the nerve cells thus prepared. It has been reported that a tumor can be formed when a dopaminergic neural progenitor cell having a high proliferative capacity is transplanted (Non-Patent Document 2), and when a cell differentiated into the midbrain is clinically used, a serotonin-producing neuron It is also suggested that the graft may have caused a movement disorder due to the contamination of the bacterium (Non-patent Document 3). In order to suppress the side effects due to these transplants, it is important to increase the purity of desired cells in the donor cell population, and development of a method for purifying nerve cells is in progress. As such a method, for example, a method of selecting dopamine neural progenitor cells using Corin or NCAM/CD29, which is known as a cell surface antigen of floor plate cells and dopamine neurons, as an index has been reported (Non-Patent Documents 4 and 5). ). In the case of cerebral cortical neural progenitor cells, neuropilin-1 expression is used as an index in mouse fetal brain tissue to select cells characterized by axonal elongation, which is one of the characteristics of cerebral cortical neural progenitor cells. The method of doing is reported (nonpatent literature 6). However, in these methods, cell surface antigens are labeled with an antibody and sorted using a cell sorter, and a practical method for sorting neural progenitor cells is not known other than this method.

ここで、本発明者らは以前、細胞培養株や骨格筋前駆細胞などで特異的に発現するmiRNAを指標とすることで、該細胞を純化できること、このような方法は、特に細胞表面抗原が知られておらず、抗体を用いた選別ができない細胞を純化する方法として有用であることを報告している(特許文献2、3、非特許文献7)。 Here, the present inventors have previously been able to purify the cells by using miRNA specifically expressed in cell cultures, skeletal muscle progenitor cells, etc. as an index. It has been reported that it is not known and is useful as a method for purifying cells that cannot be sorted using an antibody (Patent Documents 2 and 3, Non-Patent Document 7).

特開2016-5465号公報JP 2016-5465 JP 国際公開第2015/105172号公報International Publication No. 2015/105172 国際公開第2016/114354号公報International Publication No. 2016/114354

Kriks et al., Nature 480; 547-553 (2011)Kriks et al., Nature 480; 547-553 (2011) Doi D et al., Stem Cells 30(5); 935-945 (2012)Doi D et al., Stem Cells 30(5); 935-945 (2012) Politis M et al., Sci Transl Med 2(38); 38ra46 (2010)Politis M et al., Sci Transl Med 2(38); 38ra46 (2010) Doi D et al., Stem Cell Reports 2; 337-350 (2014)Doi D et al., Stem Cell Reports 2; 337-350 (2014) Maria S et al., Stem Cells 31(8); 1548-1562 (2013)Maria S et al., Stem Cells 31(8); 1548-1562 (2013) Sano N et al., Front Cell Neurosci 11; 123 (2017)Sano N et al., Front Cell Neurosci 11; 123 (2017) Miki K et al., Cell Stem Cell 16(6): p699-711 (2015)Miki K et al., Cell Stem Cell 16(6): p699-711 (2015).

本発明者らは、前述したCorinなどの表面抗原に対する抗体とセルソーターを用いて神経前駆細胞を選別する方法では、細胞の選別効率は十分とはいえず、スケールアップが困難であるという課題があると考えた。さらに、前述の方法では細胞の選別に抗体を用いることから、臨床的な利用を考えた場合に、残存抗体のコンタミネーションのリスクがあり、また手間や時間がかかるとの課題があると考えた。従って、本発明の目的は、前記課題を解決できる新規な神経前駆細胞の選別方法、特に抗体を用いることなく選別できる方法及び該方法を用いた神経前駆細胞を製造する方法を提供することである。 The present inventors have a problem that the method of selecting neural progenitor cells using an antibody against a surface antigen such as Corin and a cell sorter described above does not have sufficient cell selection efficiency and is difficult to scale up. I thought. Furthermore, since the above-mentioned method uses an antibody for cell selection, it is considered that there is a risk of contamination of residual antibody and a time-consuming and time-consuming problem when considering clinical use. .. Therefore, an object of the present invention is to provide a novel method for selecting neural progenitor cells that can solve the above problems, particularly a method that can be selected without using an antibody, and a method for producing neural progenitor cells using the method. ..

本発明者らは、上記課題を解決すべく、神経前駆細胞を選別する新規な手法の開発を試みた。本発明者らは、神経前駆細胞の選別における現実的な手法である、細胞表面抗原とそれを認識する抗体を用いた選別方法に関して、公知の細胞表面抗原を組み合わせたり、新規な抗原を同定することにより、前記選別方法を改良するという一般的なアプローチから発想を大きく転換し、表面抗原を指標としない全く異なるアプローチを用いることでも、神経前駆細胞を選別できるのではないかとの着想を得た。そのようなアプローチの1つとして、本発明者らが以前報告した骨格筋前駆細胞の選別で用いたのと同様に、miRNAを指標とし、敢えて細胞表面抗原が既知の神経前駆細胞の選別にも適用することを考えた。 The present inventors attempted to develop a novel method for selecting neural progenitor cells in order to solve the above problems. The present inventors have identified a novel antigen by combining known cell surface antigens with respect to a selection method using a cell surface antigen and an antibody that recognizes it, which is a realistic method in the selection of neural progenitor cells. In this way, the idea was greatly changed from the general approach of improving the selection method, and it was suggested that neural progenitor cells could be selected by using a completely different approach in which the surface antigen is not used as an index. .. As one of such approaches, similar to the one used in the selection of skeletal muscle progenitor cells previously reported by the present inventors, miRNA was used as an index to intentionally select neural progenitor cells with known cell surface antigens. Thought to apply.

本発明者らは上記の着想に基づき、まず神経前駆細胞で発現しているmiRNAのスクリーニングを行った。そして、スクリーニングにより見出されたmiRNA及び神経前駆細胞で発現が知られているmiRNAに着目し、細胞表面抗原ではなくmiRNAを指標とすることで、ドーパミン神経前駆細胞や大脳皮質神経前駆細胞を含む神経前駆細胞を選別することができること、しかも意外なことに、このようにして選別した細胞は、多能性幹細胞の誘導開始から神経前駆細胞の選別までを同じ日数とした場合に、従来の表面抗原を指標にして神経前駆細胞を選別した方法よりも効率よく選別できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors first screened miRNAs expressed in neural progenitor cells based on the above idea. Then, focusing on miRNAs found by screening and miRNAs whose expression is known in neural progenitor cells, and including dopamine neural progenitor cells and cerebral cortical neural progenitor cells by using miRNA as an indicator rather than cell surface antigen Surprisingly, it is possible to select neural progenitor cells, and surprisingly, the cells selected in this way have the same surface as the conventional surface when the number of days from the initiation of pluripotent stem cell induction to the selection of neural progenitor cells is the same. The present inventors have found that the selection can be performed more efficiently than the method of selecting neural progenitor cells using an antigen as an index, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の通りのものである。
[1]神経前駆細胞の選別方法であって、下記(1)から(2)の工程:
(1)神経前駆細胞で発現しているmiRNAによって認識される配列に、マーカータンパク質をコードする配列を機能的に連結したmRNA、又は該mRNAをコードするDNAを細胞に導入する工程、及び
(2)該マーカータンパク質の発現が抑制された細胞を選別する工程
を含む方法。
[2]前記神経前駆細胞がドーパミン神経前駆細胞である、[1]に記載の方法。
[3]前記神経前駆細胞が大脳皮質神経前駆細胞である、[1]に記載の方法。
[4]前記miRNAがmiR-9-5p、miR-218-5p、miR-20a-5p、miR-124-3p、miR-7-5p、miR-135a-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、miR-26a-5p、miR-106a-5p、miR-320e、miR-374a-5p、let-7b-5p、let-7f-5p、miR-508-5p、miR-20b-5p、miR-30c-5p、miR-30d-5p、miR-30e-5p、miR-135b-3p、miR-17-5p、miR-330-3p、let-7d-5p、miR-93-5p、miR-106b-5p、miR-335-5p、miR-98-5p、miR-92b-3p、miR-320c、miR-374b-5p、miR-320d、miR-4532、miR-584-3p、miR-219-5p、miR-21-5p、miR-92a-3p、miR-449a、miR-18a-5p、miR-1908-3p、miR-210-5p、miR-34b-5p、miR-34c-3p、miR-654-5p、miR-660-5p、miR-675-5p、miR-744-3p、miR-942-5p、miR-96-3p、miR-30a-5p、miR-491-5p及びmiR-5001-5pからなる群より選択される1種以上のmiRNAである、[2]に記載の方法。
[5]前記miRNAがmiR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、miR-330-3p、let-7b-5p、let-7d-5p、let-7f-5p、miR-135b-3p、miR-508-5p、miR-654-5p、miR-758-5p、miR-491-5p、miR-5001-5p、miR-191-5p、miR-20a-5p、miR-342-3p、miR-99b-5p、miR-423-3p、miR-324-3p、miR-22-3p、miR-378a-3p、miR-296-5p、miR-99a-5p、miR-500a-3p、miR-345-5p、miR-335-5p、miR-134、miR-212-3p、miR-154-5p、miR-150-5p、miR-148a-3p、miR-382-5p、miR-486-5p、miR-370、miR-373-3p、miR-512-5p、miR-516b-5p、miR-518b、miR-518c-5p、miR-519d、miR-523-3p、miR-526a、miR-98-5p、miR-140-3p、miR-378b、miR-128、miR-3180-3p、miR-1260a、miR-503-5p、miR-34c-5p、miR-3180、miR-21-3p、miR-4286、miR-4454、miR-138-5p、miR-1307-3p、miR-652-3p、miR-502-3p、miR-92b-5p、miR-501-3p、miR-1285-3p、miR-126-3p、miR-877-5p、miR-9-3p、miR-129-1-3p、miR-760、miR-365a-5p、miR-374a-5p、miR-4532、miR-20b-3p、miR-363-5p、miR-339-3p、miR-513a-3p、miR-532-3p、miR-3180-5p、miR-4324、miR-1234-5p、miR-329、miR-362-3p、miR-671-5p、miR-24-2-5p、miR-27a-5p、miR-411-5p、miR-197-5p、miR-222-5p、miR-584-3p、miR-326、miR-133a、miR-17-5p、miR-92a-3p、miR-16-5p、miR-339-5p、miR-331-3p、miR-203a、miR-298、miR-134-3p、miR-135a-3p、miR-138-1-3p、miR-144-5p、miR-154-3p、miR-15a-5p、miR-15b-3p、miR-15b-5p、miR-16-1-3p、miR-181a-3p、miR-1910-3p、miR-1910-5p、miR-192-3p、miR-194-3p、miR-194-5p、miR-196a-3p、miR-210-5p、miR-34c-3p、miR-450b-3p、miR-4536-3p、miR-4707-5p、miR-490-3p、miR-494-3p、miR-510-3p、miR-5196-3p、miR-542-5p、miR-574-3p、miR-589-3p、miR-642a-3p、miR-6503-5p、miR-654-3p、miR-660-5p、miR-675-5p、miR-766-3p、miR-874-5p、miR-942-5p及びmiR-96-3pからなる群より選択される1種以上のmiRNAである、[3]に記載の方法。
[6]前記miRNAがmiR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、let-7b-5p、let-7f-5p及びmiR-508-5pからなる群より選択される1種以上のmiRNAである、[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。
[7]前記miRNAがmiR-9-5pを含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。
[8]前記mRNAが、5’から3'の方向に、前記miRNAによって認識される1つ以上の配列、マーカータンパク質をコードする配列、及び該miRNAによって認識される1つ以上の配列を含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の方法。
[9]前記mRNAが、5’から3'の方向に、前記miRNAによって認識される1つの配列、マーカータンパク質をコードする配列、及び該miRNAによって認識される1つ以上の配列を含む、[8]に記載の方法。
[10]前記mRNAが、5’から3'の方向に、miRNAによって認識される1つの配列、マーカータンパク質をコードする配列、及び該miRNAによって認識される同一の4つの配列を含む、[9]に記載の方法。
[11]前記マーカータンパク質が、蛍光タンパク質又はアポトーシス誘導タンパク質である、[1]〜[10]のいずれかに記載の方法。
[12]前記アポトーシス誘導タンパク質がBimである、[11]に記載の方法。
[13]前記マーカータンパク質とは異なるマーカータンパク質をコードする核酸をさらに細胞に導入する工程を含む、[1]から[12]のいずれかに記載の方法。
[14]前記異なるマーカータンパク質が蛍光タンパク質又は薬剤耐性タンパク質である、[13]に記載の方法。
[15]前記神経前駆細胞が多能性幹細胞から分化誘導した細胞である、[1]〜[14]のいずれかに記載の方法。
[16]前記多能性幹細胞がヒト由来である、[15]に記載の方法。
[17]前記神経前駆細胞を分化誘導開始から22〜29日目に選別する、[15]又は[16]に記載の方法。
[18]多能性幹細胞からの神経前駆細胞の製造方法であって、下記(1)から(3)の工程:
(1)多能性幹細胞から神経前駆細胞を分化誘導する工程、
(2)(1)の工程で得られた細胞へ、神経前駆細胞で発現しているmiRNAによって認識される配列に、マーカータンパク質をコードする配列を機能的に連結したmRNA、又は該mRNAをコードするDNAを導入する工程、及び
(3)前記マーカータンパク質の発現が抑制された細胞を選別する工程
を含む、神経前駆細胞の製造方法。
[19]前記マーカータンパク質とは異なるマーカータンパク質をコードする核酸をさらに細胞に導入する工程を含む、[18]に記載の方法。
[20]miR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、let-7b-5p、let-7f-5p及びmiR-508-5pからなる群より選択されるmiRNAによって認識される配列及びマーカータンパク質をコードする配列を含むmRNA、又は該mRNAをコードするDNAを含有してなる、神経前駆細胞を選別するためのキット。
[21]前記mRNAが、5'から3'の方向に、前記miRNAによって認識される1つ以上の配列、マーカータンパク質をコードする配列、及び該miRNAによって認識される1つ以上の配列を含む、[20]に記載のキット。
[22]前記mRNAが、5'から3'の方向に、前記miRNAによって認識される1つの配列、マーカータンパク質をコードする配列、及び該miRNAによって認識される1つ以上の配配列を含む、[21]に記載のキット。
[23]前記mRNAが、5'から3'の方向に、前記miRNAによって認識される1つの配列、マーカータンパク質をコードする配列、及び該miRNAによって認識される同一の4つの配列を含む、[22]に記載のキット。
[24]さらに前記マーカータンパク質とは異なるマーカータンパク質をコードする配列を含む核酸を含有してなる、[20]から[23]のいずれかに記載のキット。
That is, the present invention is as follows.
[1] A method for selecting neural progenitor cells, comprising steps (1) to (2) below:
(1) the sequence recognized by miRNA expressed in neural progenitor cells, mRNA functionally linked with a sequence encoding a marker protein, or the step of introducing a DNA encoding the mRNA into the cell, and
(2) A method comprising a step of selecting cells in which expression of the marker protein is suppressed.
[2] The method according to [1], wherein the neural progenitor cells are dopamine neural progenitor cells.
[3] The method according to [1], wherein the neural progenitor cells are cortical neural progenitor cells.
[4] The miRNA is miR-9-5p, miR-218-5p, miR-20a-5p, miR-124-3p, miR-7-5p, miR-135a-5p, let-7a-5p, let- 7g-5p, let-7i-5p, miR-26a-5p, miR-106a-5p, miR-320e, miR-374a-5p, let-7b-5p, let-7f-5p, miR-508-5p, miR-20b-5p, miR-30c-5p, miR-30d-5p, miR-30e-5p, miR-135b-3p, miR-17-5p, miR-330-3p, let-7d-5p, miR- 93-5p, miR-106b-5p, miR-335-5p, miR-98-5p, miR-92b-3p, miR-320c, miR-374b-5p, miR-320d, miR-4532, miR-584- 3p, miR-219-5p, miR-21-5p, miR-92a-3p, miR-449a, miR-18a-5p, miR-1908-3p, miR-210-5p, miR-34b-5p, miR- 34c-3p, miR-654-5p, miR-660-5p, miR-675-5p, miR-744-3p, miR-942-5p, miR-96-3p, miR-30a-5p, miR-491- The method according to [2], which is one or more miRNAs selected from the group consisting of 5p and miR-5001-5p.
[5] The miRNAs are miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, miR-330-3p, let-7b-5p, let-7d-5p, let- 7f-5p, miR-135b-3p, miR-508-5p, miR-654-5p, miR-758-5p, miR-491-5p, miR-5001-5p, miR-191-5p, miR-20a- 5p, miR-342-3p, miR-99b-5p, miR-423-3p, miR-324-3p, miR-22-3p, miR-378a-3p, miR-296-5p, miR-99a-5p, miR-500a-3p, miR-345-5p, miR-335-5p, miR-134, miR-212-3p, miR-154-5p, miR-150-5p, miR-148a-3p, miR-382- 5p, miR-486-5p, miR-370, miR-373-3p, miR-512-5p, miR-516b-5p, miR-518b, miR-518c-5p, miR-519d, miR-523-3p, miR-526a, miR-98-5p, miR-140-3p, miR-378b, miR-128, miR-3180-3p, miR-1260a, miR-503-5p, miR-34c-5p, miR-3180, miR-21-3p, miR-4286, miR-4454, miR-138-5p, miR-1307-3p, miR-652-3p, miR-502-3p, miR-92b-5p, miR-501-3p, miR-1285-3p, miR-126-3p, miR-877-5p, miR-9-3p, miR-129-1-3p, miR-760, miR-365a-5p, miR-374a-5p, miR- 4532, miR-20b-3p, miR-363-5p, miR-339-3p, miR-513a-3p, miR-532-3p, miR-3180-5p, miR-4324, miR-1234-5p, miR- 329, miR-362-3p, miR-671-5p, miR-24-2-5p, miR-27a-5p, miR-411-5p, miR-197-5p, miR-222-5p, miR-584- 3p, miR-326, miR-133a, miR-17-5p, miR-92a-3p, miR-16-5p, miR-339-5p, mi R-331-3p, miR-203a, miR-298, miR-134-3p, miR-135a-3p, miR-138-1-3p, miR-144-5p, miR-154-3p, miR-15a- 5p, miR-15b-3p, miR-15b-5p, miR-16-1-3p, miR-181a-3p, miR-1910-3p, miR-1910-5p, miR-192-3p, miR-194- 3p, miR-194-5p, miR-196a-3p, miR-210-5p, miR-34c-3p, miR-450b-3p, miR-4536-3p, miR-4707-5p, miR-490-3p, miR-494-3p, miR-510-3p, miR-5196-3p, miR-542-5p, miR-574-3p, miR-589-3p, miR-642a-3p, miR-6503-5p, miR- One or more selected from the group consisting of 654-3p, miR-660-5p, miR-675-5p, miR-766-3p, miR-874-5p, miR-942-5p and miR-96-3p The method according to [3], which is miRNA.
[6] The miRNA group consisting of miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, let-7b-5p, let-7f-5p and miR-508-5p The method according to any one of [1] to [5], which is one or more types of miRNA selected more.
[7] The method according to any one of [1] to [6], wherein the miRNA contains miR-9-5p.
[8] The mRNA comprises, in the 5′ to 3′ direction, one or more sequences recognized by the miRNA, a sequence encoding a marker protein, and one or more sequences recognized by the miRNA, The method according to any one of [1] to [7].
[9] The mRNA comprises, in the 5′ to 3′ direction, one sequence recognized by the miRNA, a sequence encoding a marker protein, and one or more sequences recognized by the miRNA. ].
[10] The mRNA comprises, in the 5′ to 3′ direction, one sequence recognized by miRNA, a sequence encoding a marker protein, and the same four sequences recognized by the miRNA. [9] The method described in.
[11] The method according to any one of [1] to [10], wherein the marker protein is a fluorescent protein or an apoptosis-inducing protein.
[12] The method according to [11], wherein the apoptosis-inducing protein is Bim.
[13] The method according to any one of [1] to [12], which further comprises a step of introducing a nucleic acid encoding a marker protein different from the marker protein into cells.
[14] The method according to [13], wherein the different marker proteins are fluorescent proteins or drug resistance proteins.
[15] The method according to any one of [1] to [14], wherein the neural progenitor cells are cells that have been induced to differentiate from pluripotent stem cells.
[16] The method according to [15], wherein the pluripotent stem cells are of human origin.
[17] The method according to [15] or [16], wherein the neural progenitor cells are selected 22 to 29 days after the initiation of differentiation induction.
[18] A method for producing neural progenitor cells from pluripotent stem cells, comprising the steps (1) to (3) below:
(1) a step of inducing differentiation of neural progenitor cells from pluripotent stem cells,
(2) mRNA obtained by functionally linking a sequence encoding a marker protein to a sequence recognized by miRNAs expressed in neural progenitor cells, or the mRNA obtained in the cell obtained in the step (1) The step of introducing DNA to
(3) A method for producing neural progenitor cells, which comprises a step of selecting cells in which the expression of the marker protein is suppressed.
[19] The method according to [18], which further comprises a step of introducing a nucleic acid encoding a marker protein different from the marker protein into cells.
[20] selected from the group consisting of miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, let-7b-5p, let-7f-5p and miR-508-5p A kit for selecting neural progenitor cells, which comprises an mRNA containing a sequence recognized by a miRNA and a sequence encoding a marker protein, or a DNA encoding the mRNA.
[21] The mRNA comprises, in the 5′ to 3′ direction, one or more sequences recognized by the miRNA, a sequence encoding a marker protein, and one or more sequences recognized by the miRNA. The kit according to [20].
[22] The mRNA comprises, in the 5′ to 3′ direction, one sequence recognized by the miRNA, a sequence encoding a marker protein, and one or more sequence sequences recognized by the miRNA, 21].
[23] The mRNA contains, in the 5′ to 3′ direction, one sequence recognized by the miRNA, a sequence encoding a marker protein, and four identical sequences recognized by the miRNA. ] The kit described in.
[24] The kit according to any one of [20] to [23], further comprising a nucleic acid containing a sequence encoding a marker protein different from the marker protein.

本発明によれば、パーキンソン病等の治療に用いる細胞移植のドナー細胞、疾患解明のツール及び/又は薬剤開発のツールとして用いることができる、神経前駆細胞をmiRNAを用いて選別することが可能となる。特に、本発明は操作性に優れており、従来の神経前駆細胞の選別方法と比べ、要する手間や時間、及び回収効率が大幅に改善することが可能となる。また、本発明の方法で作製された神経前駆細胞は、選別に抗体を使用していないので残存抗体のコンタミネーションのリスクもなく、スケールアップも容易である。 According to the present invention, donor cells for cell transplantation used for treatment of Parkinson's disease, etc., which can be used as a tool for disease elucidation and/or a tool for drug development, can be used to select neural progenitor cells using miRNA. Become. In particular, the present invention is excellent in operability, and compared to the conventional method for selecting neural progenitor cells, the required labor, time and recovery efficiency can be significantly improved. Moreover, since the neural progenitor cells produced by the method of the present invention do not use an antibody for selection, there is no risk of residual antibody contamination and scale-up is easy.

図1aは、iPS細胞から中脳ドーパミン神経前駆細胞、及び前脳神経細胞への誘導の流れを示す模式図である。一次培養を行った後、12〜14日目に継代を行い、二次培養を行った。トランスフェクションは、21又は28日目に実施した。図1bは、iPS細胞から分化誘導した神経前駆細胞を用いて、miRNAスイッチを導入し、FACS等で選別する流れを示す。この図は21日目にトランスフェクションを行うことを表わすが、14又は28日目にトランスフェクションを行う場合もある。FIG. 1a is a schematic diagram showing the flow of induction from iPS cells to midbrain dopamine neural progenitor cells and forebrain neurons. After performing the primary culture, the cells were subcultured on the 12th to 14th days, and the secondary culture was performed. Transfections were performed on day 21 or 28. FIG. 1b shows a flow of introducing a miRNA switch using neural progenitor cells differentiated from iPS cells and selecting by FACS or the like. This figure shows that the transfection is performed on the 21st day, but the transfection may be performed on the 14th or 28th day. 図2aは、5'UTR、3'UTR及びORF作製の流れを示す。図2bは、全長DNA融合PCRの流れを示す。図2cは、miR応答性mRNAの鋳型作製の流れを示す。図2dは、タンデムmiRNAの鋳型作製の流れを示す。Figure 2a shows the flow of 5'UTR, 3'UTR and ORF production. Figure 2b shows the flow of full length DNA fusion PCR. FIG. 2c shows the flow of template preparation of miR-responsive mRNA. FIG. 2d shows the flow of template preparation of tandem miRNA. 図3は、iPS細胞から分化誘導開始後14、21及び28日目にmiRNAスイッチを導入し、翌日FACS解析した際のドットプロット図である。miRNAスイッチ(miR-218-5p及びmiR-9-5p)を用い、各日の左図はコントロールを重ねていない図、右図はコントロールを重ねた図である。縦軸はBFP、横軸はEGFP蛍光量を示す。コントロールには、miRNAの標的配列を有さないBFP及びEGFPのmRNAを導入した細胞を用いた。FIG. 3 is a dot plot diagram when miRNA switch was introduced from iPS cells 14, 21, and 28 days after the initiation of differentiation induction, and FACS analysis was performed the next day. Using miRNA switches (miR-218-5p and miR-9-5p), the left figure on each day is the figure without the controls, and the right figure is the figure with the controls. The vertical axis represents BFP and the horizontal axis represents EGFP fluorescence amount. As a control, cells into which BFP and EGFP mRNA having no miRNA target sequence were introduced were used. 図4は、中脳及び前脳に分化誘導した各細胞(1231a3及びKh1)におけるmiRNA(miR-9-5p(a)及びmiR-218-5p(b))の発現量を、分化誘導開始0日目から35日目まで経時的に調べた図である。縦軸の数値は、RNU6Bの発現量を基準として標準化した。FIG. 4 shows the expression levels of miRNA (miR-9-5p(a) and miR-218-5p(b)) in each of the cells (1231a3 and Kh1) induced to be differentiated into the midbrain and the forebrain as the induction of differentiation 0 It is the figure which investigated over time from the day to the 35th day. The numerical value on the vertical axis was standardized on the basis of the expression level of RNU6B. 図5は、iPS細胞から21日間分化誘導したドーパミン神経前駆細胞にmiR-218-5pスイッチ(白棒)又はmiR-9-5pスイッチ(灰色棒)を導入し、翌日FACS選別した細胞における、各マーカー遺伝子の発現変化率を調べた図である。発現変化率は、各miRNA陰性細胞に対する、各miRNA陽性細胞の各遺伝子の平均発現量の割合を常用対数として表わす(n=4)。エラーバーは標準偏差を示す。FIG. 5 shows that miR-218-5p switch (white bar) or miR-9-5p switch (grey bar) was introduced into dopaminergic neural progenitor cells that had been induced to differentiate from iPS cells for 21 days, and the cells were subjected to FACS selection the next day. It is the figure which investigated the expression change rate of a marker gene. The expression change rate represents the ratio of the average expression level of each gene in each miRNA-positive cell to each miRNA-negative cell as a common logarithm (n=4). Error bars indicate standard deviation. 図6は、iPS細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞をmiR-9-5pスイッチを用いてFACS選別した細胞における、各マーカー遺伝子の発現変化率を調べた図である。分化誘導開始から21日目(n=3)及び28日目(n=1)にmiRNAスイッチを導入し、翌日FACS選別した。発現変化率は、miR-9-5p陰性細胞に対する、miR-9-5p陽性細胞の各遺伝子の平均発現量の割合を常用対数として表わす。エラーバーは標準偏差を示す。FIG. 6 is a diagram in which the expression change rate of each marker gene was examined in cells in which dopamine neural progenitor cells differentiated from iPS cells were subjected to FACS selection using the miR-9-5p switch. The miRNA switch was introduced on the 21st day (n=3) and 28th day (n=1) from the initiation of differentiation induction, and the FACS selection was performed the next day. The rate of expression change is expressed as the common logarithm of the ratio of the average expression level of each gene of miR-9-5p positive cells to miR-9-5p negative cells. Error bars indicate standard deviation. 図7は、iPS細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞をmiR-218-5pスイッチを用いてFACS選別した細胞における、各マーカー遺伝子の発現変化率を調べた図である。分化誘導開始から21日目(n=4)及び28日目(n=4)にmiRNAスイッチを導入し、翌日FACS選別した。発現変化率は、miR-218-5p陰性細胞に対する、miR-218-5p陽性細胞の各遺伝子の平均発現量の割合を常用対数として表わす。エラーバーは標準偏差を示す。FIG. 7 is a diagram in which the expression change rate of each marker gene was investigated in the dopamine neural progenitor cells differentiated from iPS cells and subjected to FACS selection using the miR-218-5p switch. The miRNA switch was introduced on the 21st day (n=4) and 28th day (n=4) from the initiation of differentiation induction, and the FACS selection was performed the next day. The rate of change in expression is expressed as the ratio of the average expression level of each gene of miR-218-5p-positive cells to miR-218-5p-negative cells as a common logarithm. Error bars indicate standard deviation. 図8は、iPS細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞を、抗CORIN抗体を用いてFACS選別した細胞における各マーカー遺伝子の発現変化率を調べた図である。分化誘導開始から21日目(n=4)及び28日目(n=1)に解析を行った。発現変化率は、CORIN陰性細胞に対する、CORIN陽性細胞の各遺伝子の平均発現量の割合を常用対数として表わす。エラーバーは標準偏差を示す。FIG. 8 is a diagram in which the expression change rate of each marker gene in the cells obtained by FACS sorting the dopamine neural progenitor cells differentiated from iPS cells using an anti-CORIN antibody was examined. Analysis was performed on the 21st day (n=4) and 28th day (n=1) from the start of differentiation induction. The rate of change in expression is expressed as the common logarithm of the ratio of the average expression level of each gene in CORIN-positive cells to CORIN-negative cells. Error bars indicate standard deviation. 図9は、iPS細胞から21日間分化誘導したドーパミン神経前駆細胞にmiR-9-5pスイッチを導入し、翌日FACS選別した後に、さらに96 well低接着プレート上で8日間培養を続け細胞集塊としたサンプルを、各マーカータンパク質に特異的に結合する抗体を用いて免疫染色を行った図である。未選別、miR-9-5p陽性及びmiR-9-5p陰性の細胞で比較を行った。Figure 9 shows that the miR-9-5p switch was introduced into dopaminergic neural progenitor cells that had been induced to differentiate from iPS cells for 21 days, and FACS sorting was performed the next day. It is the figure which carried out the immunostaining of the sample which carried out using the antibody which couple|bonds with each marker protein specifically. Comparisons were made with unsorted, miR-9-5p positive and miR-9-5p negative cells. 図10は、iPS細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞をタンデムmiR-9-5pスイッチと通常のmiR-9-5pスイッチを用いて比較解析した結果を示す。縦軸はBFPの蛍光量、横軸はEGFPの蛍光量を示す。上段ドットプロット図はコントロール(Ctrl:赤)とそれぞれのスイッチの反応(青)のマージ像を示す。Ctrlには、miRNAの標的配列を有さないBFP及びEGFPのmRNAを導入した細胞を用いた。下段はそれぞれのスイッチを反応させた解析のコンタープロットを示す。FIG. 10 shows the results of comparative analysis of dopaminergic neural progenitor cells induced to differentiate from iPS cells using a tandem miR-9-5p switch and a normal miR-9-5p switch. The vertical axis represents the BFP fluorescence amount, and the horizontal axis represents the EGFP fluorescence amount. The upper dot plot shows a merged image of the control (Ctrl: red) and the reaction (blue) of each switch. As the Ctrl, cells into which BFP and EGFP mRNA having no miRNA target sequence were introduced were used. The lower row shows the contour plot of the analysis in which each switch was reacted. 図11は、iPS細胞から21日間分化誘導したドーパミン神経前駆細胞に、オリジナルのmiR-9-5pスイッチ(左図)及びタンデムmiR-9-5pスイッチを導入し、翌日FACS選別した際のドットプロット図である。縦軸はBFPの蛍光量、横軸はEGFPの蛍光量を示す。Figure 11 is a dot plot of the original miR-9-5p switch (left figure) and tandem miR-9-5p switch introduced into dopaminergic neural progenitor cells that have been induced to differentiate from iPS cells for 21 days, and then FACS sorted the next day. It is a figure. The vertical axis represents the BFP fluorescence amount, and the horizontal axis represents the EGFP fluorescence amount. 図12aは、多能性幹細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞(1231A3株(ヒトiPS細胞株)、Kh1株(ヒトES細胞株))の分化誘導開始後27日目及び20日目の細胞を用いた場合の、ピューロマイシンの各濃度(0,1,5,10,15μg/ml)での細胞の生存率を示す図である。比較対照として、Tritonを1%添加した時の細胞の生存率も示す。Blankはプレートのみの蛍光、ControlはCyQuant kitで処理していない細胞の自家蛍光、エラーバーは標準偏差を示す。図12bは、iPS細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞(1231A3株、Kh1株)の分化誘導開始後27日目及び20日目の細胞を用いた場合の、ピューロマイシン耐性遺伝子を導入(0, 50, 75, 100ng/ml)した際の細胞の生存率を示す図である。培地にはピューロマイシンを10μg/ml添加した。比較対照として、ピューロマイシンを添加しなかった場合の各細胞の生存率を示す。また、Blankはプレートのみの蛍光を示す。エラーバーは標準偏差を示す。図12cは、iPS細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞(1231A3株、Kh1株)の分化誘導開始後27日目及び20日目の細胞を用いた場合の、トランスフェクションしなかったもの、ピューロマイシン耐性遺伝子を導入し(100ng/ml)、更にBimスイッチRNAを導入(0, 50, 75, 100ng/ml)した際の細胞の生存率を示す図である。培地にはピューロマイシンを10μg/ml添加した。比較対照として、トランスフェクションしなかった各細胞のピューロマイシン無添加培地での生存率(選別なし)を示す。エラーバーは標準偏差を示す。FIG. 12a shows cells at 27 days and 20 days after initiation of differentiation induction of dopaminergic neural progenitor cells (1231A3 strain (human iPS cell line), Kh1 strain (human ES cell line)) differentiated from pluripotent stem cells. It is a figure which shows the viability of the cell in each concentration (0,1,5,10,15 microg/ml) of puromycin when it uses. As a comparative control, the cell viability when Triton is added at 1% is also shown. Blank shows fluorescence of only the plate, Control shows autofluorescence of cells not treated with CyQuant kit, and error bars show standard deviation. Figure 12b, when using the cells at day 27 and day 20 after the initiation of differentiation induction of dopamine neural progenitor cells (1231A3 strain, Kh1 strain) differentiated from iPS cells, the puromycin resistance gene was introduced (0, It is a figure which shows the survival rate of the cell at the time of (50, 75, 100 ng/ml). Puromycin was added to the medium at 10 μg/ml. As a comparative control, the survival rate of each cell without the addition of puromycin is shown. Blank indicates fluorescence only from the plate. Error bars indicate standard deviation. FIG. 12c is a diagram in which dopamine neural progenitor cells differentiated from iPS cells (1231A3 strain, Kh1 strain) were used for the cells 27 days and 20 days after the initiation of differentiation induction, and were not transfected, puromycin. It is a figure which shows the survival rate of the cell at the time of introduce|transducing a resistance gene (100 ng/ml) and further introducing Bim switch RNA (0, 50, 75, 100 ng/ml). Puromycin was added to the medium at 10 μg/ml. As a comparative control, the survival rate of each non-transfected cell in a puromycin-free medium (no selection) is shown. Error bars indicate standard deviation. 図13a上図は、iPS細胞から21日間分化誘導したドーパミン神経前駆細胞にBimスイッチを導入し、ピューロマイシンで選別しなかった集団(左図)、及びピューロマイシンで選別した集団(右図)の写真である。図13a下図は、前記細胞をさらに96 well低接着プレート上で7日間培養を続けて形成させた細胞集塊の写真である。スケールバーは、上下図ともに100μmである。図13bは、iPS細胞から21日間分化誘導したドーパミン神経前駆細胞にBFP-miRNAスイッチ又はBimスイッチを導入し、それぞれFACS又はBimスイッチ選別した場合の、細胞の回収効率を示す。縦軸はトランスフェクション前の細胞数に対する、各手法で選別された陽性細胞の数の割合を示す。エラーバーは標準偏差を示す。Figure 13a (upper panel) shows the population that was not sorted with puromycin (left panel) and puromycin (right panel) that had Bim switch introduced into dopamine neural progenitor cells that had been induced to differentiate from iPS cells for 21 days. It is a photograph. The lower panel of FIG. 13a is a photograph of cell aggregates formed by further culturing the cells on a 96-well low-adhesion plate for 7 days. The scale bar is 100 μm in both figures. FIG. 13b shows the cell recovery efficiency when a BFP-miRNA switch or Bim switch was introduced into dopamine neural progenitor cells that had been induced to differentiate from iPS cells for 21 days, and FACS or Bim switch selection was performed, respectively. The vertical axis represents the ratio of the number of positive cells sorted by each method to the number of cells before transfection. Error bars indicate standard deviation. 図14は、iPS細胞から21日間分化誘導したドーパミン神経前駆細胞にBimスイッチ及びピューロマイシン耐性mRNAを導入し、ピューロマイシン添加培地で一晩培養し、生き残った細胞を96 well低接着プレート上で7日間培養を続けて形成させた細胞集塊における、各マーカー遺伝子の発現変化率を調べた図である。発現変化率は、未選別細胞に対する、Bimスイッチで選別した細胞の各遺伝子の平均発現量の割合を常用対数として表わす(n=3)。Figure 14 shows the introduction of Bim switch and puromycin-resistant mRNA into dopamine neural progenitor cells, which were induced to differentiate from iPS cells for 21 days, and cultured overnight in puromycin-supplemented medium. It is the figure which investigated the expression change rate of each marker gene in the cell clump which continued culture and was formed. The rate of change in expression is expressed as the common logarithm of the ratio of the average expression level of each gene in cells sorted by Bim switch to unsorted cells (n=3). 図15は、iPS細胞から21日間分化誘導したドーパミン神経前駆細胞をBimスイッチで選別後に、96 well低接着プレート上で7日間培養を続けて細胞集塊を形成させ、再びAccumaxで単一細胞に解離し、8 well chamber slide(iMatrix coat)に播種し7日後(分化誘導35日)に4%PFAで固定し、各マーカータンパク質に特異的に結合する抗体を用いて免疫染色を行った図である。未選別細胞及びBimスイッチで選別した細胞で比較を行った。Figure 15 shows that after the dopaminergic neural progenitor cells that had been induced to differentiate from iPS cells for 21 days were selected with a Bim switch, they were continuously cultured for 7 days on a 96-well low-adhesion plate to form cell clumps, and again with Accumax to form single cells. Dissociated, seeded on an 8-well chamber slide (iMatrix coat), fixed 7 days later (differentiation induction 35 days) with 4% PFA, and immunostained with an antibody that specifically binds to each marker protein. is there. Comparisons were made with unsorted cells and cells sorted with the Bim switch. 図16aは、マウスES細胞から分化誘導した神経前駆細胞を分化誘導開始から14日目にmiR-9-5pスイッチを導入し、翌日FACS選別した際のドットプロット図である。図16bは、図16aでFACS選別した細胞における、各大脳皮質神経細胞マーカー遺伝子の発現率を調べた図である。縦軸は、未選別細胞に対する、miR-9-5p陰性又はmiR-9-5p陽性の細胞における、各マーカー遺伝子の発現量の変化率で示す。FIG. 16a is a dot plot diagram when neural progenitor cells differentiated from mouse ES cells were introduced with the miR-9-5p switch 14 days after the initiation of differentiation induction and FACS sorted the next day. FIG. 16b is a diagram in which the expression rate of each cerebral cortical nerve cell marker gene in the cells subjected to FACS selection in FIG. 16a was examined. The vertical axis represents the rate of change in the expression level of each marker gene in miR-9-5p negative or miR-9-5p positive cells relative to unsorted cells. 図16cは、図16aでFACS選別した細胞における、Notchシグナル伝達系遺伝子の発現率を調べた図である。縦軸は、未選別細胞に対する、miR-9-5p陰性又はmiR-9-5p陽性の細胞における、各マーカー遺伝子の発現量の変化率で示す。図16dは、図16aでFACS選別した細胞における初期中胚葉及び神経堤マーカー遺伝子の発現率を調べた図である。縦軸は、未選別細胞に対する、miR-9-5p陰性又はmiR-9-5p陽性の細胞における、各マーカー遺伝子の発現量の変化率で示す。FIG. 16c is a diagram in which the expression rate of Notch signaling gene in the cells subjected to FACS selection in FIG. 16a was examined. The vertical axis represents the rate of change in the expression level of each marker gene in miR-9-5p negative or miR-9-5p positive cells relative to unsorted cells. FIG. 16d is a diagram in which the expression rates of the early mesoderm and neural crest marker genes in the cells subjected to FACS selection in FIG. 16a were examined. The vertical axis represents the rate of change in the expression level of each marker gene in miR-9-5p negative or miR-9-5p positive cells relative to unsorted cells.

1.神経前駆細胞の選別方法
本発明は、(1)神経前駆細胞で発現しているmiRNAに対する応答性を有するmRNA(以下「miRNA応答性mRNA」と略記する場合がある)、又は該mRNAをコードするDNA(以下ではこれらのmRNAとDNAをまとめて「miRNA応答性核酸」と略記する場合がある)を細胞に導入する工程、及び(2)該核酸にコードされるマーカータンパク質の発現抑制を指標として、神経前駆細胞を選別する工程を含む、神経前駆細胞の選別方法(以下「本発明の選別方法」と略記する場合がある)を提供する。
1. Method for selecting neural progenitor cells The present invention includes (1) mRNA having responsiveness to miRNA expressed in neural progenitor cells (hereinafter sometimes abbreviated as "miRNA-responsive mRNA"), or encoding the mRNA A step of introducing DNA (hereinafter, these mRNA and DNA may be abbreviated as "miRNA-responsive nucleic acid" in a cell) into cells, and (2) using the suppression of expression of a marker protein encoded by the nucleic acid as an index The present invention provides a method for selecting neural progenitor cells (hereinafter, may be abbreviated as “selection method of the present invention”) including a step of selecting neural progenitor cells.

<神経前駆細胞>
本明細書において、「神経前駆細胞」とは、成熟した神経細胞への分化能を有する未分化細胞を意味し、該細胞を含む細胞集団も「神経前駆細胞」に包含される。本発明において使用される神経前駆細胞としては、ドーパミン神経前駆細胞、大脳皮質神経前駆細胞、GABA作動性神経前駆細胞、運動神経前駆細胞などが挙げられる。
<Neural progenitor cells>
In the present specification, the “neural progenitor cell” means an undifferentiated cell having the ability to differentiate into a mature neural cell, and a cell population including the cell is also included in the “neural progenitor cell”. Examples of neural progenitor cells used in the present invention include dopamine neural progenitor cells, cerebral cortical neural progenitor cells, GABAergic neural progenitor cells, motor neural progenitor cells, and the like.

神経前駆細胞の由来となる動物は特に制限されないが、例えば、哺乳動物(例、マウス、ラット、ハムスター、モルモット、イヌ、サル、オランウータン、チンパンジー、ヒト等)が挙げられるが、本発明の目的に照らせば、好ましくはヒトである。 The animal from which the neural progenitor cells are derived is not particularly limited, and examples thereof include mammals (eg, mice, rats, hamsters, guinea pigs, dogs, monkeys, orangutans, chimpanzees, humans, etc.). In light, it is preferably human.

ドーパミン神経前駆細胞としては、例えば、中脳ドーパミン神経への分化能を有する底板細胞、中間体フィラメントタンパク質Nestin等の発現マーカーにより特徴付けられる神経外胚葉の細胞などが挙げられるが、好ましくは底板細胞である。本明細書において、「底板細胞」(floor plate cell)とは、脊髄から間脳にかけて、神経管の腹側正中に位置する形態的に特殊化したオーガナイザー細胞を意味する。底板細胞はFOXA2(forkhead box A2)、LMX1A(LIM homeobox transcription factor 1 alpha)、En1(Engrailed homeobox 1)、Nurr1(Nuclear Receptor-related 1)、OTX2(orthodenticle homeobox 2)及びCorinなどの特定の細胞マーカーの発現により特徴付けることができるが、インビトロでは必ずしもこれらの全てのマーカーが陽性であることを意味しない。また、「ドーパミン神経細胞」は、ドーパミン(dopamine;3,4-ジヒドロキシフェニルエチルアミン)を産生する能力を有する神経細胞を意味し、ドーパミン神経細胞は常にドーパミンを産生している必要はなく、ドーパミン産生能力を有していればよい。成熟した中脳ドーパミン神経細胞は、インビトロでは、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)、FOXA2及びNurr1などの特定の細胞マーカーの発現により特徴付けることができるが、必ずしもこれらの全てのマーカーが陽性であることを意味しない。 Examples of dopaminergic neural progenitor cells include, for example, bottom plate cells having the ability to differentiate into midbrain dopamine neurons, neuroectodermal cells characterized by expression markers such as intermediate filament protein Nestin, and the like, but preferably bottom plate cells. Is. As used herein, “floor plate cell” means a morphologically specialized organizer cell located in the ventral midline of the neural tube from the spinal cord to the diencephalon. Bottom plate cells are specific cell markers such as FOXA2 (forkhead box A2), LMX1A (LIM homeobox transcription factor 1 alpha), En1 (Engrailed homeobox 1), Nurr1 (Nuclear Receptor-related 1), OTX2 (orthodenticle homeobox 2) and Corin. Can be characterized by its expression, but does not necessarily mean that all of these markers are positive in vitro. Further, "dopaminergic nerve cells" means nerve cells that have the ability to produce dopamine (dopamine; 3,4-dihydroxyphenylethylamine), and dopaminergic nerve cells do not need to constantly produce dopamine, All you need is the ability. Mature midbrain dopamine neurons can be characterized in vitro by the expression of specific cell markers such as tyrosine hydroxylase (TH), FOXA2 and Nurr1, but not necessarily all of these markers are positive. do not do.

大脳皮質は前頭葉、頭頂葉、側頭葉、後頭葉の表層に在し、神経細胞を多く含む。大脳皮質の役割は部位によって高度に分化しており、運動、体性感覚、視覚、聴覚及び言語等の多岐に渡る。本明細書において、「大脳皮質神経前駆細胞」とは、多岐に渡る機能を有する大脳皮質神経細胞のいずれかに分化することのできる細胞をいう。大脳皮質神経前駆細胞はPax6、Ctip2、Emx1及びFezfなどの特定の細胞マーカーの発現により特徴付けることができるが、インビトロでは必ずしもこれらの全てのマーカーが陽性であることを意味しない。 The cerebral cortex is located in the surface layers of the frontal lobe, parietal lobe, temporal lobe, and occipital lobe, and contains many nerve cells. The role of the cerebral cortex is highly differentiated depending on the site, and extends to a wide variety of areas such as movement, somatosensory, vision, hearing and language. As used herein, the term “cerebral cortical neural progenitor cell” refers to a cell capable of differentiating into any cortical neural cell having a wide variety of functions. Cerebral cortical neural progenitor cells can be characterized by the expression of specific cellular markers such as Pax6, Ctip2, Emx1 and Fezf, but in vitro do not necessarily mean that all of these markers are positive.

本発明の選別方法のmiRNA応答性核酸を導入する工程において、miRNA応答性核酸が導入され、選別の対象となる神経前駆細胞は、神経前駆細胞を含有しうる任意の細胞集団であってよい。また、本発明において使用される神経前駆細胞の由来は特に限定されず、多能性幹細胞から分化誘導させた神経前駆細胞であってもよく、生体内から取り出した細胞であってもよいが、好ましくは多能性幹細胞から分化誘導させた細胞である。従って、神経前駆細胞を含有するか否かが不明な細胞集団にmiRNA応答性核酸を導入する態様も本発明に包含される。また、本発明において使用される神経前駆細胞は、神経前駆細胞以外の分化した細胞や該細胞の前駆細胞などが混在した細胞集団の形態であってもよいが、好ましくは、神経細胞系列のみへの分化能を有する細胞種からなる細胞集団である。 In the step of introducing the miRNA-responsive nucleic acid of the selection method of the present invention, the neural progenitor cell into which the miRNA-responsive nucleic acid is introduced and to be selected may be any cell population capable of containing neural progenitor cells. The origin of neural progenitor cells used in the present invention is not particularly limited, and may be neural progenitor cells that have been induced to differentiate from pluripotent stem cells, or may be cells taken out from the body, Cells that are differentiated from pluripotent stem cells are preferred. Therefore, the present invention also includes an embodiment in which the miRNA-responsive nucleic acid is introduced into a cell population in which it is unknown whether or not it contains neural progenitor cells. Further, the neural progenitor cells used in the present invention may be in the form of a cell population in which differentiated cells other than neural progenitor cells, progenitor cells of the cells, and the like are mixed, but preferably, only neural cell lineages It is a cell population consisting of cell types having the differentiating ability.

<miRNA応答性mRNA>
本明細書において、「miRNA応答性mRNA」(「miRNAスイッチ」と称することがある)とは、神経前駆細胞で発現している(好ましくは特異的に発現している)miRNAによって認識される配列(「miRNA標的配列」と称することがある)、及びマーカータンパク質をコードする配列を含み、当該マーカータンパク質の発現(翻訳)が、miRNA標的配列に制御されるよう機能的に連結されているmRNAを意味する。
<miRNA-responsive mRNA>
As used herein, the term “miRNA-responsive mRNA” (sometimes referred to as “miRNA switch”) means a sequence recognized by a miRNA expressed (preferably specifically expressed) in neural progenitor cells. (Sometimes referred to as “miRNA target sequence”), and an mRNA that contains a sequence encoding a marker protein and is operably linked so that expression (translation) of the marker protein is controlled by the miRNA target sequence. means.

本明細書において、miRNA標的配列に制御されるとは、神経前駆細胞で発現しているmiRNAの活性化量(即ち、成熟し、かつ標的配列の認識能を有するmiRNAの存在量)に相関して、miRNA応答性mRNAが翻訳の阻害又は分解等を受けて、マーカータンパク質の発現量が抑制されることを意味する。 As used herein, being regulated by a miRNA target sequence correlates with the activation amount of the miRNA expressed in neural progenitor cells (that is, the amount of the miRNA that is mature and has the ability to recognize the target sequence). Thus, it means that the expression level of the marker protein is suppressed by miRNA-responsive mRNA being subjected to translational inhibition or degradation.

本発明における「miRNA」とは、mRNAからタンパク質への翻訳の阻害やmRNAの分解を通して、遺伝子の発現調節に関与する、細胞内に存在する短鎖(通常20-25塩基)のノンコーディングRNAを意味する。このmiRNAは、DNAからmiRNAとその相補鎖を含むヘアピンループ構造を取ることが可能な一本鎖のpri-miRNAとして転写され、核内にあるDroshaと呼ばれる酵素により一部が切断されpre-miRNAとなって核外に輸送された後、さらにDicerによって切断されて作用・機能する。 The “miRNA” in the present invention refers to a short-chain (usually 20-25 bases) non-coding RNA existing in a cell, which is involved in the regulation of gene expression through inhibition of translation of mRNA into protein and degradation of mRNA. means. This miRNA is transcribed from DNA as a single-stranded pri-miRNA capable of forming a hairpin loop structure containing the miRNA and its complementary strand, and a part of the pre-miRNA is cleaved by an enzyme called Drosha in the nucleus. After being transported to the outside of the nucleus, it is further cut by Dicer to act and function.

本明細書において使用される前記「神経前駆細胞で発現しているmiRNA」は、選別の対象の神経前駆細胞において、該神経前駆細胞以外の細胞と比較してより高く発現しているmiRNAであれば特に限定されない。例えば、神経前駆細胞としてドーパミン神経前駆細胞又は大脳皮質神経前駆細胞を選別する場合には、それぞれドーパミン神経前駆細胞又は大脳皮質神経前駆細胞以外の細胞と比較して、10%以上、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上あるいはそれ以上の割合で高く発現しているmiRNAが挙げられる。このようなmiRNAは、データベースの情報(例えば、http://www.mirbase.org/又はhttp://www.microrna.org/)に登録されたmiRNA、当該データベースに記載されている文献情報に記載されたmiRNAより適宜選択してもよく、マイクロアレイ解析などを用いて新たに同定してもよい。 As used herein, the “miRNA expressed in neural progenitor cells” may be a miRNA that is highly expressed in neural progenitor cells to be sorted as compared with cells other than the neural progenitor cells. There is no particular limitation. For example, when selecting dopamine neural progenitor cells or cerebral cortical neural progenitor cells as neural progenitor cells, compared to cells other than dopamine neural progenitor cells or cerebral cortical neural progenitor cells, respectively, 10% or more, 20% or more, Examples include miRNAs that are highly expressed at a rate of 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more or more. Such miRNAs can be found in miRNAs registered in database information (for example, http://www.mirbase.org/ or http://www.microrna.org/) and in literature information listed in the database. It may be appropriately selected from the described miRNAs, or may be newly identified using microarray analysis or the like.

ドーパミン神経前駆細胞を選別する場合の指標とするmiRNAとしては、miR-9-5p(ヒトの場合、配列番号731で表される)、miR-218-5p、miR-20a-5p、miR-124-3p、miR-7-5p、miR-135a-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、miR-26a-5p、miR-106a-5p、miR-320e、miR-374a-5p、let-7b-5p、let-7f-5p、miR-508-5p、miR-20b-5p、miR-30c-5p、miR-30d-5p、miR-30e-5p、miR-135b-3p、miR-17-5p、miR-330-3p、let-7d-5p、miR-93-5p、miR-106b-5p、miR-335-5p、miR-98-5p、miR-92b-3p、miR-320c、miR-374b-5p、miR-320d、miR-4532、miR-584-3p、miR-219-5p、miR-21-5p、miR-92a-3p、miR-449a、miR-18a-5p、miR-1908-3p、miR-210-5p、miR-34b-5p、miR-34c-3p、miR-654-5p、miR-660-5p、miR-675-5p、miR-744-3p、miR-942-5p、miR-96-3p、miR-30a-5p、miR-491-5p及びmiR-5001-5pからなる群より選択される1種以上のmiRNAが好ましく、中でも、miR-9-5p、miR-218-5p、miR-20a-5p、miR-124-3p、miR-7-5p、miR-135a-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、miR-26a-5p、miR-106a-5p、miR-320e、miR-374a-5p、let-7b-5p、let-7f-5p及びmiR-508-5pからなる群より選択される1種以上のmiRNAがより好ましい。 The miRNA used as an index when selecting dopaminergic progenitor cells, miR-9-5p (in the case of human, represented by SEQ ID NO:731), miR-218-5p, miR-20a-5p, miR-124 -3p, miR-7-5p, miR-135a-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, miR-26a-5p, miR-106a-5p, miR-320e, miR -374a-5p, let-7b-5p, let-7f-5p, miR-508-5p, miR-20b-5p, miR-30c-5p, miR-30d-5p, miR-30e-5p, miR-135b -3p, miR-17-5p, miR-330-3p, let-7d-5p, miR-93-5p, miR-106b-5p, miR-335-5p, miR-98-5p, miR-92b-3p , MiR-320c, miR-374b-5p, miR-320d, miR-4532, miR-584-3p, miR-219-5p, miR-21-5p, miR-92a-3p, miR-449a, miR-18a -5p, miR-1908-3p, miR-210-5p, miR-34b-5p, miR-34c-3p, miR-654-5p, miR-660-5p, miR-675-5p, miR-744-3p , MiR-942-5p, miR-96-3p, miR-30a-5p, miR-491-5p and miR-5001-5p are preferably one or more miRNAs selected from the group consisting of miR-9 -5p, miR-218-5p, miR-20a-5p, miR-124-3p, miR-7-5p, miR-135a-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p , MiR-26a-5p, miR-106a-5p, miR-320e, miR-374a-5p, let-7b-5p, let-7f-5p, and miR-508-5p. Is more preferred.

大脳皮質神経前駆細胞を選別する場合の指標とするmiRNAとしては、miR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、miR-330-3p、let-7b-5p、let-7d-5p、let-7f-5p、miR-135b-3p、miR-508-5p、miR-654-5p、miR-758-5p、miR-491-5p、miR-5001-5p、miR-191-5p、miR-20a-5p、miR-342-3p、miR-99b-5p、miR-423-3p、miR-324-3p、miR-22-3p、miR-378a-3p、miR-296-5p、miR-99a-5p、miR-500a-3p、miR-345-5p、miR-335-5p、miR-134、miR-212-3p、miR-154-5p、miR-150-5p、miR-148a-3p、miR-382-5p、miR-486-5p、miR-370、miR-373-3p、miR-512-5p、miR-516b-5p、miR-518b、miR-518c-5p、miR-519d、miR-523-3p、miR-526a、miR-98-5p、miR-140-3p、miR-378b、miR-128、miR-3180-3p、miR-1260a、miR-503-5p、miR-34c-5p、miR-3180、miR-21-3p、miR-4286、miR-4454、miR-138-5p、miR-1307-3p、miR-652-3p、miR-502-3p、miR-92b-5p、miR-501-3p、miR-1285-3p、miR-126-3p、miR-877-5p、miR-9-3p、miR-129-1-3p、miR-760、miR-365a-5p、miR-374a-5p、miR-4532、miR-20b-3p、miR-363-5p、miR-339-3p、miR-513a-3p、miR-532-3p、miR-3180-5p、miR-4324、miR-1234-5p、miR-329、miR-362-3p、miR-671-5p、miR-24-2-5p、miR-27a-5p、miR-411-5p、miR-197-5p、miR-222-5p、miR-584-3p、miR-326、miR-133a、miR-17-5p、miR-92a-3p、miR-16-5p、miR-339-5p、miR-331-3p、miR-203a、miR-298、miR-134-3p、miR-135a-3p、miR-138-1-3p、miR-144-5p、miR-154-3p、miR-15a-5p、miR-15b-3p、miR-15b-5p、miR-16-1-3p、miR-181a-3p、miR-1910-3p、miR-1910-5p、miR-192-3p、miR-194-3p、miR-194-5p、miR-196a-3p、miR-210-5p、miR-34c-3p、miR-450b-3p、miR-4536-3p、miR-4707-5p、miR-490-3p、miR-494-3p、miR-510-3p、miR-5196-3p、miR-542-5p、miR-574-3p、miR-589-3p、miR-642a-3p、miR-6503-5p、miR-654-3p、miR-660-5p、miR-675-5p、miR-766-3p、miR-874-5p、miR-942-5p及びmiR-96-3pからなる群より選択される1種以上のmiRNAが好ましく、中でも、miR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、miR-330-3p、let-7b-5p、let-7d-5p、let-7f-5p、miR-135b-3p、miR-508-5p、miR-654-5p、miR-758-5p、miR-491-5p及びmiR-5001-5pからなる群より選択される1種以上のmiRNAがより好ましい。 Examples of miRNA used as an index when selecting cerebral cortical neural progenitor cells include miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, miR-330-3p, let-7b -5p, let-7d-5p, let-7f-5p, miR-135b-3p, miR-508-5p, miR-654-5p, miR-758-5p, miR-491-5p, miR-5001-5p , MiR-191-5p, miR-20a-5p, miR-342-3p, miR-99b-5p, miR-423-3p, miR-324-3p, miR-22-3p, miR-378a-3p, miR -296-5p, miR-99a-5p, miR-500a-3p, miR-345-5p, miR-335-5p, miR-134, miR-212-3p, miR-154-5p, miR-150-5p , MiR-148a-3p, miR-382-5p, miR-486-5p, miR-370, miR-373-3p, miR-512-5p, miR-516b-5p, miR-518b, miR-518c-5p , MiR-519d, miR-523-3p, miR-526a, miR-98-5p, miR-140-3p, miR-378b, miR-128, miR-3180-3p, miR-1260a, miR-503-5p , MiR-34c-5p, miR-3180, miR-21-3p, miR-4286, miR-4454, miR-138-5p, miR-1307-3p, miR-652-3p, miR-502-3p, miR -92b-5p, miR-501-3p, miR-1285-3p, miR-126-3p, miR-877-5p, miR-9-3p, miR-129-1-3p, miR-760, miR-365a -5p, miR-374a-5p, miR-4532, miR-20b-3p, miR-363-5p, miR-339-3p, miR-513a-3p, miR-532-3p, miR-3180-5p, miR -4324, miR-1234-5p, miR-329, miR-362-3p, miR-671-5p, miR-24-2-5p, miR-27a-5p, miR-411-5p, miR-197-5p , MiR-222-5p, miR-584-3p, miR-326, miR-133a, miR-17-5p, miR-92a-3p, m iR-16-5p, miR-339-5p, miR-331-3p, miR-203a, miR-298, miR-134-3p, miR-135a-3p, miR-138-1-3p, miR-144- 5p, miR-154-3p, miR-15a-5p, miR-15b-3p, miR-15b-5p, miR-16-1-3p, miR-181a-3p, miR-1910-3p, miR-1910- 5p, miR-192-3p, miR-194-3p, miR-194-5p, miR-196a-3p, miR-210-5p, miR-34c-3p, miR-450b-3p, miR-4536-3p, miR-4707-5p, miR-490-3p, miR-494-3p, miR-510-3p, miR-5196-3p, miR-542-5p, miR-574-3p, miR-589-3p, miR- 642a-3p, miR-6503-5p, miR-654-3p, miR-660-5p, miR-675-5p, miR-766-3p, miR-874-5p, miR-942-5p and miR-96- One or more miRNAs selected from the group consisting of 3p are preferable, and among them, miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, miR-330-3p, let- 7b-5p, let-7d-5p, let-7f-5p, miR-135b-3p, miR-508-5p, miR-654-5p, miR-758-5p, miR-491-5p and miR-5001- More preferably, one or more miRNA selected from the group consisting of 5p.

あるいは、神経前駆細胞を選別する場合の指標とするmiRNAとして、miR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、let-7b-5p、let-7f-5p及びmiR-508-5pからなる群より選択される1種以上のmiRNAもまた好ましく、特にmiR-9-5pがより好ましい。 Alternatively, as miRNA to be used as an index when selecting neural progenitor cells, miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, let-7b-5p, let-7f- One or more miRNAs selected from the group consisting of 5p and miR-508-5p are also preferred, especially miR-9-5p.

また、神経前駆細胞を選別するための、前記で列記したmiRNAからなる群より選択される1種以上のmiRNAによって認識される配列を含むmiRNA応答性mRNA又は該mRNAをコードするDNA(例:下述のベクター)が提供される。中でも、前記miRNAは、miR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、let-7b-5p、let-7f-5p及びmiR-508-5pからなる群より選択されるものであることが好ましい。具体的なmiRNA応答性mRNAとしては、例えば、配列番号1〜642のいずれかで表される配列と、マーカータンパク質(例えば、tagBFP(配列番号747))をコードする配列と、3’UTRの配列(例えば、配列番号732で表される配列)とを含むmRNAなどが挙げられる。 In addition, for selecting neural progenitor cells, a miRNA-responsive mRNA containing a sequence recognized by one or more miRNAs selected from the group consisting of the miRNAs listed above, or a DNA encoding the mRNA (eg, bottom The above-mentioned vector) is provided. Among them, the miRNA is a group consisting of miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, let-7b-5p, let-7f-5p and miR-508-5p. It is preferably selected more preferably. Specific miRNA-responsive mRNAs include, for example, a sequence represented by any of SEQ ID NOs: 1 to 642, a sequence encoding a marker protein (eg, tagBFP (SEQ ID NO: 747)), and a 3'UTR sequence. (Eg, the sequence represented by SEQ ID NO:732), and the like.

本明細書において、神経前駆細胞でmiRNAが発現し、標的配列を認識するとは、神経前駆細胞において、当該miRNAが、所定の複数のタンパク質と相互作用してRNA-induced silencing complex(RISC)を形成し、当該RISCが標的配列に結合することをいう。 In the present specification, the expression of miRNA in neural progenitor cells and recognizing the target sequence means that in neural progenitor cells, the miRNA interacts with a plurality of predetermined proteins to form an RNA-induced silencing complex (RISC). The RISC binds to the target sequence.

本明細書において、miRNA標的配列は、当該miRNAに完全に相補的な配列であることが好ましいが、当該miRNA標的配列は、miRNAによって認識され得る限り、完全に相補的な配列との不一致(ミスマッチ)を有していてもよい。当該miRNAに完全に相補的な配列からの不一致は、所望の細胞において、通常にmiRNAが認識し得る不一致であればよく、生体内における細胞内の本来の機能では、40〜50%程度の不一致も許容される。このような不一致は、特に限定されないが、1塩基、2塩基、3塩基、4塩基、5塩基、6塩基、7塩基、8塩基、9塩基、若しくは10塩基の不一致、又は全認識配列の1%以上、5%以上、10%以上、20%以上、30%以上、若しくは40%の不一致が例示される。また、特には、細胞が備えているmRNA上のmiRNA標的配列のように、特に、シード領域以外の部分に、すなわちmiRNAの3’側16塩基程度に対応する、標的配列内の5’側の領域に、多数の不一致を含んでもよく、シード領域の部分は、不一致を含まないか、1塩基、2塩基、若しくは3塩基の不一致を含んでもよい。このような配列は、当該RISCが特異的に結合する塩基数を含む塩基長であればよく、長さは別段限定されず、miRNAの塩基数と同数でもよく、あるいは該miRNAの塩基数よりも多い若しくは少ない塩基数でもよい。好ましくは、18塩基以上、24塩基未満の配列、より好ましくは、20塩基以上、22塩基未満の配列である。本明細書において、miRNA標的配列は、選別の対象の神経前駆細胞及び該細胞以外の細胞へ当該配列を有するmiRNA応答性mRNAを導入し、選別の対象の神経前駆細胞においてのみ対応するマーカータンパク質の発現が抑制されることを確認することによって、適宜決定して用いてもよい。 In the present specification, the miRNA target sequence is preferably a sequence that is completely complementary to the miRNA, but the miRNA target sequence does not match the perfectly complementary sequence (mismatch) as long as it can be recognized by the miRNA. ) May be included. The mismatch from the sequence completely complementary to the miRNA may be a mismatch that can be normally recognized by the miRNA in a desired cell, and the original function in the cell in vivo is about 40 to 50% mismatch. Is also acceptable. Such a mismatch is not particularly limited, 1 base, 2 bases, 3 bases, 4 bases, 5 bases, 6 bases, 7 bases, 8 bases, 9 bases, or 10 bases mismatch, or 1 of the entire recognition sequence. Examples include disparities of% or more, 5% or more, 10% or more, 20% or more, 30% or more, or 40%. Further, in particular, like the miRNA target sequence on the mRNA provided by the cell, in particular, to the portion other than the seed region, that is, corresponding to about 16 bases on the 3'side of the miRNA, the 5'side in the target sequence The region may include a number of mismatches, and the portion of the seed region may include no mismatches or 1-base, 2-base, or 3-base mismatches. Such a sequence may have a base length including the number of bases to which RISC specifically binds, the length is not particularly limited, and may be the same as the number of bases of miRNA, or more than the number of bases of miRNA. The number of bases may be large or small. The sequence is preferably 18 bases or more and less than 24 bases, more preferably 20 bases or more and less than 22 bases. In the present specification, the miRNA target sequence is a neural progenitor cell to be selected and a miRNA-responsive mRNA having the sequence is introduced into a cell other than the cell, and a marker protein corresponding only in the neural progenitor cell to be selected is selected. It may be appropriately determined and used by confirming that the expression is suppressed.

本明細書において、「マーカータンパク質」とは、細胞内で翻訳されて、マーカーとして機能し、細胞の選別を可能にするタンパク質を意味する。かかるタンパク質としては、例えば、蛍光タンパク質、発光タンパク質、蛍光、発光又は呈色を補助するタンパク質、膜タンパク質、アポトーシス誘導タンパク質、自殺タンパク質などが挙げられるが、これらに限定されない。 As used herein, the term “marker protein” means a protein that is translated in a cell and functions as a marker, which allows cell selection. Examples of such proteins include, but are not limited to, fluorescent proteins, luminescent proteins, proteins that assist fluorescence, luminescence or coloration, membrane proteins, apoptosis-inducing proteins, suicide proteins and the like.

本明細書において、蛍光タンパク質としては、Sirius、TagBFP、EBFP等の青色蛍光タンパク質;mTurquoise、TagCFP、AmCyan、mTFP1、MidoriishiCyan、CFP等のシアン蛍光タンパク質;TurboGFP、AcGFP、TagGFP、Azami-Green (例えば、hmAG1)、ZsGreen、EmGFP、EGFP、GFP2、HyPer等の緑色蛍光タンパク質;TagYFP、EYFP、Venus、YFP、PhiYFP、PhiYFP-m、TurboYFP、ZsYellow、mBanana等の黄色蛍光タンパク質;KusabiraOrange (例えば、hmKO2)、mOrange等の橙色蛍光タンパク質;TurboRFP、DsRed-Express、DsRed2、TagRFP、DsRed-Monomer、AsRed2、mStrawberry等の赤色蛍光タンパク質;TurboFP602、mRFP1、JRed、KillerRed、mCherry、HcRed、KeimaRed(例えば、hdKeimaRed)、mRasberry、mPlum等の近赤外蛍光タンパク質が挙げられるが、これらには限定されない。 In the present specification, the fluorescent proteins include blue fluorescent proteins such as Sirius, TagBFP, and EBFP; cyan fluorescent proteins such as mTurquoise, TagCFP, AmCyan, mTFP1, MidoriishiCyan, and CFP; TurboGFP, AcGFP, TagGFP, Azami-Green (for example, hmAG1), green fluorescent proteins such as ZsGreen, EmGFP, EGFP, GFP2, HyPer; yellow fluorescent proteins such as TagYFP, EYFP, Venus, YFP, PhiYFP, PhiYFP-m, TurboYFP, ZsYellow, mBanana; KusabiraOrange (eg, hmKO2), Orange fluorescent proteins such as mOrange; TurboRFP, DsRed-Express, DsRed2, TagRFP, DsRed-Monomer, AsRed2, red fluorescent proteins such as mStrawberry; TurboFP602, mRFP1, JRed, KillerRed, mCherry, HcRed, KeimaRed (for example, hdKeimaRed), mRas. , MPlum, and other near-infrared fluorescent proteins, but are not limited thereto.

本明細書において、発光タンパク質としては、イクオリンを例示することができるが、これに限定されない。また、蛍光、発光又は呈色を補助するタンパク質として、ルシフェラーゼ、ホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、βラクタマーゼ等の蛍光、発光又は呈色前駆物質を分解する酵素を例示することができるが、これらには限定されない。ここで本明細書において、蛍光、発光又は呈色を補助するタンパク質をマーカーとして使用する場合、神経前駆細胞の選別において、対応する前駆物質と細胞を接触させること、又は細胞内に対応する前駆物質を導入することによって行われ得る。 In the present specification, examples of the photoprotein include aequorin, but the photoprotein is not limited thereto. Examples of proteins that assist fluorescence, luminescence or coloration include, but are not limited to, enzymes that decompose fluorescence, luminescence or coloration precursors such as luciferase, phosphatase, peroxidase and β-lactamase. Here, in the present specification, when a protein that assists fluorescence, luminescence or coloration is used as a marker, in the selection of neural progenitor cells, contacting a cell with a corresponding precursor or a precursor corresponding to an intracellular Can be done by introducing.

本明細書において、アポトーシス誘導タンパク質とは、細胞に対してアポトーシス誘導活性を有するタンパク質を意味する。例えば、IκB、Smac/DIABLO、ICE、HtrA2/OMI、AIF、endonuclease G、Bax、Bak、Noxa、Hrk (harakiri)、Mtd、Bim、Bad、Bid、PUMA、activated caspase-3、Fas、Tk等が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、Bim(例えば、配列番号751(塩基配列)及び配列番号752(アミノ酸配列)で表わされる)である。 In the present specification, the apoptosis-inducing protein means a protein having an apoptosis-inducing activity on cells. For example, IκB, Smac/DIABLO, ICE, HtrA2/OMI, AIF, endonuclease G, Bax, Bak, Noxa, Hrk (harakiri), Mtd, Bim, Bad, Bid, PUMA, activated caspase-3, Fas, Tk, etc. Examples include, but are not limited to: Preferably, it is Bim (for example, represented by SEQ ID NO:751 (base sequence) and SEQ ID NO:752 (amino acid sequence)).

本明細書において自殺タンパク質とは、細胞におけるその発現がその細胞にとって致死的であるタンパク質を意味する。本明細書において、自殺タンパク質は、それ自体で細胞死をもたらすもの(例えば、ジフテリアA毒素)であってもよく、又はこのタンパク質が、特定の薬物に対して細胞を感受性にするもの(例えば、単純ヘルペスチミジンキナーゼにより、抗ウイルス化合物に対して細胞を感受性にする)であってもよい。自殺タンパク質として、例えば、ジフテリアA毒素、単純ヘルペスチミジンキナーゼ(HSV-TK)、カルボキシペプチダーゼG2(CPG2)、カルボキシルエステラーゼ(CA)、シトシンデアミナーゼ(CD)、チトクロームP450(cyt-450)、デオキシシチジンキナーゼ(dCK)、ニトロレダクターゼ(NR)、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ(PNP)、チミジンホスホリラーゼ(TP)、水痘帯状疱疹ウイルスチミジンキナーゼ(VZV-TK)、キサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(XGPRT)等が挙げられるが、これらに限定されない。 As used herein, a suicide protein means a protein whose expression in a cell is lethal to that cell. As used herein, a suicide protein may be one that causes cell death by itself (eg, diphtheria A toxin) or one that sensitizes cells to a particular drug (eg, Herpes simplex thymidine kinase sensitizes cells to antiviral compounds). Examples of suicide proteins include diphtheria A toxin, herpes simplex thymidine kinase (HSV-TK), carboxypeptidase G2 (CPG2), carboxylesterase (CA), cytosine deaminase (CD), cytochrome P450 (cyt-450), deoxycytidine kinase. (DCK), nitroreductase (NR), purine nucleoside phosphorylase (PNP), thymidine phosphorylase (TP), varicella zoster virus thymidine kinase (VZV-TK), xanthine-guanine phosphoribosyl transferase (XGPRT), and the like. It is not limited to these.

本明細書において、上記マーカータンパク質は、局在化シグナルを備えていてもよい。局在化シグナルとしては、核局在化シグナル、細胞膜局在化シグナル、ミトコンドリア局在化シグナル、タンパク質分泌シグナル等を挙げることができ、具体的には、古典的核移行配列(NLS)、M9配列、ミトコンドリア標的配列(MTS)、小胞体移行配列を挙げることができるが、これらには限定されない。このような局在化シグナルは、後述するイメージングサイトメトリー等により画像上で細胞の選別を行うときに特に有利である。 As used herein, the marker protein may be provided with a localization signal. Examples of the localization signal include a nuclear localization signal, a cell membrane localization signal, a mitochondrial localization signal, a protein secretion signal, and the like. Specifically, the classical nuclear localization sequence (NLS), M9 Sequences, mitochondrial targeting sequences (MTS), endoplasmic reticulum translocation sequences can be mentioned, but not limited to. Such a localization signal is particularly advantageous when cells are selected on an image by imaging cytometry or the like described later.

本明細書において、マーカータンパク質の発現が、当該miRNA標的配列により制御されるよう機能的に連結されているとは、マーカータンパク質をコードするオープンリーディングフレーム(ただし、開始コドンを含む。)の上流に位置する非翻訳領域(5’UTR)内、下流に位置する非翻訳領域(3’UTR)内、及び/又は当該オープンリーディングフレーム内に、少なくとも1つのmiRNA標的配列を備えることを意味する。miRNA応答性mRNAは、好ましくは、5’末端から、5’から3’の向きに、cap構造(7メチルグアノシン5’リン酸)、マーカータンパク質をコードするオープンリーディングフレーム並びに、ポリAテールを備え、5’UTR内、3’UTR内、及び/又はオープンリーディングフレーム内に少なくとも1つのmiRNA標的配列を備える。mRNAにおけるmiRNA標的配列の位置は、5’UTRであっても、3’UTRであってもよく、オープンリーディングフレーム内(開始コドンの3’側)であってもよく、これらの全てにmiRNA標的配列を備えていてもよい。従って、miRNA標的配列の数は、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つあるいはそれ以上であってもよい。miRNA標的配列の上限数も、miRNA応答性mRNAが機能する限り制限されず、cap構造から開始コドンまでの塩基数や、終止コドンからポリAテールの開始点までの塩基数などを考慮し、適宜決定することができる。また、複数(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ又はそれ以上)のmiRNA標的配列が連なっていても良く、miRNAが結合しうる限り、miRNA標的配列間にその他の配列を含んでいてもよい。更には、mRNAは、1つ以上のmiRNA標的配列、マーカータンパク質をコードする配列及び1つ以上のmiRNA標的配列の順で並んだ構造であってもよい。miRNA標的配列を複数用いる場合には、2種類以上の配列を用いてもよいが、miRNA標的配列は全て同一の配列であることが好ましい。好ましい実施態様において、本発明のmiRNA応答性mRNAは、1つのmiRNA標的配列、マーカータンパク質をコードする配列及び同一の4つのmiRNA標的配列を含む構造を有する。 In the present specification, the expression that a marker protein is operably linked so as to be controlled by the miRNA target sequence means that the open reading frame (including the initiation codon) encoding the marker protein is upstream. It means that at least one miRNA target sequence is provided in the located untranslated region (5′UTR), in the untranslated region located downstream (3′UTR), and/or in the open reading frame. The miRNA-responsive mRNA preferably has a cap structure (7-methylguanosine 5'phosphate), an open reading frame encoding a marker protein, and a poly A tail from the 5'end in the 5'to 3'direction. , Within the 5'UTR, within the 3'UTR, and/or in the open reading frame with at least one miRNA target sequence. The position of the miRNA target sequence in the mRNA may be 5'UTR, 3'UTR, or within the open reading frame (3' side of the start codon), and all of these may be targeted to the miRNA target. It may have an array. Thus, the number of miRNA target sequences may be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, 8 or more. The upper limit of the miRNA target sequence is also not limited as long as the miRNA-responsive mRNA functions, and the number of bases from the cap structure to the start codon, the number of bases from the stop codon to the start point of the poly A tail, etc. are taken into consideration. You can decide. In addition, multiple (eg, 2, 3, 4, 5, 6 or more) miRNA target sequences may be concatenated, and other sequences between miRNA target sequences may be used as long as miRNA can bind. May be included. Furthermore, the mRNA may have a structure in which one or more miRNA target sequences, a sequence encoding a marker protein, and one or more miRNA target sequences are arranged in this order. When using multiple miRNA target sequences, two or more types of sequences may be used, but it is preferable that all miRNA target sequences are the same sequence. In a preferred embodiment, the miRNA-responsive mRNA of the present invention has a structure containing one miRNA target sequence, a marker protein-encoding sequence and four identical miRNA target sequences.

miRNA応答性mRNAのcap構造とmiRNA標的配列との間の塩基数及び塩基の種類は、ステム構造や立体構造を構成しない限り、特に限定されない。例えば、cap構造とmiRNA標的配列との間の塩基数は、0〜50塩基、好ましくは、10〜30塩基となるように設計することができる。また、miRNA標的配列と開始コドンとの間の塩基数及び塩基の種類は、ステム構造や立体構造を構成しない限り、任意であってよく、miRNA標的配列と開始コドンとの間の塩基数は、0〜50塩基、好ましくは、10〜30塩基となるような配置にて設計することができる。 The number of bases and the types of bases between the cap structure of the miRNA-responsive mRNA and the miRNA target sequence are not particularly limited as long as they do not form a stem structure or a three-dimensional structure. For example, the number of bases between the cap structure and the miRNA target sequence can be designed to be 0 to 50 bases, preferably 10 to 30 bases. The number of bases and the type of base between the miRNA target sequence and the start codon may be arbitrary as long as they do not form a stem structure or a three-dimensional structure, and the number of bases between the miRNA target sequence and the start codon is It can be designed with an arrangement of 0 to 50 bases, preferably 10 to 30 bases.

本明細書において、miRNA応答性mRNA中のmiRNA標的配列内には、開始コドンとなるAUGが存在しないことが好ましい。例えば、miRNA標的配列が5’UTRに存在し、かつ、当該標的配列内にAUGを含む場合には、3’側に連結されるマーカータンパク質をコードする配列との関係上でインフレームとなるように設計されることが好ましい。あるいは、標的配列内にAUGを含む場合、標的配列内のAUGをGUGに変換して使用することも可能である。また、標的配列内のAUGの影響を最小限に留めるために、5’UTR内における標的配列の配置場所を適宜変更することができる。例えば、cap構造と標的配列内のAUG配列との間の塩基数が、0〜60塩基、例えば、0〜15塩基、10〜20塩基、20〜30塩基、30〜40塩基、40〜50塩基、50〜60塩基となるような配置にて設計され得る。 In the present specification, it is preferable that the start codon AUG does not exist in the miRNA target sequence in the miRNA-responsive mRNA. For example, if the miRNA target sequence is present in the 5'UTR and contains AUG in the target sequence, it will be in frame in relation to the sequence encoding the marker protein linked to the 3'side. It is preferable to be designed. Alternatively, when AUG is contained in the target sequence, AUG in the target sequence can be converted to GUG for use. Further, in order to minimize the influence of AUG in the target sequence, the location of the target sequence in the 5'UTR can be changed appropriately. For example, the number of bases between the cap structure and the AUG sequence in the target sequence is 0 to 60 bases, for example, 0 to 15 bases, 10 to 20 bases, 20 to 30 bases, 30 to 40 bases, 40 to 50 bases. , 50 to 60 bases can be designed.

本発明における、mRNAは、細胞毒性を低減させることを目的として、通常のウリジン、シチジンに替えて、シュードウリジン、5−メチルシチジン等の修飾塩基を含んでいてもよい。修飾塩基の位置は、ウリジン、シチジンいずれの場合も、独立に、全てあるいは一部とすることができ、一部である場合には、任意の割合でランダムな位置とすることができる。 In the present invention, the mRNA may contain modified bases such as pseudouridine and 5-methylcytidine in place of ordinary uridine and cytidine for the purpose of reducing cytotoxicity. The positions of the modified bases can be all or part independently of both uridine and cytidine, and when they are part, the positions can be random positions at an arbitrary ratio.

本明細書において、miRNA応答性mRNA中の5’UTRの配列としては、例えば、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGAUCCACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号735、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGAUCACACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号736、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGAUCAACACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号737、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGAUCAAACACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号738、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGAUCACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号739、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGUAUCCACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号740、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGAUCCAAACACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号741、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGAAACACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号742、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGAUACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号743、
5’-GGUUCCGCGAUCGCGGAUCCAGAAACACCGGUCGCCACCAUG-3’:配列番号744
(各配列の3’末端のAUGは開始コドンを示す)などが挙げられるが、この配列に限定されない。また、5’UTRの配列中にmiRNA標的配列が存在する場合の位置も限定されないが、上記配列中、下線を引いたCとAの間にmiRNA標的配列が存在することが好ましい。
In the present specification, as the 5′UTR sequence in miRNA-responsive mRNA, for example,
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GAUCCACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO: 735
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GAUCACACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO:736
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GAUCAACACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO:737
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GAUCAAACACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO:738
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GAUCACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO:739
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GUAUCCACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO:740
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GAUCCAAACACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO: 741,
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GAAACACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO: 742
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GAUACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO: 743,
5'-GGUUCCGCGAUCGCGGAUC CA GAAACACCGGUCGCCACCAUG-3': SEQ ID NO: 744
(AUG at the 3'end of each sequence represents a start codon) and the like, but are not limited to this sequence. The position of the miRNA target sequence in the 5′UTR sequence is also not limited, but it is preferable that the miRNA target sequence is present between the underlined C and A in the above sequence.

本明細書において、miRNA応答性mRNA中のマーカータンパク質をコードする配列の下流(すなわち、3’UTR)は、miRNA応答性核酸がmRNAの場合には、ポリA配列を有していれば特に限定されないが、例えば、5’-UCUAGACCUUCUGCGGGGCUUGCCUUCUGGCCAUGCCCUUCUUCUCUCCCUUGCACCUGUACCUCUUGGUCUUUGAAUAAAGCCUGAGUAGG-3’:配列番号732にポリA配列(例えば、5’-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3’:配列番号733)が付加した配列が挙げられるが、この配列に限定されない。また、例えば、タンデムmiR-9-5pスイッチに含まれる3’UTR配列は、5'-UCUAGACCUUCUGCGGGGCGACGAGCUGucauacagcuagauaaccaaagaucauacagcuagauaaccaaagaucauacagcuagauaaccaaagaucauacagcuagauaaccaaagaGCGGCCGCGUGAAUAAAGCCUGAGUAGG(下線部は挿入した配列、小文字は4つ連なったmiR-9-5p標的配列を示す):配列番号734に、ポリA配列を有するものが挙げられる。また、3’UTRの配列中にmiRNA標的配列が存在する場合の位置も限定されない。miRNA応答性核酸がDNAの場合には、ポリA配列に相補的な配列を有していてもよく、該配列の代わりに、又は該配列と共に、ポリアデニル化サイトを有していてもよい。In the present specification, the downstream of the sequence encoding the marker protein in the miRNA-responsive mRNA (that is, 3′UTR) is particularly limited if the miRNA-responsive nucleic acid is mRNA and has a poly A sequence. but not, for example, 5'-UCUAGACCUUCUGCGGGGCUUGCCUUCUGGCCAUGCCCUUCUUCUCUCCCUUGCACCUGUACCUCUUGGUCUUUGAAUAAAGCCUGAGUAGG-3 ': SEQ ID nO: 732 in the poly a sequence (e.g., 5'-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-3': SEQ ID nO: 733), but can be exemplified sequences added, but is not limited to this arrangement. In addition, for example, the 3'UTR sequence contained in the tandem miR-9-5p switch is 5'-UCUAGACCUUCUGCGGGGC GACGAGCUGucauacagcuagauaaccaaagaucauacagcuagauaaccaaagaucauacagcuagauaaccaaagaucauacagcuagauaaccaaagaGCGGCCGCG UGAAUAAAGCCUG4AGAGGCCUGCGUGAAUAAAGCCUGAGUAGG. : SEQ ID NO: 734 includes those having a poly A sequence. Further, the position of the miRNA target sequence in the 3'UTR sequence is not limited. When the miRNA-responsive nucleic acid is DNA, it may have a sequence complementary to the poly A sequence, and may have a polyadenylation site in place of or together with the sequence.

miRNA応答性核酸は、上記に従って配列が決定されれば、遺伝子工学的に既知の任意の方法により当業者が合成することができる。特には、プロモーター配列を含むテンプレートDNAを鋳型として用いたin vitro合成法により、得ることができる。 The miRNA-responsive nucleic acid can be synthesized by those skilled in the art by any method known in genetic engineering, if the sequence is determined according to the above. In particular, it can be obtained by an in vitro synthesis method using a template DNA containing a promoter sequence as a template.

なお、本実施態様による選別方法を実施する前に、その選別における有効性を検討するスクリーニング工程を実施してもよい。具体的には、上記に例示したような5’UTRを有する、候補となる複数種のmiRNA応答性核酸を作製して、それぞれを純度が既知の神経前駆細胞集団に導入し、選別の有効性が高いmiRNA標的配列並びにmiRNA応答性核酸を決定することができる。 Before carrying out the screening method according to this embodiment, a screening step for examining the effectiveness of the screening may be carried out. Specifically, having 5'UTR as exemplified above, a plurality of candidate miRNA-responsive nucleic acids are prepared, and each is introduced into a neural progenitor cell population of known purity, and the effectiveness of selection High miRNA target sequences as well as miRNA-responsive nucleic acids can be determined.

<miRNA応答性核酸の導入工程>
本発明の選別方法のmiRNA応答性核酸を細胞に導入する工程において、細胞に導入されることとなるmiRNA応答性mRNAは、1種のみ用いる場合もあり、2種以上、例えば、3種、4種、5種、6種、7種、又は8種以上用いる場合もある。例えば、2種以上のmiRNA応答性mRNAを用いる場合、それぞれのmiRNA応答性mRNAは、miRNA標的配列、マーカータンパク質ともに、異なることが望ましい。また、2種以上のmiRNA応答性mRNAを用いる場合、miRNA応答性mRNAに含まれるmiRNA標的配列の数、miRNA標的配列の5’末端からの距離、並びにmiRNA応答性mRNAにおけるその他の構造的特徴は、各miRNA応答性mRNAにおいて同一であってもよく、異なっていてもよい。あるいは、miRNA標的配列は同一であるが、マーカータンパク質は異なるmiRNA応答性mRNAを用いることも可能である。例えば、異なる経路でシグナル伝達するアポトーシス誘導タンパク質をコードする配列を含む核酸、例えば、FasとBim等を同一のmiRNA標的配列と組み合わせたmiRNA応答性mRNAを用いることも可能であり、この場合には、神経前駆細胞以外の細胞の除去を効率よく行うことが期待できる。
<Step of introducing miRNA-responsive nucleic acid>
In the step of introducing the miRNA-responsive nucleic acid of the selection method of the present invention into cells, miRNA-responsive mRNA to be introduced into cells may be used alone, or two or more kinds, for example, three kinds, 4 In some cases, 5 types, 6 types, 7 types, or 8 or more types are used. For example, when two or more types of miRNA-responsive mRNAs are used, it is desirable that the miRNA-responsive mRNAs have different miRNA target sequences and marker proteins. When two or more miRNA-responsive mRNAs are used, the number of miRNA target sequences contained in the miRNA-responsive mRNA, the distance from the 5'end of the miRNA target sequence, and other structural features of the miRNA-responsive mRNA are , Each miRNA-responsive mRNA may be the same or different. Alternatively, it is possible to use miRNA-responsive mRNAs that have the same miRNA target sequence but different marker proteins. For example, it is also possible to use a nucleic acid containing a sequence encoding an apoptosis-inducing protein that signals through a different pathway, for example, a miRNA-responsive mRNA in which Fas and Bim are combined with the same miRNA target sequence. It can be expected that cells other than neural progenitor cells can be efficiently removed.

本明細書において、miRNA応答性mRNAを細胞に導入する工程は、例えば、リポフェクション法、リポソーム法、エレクトロポレーション法、リン酸カルシウム共沈殿法、DEAEデキストラン法、マイクロインジェクション法、遺伝子銃法、リバーストランスフェクション法等を用いて、1種以上のmiRNA応答性mRNAを直接、細胞に含まれる細胞に導入することが好ましい。異なる2種以上のmiRNA応答性mRNAを導入する場合、あるいはmiRNA応答性mRNAと、後述する、該mRNA中のマーカータンパク質をコードする配列とは異なるマーカータンパク質をコードする配列を有するコントロールとなるmRNA(以下、トランスフェクションコントロールとも称する)とを用いる場合には、複数のmRNAを細胞に共導入することが好ましい。共導入した2種以上のmRNAの細胞内での割合は個々の細胞で維持されるため、これらのmRNAから発現するタンパク質の活性比は、細胞集団内において一定となるためである。この時の導入量は、導入される細胞集団、導入するmRNA、導入方法及び導入試薬の種類により異なり、所望の発現量を得るために当業者は適宜これらを選択することができる。 In the present specification, the step of introducing miRNA-responsive mRNA into cells includes, for example, lipofection method, liposome method, electroporation method, calcium phosphate coprecipitation method, DEAE dextran method, microinjection method, gene gun method, reverse transfection. It is preferable to directly introduce one or more miRNA-responsive mRNAs into cells contained in the cells using a method or the like. When two or more different types of miRNA-responsive mRNAs are introduced, or as a control mRNA having a miRNA-responsive mRNA and a sequence encoding a marker protein different from the sequence encoding the marker protein in the mRNA described below ( Hereinafter, it is also referred to as a transfection control), it is preferable to co-introduce a plurality of mRNAs into cells. This is because the ratio of the two or more kinds of co-introduced mRNA in cells is maintained in each cell, and the activity ratio of the proteins expressed from these mRNAs is constant in the cell population. The introduction amount at this time varies depending on the cell population to be introduced, mRNA to be introduced, introduction method and kind of introduction reagent, and those skilled in the art can appropriately select these in order to obtain a desired expression amount.

あるいは、前記miRNA応答性mRNA及び/又はトランスフェクションコントロール(以下「miRNA応答性mRNA等」と略記する)は、miRNA応答性mRNA等をコードするDNAの形態(即ち、細胞内で該DNAからmiRNA応答性mRNA等が転写される形態)で細胞に導入してもよい。この場合、例えば、ウイルス、プラスミド、人工染色体等のベクター、リポフェクション、リポソーム、マイクロインジェクション等の手法によって細胞内に導入することができる。ウイルスベクターとしては、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター(以上、Cell, 126, pp.663-676, 2006; Cell, 131, pp.861-872, 2007; Science, 318, pp.1917-1920, 2007)、アデノウイルスベクター(Science, 322, 945-949, 2008)、アデノ随伴ウイルスベクター、センダイウイルスベクター(WO 2010/008054)等が例示される。また、人工染色体ベクターとしては、例えばヒト人工染色体(HAC)、酵母人工染色体(YAC)、細菌人工染色体(BAC、PAC)等が含まれる。プラスミドとしては、哺乳動物細胞用プラスミドを使用しうる(Science, 322:949-953, 2008)。ベクターには、miRNA応答性mRNA等が発現可能なように、プロモーター、エンハンサー、リボゾーム結合配列、ターミネーター、ポリアデニル化サイト等の制御配列を含むことができる。 Alternatively, the miRNA-responsive mRNA and/or transfection control (hereinafter abbreviated as “miRNA-responsive mRNA etc.”) is in the form of DNA encoding the miRNA-responsive mRNA etc. Transfecting mRNA and the like) may be introduced into the cell. In this case, for example, a virus, a plasmid, a vector such as an artificial chromosome, a lipofection method, a liposome method, a microinjection method, or the like can be introduced into cells. Examples of viral vectors include retrovirus vectors and lentivirus vectors (above, Cell, 126, pp.663-676, 2006; Cell, 131, pp.861-872, 2007; Science, 318, pp.1917-1920, 2007. ), adenovirus vector (Science, 322, 945-949, 2008), adeno-associated virus vector, Sendai virus vector (WO 2010/008054) and the like. Examples of the artificial chromosome vector include human artificial chromosome (HAC), yeast artificial chromosome (YAC), bacterial artificial chromosome (BAC, PAC) and the like. As the plasmid, a plasmid for mammalian cells may be used (Science, 322:949-953, 2008). The vector can contain regulatory sequences such as a promoter, an enhancer, a ribosome binding sequence, a terminator, and a polyadenylation site so that miRNA-responsive mRNA and the like can be expressed.

本明細書において、トランスフェクションコントロールとしては、miRNA応答性mRNAにコードされるマーカータンパク質以外のマーカータンパク質をコードする配列を含むmRNAであって、miRNA標的部位を有さないmRNAが例示される。トランスフェクションコントロールから発現されるマーカータンパク質は、当該マーカータンパク質の発現により細胞死を起こさないタンパク質が好ましく、従って、蛍光タンパク質、発光タンパク質、蛍光、発光又は呈色を補助するタンパク質、膜タンパク質、薬剤耐性タンパク質が好適に用いられる。 In the present specification, examples of the transfection control include mRNA containing a sequence encoding a marker protein other than the marker protein encoded by miRNA-responsive mRNA and having no miRNA target site. The marker protein expressed from the transfection control is preferably a protein that does not cause cell death due to the expression of the marker protein, and therefore, a fluorescent protein, a luminescent protein, a protein that assists fluorescence, luminescence or coloration, a membrane protein, drug resistance Proteins are preferably used.

トランスフェクションコントロールから発現される蛍光タンパク質、発光タンパク質、蛍光、発光又は呈色を補助するタンパク質としては、上述したmiRNA応答性mRNAにコードされるマーカータンパク質と同様のものを用いることができる。また、本発明において使用される「薬剤耐性タンパク質」は、対応する薬剤に対して抵抗性を付与するタンパク質であれば何でもよい。例えば、抗生物質耐性遺伝子にコードされるタンパク質を含むが、これらに限定されない。抗生物質耐性遺伝子としては、例えば、カナマイシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、ピューロマイシン(ピューロマイシン)耐性遺伝子、ブラストサイジン耐性遺伝子、ゲンタマイシン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、クロラムフェニコール耐性遺伝子等が挙げられる。好ましくは、ピューロマイシン耐性遺伝子が薬剤耐性遺伝子として用いられる。薬剤として、例えばピューロマイシンを用いる場合、その培地中での濃度は、1μg/ml〜20μg/mlが好ましく、5μg/ml〜15μg/mlがより好ましく、10μg/mlがさらに好ましい。 As the fluorescent protein, luminescent protein, protein that assists fluorescence, luminescence or coloration expressed from the transfection control, those similar to the marker protein encoded by the miRNA-responsive mRNA described above can be used. Further, the “drug resistant protein” used in the present invention may be any protein as long as it imparts resistance to the corresponding drug. Examples include, but are not limited to, proteins encoded by antibiotic resistance genes. Examples of antibiotic resistance genes include kanamycin resistance gene, ampicillin resistance gene, puromycin (puromycin) resistance gene, blasticidin resistance gene, gentamicin resistance gene, kanamycin resistance gene, tetracycline resistance gene, chloramphenicol resistance gene. Etc. Preferably, a puromycin resistance gene is used as the drug resistance gene. When puromycin is used as a drug, the concentration in the medium is preferably 1 μg/ml to 20 μg/ml, more preferably 5 μg/ml to 15 μg/ml, and further preferably 10 μg/ml.

本発明の一実施態様による選別方法において、より好ましくは、miRNA応答性mRNAとトランスフェクションコントロールを同時に、対象となる細胞へ導入する工程を含む。かかる工程は、好ましくは、miRNA応答性mRNAとトランスフェクションコントロールとの共導入により実施することができる。トランスフェクションコントロールを用いることで、miRNA応答性mRNAの細胞への導入効率が低い場合においても、miRNA応答性mRNAから発現されるマーカータンパク質の発現が抑制された細胞を神経前駆細胞として選別することが可能となる。トランスフェクションコントロールを用いる場合、トランスフェクションコントロールの導入量もまた、所望の発現量を得るために当業者は適宜これらを選択することができる。例えば、ピューロマイシン耐性タンパク質をコードする配列を含むmRNA(例えば、配列番号753で表される)を導入する場合、培養液1ml当たり、50 ng以上が好ましく、75ng以上がより好ましく、100 ng以上(例:100 ng)がさらに好ましい。 The selection method according to one embodiment of the present invention more preferably includes the step of simultaneously introducing miRNA-responsive mRNA and a transfection control into target cells. Such a step can be preferably carried out by co-introduction of miRNA-responsive mRNA and a transfection control. By using a transfection control, it is possible to select cells in which the expression of a marker protein expressed from miRNA-responsive mRNA is suppressed as neural progenitor cells even when the efficiency of introduction of miRNA-responsive mRNA into cells is low. It will be possible. When using a transfection control, those skilled in the art can appropriately select the introduction amount of the transfection control in order to obtain a desired expression level. For example, when introducing an mRNA containing a sequence encoding a puromycin resistance protein (e.g., represented by SEQ ID NO: 753), 50 ng or more is preferable, 75 ng or more is more preferable, 100 ng or more per 1 ml of the culture solution. Example: 100 ng) is more preferred.

トランスフェクションコントロールを用いる場合、当該トランスフェクションコントロールから発現されるマーカータンパク質は、miRNA応答性mRNAに含まれるマーカータンパク質と異なることが好ましい。例えば、miRNA応答性mRNAに含まれるマーカータンパク質がアポトーシス誘導タンパク質である場合、トランスフェクションコントロールに含まれるマーカータンパク質は、蛍光タンパク質であり得る。この場合、miRNAの作用でアポトーシス誘導タンパク質の発現が抑制され生存し、さらに蛍光タンパク質で標識された細胞を神経前駆細胞として選別することができる。あるいは、トランスフェクションコントロールから発現されるマーカータンパク質は、薬剤抵抗性タンパク質であってもよい。この場合、miRNAの作用でアポトーシス誘導タンパク質の発現が抑制され生存し、さらに薬剤が存在する培地中でも存在する細胞を神経前駆細胞として選別することができる。 When a transfection control is used, the marker protein expressed from the transfection control is preferably different from the marker protein contained in miRNA-responsive mRNA. For example, when the marker protein contained in miRNA-responsive mRNA is an apoptosis-inducing protein, the marker protein contained in the transfection control can be a fluorescent protein. In this case, the expression of the apoptosis-inducing protein is suppressed by the action of miRNA and the cells survive and the cells labeled with the fluorescent protein can be selected as neural progenitor cells. Alternatively, the marker protein expressed from the transfection control may be a drug resistance protein. In this case, cells that survive by suppressing the expression of the apoptosis-inducing protein by the action of miRNA and that are present even in the medium containing the drug can be selected as neural progenitor cells.

一方、miRNA応答性mRNAに含まれるマーカータンパク質及びトランスフェクションコントロールに含まれるマーカータンパク質が蛍光タンパク質である場合には、両蛍光タンパク質の蛍光波長が異なることが好ましい。 On the other hand, when the marker protein contained in the miRNA-responsive mRNA and the marker protein contained in the transfection control are fluorescent proteins, it is preferable that the fluorescent wavelengths of both fluorescent proteins are different.

<神経前駆細胞の選別工程>
本発明の選別方法において、miRNA応答性mRNAにコードされるマーカータンパク質の発現が抑制された細胞を選別する工程は、所定の検出装置を用いて、マーカータンパク質からの信号を検出することにより実施することができる。検出装置としては、フローサイトメーター、イメージングサイトメーター、蛍光顕微鏡、発光顕微鏡、CCDカメラ等が挙げられるが、これらには限定されない。このような検出装置は、マーカータンパク質により、当業者が適したものを用いることができる。例えば、マーカーが、蛍光タンパク質又は発光タンパク質の場合には、フローサイトメーターを用いて選別が可能であり、マーカーが、蛍光、発光又は呈色を補助するタンパク質の場合には、顕微鏡を用いて、光応答性細胞培養器材をコーティングした培養皿を用いて、呈色等された細胞へ光照射し、照射されなかった細胞が培養皿から剥離されることを利用して選別することができ、マーカータンパク質が、膜局在タンパク質の場合には、抗体等の細胞表面タンパク質特異的な検出試薬と、上記の検出装置を用いたマーカータンパク質の定量方法が可能である他、磁気細胞分離装置(MACS)といった、マーカータンパク質の定量過程を経ない細胞の単離方法が可能であり、マーカータンパク質が薬剤耐性遺伝子の場合、薬剤投与によりマーカータンパク質の発現を検出して、生細胞を単離する方法が可能である。マーカータンパク質が、アポトーシス誘導タンパク質の場合は、miRNAの存在によりマーカータンパク質の発現量が減少することによって、miRNAを発現する細胞が選択的に生存し、マーカータンパク質の定量過程を経ずに細胞の単離が可能である。
<Neural progenitor cell selection process>
In the selection method of the present invention, the step of selecting cells in which the expression of the marker protein encoded by miRNA-responsive mRNA is suppressed is carried out by detecting a signal from the marker protein using a predetermined detection device. be able to. Examples of the detection device include, but are not limited to, a flow cytometer, an imaging cytometer, a fluorescence microscope, a light emission microscope, and a CCD camera. As such a detection device, those suitable for those skilled in the art can be used depending on the marker protein. For example, when the marker is a fluorescent protein or a luminescent protein, it is possible to sort using a flow cytometer, and when the marker is a protein that assists fluorescence, luminescence or coloration, a microscope is used, Using a culture dish coated with a light-responsive cell culture device, cells that have been colored can be irradiated with light, and cells that have not been exposed can be separated from the culture dish, allowing selection to be performed. When the protein is a membrane-localized protein, a cell surface protein-specific detection reagent such as an antibody, and a marker protein quantification method using the above detection device are possible, and a magnetic cell separation device (MACS) It is possible to isolate cells that do not undergo the marker protein quantification process, and when the marker protein is a drug resistance gene, a method can be used to detect the expression of the marker protein by drug administration and isolate living cells. Is. When the marker protein is an apoptosis-inducing protein, miRNA-expressing cells decrease the expression level of the marker protein, so that cells expressing the miRNA selectively survive, and the single cell of the cell is not subjected to the marker protein quantification process. Can be separated.

マーカータンパク質の発現が抑制されたことは、例えば、miRNA応答性mRNAから、miRNA認識配列を除去したコントロールmRNA(以下「コントロールmRNA」と称する)を導入した細胞集団で発現したマーカータンパク質の発現量と比較して、コントロールmRNAと同量のmiRNA応答性mRNAを導入した細胞集団でマーカータンパク質の発現量が減少した場合に、該マーカータンパク質の発現が抑制されたと評価することができる。あるいは、マーカータンパク質がアポトーシス誘導タンパク質の場合には、コントロールmRNAを導入した細胞集団と比較して、コントロールmRNAと同量のmiRNA応答性mRNAを導入した細胞集団の生存率が高い場合に、該マーカータンパク質の発現が抑制されたと評価することができる。トランスフェクションコントロールを用いることで、miRNA応答性mRNAが十分均一に導入されなかった細胞集団においても、精度よく評価することができる。より詳細には、実施例で用いた方法により確認することができる。 The suppression of the expression of the marker protein means, for example, the expression level of the marker protein expressed in the cell population into which the control mRNA in which the miRNA recognition sequence has been removed (hereinafter referred to as “control mRNA”) has been introduced from the miRNA-responsive mRNA. In comparison, when the expression amount of the marker protein is decreased in the cell population into which the same amount of miRNA-responsive mRNA as the control mRNA is introduced, it can be evaluated that the expression of the marker protein is suppressed. Alternatively, when the marker protein is an apoptosis-inducing protein, when the survival rate of the cell population in which the miRNA-responsive mRNA in the same amount as the control mRNA is introduced is higher than that in the cell population in which the control mRNA is introduced, the marker It can be evaluated that the expression of the protein is suppressed. By using the transfection control, it is possible to accurately evaluate even a cell population in which miRNA-responsive mRNA was not introduced sufficiently uniformly. More specifically, it can be confirmed by the method used in the examples.

本明細書において、細胞を選別するとは、miRNA応答性mRNAを用いて選別する工程を経ていない細胞集団より高い純度で神経前駆細胞を単離することを意味する。本発明において、選別された細胞の純度は、miRNA応答性mRNAを用いて選別する工程を経ていない場合と比較して高純度であれば別段限定されないが、60%以上であることが好ましく、60%、70%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%及び100%が例示される。 As used herein, selecting cells means isolating neural progenitor cells with higher purity than a cell population that has not undergone the step of selecting using miRNA-responsive mRNA. In the present invention, the purity of the selected cells is not particularly limited as long as it is highly pure as compared with the case where the step of selecting using miRNA-responsive mRNA is not performed, but is preferably 60% or more, 60 %, 70%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, Examples are 95%, 96%, 97%, 98%, 99% and 100%.

細胞を選別する時期は、神経前駆細胞を選別できる限り制限されないが、例えばヒト多能性幹細胞から分化誘導させたドーパミン神経前駆細胞を用いる場合には、分化誘導開始後7日〜35日の間で選別することが好ましく、15日から29日の間がより好ましい。後述の実施例で示す通り、本発明の選別方法を行う場合には、従来技術で一般的に行われる時期である12日前後ではなく、22日〜29日の間で選別した場合に、意外にもより効率よくドーパミン神経前駆細胞を選別できることが示された。従って、22日〜29日の間に選別を行うことが好ましい。また、例えばヒト多能性幹細胞から分化誘導させた大脳皮質神経前駆細胞を用いる場合には、分化誘導開始後7日〜70日の間で選別することが好ましく、28日〜49日の間で選別することがより好ましい。 The timing of cell selection is not limited as long as neural progenitor cells can be selected.For example, when using dopamine neural progenitor cells that have been induced to differentiate from human pluripotent stem cells, the period from 7 days to 35 days after initiation of differentiation induction It is preferable to sort by, and more preferably between 15 and 29 days. As shown in Examples below, when carrying out the sorting method of the present invention, it is unexpected when the sorting is carried out between 22 days and 29 days instead of around 12 days which is generally performed in the prior art. It was also shown that the dopaminergic neural progenitor cells can be sorted more efficiently. Therefore, it is preferable to perform the selection within 22 to 29 days. Further, for example, when using the cerebral cortical neural progenitor cells differentiated from human pluripotent stem cells, it is preferable to select between 7 days and 70 days after the initiation of differentiation induction, and between 28 days and 49 days. It is more preferable to select.

miRNA誘導性mRNAを細胞に導入してから、細胞を選別するまでの期間も特に制限はないが、導入後4時間〜3日で選別することが好ましく、導入後1日で選別することがより好ましい。 The period from the introduction of miRNA-inducible mRNA into cells to the selection of cells is not particularly limited, but it is preferable to perform selection 4 hours to 3 days after the introduction, and more preferably 1 day after the introduction. preferable.

<多能性幹細胞>
本発明において使用される多能性幹細胞は、生体に存在する全ての細胞に分化可能である多能性を有し、かつ、増殖能をも併せもつ幹細胞であり、それには、以下のものに限定されないが、例えば、胚性幹(ES)細胞、精子幹(GS)細胞、胚性生殖(EG)細胞、人工多能性幹(iPS)細胞、核移植により得られるクローン胚由来の胚性幹(ntES)細胞、Muse細胞等が含まれる。好ましい多能性幹細胞は、ES細胞、iPS細胞及びntES細胞であり、神経変性疾患等の治療に用いるという観点から、より好ましくは、ヒトES細胞、ヒトiPS細胞であり、さらに好ましくは、ヒトiPS細胞である。
<Pluripotent stem cells>
The pluripotent stem cell used in the present invention is a stem cell having pluripotency capable of differentiating into all cells existing in the living body and also having proliferative ability. For example, but not limited to, embryonic stem (ES) cells, sperm stem (GS) cells, embryonic germ (EG) cells, induced pluripotent stem (iPS) cells, embryos derived from cloned embryos obtained by nuclear transfer Stem (ntES) cells, Muse cells, etc. are included. Preferred pluripotent stem cells are ES cells, iPS cells and ntES cells, and more preferably human ES cells and human iPS cells, more preferably human iPS cells, from the viewpoint of being used for treatment of neurodegenerative diseases and the like. Is a cell.

(A) 胚性幹細胞
ES細胞は、ヒトやマウス等の哺乳動物の初期胚(例えば胚盤胞)の内部細胞塊から樹立された、多能性と自己複製による増殖能を有する幹細胞である。
(A) Embryonic stem cell
An ES cell is a stem cell that is established from the inner cell mass of an early embryo (for example, a blastocyst) of a mammal such as a human or a mouse and has pluripotency and the ability to proliferate by self-renewal.

ES細胞は、受精卵の8細胞期、桑実胚後の胚である胚盤胞の内部細胞塊に由来する胚由来の幹細胞であり、成体を構成するあらゆる細胞に分化する能力、いわゆる分化多能性と、自己複製による増殖能とを有している。ES細胞は、マウスで1981年に発見され(M.J. Evans and M.H. Kaufman (1981), Nature 292:154-156)、その後、ヒト、サル等の霊長類でもES細胞株が樹立された (J.A. Thomson et al. (1998), Science 282:1145-1147; J.A. Thomson et al. (1995), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 92:7844-7848;J.A. Thomson et al. (1996), Biol. Reprod., 55:254-259; J.A. Thomson and V.S. Marshall (1998), Curr. Top. Dev. Biol., 38:133-165)。 ES cells are embryo-derived stem cells that are derived from the inner cell mass of the blastocyst, which is the embryo after the morula, at the 8-cell stage of the fertilized egg. It has the ability and the ability to grow by self-replication. ES cells were found in mice in 1981 (MJ Evans and MH Kaufman (1981), Nature 292:154-156), and ES cell lines were subsequently established in primates such as humans and monkeys (JA Thomson et al. al. (1998), Science 282:1145-1147; JA Thomson et al. (1995), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 92:7844-7848; JA Thomson et al. (1996), Biol. Reprod. ., 55:254-259; JA Thomson and VS Marshall (1998), Curr. Top. Dev. Biol., 38:133-165).

ES細胞は、対象動物の受精卵の胚盤胞から内部細胞塊を取出し、内部細胞塊を線維芽細胞のフィーダー上で培養することによって樹立することができる。また、継代培養による細胞の維持は、白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor (LIF))、塩基性線維芽細胞成長因子(basic fibroblast growth factor (bFGF))等の物質を添加した培養液を用いて行うことができる。ヒト及びサルのES細胞の樹立と維持の方法については、例えばUSP5,843,780; Thomson JA, et al. (1995), Proc Natl. Acad. Sci. U S A. 92:7844-7848; Thomson JA, et al. (1998), Science. 282:1145-1147; H. Suemori et al. (2006),Biochem. Biophys. Res. Commun., 345:926-932; M. Ueno et al. (2006), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103:9554-9559; H. Suemori et al. (2001), Dev. Dyn., 222:273-279; H. Kawasaki et al. (2002), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99:1580-1585;Klimanskaya I, et al. (2006), Nature. 444:481-485等に記載されている。 The ES cells can be established by removing the inner cell mass from the blastocyst of the fertilized egg of the target animal and culturing the inner cell mass on a fibroblast feeder. Further, maintenance of cells by subculture, leukemia inhibitory factor (LIF), using a culture medium added with substances such as basic fibroblast growth factor (bFGF) It can be carried out. For the method of establishing and maintaining human and monkey ES cells, see, for example, USP 5,843,780; Thomson JA, et al. (1995), Proc Natl. Acad. Sci. US A. 92:7844-7848; Thomson JA, et. al. (1998), Science. 282:1145-1147; H. Suemori et al. (2006), Biochem. Biophys. Res. Commun., 345:926-932; M. Ueno et al. (2006), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103:9554-9559; H. Suemori et al. (2001), Dev. Dyn., 222:273-279; H. Kawasaki et al. (2002), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99:1580-1585; Klimanskaya I, et al. (2006), Nature. 444:481-485 and the like.

ES細胞作製のための培養液として、例えば0.1mM 2-メルカプトエタノール、0.1mM 非必須アミノ酸、2mM L-グルタミン酸、20% KSR及び4ng/ml bFGFを補充したDMEM/F-12培養液を使用し、37℃、2% CO2/98% 空気の湿潤雰囲気下でヒトES細胞を維持することができる(O. Fumitaka et al. (2008), Nat. Biotechnol., 26:215-224)。また、ES細胞は、3〜4日おきに継代する必要があり、このとき、継代は、例えば1mM CaCl2及び20% KSRを含有するPBS中の0.25% トリプシン及び0.1mg/mlコラゲナーゼIVを用いて行うことができる。As a culture medium for producing ES cells, for example, DMEM/F-12 culture medium supplemented with 0.1 mM 2-mercaptoethanol, 0.1 mM non-essential amino acid, 2 mM L-glutamic acid, 20% KSR and 4 ng/ml bFGF was used. Human ES cells can be maintained under a humid atmosphere of 37° C., 2% CO 2 /98% air (O. Fumitaka et al. (2008), Nat. Biotechnol., 26:215-224). Also, ES cells should be passaged every 3-4 days, where passage is for example 0.25% trypsin and 0.1 mg/ml collagenase IV in PBS containing 1 mM CaCl 2 and 20% KSR. Can be done using.

ES細胞の選択は、一般に、アルカリホスファターゼ、Oct-3/4、Nanog等の遺伝子マーカーの発現を指標にしてReal-Time PCR法で行うことができる。特に、ヒトES細胞の選択では、OCT-3/4、NANOG、ECAD等の遺伝子マーカーの発現を指標とすることができる(E. Kroon et al. (2008), Nat. Biotechnol., 26:443-452)。 ES cells can be generally selected by the Real-Time PCR method using the expression of gene markers such as alkaline phosphatase, Oct-3/4 and Nanog as an index. In particular, in the selection of human ES cells, OCT-3/4, NANOG, the expression of gene markers such as ECAD can be used as an index (E. Kroon et al. (2008), Nat. Biotechnol., 26:443. -452).

ヒトES細胞株は、例えばWA01(H1)及びWA09(H9)は、WiCell Reserch Instituteから、KhES-1、KhES-2及びKhES-3は、京都大学再生医科学研究所(京都、日本)から入手可能である。 Human ES cell lines such as WA01 (H1) and WA09 (H9) are obtained from WiCell Research Institute, and KhES-1, KhES-2 and KhES-3 are obtained from Institute of Frontier Medical Sciences, Kyoto University (Kyoto, Japan). It is possible.

(B) 精子幹細胞
精子幹細胞は、精巣由来の多能性幹細胞であり、精子形成のための起源となる細胞である。この細胞は、ES細胞と同様に、種々の系列の細胞に分化誘導可能であり、例えばマウス胚盤胞に移植するとキメラマウスを作出できる等の性質をもつ(M. Kanatsu-Shinohara et al. (2003) Biol. Reprod., 69:612-616; K. Shinohara et al. (2004), Cell, 119:1001-1012)。神経膠細胞系由来神経栄養因子(glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF))を含む培養液で自己複製可能であるし、またES細胞と同様の培養条件下で継代を繰り返すことによって、精子幹細胞を得ることができる(竹林正則ら(2008),実験医学,26巻,5号(増刊),41〜46頁,羊土社(東京、日本))。
(B) Sperm Stem Cell Sperm stem cells are pluripotent stem cells derived from the testis, which are the origin of spermatogenesis. Similar to ES cells, this cell is capable of inducing differentiation into cells of various lineages, and has the property that, for example, when it is transplanted into a mouse blastocyst, a chimeric mouse can be produced (M. Kanatsu-Shinohara et al. 2003) Biol. Reprod., 69:612-616; K. Shinohara et al. (2004), Cell, 119:1001-1012). It is capable of self-renewal in culture medium containing glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), and sperm can be obtained by repeated passage under the same culture conditions as ES cells. Stem cells can be obtained (Takebayashi, Masanori et al. (2008), Experimental Medicine, Vol. 26, No. 5 (Special Issue), 41-46, Yodosha (Tokyo, Japan)).

(C) 胚性生殖細胞
胚性生殖細胞は、胎生期の始原生殖細胞から樹立される、ES細胞と同様な多能性をもつ細胞であり、LIF、bFGF、幹細胞因子(stem cell factor)等の物質の存在下で始原生殖細胞を培養することによって樹立しうる(Y. Matsui et al. (1992), Cell, 70:841-847; J.L. Resnick et al. (1992), Nature, 359:550-551)。
(C) Embryonic germ cells Embryonic germ cells are cells that are established from embryonic primordial germ cells and have pluripotency similar to ES cells, such as LIF, bFGF, stem cell factor, etc. Can be established by culturing primordial germ cells in the presence of the substance (Y. Matsui et al. (1992), Cell, 70:841-847; JL Resnick et al. (1992), Nature, 359:550. -551).

(D) 人工多能性幹細胞
人工多能性幹細胞(iPS細胞)は、特定の初期化因子を、DNA又はタンパク質の形態で体細胞に導入することによって作製することができる、ES細胞とほぼ同等の特性、例えば分化多能性と自己複製による増殖能を有する体細胞由来の人工の幹細胞である(K. Takahashi and S. Yamanaka (2006) Cell, 126:663-676; K. Takahashi et al. (2007), Cell, 131:861-872; J. Yu et al. (2007), Science, 318:1917-1920; Nakagawa, M.ら, Nat. Biotechnol. 26:101-106 (2008);国際公開WO 2007/069666)。初期化因子は、ES細胞に特異的に発現している遺伝子、その遺伝子産物若しくはnon-coding RNA又はES細胞の未分化維持に重要な役割を果たす遺伝子、その遺伝子産物若しくはnon-coding RNA、あるいは低分子化合物によって構成されてもよい。初期化因子に含まれる遺伝子として、例えば、Oct3/4、Sox2、Sox1、Sox3、Sox15、Sox17、Klf4、Klf2、c-Myc、N-Myc、L-Myc、Nanog、Lin28、Fbx15、ERas、ECAT15-2、Tcl1、beta-catenin、Lin28b、Sall1、Sall4、Esrrb、Nr5a2、Tbx3等が例示され、これらの初期化因子は、単独で用いても良く、組み合わせて用いてもよい。初期化因子の組み合わせとしては、WO2007/069666、WO2008/118820、WO2009/007852、WO2009/032194、WO2009/058413、WO2009/057831、WO2009/075119、WO2009/079007、WO2009/091659、WO2009/101084、WO2009/101407、WO2009/102983、WO2009/114949、WO2009/117439、WO2009/126250、WO2009/126251、WO2009/126655、WO2009/157593、WO2010/009015、WO2010/033906、WO2010/033920、WO2010/042800、WO2010/050626、WO2010/056831、WO2010/068955、WO2010/098419、WO2010/102267、WO2010/111409、WO 2010/111422、WO2010/115050、WO2010/124290、WO2010/147395、WO2010/147612、Huangfu D, et al. (2008), Nat. Biotechnol., 26: 795-797、Shi Y, et al. (2008), Cell Stem Cell, 2: 525-528、Eminli S, et al. (2008), Stem Cells. 26:2467-2474、Huangfu D, et al. (2008), Nat Biotechnol. 26:1269-1275、Shi Y, et al. (2008), Cell Stem Cell, 3, 568-574、Zhao Y, et al. (2008), Cell Stem Cell, 3:475-479、Marson A, (2008), Cell Stem Cell, 3, 132-135、Feng B, et al. (2009), Nat Cell Biol. 11:197-203、R.L. Judson et al., (2009), Nat. Biotech., 27:459-461、Lyssiotis CA, et al. (2009), Proc Natl Acad Sci U S A. 106:8912-8917、Kim JB, et al. (2009), Nature. 461:649-643、Ichida JK, et al. (2009), Cell Stem Cell. 5:491-503、Heng JC, et al. (2010), Cell Stem Cell. 6:167-74、Han J, et al. (2010), Nature. 463:1096-100、Mali P, et al. (2010), Stem Cells. 28:713-720に記載の組み合わせが例示される。
(D) induced pluripotent stem cells induced pluripotent stem cells (iPS cells) can be prepared by introducing a specific reprogramming factor into somatic cells in the form of DNA or protein, almost equivalent to ES cells , An artificial stem cell derived from somatic cells having pluripotency and proliferative ability by self-renewal (K. Takahashi and S. Yamanaka (2006) Cell, 126:663-676; K. Takahashi et al. (2007), Cell, 131:861-872; J. Yu et al. (2007), Science, 318:1917-1920; Nakagawa, M. et al., Nat. Biotechnol. 26:101-106 (2008); International. Published WO 2007/069666). The reprogramming factor is a gene specifically expressed in ES cells, its gene product or non-coding RNA, or a gene that plays an important role in maintaining undifferentiation of ES cells, its gene product or non-coding RNA, or It may be composed of a low molecular weight compound. As a gene contained in the reprogramming factor, for example, Oct3/4, Sox2, Sox1, Sox3, Sox15, Sox17, Klf4, Klf2, c-Myc, N-Myc, L-Myc, Nanog, Lin28, Fbx15, ERas, ECAT15. -2, Tcl1, beta-catenin, Lin28b, Sall1, Sall4, Esrrb, Nr5a2, Tbx3, etc. are exemplified, and these reprogramming factors may be used alone or in combination. Examples of the combination of reprogramming factors include WO2007/069666, WO2008/118820, WO2009/007852, WO2009/032194, WO2009/058413, WO2009/057831, WO2009/075119, WO2009/079007, WO2009/091659, WO2009/101084, WO2009/. 101407, WO2009/102983, WO2009/114949, WO2009/117439, WO2009/126250, WO2009/126251, WO2009/126655, WO2009/157593, WO2010/009015, WO2010/033906, WO2010/033920, WO2010/042800, WO2010/050626, WO2010/056831, WO2010/068955, WO2010/098419, WO2010/102267, WO2010/111409, WO 2010/111422, WO2010/115050, WO2010/124290, WO2010/147395, WO2010/147612, Huangfu D, et al. (2008) , Nat. Biotechnol., 26: 795-797, Shi Y, et al. (2008), Cell Stem Cell, 2: 525-528, Eminli S, et al. (2008), Stem Cells. 26:2467-2474. , Huangfu D, et al. (2008), Nat Biotechnol. 26:1269-1275, Shi Y, et al. (2008), Cell Stem Cell, 3, 568-574, Zhao Y, et al. (2008), Cell Stem Cell, 3:475-479, Marson A, (2008), Cell Stem Cell, 3, 132-135, Feng B, et al. (2009), Nat Cell Biol. 11:197-203, RL Judson et al., (2009), Nat. Biotech., 27:459-461, Lyssiotis CA, et al. (2009), Proc Natl Acad Sci US A. 106:8912-8917. , Kim JB, et al. (2009), Nature. 461:649-643, Ichida JK, et al. (2009), Cell Stem Cell. 5:491-503, Heng JC, et al. (2010), Cell. Stem Cell. 6:167-74, Han J, et al. (2010), Nature. 463:1096-100, Mali P, et al. (2010), Stem Cells. 28:713-720. It is illustrated.

上記初期化因子には、ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害剤[例えば、バルプロ酸 (VPA)、トリコスタチンA、酪酸ナトリウム、MC 1293、M344等の低分子阻害剤、HDACに対するsiRNA及びshRNA(例、HDAC1 siRNA Smartpool (Millipore)、HuSH 29mer shRNA Constructs against HDAC1 (OriGene)等)等の核酸性発現阻害剤等]、MEK阻害剤(例えば、PD184352、PD98059、U0126、SL327及びPD0325901)、Glycogen synthase kinase-3阻害剤(例えば、Bio及びCHIR99021)、DNAメチルトランスフェラーゼ阻害剤(例えば、5-azacytidine)、ヒストンメチルトランスフェラーゼ阻害剤(例えば、BIX-01294 等の低分子阻害剤、Suv39hl、Suv39h2、SetDBl及びG9aに対するsiRNA及びshRNA等の核酸性発現阻害剤等)、L-channel calcium agonist (例えばBayk8644)、酪酸、TGF-β阻害剤又はALK5阻害剤(例えば、LY364947、SB431542、616453及びA-83-01)、p53阻害剤(例えばp53に対するsiRNA及びshRNA)、ARID3A阻害剤(例えば、ARID3Aに対するsiRNA及びshRNA)、miR-291-3p、miR-294、miR-295及びmir-302等のmiRNA、Wnt Signaling(例えばsoluble Wnt3a)、神経ペプチドY、プロスタグランジン類(例えば、プロスタグランジンE2及びプロスタグランジンJ2)、hTERT、SV40LT、UTF1、IRX6、GLISl、PITX2、DMRTBl等の樹立効率を高めることを目的として用いられる因子も含まれており、本明細書においては、これらの樹立効率の改善目的にて用いられた因子についても初期化因子と別段の区別をしないものとする。 The reprogramming factors include histone deacetylase (HDAC) inhibitors [eg, valproic acid (VPA), trichostatin A, sodium butyrate, small molecule inhibitors such as MC 1293, M344, siRNA and shRNA against HDAC (eg, , HDAC1 siRNA Smartpool (Millipore), HuSH 29mer shRNA Constructs against HDAC1 (OriGene) etc.), MEK inhibitors (eg PD184352, PD98059, U0126, SL327 and PD0325901), Glycogen synthase kinase- 3 inhibitors (eg Bio and CHIR99021), DNA methyltransferase inhibitors (eg 5-azacytidine), histone methyltransferase inhibitors (eg small molecule inhibitors such as BIX-01294, Suv39hl, Suv39h2, SetDBl and G9a Nucleic acid expression inhibitors such as siRNA and shRNA), L-channel calcium agonist (for example, Bayk8644), butyric acid, TGF-β inhibitor or ALK5 inhibitor (for example, LY364947, SB431542, 616453 and A-83-01), p53 inhibitors (eg siRNA and shRNA against p53), ARID3A inhibitors (eg siRNA and shRNA against ARID3A), miR-291-3p, miR-294, miR-295 and mir-302 miRNA, Wnt Signaling (eg soluble Wnt3a), neuropeptide Y, prostaglandins (eg, prostaglandin E2 and prostaglandin J2), hTERT, SV40LT, UTF1, IRX6, GLISl, PITX2, DMRTBl etc. The factors used for the purpose of improving the establishment efficiency are not particularly distinguished from the reprogramming factors in the present specification.

初期化因子は、タンパク質の形態の場合、例えばリポフェクション、細胞膜透過性ペプチド(例えば、HIV由来のTAT及びポリアルギニン)との融合、マイクロインジェクション等の手法によって体細胞内に導入してもよい。
一方、DNAの形態の場合、例えば、miRNA応答性mRNA等の導入方法と同様のベクターを用いることができる。ベクターには、核初期化物質が発現可能なように、プロモーター、エンハンサー、リボゾーム結合配列、ターミネーター、ポリアデニル化サイト等の制御配列を含むことができるし、さらに、必要に応じて、薬剤耐性遺伝子(例えばカナマイシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、ピューロマイシン耐性遺伝子等)、チミジンキナーゼ遺伝子、ジフテリアトキシン遺伝子等の選択マーカー配列、緑色蛍光タンパク質(GFP)、βグルクロニダーゼ(GUS)、FLAG等のレポーター遺伝子配列等を含むことができる。また、上記ベクターには、体細胞への導入後、初期化因子をコードする遺伝子若しくはプロモーターとそれに結合する初期化因子をコードする遺伝子を共に切除するために、それらの前後にLoxP配列を有してもよい。
When in the form of a protein, the reprogramming factor may be introduced into the somatic cell by a technique such as lipofection, fusion with a cell membrane-penetrating peptide (eg, HIV-derived TAT and polyarginine), and microinjection.
On the other hand, in the case of DNA, for example, the same vector as in the method for introducing miRNA-responsive mRNA or the like can be used. The vector can contain a regulatory sequence such as a promoter, an enhancer, a ribosome binding sequence, a terminator, and a polyadenylation site so that the nuclear reprogramming substance can be expressed, and further, if necessary, a drug resistance gene ( For example, selectable marker sequences such as kanamycin resistance gene, ampicillin resistance gene, puromycin resistance gene), thymidine kinase gene, diphtheria toxin gene, reporter gene sequences such as green fluorescent protein (GFP), β-glucuronidase (GUS), FLAG, etc. Can be included. In addition, the vector has LoxP sequences before and after the gene or promoter coding for the reprogramming factor and the gene coding for the reprogramming factor binding to it, after excision into the somatic cell. May be.

また、RNAの形態の場合、miRNA応答性mRNA等と同様に導入することができる。 In the case of RNA, it can be introduced in the same manner as miRNA-responsive mRNA and the like.

iPS細胞誘導のための培養液としては、例えば、10〜15%FBSを含有するDMEM、DMEM/F12又はDME培養液(これらの培養液にはさらに、LIF、ペニシリン/ストレプトマイシン、ピューロマイシン、L-グルタミン、非必須アミノ酸類、β-メルカプトエタノール等を適宜含むことができる。)又は市販の培養液[例えば、マウスES細胞培養用培養液(TX-WES培養液、トロンボX社)、霊長類ES細胞培養用培養液(霊長類ES/iPS細胞用培養液、リプロセル社)、無血清培地(mTeSR、Stemcell Technology社)]等が含まれる。 As a culture medium for iPS cell induction, for example, DMEM containing 10 to 15% FBS, DMEM/F12 or DME culture medium (these culture medium further includes LIF, penicillin/streptomycin, puromycin, L- Glutamine, non-essential amino acids, β-mercaptoethanol and the like can be appropriately contained.) or commercially available culture medium [eg, mouse ES cell culture medium (TX-WES culture medium, Thrombo X), primate ES) Cell culture medium (primate ES/iPS cell culture medium, Reprocell), serum-free medium (mTeSR, Stemcell Technology)] and the like are included.

培養法の例としては、例えば、37℃、5% CO2存在下にて、10%FBS含有DMEM又はDMEM/F12培養液上で体細胞と初期化因子とを接触させ約4〜7日間培養し、その後、細胞をフィーダー細胞(例えば、マイトマイシンC処理STO細胞、SNL細胞等)上にまきなおし、体細胞と初期化因子の接触から約10日後からbFGF含有霊長類ES細胞培養用培養液で培養し、該接触から約30〜約45日又はそれ以上ののちにiPS様コロニーを生じさせることができる。Examples of the culturing method include, for example, in the presence of 5% CO 2 at 37° C., somatic cells and reprogramming factors are contacted on DMEM or DMEM/F12 culture medium containing 10% FBS, and the cells are cultured for about 4 to 7 days. Then, the cells are re-seeded on feeder cells (e.g., mitomycin C-treated STO cells, SNL cells, etc.), and about 10 days after contact of somatic cells and reprogramming factors, with bFGF-containing primate ES cell culture medium. It can be cultured and allowed to develop iPS-like colonies about 30 to about 45 days or more after the contact.

あるいは、37℃、5% CO2存在下にて、フィーダー細胞(例えば、マイトマイシンC処理STO細胞、SNL細胞等)上で10%FBS含有DMEM培養液(これにはさらに、LIF、ペニシリン/ストレプトマイシン、ピューロマイシン、L-グルタミン、非必須アミノ酸類、β-メルカプトエタノール等を適宜含むことができる。)で培養し、約25〜約30日又はそれ以上ののちにES様コロニーを生じさせることができる。望ましくは、フィーダー細胞の代わりに、初期化される体細胞そのものを用いる(Takahashi K, et al. (2009), PLoS One. 4:e8067又
はWO2010/137746)、若しくは細胞外基質(例えば、Laminin-5(WO2009/123349)及びマトリゲル(BD社))を用いる方法が例示される。
この他にも、血清を含有しない培地を用いて培養する方法も例示される(Sun N, et al. (2009), Proc Natl Acad Sci U S A. 106:15720-15725)。さらに、樹立効率を上げるため、低酸素条件(0.1%以上、15%以下の酸素濃度)によりiPS細胞を樹立してもよい(Yoshida Y, et al. (2009), Cell Stem Cell. 5:237-241又はWO2010/013845)。
Alternatively, at 37° C., in the presence of 5% CO 2 , 10% FBS-containing DMEM culture medium on feeder cells (for example, mitomycin C-treated STO cells, SNL cells, etc.) (this further includes LIF, penicillin/streptomycin, It may contain puromycin, L-glutamine, non-essential amino acids, β-mercaptoethanol, etc. as appropriate) to produce ES-like colonies after about 25 to about 30 days or more. .. Desirably, somatic cells to be reprogrammed are used instead of feeder cells (Takahashi K, et al. (2009), PLoS One. 4:e8067 or WO2010/137746), or extracellular matrix (for example, Laminin- 5 (WO2009/123349) and Matrigel (BD) are exemplified.
In addition to this, a method of culturing using a medium containing no serum is also exemplified (Sun N, et al. (2009), Proc Natl Acad Sci US A. 106:15720-15725). Furthermore, iPS cells may be established under hypoxic conditions (oxygen concentration of 0.1% or more and 15% or less) in order to improve the efficiency of establishment (Yoshida Y, et al. (2009), Cell Stem Cell. 5:237. -241 or WO2010/013845).

上記培養の間には、培養開始2日目以降から毎日1回新鮮な培養液と培養液交換を行う。また、核初期化に使用する体細胞の細胞数は、限定されないが、培養ディッシュ100cm2あたり約5×103〜約5×106細胞の範囲である。During the above culture, the culture medium is exchanged with a fresh culture medium once a day from the second day after the start of the culture. The number of somatic cells used for nuclear reprogramming is not limited, but is in the range of about 5×10 3 to about 5×10 6 cells per 100 cm 2 of the culture dish.

iPS細胞は、形成したコロニーの形状により選択することが可能である。一方、体細胞が初期化された場合に発現する遺伝子(例えば、Oct3/4、Nanog)と連動して発現する薬剤耐性遺伝子をマーカー遺伝子として導入した場合は、対応する薬剤を含む培養液(選択培養液)で培養を行うことにより樹立したiPS細胞を選択することができる。また、マーカー遺伝子が蛍光タンパク質遺伝子の場合は蛍光顕微鏡で観察することによって、発光酵素遺伝子の場合は発光基質を加えることによって、また発色酵素遺伝子の場合は発色基質を加えることによって、iPS細胞を選択することができる。 The iPS cells can be selected according to the shape of the formed colonies. On the other hand, when a drug resistance gene that is expressed in association with a gene that is expressed when somatic cells are reprogrammed (eg, Oct3/4, Nanog) is introduced as a marker gene, a culture solution containing the corresponding drug (selection The established iPS cells can be selected by culturing with a culture medium). When the marker gene is a fluorescent protein gene, iPS cells are selected by observing with a fluorescence microscope, in the case of a luminescent enzyme gene, by adding a luminescent substrate, and in the case of a chromogenic enzyme gene, by adding a chromogenic substrate. can do.

本明細書において、「体細胞」とは、卵子、卵母細胞、ES細胞等の生殖系列細胞又は分化全能性細胞を除くあらゆる動物細胞(好ましくは、ヒトを含む哺乳動物細胞)を意味する。体細胞には、非限定的に、胎児(仔)の体細胞、新生児(仔)の体細胞、及び成熟した健全な若しくは疾患性の体細胞のいずれも包含されるし、また、初代培養細胞、継代細胞、及び株化細胞のいずれも包含される。具体的には、体細胞は、例えば(1)神経幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、歯髄幹細胞等の組織幹細胞(体性幹細胞)、(2)組織前駆細胞、(3)リンパ球、上皮細胞、内皮細胞、筋肉細胞、線維芽細胞(皮膚細胞等)、毛細胞、肝細胞、胃粘膜細胞、腸細胞、脾細胞、膵細胞(膵外分泌細胞等)、脳細胞、肺細胞、腎細胞及び脂肪細胞等の分化した細胞等が例示される。 As used herein, the term “somatic cell” refers to any animal cell (preferably mammalian cell including human) except germ line cells such as ova, oocytes, ES cells or totipotent cells. Somatic cells include, but are not limited to, both fetal (pup) somatic cells, neonatal (pup) somatic cells, and mature, healthy or diseased somatic cells, and also primary culture cells. , Passage cells, and established cells are also included. Specifically, somatic cells include, for example, (1) neural stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, tissue stem cells (somatic stem cells) such as dental pulp stem cells, (2) tissue progenitor cells, (3) lymphocytes, epithelium Cells, endothelial cells, muscle cells, fibroblasts (skin cells, etc.), hair cells, hepatocytes, gastric mucosal cells, intestinal cells, spleen cells, pancreatic cells (exocrine pancreatic cells, etc.), brain cells, lung cells, kidney cells And differentiated cells such as adipocytes.

本発明において、体細胞を採取する由来となる哺乳動物個体は特に制限されないが、好ましくはヒトである。得られるiPS細胞がヒトの再生医療用途に使用される場合には、拒絶反応が起こらないという観点から、患者本人又はHLAの型が同一若しくは実質的に同一である他人から体細胞を採取することが特に好ましい。ここでHLAの型が「実質的に同一」とは、免疫抑制剤等の使用により、該体細胞由来のiPS細胞から分化誘導することにより得られた細胞を患者に移植した場合に移植細胞が生着可能な程度にHLAの型が一致していることをいう。例えば、主たるHLA(例えば、HLA-A、HLA-B及びHLA-DRの3遺伝子座、あるいはHLA-Cを加えた4遺伝子座)が同一である場合等が挙げられる(以下同じ)。 In the present invention, the mammalian individual from which somatic cells are collected is not particularly limited, but is preferably human. When the obtained iPS cells are used for regenerative medicine in humans, somatic cells should be collected from the patient himself or another person with the same or substantially the same HLA type from the viewpoint that no rejection reaction occurs. Is particularly preferable. Here, the type of HLA is "substantially the same", by using an immunosuppressant or the like, when the cells obtained by inducing differentiation from the somatic cell-derived iPS cells are transplanted into a patient, the transplanted cells are It means that the HLA types are matched to the extent that they can be engrafted. For example, the case where the main HLA (for example, 3 loci of HLA-A, HLA-B and HLA-DR, or 4 loci including HLA-C) is the same (hereinafter the same) can be mentioned.

(E) 核移植により得られたクローン胚由来のES細胞
ntES細胞は、核移植技術によって作製されたクローン胚由来のES細胞であり、受精卵由来のES細胞とほぼ同じ特性を有している(T. Wakayama et al. (2001), Science, 292:740-743; S. Wakayama et al. (2005), Biol. Reprod., 72:932-936; J. Byrne et al. (2007), Nature, 450:497-502)。すなわち、未受精卵の核を体細胞の核と置換することによって得られたクローン胚由来の胚盤胞の内部細胞塊から樹立されたES細胞がntES(nuclear transfer ES)細胞である。ntES細胞の作製のためには、核移植技術(J.B. Cibelli et al. (1998), Nature Biotechnol., 16:642-646)とES細胞作製技術(上記)との組み合わせが利用される(若山清香ら(2008),実験医学,26巻,5号(増刊), 47〜52頁)。核移植においては、哺乳動物の除核した未受精卵に、体細胞の核を注入し、数時間培養することで初期化することができる。
(E) Clonal embryo-derived ES cells obtained by nuclear transfer
The ntES cell is a cloned embryo-derived ES cell produced by a nuclear transfer technique, and has almost the same characteristics as a fertilized egg-derived ES cell (T. Wakayama et al. (2001), Science, 292:. 740-743; S. Wakayama et al. (2005), Biol. Reprod., 72:932-936; J. Byrne et al. (2007), Nature, 450:497-502). That is, an ES cell established from an inner cell mass of a blastocyst derived from a cloned embryo obtained by replacing the nucleus of an unfertilized egg with the nucleus of a somatic cell is an ntES (nuclear transfer ES) cell. For the production of ntES cells, a combination of a nuclear transfer technique (JB Cibelli et al. (1998), Nature Biotechnol., 16:642-646) and an ES cell production technique (above) is used (Seika Wakayama. Et al. (2008), Experimental Medicine, Vol. 26, No. 5 (Special Issue), pages 47-52). In nuclear transfer, somatic cell nuclei are injected into unfertilized ova of a mammal that have undergone enucleation, and can be initialized by culturing for several hours.

(F) Multilineage-differentiating Stress Enduring cells(Muse細胞)
Muse細胞は、WO2011/007900に記載された方法にて製造された多能性幹細胞であり、詳細には、線維芽細胞又は骨髄間質細胞を長時間トリプシン処理、好ましくは8時間又は16時間トリプシン処理した後、浮遊培養することで得られる多能性を有した細胞であり、SSEA-3及びCD105が陽性である。
(F) Multilineage-differentiating Stress Enduring cells (Muse cells)
Muse cells are pluripotent stem cells produced by the method described in WO2011/007900, specifically, trypsin treatment of fibroblasts or bone marrow stromal cells for a long time, preferably 8 hours or 16 hours trypsin. It is a pluripotent cell obtained by suspension culture after treatment and is positive for SSEA-3 and CD105.

2.神経前駆細胞の製造方法
本発明はまた、本発明の選別方法の工程(1)の前に、多能性幹細胞から神経前駆細胞を分化誘導する工程を含む、神経前駆細胞の製造方法(以下「本発明の製造方法」と略記する場合がある)を提供する。
2. Method for producing neural progenitor cells The present invention also includes a step of inducing differentiation of neural progenitor cells from pluripotent stem cells before step (1) of the selection method of the present invention, a method for producing neural progenitor cells (hereinafter referred to as " The production method of the present invention" may be abbreviated).

2−1.ドーパミン神経前駆細胞の分化誘導方法
本発明で使用されるドーパミン神経前駆細胞を得る方法としては、特に限定されず、生体から直接採取してもよいが、大量にドーパミン神経前駆細胞を得るという観点からは、多能性幹細胞を出発材料として分化誘導することが好ましい。
多能性幹細胞からドーパミン神経前駆細胞を分化誘導する方法は、特に限定されないが、例えば、(i)多能性幹細胞をBMP阻害剤、TGFβ阻害剤、SHHシグナル刺激剤、FGF8及びGSK3β阻害剤から成る群より選択される試薬を含む培養液中で細胞外基質上にて接着培養する工程、及び(ii)前記工程(i)で得られた細胞を神経栄養因子を含む培養液中で浮遊培養する工程により、ドーパミン神経前駆細胞を分化誘導する方法などが挙げられる(WO2015/034012)。
2-1. Method for inducing differentiation of dopamine neural progenitor cells The method for obtaining the dopamine neural progenitor cells used in the present invention is not particularly limited and may be directly collected from the living body, but from the viewpoint of obtaining a large amount of dopamine neural progenitor cells. It is preferable to induce differentiation using pluripotent stem cells as a starting material.
The method for inducing differentiation of dopaminergic neural progenitor cells from pluripotent stem cells is not particularly limited, but, for example, (i) pluripotent stem cells can be selected from BMP inhibitor, TGFβ inhibitor, SHH signal stimulant, FGF8 and GSK3β inhibitor. Adherent culture on an extracellular matrix in a culture medium containing a reagent selected from the group consisting of: (ii) suspension culture of the cells obtained in the step (i) in a culture medium containing a neurotrophic factor A method of inducing differentiation of dopaminergic neural progenitor cells according to the step (WO2015/034012).

<細胞外基質>
本明細書において、「細胞外基質」とは、細胞の外に存在する超分子構造体を意味し、天然由来であっても、人工物(組換え体)であってもよい。例えば、コラーゲン、プロテオグリカン、フィブロネクチン、ヒアルロン酸、テネイシン、エンタクチン、エラスチン、フィブリリン及びラミニンといった物質又はこれらの断片が挙げられる。これらの細胞外基質は、組み合わせて用いられてもよく、例えば、BD Matrigel(商標)などの細胞からの調製物であってもよい。好ましくは、ラミニン又はその断片である。本発明においてラミニンとは、α鎖、β鎖、γ鎖をそれぞれ1本ずつ持つヘテロ三量体構造を有するタンパク質であり、特に限定されないが、例えば、α鎖は、α1、α2、α3、α4又はα5であり、β鎖は、β1、β2又はβ3であり、ならびにγ鎖は、γ1、γ2又はγ3が例示される。より好ましくは、α5、β1及びγ1からなるラミニン511である。本発明では、ラミニンは断片であってもよく、インテグリン結合活性を有している断片であれば、特に限定されないが、例えば、エラスターゼにて消化して得られる断片であるE8フラグメントであってもよい。従って、本発明では、WO2011/043405に記載されたラミニン511E8(好ましくはヒトラミニン511E8)が例示される。
<Extracellular matrix>
In the present specification, the “extracellular matrix” means a supramolecular structure existing outside the cell, which may be derived from nature or an artificial product (recombinant). Examples thereof include substances such as collagen, proteoglycan, fibronectin, hyaluronic acid, tenascin, entactin, elastin, fibrillin and laminin, or fragments thereof. These extracellular matrices may be used in combination, eg preparations from cells such as BD Matrigel™. Laminin or a fragment thereof is preferable. In the present invention, laminin is a protein having a heterotrimeric structure having one α chain, one β chain, and one γ chain, and is not particularly limited. For example, α chain is α1, α2, α3, α4. Or α5, the β chain is β1, β2 or β3, and the γ chain is γ1, γ2 or γ3. More preferably, it is laminin 511 consisting of α5, β1 and γ1. In the present invention, laminin may be a fragment and is not particularly limited as long as it is a fragment having integrin-binding activity, for example, E8 fragment which is a fragment obtained by digestion with elastase. Good. Therefore, in the present invention, laminin 511E8 (preferably human laminin 511E8) described in WO2011/043405 is exemplified.

<BMP阻害剤>
本発明において使用されるBMP阻害剤としては、Chordin、Noggin、Follistatin、などのタンパク質性阻害剤、Dorsomorphin (すなわち、6-[4-(2-piperidin-1-yl-ethoxy)phenyl]-3-pyridin-4-yl-pyrazolo[1,5-a]pyrimidine)、その誘導体 (P. B. Yu et al. (2007), Circulation, 116:II_60; P.B. Yu et al. (2008), Nat. Chem. Biol., 4:33-41; J. Hao et al. (2008), PLoS ONE, 3(8):e2904)及びLDN193189(すなわち、4-(6-(4-(piperazin-1-yl)phenyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidin-3-yl)quinoline)などが挙げられる。Dorsomorphin及びLDN193189は市販されており、それぞれSigma-Aldrich社及びStemgent社から入手可能である。好ましくは、LDN193189である。
<BMP inhibitor>
Examples of the BMP inhibitor used in the present invention include proteinaceous inhibitors such as Chordin, Noggin, Follistatin, and Dorsomorphin (that is, 6-[4-(2-piperidin-1-yl-ethoxy)phenyl]-3- pyridin-4-yl-pyrazolo[1,5-a]pyrimidine) and its derivatives (PB Yu et al. (2007), Circulation, 116:II_60; PB Yu et al. (2008), Nat. Chem. Biol. , 4:33-41; J. Hao et al. (2008), PLoS ONE, 3(8):e2904) and LDN193189 (ie 4-(6-(4-(piperazin-1-yl)phenyl)pyrazolo [1,5-a]pyrimidin-3-yl)quinoline) and the like. Dorsomorphin and LDN193189 are commercially available and are available from Sigma-Aldrich and Stemgent, respectively. LDN193189 is preferable.

培養液中におけるLDN193189の濃度は、BMPを阻害する濃度であれば特に限定されないが、例えば、1nM、10nM、50nM、100nM、500nM、750nM、1μM、2μM、3μM、4μM、5μM、6μM、7μM、8μM、9μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、40μM、50μMであるがこれらに限定されない。好ましくは、100nMである。 The concentration of LDN193189 in the culture medium is not particularly limited as long as it is a concentration that inhibits BMP, for example, 1 nM, 10 nM, 50 nM, 100 nM, 500 nM, 750 nM, 1 μM, 2 μM, 3 μM, 4 μM, 5 μM, 6 μM, 7 μM, It is, but not limited to, 8 μM, 9 μM, 10 μM, 15 μM, 20 μM, 25 μM, 30 μM, 40 μM, 50 μM. Preferably, it is 100 nM.

<TGFβ阻害剤>
本明細書において、「TGFβ阻害剤」とは、TGFβの受容体への結合からSMADへと続くシグナル伝達を阻害する物質を意味し、受容体であるALKファミリーへの結合を阻害する物質、又はALKファミリーによるSMADのリン酸化を阻害する物質が挙げられ、例えば、Lefty-1(NCBI Accession No.として、マウス:NM_010094、ヒト:NM_020997が例示される)、SB431542、SB202190(以上、R.K.Lindemann et al., Mol. Cancer, 2003, 2:20)、SB505124 (GlaxoSmithKline)、 NPC30345、SD093、SD908、SD208 (Scios)、LY2109761、LY364947、 LY580276 (Lilly Research Laboratories)、A83-01(WO 2009146408)及びこれらの誘導体などが例示される。好ましくは、A83-01である。
<TGFβ inhibitor>
In the present specification, the “TGFβ inhibitor” means a substance that inhibits signal transduction from binding of TGFβ to a receptor and subsequent to SMAD, a substance that inhibits binding to a receptor ALK family, or Examples include substances that inhibit phosphorylation of SMAD by the ALK family, for example, Lefty-1 (NCBI Accession No. is exemplified by mouse: NM_010094, human: NM_020997), SB431542, SB202190 (above, RKLindemann et al. , Mol. Cancer, 2003, 2:20), SB505124 (GlaxoSmithKline), NPC30345, SD093, SD908, SD208 (Scios), LY2109761, LY364947, LY580276 (Lilly Research Laboratories), A83-01 (WO 2009146408) and derivatives thereof. Are exemplified. A83-01 is preferred.

培養液中におけるA83-01の濃度は、ALK5を阻害する濃度であれば特に限定されないが、例えば、1nM、10nM、50nM、100nM、500nM、750nM、1μM、2μM、3μM、4μM、5μM、6μM、7μM、8μM、9μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、40μM、50μMであるがこれらに限定されない。好ましくは、500nM〜5μMであり、より好ましくは、500nMである。 The concentration of A83-01 in the culture medium is not particularly limited as long as it is a concentration that inhibits ALK5, for example, 1 nM, 10 nM, 50 nM, 100 nM, 500 nM, 750 nM, 1 μM, 2 μM, 3 μM, 4 μM, 5 μM, 6 μM, 7 μM, 8 μM, 9 μM, 10 μM, 15 μM, 20 μM, 25 μM, 30 μM, 40 μM, 50 μM, but not limited thereto. It is preferably 500 nM to 5 μM, more preferably 500 nM.

<SHHシグナル刺激剤>
本明細書において、「SHH(Sonic hedgehog)シグナル刺激剤」とは、SHHが受容体であるPatched (Ptch1)に結合して引き起こされるSmoothened (Smo)の脱抑制及びさらに続くGli2の活性化を引き起こす物質を意味し、例えば、SHH、Hh-Ag1.5 (Li, X., e t al., Nature Biotechnology, 23, 215〜 221 (2005).)、Smoothened Agonist, SAG (N-Methyl-N’-(3-pyridinylbenzyl)-N’-(3-chlorobenzo[b]thiophene-2-carbonyl)-1,4-diaminocyclohexane)、20a-hydroxycholesterol、Purmorphamine及びこれらの誘導体などが例示される(Stanton BZ, Peng LF., Mol Biosyst. 6:44-54, 2010)。好ましくは、Purmorphamineである。
<SHH signal stimulant>
As used herein, the term “SHH (Sonic hedgehog) signal stimulant” causes deinhibition of Smoothened (Smo) caused by binding of SHH to a receptor Patched (Ptch1) and further activation of Gli2. Means a substance, for example, SHH, Hh-Ag1.5 (Li, X., et al., Nature Biotechnology, 23, 215-221 (2005).), Smoothened Agonist, SAG (N-Methyl-N'- (3-pyridinylbenzyl)-N'-(3-chlorobenzo[b]thiophene-2-carbonyl)-1,4-diaminocyclohexane), 20a-hydroxycholesterol, Purmorphamine and their derivatives are exemplified (Stanton BZ, Peng LF ., Mol Biosyst. 6:44-54, 2010). Preferred is Purmorphamine.

培養液中におけるPurmorphamineの濃度は、Gli2を活性化する濃度であれば特に限定されないが、例えば、1nM、10nM、50nM、100nM、500nM、750nM、1μM、2μM、3μM、4μM、5μM、6μM、7μM、8μM、9μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、40μM、50μMであるがこれらに限定されない。好ましくは、2μMである。 The concentration of Purmorphamine in the culture solution is not particularly limited as long as it is a concentration that activates Gli2, for example, 1 nM, 10 nM, 50 nM, 100 nM, 500 nM, 750 nM, 1 μM, 2 μM, 3 μM, 4 μM, 5 μM, 6 μM, 7 μM. , 8 μM, 9 μM, 10 μM, 15 μM, 20 μM, 25 μM, 30 μM, 40 μM, 50 μM, but not limited thereto. It is preferably 2 μM.

<GSK3β阻害剤>
本明細書において、「GSK3β阻害剤」とは、GSK-3βタンパク質のキナーゼ活性(例えば、βカテニンに対するリン酸化能)を阻害する物質として定義され、既に多数のものが知られているが、例えば、インジルビン誘導体であるBIO(別名、GSK-3β阻害剤IX;6-ブロモインジルビン3'-オキシム)、マレイミド誘導体であるSB216763(3-(2,4-ジクロロフェニル)-4-(1-メチル-1H-インドール-3-イル)-1H-ピロール-2,5-ジオン)、フェニルαブロモメチルケトン化合物であるGSK-3β阻害剤VII(4-ジブロモアセトフェノン)、細胞膜透過型のリン酸化ペプチドであるL803-mts(別名、GSK-3βペプチド阻害剤;Myr-N-GKEAPPAPPQpSP-NH2(配列番号1))及び高い選択性を有するCHIR99021(6-[2-[4-(2,4-Dichlorophenyl)-5-(4-methyl-1H-imidazol-2-yl)pyrimidin-2-ylamino]ethylamino]pyridine-3-carbonitrile)が挙げられる。これらの化合物は、例えばCalbiochem社やBiomol社等から市販されており容易に利用することが可能であるが、他の入手先から入手してもよく、あるいはまた自ら作製してもよい。本発明で使用されるGSK-3β阻害剤は、好ましくは、CHIR99021である。
<GSK3β inhibitor>
In the present specification, the “GSK3β inhibitor” is defined as a substance that inhibits the kinase activity of GSK-3β protein (eg, phosphorylation ability for β-catenin), and many are already known. , Indirubin derivative BIO (also known as GSK-3β inhibitor IX; 6-bromoindirubin 3'-oxime), maleimide derivative SB216763 (3-(2,4-dichlorophenyl)-4-(1-methyl- 1H-indol-3-yl)-1H-pyrrole-2,5-dione), GSK-3β inhibitor VII (4-dibromoacetophenone), which is a phenyl α-bromomethylketone compound, and a cell membrane-permeable phosphorylated peptide L803-mts (also known as GSK-3β peptide inhibitor; Myr-N-GKEAPPAPPQpSP-NH 2 (SEQ ID NO: 1)) and CHIR99021 (6-[2-[4-(2,4-Dichlorophenyl)) with high selectivity -5-(4-methyl-1H-imidazol-2-yl)pyrimidin-2-ylamino]ethylamino]pyridine-3-carbonitrile). These compounds are commercially available, for example, from Calbiochem, Biomol, etc. and can be easily used, but they may be obtained from other sources or may be prepared by themselves. The GSK-3β inhibitor used in the present invention is preferably CHIR99021.

培養液中におけるCHIR99021の濃度は、例えば、1nM、10nM、50nM、100nM、500nM、750nM、1μM、2μM、3μM、4μM、5μM、6μM、7μM、8μM、9μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、40μM、50μMであるがこれらに限定されない。好ましくは、1μMである。 The concentration of CHIR99021 in the culture medium is, for example, 1 nM, 10 nM, 50 nM, 100 nM, 500 nM, 750 nM, 1 μM, 2 μM, 3 μM, 4 μM, 5 μM, 6 μM, 7 μM, 8 μM, 9 μM, 10 μM, 15 μM, 20 μM, 25 μM, 30 μM. , 40 μM, 50 μM, but not limited thereto. Preferably, it is 1 μM.

<FGF8>
本発明において使用されるFGF8としては、特に限定されないが、ヒトFGF8の場合、FGF8a、FGF8b、FGF8e又はFGF8fの4つのスプライシングフォームが挙げられ、好ましくは、FGF8bである。FGF8は、例えばWako社やR&D systems社等から市販されており容易に利用することが可能であるが、当業者に公知の方法によって細胞へ強制発現させることによって得ることもできる。
<FGF8>
The FGF8 used in the present invention is not particularly limited, but in the case of human FGF8, four splicing forms of FGF8a, FGF8b, FGF8e or FGF8f can be mentioned, and FGF8b is preferable. FGF8 is commercially available from, for example, Wako or R&D systems, and can be easily used, but it can also be obtained by forcedly expressing it in cells by a method known to those skilled in the art.

培養液中におけるFGF8の濃度は、例えば、1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、50ng/ml、100ng/ml、150 ng/ml、200ng/ml、250ng/ml、500ng/ml、1000ng/ml、2000ng/ml、5000ng/mlであるがこれらに限定されない。好ましくは、100ng/mlである。 The concentration of FGF8 in the culture medium is, for example, 1 ng/ml, 5 ng/ml, 10 ng/ml, 50 ng/ml, 100 ng/ml, 150 ng/ml, 200 ng/ml, 250 ng/ml, 500 ng/ml, 1000 ng/ml. ml, 2000 ng/ml, 5000 ng/ml, but not limited to these. It is preferably 100 ng/ml.

<神経栄養因子>
本明細書において、「神経栄養因子」とは、運動ニューロンの生存と機能維持に重要な役割を果たしている膜受容体へのリガンドを意味し、例えば、Nerve Growth Factor (NGF)、Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF)、Neurotrophin 3 (NT-3)、Neurotrophin 4/5 (NT-4/5)、Neurotrophin 6 (NT-6)、basic FGF、acidic FGF、FGF-5、Epidermal Growth Factor (EGF)、Hepatocyte Growth Factor (HGF)、Insulin、Insulin Like Growth Factor 1 (IGF 1)、Insulin Like Growth Factor 2 (IGF 2)、Glia cell line-derived Neurotrophic Factor (GDNF)、TGF-b2、TGF-b3、Interleukin 6 (IL-6)、Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF)及びLIFなどが挙げられる。好ましい神経栄養因子は、GDNF及び/又はBDNFである。神経栄養因子は、例えばWako社やR&D systems社等から市販されており容易に利用することが可能であるが、当業者に公知の方法によって細胞へ強制発現させることによって得ることもできる。
<Neurotrophic factor>
As used herein, the term “neurotrophic factor” means a ligand for a membrane receptor that plays an important role in survival and function maintenance of motor neurons, and includes, for example, Nerve Growth Factor (NGF), Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF), Neurotrophin 3 (NT-3), Neurotrophin 4/5 (NT-4/5), Neurotrophin 6 (NT-6), basic FGF, acidic FGF, FGF-5, Epidermal Growth Factor (EGF), Hepatocyte Growth Factor (HGF), Insulin, Insulin Like Growth Factor 1 (IGF 1), Insulin Like Growth Factor 2 (IGF 2), Glia cell line-derived Neurotrophic Factor (GDNF), TGF-b2, TGF-b3, Interleukin 6 (IL-6), Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) and LIF. The preferred neurotrophic factor is GDNF and/or BDNF. The neurotrophic factor is commercially available from, for example, Wako or R&D systems, and can be easily used, but it can also be obtained by forcedly expressing it in cells by a method known to those skilled in the art.

培養液中におけるGDNF1の濃度は、例えば、0.1ng/ml、0.5ng/ml、1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、15 ng/ml、20ng/ml、25ng/ml、30 ng/ml、40ng/ml、50ng/ml、100 ng/ml、200ng/ml、500ng/mlであるがこれらに限定されない。好ましくは、10ng/mlである。 The concentration of GDNF1 in the culture solution is, for example, 0.1 ng/ml, 0.5 ng/ml, 1 ng/ml, 5 ng/ml, 10 ng/ml, 15 ng/ml, 20 ng/ml, 25 ng/ml, 30 ng/ml. , 40 ng/ml, 50 ng/ml, 100 ng/ml, 200 ng/ml, 500 ng/ml, but are not limited thereto. It is preferably 10 ng/ml.

培養液中におけるBDNF1の濃度は、例えば、0.1ng/ml、0.5ng/ml、1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、15 ng/ml、20ng/ml、25ng/ml、30 ng/ml、40ng/ml、50ng/ml、100 ng/ml、200ng/ml、500ng/mlであるがこれらに限定されない。好ましくは、20ng/mlである。 The concentration of BDNF1 in the culture solution is, for example, 0.1 ng/ml, 0.5 ng/ml, 1 ng/ml, 5 ng/ml, 10 ng/ml, 15 ng/ml, 20 ng/ml, 25 ng/ml, 30 ng/ml. , 40 ng/ml, 50 ng/ml, 100 ng/ml, 200 ng/ml, 500 ng/ml, but are not limited thereto. It is preferably 20 ng/ml.

<工程(i)>
工程(i)で用いる培養液は、動物細胞の培養に用いられる培地を基礎培地として調製することができる。基礎培地としては、例えば、Glasgow's Minimal Essential Medium(GMEM)培地、IMDM培地、Medium 199培地、Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM)培地、αMEM培地、Dulbecco's modified Eagle's Medium (DMEM)培地、Ham's F12培地、RPMI 1640培地、Fischer's培地、Neurobasal Medium(ライフテクノロジーズ)及びこれらの混合培地などが包含される。好ましくは、GMEM培地である。培地には、血清が含有されていてもよいし、あるいは無血清でもよい。必要に応じて、培地は、例えば、アルブミン、トランスフェリン、Knockout Serum Replacement(KSR)(ES細胞培養時のFBSの血清代替物)、N2サプリメント(Invitrogen)、B27サプリメント(Invitrogen)、脂肪酸、インスリン、コラーゲン前駆体、微量元素、2-メルカプトエタノール、3'-チオールグリセロールなどの1つ以上の血清代替物を含んでもよいし、脂質、アミノ酸、L-グルタミン、Glutamax(Invitrogen)、非必須アミノ酸、ビタミン、増殖因子、低分子化合物、抗生物質、抗酸化剤、ピルビン酸、緩衝剤、無機塩類などの1つ以上の物質も含有し得る。好ましい培養液は、KSR、2-メルカプトエタノール、非必須アミノ酸及びピルビン酸を含有するGMEM培地である。この培養液へ適宜BMP阻害剤、TGFβ阻害剤、SHHシグナル刺激剤、FGF8及びGSK3β阻害剤から成る群より選択される試薬を加えて培養することができる。
<Process (i)>
The culture medium used in step (i) can be prepared using a medium used for culturing animal cells as a basal medium. As the basal medium, for example, Glasgow's Minimal Essential Medium (GMEM) medium, IMDM medium, Medium 199 medium, Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) medium, αMEM medium, Dulbecco's modified Eagle's Medium (DMEM) medium, Ham's F12 medium, RPMI 1640. The medium, Fischer's medium, Neurobasal Medium (Life Technologies), a mixed medium thereof and the like are included. Preferred is GMEM medium. The medium may contain serum or may be serum-free. If necessary, the medium includes, for example, albumin, transferrin, Knockout Serum Replacement (KSR) (serum substitute of FBS during ES cell culture), N2 supplement (Invitrogen), B27 supplement (Invitrogen), fatty acid, insulin, collagen. It may contain one or more serum substitutes such as precursors, trace elements, 2-mercaptoethanol, 3'-thiol glycerol, lipids, amino acids, L-glutamine, Glutamax (Invitrogen), non-essential amino acids, vitamins, It may also contain one or more substances such as growth factors, small molecules, antibiotics, antioxidants, pyruvic acid, buffers, inorganic salts and the like. A preferred culture medium is a GMEM medium containing KSR, 2-mercaptoethanol, non-essential amino acids and pyruvic acid. It is possible to culture by appropriately adding a reagent selected from the group consisting of BMP inhibitor, TGFβ inhibitor, SHH signal stimulant, FGF8 and GSK3β inhibitor to this culture solution.

工程(i)において、細胞外基質上にて接着培養するとは、細胞外基質によりコーティング処理された培養容器を用いて培養することによって行い得る。コーティング処理は、細胞外基質を含有する溶液を培養容器に入れた後、当該溶液を適宜除くことによって行い得る。 In the step (i), the adherent culture on the extracellular matrix can be carried out by culturing using an incubation vessel coated with the extracellular matrix. The coating treatment can be performed by placing a solution containing an extracellular matrix in a culture vessel and then removing the solution as appropriate.

工程(i)の培養期間は、特に限定されないが、少なくとも10日間行われることが望ましい。より好ましくは、12日間から21日間であり、さらに好ましくは、12日間から14日間である。 The culture period of step (i) is not particularly limited, but it is desirable that the culture is performed for at least 10 days. More preferably, it is 12 to 21 days, still more preferably 12 to 14 days.

工程(i)の培養条件について、培養温度は、特に限定されないが、約30〜40℃、好ましくは約37℃であり、CO2含有空気の雰囲気下で培養が行われ、CO2濃度は、好ましくは約2〜5%である。O2濃度は、通常の空気中におけるO2濃度であってもよく、あるいは、通常以上の高酸素条件であっても通常以下の低酸素条件であってもよい。本明細書において、高酸素条件とは、25%以上のO2濃度、30%以上のO2濃度、35%以上のO2濃度、又は40%以上のO2濃度が例示される。低酸素条件とは、10%以下のO2濃度、5%以下のO2濃度、4%以下のO2濃度、3%以下のO2濃度、2%以下のO2濃度、又は1%以下のO2濃度が例示される。Regarding the culture conditions of step (i), the culture temperature is not particularly limited, but is about 30 to 40° C., preferably about 37° C., the culture is performed under an atmosphere of CO 2 -containing air, and the CO 2 concentration is It is preferably about 2-5%. O 2 concentration may be O 2 concentration in normal air, or generally may be less hypoxic conditions even at high oxygen conditions than usual. In the present specification, the high oxygen condition is exemplified by an O 2 concentration of 25% or more, an O 2 concentration of 30% or more, an O 2 concentration of 35% or more, or an O 2 concentration of 40% or more. The hypoxic conditions, 10% or less of O 2 concentration, O 2 concentration of 5% or less, 4% or less of O 2 concentration, O 2 concentration of 3%, 2% or less O 2 concentration, or 1% or less The O 2 concentration of is exemplified.

<工程(ii)>
工程(ii)で用いる培養液は、動物細胞の培養に用いられる培地を基礎培地として調製することができる。基礎培地としては、例えば、上記工程(i)で記載したものと同様のものが挙げられる。好ましくは、Neurobasal Mediumである。培地には、血清が含有されていてもよいし、あるいは無血清でもよい。必要に応じて、培地は、例えば、アルブミン、トランスフェリン、Knockout Serum Replacement(KSR)(ES細胞培養時のFBSの血清代替物)、N2サプリメント(Invitrogen)、B27サプリメント(Invitrogen)、脂肪酸、インスリン、コラーゲン前駆体、微量元素、2-メルカプトエタノール、3'-チオールグリセロールなどの1つ以上の血清代替物を含んでもよいし、脂質、アミノ酸、L-グルタミン、Glutamax(Invitrogen)、非必須アミノ酸、ビタミン、増殖因子、低分子化合物、抗生物質、抗酸化剤、ピルビン酸、緩衝剤、無機塩類、核酸(例えば、Dibutyryl cyclic AMP(dbcAMP))などの1つ以上の物質も含有し得る。好ましい培養液は、B27サプリメント、アスコルビン酸及びdbcAMPを含有するNeurobasal Mediumである。この培養液へ適宜神経栄養因子を加えて培養することができる。
<Step (ii)>
The culture medium used in step (ii) can be prepared by using a medium used for culturing animal cells as a basal medium. Examples of the basal medium include the same as those described in step (i) above. Preferably, it is Neurobasal Medium. The medium may contain serum or may be serum-free. If necessary, the medium includes, for example, albumin, transferrin, Knockout Serum Replacement (KSR) (serum substitute of FBS during ES cell culture), N2 supplement (Invitrogen), B27 supplement (Invitrogen), fatty acid, insulin, collagen. It may contain one or more serum substitutes such as precursors, trace elements, 2-mercaptoethanol, 3'-thiol glycerol, lipids, amino acids, L-glutamine, Glutamax (Invitrogen), non-essential amino acids, vitamins, It may also contain one or more substances such as growth factors, small molecules, antibiotics, antioxidants, pyruvate, buffers, inorganic salts, nucleic acids such as Dibutyryl cyclic AMP (dbcAMP). A preferred culture medium is Neurobasal Medium containing B27 supplement, ascorbic acid and dbcAMP. Neurotrophic factors can be appropriately added to this culture medium for culturing.

工程(ii)における、浮遊培養とは、細胞を培養容器へ非接着の状態で培養することであり、特に限定はされないが、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)されていない培養容器、若しくは、人工的に接着を抑制する処理(例えば、ポリヒドロキシエチルメタクリル酸(poly-HEMA)、非イオン性の界面活性ポリオール(Pluronic F-127等)又はリン脂質類似構造物(例えば、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを構成単位とする水溶性ポリマー(Lipidure))によるコーティング処理した培養容器を使用して行うことができる。 In the step (ii), the floating culture is culturing cells in a non-adhesive state in a culture vessel, and is not particularly limited, but is artificially treated for the purpose of improving the adhesiveness with cells (for example, A culture container that is not coated with an extracellular matrix or the like, or a treatment that artificially suppresses adhesion (for example, polyhydroxyethylmethacrylic acid (poly-HEMA), nonionic surface-active polyol (Pluronic F-127). Etc.) or a phospholipid-like structure (for example, a water-soluble polymer (Lipidure) having 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine as a constitutional unit) is used for the coating treatment.

工程(ii)の培養期間は、特に限定されないが、少なくとも7日間行われることが望ましい。より好ましくは、7日間から30日間であり、さらに好ましくは、14日間から21日間、又は14日間から16日間であり、さらにより好ましくは、16日間である。 The culture period of step (ii) is not particularly limited, but it is desirable that the culture period be at least 7 days. It is more preferably 7 days to 30 days, still more preferably 14 days to 21 days, or 14 days to 16 days, and even more preferably 16 days.

工程(ii)の培養条件(培養温度、CO2濃度、O2濃度)は、工程(i)の培養条件と同様である。The culture conditions (culture temperature, CO 2 concentration, O 2 concentration) in step (ii) are the same as the culture conditions in step (i).

2−2.大脳皮質神経前駆細胞の分化誘導方法
本発明で使用される大脳皮質神経前駆細胞を得る方法としては、特に限定されず、生体から直接採取してもよいが、大量に大脳皮質神経前駆細胞を得るという観点からは、多能性幹細胞を出発材料として製造することが好ましい。
多能性幹細胞から大脳皮質神経前駆細胞を分化誘導する方法は、特に限定されないが、例えば、(i)多能性幹細胞をTGFβ阻害剤、bFGF、Wnt阻害剤及び/又はBMP阻害剤を含む培養液中で浮遊培養する工程、及び(ii)前記工程(i)で得られた細胞をさらに培養する工程により、大脳皮質神経前駆細胞を分化誘導する方法などが挙げられる(WO2016/167372)。
2-2. Method for inducing differentiation of cerebral cortical neural progenitor cells The method for obtaining cerebral cortical neural progenitor cells used in the present invention is not particularly limited and may be directly collected from a living body, but cerebral cortical neural progenitor cells are obtained in large quantities From this point of view, it is preferable to produce pluripotent stem cells as a starting material.
The method for inducing differentiation of cerebral cortical neural progenitor cells from pluripotent stem cells is not particularly limited, but, for example, (i) culture of pluripotent stem cells containing TGFβ inhibitor, bFGF, Wnt inhibitor and/or BMP inhibitor Examples thereof include a method of inducing differentiation of cerebral cortical neural progenitor cells by a step of suspension culture in a liquid, and (ii) a step of further culturing the cells obtained in the step (i) (WO2016/167372).

<TGFβ阻害剤>
「TGFβ阻害剤」とは、前述した通りであり、TGFβ阻害剤としては、例えば、ドーパミン神経前駆細胞の製造方法で記載したものと同様のものが挙げられる。本工程で使用されるTGFβ阻害剤は、好ましくは、SB431542又はA-83-01である。
<TGFβ inhibitor>
The “TGFβ inhibitor” is as described above, and examples of the TGFβ inhibitor include the same ones as those described in the method for producing dopamine neural progenitor cells. The TGFβ inhibitor used in this step is preferably SB431542 or A-83-01.

培養液中におけるSB431542の濃度は、ALK5を阻害する濃度であれば特に限定されないが、例えば、100nM、500nM、750nM、1μM、2μM、3μM、4μM、5μM、6μM、7μM、8μM、9μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、40μM、50μM、60μM、70μM、80μM、90μM、100μM、500μM、1mM、であるがこれらに限定されない。好ましくは、1μM〜100μMであり、より好ましくは、10μMである。培養液中におけるA-83-01の濃度は、ALK5を阻害する濃度であれば特に限定されないが、例えば、1nM、10nM、50nM、100nM、500nM、750nM、1μM、2μM、3μM、4μM、5μM、6μM、7μM、8μM、9μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、40μM、50μMであるがこれらに限定されない。好ましくは、500nM〜5μMであり、より好ましくは、500nM〜2μMである。 The concentration of SB431542 in the culture medium is not particularly limited as long as it is a concentration that inhibits ALK5, for example, 100 nM, 500 nM, 750 nM, 1 μM, 2 μM, 3 μM, 4 μM, 5 μM, 6 μM, 7 μM, 8 μM, 9 μM, 10 μM, 15 μM, 20 μM, 25 μM, 30 μM, 40 μM, 50 μM, 60 μM, 70 μM, 80 μM, 90 μM, 100 μM, 500 μM, 1 mM, but not limited to these. It is preferably 1 μM to 100 μM, more preferably 10 μM. The concentration of A-83-01 in the culture medium is not particularly limited as long as it is a concentration that inhibits ALK5, for example, 1 nM, 10 nM, 50 nM, 100 nM, 500 nM, 750 nM, 1 μM, 2 μM, 3 μM, 4 μM, 5 μM, 6 μM, 7 μM, 8 μM, 9 μM, 10 μM, 15 μM, 20 μM, 25 μM, 30 μM, 40 μM, 50 μM, but not limited thereto. It is preferably 500 nM to 5 μM, more preferably 500 nM to 2 μM.

<bFGF>
本明細書において、bFGFは、FGF2とも称し、例えばWako社やInvitrogen社等から市販されており容易に利用することが可能であるが、当業者に公知の方法によって細胞へ強制発現によって得ることもできる。
<bFGF>
In the present specification, bFGF is also referred to as FGF2, and it is commercially available from, for example, Wako or Invitrogen and can be easily used, but it can also be obtained by forced expression into cells by a method known to those skilled in the art. it can.

培養液中におけるbFGFの濃度は、例えば、0.1ng/ml、0.5ng/ml、1ng/ml、2ng/ml、3ng/ml、4ng/ml、5ng/ml、6ng/ml、7ng/ml、8ng/ml、9ng/ml、10ng/ml、20ng/ml、30ng/ml、40ng/ml、50ng/ml、60ng/ml、70ng/ml、80ng/ml、90ng/ml、100ng/ml、500ng/ml、1000ng/mlであるがこれらに限定されない。好ましくは、1ng/ml〜100ng/mlであり、より好ましくは、10ng/mlである。 The concentration of bFGF in the culture medium is, for example, 0.1 ng/ml, 0.5 ng/ml, 1 ng/ml, 2 ng/ml, 3 ng/ml, 4 ng/ml, 5 ng/ml, 6 ng/ml, 7 ng/ml, 8 ng. /Ml, 9ng/ml, 10ng/ml, 20ng/ml, 30ng/ml, 40ng/ml, 50ng/ml, 60ng/ml, 70ng/ml, 80ng/ml, 90ng/ml, 100ng/ml, 500ng/ml , 1000 ng/ml, but not limited to these. It is preferably 1 ng/ml to 100 ng/ml, more preferably 10 ng/ml.

<Wnt阻害剤>
本明細書において、「Wnt阻害剤」とは、Wntの産生を抑制する物質、又はWntの受容体への結合からβカテニンの蓄積へと続くシグナル伝達を阻害する物質を意味し、受容体であるFrizzledファミリーへの結合を阻害する物質、又はβカテニンの分解を促進する物質などが挙げられる。このようなWnt阻害剤としては、例えば、DKK1タンパク質(例えば、ヒトの場合、NCBIのアクセッション番号:NM_012242)、スクレロスチン(例えば、ヒトの場合、NCBIのアクセッション番号:NM_025237)、IWR-1(Merck Millipore)、IWP-2(Sigma-Aldrich)、IWP-3(Sigma-Aldrich)、IWP-4(Sigma-Aldrich)、IWP-L6(EMD Millipore)、C59(又は、Wnt-C59)(Cellagen technology)、ICG-001(Cellagen Technology)、LGK-974(又は、NVP-LGK-974)(Cellagen Technology)、FH535(Sigma-Aldrich)、WIKI4(Sigma-Aldrich)、KYO2111(Minami I,et al,Cell Rep.2:1448-1460,2012)、PNU-74654(Sigma-Aldrich)、XAV939(Stemgent)及びこれらの誘導体などが例示される。本発明の多能性幹細胞から大脳皮質ニューロンを製造するにあたり、好ましいWnt阻害剤は、Wntの産生を抑制する物質であり、例えば、Wntタンパク質のプロセシングに関与するPORCN(ヒトの場合、NCBIのアクセション番号:NP_001269096、NP_073736、NP_982299、NP_982300、又はNP_982301で表されるタンパク質が例示される)を阻害する物質が挙げられ、C59、IWP-3、IWP-4、IWP-L6又はLGK-974が好ましく、C59がより好ましい。
<Wnt inhibitor>
As used herein, the term "Wnt inhibitor" refers to a substance that suppresses the production of Wnt, or a substance that inhibits the signal transduction that follows the binding of Wnt to the receptor and the accumulation of β-catenin. Examples include a substance that inhibits binding to a certain Frizzled family, a substance that promotes the degradation of β-catenin, and the like. Such Wnt inhibitors include, for example, DKK1 protein (for example, in the case of human, NCBI accession number: NM_012242), sclerostin (for example, in the case of human, NCBI accession number: NM_025237), IWR-1 ( Merck Millipore), IWP-2 (Sigma-Aldrich), IWP-3 (Sigma-Aldrich), IWP-4 (Sigma-Aldrich), IWP-L6 (EMD Millipore), C59 (or Wnt-C59) (Cellagen technology) ), ICG-001 (Cellagen Technology), LGK-974 (or NVP-LGK-974) (Cellagen Technology), FH535 (Sigma-Aldrich), WIKI4 (Sigma-Aldrich), KYO2111 (Minami I, et al, Cell) Rep. 2: 1448-1460, 2012), PNU-74654 (Sigma-Aldrich), XAV939 (Stemgent), and derivatives thereof. In the production of cerebral cortical neurons from the pluripotent stem cells of the present invention, a preferred Wnt inhibitor is a substance that suppresses Wnt production, and for example, PORCN (in the case of human, the accession of NCBI is involved in the processing of Wnt protein). No.: NP_001269096, NP_073736, NP_982299, NP_982300, or NP_982301) are exemplified, and C59, IWP-3, IWP-4, IWP-L6 or LGK-974 are preferred. , C59 are more preferred.

培養液中におけるC59の濃度は、例えば、0.1nM、0.5nM、1nM、2nM、2.5nM、3nM、4nM、5nM、6nM、7nM、7.5nM、8nM、9nM、10nM、20nM、30nM、40nM、50nM、60nM、70nM、80nM、90nM、100nMであるがこれらに限定されない。好ましくは、1nM〜50nMであり、例えば、2nMから50nM、より好ましくは10nM〜50nMであるか、あるいは、10nM未満の濃度であり、例えば、2nM以上、10nM未満である。 The concentration of C59 in the culture medium is, for example, 0.1nM, 0.5nM, 1nM, 2nM, 2.5nM, 3nM, 4nM, 5nM, 6nM, 7nM, 7.5nM, 8nM, 9nM, 10nM, 20nM, 30nM, 40nM, 50nM. , 60 nM, 70 nM, 80 nM, 90 nM, 100 nM, but not limited thereto. The concentration is preferably 1 nM to 50 nM, for example, 2 nM to 50 nM, more preferably 10 nM to 50 nM, or a concentration of less than 10 nM, for example, 2 nM or more and less than 10 nM.

また、本発明において、LGK-974もWnt阻害剤として好ましく利用することができる。培養液中におけるLGK-974の濃度は、Wntを阻害する濃度であれば特に限定されないが、例えば、1nM、10nM、25nM、50nM、100nM、150nM、200nM、500nM、750nM、1μMであるがこれらに限定されない。好ましくは、1nM〜1μMであり、例えば、1nM〜500nM、より好ましくは10nM〜200nMであるか、あるいは、10nM〜150nMの濃度であり、例えば、10nM以上、100nM以下である。 In the present invention, LGK-974 can also be preferably used as a Wnt inhibitor. The concentration of LGK-974 in the culture medium is not particularly limited as long as it is a concentration that inhibits Wnt, for example, 1nM, 10nM, 25nM, 50nM, 100nM, 150nM, 200nM, 500nM, 750nM, 1μM, but these Not limited. The concentration is preferably 1 nM to 1 μM, for example, 1 nM to 500 nM, more preferably 10 nM to 200 nM, or a concentration of 10 nM to 150 nM, for example, 10 nM or more and 100 nM or less.

<BMP阻害剤>
「BMP阻害剤」とは、前述した通りであり、BMP阻害剤としては、例えば、ドーパミン神経前駆細胞の製造方法で記載したものと同様のものが挙げられる。本工程で使用されるBMP阻害剤は、好ましくは、LDN193189である。
<BMP inhibitor>
The “BMP inhibitor” is as described above, and examples of the BMP inhibitor include the same as those described in the method for producing dopamine neural progenitor cells. The BMP inhibitor used in this step is preferably LDN193189.

培養液中におけるLDN193189の濃度は、例えば、1nM、10nM、50nM、100nM、500nM、750nM、1μM、2μM、3μM、4μM、5μM、6μM、7μM、8μM、9μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、40μM、50μMであるがこれらに限定されない。好ましくは、2μM以下の濃度であり、例えば、100nMから2μMであり、より好ましくは、500nM〜2μMであるか、あるいは、2μM未満の濃度であり、例えば、100nM以上、2μM未満であり、より好ましくは、500nM以上、2μM未満である。 The concentration of LDN193189 in the culture medium is, for example, 1 nM, 10 nM, 50 nM, 100 nM, 500 nM, 750 nM, 1 μM, 2 μM, 3 μM, 4 μM, 5 μM, 6 μM, 7 μM, 8 μM, 9 μM, 10 μM, 15 μM, 20 μM, 25 μM, 30 μM. , 40 μM, 50 μM, but not limited thereto. The concentration is preferably 2 μM or less, for example, 100 nM to 2 μM, more preferably 500 nM to 2 μM, or a concentration of less than 2 μM, for example, 100 nM or more, less than 2 μM, and more preferably Is 500 nM or more and less than 2 μM.

<工程(i)>
工程(i)で用いる培養液は、動物細胞の培養に用いられる培地を基礎培地として、上述したTGFβ阻害剤、bFGF、Wnt阻害剤、BMP阻害剤を添加して調製することができる。基礎培地としては、例えば、上記ドーパミン神経前駆細胞の製造方法の工程(i)で記載したものと同様のものが挙げられる。好ましくは、DMEM又はDMEMとHam‘s F12培地を1:1で混合した培地である。基礎培地には、血清が含有されていてもよいし、あるいは血清に代えて血清代替物を添加してもよい。血清代替物は、例えば、アルブミン、トランスフェリン、Knockout Serum Replacement(KSR)、N2サプリメント(Invitrogen)、B27サプリメント(Invitrogen)、脂肪酸、インスリン、コラーゲン前駆体、微量元素及びこれらから選択される複数の組み合わせなどが挙げられる。好ましくは、血清代替物はKSRである。
<Process (i)>
The culture medium used in step (i) can be prepared by using the medium used for culturing animal cells as a basal medium and adding the above-mentioned TGFβ inhibitor, bFGF, Wnt inhibitor, and BMP inhibitor. Examples of the basal medium include the same as those described in step (i) of the method for producing dopaminergic neural progenitor cells. The medium is preferably DMEM or a mixture of DMEM and Ham's F12 medium at a ratio of 1:1. Serum may be contained in the basal medium, or a serum substitute may be added instead of serum. Serum substitutes include, for example, albumin, transferrin, Knockout Serum Replacement (KSR), N2 supplement (Invitrogen), B27 supplement (Invitrogen), fatty acids, insulin, collagen precursors, trace elements, and multiple combinations selected from these. Are listed. Preferably, the serum replacement is KSR.

工程(i)において、KSRを用いる場合、基礎培地における濃度は、例えば、5%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%が挙げられるが、好ましくは、20%未満、例えば10%以上15%以下の濃度である。基礎培地には、2-メルカプトエタノール、3’-チオールグリセロール、脂質、アミノ酸、L-グルタミン、Glutamax(Invitrogen)、非必須アミノ酸、ビタミン、増殖因子、低分子化合物、抗生物質、抗酸化剤、ピルビン酸、緩衝剤、無機塩類などの1つ以上の物質も含有し得る。好ましい基礎培地は、KSR、2-メルカプトエタノール、ピルビン酸、非必須アミノ酸及びL-グルタミン、N2サプリメント及び/又はB27サプリメントを含有するDMEM又はDMEMとHam’s F12培地を1:1で混合した培地である。 When KSR is used in the step (i), the concentration in the basal medium is, for example, 5%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%. %, 20%, but preferably less than 20%, for example 10% or more and 15% or less. The basal medium contains 2-mercaptoethanol, 3'-thiolglycerol, lipids, amino acids, L-glutamine, Glutamax (Invitrogen), non-essential amino acids, vitamins, growth factors, low molecular compounds, antibiotics, antioxidants, and pyruvin. It may also contain one or more substances such as acids, buffers, inorganic salts and the like. A preferred basal medium is DMEM containing KSR, 2-mercaptoethanol, pyruvic acid, non-essential amino acids and L-glutamine, N2 supplement and/or B27 supplement, or a medium in which Ham's F12 medium is mixed 1:1. ..

工程(i)において、多能性幹細胞を解離させて用いてもよく、細胞を解離させる方法としては、例えば、力学的に解離する方法、プロテアーゼ活性とコラゲナーゼ活性を有する解離溶液(例えば、Accutase(商標)、Accumax(商標)など)又はコラゲナーゼ活性のみを有する解離溶液を用いた解離方法が挙げられる。好ましくは、Accumaxが例示される)を用いて多能性幹細胞を解離する方法が用いられる。細胞を解離させた場合、ROCK阻害剤を適宜、解離後に添加して培養してもよい。 In step (i), the pluripotent stem cells may be dissociated and used, and examples of the method for dissociating the cells include a method of mechanically dissociating, a dissociation solution having a protease activity and a collagenase activity (for example, Accutase ( (Trademark), Accumax (trademark) or the like) or a dissociation method using a dissociation solution having only collagenase activity. Preferably, Accumax is exemplified) to dissociate pluripotent stem cells is used. When the cells are dissociated, a ROCK inhibitor may be appropriately added after the dissociation and cultured.

工程(i)の培養では、前述した浮遊培養によって行われることが好ましい。また、工程(i)の培養条件(培養温度、CO2濃度、O2濃度)は、ドーパミン神経前駆細胞の製造方法で記載した工程(i)の培養条件と同様である。The culture in step (i) is preferably performed by the above-mentioned suspension culture. The culture conditions (culture temperature, CO 2 concentration, O 2 concentration) in step (i) are the same as the culture conditions in step (i) described in the method for producing dopamine neural progenitor cells.

本発明の工程(i)の日数は、特に限定されないが、例えば、3日以上、4日以上、5日以上、6日以上、7日以上、又はそれ以上の日数が挙げられ、36日以下、30日以下、24日以下、18日以下、12日以下が挙げられる。より好ましくは、3日〜12日であり、さらに好ましくは、6日である。 The number of days of the step (i) of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include 3 days or more, 4 days or more, 5 days or more, 6 days or more, 7 days or more, or more days, and 36 days or less. , 30 days or less, 24 days or less, 18 days or less, 12 days or less. It is more preferably 3 to 12 days, still more preferably 6 days.

<工程(ii)>
本発明の工程(ii)で用いる培養液は、動物細胞の培養に用いられる基礎培地を用いることができる。基礎培地としては、例えば、上記ドーパミン神経前駆細胞の製造方法の工程(i)で記載したものと同様のものが挙げられる。好ましくは、DMEMとHam’s F12培地を1:1で混合した培地である。基礎培地には、血清が含有されていてもよいし、あるいは血清に代えて血清代替物を添加してもよい。血清代替物は、例えば、アルブミン、トランスフェリン、KSR、N2サプリメント(Invitrogen)、B27サプリメント(Invitrogen)、脂肪酸、インスリン、コラーゲン前駆体、微量元素及びこれらから選択される複数の組み合わせなどが挙げられる。好ましくは、血清代替物はN2サプリメント及びB27サプリメントである。基礎培地には、2-メルカプトエタノール、3’-チオールグリセロール、脂質、アミノ酸、L-グルタミン、Glutamax(Invitrogen)、非必須アミノ酸、ビタミン、増殖因子、低分子化合物、抗生物質、抗酸化剤、ピルビン酸、緩衝剤、無機塩類などの1つ以上の物質も含有し得る。工程(ii)で用いる培養液は、上記基礎培地に例えば、FGF8(線維芽細胞成長因子8(fibroblast growth factor8))、SHHシグナル阻害剤(例:Cyclopamine、Forskolin、Rapamycin (mixture of isomers)等)、神経栄養因子などを適宜添加したものを用いることができる。
<Step (ii)>
As the culture solution used in the step (ii) of the present invention, a basal medium used for culturing animal cells can be used. Examples of the basal medium include the same as those described in step (i) of the method for producing dopaminergic neural progenitor cells. Preferred is a medium in which DMEM and Ham's F12 medium are mixed at a ratio of 1:1. Serum may be contained in the basal medium, or a serum substitute may be added instead of serum. Examples of the serum substitute include albumin, transferrin, KSR, N2 supplement (Invitrogen), B27 supplement (Invitrogen), fatty acid, insulin, collagen precursor, trace elements, and a plurality of combinations thereof. Preferably, the serum replacement is N2 supplement and B27 supplement. The basal medium contains 2-mercaptoethanol, 3'-thiolglycerol, lipids, amino acids, L-glutamine, Glutamax (Invitrogen), non-essential amino acids, vitamins, growth factors, low molecular compounds, antibiotics, antioxidants, and pyruvin. It may also contain one or more substances such as acids, buffers, inorganic salts and the like. The culture medium used in step (ii) is, for example, FGF8 (fibroblast growth factor 8), SHH signal inhibitor (eg: Cyclopamine, Forskolin, Rapamycin (mixture of isomers), etc.) in the above basal medium. It is possible to use those to which a neurotrophic factor or the like is appropriately added.

本発明において、FGF8とは、特に限定されないが、ヒトFGF8の場合、FGF8A、FGF8b、FGF8e又はFGF8fの4つのスプライシングフォームが例示され、本発明ではより好ましくは、FGF8bである。FGF8は、例えばWako社やR&D systems社等から市販されており容易に利用することが可能であるが、当業者に公知の方法によって細胞へ強制発現によって得てもよい。 In the present invention, FGF8 is not particularly limited, but in the case of human FGF8, four splicing forms of FGF8A, FGF8b, FGF8e or FGF8f are exemplified, and in the present invention, FGF8b is more preferable. FGF8 is commercially available from, for example, Wako or R&D systems, and can be easily used, but it may be obtained by forced expression in cells by a method known to those skilled in the art.

培養液中におけるFGF8の濃度は、例えば、1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、50ng/ml、100ng/ml、150ng/ml、200ng/ml、250ng/ml、500ng/ml、1000ng/ml、2000ng/ml、5000ng/mlであるがこれらに限定されない。好ましくは、50ng/mlである。 The concentration of FGF8 in the culture medium is, for example, 1 ng/ml, 5 ng/ml, 10 ng/ml, 50 ng/ml, 100 ng/ml, 150 ng/ml, 200 ng/ml, 250 ng/ml, 500 ng/ml, 1000 ng/ml. , 2000 ng/ml, 5000 ng/ml, but not limited to these. It is preferably 50 ng/ml.

工程(ii)は、前記工程(i)で得られた細胞を培養する工程であり、当該培養は、接着培養であっても浮遊培養であってもよい。接着培養を行う場合、細胞外基質をコーティング処理された培養容器を用いて培養することによって行い得る。コーティング処理は、細胞外基質を含有する溶液を培養容器に入れた後、当該溶液を適宜除くことによって行い得る。 The step (ii) is a step of culturing the cells obtained in the step (i), and the culture may be adherent culture or suspension culture. When adherent culture is performed, it can be performed by culturing the extracellular matrix in a culture vessel coated with the extracellular matrix. The coating treatment can be performed by placing a solution containing an extracellular matrix in a culture vessel and then removing the solution as appropriate.

「細胞外基質」とは、前述した通りであり、好ましくは、ポリオルニチン、ラミニン及びフィブロネクチンの混合物である。 The “extracellular matrix” is as described above, and is preferably a mixture of polyornithine, laminin and fibronectin.

工程(ii)の培養条件(培養温度、CO2濃度、O2濃度)は、ドーパミン神経前駆細胞の製造方法で記載した工程(i)の培養条件と同様である。The culture conditions (culture temperature, CO 2 concentration, O 2 concentration) of step (ii) are the same as the culture conditions of step (i) described in the method for producing dopamine neural progenitor cells.

工程(ii)の培養期間としては、例えば、1日以上、2日以上、3日以上、4日以上が好ましく、20日以下、15日以下、10日以下が好ましい。より好ましくは、5〜7日である。 The culture period of step (ii) is, for example, preferably 1 day or more, 2 days or more, 3 days or more, 4 days or more, and preferably 20 days or less, 15 days or less, 10 days or less. More preferably, it is 5 to 7 days.

生体からの神経前駆細胞の単離は、自体公知の方法を用いることができる。このような方法として、大脳皮質神経前駆細胞の場合、例えば、非特許文献6に記載の方法や、実施例で示す通り、マウス胎仔の大脳から、dorsal palliumを切り出し、神経細胞分散液を用いて分散させたのち、細胞を培養する方法などが挙げられる。 A method known per se can be used for the isolation of neural progenitor cells from the living body. As such a method, in the case of cerebral cortical neural progenitor cells, for example, as described in Non-Patent Document 6 or as shown in Examples, dorsal pallium is cut out from the cerebrum of a mouse fetus, and a nerve cell dispersion liquid is used. Examples of the method include culturing the cells after the dispersion.

3.神経前駆細胞選別用キット
本発明はまた、多能性幹細胞からの神経前駆細胞の選別用キットを提供する。本キットには、上述したmiRNA応答性mRNAや該mRNAをコードするDNAに加えて、上記トランスフェクションコントロールのmRNAや該mRNAをコードするDNA、神経前駆細胞の誘導のための特定の因子を含む神経前駆細胞誘導剤(例えば、凍結乾燥物、適当な緩衝液に溶解した凍結液剤等)、多能性幹細胞、試薬及び培養液を含んでいてもよく、本キットには、さらに分化誘導の手順を記載した書面や説明書を含んでもよい。さらにセルソーターを用いて選別するための抗体や、セルソーターを用いずに選別するための上述した抗生物質等の薬剤を含んでいてもよい。好ましくは、該薬剤はピューロマイシンである。
3. Kit for selecting neural progenitor cells The present invention also provides a kit for selecting neural progenitor cells from pluripotent stem cells. This kit contains, in addition to the above-mentioned miRNA-responsive mRNA and DNA encoding the mRNA, the transfection control mRNA, the DNA encoding the mRNA, and a nerve containing a specific factor for inducing neural progenitor cells. The progenitor cell inducer (eg, freeze-dried product, frozen solution dissolved in an appropriate buffer, etc.), pluripotent stem cells, reagents and culture medium may be contained. It may include written documents and instructions. Further, it may contain an antibody for selection using a cell sorter or a drug such as the above-mentioned antibiotic for selection without using a cell sorter. Preferably, the drug is puromycin.

4.神経前駆細胞を含む医薬
本発明では、神経前駆細胞を含む医薬を提供する。ここで神経前駆細胞は、本発明の方法により得られた細胞であれば特に限定されない。神経前駆細胞はそのまま、若しくはフィルター濾過等により濃縮したペレット等の細胞塊等として用いられる。さらに、該医薬は、DMSO(ジメチルスルホキシド)等の保護剤を加え、凍結保存することもできる。該医薬は、医薬として、より安全に利用するために、加熱処理、放射線処理等、目的の神経前駆細胞としての機能を残しつつ、病原体のタンパク質が変性する程度の条件下での処理に付してもよい。また、神経前駆細胞が必要量以上に増殖することを防止するために、上記処理と組み合わせて、マイトマイシンC前処理等による増殖の抑制や、哺乳類が自然には持っていない代謝酵素の遺伝子を当該細胞に導入して、その後、必要に応じて未活性型の薬を投与し、哺乳類が自然には持っていない代謝酵素の遺伝子を導入した細胞の中だけでその薬を毒物に変化させて細胞を死滅させる方法(自殺遺伝子療法)等の処理に付してもよい。
4. Drug containing neural progenitor cells The present invention provides a drug containing neural progenitor cells. Here, the neural progenitor cells are not particularly limited as long as they are cells obtained by the method of the present invention. The neural progenitor cells are used as they are or as cell masses such as pellets concentrated by filtration with a filter. Furthermore, the drug can be cryopreserved by adding a protective agent such as DMSO (dimethyl sulfoxide). For safer use as a medicine, the medicine is subjected to treatment such as heat treatment and radiation treatment under conditions such that the protein of the pathogen is denatured while leaving the function as a target neural progenitor cell. May be. In addition, in order to prevent the neural progenitor cells from growing more than necessary, in combination with the above treatment, suppression of proliferation by mitomycin C pretreatment or the like, or a gene of a metabolic enzyme that mammals do not naturally have is concerned. It is introduced into cells, and then an inactive drug is administered if necessary, and the drug is transformed into a toxic substance only in cells into which genes for metabolic enzymes not naturally possessed by mammals have been introduced. May be subjected to a treatment such as a method of killing syrup (suicide gene therapy).

本発明の医薬は、哺乳動物(例、マウス、ラット、ハムスター、モルモット、イヌ、サル、オランウータン、チンパンジー、ヒト等)に投与することができる。該医薬のヒトへの投与形態(移植方法)としては、例えば、Nature Neuroscience,2,1137(1999)若しくはN Engl J Med.;344:710-9(2001)に記載されるような手法が挙げられる。好ましくは、本発明の医薬は、脳のドーパミン欠乏領域へと投与(移植)される。本発明の医薬において、患者本人の細胞あるいは組織適合型が許容範囲のドナーの細胞を用いて作製された神経前駆細胞を用いることが好ましいが、年齢や体質等の理由から充分な細胞が得られない場合には、ポリエチレングリコールやシリコンのようなカプセル、多孔性の容器等に包埋して拒絶反応を回避した状態で移植することも可能である。また、本発明の医薬の投与量(移植量)及び投与回数(移植回数)は、投与される患者の年齢、体重、症状等によって適宜決定することができる。 The medicament of the present invention can be administered to mammals (eg, mouse, rat, hamster, guinea pig, dog, monkey, orangutan, chimpanzee, human, etc.). Examples of the administration form (transplantation method) of the drug to humans include the methods described in Nature Neuroscience, 2, 1137 (1999) or N Engl J Med.;344:710-9 (2001). To be Preferably, the medicament of the present invention is administered (transplanted) to a dopamine-deficient region of the brain. In the medicament of the present invention, it is preferable to use neural progenitor cells prepared using cells of the patient himself or cells of a donor whose histocompatibility is within an acceptable range, but sufficient cells can be obtained for reasons such as age and constitution. If not, it can be embedded in a capsule such as polyethylene glycol or silicone, a porous container, or the like and transplanted while avoiding the rejection reaction. Further, the dose (transplantation amount) and the number of administrations (transplantation number) of the drug of the present invention can be appropriately determined depending on the age, body weight, symptoms, etc. of the patient to be administered.

本発明の神経前駆細胞を含む医薬は、それ自体の投与(移植)により、患者体内に効率的に生着できる。従って、本発明の医薬は、ドーパミン神経前駆細胞を含む場合は、ドーパミンの産生(放出)低下に起因する疾患、例えば、パーキンソン病、ハンチントン舞踏病、アルツハイマー病、てんかん及び統合失調症等の神経変性疾患の治療に有用である。大脳皮質神経前駆細胞を含む場合は、例えば、アルツハイマー病、ピック病、進行性ミオクローヌスてんかん等の患者、又は事故や脳梗塞等で大脳皮質に深刻な損傷を負った患者の治療に有用である。 The drug containing the neural progenitor cells of the present invention can be efficiently engrafted in the patient's body by administration (transplant) of itself. Therefore, when the medicament of the present invention contains dopamine neural progenitor cells, diseases caused by decreased production (release) of dopamine, for example, neurodegeneration such as Parkinson's disease, Huntington's disease, Alzheimer's disease, epilepsy and schizophrenia. Useful for treating diseases. When it contains cerebral cortex neural progenitor cells, it is useful for treating, for example, patients with Alzheimer's disease, Pick's disease, progressive myoclonus epilepsy, etc., or patients with serious damage to the cerebral cortex due to accidents or cerebral infarction.

本明細書中で挙げられた特許及び特許出願明細書を含む全ての刊行物に記載された内容は、本明細書での引用により、その全てが明示されたと同程度に本明細書に組み込まれるものである。 The contents of all publications, including patents and patent applications, cited herein are hereby incorporated by reference to the same extent as if all were expressly incorporated by reference. It is a thing.

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。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples shown below.

後述の実施例では、以下のようにして実験を行った。
<ヒトiPS細胞の培養>
フィーダーを含まないヒトiPS細胞(1147F1及び1231A3株)を、既報のプロトコール(Nakagawa et al. (2014) Sci Rep. 4:3594)に従って、StemFit(+bGF)培地中のiMatrix-511(E8)(Nippi)上で維持した。ヒトiPS細胞を8日ごとに継代した。継代前に、6 wellプレートを37℃で少なくとも1時間、滅菌PBSで0.5μg/cm2の密度に希釈したiMatrix-511(E8)でコーティングした。PBSを吸引後、10μMのROCK阻害剤(Y-26732)を含む1.5mlのStemFitで迅速に置換した。ヒトiPS細胞を採取するために、古い培地を吸引し、細胞を1mlのPBSで洗浄した。PBSを吸引除去した後、0.3mlのTrypSELECT溶液(オンラインプロトコル参照)を各wellに加え、プレートをインキュベーターに移した。その後、TrypSELECT培地を吸引し、1 mlのPBSで洗浄した。PBSを吸引し、各wellに1.5mlのStemFit(ROCK阻害剤を含む)を加えた。ラバーエンドセルスクレーパーを使用して、マトリックスから細胞を回収し、ピペッティングにより、単一細胞にした。トリパンブルー染色及びCell Countess(Invitrogen)によって細胞密度を計算し、1.3×104細胞/wellで播種し、迅速に混合して細胞を均一に分散させた。24時間後、全量をStemFit(ROCK阻害剤なし)に交換し、その後1日おきに培地交換した。
In the examples described below, experiments were conducted as follows.
<Culturing of human iPS cells>
Feeder-free human iPS cells (1147F1 and 1231A3 strains) were subjected to iMatrix-511 (E8) (S8) in StemFit (+bGF) medium according to a previously reported protocol (Nakagawa et al. (2014) Sci Rep. 4:3594) ( Nippi) maintained on. Human iPS cells were passaged every 8 days. Prior to passage, 6-well plates were coated with iMatrix-511 (E8) diluted to a density of 0.5 μg/cm 2 with sterile PBS for at least 1 hour at 37°C. After aspirating the PBS, it was immediately replaced with 1.5 ml StemFit containing 10 μM ROCK inhibitor (Y-26732). To harvest human iPS cells, old media was aspirated and cells were washed with 1 ml PBS. After removing the PBS by suction, 0.3 ml of TrypSELECT solution (see online protocol) was added to each well, and the plate was transferred to an incubator. Then, TrypSELECT medium was aspirated and washed with 1 ml of PBS. The PBS was aspirated, and 1.5 ml of StemFit (containing a ROCK inhibitor) was added to each well. Cells were harvested from the matrix using a rubber end cell scraper and pipetted into single cells. Cell densities were calculated by trypan blue staining and Cell Countess (Invitrogen), seeded at 1.3×10 4 cells/well and mixed rapidly to evenly disperse the cells. After 24 hours, the whole amount was replaced with StemFit (without ROCK inhibitor), and then the medium was replaced every other day.

<ES細胞の培養>
ヒトES細胞(Kh1株)及びマウスES細胞を、上記のiPS細胞と同様の手法によって培養した。
<ES cell culture>
Human ES cells (Kh1 strain) and mouse ES cells were cultured by the same method as the above iPS cells.

<ドーパミン神経前駆細胞への分化誘導法>
ヒトiPS細胞(1147F1及び1231A3株)及びヒトES細胞(Kh1株)から、ドーパミン神経前駆細胞を以下の方法により分化誘導した。6 wellプレートを、上記と同様にiMatrix-511(E8)でコーティングし、1 well当たり4mlの0日目の分化培地(d0分化培地:100μMピルビン酸ナトリウム、100μM β-メルカプトエタノール(2ME)を添加したGlasgow’s MEM/8% knockout-serum (KSR)(8GMK培地)、10μM Y-26732 (Wako)、100nM LDN-193189 (Stemgent)、500nM A83-01 (Wako))を添加した。分化は、d0分化培地(ROCK阻害剤あり)中のヒトiPSの分散細胞懸濁液から開始し、6 wellプレートに5×106細胞/wellで播種した。プレートを静かに攪拌してからインキュベーターに戻した。24時間後、培地全体をd1培地など(組成は下記参照)に交換し、毎日培地を交換した。1 well当たり、0から2日目までは4ml、3〜6日目は6ml、7〜8日目は8ml及び9〜11日目は10mlを添加した。最初の11日間の培養で、細胞数は1 well当たり約1×107細胞にまで増加した。細胞を、12日目、20日目及び29日目に継代し、6 wellプレート中に常に5×106細胞/wellで播種した。12日以降、細胞は、以下を補充したNeurobasal B27培地中で常に維持された。1 well当たり、培地を8mlずつ添加して交換した。
1-2日目は、8GMK培地に100nM LDN-193189、500nM A83-01、2μMのプルモルファミン(Calbiochem)及び100ng/mlヒト組換えFGF-8(Wako)を添加した培地を用いた。3日目〜7日目は8GMK培地に100nM LDN-193189、500 nM A83-01、2μMのプルモルファミン、100ng/ml ヒト組換えFGF-8及び30μM CHIR99021(Stemgent)を添加した培地を、添加した。7-11日目は、8GMK培地に100nM LDN-193189及び30μM CHIR99021を添加した培地を、添加した。12日目以降は、Neurobasal B27培地に、200μMアスコルビン酸(Sigma Aldrich)、400μM dbcAMP、20ng/mlのヒト組換えBDNF及び10ng/mlヒト組換えGDNFを添加した培地を、添加した。
12、20及び29日目に、混在細胞を、Kan Researchの抗CORIN(底板マーカー)抗体及び神経系統を標識するPSA-NCAM抗体で染色することによって、分化効率を評価した。平行して200μlの染色緩衝液(ROCK阻害剤を含む)中の約5×105細胞を200倍希釈したマウス抗ヒトCORIN抗体(Kan Research)又は200倍希釈した抗ヒトPSA-NCAMマウス・モノクローナル抗体(MAB5324、ミリポア)のいずれかで染色した。Alexa 488結合抗マウスIgG/IgM抗体は、それぞれCORIN及びPSA-NCAMについて400倍希釈で用いた。細胞を4℃で30分間染色した。細胞をHBSS培地(Hank’s balanced salt solution/2% KSR、50μg/ml penicillin/streptomycin及び10μM Y-26732)で2回洗浄した。死細胞をFACS分析前に10分間7-AADで染色した。
FITC及び7-AADシグナル用の標準フィルターを用いて、BD FACS aria-II又はBD Accuriのいずれかで細胞を分析した。ゲートは、SSC-A強度(P1)に基づいて死細胞を排除し、FSC-W対FSC-H(P2)及びSSC-W対SSC-H(P3)からダブレットを除去するように設定した。最後に7-AADで染色された細胞を除外し、「LIVE」細胞ゲート(P4/LIVE)を残した。P4でゲートされた20,000細胞を分析した。CORIN陽性及びPSA-NCAM陽性ゲートは、Alexa488-IgG又はIgGアイソタイプ対照二次抗体中に0.2%以下の細胞を有するように設定した。
<Method for inducing differentiation into dopaminergic neural progenitor cells>
From human iPS cells (1147F1 and 1231A3 strains) and human ES cells (Kh1 strain), dopamine neural progenitor cells were induced to differentiate by the following method. A 6-well plate was coated with iMatrix-511 (E8) in the same manner as above, and 4 ml/day of differentiation medium (d0 differentiation medium: 100 μM sodium pyruvate, 100 μM β-mercaptoethanol (2ME) was added. Glasgow's MEM/8% knockout-serum (KSR) (8GMK medium), 10 μM Y-26732 (Wako), 100 nM LDN-193189 (Stemgent), 500 nM A83-01 (Wako) were added. Differentiation was initiated from a dispersed cell suspension of human iPS in d0 differentiation medium (with ROCK inhibitor) and seeded in 6 well plates at 5×10 6 cells/well. The plate was gently agitated and then returned to the incubator. After 24 hours, the entire medium was replaced with d1 medium or the like (see the composition below), and the medium was replaced daily. Per well, 4 ml from 0 to 2 days, 6 ml from 3 to 6 days, 8 ml from 7 to 8 days and 10 ml from 9 to 11 days were added. The number of cells increased to about 1×10 7 cells per well in the first 11 days of culture. Cells were passaged on days 12, 20 and 29 and were always seeded in 6 well plates at 5x10 6 cells/well. From day 12 onwards cells were always maintained in Neurobasal B27 medium supplemented with: 8 ml of medium was added per well and replaced.
On the 1st and 2nd days, a medium in which 100 nM LDN-193189, 500 nM A83-01, 2 μM purmorphamine (Calbiochem) and 100 ng/ml human recombinant FGF-8 (Wako) were added to 8GMK medium was used. From day 3 to 7, add 8 nGMK medium containing 100 nM LDN-193189, 500 nM A83-01, 2 μM purmorphamine, 100 ng/ml human recombinant FGF-8 and 30 μM CHIR99021 (Stemgent). did. On the 7th to 11th days, a medium prepared by adding 100 nM LDN-193189 and 30 μM CHIR99021 to 8GMK medium was added. From day 12 onward, Neurobasal B27 medium was supplemented with 200 μM ascorbic acid (Sigma Aldrich), 400 μM dbcAMP, 20 ng/ml human recombinant BDNF and 10 ng/ml human recombinant GDNF.
On days 12, 20 and 29, mixed cells were evaluated for differentiation efficiency by staining with Kan Research anti-CORIN (bottom plate marker) antibody and PSA-NCAM antibody labeling the nervous system. In parallel, approximately 5×10 5 cells in 200 μl staining buffer (including ROCK inhibitor) were diluted 200-fold with mouse anti-human CORIN antibody (Kan Research) or 200-fold diluted with anti-human PSA-NCAM mouse monoclonal. Stained with any of the antibodies (MAB5324, Millipore). Alexa 488-conjugated anti-mouse IgG/IgM antibody was used at 400-fold dilution for CORIN and PSA-NCAM, respectively. Cells were stained at 4°C for 30 minutes. The cells were washed twice with HBSS medium (Hank's balanced salt solution/2% KSR, 50 μg/ml penicillin/streptomycin and 10 μM Y-26732). Dead cells were stained with 7-AAD for 10 minutes before FACS analysis.
Cells were analyzed on either BD FACS aria-II or BD Accuri using standard filters for FITC and 7-AAD signals. Gates were set to exclude dead cells based on SSC-A intensity (P1) and remove doublets from FSC-W vs. FSC-H (P2) and SSC-W vs. SSC-H (P3). Finally, cells stained with 7-AAD were excluded, leaving the "LIVE" cell gate (P4/LIVE). 20,000 cells gated with P4 were analyzed. CORIN positive and PSA-NCAM positive gates were set up to have 0.2% or less cells in Alexa 488-IgG or IgG isotype control secondary antibody.

<前脳神経前駆細胞への分化誘導法>
ヒトiPS細胞(1231A3株)及びヒトES細胞(Kh1株)から、培地にプルモルファミン、FGF8及びCHIRを添加しないことを除き、分化誘導開始から12日目まで、上記ドーパミン神経前駆細胞と同様の方法で分化誘導を行った。
<Method for inducing differentiation into forebrain neural progenitor cells>
From human iPS cells (1231A3 strain) and human ES cells (Kh1 strain), except that purmorphamine, FGF8 and CHIR were not added to the medium, the same as the above dopamine neural progenitor cells until the 12th day from the initiation of differentiation induction. Differentiation was induced by the method.

<大脳皮質神経細胞への分化誘導法>
feeder細胞上で維持していたマウスES細胞は、培地を除去した後にPBSバッファーで2回洗浄し、0.05%のトリプシンEDTAで5分間、37℃で処理し、遠心分離によって細胞を回収した。コロニーをen blockで採取し、0.01%ゼラチンコートでコーティングした10cmディッシュで30分間放置し、培地成分を除去した。更に、遠心分離によって上清を除去し、PBSバッファーで2回洗浄した。Accumax(フナコシ)を1ml添加し、5分間、37℃で処理した。ピペッティングによりシングルセルにした後、PBSバッファーを10ml添加して遠心分離した。上清を除去した後、細胞数をカウントし、96 well U底ディッシュに、1 well当たり4,000細胞となるように播種した。
0-6日目は、NEAA、L-グルタミン酸、0.1mM 2ME、1mMピルビン酸及び10%KSRを補充したGMEM(Gibco)培地を使用し、37℃、5% CO2の雰囲気下で培養した。培地を、3日毎に交換した。培養開始時に培地に終濃度で20nMのC59及び10μMのSB431542を添加し、3日後の培地交換の際にも同様に添加した。
培養開始から6日目に継代を行い、2ME及びL-グルタミン酸を補充したDMEM(Gibco)500ml、N2サプリメントを5ml、B27を10ml添加した培養液を使用し、37℃、5%CO2の雰囲気下でインキュベートした。培養開始から8日目に、rmFGF8b(終濃度50ng/ml)及びcyclopamine(終濃度5μM)を添加し、37℃、5% CO2/40% O2の雰囲気下で培養した。
<Method for inducing differentiation into cortical neurons>
Mouse ES cells maintained on feeder cells were washed twice with PBS buffer after removing the medium, treated with 0.05% trypsin EDTA for 5 minutes at 37° C., and collected by centrifugation. Colonies were collected in an en block and left in a 10 cm dish coated with 0.01% gelatin coat for 30 minutes to remove medium components. Further, the supernatant was removed by centrifugation, and washed twice with PBS buffer. 1 ml of Accumax (Funakoshi) was added and treated at 37°C for 5 minutes. After making a single cell by pipetting, 10 ml of PBS buffer was added and the mixture was centrifuged. After removing the supernatant, the number of cells was counted and seeded in a 96-well U-bottom dish at 4,000 cells per well.
On days 0 to 6, GMEM (Gibco) medium supplemented with NEAA, L-glutamic acid, 0.1 mM 2ME, 1 mM pyruvic acid and 10% KSR was used and cultured at 37° C. in an atmosphere of 5% CO 2 . The medium was changed every 3 days. 20 nM C59 and 10 μM SB431542 were added to the medium at the final concentration at the start of the culture, and were similarly added when the medium was exchanged after 3 days.
Subcultured on the 6th day from the start of culture, 500 ml of DMEM (Gibco) supplemented with 2ME and L-glutamic acid, 5 ml of N2 supplement and 10 ml of B27 were used, and 37°C, 5% CO 2 was used. Incubated under atmosphere. On the 8th day from the start of culture, rmFGF8b (final concentration 50 ng/ml) and cyclopamine (final concentration 5 μM) were added, and the cells were cultured at 37° C. in an atmosphere of 5% CO 2 /40% O 2 .

<miRNA応答性mRNA作製のためのDNAコンストラクトの作製>
DNAコンストラクトは、5'側から、5'UTRカセット、マーカータンパク質のORF、及び3'UTRカセットを含む。本実験で用いた殆どのDNAコンストラクトは、5'UTRカセット内にmiRNA標的配列を挿入し、この標的配列にmiRNAが結合した場合にマーカータンパク質の翻訳が抑制されるように設計した。用いたオリゴ、プライマーを表1に、PCRの条件を表2〜4に示す。
<Preparation of DNA construct for preparation of miRNA-responsive mRNA>
The DNA construct contains a 5'UTR cassette, a marker protein ORF, and a 3'UTR cassette from the 5'side. Most of the DNA constructs used in this experiment were designed so that the miRNA target sequence was inserted into the 5'UTR cassette and the translation of the marker protein was suppressed when the miRNA bound to this target sequence. The oligos and primers used are shown in Table 1, and the PCR conditions are shown in Tables 2-4.

非翻訳領域
哺乳動物細胞株における効率的な翻訳のために最適化した5'UTRをコードするオリゴを、5'UTR PCR産物を作製するための鋳型として使用した(表1を参照のこと)。この産物は、インビトロ転写後にキャップされる5'グアノシンと、インビトロ合成におけるT7 RNAポリメラーゼに使用されるT7プロモーターとを含む。さらに、最適化した3'UTRをコード、末端の20ntチミジンリピートを含むオリゴをテンプレートとして用いて、3'UTR PCR産物を作製した。5'UTR産物及び3'UTR産物はいずれも、2ステップPCRプログラム(表3及び表4を参照のこと)を用いて生成した。
Untranslated Region The 5'UTR-encoding oligo optimized for efficient translation in mammalian cell lines was used as a template to generate a 5'UTR PCR product (see Table 1). This product contains 5'guanosine that is capped after in vitro transcription and the T7 promoter used for T7 RNA polymerase in in vitro synthesis. Furthermore, a 3'UTR PCR product was prepared using the optimized 3'UTR as an template and an oligo containing a terminal 20 nt thymidine repeat as a template. Both 5'UTR and 3'UTR products were generated using a 2-step PCR program (see Tables 3 and 4).

オープンリーディングフレーム(ORF)
ORFを、5'UTR PCR産物の3'末端及び3'UTR PCR産物の5'末端に部分的に相補的なプライマーを用いてプラスミドから増幅した。PCRの詳細については、表2を参照のこと。すべてのORFは、2ステップPCRプログラム(表3及び表4を参照のこと)を用いて作製した。得られたピューロマイシン耐性遺伝子、tagBFP及びEGFPのORFの配列をそれぞれ、配列番号745、747及び749で示す。
Open reading frame (ORF)
The ORF was amplified from the plasmid using primers that were partially complementary to the 3'end of the 5'UTR PCR product and the 5'end of the 3'UTR PCR product. See Table 2 for PCR details. All ORFs were made using a 2-step PCR program (see Tables 3 and 4). The sequences of the obtained puromycin resistance gene, tagBFP and ORF of EGFP are shown in SEQ ID NOs: 745, 747 and 749, respectively.

フュージョンPCR
5'非翻訳領域(5'UTR)、ORF及び付加的な100-ntアデノシンテール(合計で120ポリAテールとなる)を含む逆方向プライマー(3UTR120A)で伸長された3'UTRの融合PCRから、全長DNAの鋳型(図2b参照のこと)を作製した。すべての融合PCRは、3段階PCRプログラムを用いて行った(表3、表4参照のこと)。
Fusion PCR
From a fusion PCR of a 3'UTR extended with a reverse primer (3UTR120A) containing a 5'untranslated region (5'UTR), ORF and an additional 100-nt adenosine tail (totaling 120 polyA tails) , A full-length DNA template (see Figure 2b) was prepared. All fusion PCRs were performed using a 3-step PCR program (see Tables 3 and 4).

上述したPCR産物及びmiRNAの標的配列を含むオリゴを用いることで、miRNA応答性mRNAの鋳型を作製した(図2c、2d参照のこと)。なお、配列番号1〜642に、642種類のmiRNA標的配列を含む5'UTRの配列を表した(表8)。 A template for miRNA-responsive mRNA was prepared by using the above-mentioned PCR product and an oligo containing the target sequence of miRNA (see FIGS. 2c and 2d). In addition, SEQ ID NOS: 1 to 642 show the sequences of 5'UTR containing 642 types of miRNA target sequences (Table 8).

<in vitro transcription (IVT)>
MEGAscript T7 kit (Ambion)と上記で作製したDNAコンストラクトを用いてmRNA合成を行った。この反応において、ウリジン三リン酸及びシチジン三リン酸に替えて、シュードウリジン−5'−三リン酸及びメチルシチジン-5'-三リン酸(TriLink BioTechnologies)をそれぞれ用いた。IVT(mRNA合成)反応の前に、グアニジン-5'-三リン酸は、Anti Reverse Cap Analog (New England Biolabs)で5倍希釈した。反応混合液を37℃で5時間インキュベートして、TURBO DNase (Amibion)を加えた後、37℃で更に30分インキュベートした。得られたmRNAは、FavorPrep Blood/Cultured Cells total RNA extraction column (Favorgen Biotech)で精製し、Antarctic phosphatase (New England Biolabs)を用いて37℃で30分インキュベートした。その後、RNeasy Mini Elute Cleanup Kit (QIAGEN)により、更に精製した。得られたコントロール用のピューロマイシン耐性遺伝子 mRNA、tagBFP mRNA及びEGFP mRNAの配列をそれぞれ、配列番号753〜755で示す。
以下、DNAコンストラクトからIVTによって作製されたmRNAをmiRNAスイッチと記載する。例えば、「miR-9-5p-tagBFP」から作製したmiRNAスイッチを「miR-9-5スイッチ」と記載する。タンデムスイッチについては、以下、「1x9-5p-tagBFP-4x9-5p」から作製したmiRNAスイッチを「タンデムmiR-9-5pスイッチ」、「1x9-5p-BimEL-4x9-5p」から作製したmiRNAスイッチを「Bimスイッチ」と記載する。
<in vitro transcription (IVT)>
MRNA synthesis was performed using the MEGAscript T7 kit (Ambion) and the DNA construct prepared above. In this reaction, pseudouridine-5'-triphosphate and methylcytidine-5'-triphosphate (TriLink Bio Technologies) were used instead of uridine triphosphate and cytidine triphosphate, respectively. Prior to the IVT (mRNA synthesis) reaction, guanidine-5'-triphosphate was diluted 5-fold with Anti Reverse Cap Analog (New England Biolabs). The reaction mixture was incubated at 37°C for 5 hours, TURBO DNase (Amibion) was added, and the mixture was further incubated at 37°C for 30 minutes. The obtained mRNA was purified with FavorPrep Blood/Cultured Cells total RNA extraction column (Favorgen Biotech) and incubated at 37° C. for 30 minutes using Antarctic phosphatase (New England Biolabs). Then, it was further purified by RNeasy Mini Elute Cleanup Kit (QIAGEN). The sequences of the obtained puromycin resistance gene mRNA for control, tagBFP mRNA and EGFP mRNA are shown in SEQ ID NOs: 753 to 755, respectively.
Hereinafter, the mRNA produced by IVT from the DNA construct is referred to as miRNA switch. For example, a miRNA switch prepared from "miR-9-5p-tagBFP" is described as "miR-9-5 switch". Regarding the tandem switch, the miRNA switch made from "1x9-5p-tagBFP-4x9-5p" is the miRNA switch made from "tandem miR-9-5p switch" and "1x9-5p-BimEL-4x9-5p" below. Is described as "Bim switch".

<miRNAスイッチの導入>
miRNAスイッチの導入は図1bに示したスケジュールに従って行った。
トランスフェクション1日目は、分化誘導した神経前駆細胞(接着培養)をAccumaxにて10分インキュベートして剥がれた細胞を回収し、Countessで細胞数を数えた。細胞濃度が5.0×105細胞/mlになるよう、NBB27+GABA+Y培地で希釈し、細胞懸濁液を調製した。24 wellプレート(iMatrixコート)に細胞懸濁液1ml(50万細胞/well)を静かに分注した。37℃、5%CO2のインキュベーターで一晩培養した。
miRNAスイッチと共にmiRNA応答性mRNAとは異なる蛍光タンパク質遺伝子をコードしたmRNA(以下、トランスフェクションコントロールという)をそれぞれの細胞に導入した。
細胞を播種せずmRNA導入を行う場合は、2本の滅菌した1.5mlチューブに1本当たりStemfect RNA transfection kit(Stemgent)を12.5μl添加した。最初のチューブ(A)では、Stemfect RNAトランスフェクション試薬を1.0μlをバッファーに添加して混合した。二本目のチューブ(B)では、100ng/μlのmiRNAスイッチを1.0μl及び100ng/μlのEGFP mRNAを1.0μlをバッファーに添加して混合した。A液及びB液を混合し、室温で15分間インキュベートした。その間、培地を抗生物質を含まない新鮮なI3培地500μlに交換した。15分後、その混合液を細胞に添加し、プレートを温和に振とうし、5%CO2雰囲気下、37℃で4時間インキュベートした。4時間後、培地を吸引し、wellをIMDMで1回洗浄し、新鮮なI3培地500μlをwellに添加した。24時間後、Accumaxを添加して10分インキュベートした後、細胞を回収し、FACSを用いて解析又は選別を行った。
細胞を播種してmRNA導入を行う場合は、24 wellプレートで培養されている細胞に200 μlのAccumaxを加え、37℃、5%CO2下で10〜15分インキュベートした後、500 μlの培地(DMEM 2%HS)を加え15 ml チューブに回収して4℃、2000 rpm、10分で遠心を行い、上清を取り除いた。500 μlの培地を加えピペッティングした後、cell countess(invitrogen)で細胞数を計測後、必要に応じて希釈した。24 wellプレートにまき直す場合は2×105細胞/well、6 wellプレートにまき直す場合は1×106細胞/wellで細胞をまき直した。細胞をwellにまくと同時に上述の方法により作製したmRNAを含む混合液をwellに加えた。37℃、5%CO2下で4時間インキュベートした。その後、培地を除き、必要量の培地(DMEM 2%HS)をwellに加えた。24時間後、FACSを用いて解析した。
<Introduction of miRNA switch>
Introduction of miRNA switch was performed according to the schedule shown in FIG. 1b.
On the first day of transfection, differentiation-induced neural progenitor cells (adherent culture) were incubated with Accumax for 10 minutes to collect detached cells, and the number of cells was counted with Countess. A cell suspension was prepared by diluting with a NBB27+GABA+Y medium so that the cell concentration was 5.0×10 5 cells/ml. 1 ml of cell suspension (500,000 cells/well) was gently dispensed into a 24-well plate (iMatrix coated). It was cultured overnight in an incubator at 37° C. and 5% CO 2 .
An mRNA (hereinafter referred to as a transfection control) encoding a fluorescent protein gene different from the miRNA-responsive mRNA was introduced into each cell together with the miRNA switch.
When mRNA was introduced without seeding cells, 12.5 μl of Stemfect RNA transfection kit (Stemgent) was added to each of two sterile 1.5 ml tubes. In the first tube (A), 1.0 μl of Stemfect RNA transfection reagent was added to the buffer and mixed. In the second tube (B), 1.0 ng of 100 ng/μl miRNA switch and 1.0 μl of 100 ng/μl EGFP mRNA were added to the buffer and mixed. Solution A and solution B were mixed and incubated at room temperature for 15 minutes. Meanwhile, the medium was replaced with 500 μl of fresh I 3 medium without antibiotics. After 15 minutes, the mixture was added to the cells, the plate gently shaken, and incubated at 37° C. for 4 hours in a 5% CO 2 atmosphere. After 4 hours, the medium was aspirated, the well was washed once with IMDM, and 500 μl of fresh I 3 medium was added to the well. After 24 hours, Accumax was added and incubated for 10 minutes, and then cells were collected and analyzed or sorted using FACS.
When seeding cells and introducing mRNA, add 200 μl of Accumax to cells cultured in 24-well plate, incubate at 37°C, 5% CO 2 for 10 to 15 minutes, and then add 500 μl of medium. (DMEM 2%HS) was added, and the mixture was collected in a 15 ml tube and centrifuged at 4° C., 2000 rpm, 10 minutes to remove the supernatant. After adding 500 μl of medium and pipetting, the number of cells was counted by cell countess (invitrogen), and diluted as needed. When reseeding to a 24-well plate, cells were reseeded at 2×10 5 cells/well, and when reseeding to a 6-well plate, cells were reseeded at 1×10 6 cells/well. At the same time when the cells were seeded in the well, the mixed solution containing the mRNA prepared by the above method was added to the well. Incubated at 37° C., 5% CO 2 for 4 hours. Then, the medium was removed, and the required amount of medium (DMEM 2%HS) was added to the wells. After 24 hours, it was analyzed using FACS.

<ドーパミン神経前駆細胞の選別に使用できるmiRNAスイッチの探索>
ヒトiPS細胞(1147F1株と1231A3株)から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞を用い、分化13日目に底板マーカータンパク質であるCORINに対する抗体を用いてFACS選別した。CORIN陽性細胞(ドーパミン神経前駆細胞)と陰性細胞(ドーパミン神経以外)からRNAを抽出し、miRNAアレイにかけた。製造業者の指示通りに、Agilent Technologies Human miRNA Microarray Release 19.0及びSurePrint G3 Human GE Microarrayを用いて行った。データはGeneSpring GX12.6ソフトウェア(Agilent Technologies)を用いて解析した。それぞれの株で2以上の変化率でドーパミン神経前駆細胞でより多く発現しているmiRNAを抽出し、2株でoverlapするmiRNA、あるいは既報の文献等(例えば、Huang T, J Mol Cell Biol 2:3, 152-63)に記載のmiRNAを候補として、上述の方法によって、miR-9-5p, 及びmiR-218-5pを含む37種類のmiRNAの標的配列から、miRNAスイッチを作製した。
これらのmiRNAスイッチを導入した細胞をFACS選別することにより、miRNAスイッチとして機能するか解析した。
<Search for miRNA switches that can be used for selection of dopaminergic neural progenitor cells>
Using dopamine neural progenitor cells differentiated from human iPS cells (1147F1 strain and 1231A3 strain), FACS selection was performed on the 13th day of differentiation using an antibody against CORIN which is a bottom plate marker protein. RNA was extracted from CORIN-positive cells (dopaminergic neural progenitor cells) and negative cells (other than dopaminergic neurons) and subjected to miRNA array. Performed using Agilent Technologies Human miRNA Microarray Release 19.0 and SurePrint G3 Human GE Microarray as per manufacturer's instructions. Data were analyzed using GeneSpring GX12.6 software (Agilent Technologies). MiRNAs that are more highly expressed in dopaminergic neural progenitor cells at a rate of change of 2 or more in each strain, and miRNAs that overlap in 2 strains or published literature (eg, Huang T, J Mol Cell Biol 2: 3, 152-63), the miRNA switch was prepared from the target sequences of 37 types of miRNAs, including miR-9-5p and miR-218-5p, by using the above-mentioned method as a candidate.
The cells introduced with these miRNA switches were analyzed by FACS to determine whether they function as miRNA switches.

<FACSによる解析>
各解析対象の細胞に24 wellプレート、1 wellあたり200μlのAccumaxを加え(6 wellプレートでは1ml)、37℃、5%CO2下で10〜15分インキュベートした。その後500μlの培地(DMEM 2%HS)を加え、細胞を15 mlチューブに回収して4℃、2000rpm、10分で遠心を行い、上清を取り除いた。1 wellあたり200μlの培地(DMEM 2%HS)又はHBSSを加えて、ピペッティングで懸濁しフィルターで通して解析に用いた。
<Analysis by FACS>
A 24-well plate, 200 μl of Accumax per well was added to each cell to be analyzed (1 ml for a 6-well plate), and the cells were incubated at 37° C. under 5% CO 2 for 10 to 15 minutes. After that, 500 μl of medium (DMEM 2%HS) was added, the cells were collected in a 15 ml tube, and centrifuged at 4° C., 2000 rpm, 10 minutes, and the supernatant was removed. 200 μl of medium (DMEM 2%HS) or HBSS was added per well, suspended by pipetting, passed through a filter and used for analysis.

<ドーパミン神経前駆細胞におけるmiR-9-5p及びmiR-218-5p発現量の経時的解析>
ヒトiPS細胞(1231A3株)及びヒトES細胞(Kh1株)をそれぞれ前脳又はドーパミン神経前駆細胞に分化誘導し、分化誘導開始から0〜35日目の間で7日毎に細胞を回収し、液体窒素で凍結した後、-80℃で保存した。RNA抽出は、細胞ペレットを氷上で解凍し、製造者のプロトコールに従ってTrizol試薬(Invitrogen)に再懸濁した。冷凍庫で一晩、RNAを氷冷イソプロパノール中で沈殿させ、75%エタノールで洗浄し、乾燥させ、最後に適量のRNaseフリー精製水に再懸濁し、50℃で5分間加熱して乾燥RNAの懸濁を補助した。製造者のプロトコールに従って、残留したゲノムDNAをTURBO DNase(Ambion)キットを用いて分解し、スラリー(slurry)を用いて反応後の酵素及び過剰の陽イオンを除去した。RNAの純度及び量は、最初にNanodrop 2000(ThermoFisher)で測定した。hsa-miR-9-5p(miRBase.v21:MIMAT0000441;アッセイID. 000583、カタログ番号4427975)及びhsa-miR-218-5p(miRBase.v21:MIMAT0000275;アッセイID. 000521、カタログ番号4427975)に特異的なRTプライマーを用いて、TaqMan MicroRNA逆転写キット(AppliedBiosystems)の製造業者のプロトコールに従って、逆転写のために10ngのトータルRNAを用いた。small RNA TaqManアッセイの指示に従って、1xTaqMan(登録商標)ユニバーサルPCRマスターミックスII(UNGなし)及び1xTaqMan(登録商標)Small RNAアッセイと共に、1.33μlの逆転写反応物を用い、ヌクレアーゼ・フリーの精製水で20μlとした。標準的な温度勾配条件で、StepOnePlusTMリアルタイムシステム(AppliedBiosystems)を用いてPCRを行った。成熟miRNAの発現を、分化0日目のiPS細胞の状態と比較するために、ユニバーサルRNU6B TaqMan(登録商標)Small RNAアッセイ(NR_002752;アッセイID. 001093、カタログ番号4427975)を用いて発現量を標準化し(図4)、-ΔΔCt法で分析した。
<Time-dependent analysis of miR-9-5p and miR-218-5p expression levels in dopamine neural progenitor cells>
Human iPS cells (1231A3 strain) and human ES cells (Kh1 strain) are induced to differentiate into forebrain or dopaminergic neural progenitor cells, respectively, and the cells are collected every 7 days from 0 to 35 days after the initiation of differentiation induction, and the liquid is collected. After freezing with nitrogen, it was stored at -80°C. For RNA extraction, cell pellets were thawed on ice and resuspended in Trizol reagent (Invitrogen) according to the manufacturer's protocol. RNA was precipitated in ice-cold isopropanol overnight in the freezer, washed with 75% ethanol, dried, and finally resuspended in an appropriate volume of RNase-free purified water and heated at 50°C for 5 minutes to suspend dried RNA. Aided turbidity. Following the manufacturer's protocol, the residual genomic DNA was digested using the TURBO DNase (Ambion) kit and the slurries were used to remove post-reaction enzymes and excess cations. RNA purity and quantity was initially measured with a Nanodrop 2000 (ThermoFisher). Specific for hsa-miR-9-5p (miRBase.v21: MIMAT0000441; Assay ID. 000583, Catalog No. 4427975) and hsa-miR-218-5p (miRBase.v21: MIMAT0000275; Assay ID. 000521, Catalog No. 4427975) 10 ng of total RNA was used for reverse transcription according to the manufacturer's protocol of the TaqMan MicroRNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems) using different RT primers. Use 1.33 μl reverse transcription reaction with nuclease-free purified water along with 1xTaqMan® Universal PCR Master Mix II (without UNG) and 1xTaqMan® Small RNA Assays as directed for the small RNA TaqMan Assay. It was set to 20 μl. PCR was performed using the StepOnePlus real-time system (Applied Biosystems) under standard temperature gradient conditions. To compare the expression of mature miRNA with the state of iPS cells on day 0 of differentiation, the expression level was standardized using Universal RNU6B TaqMan® Small RNA Assay (NR_002752; Assay ID. 001093, Catalog No. 4427975). (FIG. 4) and analyzed by the -ΔΔCt method.

<miRNAスイッチで選別した細胞におけるqRT-PCRを用いた各種マーカー遺伝子の発現解析>
miRNAスイッチを用いてFACS選別した細胞又はBimスイッチで選別した細胞からトータルRNAを抽出した。ReverTra Aceキット(TOYOBO)及びオリゴ(dT)20プライマーを用いて、逆転写反応を行った。
定量PCRはTaqManプローブ及びStepOne Plus Real-Time PCR System(Applied Biosystems)を用いて各種マーカー遺伝子の発現解析を行った。解析に用いた、ヒト遺伝子用のプライマーを表5、マウス遺伝子用のプライマーを表6に示す。
<Expression analysis of various marker genes using qRT-PCR in cells selected by miRNA switch>
Total RNA was extracted from FACS sorted cells using the miRNA switch or cells sorted with the Bim switch. Reverse transcription reaction was performed using ReverTra Ace kit (TOYOBO) and oligo(dT)20 primer.
For quantitative PCR, expression analysis of various marker genes was performed using TaqMan probe and StepOne Plus Real-Time PCR System (Applied Biosystems). Table 5 shows the primers for human genes and Table 6 shows the primers for mouse genes used for the analysis.

<miRNAスイッチを用いたFACS選別>
ヒトiPS細胞(1231A3株)をドーパミン神経前駆細胞に分化誘導し、分化誘導開始から14日目、21日目及び28日目にmiR-9-5pスイッチ又はmiR-218-5pスイッチを導入し、翌日FACSで選別した(図3)。選別した細胞からRNAを抽出し、上記の方法に従って、各マーカー遺伝子の発現量をqRT-PCRで解析した。各マーカー遺伝子の発現量は、miRNAスイッチ陽性細胞と陰性細胞間で比較を行った(図5〜7)。また、以下の方法により免疫染色でマーカータンパク質の発現を調べた(図9)。
<FACS selection using miRNA switch>
Human iPS cells (1231A3 strain) are induced to differentiate into dopamine neural progenitor cells, and 14 days, 21 days and 28 days after the initiation of differentiation induction, miR-9-5p switch or miR-218-5p switch is introduced, The next day, it was sorted by FACS (Fig. 3). RNA was extracted from the selected cells, and the expression level of each marker gene was analyzed by qRT-PCR according to the method described above. The expression level of each marker gene was compared between miRNA switch positive cells and negative cells (FIGS. 5 to 7). In addition, the expression of the marker protein was examined by immunostaining by the following method (Fig. 9).

<比較実験:抗CORIN抗体を用いたドーパミン神経前駆細胞のFACS選別>
ヒトiPS細胞(1231A3株)をドーパミン神経前駆細胞に分化誘導し、分化誘導開始から12日目の細胞に24 wellプレート、1 wellあたり200μlのAccumaxを加え、37℃、5%CO2下で10〜15分インキュベートした。その後500μlの培地(DMEM 2%HS)を加え細胞を15mlチューブに回収して4℃、2000rpm、10分で遠心を行い、上清を取り除いた。1 wellあたり200μlの培地(DMEM 2%HS)又はHBSSを加えて、ピペッティングで懸濁しフィルターで通して解析に用いた。解析に用いた抗体は抗CORINマウスIgG抗体(1:200、KAN研究所から譲受)及びAlexa 488-conjugated抗マウスIgG抗体(1:400、Invitrogen)を使用した。抗体を加え4℃で20分間インキュベートし、細胞をHBSSバッファーで2回洗浄した。死細胞及を7-AAD染色によって識別染色した。一次抗体を失ったサンプルの閾値を超えるサンプルが0.1%以下となるように、染色陽性の基準を設定した。解析にはBD FACS Aria III若しくはBD LSRFortess、選別にはBD FACS Aria IIIを用いた。選別した細胞を21日目若しくは28日目まで継続培養したサンプルからRNAを抽出し、上記の方法に従って、各マーカー遺伝子の発現量をqRT-PCRで解析した(図8)。
<Comparative experiment: FACS sorting of dopamine neural progenitor cells using anti-CORIN antibody>
Human iPS cells (1231A3 strain) were induced to differentiate into dopaminergic neural progenitor cells, and cells at 12 days after the initiation of differentiation were added to 24-well plates, 200 μl of Accumax per well, and incubated at 37°C, 5% CO 2 for 10 days. Incubated for ~15 minutes. Thereafter, 500 μl of medium (DMEM 2% HS) was added, the cells were collected in a 15 ml tube, and centrifuged at 4° C., 2000 rpm, 10 minutes, and the supernatant was removed. 200 μl of medium (DMEM 2%HS) or HBSS was added per well, suspended by pipetting, passed through a filter and used for analysis. Antibodies used in the analysis were anti-CORIN mouse IgG antibody (1:200, transferred from KAN Research Institute) and Alexa 488-conjugated anti-mouse IgG antibody (1:400, Invitrogen). The antibody was added and incubated at 4°C for 20 minutes, and the cells were washed twice with HBSS buffer. Dead cells were discriminated by 7-AAD staining. The standard for positive staining was set so that 0.1% or less of the samples exceeded the threshold of the sample that lost the primary antibody. BD FACS Aria III or BD LSR Fortess was used for analysis, and BD FACS Aria III was used for selection. RNA was extracted from a sample obtained by continuously culturing the selected cells on day 21 or day 28, and the expression level of each marker gene was analyzed by qRT-PCR according to the above method (FIG. 8).

<免疫染色>
FACS選別した細胞の免疫染色では、FACS選別後、さらに96 well低接着プレート上で8日間培養を続け細胞集塊としたサンプルを用いた。
Bimスイッチで選別した細胞の免疫染色では、選別後、さらに96 well低接着プレート上で7日間培養を続けて細胞集塊を形成させ、再びAccumaxで単一細胞に解離し、8 well chamber slide (iMatrix coat)に播種し、7日後の細胞をサンプルとして用いた。
これらの細胞を4%PFAで固定し、2%ヤギ血清及び0.5%サポニンを添加したPBSバッファー(Sigma)に懸濁した、各マーカータンパク質に特異的な一次抗体で、各細胞を染色した。Alexa 488結合抗マウスIgG抗体(ミリポア)を500倍希釈し、二次抗体として使用した。核は10,000倍希釈したHoechst(Invitrogen)で染色した。染色画像はBiorevo BZ-9000顕微鏡(Keyence)を用いて撮影した。本実験で使用した抗体を表7に示す。
<Immunostaining>
For immunostaining of FACS-sorted cells, after FACS sorting, a cell aggregate was used by continuing culturing on a 96-well low-adhesion plate for 8 days.
For immunostaining of cells sorted by Bim switch, after sorting, cells were further cultured on a 96-well low-adhesion plate for 7 days to form cell clumps, which were then dissociated into single cells by Accumax, and 8 well chamber slide ( iMatrix coat) and the cells after 7 days were used as a sample.
These cells were fixed with 4% PFA and suspended in PBS buffer (Sigma) supplemented with 2% goat serum and 0.5% saponin, and each cell was stained with a primary antibody specific for each marker protein. Alexa 488-conjugated anti-mouse IgG antibody (Millipore) was diluted 500 times and used as a secondary antibody. Nuclei were stained with Hoechst (Invitrogen) diluted 10,000 times. Stained images were taken with a Biorevo BZ-9000 microscope (Keyence). The antibodies used in this experiment are shown in Table 7.

<追加培養>
FACS選別し、回収した陽性又は陰性細胞の一部をRNA抽出サンプルとし、他のものは更に96 well低接着プレート(住友ベークライト、PrimeSurface)に分散して、一週間の培養を追加し凝集塊(aggregation、sphereともいう)を形成させ、RNA抽出用のサンプル、又は4%PFA固定後、凍結切片として免疫染色用のサンプルとした。
<Additional culture>
A part of the positive or negative cells collected by FACS and collected was used as an RNA extraction sample, and the others were further dispersed in a 96-well low-adhesion plate (Sumitomo Bakelite, PrimeSurface), and a week of culture was added to aggregate clumps ( (also referred to as aggregation or sphere), and used as a sample for RNA extraction, or after fixation with 4% PFA, a frozen section was used as a sample for immunostaining.

<タンデムmiRNAスイッチを用いたFACS選別>
ヒトiPS細胞(1231A3株)をドーパミン神経前駆細胞に分化誘導し、分化誘導開始から21日目にmiR-9-5pスイッチ又はタンデムmiR-9-5pスイッチを導入し、上記の方法でFACS選別した(図10、11)。
<FACS selection using tandem miRNA switch>
Human iPS cells (1231A3 strain) were induced to differentiate into dopamine neural progenitor cells, and miR-9-5p switch or tandem miR-9-5p switch was introduced 21 days after the initiation of differentiation induction, and FACS selection was performed by the above method. (Figs. 10, 11).

<Bimスイッチのトランスフェクション>
Bimスイッチのトランスフェクションは図1bに示したスケジュールに従い、分化誘導21日目に、以下の手法によって行った。
6 wellプレートの1 wellについて、2本の滅菌した1.5mlチューブに1本当たりStemfectトランスフェクション・バッファーを50μl添加した。最初のチューブ(A)では、Stemfect RNAトランスフェクション試薬を4.0μl添加した。二本目のチューブ(B)では、100ng/μlのmiR-Bimスイッチを1.0、1.5又は2.0μl及び100ng/μlのピューロマイシン耐性mRNAを2.0μl添加した。A液とB液を混合し、室温で15分間インキュベートした。その間、培地を、抗生物質を含まない新鮮なI3培地2mlに交換した。15分後、その混合液を細胞に添加し、プレートを温和に振とうし、5%CO2雰囲気下、37℃で4時間インキュベートした。4時間後、培地を除去し、wellをIMDMで1回洗浄し、2μg/mlのピューロマイシンを含む新鮮なI3培地2mlを細胞に添加した。
翌日、生残細胞を回収し低接着96 wellプレートに2×104細胞/wellとなるように播種し、aggregationを作製し、7日間追加培養を行った。分化誘導28日目に、aggregationを回収し、その一部を用いてqPCRによって各マーカー遺伝子の発現解析をした。また、残りのaggregationの一部にAccumaxを1ml添加し、5分間、37℃で処理した。ピペッティングによりシングルセルにした後、8 wellチャンバースライド(iMatrixコート)に播種し、7日後(分化誘導35日目)に、4%PFAで固定し、上記と同様にして免疫染色を行った。
<Transfection of Bim switch>
Bim switch transfection was performed according to the schedule shown in FIG. 1b on the 21st day of differentiation induction by the following method.
For one well of a 6-well plate, 50 μl of Stemfect transfection buffer was added to each of two sterile 1.5 ml tubes. In the first tube (A), 4.0 μl of Stemfect RNA transfection reagent was added. In the second tube (B), 100 ng/μl of miR-Bim switch was added at 1.0, 1.5 or 2.0 μl and 100 ng/μl of puromycin resistant mRNA at 2.0 μl. Solution A and solution B were mixed and incubated at room temperature for 15 minutes. Meanwhile, the medium was replaced with 2 ml of fresh I 3 medium without antibiotics. After 15 minutes, the mixture was added to the cells, the plate gently shaken, and incubated at 37° C. for 4 hours in a 5% CO 2 atmosphere. After 4 hours, the medium was removed, the wells were washed once with IMDM, and 2 ml of fresh I 3 medium containing 2 μg/ml puromycin was added to the cells.
The next day, surviving cells were collected and seeded on a low-adhesion 96-well plate at 2×10 4 cells/well to prepare an aggregation, and additional culture was performed for 7 days. On the 28th day of induction of differentiation, aggregation was collected, and a part of the collected aggregation was subjected to qPCR for expression analysis of each marker gene. In addition, 1 ml of Accumax was added to a part of the remaining aggregation and treated at 37° C. for 5 minutes. After forming a single cell by pipetting, it was seeded on an 8-well chamber slide (iMatrix coated), and after 7 days (the 35th day of differentiation induction), fixed with 4% PFA and immunostained in the same manner as above.

<ピューロマイシン選別の最適化>
ヒトES細胞(Kh1株)及びヒトiPS細胞(1231A3株)を上記の方法によって神経前駆細胞に分化させ、分化後20日及び27日で検討を行った。96 wellプレート(flat bottom、iMatrixコート)に1.7×105細胞/wellで播種し、翌日、終濃度0〜15μg/mlとなるようにピューロマイシンを添加した培地に交換し20時間培養し、CyQuant Diret Cell Proliferation Assay Kit (Invitrogen)により細胞の生残率を評価した(図12a)。Controlとして、CyQuant kitで処理していない細胞の自家蛍光を測定した。
次に、終濃度10μg/mlとなるようにピューロマイシンを添加した培地に、ピューロマイシン耐性mRNAを0〜100ng/mlでトランスフェクションした各細胞を20時間培養し、上記と同様にして細胞の生残率を評価した(図12b)。
ピューロマイシン耐性mRNAを100ng/mlとなるようにしてトランスフェクションした細胞に、更にBimスイッチとして用いるmRNAを0〜100ng/mlでトランスフェクションし、終濃度10μg/mlとなるようにピューロマイシンを添加した培地で20時間培養し、上記と同様にして細胞の生残率を評価すると共に、細胞の状態や細胞の回収率を調べた(図12c及び13)。また、比較としてFACS選別した細胞でも、同様に細胞の状態や細胞の回収率を調べた(図13b)。回収率(Collection efficiency)(%)は、回収した細胞数 / トランスフェクション前に蒔いた細胞数により算出される。この際、FACSによるBFP陽性細胞は、10〜30%であり、この陽性細胞をFACSにより選別している。
最後に、Bimスイッチで選別し、生残した細胞からRNAを抽出し、上記と同じ方法によって、各マーカー遺伝子の発現量をqRT-PCRによって解析し(図14)、各マーカータンパク質の発現状況を免疫染色によって確認した(図15)。
<Optimization of puromycin selection>
Human ES cells (Kh1 strain) and human iPS cells (1231A3 strain) were differentiated into neural progenitor cells by the method described above, and the examination was carried out 20 and 27 days after differentiation. 96 well plate (flat bottom, iMatrix coated) was seeded at 1.7 × 10 5 cells/well, and the next day, the medium was replaced with puromycin at a final concentration of 0 to 15 μg/ml and cultured for 20 hours. The cell survival rate was evaluated by the Diret Cell Proliferation Assay Kit (Invitrogen) (Fig. 12a). As a control, autofluorescence of cells not treated with CyQuant kit was measured.
Then, puromycin-containing mRNA was added to a medium to a final concentration of 10 μg/ml at a concentration of 0 to 100 ng/ml to purify each cell, and the cells were cultured for 20 hours. The residual rate was evaluated (Fig. 12b).
Puromycin resistant mRNA was transfected to cells at 100 ng/ml, and mRNA used as a Bim switch was further transfected at 0 to 100 ng/ml, and puromycin was added to a final concentration of 10 μg/ml. After culturing in the medium for 20 hours, the cell survival rate was evaluated in the same manner as above, and the cell state and cell recovery rate were examined (FIGS. 12c and 13). In addition, for comparison, cells in FACS selection were also examined for cell state and cell recovery rate (FIG. 13b). Collection efficiency (%) is calculated by the number of cells recovered/the number of cells plated before transfection. At this time, the BFP positive cells by FACS were 10 to 30%, and the positive cells are sorted by FACS.
Finally, RNA was extracted from the surviving cells sorted by Bim switch, and the expression level of each marker gene was analyzed by qRT-PCR by the same method as described above (Fig. 14) to show the expression status of each marker protein. Confirmed by immunostaining (Fig. 15).

<マウスES細胞由来の大脳皮質神経前駆細胞におけるmiRNAスイッチでの選別>
マウスES細胞から大脳皮質神経前駆細胞を分化誘導し、miR-9-5pスイッチを用いて、上記の方法によりFACS選別した(図16a)。また、選別後の細胞(miR-9-5p陽性又は陰性)及び未選別の細胞からRNAを抽出し、上記と同じ方法によってqRT-PCRにより、各マーカー遺伝子の発現を解析した(図16b〜d)。
<Selection by miRNA switch in cortical neural progenitor cells derived from mouse ES cells>
Cerebral cortical neural progenitor cells were induced to differentiate from mouse ES cells and FACS-sorted by the method described above using the miR-9-5p switch (Fig. 16a). In addition, RNA was extracted from sorted cells (miR-9-5p positive or negative) and unsorted cells, and the expression of each marker gene was analyzed by qRT-PCR by the same method as above (FIGS. 16b to d). ).

<ドーパミン神経前駆細胞の選別に使用できるmiRNAのスクリーニング>
ヒトiPS細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞に642種類のmiRNAスイッチ(配列番号1〜642の配列を含むmiRNAスイッチ)を導入し、ドーパミン神経前駆細胞において発現しているmiRNAに対する応答性を、FACSを用いて解析した。
<Screening of miRNA that can be used for selection of dopaminergic progenitor cells>
Introducing 642 types of miRNA switches (miRNA switches containing the sequences of SEQ ID NOs: 1 to 642) into dopamine neural progenitor cells differentiated from human iPS cells, the responsiveness to miRNAs expressed in dopamine neural progenitor cells was determined by FACS. Was analyzed using.

<大脳皮質神経前駆細胞の選別に使用できるmiRNAのスクリーニング>
妊娠13日齢マウスを、ソムノペンチルを用いて安楽死させ、可及的に胎児を摘出した。摘出したE13.5マウスより大脳を摘出し、硬膜を剥離し、神経細胞のみとした状態で、dorsal palliumを切り出し採取した。処置は全て氷冷したHESS内で行い30分以内に完了させた。回収したdorsal palliumを神経細胞分散液(DS Pharma biomedical, MB-X9901D)を用いて分散し、PDLでコートしたflat bottomディッシュに15×104細胞/cm2の密度で播種した。同時に、上記と同じ方法によって642種類のmiRNAスイッチを細胞に導入した。24時間後、上記と同じ方法によって、大脳皮質神経前駆細胞において発現しているmiRNAに対する応答性を、FACSを用いて解析した。
<Screening of miRNA that can be used for selection of cortical neural progenitor cells>
A 13-day-old pregnant mouse was euthanized with Somnopentyl, and the fetus was removed as much as possible. The cerebrum was excised from the excised E13.5 mouse, the dura was peeled off, and the dorsal pallium was excised and collected in the state where only nerve cells were present. All treatments were performed in ice-cold HESS and completed within 30 minutes. The collected dorsal pallium was dispersed using a nerve cell dispersion liquid (DS Pharma biomedical, MB-X9901D), and seeded in a flat bottom dish coated with PDL at a density of 15×10 4 cells/cm 2 . At the same time, 642 kinds of miRNA switches were introduced into cells by the same method as above. Twenty-four hours later, the responsiveness to miRNA expressed in cerebral cortical neural progenitor cells was analyzed using FACS by the same method as described above.

実施例1:ドーパミン神経前駆細胞の選別に使用できるmiRNAの探索
分化誘導したドーパミン神経前駆細胞を用いて行ったFACSによる解析の結果、miR-9-5pスイッチ及びmiR-218-5pを用いた場合に、分化誘導開始後21日及び28日目に、miRNAスイッチをトランスフェクションすることで良好にドーパミン神経前駆細胞を選別できることが示された(図3)。この結果から、以後、ドーパミン神経前駆細胞の選別においては分化誘導開始から21日目以降に、miRNAスイッチをトランスフェクションすることとした。
Example 1: Search for miRNA that can be used for selection of dopamine neural progenitor cells As a result of FACS analysis performed using differentiation-induced dopamine neural progenitor cells, in the case of using miR-9-5p switch and miR-218-5p In addition, it was demonstrated that transfection with miRNA switch enables good selection of dopaminergic neural progenitor cells 21 and 28 days after the initiation of differentiation induction (FIG. 3). From this result, it was determined that, in the selection of dopaminergic neural progenitor cells, the miRNA switch is transfected 21 days after the initiation of differentiation induction.

実施例2:中脳及び前脳神経細胞におけるmiR-9-5p及びmiR-218-5pの経時的発現解析
ヒトiPS細胞(1231A3株)及びヒトES細胞(Kh1株)をそれぞれ、前脳又は中脳に分化させ、経時的にmiR-9-5p及びmiR-218-5pの発現量をqRT-PCRによって調べた。発現量はRNU6Bの結果を用いて標準化した。その結果、miR-9-5pは分化誘導開始から14日目では1231A3株で発現量が少なく、21日目以降はいずれの株においても、前脳又は中脳に分化させたいずれの場合でも、発現が見られた。しかし、28日目、35日目ではいずれの細胞株においても、中脳に分化させた時の発現量は高い状態を維持していたが、前脳に分化させた場合に発現量の減少が見られた。このことから、miR-9-5pは中脳神経の選別に特に適しており、21日目以降に、選別を行うことが適していることが示唆された(図4)。一方、miR-218-5pについては、分化誘導開始から7日目以降に、いずれの株及び前脳又は中脳に分化させたいずれの場合でも発現が確認され、中脳に分化させた時の方が前脳に分化させた時よりも発現量が多い傾向は見られたものの、顕著な差ではなかった(図4)。
Example 2: Time-dependent analysis of miR-9-5p and miR-218-5p expression in midbrain and forebrain nerve cells Human iPS cells (1231A3 strain) and human ES cells (Kh1 strain) were forebrain or midbrain, respectively. And the expression levels of miR-9-5p and miR-218-5p were examined over time by qRT-PCR. The expression level was standardized using the results of RNU6B. As a result, miR-9-5p has a low expression level in the 1231A3 strain on the 14th day from the initiation of differentiation induction, and in any of the strains from the 21st day onward, any of the cases differentiated into the forebrain or midbrain, Expression was seen. However, on day 28 and 35, the expression level was maintained high when differentiated into the midbrain in all cell lines, but the expression level decreased when differentiated into the forebrain. I was seen. From this, it was suggested that miR-9-5p is particularly suitable for selection of the midbrain nerve, and that it is suitable to perform selection after the 21st day (Fig. 4). On the other hand, for miR-218-5p, after 7 days from the initiation of differentiation induction, expression was confirmed in any case where it was differentiated into any strain and forebrain or midbrain, and when differentiated into midbrain Although there was a tendency that the expression level was higher than that in the case of being differentiated into the forebrain, it was not a significant difference (Fig. 4).

実施例3:miRNAスイッチを用いたドーパミン神経前駆細胞のFACS選別
ヒトiPS細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞において、miR-9-5pスイッチ又はmiR-218-5pスイッチを21日目にトランスフェクションして、FACS選別を行い、各マーカー遺伝子の発現量を調べた。いずれのmiRNAスイッチを用いた場合でも、中脳及び底板(floor plate)マーカー遺伝子の発現が確認された(図5)。ただし、miR-218-5pスイッチによる選別を行った細胞ではNurr1の発現は陽性群、陰性群で差が認められなかった(図5)。他方、いずれのmiRNAスイッチを用いた場合でも、Anterior及び初期神経系転写因子の発現は陽性群で少なかった(図5)。これらの結果から、miR-9-5pスイッチ及びmiR-218-5pスイッチのいずれを用いた場合でも、中脳及び底板マーカー遺伝子を強く発現するドーパミン神経前駆細胞をFACS選別できることが示唆された。
同様に、分化誘導開始から21日目及び28日目に、miR-9-5pスイッチ又はmiR-218-5pスイッチをトランスフェクションして、分化誘導開始からの時間によって発現しているマーカーの変化を調べた。その結果、miR-9-5pスイッチ及びmiR-218-5pスイッチのいずれを用い、分化誘導開始から21日目及び28日目にmiRNAスイッチをトランスフェクションした場合であっても、マーカー遺伝子の発現パターンは類似していた(図6及び7)。
Example 3: FACS selection of dopamine neural progenitor cells using miRNA switch Dopamine neural progenitor cells differentiated from human iPS cells were transfected with miR-9-5p switch or miR-218-5p switch on day 21. Then, FACS selection was performed to examine the expression level of each marker gene. Expression of the midbrain and floor plate marker genes was confirmed using either miRNA switch (Fig. 5). However, there was no difference in Nurr1 expression between the positive group and the negative group in cells sorted by the miR-218-5p switch (Fig. 5). On the other hand, the expression of Anterior and early nervous system transcription factor was low in the positive group regardless of which miRNA switch was used (Fig. 5). From these results, it was suggested that dopaminergic neural progenitor cells that strongly express midbrain and floor plate marker genes can be FACS-sorted by using either miR-9-5p switch or miR-218-5p switch.
Similarly, on day 21 and day 28 after the initiation of differentiation induction, miR-9-5p switch or miR-218-5p switch was transfected to change the marker expressed by the time from the initiation of differentiation induction. Examined. As a result, the expression pattern of the marker gene was observed using both miR-9-5p switch and miR-218-5p switch, even when the miRNA switch was transfected on the 21st and 28th days from the initiation of differentiation induction. Were similar (Figures 6 and 7).

比較例1:抗CORIN抗体を用いたドーパミン神経前駆細胞のFACS選別
比較例として、ヒトiPS細胞から分化誘導したドーパミン神経前駆細胞を、抗CORIN抗体を用いて21日目と28日目にFACS選別し、マーカー遺伝子の発現パターンを調べた。中脳及び底板マーカー遺伝子については、分化誘導開始から21日目で選別した細胞でCORIN及びEn1の発現が確認されたものの、28日目で選別した細胞ではCORINの発現しか確認できなかった(図8)。miRNAスイッチを用いたFACSによる細胞の選別結果と比較すると、miRNAスイッチを用いた場合の方が中脳及び底板マーカー遺伝子を強く発現している細胞が選別されており、上記日数で選別した場合には、miRNAスイッチを用いた本発明の手法が抗CORIN抗体を用いた手法よりも優れていることが確認された。
Comparative Example 1: FACS selection of dopamine neural progenitor cells using anti-CORIN antibody As a comparative example, dopamine neural progenitor cells differentiated from human iPS cells were FACS selected on the 21st and 28th days using anti-CORIN antibody. Then, the expression pattern of the marker gene was examined. Regarding the midbrain and floor plate marker genes, although the expression of CORIN and En1 was confirmed in the cells selected on the 21st day from the initiation of differentiation induction, only the expression of CORIN could be confirmed in the cells selected on the 28th day (Fig. 8). Comparing with the selection result of cells by FACS using miRNA switch, cells that strongly express midbrain and floor plate marker gene were selected by using miRNA switch, and when selecting by the above number of days, It was confirmed that the method of the present invention using the miRNA switch is superior to the method using the anti-CORIN antibody.

実施例4:免疫染色によるマーカータンパク質の発現解析
上記により、miR-9-5pスイッチでFACS選別したドーパミン神経前駆細胞において発現しているマーカータンパク質を、免疫染色し、miR-9-5p陽性・陰性細胞及び未選別細胞の間で比べた。miR-9-5p陽性細胞はmiR-9-5p陰性細胞及び未選別細胞に比べ、成熟ドーパミン神経細胞に特徴的なマーカータンパク質であるNurr1及びFoxa2を発現しており、前脳の神経前駆細胞マーカータンパク質であるSox1やPax6の発現は弱く、細胞増殖マーカータンパク質であるKi67の発現においては差が見られなかった(図9)。
Example 4: Expression analysis of marker protein by immunostaining As described above, the marker protein expressed in dopaminergic neural progenitor cells FACS-sorted with the miR-9-5p switch was immunostained and miR-9-5p positive/negative. Comparisons were made between cells and unsorted cells. Compared to miR-9-5p-negative cells and unsorted cells, miR-9-5p-positive cells express Nurr1 and Foxa2, which are marker proteins characteristic of mature dopamine neurons, and are markers of forebrain neural progenitor cells. Expression of the proteins Sox1 and Pax6 was weak, and no difference was observed in the expression of the cell proliferation marker protein Ki67 (Fig. 9).

実施例5:タンデムmiRNAスイッチによるドーパミン神経前駆細胞のFACS選別
これまでの結果から、miRNAスイッチを用いた選別で、ドーパミン神経前駆細胞を純度良く選別できることが明らかとなった。しかしながら、この手法においてはセルソーターの使用は不可欠である。セルソーターを用いた選別では、回収に時間を要し、回収効率が低い等、大量に培養した細胞を選別するためには不向きである等の欠点があった。そこで発明者らは将来的に、製造した細胞を再生治療に用いることができるように、セルソーターを用いずに、細胞を選別する手法を検討した。
セルソーターを用いた選別はgate設定が可能で、トランスフェクション効率が細胞間で異なる場合であっても、コントロールEGFPを用いることでシャープに選別することが可能である。しかし、セルソーターを使用しない場合は、一般的にgateが設定できずトランスフェクション効率を選別に反映できない。そこでmiRNAの発現量の差異により陽性と陰性を明確に選別できるmiRNAスイッチを確立することが望ましいと考えられた。そこで、発明者らはmiRNA標的配列をタンデムに複数連結した、タンデムmiRNAスイッチを作製し、それらのタンデムmiRNAスイッチの感度を調べ、タンデムmiR-9-5pスイッチ(1x9-5p-tagBFP-4x9-5p)を完成した。タンデムmiR-9-5pスイッチを用いた場合、miR-9-5pスイッチに比べ、純度良くドーパミン神経前駆細胞をFACS選別できることが示唆された(図10)。
Example 5: FACS sorting of dopamine neural progenitor cells by tandem miRNA switch From the results obtained so far, it was revealed that the dopamine neural progenitor cells can be sorted with high purity by the sorting using miRNA switch. However, the use of a cell sorter is essential in this approach. Sorting using a cell sorter has drawbacks such as long collection time and low collection efficiency, which makes it unsuitable for sorting a large number of cultured cells. Therefore, the inventors studied a method of selecting cells without using a cell sorter so that the manufactured cells can be used for regeneration treatment in the future.
The gate can be set in the selection using the cell sorter, and even when the transfection efficiency differs between cells, it is possible to perform the sharp selection by using the control EGFP. However, if the cell sorter is not used, generally the gate cannot be set and the transfection efficiency cannot be reflected in the selection. Therefore, it was considered desirable to establish a miRNA switch capable of clearly selecting positive and negative depending on the difference in miRNA expression level. Therefore, the present inventors created tandem miRNA switches in which multiple miRNA target sequences were linked in tandem, and investigated the sensitivity of those tandem miRNA switches.The tandem miR-9-5p switch (1x9-5p-tagBFP-4x9-5p ) Was completed. It was suggested that dopaminergic neural progenitor cells could be FACS-sorted with higher purity when the tandem miR-9-5p switch was used, as compared with the miR-9-5p switch (Fig. 10).

Bimスイッチによるドーパミン神経前駆細胞の選別
タンデムmiR-9-5pスイッチのマーカータンパク質として蛍光タンパク質BFPの代わりにアポトーシス誘導タンパク質Bimの遺伝子を連結し、miR-9-5pを発現している細胞においてはBimタンパク質の発現を抑制するmiRNAスイッチ(Bimスイッチ)が機能し、アポトーシスが誘導されないことによって選別される系の確立を試みた。ここで、トランスフェクションされにくい細胞を排除するために、Bimスイッチと共に、ピューロマイシン耐性遺伝子を導入し、ピューロマイシン耐性による選別も同時に行った。
まず、培地に添加するピューロマイシンの最適量を検討したところ、5-15μg/mlであり以後10μg/mlで実験を行った(図12a)。次に、培地に10μg/mlのピューロマイシンを添加した場合に、細胞を生存させるために必要なピューロマイシン耐性遺伝子の濃度を検討した。その結果、100ng/mlのピューロマイシン耐性mRNAを導入することとした(図12b)。最後に、10μg/mlのピューロマイシンを添加した培地において、100ng/mlのピューロマイシン耐性mRNAと共に、各種濃度のBimスイッチを導入した場合、100ng/mlのBimスイッチを導入した場合に、細胞を厳しく選別できることが示唆された(図12c)。
一方、細胞の回収率について検討すると、Bimスイッチを用いた本手法では約40%の細胞回収率であり、FACS選別した細胞の回収率(約10%)よりも顕著に高いことが示された(図13b)。
Selection of dopaminergic neural progenitor cells by Bim switch In cells expressing miR-9-5p by linking the gene for apoptosis-inducing protein Bim instead of the fluorescent protein BFP as a tandem miR-9-5p switch marker protein, Bim We attempted to establish a system in which the miRNA switch (Bim switch) that suppresses protein expression functions and is selected by not inducing apoptosis. Here, in order to eliminate cells that are difficult to transfect, a puromycin resistance gene was introduced together with the Bim switch, and selection by puromycin resistance was also performed at the same time.
First, when the optimum amount of puromycin to be added to the medium was examined, it was 5-15 μg/ml, and thereafter, the experiment was conducted at 10 μg/ml (FIG. 12a). Next, the concentration of the puromycin resistance gene required for survival of the cells when 10 μg/ml of puromycin was added to the medium was examined. As a result, it was decided to introduce 100 ng/ml of puromycin resistant mRNA (Fig. 12b). Finally, in a medium supplemented with 10 μg/ml puromycin, cells were severely ligated when various concentrations of Bim switch were introduced together with 100 ng/ml of puromycin resistant mRNA, and when 100 ng/ml of Bim switch was introduced. It was suggested that they could be selected (Fig. 12c).
On the other hand, when the cell recovery rate was examined, it was shown that the method using the Bim switch had a cell recovery rate of about 40%, which was significantly higher than the recovery rate of the FACS-sorted cells (about 10%). (Figure 13b).

実施例6:各方法における細胞回収効率の比較
細胞選別(純化)には蛍光標識された細胞染色をFACSで選別する方法が一般的であるため、従来のFACSで選別する方法による細胞の回収率と、本発明の選別方法による細胞の回収率を比較した。FACSを用いて、miR-9-5pスイッチ及びタンデムmiR-9-5pスイッチでFACS選別した際の細胞の検出率は、それぞれ14.9%及び28.0%であった(図11)。ただし、この数値はFACSの機械における検出部での数値であり、実際に細胞をまき直して、トランスフェクションをしたのち、細胞を回収して、FACSの機械にかけて、さらに選別した細胞を回収するという各ステップで細胞のロスが生じるため、FACSの機械の性能の限界で14.9%又は28.0%のすべてが回収できるわけではない。そこで、まき直す際の細胞数を基準にして、最終的にどれだけの目的細胞が回収できるかを調べ、“collection efficiency”(回収率)として計算した。miRNAスイッチ等を用いた選別をすることなく、ただまき直して、翌日回収するという手技だけ(unsort)でも細胞は81%に減った。FACSを使った方法では、タンデムmiR-9-5pスイッチを使うことにより、miR-9-5pスイッチを使った場合よりも、回収率は6%から11%に増えた。一方、FACSの機械性能による細胞のLossがない薬剤によるBim selectionでは回収率が36%であり、Bimスイッチを用いることで、FACSを用いた場合よりも回収率が顕著に高いことが示された。
Example 6: Comparison of cell recovery efficiency in each method Since cell sorting (purification) is generally performed by FACS sorting of fluorescently labeled cell stains, cell recovery rate by the conventional FACS sorting method is shown. And the cell recovery rates by the selection method of the present invention were compared. When FACS was used to perform FACS selection using miR-9-5p switch and tandem miR-9-5p switch, the detection rates of cells were 14.9% and 28.0%, respectively (Fig. 11). However, this value is the value at the detection part of the FACS machine, and it is said that the cells are actually reseeded and transfected, and then the cells are collected and subjected to the FACS machine to collect further sorted cells. Due to cell loss at each step, not all 14.9% or 28.0% can be recovered at the limit of FACS machine performance. Therefore, based on the number of cells at the time of reseeding, how many target cells could be finally recovered was investigated, and calculated as “collection efficiency”. The cells were reduced to 81% only by unsorting the cells by simply reseeding and collecting the cells the next day without sorting using miRNA switches. The FACS-based method increased the recovery from 6% to 11% by using the tandem miR-9-5p switch than by using the miR-9-5p switch. On the other hand, the recovery rate was 36% in the Bim selection using a drug without cell loss due to the mechanical performance of FACS, and it was shown that the recovery rate was significantly higher by using the Bim switch than when using FACS. ..

実施例7:Bimスイッチで選別した細胞における各種マーカータンパク質/遺伝子の発現解析
上記によりBimスイッチで選別した細胞における各種マーカー遺伝子の発現量を調べた。先述のFACSを用いた手法と同じ程度に、中脳及び底板マーカー遺伝子を強く発現している細胞を選別できた(図5及び14)。
また、Bimスイッチで選別した細胞と未選別の細胞とで、細胞のマーカータンパク質の発現を免疫染色によって比べたところ、Bimスイッチで選別した細胞では成熟ドーパミン神経細胞に特徴的なマーカータンパク質であるNurr1陽性率が高く、前脳の神経前駆細胞マーカータンパク質であるSox1の発現率が低かった(図15)。
Example 7: Expression analysis of various marker proteins/genes in cells selected by Bim switch The expression levels of various marker genes in cells selected by Bim switch as described above were examined. Cells that strongly expressed the midbrain and floor plate marker genes could be selected to the same extent as in the method using FACS described above (Figs. 5 and 14).
In addition, when the expression of the cell marker protein was compared by immunostaining between Bim switch-selected cells and unselected cells, Nur1 which is a marker protein characteristic of mature dopaminergic neurons was found in Bim switch-selected cells. The positive rate was high, and the expression rate of Sox1, a neural progenitor cell marker protein in the forebrain, was low (Fig. 15).

以上の結果から、miRNAスイッチを用いることで、多能性幹細胞等から分化誘導した細胞集団の中から、所望の表現型(マーカー発現型)を有する細胞を選別できることが示された。さらに、本手法を用いることで、セルソーターを用いなくても所望の細胞を選別することも可能であり、極めて有用である。 From the above results, it was shown that by using the miRNA switch, cells having a desired phenotype (marker expression type) can be selected from the cell population differentiated from pluripotent stem cells and the like. Furthermore, by using this method, desired cells can be selected without using a cell sorter, which is extremely useful.

実施例8:miRNAスイッチを用いた大脳皮質神経前駆細胞のFACS選別
miRNAスイッチを用いた本手法が、実際にドーパミン神経前駆細胞以外の神経細胞にも適用できるか検証した。
マウスES細胞から分化誘導した神経前駆細胞を、miR-9-5pスイッチを用いてFACS選別した結果、良好な選別パターンが確認された(図16a)。次に、miR-9-5p陽性細胞において、各種マーカー遺伝子の発現量を調べた。その結果、miR-9-5p陽性細胞においては、大脳皮質神経前駆細胞マーカー遺伝子であるPax6、Ctip2、Emx1及びFezf2の発現量が多く(図16b)、成熟神経マーカー遺伝子であるHES1及びNotch2の発現量は少なかった(図16c)。また、その他のマーカー遺伝子であるSox9、FoxF1及びSox10の発現量についてmiR-9-5p陽性細胞を、未選別細胞と比べるとほぼ同程度であったが、miR-9-5p陰性細胞と比べると顕著に少なかった(図16d)。これらの結果から、miR-9-5p陽性細胞は所望の大脳皮質神経前駆細胞であり、ドーパミン神経前駆細胞の場合と同じように、良好に選別できたことが示唆された。
Example 8: FACS sorting of cortical neural progenitor cells using miRNA switch
We verified whether this method using miRNA switch can actually be applied to nerve cells other than dopamine neural progenitor cells.
As a result of FACS selection of neural progenitor cells differentiated from mouse ES cells using the miR-9-5p switch, a good selection pattern was confirmed (Fig. 16a). Next, the expression levels of various marker genes in miR-9-5p positive cells were examined. As a result, in miR-9-5p-positive cells, the expression levels of cerebral cortical neural progenitor marker genes Pax6, Ctip2, Emx1 and Fezf2 were high (Fig. 16b), and the expression of mature neural marker genes HES1 and Notch2 was high. The amount was low (Fig. 16c). The expression levels of Sox9, FoxF1 and Sox10, which are other marker genes, were comparable to miR-9-5p-positive cells and unsorted cells, but compared to miR-9-5p-negative cells. It was significantly less (Fig. 16d). From these results, it was suggested that miR-9-5p positive cells were desired cerebral cortical neural progenitor cells and could be well sorted, as in the case of dopamine neural progenitor cells.

以上の結果から、本発明の選別方法はドーパミン神経前駆細胞や大脳皮質神経前駆細胞以外にも、他の様々な神経前駆細胞においても応用可能であると考えられる。 From the above results, it is considered that the selection method of the present invention can be applied to various neural progenitor cells other than dopamine neural progenitor cells and cortical neural progenitor cells.

実施例9:神経前駆細胞の選別に使用できるmiRNAの探索
ヒトiPS細胞から分化誘導し、開始から13日目のドーパミン神経前駆細胞を、抗CORIN抗体を用いたFACS選別により、CORIN陽性及び陰性細胞を回収した。これらの細胞に642種類のmiRNAスイッチ(配列番号1〜642を含む)を導入し、FACSを用いて各miRNAの応答性を解析した。用いたmiRNA配列及びその結果を表8に示す。表中のDAはドーパミン神経前駆細胞、CNは大脳皮質神経前駆細胞を示し、aaは特に強い応答、aは強い応答、bは弱い応答、記載なしは無反応であったことを意味する。また、miRNA名の文頭のhsa-は省略する。
Example 9: Search for miRNA that can be used for selection of neural progenitor cells Differentiation is induced from human iPS cells, and dopamine neural progenitor cells 13 days after initiation are subjected to FACS selection using an anti-CORIN antibody to detect CORIN-positive and negative cells. Was recovered. 642 kinds of miRNA switches (including SEQ ID NOS: 1 to 642) were introduced into these cells, and the responsiveness of each miRNA was analyzed using FACS. Table 8 shows the miRNA sequences used and the results. In the table, DA indicates dopaminergic neural progenitor cells, CN indicates cerebral cortical neural progenitor cells, aa indicates a particularly strong response, a indicates a strong response, b indicates a weak response, and no description indicates no response. Also, the hsa- at the beginning of the miRNA name is omitted.

ドーパミン神経前駆細胞においては、642種類のRNA配列中、特に強い応答を示したものが16種類、強い応答を示したものが36種類、弱い応答を示したものが76種類、無応答であったものが514種類であった。表9に、特に強い応答を示したもの及び強い応答を示したものを示す。 In dopaminergic neural progenitor cells, among 642 RNA sequences, 16 showed strong response, 36 showed strong response, 76 showed weak response, and 76 showed no response. There were 514 types. Table 9 shows those showing a particularly strong response and those showing a strong response.

マウス胎仔から取得した大脳皮質神経前駆細胞においても、上記と同様の方法でFACSを用いて各miRNAの応答性を解析した。大脳皮質神経前駆細胞においては、642種類のmiRNA中、特に強い応答を示したものが14種類、強い応答を示したものが119種類、弱い応答を示したものが94種類、無応答であったものが415種類であった。表10に、特に強い応答を示したもの及び強い応答を示したものを示す。 In cerebral cortical neural progenitor cells obtained from mouse fetuses, the responsiveness of each miRNA was analyzed using FACS in the same manner as above. In cerebral cortical neural progenitor cells, among 642 types of miRNAs, 14 types showed a particularly strong response, 119 types showed a strong response, 94 types showed a weak response, and no response. There were 415 types. Table 10 shows those showing a particularly strong response and those showing a strong response.

以上より、これらのmiRNAスイッチも、本発明に適用できることが示された。 From the above, it was shown that these miRNA switches can also be applied to the present invention.

本発明によれば、パーキンソン病等の治療に用いる細胞移植のドナー細胞、疾患解明のツール及び/又は薬剤開発のツールとして用いることができる、神経前駆細胞を、miRNAを指標にして選別することが可能となる。特に、本発明は操作性に優れており、従来の神経前駆細胞の選別方法と比べ、要する手間や時間、及び回収効率が大幅に改善されている。また、本発明の方法で作製された神経前駆細胞は、選別に抗体を使用していないので残存抗体のコンタミネーションのリスクもなく、スケールアップも容易である。 According to the present invention, donor cells for cell transplantation used for treatment of Parkinson's disease, etc., which can be used as a disease elucidation tool and/or a drug development tool, can be selected using miRNA as an index. It will be possible. In particular, the present invention is excellent in operability, and the labor and time required and the recovery efficiency are significantly improved as compared with the conventional method for selecting neural progenitor cells. Moreover, since the neural progenitor cells produced by the method of the present invention do not use an antibody for selection, there is no risk of residual antibody contamination and scale-up is easy.

(関連出願の表示)
本出願は、2017年8月10日付で日本国に出願された特願2017-156213を基礎としており、ここで言及することによりその内容は全て本明細書に包含される。
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This application is based on Japanese Patent Application No. 2017-156213 filed in Japan on Aug. 10, 2017, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

Claims (20)

神経前駆細胞の選別方法であって、下記(1)から(2)の工程:
(1)神経前駆細胞で発現しているmiRNAによって認識される配列に、マーカータンパク質をコードする配列を機能的に連結したmRNA、又は該mRNAをコードするDNAを細胞に導入する工程、及び
(2)該マーカータンパク質の発現が抑制された細胞を選別する工程
を含む方法。
A method for selecting neural progenitor cells, comprising the following steps (1) to (2):
(1) the sequence recognized by miRNA expressed in neural progenitor cells, mRNA functionally linked with a sequence encoding a marker protein, or the step of introducing a DNA encoding the mRNA into the cell, and
(2) A method comprising a step of selecting cells in which expression of the marker protein is suppressed.
前記神経前駆細胞がドーパミン神経前駆細胞である、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the neural progenitor cell is a dopamine neural progenitor cell. 前記神経前駆細胞が大脳皮質神経前駆細胞である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the neural progenitor cells are cerebral cortical neural progenitor cells. 前記miRNAがmiR-9-5p、miR-218-5p、miR-20a-5p、miR-124-3p、miR-7-5p、miR-135a-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、miR-26a-5p、miR-106a-5p、miR-320e、miR-374a-5p、let-7b-5p、let-7f-5p、miR-508-5p、miR-20b-5p、miR-30c-5p、miR-30d-5p、miR-30e-5p、miR-135b-3p、miR-17-5p、miR-330-3p、let-7d-5p、miR-93-5p、miR-106b-5p、miR-335-5p、miR-98-5p、miR-92b-3p、miR-320c、miR-374b-5p、miR-320d、miR-4532、miR-584-3p、miR-219-5p、miR-21-5p、miR-92a-3p、miR-449a、miR-18a-5p、miR-1908-3p、miR-210-5p、miR-34b-5p、miR-34c-3p、miR-654-5p、miR-660-5p、miR-675-5p、miR-744-3p、miR-942-5p、miR-96-3p、miR-30a-5p、miR-491-5p及びmiR-5001-5pからなる群より選択される1種以上のmiRNAである、請求項2に記載の方法。 The miRNA is miR-9-5p, miR-218-5p, miR-20a-5p, miR-124-3p, miR-7-5p, miR-135a-5p, let-7a-5p, let-7g-5p , Let-7i-5p, miR-26a-5p, miR-106a-5p, miR-320e, miR-374a-5p, let-7b-5p, let-7f-5p, miR-508-5p, miR-20b -5p, miR-30c-5p, miR-30d-5p, miR-30e-5p, miR-135b-3p, miR-17-5p, miR-330-3p, let-7d-5p, miR-93-5p , MiR-106b-5p, miR-335-5p, miR-98-5p, miR-92b-3p, miR-320c, miR-374b-5p, miR-320d, miR-4532, miR-584-3p, miR -219-5p, miR-21-5p, miR-92a-3p, miR-449a, miR-18a-5p, miR-1908-3p, miR-210-5p, miR-34b-5p, miR-34c-3p , MiR-654-5p, miR-660-5p, miR-675-5p, miR-744-3p, miR-942-5p, miR-96-3p, miR-30a-5p, miR-491-5p and miR The method according to claim 2, which is one or more miRNAs selected from the group consisting of -5001-5p. 前記miRNAがmiR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、miR-330-3p、let-7b-5p、let-7d-5p、let-7f-5p、miR-135b-3p、miR-508-5p、miR-654-5p、miR-758-5p、miR-491-5p、miR-5001-5p、miR-191-5p、miR-20a-5p、miR-342-3p、miR-99b-5p、miR-423-3p、miR-324-3p、miR-22-3p、miR-378a-3p、miR-296-5p、miR-99a-5p、miR-500a-3p、miR-345-5p、miR-335-5p、miR-134、miR-212-3p、miR-154-5p、miR-150-5p、miR-148a-3p、miR-382-5p、miR-486-5p、miR-370、miR-373-3p、miR-512-5p、miR-516b-5p、miR-518b、miR-518c-5p、miR-519d、miR-523-3p、miR-526a、miR-98-5p、miR-140-3p、miR-378b、miR-128、miR-3180-3p、miR-1260a、miR-503-5p、miR-34c-5p、miR-3180、miR-21-3p、miR-4286、miR-4454、miR-138-5p、miR-1307-3p、miR-652-3p、miR-502-3p、miR-92b-5p、miR-501-3p、miR-1285-3p、miR-126-3p、miR-877-5p、miR-9-3p、miR-129-1-3p、miR-760、miR-365a-5p、miR-374a-5p、miR-4532、miR-20b-3p、miR-363-5p、miR-339-3p、miR-513a-3p、miR-532-3p、miR-3180-5p、miR-4324、miR-1234-5p、miR-329、miR-362-3p、miR-671-5p、miR-24-2-5p、miR-27a-5p、miR-411-5p、miR-197-5p、miR-222-5p、miR-584-3p、miR-326、miR-133a、miR-17-5p、miR-92a-3p、miR-16-5p、miR-339-5p、miR-331-3p、miR-203a、miR-298、miR-134-3p、miR-135a-3p、miR-138-1-3p、miR-144-5p、miR-154-3p、miR-15a-5p、miR-15b-3p、miR-15b-5p、miR-16-1-3p、miR-181a-3p、miR-1910-3p、miR-1910-5p、miR-192-3p、miR-194-3p、miR-194-5p、miR-196a-3p、miR-210-5p、miR-34c-3p、miR-450b-3p、miR-4536-3p、miR-4707-5p、miR-490-3p、miR-494-3p、miR-510-3p、miR-5196-3p、miR-542-5p、miR-574-3p、miR-589-3p、miR-642a-3p、miR-6503-5p、miR-654-3p、miR-660-5p、miR-675-5p、miR-766-3p、miR-874-5p、miR-942-5p及びmiR-96-3pからなる群より選択される1種以上のmiRNAである、請求項3に記載の方法。 The miRNA is miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, miR-330-3p, let-7b-5p, let-7d-5p, let-7f-5p , MiR-135b-3p, miR-508-5p, miR-654-5p, miR-758-5p, miR-491-5p, miR-5001-5p, miR-191-5p, miR-20a-5p, miR -342-3p, miR-99b-5p, miR-423-3p, miR-324-3p, miR-22-3p, miR-378a-3p, miR-296-5p, miR-99a-5p, miR-500a -3p, miR-345-5p, miR-335-5p, miR-134, miR-212-3p, miR-154-5p, miR-150-5p, miR-148a-3p, miR-382-5p, miR -486-5p, miR-370, miR-373-3p, miR-512-5p, miR-516b-5p, miR-518b, miR-518c-5p, miR-519d, miR-523-3p, miR-526a , MiR-98-5p, miR-140-3p, miR-378b, miR-128, miR-3180-3p, miR-1260a, miR-503-5p, miR-34c-5p, miR-3180, miR-21 -3p, miR-4286, miR-4454, miR-138-5p, miR-1307-3p, miR-652-3p, miR-502-3p, miR-92b-5p, miR-501-3p, miR-1285 -3p, miR-126-3p, miR-877-5p, miR-9-3p, miR-129-1-3p, miR-760, miR-365a-5p, miR-374a-5p, miR-4532, miR -20b-3p, miR-363-5p, miR-339-3p, miR-513a-3p, miR-532-3p, miR-3180-5p, miR-4324, miR-1234-5p, miR-329, miR -362-3p, miR-671-5p, miR-24-2-5p, miR-27a-5p, miR-411-5p, miR-197-5p, miR-222-5p, miR-584-3p, miR -326, miR-133a, miR-17-5p, miR-92a-3p, miR-16-5p, miR-339-5p, miR-3 31-3p, miR-203a, miR-298, miR-134-3p, miR-135a-3p, miR-138-1-3p, miR-144-5p, miR-154-3p, miR-15a-5p, miR-15b-3p, miR-15b-5p, miR-16-1-3p, miR-181a-3p, miR-1910-3p, miR-1910-5p, miR-192-3p, miR-194-3p, miR-194-5p, miR-196a-3p, miR-210-5p, miR-34c-3p, miR-450b-3p, miR-4536-3p, miR-4707-5p, miR-490-3p, miR- 494-3p, miR-510-3p, miR-5196-3p, miR-542-5p, miR-574-3p, miR-589-3p, miR-642a-3p, miR-6503-5p, miR-654- One or more miRNA selected from the group consisting of 3p, miR-660-5p, miR-675-5p, miR-766-3p, miR-874-5p, miR-942-5p and miR-96-3p The method of claim 3, wherein: 前記miRNAがmiR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、let-7b-5p、let-7f-5p及びmiR-508-5pからなる群より選択される1種以上のmiRNAである、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。 The miRNA is selected from the group consisting of miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, let-7b-5p, let-7f-5p and miR-508-5p. The method according to any one of claims 1 to 5, which is one or more miRNAs. 前記miRNAがmiR-9-5pを含む、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。 7. The method of any of claims 1-6, wherein the miRNA comprises miR-9-5p. 前記mRNAが、5'から3'の方向に、前記miRNAによって認識される1つ以上の配列、マーカータンパク質をコードする配列、及び該miRNAによって認識される1つ以上の配列を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 The mRNA comprises, in the 5′ to 3′ direction, one or more sequences recognized by the miRNA, a sequence encoding a marker protein, and one or more sequences recognized by the miRNA. 7. The method according to any one of to 7. 前記マーカータンパク質が、蛍光タンパク質又はアポトーシス誘導タンパク質である、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the marker protein is a fluorescent protein or an apoptosis-inducing protein. 前記アポトーシス誘導タンパク質がBimである、請求項9に記載の方法。 The method according to claim 9, wherein the apoptosis-inducing protein is Bim. 前記マーカータンパク質とは異なるマーカータンパク質をコードする核酸をさらに細胞に導入する工程を含む、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 10, further comprising the step of introducing a nucleic acid encoding a marker protein different from the marker protein into cells. 前記異なるマーカータンパク質が蛍光タンパク質又は薬剤耐性タンパク質である、請求項11に記載の方法。 The method according to claim 11, wherein the different marker proteins are fluorescent proteins or drug resistance proteins. 前記神経前駆細胞が多能性幹細胞から分化誘導した細胞である、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the neural progenitor cell is a cell induced to be differentiated from a pluripotent stem cell. 前記多能性幹細胞がヒト由来である、請求項13に記載の方法。 14. The method of claim 13, wherein the pluripotent stem cells are of human origin. 前記神経前駆細胞を分化誘導開始から22〜29日目に選別する、請求項13又は14に記載の方法。 The method according to claim 13 or 14, wherein the neural progenitor cells are sorted on day 22 to 29 after the initiation of differentiation induction. 多能性幹細胞からの神経前駆細胞の製造方法であって、下記(1)から(3)の工程:
(1)多能性幹細胞から神経前駆細胞を分化誘導する工程、
(2)(1)の工程で得られた細胞へ、神経前駆細胞で発現しているmiRNAによって認識される配列に、マーカータンパク質をコードする配列を機能的に連結したmRNA、又は該mRNAをコードするDNAを導入する工程、及び
(3)前記マーカータンパク質の発現が抑制された細胞を選別する工程
を含む、神経前駆細胞の製造方法。
A method for producing neural progenitor cells from pluripotent stem cells, comprising steps (1) to (3) below:
(1) a step of inducing differentiation of neural progenitor cells from pluripotent stem cells,
(2) mRNA obtained by functionally linking a sequence encoding a marker protein to a sequence recognized by miRNAs expressed in neural progenitor cells, or the mRNA obtained in the cell obtained in the step (1) The step of introducing DNA to
(3) A method for producing neural progenitor cells, which comprises a step of selecting cells in which the expression of the marker protein is suppressed.
前記マーカータンパク質とは異なるマーカータンパク質をコードする核酸をさらに細胞に導入する工程を含む、請求項16に記載の方法。 The method according to claim 16, further comprising the step of introducing a nucleic acid encoding a marker protein different from the marker protein into cells. miR-9-5p、let-7a-5p、let-7g-5p、let-7i-5p、let-7b-5p、let-7f-5p及びmiR-508-5pからなる群より選択されるmiRNAによって認識される配列及びマーカータンパク質をコードする配列を含むmRNA、又は該mRNAをコードするDNAを含有してなる、神経前駆細胞を選別するためのキット。 by a miRNA selected from the group consisting of miR-9-5p, let-7a-5p, let-7g-5p, let-7i-5p, let-7b-5p, let-7f-5p and miR-508-5p A kit for selecting neural progenitor cells, comprising mRNA containing a sequence to be recognized and a sequence encoding a marker protein, or DNA containing the mRNA. 前記mRNAが、5'から3'の方向に、前記miRNAによって認識される1つ以上の配列、マーカータンパク質をコードする配列、及び該miRNAによって認識される1つ以上の配列を含む、請求項18に記載のキット。 19. The mRNA comprises in the 5'to 3'direction one or more sequences recognized by the miRNA, a sequence encoding a marker protein, and one or more sequences recognized by the miRNA. The kit described in. さらに前記マーカータンパク質とは異なるマーカータンパク質をコードする配列を含む核酸を含有してなる、請求項18又は19に記載のキット。 The kit according to claim 18 or 19, further comprising a nucleic acid containing a sequence encoding a marker protein different from the marker protein.
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