WO2005053763A1 - 発毛方法 - Google Patents

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epidermal
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Katsutoshi Yoshizato
Takashi Shimada
Koei Toyoshima
Mikaru Matsunaga
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Biointegrence Inc.
Phoenixbio Co., Ltd.
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    • C12N2501/115Basic fibroblast growth factor (bFGF, FGF-2)

Definitions

  • the invention of this application relates to a hair growth method by transplanting hair papilla cells, and a transplant material used in this method.
  • the hair follicle tissue that creates hair is formed by the interaction of a special mesenchyme called the papilla with the epidermis. It is thought that the dermal papilla is deeply involved in the progression of the hair cycle, which is the cycle of hair elongation and arrest. Male-type hair loss (symptoms) develops when the hair cycle is modulated by various causes such as male lemon concentration and deterioration of blood circulation. In the later stage of androgenetic alopecia, the treatment of hair follicle tissue is required to increase the number of hair follicle tissues through cell transplantation, because the effects of hair growth treatments and the like are low and the density of the dermal papilla is low. .
  • the conventional treatment technique is to reduce the area of the alopecia site by removing the skin at the site of alopecia and then implanting the scalp tissue itself with healthy hair on the head or temporal region at the alopecia site.
  • Non-Patent Document 1 a method of surgically separating hair follicles from a healthy scalp and then transplanting the hair follicles to the site of alopecia has been reported and has improved the therapeutic effect.
  • any of these methods can reduce the area of the alopecia site, but the number of hair follicles or the total number of hairs must be reduced to the same level as the current situation.
  • Non-patent Document 3 Non-patent Document 3
  • hair follicles with healthy traits cover alopecia-onset sites and are effective as the only radical treatment method that can provide hair that is difficult to lose hair even when exposed to various alopecia-onset factors.
  • a method has been adopted in which a polymer polymer processed so as to have biocompatibility is inserted into the skin and made compatible with the dermis tissue and subcutaneous tissue.
  • this method has resulted in considerable immune rejection and infectious disease, which has already been banned in the United States.
  • the patient's own cells can be separated from extremely small tissues, cultured, proliferated, and used as a material to construct hair follicles, thereby increasing the number of hair follicles for transplantation
  • Patent Document 1 discloses a method in which hair papilla cells isolated from a patient's own scalp are cultured and propagated, and the cultured hair papilla cells are transplanted into a patient.
  • the efficiency of hair growth is extremely low even when transplanted into the skin with cultured dermal papilla cells, and even if hair grows, the condition of the hair is fragile, and it is difficult to say that natural hair is regenerated.
  • tissue engineering techniques are used based on embryological findings. The law must be applied. Embryologically, as described above, hair follicles are formed by the interaction between epidermal cells and dermal papilla cells.
  • Non-Patent Document 5 a method of hair follicle formation using a combination of human hair papilla and animal hair follicle has already been reported (Non-Patent Document 5), and it is known that it can be applied to the treatment of alopecia in humans. .
  • the artificial dermal papilla which consists of dermal papilla and cultured dermal papilla cells, reconstructs a new hair follicle in the skin by incising the skin with sharp forceps and then manually transplanting it into the dermis and epidermal space It has been reported that this is possible (Non-Patent Document 6).
  • a method of transplantation into the skin using an injector has been attempted, and it has been reported that hair follicle structures and hair are induced in the hair papilla or the site of hair papilla cell transplantation with limited results ( Patent Document 1).
  • hair follicle formation which is controlled by the interaction between epidermal cells and dermal papilla cells, must be in close proximity until epidermal and dermal papilla cells can interact.
  • transplantation of dermal papilla cells directly under the epidermis, or a mixture of epidermal cells and dermal papilla cells can be considered.
  • Transplanting hair papilla cells very close to the epidermis requires sophisticated techniques to control the cell transplant location with extremely high precision.
  • the fibers of extracellular matrix mainly composed of collagen constructed by fibroblasts are entangled. When injecting drug transport carriers such as micro-tissues, cells and collagen beads into the skin, they must be suspended in physiological saline, medium, serum, etc.
  • hair papilla cells isolated and cultured from rat whiskers can be prepared by adding fibroblast growth factor 2 (FGF2) or primary culture supernatant of rat sole epidermal cells to the culture medium.
  • FGF2 fibroblast growth factor 2
  • Patent Document 3 As described above, for hair growth by transplantation of hair papilla cells, the hair papilla or cultured hair papilla cells were surely brought close to the epidermal cells, and a larger number of transplants were transplanted with less burden on the recipient. It is necessary to efficiently grow hair from hair papilla cells.
  • Non-Patent Document 7 It is also known that the hair growth inducing ability of hair papilla cells is reduced by repeating subculture for about ten generations.
  • Patent Document 3 a culture technique for growing hair papilla cells while maintaining the hair follicle inducing ability for a long period of time.
  • Patent Document 3 Even in the case of hair papilla cells cultured and expanded by the method of Patent Document 3, hair follicle formation after transplantation is possible, but the hair growth inducing ability is attenuated and lost with the passage. Absent. Therefore, there is also a strong demand for a method of transplanting hair papilla cells grown by long-term subculture with sufficient hair growth inducing ability.
  • the dermal sheath is a tissue composed of dermal cells surrounding the outermost layer of the hair follicle.
  • the dermal root sheath is continuous with the dermal papilla at the lowest end of the bulb (Fig. 7, arrowhead). Transplantation of the hair follicle from which the dermal papilla and hair matrix have been partially resected into the renal capsule or subcutaneous tissue will result in It is considered that the precursor cells of the hair papilla cells are distributed in the dermal root sheath, because the part is reconstructed and the length of the capillary is observed.
  • Non-Patent Document 8 it was reported that hair follicle formation was induced and hair growth occurred.
  • Non-Patent Document 9 it has been reported that, as a result of an experiment in which primary cultured dermal root sheath cells were transplanted directly below the hairless skin epidermis of the auricle, hair follicle formation was induced and hair growth occurred.
  • dermal root sheath cells are also considered to be a promising transplant material for hair regeneration.
  • Patent Document 9 Patent literature
  • Jahoda CA et al. Trans-species hair growth induction by human hair follicle dermal papillae, Exp Dermatol., 10 (4): 229-37, 2001
  • Jahoda CA Induction of follicle formation and hair growth by vibrissa dermal papillae implanted into rat ear wounds: vibrissa-type fibres are specified.Development., 1 15 (4), 1 103-9, 1992
  • the invention of this application relates to a method for efficiently growing hair and further inducing hair growth to a state close to natural hair when regenerating hair by transplanting the hair papilla or cultured hair papilla cells into the skin.
  • An object of the present invention is to provide an implant material for the purpose, and the following invention is provided as means for solving these problems.
  • the first invention of this application comprises the following components:
  • a hair growth method characterized by transplanting a composition containing the compound to an epidermal defect site.
  • the second invention comprises the following components:
  • a hair growth method characterized by transplanting a composition containing the compound to an epidermal defect site.
  • a third invention comprises the following components:
  • a hair growth method characterized by transplanting a composition containing the compound to an epidermal defect site.
  • the epidermal defect site is formed by deleting the entire epidermis and a part of the dermis.
  • the components (a), (b) and (c) in each of the above-mentioned inventions are derived from humans, and furthermore from human scalp, and when the components are derived from human scalp, the above-mentioned epidermal defect site Is preferably formed on the human scalp.
  • the dermal papilla cells of the component (a) are cultured cells.
  • the component (c) is a dermal root sheath cell or a dermal root cell, and the hair papilla cell of the component (a) is a subcultured cell of 10 or more generations.
  • c) is the dermal root sheath cell or dermal root sheath cell in the hair bulb.
  • the dermal sheath cells of the component (c) are cultured cells, and more specifically, the dermal sheath cells of the component (c) are cultured cells grown in a FGF2-containing medium. This is the preferred embodiment.
  • this application provides the following invention as a transplant material used in each of the above-mentioned invention methods. That is, the fourth invention of this application includes the following components:
  • the fifth invention comprises the following components:
  • the sixth invention comprises the following components:
  • the components (a), (b) and (c) are derived from humans, and more preferably from human scalp. Further, in the fourth to sixth inventions, it is a preferable embodiment that the papilla cells of the component (a) are cultured cells. Furthermore, in the fifth or sixth invention, the component (c) is a dermal root sheath cell or a dermal root sheath cell, and the hair papilla cell of the component (a) is a subcultured cell of 10 or more generations. In a preferred embodiment, the component (c) is a dermal root sheath or dermal root sheath cell in a hair bulb portion. In this method, the dermal sheath cells of the component (c) are cultured cells, and more specifically, the dermal sheath cells of the component (C) are
  • the cells are cultured cells grown in an FGF2-containing medium.
  • papilla means the papillary tissue isolated from the skin, and the term “papilla cells” means the individual cells constituting the papillae.
  • Epidermal tissue refers to epidermal tissue isolated from skin
  • epidermal cells refer to individual cells that constitute epidermal tissue.
  • the “dermal root sheath” is the dermal root sheath itself isolated from the hair follicle
  • the “dermal root sheath cells” are the individual dermal sheaths that constitute the dermal root sheath. Means cell.
  • hair growth in the present invention means that a hair follicle is formed from transplanted hair papilla or hair papilla cells, and hair spontaneously develops from the hair follicle.
  • hair growth means that hair generated from a hair follicle spontaneously grows as described above, and such hair growth and “hair growth induction” may also be described.
  • Other terms and concepts of the present invention will be described in detail in the description of embodiments and examples of the present invention. Various techniques used for carrying out the present invention can be easily and reliably implemented by those skilled in the art based on the description of known documents and the like, except for the technique whose source is specifically indicated.
  • FIG. 1 is a schematic view of a mixed transplantation of hair papilla cells and epidermal cells.
  • Hairy skin was separated from the occipital region (a) of a healthy male (b). This skin was separated into epidermis (c) and hair bulb (d) by enzyme treatment and manual work with tweezers.
  • the epidermis was converted into epidermal cells (e) by trypsin treatment, and the hair bulb was further separated into dermal root sheath (f) and dermal papilla (g).
  • the hair papilla and dermal root sheath were treated with collagenase and tribcine to form a single cell, which was further labeled with a fluorescent dye Dil, to obtain Dil-labeled hair papilla cells (i) and dermal root root cells (h).
  • Dil Dil-labeled hair papilla cells
  • Some of the dermal papilla cells were seeded on a plastic dish and subjected to primary culture (k).
  • the primary cultured dermal papilla cells were subcultured three times (1) and further labeled with fluorescent dye to obtain cultured dermal papilla cells (m).
  • Non-cultured epidermal cells (e dermal root sheath cells (h) and dermal papilla cells (i) were mixed and autologously transplanted into the frontal skin graft.
  • FIG. 1 shows the mixed transplant of dermal papilla cells, epidermal cells, and the postoperative cover.
  • Figure 3 shows the results of mixed transplantation of uncultured papillary cells, dermal sheath cells and epidermal cells. A: Hair that grew 3 weeks after transplantation (arrow) and transplanted site (dashed circle).
  • B Hematoxylin and eosin stained tissue sections of hair follicles that had developed hair at the transplant site.
  • P indicates hair papilla
  • HM indicates hair matrix
  • IRS indicates inner root sheath
  • ORS indicates outer root sheath.
  • C is a Dil fluorescence photograph of a serial section of B. A fluorescent signal is observed at the position of P.
  • D is a fluorescence photograph in which C was stained for nucleus.
  • Figure 4 shows the results of mixed transplantation of subcultured dermal papilla cells and uncultured epidermal cells.
  • A Hair that grew 3 weeks after transplantation (arrow) and transplanted site (dashed circle).
  • B is a tissue section of a hair follicle that had developed hair at the transplant site, which was stained with hematoxylin and eosin.
  • P indicates hair papilla
  • HM indicates hair matrix.
  • C is a Dil fluorescence photograph of a serial section of B. A fluorescent signal is observed at the position of P.
  • D is a fluorescence photograph in which C was stained for nucleus.
  • Fig. 5 is a photograph of a scalpel handle that can adjust the knife blade angle arbitrarily. By using this device, it is possible to form not only circular defects as shown in Fig. 2 but also epidermal defects on the line.
  • Figure 6 is a photographic image of hair growth by transplantation of a mixture of dermal-derived cells including dermal papilla cells and epidermal cells. Three weeks after transplantation, hair growth in a straight line was obtained. This made it possible to reproduce the hair flow.
  • Figure 7 shows HE-stained images of rat whiskers.
  • the dermal root sheath is continuous with the dermal papilla at the lowest end of the hair bulb and surrounds the hair follicle (arrowhead).
  • DP is the dermal papilla
  • DS is the dermal root sheath
  • M is the hair matrix
  • O is the outer root sheath
  • I is the inner root sheath
  • I is the inner root sheath
  • C is the cortex.
  • FIG. 8 shows the hair growth inducing ability of low-passage number cultured dermal papilla cells (passage 6) and the histochemistry of the induced tissue.
  • Paraffin sections were prepared from the hair growth sites, and microscopically observed using HE staining (b), fluorescent dye Dil (c), and nuclear dye fluorescent dye Hoechst (e). The serial sections were immunostained with an SM-a-Actin antibody that specifically identifies the dermal root sheath (d).
  • DP hair papilla
  • DS dermal root sheath
  • M hair matrix.
  • Figure 9 shows the hair growth-inducing ability of high-passage number cultured papilla cells (passage 39) and the histochemistry of the induced tissues.
  • Paraffin sections were prepared from the cell transplantation site, and microscopically observed by HE staining (b) and co-staining with fluorescent dye Dil and nuclear dye fluorescent dye Hoechst (c). A large number of Dil-positive cells were observed in the dermal papilla (c: inside the broken line, a small arrow indicates a representative example).
  • the serial sections were immunostained with an SM-a-Actin antibody that specifically identifies the dermal root sheath (d). However, no positive cells were found except for the capillaries (d: arrow).
  • DP is the hair nipple
  • M is the hair mother.
  • Figure 10 shows the hair growth inducing ability of cultured dermal root sheath cells (1 passage) and histochemistry of the induced tissue.
  • n l, derived from GFP rat
  • Slight hair growth was observed 3 weeks after transplantation (a: broken line area).
  • Frozen sections were prepared from the hair growth sites and microscopically observed using HE staining (b), fluorescent dye GFP (c) and nuclear dye fluorescent dye Hoechst co-staining (d). GFP fluorescence was observed in the hair bulb where the formation was induced (c: arrowhead).
  • DP hair papilla
  • DS dermal root sheath
  • M hair matrix
  • Frozen sections were prepared from the cell transplantation site, HE staining (b), fluorescent dye GFP (e), fluorescent dye Dil and nuclei Microscopic observation was carried out using the stained fluorescent dye Hoechst co-staining (d). Many Dil-positive cells were observed in the dermal papilla (d: inside the broken line). GFP fluorescence was observed in the dermal root sheath of the hair bulb where the formation was induced (e: arrowhead). The serial sections were immunostained with an SM- ⁇ -Actin antibody that specifically identifies the dermal root sheath (c). A positive reaction of the SM-a-Actin antibody was confirmed in the dermal sheath (c: arrowhead).
  • FIG. 12 shows the results of the mixed transplantation of cultured beard papilla cells and newly prepared dermal hair root sheath cells to human scalp.
  • Two weeks after transplantation three black hairs were observed at the site where the dermal root sheath cells were mixed (a: white dashed line, white arrow). However, only one thin and white hair was observed at the site where the dermal sheath cells were not mixed even at 3 weeks after transplantation (b: white broken line, white arrow). Black arrows indicate hair shafts and pores existing before transplantation.
  • a hair growth method characterized by transplanting a composition containing the compound (the composition of the fourth invention) into a site of epidermal defect.
  • the dermal papilla can be isolated, for example, from a hair follicle extracted from animal skin (eg, human scalp) using fine forceps or the like. Hair papilla cells may be obtained by dispersing individual cells from the excised hair papilla using collagenase or trypsin, or a suitable animal cell culture medium (for example, 10% fetal bovine fetal FGF2 supplemented in Examples).
  • the cultured cells are not in the state of a suspension, and it is preferable to remove the culture solution and the like as much as possible.
  • the epidermal tissue and epidermal cells are preferably the epidermis of the same individual from which the dermal papilla was removed, and more preferably the epidermal tissue or its cells from the skin as close as possible to the location where the removed dermal papilla was present. use.
  • epidermal tissue or its dispersed cells attached to a hair follicle extracted to isolate a hair papilla are used.
  • the mixing ratio of components (a) and (b) in the implant composition can be varied arbitrarily between about 1: 9 and about 9: 1.
  • the composition may also contain other skin cells (eg, fibroblasts of sole skin). In this case, the mixing ratio of the component (a) to the component (B) and the fibroblasts can also be about 1: 9 to 9: 1.
  • the epidermis to be transplanted with the transplant composition can be formed by excision of the entire epidermis or a part of the dermis with a scalpel or the like.
  • the amount of the composition injected into the epidermal defect site is preferably 10 or less per one place. In this case, the number of cells is about 7 to 8 or less.
  • the second invention is
  • a hair growth method characterized by transplanting a composition containing the composition (the composition of the fifth invention) into an epidermal defect site.
  • the component (a) of the fifth invention composition used in this method is the same as the component (a) in the fourth invention composition.
  • the component (c) is a dermal root sheath, an outer root sheath, an inner root sheath, a hair papilla, etc. constituting a hair follicle, and a dermal root sheath or cells thereof are particularly preferable.
  • the dermal root sheath as the component (c) is preferably derived from the same individual from which the dermal papilla was isolated, and more preferably isolated from the follicle extracted to isolate the dermal papilla. .
  • This dermal sheath is directly combined with the hair papilla or hair papilla cell of the component (a).
  • the composition can be mixed. Alternatively, those dispersed in individual cells and cultured in an appropriate animal cell medium can be used. At this time, by adding FGF2 to the medium, hair root sheath cells can be efficiently proliferated.
  • the mixing ratio of components (a) and (c) in the transplant composition can be arbitrarily varied between about 1: 0.1 to 1: 0.01.
  • the composition may also contain other skin cells (eg, fibroblasts of sole skin).
  • the third invention is
  • a hair growth method characterized by transplanting a composition containing the following (the composition of the sixth invention) to an epidermal defect site.
  • Components (a) and (b) of the composition of the third invention are the same as the composition of the first invention, and component (c) is the same as the composition of the second invention.
  • the mixing ratio of each component is the same as in the first and second inventions.
  • Component (a): component (b) is about 1: 9 to about 9: 1
  • component (a): component (c) Is from about 1: 0.1 to about 1: 0.01.
  • long-term subculture about 10 or more generations by the conventional method or about 15 or more generations by the method of Patent Document 3 by the inventors of the present application is used.
  • the component (c) may be the root sheath or hair root sheath cell of the hair follicle bulb. It is preferable to obtain an excellent hair growth inducing effect.
  • the dermal papilla or the dermal papilla cells are transplanted together with the epidermal tissue or the epidermal cells, whereby the position and distance at which the epidermal cells and the dermal papilla cells interact with each other are independently formed.
  • Epidermal cells also do not form capsules (pathological masses of epidermis) in the skin. As a result, skin reconstruction and hair follicle formation are realized inside the transplant layer, and hair growth from the transplanted hair papilla cells is promoted.
  • the hair growth induction is promoted by transplanting the component (c) together with the hair papilla or the hair papilla cell, and the growth of hair generated from the hair follicle is remarkably promoted.
  • a hair flow is formed at the hair growth site, so that a more natural regenerated hair is generated as compared with skin transplantation or hair follicle transplantation.
  • the components (b) and (c) are transplanted together with the dermal papilla or dermal papilla cells, the action of the component (b) promotes hair follicle formation and hair development, The extension of the hair generated by the action of c) is promoted. This makes it possible to regenerate the transplanted hair much more effectively than the conventional method.
  • Skin was collected from the hairs of the occipital region of healthy 32-year-old and 44-year-old male volunteers, and autologous cell transplantation was performed on the hairless region of the frontal region.
  • the cells used for transplantation were separated from the sites shown in Fig. 1 and used as single cells by enzyme treatment. The details of cell preparation are described below.
  • a scalp of 3 cm 2 including the hair bulb was collected from the occipital region.
  • Surgical material skin was separated into skin and subcutaneous tissue using a microphone mouth scissor. Skin tissue was treated with 10% autologous serum DMEM containing 2000 units / ml dispase for 37 hours for 1 hour to separate epidermis and dermis.
  • the dermal tissue was cut into 1 mm square pieces, seeded on a 3.5 cm plastic dish, and subjected to primary culture and three subcultures according to a conventional method. From the subcutaneous tissue, 300 hair papilla and dermal sheath were separated. Of these, 10 normal dermal papilla were seeded on a 3.5 cm plastic dish and subjected to three primary subcultures using the method of Patent Document 2.
  • a 3 cm2 scalp including the hair bulb was collected again from the occipital region, and the skin and subcutaneous tissue were separated.
  • the hair follicle was separated from the subcutaneous tissue, and the hair rest was separated.
  • the dermal papilla was separated from the hair bulb, digested with 0.35% collagenase, 0.25% trypsin EDTA 37 for 1 hour to form a single cell, and stored in 4 10% autologous serum DMEM until use.
  • the skin tissue was treated with 10% autologous serum DMEM containing 2000 units / ml dispase at 37 ° C for 1 hour, and the epidermis including hair follicles was separated from the dermis.
  • the epidermis containing hair follicles was digested with 0.25% trypsin EDTA at 37 for 1 hour to obtain single cells. Hair papilla cells and dermatophytosis cells were fluorescently stained with Dil. All steps were performed aseptically in a clean bench or in a sterile instrument.
  • Newly prepared dermal papilla cells or cultured dermal papilla cells, epidermal cells, fibroblasts and dermal sheath cells were mixed as shown in Table 1, and the mixed cells were centrifuged at 2000 rpm for 5 minutes.
  • hyaluronic acid gel is overlaid during centrifugation, centrifuged, and then extruded with a microsyringe (Patent Document 3), and then transplanted to a skin-deficient site.
  • the implantation site was covered by Tegaderm and Nujeel as shown in FIG. Digital up to 28 days after transplantation of mixed cells to transplant bed The transplant site was biopsied by observation with a microscope.
  • the biopsy specimen was fixed in 20% formalin, embedded in paraffin according to a conventional method, and subjected to histological observation as a 5 ⁇ thick section. table
  • Transplantation example 1 In transplantation of hair papilla cells to the frontal region (transplantation example 1), the transplantation site was completely epithelialized on day 7. Thereafter, follow-up was performed every 7 days for 6 weeks. In transplantation example 1, three weeks after transplantation, two thin white hair shafts were observed to have extended by 2 mm (Fig. 3-A). Six weeks after transplantation, the site of hair growth was collected and observed histologically. In Transplanted Example 1, five hair follicles were observed. Fluorescence observation of these hair follicles revealed that the hair papilla had a red fluorescent dye previously labeled on the papilla cells and the dermal sheath cells (Fig. 3-B, C, D).
  • Transplantation example 2 In order to confirm the ability to induce hair follicles and hair growth in human epidermis only by subcultured human dermal papilla cells, subcultured dermal papilla cells were freshly prepared from occipital skin Epidermal cells were mixed and transplanted to the frontal region.
  • Hair papilla cells capable of inducing hair growth and epidermal cells capable of differentiating hair were prepared from the skin of two-day-old newborn Fischer rats.
  • a newborn Fischer rat was sacrificed by decapitation, and its forelimbs and tail were excised, leaving only the trunk.
  • the skin of the trunk was peeled off, sterilized with isodine and 70% ethanol, washed with physiological saline, and stored at 4T until use. Under a sterile environment, the subcutaneous tissue adhering to the neonatal skin was removed with a micro-scissor using a stereomicroscope. All the following steps were performed aseptically in a clean bench or aseptic equipment.
  • the epidermis and dermis were minced with a scalpel and treated with a 0.25% trypsin EDTA solution at 37 ° C for 10 minutes to prepare a suspension cell suspension.
  • the dermis was treated with a 0.35% collagenase physiological saline solution at 37 for 60 minutes to prepare a cell suspension cell suspension. Since this dermal cell suspension cell suspension also contains epidermal components that form hair follicles, the suspension was centrifuged at 300 rpm for 2 minutes to separate a suspension fraction consisting of only dermal cells.
  • Each cell suspension was passed through a sterile sieve having a mesh size of 100 ⁇ and 40 ⁇ to remove clumps adhered to each other.
  • Epidermal cells and dermal cells of the same number were mixed and centrifuged at 1500 rpm for 5 minutes to prepare a cell pellet. The medium was removed from the pellet and stored at ice temperature until transplantation. 1-2 Device that can adjust knife angle freely
  • a handle was created that could cross the cutting edge at any angle from 10 ° to 150 ° (Fig. 5). With this mechanism, the incision angle of the skin can be set arbitrarily.
  • BALB / C nu / nu mice male, 4 weeks old were made with an epidermis-deficient portion on the back of 0.5 mm wide and 10 mm long.
  • 10 4 cell pellets were extruded from a syringe and transplanted to the epidermal defect site.
  • the cell transplant site was covered with a solidified fibrin glue to prevent drying.
  • Hair papilla cells capable of inducing hair growth and epidermal cells capable of differentiating hair were prepared from the skin of Fischer rat neonates 2 days old.
  • Neonatal Fischer rats were sacrificed under Jacquel-Monter's anesthesia, and the front and rear limbs and tail were excised, leaving only the trunk.
  • the skin of the trunk was peeled off, sterilized with isodine and 70% ethanol, washed with physiological saline, and stored at 4 ° C until use.
  • the subcutaneous tissue adhering to the neonatal skin under a sterile environment was removed with a microphone mouth scissor. All the following steps were performed aseptically in a clean bench or in a sterile apparatus.
  • the skin tissue was cut into strips having a width of about 3 mm and a length of about 10 mm, and treated with a disperse (manufactured by Sankyo Junyaku Kogyo) solution in DMEM 10 at a concentration of 1000 units / ml for 4 ⁇ overnight.
  • the skin tissue treated with dispase was thoroughly washed with physiological saline, and the epidermis and dermis were separated.
  • the epidermis was minced using a scalpel and treated with a 0.25% trypsin EDTA solution at 37 for 10 minutes to obtain a suspended cell suspension.
  • the mixture was divided into four equal parts, and treated with a disperse solution dissolved in DMEM 10 at 4 ° C overnight at 1000 units / ml.
  • the dispase-treated skin tissue was thoroughly washed with physiological saline, and the epidermis and dermis were separated.
  • the dermis was minced into l-2 mm squares and explanted into a 60 mm culture dish (Pecton Dickinson) to perform primary culture of fibroblasts.
  • Rat whisker papilla cells (passage 5, 39), GFP rat whiskers dermal root sheath cells (passage 1), neonatal rat epidermal cells, rat sole dermis pre-labeled with fluorescent dye (Dil) Fibroblasts were mixed in the combination shown in Table 2 and centrifuged at 2000 rpm for 5 minutes to prepare a cell pellet.
  • the transplant site was protected with surgical tape (Nichiban).
  • the graft / champers were removed, the transplanted site was disinfected with isodine, and the animals were reared for 2 weeks while paying attention to infection.
  • transplant site three weeks after the operation was observed with a stereoscopic microscope (manufactured by Leica), and the state of hair growth was photographed. After imaging, the transplant site was excised, fixed in Mildholm 10 N for 24 hours, and embedded in paraffin. Sliced sections were (5 Mm) hematoxylin- Eosin (HE) staining and nuclear fluorescence staining were performed to confirm the fluorescent dye Dil labeled on papilla and GFP in rat ⁇ beard dermis hair root sheath cells. In addition, immunostaining was performed on serial sections using SM-a-Actin antibody, a marker for the dermal root sheath. Table 2
  • rat ⁇ hair papilla cells The analysis of the hair growth potential of rat ⁇ hair papilla cells was performed using a graft chamber. Cultured beard papilla cells at passage 6 (FIG. 8) or passage 39 (FIG. 9) were implanted in a mixture with rat neonatal epidermal cells and rat sole dermis-derived fibroblasts. One week after cell transplantation, skin from the transplanted cells had formed. Three weeks after cell transplantation, hair growth was observed at the site where the cultured papillary cells were cultured for 6 passages (Fig. 8-a), but no hair growth was observed for cells at 39 passages (Fig. 9-a). However, observation of HE-stained images of both tissues confirmed hair follicles (Fig. 8-b, Fig.
  • Fig. 10-a In the group to which cultured dermal root sheath cells (1 passage) were added alone, slight hair growth was observed (Fig. 10-a). From the observation of HE (Fig. 10-b) and fluorescent staining image (Fig. 10-c), fluorescence of GFP was confirmed on the dermal papilla of the hair follicle, and it was confirmed that the hair follicle was caused by dermal sheath cells. . In addition, GFP fluorescence was also observed in the dermal root sheath, confirming that it was formed by the transplanted dermal root sheath cells (Fig. 10-c).
  • a scalp of 3 cm 2 including the hair bulb was collected from the occipital region.
  • the surgical material skin was separated into skin and subcutaneous tissue using a micro-scissor.
  • the skin tissue was treated with 10% autologous serum DMEM containing 2000 units / ml dispase for 37 hours for 1 hour to separate epidermis and dermis.
  • the dermis tissue was cut into 1 mm square pieces, seeded on a 3.5 cm plastic dish, and subjected to primary culture three times in accordance with a conventional method. From the subcutaneous tissue, 300 hair papilla and dermal sheath were separated. Of these, 10 Normal dermal papilla was seeded on a 3.5 cm plastic dish, and subjected to primary culture and three subcultures using the method of Patent Document 2.
  • a 3 cm 2 scalp including the hair bulb was collected again from the occipital region, and the skin and subcutaneous tissue were separated.
  • the hair follicle was separated from the subcutaneous tissue, and the hair rest was separated.
  • the hair IL head was separated from the hair bulb, digested with 0.35% collagenase, 0.25% trypsin EDTA 37 for 1 hour to form a single cell, and stored in 4 10% autologous serum DMEM until use.
  • the skin tissue was treated with 10% autologous serum DMEM containing 2000 units / ml dispase for 37 hours for 1 hour, and the epidermis including hair follicles was separated from the dermis.
  • the epidermis containing hair follicles was digested with 0.25% trypsin EDTA 37 for 1 hour to obtain single cells.
  • the dermal papilla and dermatophytosis cells were fluorescently stained with Dil. All steps were performed aseptically in a clean bench or in a sterile instrument.
  • Newly prepared hair papilla cells or cultured dermal papilla cells, epidermal cells, fibroblasts and dermal sheath cells were mixed as shown in Table 1, and the mixed cells were centrifuged at 2000 rpm for 5 minutes.
  • hyaluronic acid gel is overlaid during centrifugation, centrifuged, and then extruded with a microsyringe (Patent Document 3), and then transplanted to a skin-deficient site. Transplant sites were covered by Tegaderm and Nujeel as shown in Figure 2.
  • subcultured dermal papilla cells were mixed with newly prepared epidermal cells and dermal root sheath cells from occipital skin. Implanted in the frontal region. In addition, the cells were mixed with cultured fibroblasts (passage number 3) so that the ratio of epidermal cells to dermal cells became 1: 1. Hair papilla cells at passage 3 were cultured for 6 days, during which the average cell doubling time was 40 hours.
  • the transplant site was completely epithelialized on the third day.
  • follow-up observations were made every 7 days thereafter.
  • three hair growths were observed after 2 weeks in the group to which the dermal root sheath cells were added (transplantation example 1) (Fig. 12-a), but 3 groups in the group to which no dermal sheath cells were added (transplantation example 2).
  • Fig. 12-b For the first time in the week, only one hair was observed.

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Abstract

毛乳頭または培養毛乳頭細胞を皮膚移植して毛髪を再生させる際に、効率良く発毛させ、さらに天然毛髪に近い状態へと発毛誘導させる方法であり、以下の成分:(a)毛乳頭または毛乳頭細胞、(b)表皮組織または表皮細胞、および/または(c)毛包を構成する組織またはその細胞を含む組成物を表皮欠損部位に移植することを特徴とする発毛方法。

Description

明細書 発毛方法 技術分野 この出願の発明は、 毛乳頭細胞の移植による発毛方法と、 この方法に使用する 移植材料に関するものである。
背景技術 毛髪を作り出す毛包組織は、 毛乳頭 (パピラ) と呼ばれる特殊な間充織と表皮 との相互作用によって形成される。 毛乳頭は毛髪の伸長 · 止の周期である毛周 期の進行にも深く関与していると考えられている。 男性ホ Jレモン濃度や血行の悪 化等、 種々の原因によってこの毛周期に変調を来すことで、 男性型の脱毛 (症) は発症する。 男性型脱毛症後期では、 発毛治療薬等の効果ま低く、 また毛乳頭密 度も疎になることから、 細胞移植により毛包組織の数を増 ¾口させる治療技術が求 められてきた。 これまでの治療技術では、 脱毛症発症部位皮膚を切除後、 頭部あるいは側頭部 の健常な毛髪を有する頭皮組織そのものを脱毛症部位に植 することで、 脱毛症 部位の面積を減少せしめる方法が報告されている (非特許文献 1 ) 。 また、 健常 な頭皮より毛包を外科的に分離したのちに、 脱毛症発症部位に移植する方法も報 告され治療効果を上げている (非特許文献 2 ) 。 しかしな;^'ら、 いずれの方法に おいても、 脱毛症部位の面積縮小は達成できるものの、 毛包数あるいは毛髪の総 数は現状と同数か減少せざるを得ない。 これは、 健常な毛包を脱毛部位に移動さ せるのみであることによる。 したがって、 広範囲におよぶ脱毛症を治療する場合 には、 より広範囲の正常頭皮を皮弁形成せしめるか、 切除後に毛包供給のドナー 組織とする必要がある。 従って利用する正常皮膚の面積に合わせて、 予め皮下組 織にストレツチヤ一を挿入し、 徐々に皮膚を伸長させたり (非特許文献 3 ) 、 ま た数回の施術に分けて皮膚の伸長を待つ必要があり、 自己組織移植でありながら 肝臓や心臓移植といつた臓器移植と同様に頭皮組織ドナー不足の現状にある。 更 に非常に高い外科的な技術と、 手作業による組織の分離を要求される。 このような外科的な方法は、 非常に侵襲性が高く、 患者に対しては非常に大き な苦痛と負担を強いるものであった。 だが一方では、 健常な形質の毛包により脱 毛症発症部位が覆われ、 種々の脱毛症発症要因に暴露されても脱毛しにくい毛髪 を得ることが出来る唯一の根本的治療法として有効であった。 そこで、 脱毛症患者の苦痛と負担を軽減させ、 また健常頭髪組織のドナー不足 を解決し、 かつ高度な移植技術を必要としない移植用人工毛髪の実現が望まれて きた。 移植用人工毛髪としては、 生体親和性を持つように加工された高分子ポリ マ一を皮膚内に挿入し、 真皮組織および皮下組織に親和させる方法がとられてき た。 しかし、 この方法では少なからず免疫拒絶、 感染症が発生し、 米国ではすで に禁止されている。 これらの現状に鑑みて、 患者自身の細胞を、 極めて小さな組織より分離し、 培' 養して増殖させ、 これを材料にして毛包を構築することで、 移植用の毛包を増や す方法が考えられる。 毛包は、 患者の自己細胞より形成されるため、 免疫拒絶が 原理上起こらず、 また極めて高い生体親和性を示すため異物応答も惹起されず、 速やかに移植組織の修復が完了する。 従って、 人工毛移植のように人工毛の周囲 が上皮化するまで数日から数週間に渡って、 高い感染症リスクを患者に負わせる 必要も無い。 例えば特許文献 1 には、 患者自身の頭皮から単離した毛乳頭細胞 を培養増殖させ、 この培養毛乳頭細胞を患者に移植する方法が開示されている。 しかしながら、 培養増殖した毛乳頭細胞を皮膚に移植しても発毛の効率は極めて 低く、 また発毛したとしても毛髪の状態は脆弱であって天然毛髪の再生とは言い 難いのが実情である。 人工的に毛包を誘導するには、 発生学的な知見を基本として、 組織工学的な手 法を応用しなければならない。 発生学的には前述したように毛包は表皮細胞と真 皮性細胞である毛乳頭細胞の相互作用により形成される。 また、 この毛包形成に 至る相互作用は、 培養毛乳頭細胞と新生児由来の表皮細胞を混合し、 皮膚全層除 去後の筋膜上に移植する実験によって再現できることが報告されている (非特許 文献 4 ) 。 また、 ヒト毛乳頭と動物毛包の組み合わせによる毛包形成の方法も既 に報告されている (非特許文献 5 ) ことから、 ヒトの脱毛症治療にも応用可能で あることは知られている。 さらに、 毛乳頭や培養毛乳頭細胞から成る人工毛乳頭は鋭利なピンセットゃメ スによって皮膚を切開して手作業で真皮 ·表皮間隙へ移植することで、 皮膚内に 新たな毛包を再構築できることが報告されてきた (非特許文献 6 ) 。 あるいは注 射器を用いて皮膚内部へ移植する方法も試みられ、 限定的な結果ではあるが毛乳 頭あるいは毛乳頭細胞移植部位に毛包構造や毛髪が誘導されることが報告されて いる (特許文献 1) 。 しかしながら、 表皮細胞と毛乳頭細胞の相互作用によって 制御される毛包形成では、 表皮細胞と毛乳頭細胞が相互作用を及ぼすことができ るまで、 極めて近接させる必要がある。 これを実現する方法としては、 表皮の直 下に毛乳頭細胞を移植するか、 表皮細胞と毛乳頭細胞を混合して移植することが 考えられる。 表皮の真下に極めて接近させて毛乳頭細胞を移植するには、 極めて高い精度で 細胞の移植位置を制御する高い技術が要求される。 真皮層では、 線維芽細胞が構 築したコラーゲンを主とした細胞外マ卜リックスの線維が複雑に絡まっている。 皮膚内部に微少組織、 細胞、 コラーゲンビーズなどの薬物輸送担体を注入する場 合、 生理食塩水、 培地、 血清などに懸濁して注入せざるを得ない。 この時、 真皮 を構成する線維は注入時の圧力によって開裂が生じる。 このため、 注射器を用い て毛乳頭、 人工毛乳頭、 毛乳頭細胞等を注入する場合、 表皮-間充織相互作用が 期待できる表皮直下に移植することは極めて難しい。 従って技術的に実現できて も数千から数万本分の細胞移植を行うには膨大な時間がかかり、 これは開発費用 および治療費用に加算される結果となる。 また、 表皮をピンセットとメスによって切開し、 表皮直下に手作業で移植する 方法では、 技能と労力、 またレシピエント皮膚への大きなダメージを要求し、 脱 毛症患者が必要とする数千〜数万本分の毛を誘導するには実質上不可能であった。
なお、 この出願の発明者らは、 ラット頰髭より分離培養された毛乳頭細胞は、 線 維芽細胞増殖因子 2 (FGF2) やラット足裏表皮細胞初代培養上清を培地に添加する ことで長期継代培養することができること、 そしてこの継代培養した毛乳頭細胞が 数十代の継代数を通じて毛包誘導能を保持していることを足裏の表皮と真皮間に継 代毛乳頭細胞を移植することで明らかし、 既に特許出願している (特許文献 2) 。 またこの出願の発明者らは、 毛乳頭細胞等の微細生体材料の一定量を、 注射器等 の排出装置から確実かつ安定的に排出して皮膚移植するための方法を発明し、 特 許出願している (特許文献 3) 。 以上の通り、 毛乳頭細胞の移植による発毛のためには、 毛乳頭あるいは培養毛 乳頭細胞を確実に表皮細胞に近接させて、 より多数、 レシピエントへの負担を少 なく移植し、 移植した毛乳頭細胞から効率よく発毛させることが必要である。 また、 毛乳頭細胞は 10 代程度継代培養を繰り返すことにより、 発毛誘導能が減 弱していくことが知られている (非特許文献 7) 。 これに対してこの出願の発明者 らは、 毛包誘導能を長期間にわたり保持した状態で毛乳頭細胞を増殖させる培養技 術を発明している (特許文献 3) 。 しかしながら、 この特許文献 3 の方法で培養増 殖させた毛乳頭細胞の場合にも、 移植後の毛包形成は可能であるが、 発毛誘導能が 継代とともに減弱し失われることに変わりはない。 従って、 長期の継代培養によつ て増殖させた毛乳頭細胞に十分な発毛誘導能を付与した状態で移植する方法が強く 望まれてもいる。 一方、 真皮毛根鞘は毛包の最外層を取り囲む真皮性細胞からなる組織である。 真 皮毛根鞘は、 毛球部の最下端において毛乳頭と連続している (図 7、 矢頭) 。 また、 毛乳頭と毛母を部分切除した毛包を腎皮膜内あるいは皮下組織に移植すると、 毛球 部が再構築され、 毛管の侔長が観察されることから、 真皮毛根鞘に毛乳頭細胞の前 駆細胞が分布していると考えられている。 最近、 男性の真皮毛根鞘を女性の前腕部皮膚に他家移植する実験を行った結果、 毛包が形成誘導され発毛することが報告されている (非特許文献 8) 。 また、 初代 培養真皮毛根鞘細胞を耳介の無毛皮膚表皮直下に移植する実験を行った結果、 毛包 が形成誘導され発毛することも報告されている (非特許文献 9) 。 これらの事から、 真皮毛根鞘細胞もまた、 毛髪再生のための有望な移植材料であると考えられている。 しかしながら、 真皮毛根鞘細胞の場合にも初代培養細胞には毛包誘導発毛能が認 められるが、 継代培養によって増殖させた真皮毛根鞘細胞には有意な発毛は認めら れていない (非特許文献 9) 。 特許文献
1 : 特開 2001-302520号公報 .
2 : 特開平 7 - 274950号公報
3: 特開 2003-235990号公報 非特許文献
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4: Lichti U et al. , In vivo regulation of murine hair growth: insights from grafting defined cell populations onto nude mice, J Invest Dermatol. , 101 ( 1) , 124S- 129S, 1993
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発明の開示 この出願の発明は、 毛乳頭または培養毛乳頭細胞を皮膚移植して毛髪を再生さ せる際に、 効率良く発毛させ、 さらに天然毛髪に近い状態へと発毛誘導させる方 法と、 そのための移植材料を提供することを課題としており、 これらの課題解決 の手段として以下の発明を提供する。 この出願の第 1の発明は、 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;および
(b) 表皮組織または表皮細胞
を含む組成物を表皮欠損部位に移植することを特徴とする発毛方法である。 第 2の発明は、 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;および
(c) 毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物を表皮欠損部位に移植することを特徴とする発毛方法である。 第 3の発明は、 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;
(b) 表皮組織または表皮細胞;および
(c) 毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物を表皮欠損部位に移植することを特徴とする発毛方法である。 前記第 1 から第 3 発明においては、 表皮欠損部位が表皮全層と真皮の一部を 欠損させて形成されることを好ましい態様としている。 また、 前記の各発明おける成分 (a)、 (b)および (c)がヒト由来、 さらにはヒト頭 皮由来であること、 そして成分がヒト頭皮由来である場合には、 前記の表皮欠損 部位がヒト頭皮に形成されることを好ましい態様としている。 またさらに、 前記第 1 から第 3発明においては、 成分 (a)の毛乳頭細胞が培養 細胞であることを好ましい態様としている。 前記第 2 または第 3発明においては、 成分 (c)が真皮毛根鞘または真皮毛根鞘 細胞であること、 また成分 (a)の毛乳頭細胞が 10代以上の継代培養細胞であり、 成分 (c)が毛球部の真皮毛根鞘または真皮毛根鞘細胞であることをそれぞれ好ま しい態様としている。 そしてこの方法の場合には、 成分 (c)の真皮毛根鞘細胞が 培養細胞であり、 さらに具体的には、 成分 (c)の真皮毛根鞘細胞が FGF2 含有培 地で増殖した培養細胞であることをそれぞれ好ましい態様とし,ている。 さらにこの出願は、 前記の各発明方法に使用する移植材料して以下の発明を提 供する。 すなわち、 この出願の第 4の発明は、 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;および
(b) 表皮組織または表皮細胞
を含む組成物である。 第 5発明は、 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;および
(c) 毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物である。 第 6発明は、 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;
(b) 表皮組織または表皮細胞;および
(c) 毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物である。 これらの第 4から第 6発明においては、 成分 (a)、 (b)および (c)がヒト由来、. さ らにはヒト頭皮由来であることを好ましい態様としている。 また、 前記第 4から第 6発明においては、 成分 (a)の毛乳頭細胞が培養細胞で あることを好ましい態様としている。 またさらに、 前記第 5 または第 6発明においては、 成分 (c)が真皮毛根鞘また は真皮毛根鞘細胞であること、 また成分 (a)の毛乳頭細胞が 10代以上の継代培養 細胞であり、 成分 (c)が毛球部の真皮毛根鞘または真皮毛根鞘細胞であることを それぞれ好ましい態様としている。 そしてこの方法の場合には、 成分 (c)の真皮 毛根鞘細胞が培養細胞であり、 さらに具体的には、 成分 (C)の真皮毛根鞘細胞が
FGF2含有培地で増殖した培養細胞であることをそれぞれ好ましい態様としてい る。 なお、 この発明においては、 「毛乳頭」 とは皮膚から単離した毛乳頭組織を意 味し、 「毛乳頭細胞」 とは毛乳頭を構成する個々の細胞を意味する。 同じく、
「表皮組織」 とは皮膚から単離した表皮の組織であり、 「表皮細胞」 とは表皮組 織を構成する個々の細胞をいう。 さらに 「真皮毛根鞘」 とは毛包から単離した真 皮毛根鞘それ自体であり、 「真皮毛根鞘細胞」 とは真皮毛根鞘を構成する個々の 細胞を意味する。 さらに、 この発明における 「発毛」 とは移植した毛乳頭または毛乳頭細胞から 毛包が形成され、 この毛包から自発的に毛が発生することを意味する。 また 「発 毛」 とは、 前記のとおりに毛包から発生した毛が自発的に伸長することを意味す るが、 このような毛の伸長と 「発毛誘導」 と記載することもある。 この発明のその他の用語や概念については、 発明の実施形態や実施例の記載に おいて詳しく説明する。 またこの発明を実施するために使用する様々な技術は、 特にその出典を明示した技術を除いては、 公知の文献等の記載に基づいて当業者 であれば容易かつ確実に実施可能である。
図面の簡単な説明 図 1 は毛乳頭細胞、 表皮細胞の混合移植の模式図である。 健常な男性の後頭 部 (a)より毛の生えた皮膚を分離した (b)。 この皮膚を酵素処理およびピンセッ ト による手作業により表皮 (c)と毛球部 (d)に分離した。 表皮はトリプシン処理によ り表皮細胞 (e)とし、 毛球部はさらに、 真皮毛根鞘 (f)と毛乳頭 (g)に分離した。 毛 乳頭と真皮毛根鞘はコラゲナ一ゼおよび卜リブシン処理を行いシングルセルとし、 さらに蛍光色素 Dil標識し、 Dil標識毛乳頭細胞 (i)、 真皮毛根鞘細胞 (h)とした。 また毛乳頭細胞の一部は、 プラスチックディッシュに播種し、 初代培養を行った (k)。 この初代培養毛乳頭細胞は 3 回継代培養を行い (1)、 さらに蛍光色素標識を 行い、 培養毛乳頭細胞 (m)とした。 非培養の表皮細胞 (e 真皮毛根鞘細胞 (h)、 毛 乳頭細胞 (i)を混合し、 前頭部皮膚移植創に自己細胞移植した。 また培養毛乳頭細 胞 (m)と、 上述方法で新たに調製した表皮細胞 (n)を混合し、 同様に前頭部皮膚移 植創に自己細胞移植した (o)。 図 2 は毛乳頭細胞、 表皮細胞の混合移植創および術後カバーの断面模式図で ある。 移植部位は予め毛髪の存在しない前頭部皮膚を選び、 さらに深さ 3mniま で皮膚を全層除去した。 そこに混合細胞ペレツトを注入した。 図 3 は非培養毛乳頭細胞、 真皮毛根鞘細胞、 表皮細胞の混合移植の結果であ る。 A は 移植後 3 週間で発毛した毛髪 (矢印) および移植部位 (破線円) 。 B は移植部位に発毛した毛包の組織切片をへマトキシリン ·ェォジン染色したもの。 Pは毛乳頭、 HMは毛母、 IRSは内毛根鞘、 ORSは外毛根鞘を表す。 Cは Bの 連続切片における Dil蛍光写真。 Pの位置に蛍光シグナルを認める。 Dは同じく Cを核染色した蛍光写真。 図 4 は継代培養毛乳頭細胞、 非培養表皮細胞の混合移植の結果である。 A は移 植後 3 週間で発毛した毛髪 (矢印) および移植部位 (破線円) 。 B は移植部位 に発毛した毛包の組織切片をへマトキシリン♦ェォジン染色したもの。 Pは毛乳 頭、 HMは毛母を表す。 Cは Bの連続切片における Dil蛍光写真。 Pの位置に蛍 光シグナルを認める。 Dは同じく Cを核染色した蛍光写真。 図 5 はメス刃角度を任意に調製できるメス柄の写真である。 このデバイスを用 いることで、 図 2 のような円形欠損のみならず、 線上の表皮欠損を形成するこ とができる。 図 6 は毛乳頭細胞を含む真皮由来細胞と表皮細胞を混合した移植による発毛 状態の写真像である。 移植後 3 週目に直線上に並んだ発毛を得た。 これにより、 毛流の再現が可能となった。 図 7 はラット頰髭組織の HE 染色像。 真皮毛根鞘は、 毛球部の最下端におい て毛乳頭と連続し、 毛包を取り囲んでいる (矢頭) 。 DP は毛乳頭、 DS は真皮 毛根鞘、 Mは毛母、 Oは外毛根鞘、 Iは内毛根鞘、 Iは内毛根鞘、 Cは毛皮質。 図 8は低継代数培養毛乳頭細胞 (6継代) の発毛誘導能および誘導された組織 の組織化学を示す。 継代数 n=6 のラット頰髭由来培養毛乳頭細胞を新規調製ラ ット新生児表皮細胞と混合し、 ヌードマウス背部にグラフトチャンパ一法にて移 1 植した。 移植 3 週間後に発毛が観察された (a :矢印) 。 発毛部位よりパラフィ ン切片を作成し、 HE 染色 (b)、 蛍光色素 Dil(c)、 核染色蛍光色素 Hoechst(e)に より顕微鏡観察した。 この連続切片を、 真皮毛根鞘を特異的に識別する SM- a - Actin 抗体により免疫染色した (d)。 SM- -Actin 抗体の陽性反応が真皮毛根鞘 で確認された (d:矢頭)。 DPは毛乳頭、 DSは真皮毛根鞘、 Mは毛母。 図 9 は高継代数培養毛乳頭細胞 (39継代) の発毛誘導能および誘導された組 織の組織化学を示す。 高継代数培養毛乳頭細胞 (n=39) を新規調製ラッ ト新生 児表皮細胞と混合し、 ヌードマウス背部にグラフ卜チャンパ一法にて移植した。 移植 3 週間後、 発毛は観察されなかった (a :破線部位) 。 細胞移植部位よりパ ラフィン切片を作成し、 HE 染色 (b)、 蛍光色素 Dil と核染色蛍光色素 Hoechst 共染色 (c)により顕微鏡観察した。 Dil 陽性細胞が毛乳頭内に多数観察された ( c :破線部位内、 小矢印により代表例を示す) 。 この連続切片を、 真皮毛根鞘 を特異的に識別する SM- a - Actin抗体により免疫染色した (d)。 しかし、 陽性細 胞は毛細血管 (d:矢印) 以外には認められなかった。 DP は毛乳頭、 M は毛母。 図 10 は培養真皮毛根鞘細胞 (1 継代) の発毛誘導能と誘導された組織の組織 化学を示す。 培養真皮毛根鞘細胞 (n= l、 GFP ラット由来) を新規調製ラッ ト 新生児表皮細胞と,混合し、 ヌードマウス背部にグラフトチャンパ一法にて移植し た。 移植 3 週間後に若干の発毛が観察された (a :破線部位) 。 発毛部位より凍 結切片を作成し、 HE染色 (b)、 蛍光色素 GFP(c)および核染色蛍光色素 Hoechst 共染色 (d)により顕微鏡観察した。 形成誘導された毛球部に GFPの蛍光が観察さ れた (c :矢頭) 。 DPは毛乳頭、 DSは真皮毛根鞘、 Mは毛母 図 1 1 は髙継代毛乳頭細胞 (39 継代) と培養真皮毛根鞘細胞 (1 継代) の混 合移植による発毛能回復 ·増強と誘導組織の組織化学を示す。 高継代数培養毛乳 頭細胞 (n=39) と培養真皮毛根鞘細胞 (n= l、 GFP ラット由来) を新規調製ラ ット新生児表皮細胞と混合し、 ヌードマウス背部にグラフ卜チャンパ一法にて移 植した。 移植 3 週間後に非常に活発な発毛が観察された (a :矢印) 。 細胞移植 部位より凍結切片を作成し、 HE染色 (b)、 蛍光色素 GFP(e)、 蛍光色素 Dil と核 染色蛍光色素 Hoechst 共染色 (d)により顕微鏡観察した。 Dil 陽性細胞が毛乳頭 内に多数観察された (d :破線部位内) 。 形成誘導された毛球部の真皮毛根鞘に GFP の蛍光が観察された (e :矢頭) 。 この連続切片を、 真皮毛根鞘を特異的に 識別する SM- α -Actin抗体により免疫染色した (c)。 SM- a -Actin抗体の陽性反 応が真皮毛根鞘で確認された (c :矢頭) 。 DP は毛乳頭、 DS は真皮毛根鞘、 M は毛母。 図 12 はヒト頭皮への培養頰髭毛乳頭細胞と新規調整真皮毛根鞘細胞の混合移 植の結果を示す。 継代培養ヒト毛乳頭細胞 (n=3) と新規調製培養真皮毛根鞘細 胞を表皮細胞と混合し、 ポランティア (健常男性 33才) の前頭部無毛部位に自 家移植した。 移植後 2 週間目に真皮毛根鞘細胞を混合移植部位で 3 本の黒い毛 が観察された (a : 白破線内、 白矢印) 。 しかし真皮毛根鞘細胞非混合部位では、 移植後 3週目でも細くて白い毛が 1本だけしか観察されなかった (b: 白破線内、 白矢印) 。 黒矢印は移植前から存在する毛幹および毛穴を表す。
発明を実施するための最良の形態 この出願の第 1の発明は、
成分 (a):毛乳頭または毛乳頭細胞;および
成分 (b):表皮組織または表皮細胞
を含む組成物 (第 4 発明の組成物) を表皮欠損部位に移植することを特徴とす る発毛方法である。 毛乳頭は、 例えば動物の皮膚 (例えばヒト頭皮) から摘出した毛包から、 細密 なピンセット等を用いて単離することができる。 また毛乳頭細胞は、 摘出した毛 乳頭からコラゲナ一ゼやトリプシンを用いて個々の細胞に分散させたものや、 あ るいは適当な動物細胞培地 (例えば実施例に記載した FGF2 添加 10%牛胎児血 清含有ダルベッコ改変イーグル培地 (DMEM 10) ) 等で適当な期間培養し、 さ らに必要に応じて数回から数十回継代培養して増殖させたものを使用することが できる。 なお、 培養細胞は浮遊液状態ではなく、 出来る限り培養液等を除去する ことが好ましい。 表皮組織や表皮細胞は、 好ましくは毛乳頭を摘出したのと同一個体の表皮、 さ らに好ましくは摘出した毛乳頭が存在した箇所から可及的に近接した皮膚からの 表皮組織またはその細胞を使用する。 例えば、 毛乳頭を単離するために摘出した 毛包に付着した表皮組織やその分散細胞を使用する。 この移植用組成物における成分 (a)および (b)の混合比率は、 約 1 :9〜約 9: 1の 間で任意に変動させることができる。 また、 この組成物は、 他の皮膚細胞 (例え ば足裏皮膚の繊維芽細胞等) を含有してもよい。 この場合の成分 (a)と成分 (B)お よび線維芽細胞等の混合比率も、 約 1: 9から 9: 1とすることができる。 移植用組成物を移植する表皮は、 表皮全層、 または真皮の一部をメス等によつ て切除して形成することができる。 例えば、 深さ l〜5mm、 長さ l ~ 5mm程度 の切れ込みである。 この表皮欠損部位への組成物注入量は、 一力所当たり 10 以下とすることが好ましい。 その場合の細胞数は約 ιο7 ~ 8個以下程度である。 第 2発明は、
成分 (a):毛乳頭または毛乳頭細胞;および
成分 (c):毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物 (第 5 発明の組成物) を表皮欠損部位に移植することを特徴とす る発毛方法である。 この方法に使用する第 5発明組成物の成分 (a)は前記第 4発明組成物における 成分 (a)と同一である。 一方、 成分 (c)は毛包を構成する真皮毛根鞘、 外毛根鞘、 内毛根鞘、 毛乳頭柄等であり、 特に真皮毛根鞘またはその細胞が好ましい。 成分 (c)としての真皮毛根鞘は、 好ましくは毛乳頭を単離した同一個体に由来するも の、 さらに好ましくは、 毛乳頭を単離するために摘出した毛包から分離したもの を使用する。 この真皮毛根鞘は、 そのまま成分 (a)の毛乳頭または毛乳頭細胞と 混合して組成物とすることができる。 あるいは、 個々の細胞に分散させた後、 適 当な動物細胞用の培地で培養したものを使用することができる。 このとき、 培地 に FGF2 を添加することによって、 効率良く毛根鞘細胞を増殖させることがで きる。 この移植用組成物における成分 (a)および (c)の混合比率は、 約 1 :0. 1 ~ 1 : 0.01 の間で任意に変動させることができる。 また、 この組成物は、 他の皮膚細胞 (例 えば足裏皮膚の繊維芽細胞等) を含有してもよい。 第 3発明は、
成分 (a):毛乳頭または毛乳頭細胞;
成分 (b):表皮組織または表皮細胞;および
成分 ):毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物 (第 6 発明の組成物) を表皮欠損部位に移植することを特徴とす る発毛方法である。 この第 3発明の組成物における成分 (a)および (b)は第 1発明における組成物と 同一であり、 成分 (c)は第 2 発明の組成物と同一である。 また各成分の混合比率 も第 1発明および第 2発明と同一であり、 成分 (a):成分 (b)は約 1: 9〜約 9: 1 であり、 成分(a):成分(c)は約 1: 0. 1〜約 1: 0.01である。 なお、 第 2 発明および第 3 発明の方法においては、 長期の継代培養 (従来方 法における約 10代以上、 またはこの出願の発明者らによる特許文献 3の方法に よる約 15 代以上) によって発毛誘導能を消失または減少させた毛乳頭細胞を成 分 (a)とする場合には、 成分 (c)としては、 毛包毛球部の毛根鞘または毛根鞘細胞 を使用することが、 優れた発毛誘導効果を得るために好ましい。
発明の効果 第 1 発明の方法によれば、 毛乳頭または毛乳頭細胞が表皮組織または表皮細 胞と共に移植されることによって、 表皮細胞と毛乳頭細胞が相互作用を及ぼし合 える位置および距離を自立的に形成する。 表皮細胞が皮膚内に嚢包 (病的な表皮 の固まり) を形成することもない。 これによつて、 移植層内部で皮膚再構成と毛 包形成が実現され、 移植した毛乳頭細胞からの発毛が促される。 また第 2 発明によれば、 成分 (c)が毛乳頭または毛乳頭細胞と共に移植される ことによって、 発毛誘導が促進され、 毛包から発生した毛の成長が顕著に促進さ れる。 これによつて、 発毛部位には毛流が形成されるため、 皮膚移植や毛包移植 に比較して、 より自然な再生毛が生じる。 さらに第 3 発明によれば、 成分 (b)および (c)が毛乳頭または毛乳頭細胞と共に 移植されるため、 成分 (b)の作用によって毛包形成および毛の発生が促進され、 さらに成分 (c)の作用によって発生した毛の伸長が促進される。 これによつて、 従来方法に比較してはるかに有効な移植毛再生が可能となる。
実施例 以下、 実施例を示してこの発明についてさらに詳細かつ具体的に説明するが、 この発明は以下の例によって限定されるものではない。 実施例 1 1 方法
1- 1 移植用ヒ卜細胞の調製
健康な 32歳と 44歳の男性ポランティァの後頭部有毛部より皮膚を採取し、 前頭部無毛部に自家細胞移植を行った。 移植に用いた細胞は図 1 で示す部位よ り分離し、 酵素処理によりシングルセル化して使用した。 以下に細胞調製の詳細 を記載する。 細胞移植の 4週間前に、 後頭部より毛球部を含む 3 cm2の頭皮を採取した。 手術材料皮膚をマイク口剪刀を用いて皮膚と皮下組織に分離した。 皮膚組織を 2000 units/mlディスパ一ゼを含む 10 %自己血清 DMEMで 37 、 1時間処理 し、 表皮と真皮を分離した。 真皮組織は 1mm角に細切して、 3.5 cmプラスチ ックディッシュに播種し、 通法に従って初代培養および 3 回の継代培養を行つ た。 皮下組織より 300個の毛乳頭と真皮毛根鞘を分離した。 このうち、 10個の 正常な毛乳頭は 3.5 cmプラスチックディッシュに播種し、 特許文献 2の方法を 用いて初代培養おょぴ 3回の継代培養を行った。
細胞移植当日に後頭部より毛球部を含む 3 cm2の頭皮を再度採取し、 皮膚と 皮下組織を分離した。 皮下組織より毛包を分離し毛休部を分離した。 毛球部より 毛乳頭を分離し、 0.35 %コラゲナ一ゼ、 0.25 %トリプシン EDTAで 37 、 1時 間消化してシングルセルとし、 使用まで 4 の 10 %自己血清 DMEM 中で保存 した。 皮膚組織は 2000 units/mlディスパ一ゼを含む 10 %自己血清 DMEMで 37°C、 1 時間処理し、 毛包を含む表皮を真皮より分離した。 毛包を含む表皮は 0.25 %トリプシン EDTAで 37で、 1時間消化し、 シングルセルとした。 毛乳頭 細胞と真皮毛根症細胞は Dilにより蛍光染色を行った。 なお、 全ての行程はクリ ーンベンチ内あるいは、 無菌器具内において無菌的に行われた。
1-2 表皮および真皮欠損部位の作製と細胞移植
前頭部無毛部位の細胞移植位置に炭素微粒子を 70 %エタノールにより溶解し た染料にて刺青を施した。 この部位を予めデジタル顕微鏡 (キーエンス製) によ り高解像度写真撮影し体毛の分布を記録した。 1 %リ ドカイン 1 %ェピネフリン にて麻酔した後に、 直径 2.5 mmのトレパン (貝印) を用いて、 深さ 3 mmま での皮膚を切除し、 移植ベッドとした (図 2) 。 新規に調整した毛乳頭細胞また は培養毛乳頭細胞、 表皮細胞、 線維芽細胞および真皮毛根鞘細胞を表 1 で示す ように混合し、 混合細胞は 2000 rpm 5分間遠心した。 また細胞を出来る限り 濃い状態で移植する必要があるため、 遠心時にヒアルロン酸ゲルを重層し、 遠心 した後に、 マイクロシリンジにより押し出す方法 (特許文献 3) を用いて皮膚欠 損部に移植した。 移植部位は図 2 で示すように、 テガダームおよびヌージエル によりカバーした。 混合細胞を移植ベッドに移植した後、 28 日後までデジタル 顕微鏡で経過観察し、 移植部位をバイオプシーした。 バイオプシ一標本は、 20%ホルマリンでー晚固定した後、 通法に従ってパラフィン包埋し、 5μπι 厚の 切片として組織学的観察に供した。 表
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2 結果
移植例 1;前頭部への毛乳頭細胞移植 (移植例 1 ) において、 移植部位は 7 日 目に完全に上皮化した。 その後 7 日おきに 6 週間の経過観察を行った。 移植例 1 では移植後 3週間目に、 2本の細い白色毛幹が 2 mm伸長していることが観 察された (図 3-A) 。 移植後 6 週目に、 発毛部位を採取し、 組織学的に観察し たところ、 移植例 1 において 5 本の毛包が観察された。 これらの毛包を蛍光観 察したところ、 毛乳頭には予め毛乳頭細胞および真皮毛根鞘細胞に標識した赤い 蛍光色素が観察された (図 3-B, C, D) 。 ヒ卜皮膚には同様の赤い自家蛍光が見 られるが、 G 励起光のみで励起されることから標識色素と区別される。 また、 この発毛部位には、 細胞移植前に毛が無く、 且つ毛包の分布する深さまで皮膚を 完全に切除している。 移植例 2;継代培養したヒ卜毛乳頭細胞のみのヒト表皮に対する毛包誘導能お よび発毛誘導能を確認するために、 継代培養した毛乳頭細胞を後頭部皮膚より新 規に調製した表皮細胞混合して前頭部に移植した。
移植後 7 日まで移植例 2 と同様の経過をたどり、 移植後 4週間目に、 2本の 細い白色毛幹がそれぞれ 0.3 mm と 0.5 mm 伸長していることが観察された (図 4-A) 。 移植後 4 週目に、 発毛部位を採取し、 組織学的に観察したところ、 移植例 2 において 4 本の毛包が観察された。 これらの毛包を蛍光観察したとこ ろ、 毛乳頭には予めパピラ細胞に標識した赤い蛍光色素が観察された (図 4-B, C, D) 。 実施例 2
1 方法
1- 1 移植用細胞の調製
発毛誘導能を持つ毛乳頭細胞と発毛分化能を持つ表皮細胞は、 生後 2 日齢の Fischer ラット新生児の皮膚より調製した。 Fischer ラット新生児を断頭により 犠牲死させ、 前後肢および尾部を切除し、 躯幹部分のみとした。 躯幹部の皮膚を 剥離し、 イソジンと 70 %エタノールで滅菌した後に、 生理食塩水で洗浄し、 使 用時まで 4T にて保存した。 無菌環境下において実体顕微鏡を用いて、 新生児皮 膚に付着している皮下組織をマイクロ剪刀により除去した。 なお、 これ以下の全 ての行程はクリーンベンチ内あるいは、 無菌器具内において無菌的に行われた。 皮膚組織は幅 3 mm、 長さ 10 mm程度の短冊状に切り、 1000 units /mlに なるように 10%牛胎児血清を含むダルベッコ改変イーグル培地に溶かしたディ スパ一ゼ溶液で 4 一晩処理した。 デイスパーゼ処理した皮膚組織は生理食塩水 でよく洗浄し、 無菌環境下において表皮と真皮を分離した。
表皮と真皮は外科用メスを用いて細切し、 0.25 %トリプシン EDTA 溶液で 37Ϊ、 10分間処理して浮遊細胞懸濁液とした。
また真皮は 0.35%コラゲナーゼ生理食塩水溶液にて、 37で、 60分間処理して、 細胞浮遊細胞懸濁液とした。 この真皮細胞浮遊細胞懸濁液には、 毛包形成する表 皮成分も含まれるため、 300 rpm、 2分間遠心分離し、 真皮性の細胞のみから成 る、 浮遊画分を分離した。
それぞれの細胞懸濁液は 100 μπιおよび 40 μπιのメッシュサイズの無菌篩い にかけて、 複数の細胞同士接着した集塊は除去した。
同一細胞数の表皮細胞と真皮細胞を混合し、 1500 rpm、 5 分間遠心し、 細胞 ペレットを作製した。 このペレットより培地を除去し移植まで氷温で保存した。 1 -2 メス刃角度を任意に調製できるデバイス
外科用メス替え刃を用いて、 刃先を 10 ° から 150 ° の任意の角度で交差可能 な柄を作製した (図 5) 。 この機構により皮膚の切開角度を任意に設定可能であ る。
1 -3 表皮欠損部位の作成と細胞移植
BALB/ C nu/nuマウス (雄生、 4週齢) の背部に幅 0.5 mm、 全長 10 mm に渡って表皮欠損部分を作製した。 100 μΐ サイズのマイクロシリンジに先端部 を除去した 27 G注射心を装着し、 細胞ペレットをシリンジ内に吸引した。 104 個の細胞ペレットをシリンジより押しだして表皮欠損部位と移植した。 細胞移植 部位は乾燥を防ぐために、 フィプリン糊を固化させてカバーを施した。
1 -4 毛乳頭細胞を含む真皮由来細胞と表皮細胞を混合した移植による発毛観察 移植前に顕微鏡観察し、 移植部位に体毛の有無を確認した。 移植後 1〜2週間 ごとに顕微鏡観察し移植皮膚の変化を観察した。
2 結果
移植より、 3 日目にはフイブリン糊はマウス通常生活状態でに脱落し、 移植創 ま治癒していた。 その後、 経過観察したところ、 3週目に発毛を認めた (図 6) 。 これらの発毛は線上に分布し、 表皮欠損部分に一致していた。
実施例 3 1 方法
1 - 1 ラット頰髭毛乳頭および真皮毛根鞘の単離培養
6週齢の雄 Fischerラットは、 ジェチルエーテル麻酔により犠牲死させ、 頰を 切除した。 切除頰はイソジン (明治製薬) と 70 %エタノールで滅菌した後に、 生理食塩水で洗浄した。 摘出した毛包から、 細密なピンセットを用いて注意深く 毛乳頭を単離し、 35 mm 培養ディッシュ (ぺクトンディッキンソン社製) に播 種した。 FGF2 添加 10%牛胎児血清含有ダルベッコ改変イーグル培地 (DMEM 10) で 2-3週間初代培養を行い、 5 日に 1度の培地交換を行った。 初 代培養後、 7- 10 日ごとに継代培養を行った。 移植には、 継代数 6、 39代の細胞 を移植に用いた。
成体雄 EGFP トランスジエニック Wistarラット (株) ワイエス研究所) は、 ジェチルエーテル麻酔により犠牲死させ、 頰を切除した。 切除頰を同様に滅菌し た後、 毛包を摘出した。 摘出した毛包から、 真皮毛根鞘を単離し、 35 mm 培養 ディッシュに播種した。 FGF2添加 DMEM 10で 2-3週間初代培養を行い、 3-4 日に 1度の培地交換を行った。 初代培養後、 7- 10日ごとに継代培養を行った。 移植には、 継代数 1代の細胞を移植に用いた。
1-2 ラッ卜新生仔表皮細胞の調製
発毛誘導能を持つ毛乳頭細胞と発毛分化能を持つ表皮細胞は、 生後 2 日齢の Fischer ラット新生仔の皮膚より調製した。 Fischer ラット新生仔をジェチルェ 一テル麻酔により犠牲死させ、 前後肢および尾部を切除し、 躯幹部分のみとした。 躯幹部の皮膚を剥離し、 イソジンと 70 %エタノールで滅菌した後に、 生理食塩 水で洗浄し、 使用時まで 4°Cにて保存した。 実体顕微鏡を用いて、 無菌環境下に おいて新生仔皮膚に付着している皮下組織をマイク口剪刀により除去した。 なお、 これ以下の全ての行程はクリーンベンチ内あるいは、 無菌器具内において無菌的 に行われた。
皮膚組織は幅 3 mm、 長さ 10 mm程度の短冊状に切り、 1000 units/mlに なるように DMEM 10に溶かしたデイスパーゼ (三協純薬工業製) 溶液で 4^、 一晩処理した。 デイスパーゼ処理した皮膚組織は生理食塩水でよく洗浄し、 表皮 と真皮を分離した。
表皮は外科用メスを用いて細切し、 0.25 %トリプシン EDTA 溶液で 37で、 10分間処理して浮遊細胞懸濁液とした。
それぞれの細胞懸濁液は 100 μπιおよび 40 μπιのメッシュサイズのフィル夕 一を通し、 複数の細胞同士接着した集塊を除去した。 1-3 成体ラッ卜足裏真皮からの線維芽細胞の調整 2 lO 週齢の雄 Fischer ラットは、 ジェチルエーテル麻酔により犠牲死させ、 足 裏皮膚を切除した。 切除足裏皮膚はイソジンと 70 %エタノールで滅菌した後に、 生理食塩水で洗浄した。 実体顕微鏡を用いて、 無菌環境下において足裏皮膚に付 着している皮下組織をマイクロ剪刀により除去した。
除去後、 4等分し、 1000 units/ml になるように DMEM 10 に溶かしたディ スパ一ゼ溶液で 4°C、 一晩処理した。 ディスパーゼ処理した皮膚組織は生理食塩 水でよく洗浄し、 表皮と真皮を分離した。 この真皮を l-2mm 角に細切し、 60 mm. 培養ディッシュ' (ぺク トンディッキンソン社製) にェクスプラントして線 維芽細胞の初代培養を行った。
初代培養後、 成体ラット足裏真皮由来線維芽細胞は継代培養を行い、 継代 2-4 代までの細胞を移植に用いた。
1-4 ラット頰髭毛乳頭細胞、 GFP ラット頰髭真皮毛根鞘細胞、 ラット新生仔表 皮細胞、 成体ラット足裏真皮由来線維芽細胞の混合移植
4 週齢雄ヌードマウス (日本チャールズリバ一社製) をソムノペンチル腹腔内 投与により麻酔し、 イソジンで滅菌した後、 側腹部の皮膚を直径 7 mm の円形 に全層切除去した。 この部位にグラフト ·チャンバ一をナイ口ン鏠合糸によって 装着した。 あらかじめ蛍光色素 (Dil) で標識したラッ ト頰髭毛乳頭細胞 (継代 数 5、 39) 、 GFP ラット頰髭真皮毛根鞘細胞 (継代数 1 ) 、 ラット新生仔表皮 細胞、 ラット足裏真皮由来線維芽細胞を表 2の組み合わせで混合し、 2000 rpm、 5分間遠心し、 細胞ペレットを作製した。 このペレットより培地を除去した後、 グラフト ·チャンバ一内にマイク口ピぺットを用いて注入した。 以上の操作は無 菌的に行った。'移植後 1 週間は、 外科用テープ (ニチバン) によって移植部位 を保護した。 細胞移植 1 週間後にグラフト ·チャンパ一を除去し、 移植部位を イソジンで消毒し、 さらに 2週間感染症に注意しながら飼育を行った。
1-5 細胞移植による発毛および組織観察
術後 3 週間経過した移植部位を実体顕微鏡 (ライカ社製) にて観察し、 発毛 の様子を写真撮影した。 撮影後移植部位を摘出し、 マイルドホルム 10 Nで一昼 夜固定し、 パラフィン包埋した。 薄切した切片は (5 M m) へマトキシリン - ェォジン (HE) 染色および核の蛍光染色を行い、 パピラに標識した蛍光色素 Dil と、 ラット頰髭真皮毛根鞘細胞の GFP の確認を行った。 また、 連続切片で 真皮毛根鞘のマーカーである SM- a -Actin抗体を用いた免疫染色を行った。 表 2
Figure imgf000024_0001
2 結果と考察
ラット頰髭毛乳頭細胞の発毛能に関して、 グラフ卜 ·チャンバ一を用いた解析 を行った。 継代数 6 (図 8) または継代数 39 (図 9) の培養頰髭毛乳頭細胞を、 ラット新生仔表皮細胞、 およびラット足裏真皮由来線維芽細胞と混合し移植した。 細胞移植 1 週間後、 移植細胞由来の皮膚が形成されていた。 細胞移植 3 週間後、 6 継代の培養頰髭毛乳頭細胞を移植した部位で発毛が確認されたが (図 8-a) 、 39 継代の細胞では発毛が観察されなかった (図 9-a) 。 しかし、 両組織の HE 染色像の観察から、 毛包が確認され (図 8-b, 図 9-b) 、 39 継代の細胞に発毛 能はないが毛包誘導能はあることが確認された。 これと連続する切片で、 毛包の 毛乳頭に移植前に標識した Dilの蛍光が確認され、 移植した毛乳頭細胞による発 毛または毛包であることが確認された (図 8-c, d、 図 9-c) 。 これらの細胞に誘 導された毛包で、 真皮毛根鞘が形成されているか、 真皮毛根鞘のマーカーである SM- Q! - Actin抗体を用いた免疫染色を行った。 その結果、 6継代の細胞によって 発毛した毛包でのみ陽性反応が観察され、 真皮毛根鞘の形成が確認された (図 8-d, e、 矢頭) が、 39 継代の細胞によって形成された毛包では陽性反応が観察 されなかった (図 9-d) 。 以上の結果から、 ラット頰髭毛乳頭細胞は、 発毛誘導 能が継代とともに減弱し失われ、 真皮毛根鞘の形成能も失われることが明らかと なった。 次に、 長期間の継代培養により発毛誘導能を失ったラット頰髭毛乳頭細胞に、 真皮毛根鞘細胞を加え、 同様にグラフト ·チャンパ一を用いた解析を行った。 培 養真皮毛根鞘細胞 (1 継代) を単独で加えた群では、 若干の発毛が観察された (図 10-a) 。 HE (図 10-b) および蛍光染色像 (図 10- c) の観察から、 毛包の 毛乳頭に GFP の蛍光が確認され、 真皮毛根鞘細胞による発毛包であることが確 認された。 また、 GFP の蛍光が真皮毛根鞘にも観察されることから、 移植した 真皮毛根鞘細胞によって形成されていることが確認された (図 10-c) 。 これに 対して、 ラット頰髭毛乳頭細胞 (39 継代) と培養真皮毛根鞘細胞 (1 継代) を 合わせて移植した群では、 明らかに有意な発毛が観察された (図 1 1-a) 。 組織 の HE (図 1 1-b) および蛍光染色像 (図 1 1-c) の観察から、 Dil の蛍光が毛乳 頭に、 GFP の蛍光が真皮毛根鞘に確認された。 さらに、 SM- a -Actin 抗体を用 いた免疫染色の結果、 培養真皮毛根鞘細胞を加え発毛した群で真皮毛根鞘の形成 が確認された (図 1 1-e) 。 以上の結果から、 真皮毛根鞘の形成が発毛に重要で あり、 発毛能を失った毛乳頭細胞に真皮毛根鞘細胞を加えることで発毛能が回復 することが明らかとなった。 この事実より、 発毛誘導能のある毛乳頭細胞に真皮 毛根鞘細胞を加えることで、 より高い発毛誘導が可能であることが示唆された。
実施例 4
1 方法
1- 1 移植用ヒト細胞の調製
健康な 33歳の男性ポランティァの後頭部有毛部より皮膚を採取し、 前頭部無 毛部に自家細胞移植を行った。 以下に細胞調製の詳細を記載する。
細胞移植の 4週間前に、 後頭部より毛球部を含む 3 cm2の頭皮を採取した。 手 術材料皮膚をマイクロ剪刀を用いて皮膚と皮下組織に分離した。 皮膚組織を 2000 units/mlデイスパーゼを含む 10 %自己血清 DMEMで 37 、 1時間処理 し、 表皮と真皮を分離した。 真皮組織は 1mm角に細切して、 3.5 cmプラスチ ックディッシュに播種し、 通法に従って初代培養おょぴ 3 回の継代培養を行つ た。 皮下組織より 300個の毛乳頭と真皮毛根鞘を分離した。 このうち、 10個の 正常な毛乳頭は 3.5 cmプラスチックディッシュに播種し、 特許文献 2の方法を 用いて初代培養および 3回の継代培養を行った。
細胞移植当日に後頭部より毛球部を含む 3 cm2の頭皮を再度採取し、 皮膚と 皮下組織を分離した。 皮下組織より毛包を分離し毛休部を分離した。 毛球部より 毛 IL頭を分離し、 0.35 %コラゲナーゼ、 0.25 %トリプシン EDTAで 37 、 1時 間消化してシングルセルとし、 使用まで 4 の 10 %自己血清 DMEM 中で保存 した。 皮膚組織は 2000 units/mlディスパ一ゼを含む 10 %自己血清 DMEMで 37 、 1 時間処理し、 毛包を含む表皮を真皮より分離した。 毛包を含む表皮は 0.25 %トリプシン EDTAで 37 、 1時間消化し、 シングルセルとした。 毛乳頭 細 と真皮毛根症細胞は Dilにより蛍光染色を行った。 なお、 全ての行程はクリ ーンベンチ内あるいは、 無菌器具内において無菌的に行われた。
1-2 表皮および真皮欠損部位の作製と細胞移植
前頭部無毛部位の細胞移植位置に炭素微粒子を 70 %エタノールにより溶解し た染料にて刺青を施した。 この部位を予めデジタル顕微鏡 (キ一エンス製) によ り高解像度写真撮影し体毛の分布を記録した。 1 %リ ドカイン 1 %ェピネフリン にて麻酔した後に、 直径 2.5 mmのトレパン (貝印) を用いて、 深さ 3 mmま での皮膚を切除し、 移植ベッドとした (図 2) 。 新規に調整した毛 ¾頭細胞また は培養毛乳頭細胞、 表皮細胞、 線維芽細胞および真皮毛根鞘細胞を表 1 で示す ように混合し、 混合細胞は 2000 rpm、 5分間遠心した。 また細胞を出来る限り 濃い状態で移植する必要があるため、 遠心時にヒアルロン酸ゲルを重層し、 遠心 した後に、 マイクロシリンジにより押し出す方法 (特許文献 3) を用いて皮膚欠 損部に移植した。 移植部位は図 2 で示すように、 テガダームおよびヌージエル によりカバ一した。 混合細胞を移植ベッドに移植した後、 28 日後までデジタル 顕微鏡で経過観察し、 移植部位をバイオプシーした。 バイオプシー標本は、 20%ホルマリンでー晚固定した後、 通法に従ってパラフィン包埋し、 5μπι 厚の 切片として組織学的観察に供した。 表 3.
Figure imgf000027_0001
2 結果
継代培養ヒト毛乳頭細胞と真皮毛根鞘細胞混合移植による発毛能力向上を確認 するために、 継代培養した毛乳頭細胞を後頭部皮膚より新規に調製した表皮細胞 および真皮毛根鞘細胞と混合して前頭部に移植した。 また、 表皮細胞:真皮性細 胞の比率を 1: 1 とするために、 培養線維芽細胞 (継代数 3) と混合した。 継代 数 3の毛乳頭細胞は 6 日間培養され、 この間の平均細胞倍加時間は 40時間であ つた。
移植部位は 3 日目に完全に上皮化した。 その後 7 日おきに経過観察を行った。 移植後の経過観察により真皮毛根鞘細胞を加えた群 (移植例 1 ) では 2週後に 3 本の発毛が観察されたが (図 12-a) 、 加えない群 (移植例 2) では 3週目に初 めて 1本だけ発毛が確認された (図 12-b) 。
以上の結果から、 毛乳頭の移植の再には、 真皮毛根鞘細胞を加えることにより、 明らかに高い発毛誘導を得られることが明らかとなった。

Claims

請求の範囲
1. 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;および
(b) 表皮組織または表皮細胞
を含む組成物を表皮欠損部位に移植することを特徴とする発毛方法。
2. 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;および
(c) 毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物を表皮欠損部位に移植することを特徴とする発毛方法。
3. 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;
(b) 表皮組織または表皮細胞;および
(c) 毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物を表皮欠損部位に移植することを特徴とする発毛方法。
4. 表皮欠損部位が、 表皮全層と真皮の一部を欠損させて形成される請求項 1 から 3のいずれかの発毛方法。
5. 成分がヒト由来である請求項 1から 3のいずれかの発毛方法。
6. 成分がヒ卜頭皮由来である請求項 1から 3のいずれかの発毛方法。
7. 表皮欠損部位がヒト頭皮に形成される請求項 6の発毛方法。
8. 成分 (a)の毛乳頭細胞が培養細胞である請求項 1 から 3 のいずれかの発毛 方法。
9. 成分 (c)が毛根鞘または真皮毛根鞘細胞である請求項 2または 3の発毛方法。
10. 成分 (a)の毛乳頭細胞が 10 代以上の継代培養細胞であり、 成分 (c)が毛球 部の真皮毛根鞘または真皮毛根鞘細胞である請求項 2または 3の発毛方法。
1 1 - 成分 (c)の真皮毛根鞘細胞が培養細胞である請求項 9 または 10 の発毛方 法。
12. 成分 (c)の真皮毛根鞘細胞が FGF2 含有培地で増殖した培養細胞である請 求項 9または 10の発毛方法。
13. 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;および
(b) 表皮組織または表皮細胞
を含む組成物。
14. 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;および
(c) 毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物。
15. 以下の成分:
(a) 毛乳頭または毛乳頭細胞;
(b) 表皮組織または表皮細胞;および
(c) 毛包を構成する組織またはその細胞
を含む組成物。
16. 成分がヒト由来である請求項 13から 15のいずれかの組成物。
17. 成分がヒト頭皮由来である請求項 13から 15のいずれかの組成物。
18. 成分 (a)の毛乳頭細胞が培養細胞である請求項 13から 15のいずれかの組 成物。
19. 成分 (c)が真皮毛根鞘または真皮毛根鞘細胞である請求項 14または 15の 組成物。
20. 成分 (a)の毛乳頭細胞が 10 代以上の継代培養細胞であり、 成分 (c)が毛球 部の真皮毛根鞘または真皮毛根鞘細胞である請求項 14または 15の組成物。
2 1. 成分 (c)の真皮毛根鞘細胞が培養細胞である請求項 19または 20の組成物。
22. 成分 (c)の真皮毛根鞘細胞が FGF2 含有培地で増殖した培養細胞である請 求項 19または 20の組成物。
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