WO2005056777A1 - 接着性幹細胞分画並びにその分離方法、品質管理方法及び品質管理装置 - Google Patents

接着性幹細胞分画並びにその分離方法、品質管理方法及び品質管理装置 Download PDF

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WO2005056777A1
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Satoshi Ozawa
Kenko Uchida
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Hitachi Medical Corporation
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells

Definitions

  • Stem cells are undifferentiated cells that have the ability to self-renew and differentiate into various cell types and tissues (pluripotency).
  • Today, stem cells are the most important source of the three components of regenerative medicine: stem cells, scaffolds and differentiation inducing factors.
  • ES cells embryonic stem cells
  • adult stem cells separated from adults.
  • ES cells embryonic stem cells
  • adult stem cells can be applied to so-called autotransplantation-type regenerative medicine, in which a patient is harvested, differentiated into the required cell type, and then transplanted and treated in the patient.
  • adult stem cells derived from patients themselves are attracting attention as a source of stem cells with less ethical constraints.
  • Non-Patent Document 1 Bruder SP et al., "Bone”, 1997, Vol. 21, p.225-235
  • Non-Patent Document 3 Frank Barry et al., ⁇ Biochemical and Biophysical Lisa ⁇ Technique ⁇ Nyonz (Biochemical and Biophysical Research)
  • Non-Patent Document 4 Bruder SP et al., "Journal of Bone and Mineral Research", 1998, Vol. 13, p. 655-663.
  • an object of the present invention is to provide a pure and homogeneous stem cell fraction in an undifferentiated adherent stem cell population.
  • the present invention provides a pure and homogeneous stem cell fraction in an undifferentiated adherent stem cell population. Since the undifferentiated stem cell fraction according to the present invention is a fraction of undifferentiated stem cells having more strongly maintained properties as stem cells and having a broader differentiation potential, it can be used independently of autologous or allogeneic stem cells. Can be used effectively in regenerative medicine.
  • FIG. 1 is a schematic view of a quality control device for stem cell fractionation.
  • FIG. 6 is a two-dimensional plot in which the FITC and PE fluorescence signal intensities observed for the cell population 20 of FIG. 5 in Example 1 are plotted on the horizontal axis and the vertical axis, respectively (both are logarithmic scales).
  • FIG. 7 FITC and PE fluorescence observed for cell population 19 in FIG. 5 in Example 1. This is a two-dimensional plot in which the signal strength is plotted on the horizontal axis and the vertical axis (both on a logarithmic scale).
  • FIG. 10 is a two-dimensional plot in which the fluorescence signal intensities of FITC and PE observed for the cell population 22 in FIG. 8 are plotted on the horizontal axis and the vertical axis (both are logarithmic scales) in the comparative example.
  • a specific stem cell fraction is selected from various adherent stem cell populations. It can be separated with high accuracy.
  • the specific stem cell fraction is a stem cell fraction characterized by binding of an antibody specific to a member belonging to the ABC transporter family in the adherent stem cell population.
  • the specific stem cell fraction can be said to be a stem cell fraction characterized by expressing a member belonging to the ABC transporter family on the cell membrane surface in the adherent stem cell population.
  • the stem cell fraction described above can be separated by the method for separating a stem cell fraction according to the present invention.
  • a predetermined stem cell fraction is separated from an adherent stem cell population using an antibody specific to a member belonging to the ABC transporter family.
  • Examples of the separation method include an antigen-antibody reaction using an antibody specific to an adhesive stem cell surface marker and a cell sorter based on the principle of flow cytometry.
  • the adherent stem cells are labeled using an antibody specific for the adherent stem cell surface marker.
  • This antibody is pre-labeled with a fluorescent dye such as PE or FITC, or is labeled with a secondary antibody conjugated with a fluorescent dye such as PE or FITC, so that the adherent stem cells are recovered.
  • a fluorescent dye such as PE or FITC
  • a predetermined stem cell fraction can be separated using an antibody specific to a member belonging to the ABC transporter family.
  • the separation method is the same as the method for separating the adherent stem cell population described above. That is, an antibody specific to a member of the ABC transporter family, which is specifically expressed on the cell membrane surface of the stem cell fraction, is used in place of an antibody specific for an adhesive stem cell surface marker, and a cell sorter, magnetic beads, and an antibody are used.
  • a specific stem cell fraction can be separated from the adherent stem cell population using two-way chromatography or the like as a separation means.
  • the electrode 6 is formed of a metal plate or the like for adding a charge to the droplet 15. Note that a negative or positive charge can be added depending on a target cell included in the droplet 15. Also, depending on the target cell, no charge may be added.
  • step 6 the sheath liquid containing the cells whose analysis has been completed is discharged from the inside of the flow cell 4 to the discharge port 3 to form a liquid column 14, and the ultrasonic vibrator provided in the flow cell 4 (shown in FIG. By the action of (omitted), the droplet 15 is further formed.
  • the high-voltage power supply 12 is operated as needed immediately before a droplet 15 containing the fraction is formed, and a charge is applied to the droplet 15 via the electrode 6. I do.
  • a cell having the desired property A is negative immediately before the formation of the droplet 15, a cell having another property B is provided with a positive charge, and the other cells are provided with no charge.
  • an adherent stem cell population containing a (undivided) stem cell fraction at a predetermined ratio can be prepared and collected (Step 7).
  • the adherent stem cell population thus collected is measured and evaluated again in steps 4 and 5, and the proportion of cells belonging to the (more undifferentiated) stem cell fraction can be confirmed again.
  • the above-mentioned cell sample was fluorescently stained with the target antibody.
  • 'Negative control mouse IgGl, FITC-labeled, Coulter Immunotech, catalog number IM0639: 20 L.
  • Negative control mouse IgGl, PE label, Coulter Immunotech, catalog number 670: 20.
  • Negative control mouse IgG2b, PE label, eBioscience, catalog number
  • the regions 17a and 18a have almost no cells between the two regions whose center positions in the vertical direction are only about 2.5 digits apart.
  • the included cell population is considered to be another cell population that has a critically different ABCG2 expression level It was.
  • the ratio of the number of the cell population 17a included in the region 17a to the total number of the cell population 18a included in the region 18a (cell population 16) was about 94.6 and 1.3, respectively. Since both the cell population 17a and the cell population 18a are included in the CD166 + region, both are included in the category of MSC according to the conventional criteria. Therefore, according to the present example, a new stem cell fraction, which is ABCG2 + in one fraction of MSC, was found as a cell population 18a for the first time.
  • the cell population 19 was different from the result of the two-dimensional plot of the cell population 16. Specifically, for CD166-FITC on the horizontal axis, about 36% of the cells were CD166 +, and the remaining about 64% were CD166-. As for ABCG2-PE on the vertical axis, almost 100% of the cells were ABCG2-. In FIG. 7, the region where the cell population of CD166 + or CD166— (hereinafter, referred to as “+ Z—”) and which is ABCG2- is present is indicated by an oval dashed line (region 21).
  • Fig. 9 plots the fluorescence signal intensities of FITC and PE observed for the cell population included in the region 23 of the stained sample 2 on the horizontal axis and the vertical axis (V, the deviation is also on a logarithmic scale). It is a dimension plot.
  • This example is the same as Example 1 except that the MSC used was different from the MSC used in Example 1. Specifically, the MSCs used were cultured in parallel based on the same source cells as the MSCs of Example 1. At the passage two weeks before, only the cells of this example were omitted, and only the medium was changed during the last two weeks, omitting the last one passage.
  • FIG. 14 is a two-dimensional plot in which the fluorescence intensity of FITC and PE for the cell population 29 shown in FIG. 13 is plotted on the horizontal axis, the vertical axis is 0, and the deviation is also on a logarithmic scale.
  • Example 1 It expressed ABCG2 and was found to maintain PAAC.
  • Example 1 It expressed ABCG2 and was found to maintain PAAC.
  • a comparison between Example 1 and this example shows that it is important to keep the culture period short in order to maintain a high PAAC ratio and suppress the change to RMSC. was issued.

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Abstract

 未分化な接着性幹細胞集団における純粋で均質な幹細胞分画を提供することを目的とする。  接着性幹細胞集団について細胞膜表面におけるABCトランスポーターの発現を指標とし、ABCトランスポーターに特異的な抗体が結合することを特徴とする幹細胞分画を分離する。

Description

明 細 書
接着性幹細胞分画並びにその分離方法、品質管理方法及び品質管理 技術分野
[0001] 本発明は、例えば再生医療に使用できる、接着性幹細胞集団における特定の細胞 分画並びにその分離方法、品質管理方法及び品質管理装置に関する。
背景技術
[0002] 幹細胞は、自己複製能と様々な細胞型や組織への分化能 (多分化能)を有する未 分化な細胞である。今日において、幹細胞は、再生医療における 3要素(幹細胞、足 場材料及び分化誘導因子)のうち最も重要な原料である。
[0003] 幹細胞は、発生段階の胚組織力 作出される胚性幹細胞 (ES細胞)などと、成体か ら分離される成体幹細胞とに大別される。成体幹細胞は、患者力 採取し、必要な細 胞型に分化させた後、当該患者に移植して治療を行う、いわゆる自家移植型の再生 医療に適用可能である。患者自身に由来する成体幹細胞は、倫理的制約の少ない 幹細胞源として注目されて ヽる。
[0004] 成体幹細胞のうち、間葉系幹細胞(Mesenchymal Stem Cell,以下「\«じ」と呼ぶ)は 骨髄などにわずかに存在する接着性幹細胞である。 MSCは骨、軟骨、脂肪、筋、腱、 骨髄間質などの主に中胚葉系の様々な細胞や組織へ分ィ匕誘導できることが明らか にされており、応用範囲の広い成体幹細胞として注目されている。また MSCの一部は 培養後に中枢神経細胞などの外胚葉系の細胞組織や、肝細胞などの内胚葉系の各 種細胞組織へ分ィ匕する能力を保持するとの報告もある (ジアング Y(Yuehua Jiang)ら 、ネーチヤ一 (Nature)、 2002年、第 418卷 (6893)、 p.41- 49)。なお、 MSCは培養の際に 、プラスチック製の培養容器底面に接着する性質がある。この接着性を利用して、血 球細胞や造血系細胞などを含む骨髄から MSCを分離する方法が提案されているが、 この方法では MSC以外にも接着性の細胞が混入する可能性があるため、 MSCを骨 髄などの成体組織から分離、同定する様々な研究が従来行われてきた。
[0005] 例えば特許文献 1によると、骨髄細胞から、上記の培養容器底面への接着性に基 づいて分離した後に一定期間の培養を行うことにより、骨、軟骨や脂肪細胞など間葉 系組織への多分化能 (幹細胞としての性質)を有する細胞集団が得られる。この細胞 集団は、特定の抗体と均一な結合能を示すことから、 MSCと命名している。特に、特 許文献 1には、 SH2、 SH3及び SH4モノクローナル抗体と呼ばれるハイプリドーマによ つて産生される抗体力 SMSCを特徴づける特異的抗体であると記載されて 、る。同様 に非特許文献 1には、 SB-10モノクローナル抗体等のハイプリドーマによって産生さ れる抗体が MSCを特徴づける特異的抗体であることが記載されている。
[0006] その後の研究により、上記抗体は実は既知の CD抗原を認識することが明らかにさ れた。具体的には、 SH2モノクローナル抗体は CD105、即ちエンドダリンを認識する抗 体であること(非特許文献 2)、また SH3及び SH4モノクローナル抗体は CD73、即ちェ タト- 5'-ヌクレオチダーゼを認識する抗体であることが明らかにされた (非特許文献 3) 。なお、 SH3モノクローナル抗体と SH4モノクローナル抗体は、 CD73の異なるェピトー プを認識する抗体であることが示されている (非特許文献 3)。さらに、 SB-10モノクロ一 ナル抗体は CD166、即ち ALCAMを認識する抗体であることが報告された (非特許文 献 4)。これらの抗原は MSC以外の他の細胞にも発現している。従って、上記抗体は MSCを特徴づける特異的抗体ではないことが明らかになり、また MSCの特異性、均質 性について疑問が提示された。
[0007] このように、 MSCの評価及び同定方法は研究途上の段階である。従来の方法で分 離された MSCは、純粋かつ均質な細胞種である力、あるいは異なる性質を有する複 数の細胞群にさらに分割可能な集団である力否かが不明確である。従来の MSCの評 価及び同定方法にお!ヽては、十分な MSCの指標が存在して ヽなかった。
[0008] 一方、特許文献 2には、造血幹細胞を BCRPの発現に基づ 、て分離、同定する方 法が記載されている。なお、 BCRPは ABCG2、 Bcrpl、 Mxr又は Abcpとも呼ばれる。 BCRPは、 ATP結合領域 (ATP- inding cassette region)を有する ABCトランスポータ 一ファミリーに属する膜タンパク質である。一方、従来の研究において、 SP細胞と呼 ばれる未分化な造血幹細胞の分画が見出されていた。 SP細胞は Hoechst 33342色 素を排出する能力が高く染色されにくいという性質 (SP表現型)を示す。特許文献 2〖こ おいて、この SP表現型は BCRPに起因することが示された。 SP細胞は BCRPを高発現 しており、 BCRPの膜輸送機能により Hoechst 33342色素が排出されるため、 SP細胞 は SP表現型を示すと説明されている。また、 BCRP抗原に対する特異的抗体を用いる ことにより、 SP細胞に相当する未分ィ匕な造血幹細胞を同定、分離する方法が記載さ れている。
[0009] 特許文献 2の趣旨は、造血幹細胞の一種である SP細胞の細胞マーカーが BCRPで あることである。特許文献 2に記載される主な実施例は、造血幹細胞(実施例 1)や白 血病細胞(実施例 2)などの骨髄中の血液細胞における BCRPの発現に関するもので ある。ここで一般に血液の細胞は非付着性であり、また骨や軟骨などの間葉系組織と は異なる系譜に属することから、 MSCなどの付着性細胞とは異なる細胞である。一方 、例えば、骨格筋中の SP細胞における BCRP遺伝子の発現解析を行い、 BCRP遺伝 子の発現強度が比較的高力つたことが示されている。しかしながら、対照となる非 SP 細胞における BCRP遺伝子の発現強度は示されて ヽな ヽ (特許文献 2、段落番号 [0114])。従って、骨格筋中の SP細胞のマーカーとしての BCRPの有効性は不明であ る。また、培養 ES細胞における非 SP細胞の BCRP発現強度は、 ES細胞における SP細 胞の BCRP発現強度と同等であったことが記載されている (特許文献 2、段落番号 [0116])。従って、 ES細胞における SP細胞のマーカーとしての BCRPの有効性も不明 である。このように、 BCRPが骨格筋や ES細胞など、造血幹細胞以外においては SP表 現型の同定に有効か否かは不明確である。さらに、特許文献 2は、 MSCなどの接着 性幹細胞と BCRPとの関係に関しては記載して ヽな 、。
[0010] 以上のように、 MSCなどの接着性幹細胞にぉ 、て BCRPが発現して 、る力、発現し て 、るとすればどのような発現パターンを示すのかにっ ヽては従来全く知られて ヽな かった。
特許文献 1:米国特許第 5486359号明細書
特許文献 2:米国特許出願公開第 20020102244号明細書
非特許文献 1 :ブルーダー SP(Bruder SP)ら、「ボーン(Bone)」、 1997年、第 21卷、 p.225-235
非特許文献 2 :フランク Pノリー (Frank P. Barry)ら、「バイオケミカルアンドバイオフィ ンカルリサーテコ ュ-グーシヨンズ (Biochemical and Biophysical Research Communications)] , 1999年、第 265卷、 p.134-139
非特許文献 3 :フランクバリー (Frank Barry)ら、「バイオケミカルアンドバイオフィジカル リサ ~~テコ^ュニケ ~~ンヨンズ (Biochemical and Biophysical Research
Communications)] , 2001年、第 289卷、 p.519- 524
非特許文献 4 :ブルーダー SP(Bruder SP)ら、「ジャーナルォブボーンアンドミネラルリ サーチ(Journal of Bone and Mineral Research)」、 1998年、第 13卷、 p.655- 663 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] 上述したように、従来の技術によって分離、同定された骨髄由来の MSCなどの接着 性成体幹細胞は、純粋かつ均質な細胞種であるか否かが不明確であると 、う問題が あった。また、 MSCにおいて、細胞膜表面における BCRPなどの ABCトランスポーター の発現にっ ヽては知られておらず、 MSC等の接着性幹細胞の評価及び同定のため に ABCトランスポーターに特異的な抗体が有効か否かが不明であった。
[0012] そこで、本発明は、上述した実状に鑑み、未分化な接着性幹細胞集団における純 粋で均質な幹細胞分画を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0013] 上述した目的を達成するため、本発明者が鋭意検討した結果、接着性幹細胞集団 について細胞膜における ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーの発現を 解析したところ、 ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーに特異的な抗体が 結合することを特徴とする幹細胞分画を見出し、本発明を完成するに至った。
[0014] すなわち、本発明は、接着性幹細胞集団において、 ABCトランスポーターファミリー に属するメンバーに特異的な抗体が結合することを特徴とする幹細胞分画である。本 発明に係る幹細胞分画としては、間葉系幹細胞集団において、より未分化な間葉系 幹細胞分画が挙げられる。また、本発明は、 ABCトランスポーターファミリーに属する メンバーに特異的な抗体を用いて、接着性幹細胞集団から所定の幹細胞分画を分 離する方法である。さらに本発明は、 ABCトランスポーターファミリーに属するメンバ 一に特異的な抗体を用いて、接着性幹細胞集団において所定の幹細胞分画を標識 し、標識された幹細胞分画に属する細胞比率を計測することを特徴とする幹細胞の 品質管理方法である。さらに本発明は、 ABCトランスポーターファミリーに属するメン バーに特異的な抗体により標識された所定の幹細胞分画を含む接着性幹細胞集団 を供給する供給部と、標識された上記所定の幹細胞分画を検出する検出部とを備え 、上記検出部で検出された上記所定の幹細胞分画に属する細胞比率を計測するこ とを特徴とする幹細胞分画の品質管理装置である。
発明の効果
[0015] 本発明により、未分化な接着性幹細胞集団における純粋で均質な幹細胞分画が 提供される。本発明に係る未分化な幹細胞分画は、幹細胞としての性質がより強く維 持され、かつ、より広範な分化能を有する未分化な幹細胞の分画であるため、自家 及び他家にかかわらず再生医療において効果的に使用できる。
[0016] 本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願 2003-412367号の明細書 および/または図面に記載される内容を包含する。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]幹細胞分画の品質管理装置の模式図である。
[図 2]幹細胞分画の品質管理工程のフローチャートである。
[図 3]実施例 1にお 、て、染色試料 1に含まれる個々の細胞にっ 、て観測された SSと FSの信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットした 2次元プ ロッ卜である。
[図 4]実施例 1において、染色試料 1における個々の細胞について観測された FITC 及び PEの蛍光信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも対数スケール)にプロットし た 2次元プロットである。
[図 5]実施例 1にお 、て、染色試料 1に含まれる個々の細胞にっ 、て観測された SSと FSの信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットした 2次元プ ロッ卜である。
[図 6]実施例 1において、図 5の細胞集団 20に関して観測された FITC及び PEの蛍光 信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロッ トである。
[図 7]実施例 1において、図 5の細胞集団 19に関して観測された FITC及び PEの蛍光 信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロッ トである。
[図 8]比較例において、染色試料 2に含まれる個々の細胞について観測された SSと FSの信号強度をそれぞれ横軸、縦軸にプロットした 2次元プロットである。
[図 9]比較例において、図 8の細胞集団 23に関して観測された FITC及び PEの蛍光 信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロッ トである。
[図 10]比較例において、図 8の細胞集団 22に関して観測された FITC及び PEの蛍光 信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロッ トである。
[図 11]実施例 3において、染色試料 4に含まれる個々の細胞について観測された SS と FSの信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットした 2次元 プロットである。
[図 12]実施例 3において、図 11の細胞集団 27に関して観測された FITC及び PEの蛍 光信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロ ットである。
[図 13]実施例 4において、染色試料 5に含まれる個々の細胞について観測された SS と FSの信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットした 2次元 プロットである。
[図 14]実施例 4において、図 13の細胞集団 29に関して観測された FITC及び PEの蛍 光信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロ ットである。
[図 15]実施例 5にお 、て、染色試料 6に含まれる個々の細胞につ 、て観測された SS と FSの信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットした 2次元 プロットである。
[図 16]実施例 5において、図 15の細胞集団 31に関して観測された FITC及び PEの蛍 光信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロ ットである。 符号の説明
1:幹細胞分画の品質管理装置
2:シース液導入路
3:吐出口
4:フローセル
5:細胞試料導入路
6:電極
7:レーザー光源
8:光検出器
9a、b:偏向電極板
10a、 b、 c:細胞回収管
11:制御部
12:高圧電源
13a、b:偏向電源
14:液柱
15:液滴
16:染色試料の全細胞集団
17a, 17b、 17c、 17d、 17e:細胞集団 16、 20、 27及び 29のうち CD166+/ABCG2 一の細胞集団
18a、 18b、 18c、 18d、 18e:細胞集団 16、 20、 27及び 29のうち CD166+/ABCG2 +の細胞集団
19:細胞集団 16のうち、 FS、 SSともに信号強度が低い細胞集団
20:細胞集団 16のうち、 FS、 SSともに信号強度が高い細胞集団
21:細胞集団 19のうち、じ0166 + /—かっ 8じ。2—の細胞集団
22:染色試料 2のうち、 FS、 SSともに信号強度が低い細胞集団
23:染色試料 2のうち、 FS、 SSともに信号強度が高い細胞集団
24:細胞集団 23のうち、 CD166+/CD105 +の細胞集団
25:細胞集団 22のうち、 CD166 + /—かつ CD105 + /—の細胞集団 26 :染色試料 4のうち、 FS、 SSともに信号強度が低い細胞集団
27 :染色試料 4のうち、 FS、 SSともに信号強度が高い細胞集団
28 :染色試料 5のうち、 FS、 SSともに信号強度が低い細胞集団
29 :染色試料 5のうち、 FS、 SSともに信号強度が高い細胞集団
30 :染色試料 6のうち、 FS、 SSともに信号強度が低い細胞集団
31 :染色試料 6のうち、 FS、 SSともに信号強度が高い細胞集団
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、本発明を詳細に説明する。
[0020] 本発明に係る幹細胞分画を分離する方法 (以下、「本発明に係る幹細胞分画の分 離方法」と呼ぶ)により、種々の接着性幹細胞集団の中から特定の幹細胞分画を高精 度に分離することができる。ここで、特定の幹細胞分画とは、接着性幹細胞集団にお いて、 ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーに特異的な抗体が結合するこ とを特徴とする幹細胞分画である。換言すれば、特定の幹細胞分画は、接着性幹細 胞集団において、 ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーを細胞膜表面に 発現することを特徴とする幹細胞分画ということができる。
[0021] なお、「接着性幹細胞集団」とは、成体幹細胞のうち、培養中に培養容器底面に接 着する性質を有する幹細胞の集団を意味する。接着性幹細胞集団が接着できる培 養容器底面の材料としては、プラスチック、ガラス、シリコン、金属など各種の素材が 挙げられる。特に、低毒性、堅牢性、製造や取扱いの容易性、観察の容易さ (透明性 )、価格、滅菌性などの点から、ポリスチレンなどのプラスチックが特に好適に使用さ れる。
[0022] また、接着性幹細胞集団は、例えば、ヒトを含む哺乳動物における、成体の骨髄に おいて当初その存在が確認されたが、その後臍帯血を含む血液、胎盤、筋肉、脂肪 組織などの組織にもその存在が報告されて ヽる。具体的な接着性幹細胞集団として は、例えば骨髄に存在する間葉系幹細胞(Mesenchymal Stem Cell,以下「MSC」と呼 ぶ)、並びに MSCに関連する細胞が各種報告されている。しかし、幹細胞については 現在まだ精力的に研究されつつある段階にあり、報告の間には互!ヽに矛盾するもの や、追試が待たれるものも多ぐ詳細な解明が待たれている。なお、市販されている 接着性幹細胞集団としては、例えば、 Cambrex社製のヒト骨髄由来の MSCが挙げら れる。
[0023] MSCは、骨髄、血液、胎盤、筋肉、脂肪組織などに存在が報告されている接着性 幹細胞であり、骨、軟骨、脂肪、筋、腱、骨髄間質などの主に中胚葉系の様々な細胞 や組織へ分化誘導できる。 MSCは細胞表面マーカーとして CD73(「ェタト- 5' -ヌクレ ォチダーゼ」とも呼ばれる)、 CD105(「エンドダリン」とも呼ばれる)及び CD166 (「 ALCAMJとも呼ばれる)などを細胞膜表面に発現すると報告されて 、る。
[0024] 本発明に係る幹細胞分画の分離方法によれば、接着性幹細胞集団の MSC細胞集 団の中から、より未分ィ匕な MSC分画を分離することができる。ここで、「より未分化な MSC分画」とは、従来単一の細胞集団と考えられていた MSC力 ABCトランスポータ 一ファミリーに属するメンバーの細胞膜表面における発現により 2つの分画に分離さ れたうちの当該メンバー陽性の幹細胞分画である。なお、「より未分ィ匕な」とは、もう一 方の当該メンバー陰性の幹細胞分画と比較した際のより未分ィ匕な、即ちより多くの細 胞に分化する能力(多分化能)を有する、より幼若な、幹細胞としての能力の高い状 態をいう。
[0025] 細胞の未分ィ匕な状態は、従来その細胞が多分ィ匕能を有するかどうかにより評価さ れてきた。しかしながら多分ィ匕能の評価は煩雑な分ィ匕誘導実験を行った後で初めて 結果が得られる。従って、遡及的に結論づけることは出来ても、予見的に (細胞を変 ィ匕させずに)確認することは出来ない、という課題がある。細胞の未分化な状態を予 見的に確認する方法としては、未分化な細胞に特有の表面マーカーを確認する方 法がある。特に造血細胞においては、 CD34抗原等が幹細胞表面マーカーとして有 名であり、抗 CD34抗体を用いて、未分ィ匕状態にある造血系細胞 (即ち造血幹細胞) の評価同定が行われて 、る。また血液系幹細胞における未分ィ匕状態の指標として近 年報告された SP表現型は、蛍光色素 Hoechst 33342の排出能力により定義される。 Hoechst 33342の排出能力の評価も予見的に行える。
[0026] 一方、「ABCトランスポーターファミリー」とは、 ATP結合領域(厶 TP- inding cassette )を有する ABCトランスポーターと呼ばれる輸送体タンパク質の一群を意味する。ヒト の ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーとしては、 ABCトランスポーターの サブファミリー G(White)のメンバー 2である ABCG2の他、同メンバー 1,メンバー 4,メ ンバー 5,メンバー 8が知られている。また、 ABCトランスポーターに属する他のサブフ アミリーとしては、 A(ABC1)、 B (MDR)、 C (MDP)、 D (ALD)、 E (OABP)、 F (GCN20) が知られており、それぞれについて多くのメンバーがあるため、ヒトについては合計約 50のメンバーが知られて!/、る。
[0027] 本発明に係る幹細胞分画の分離方法により、以上のように説明した幹細胞分画を 分離することができる。本発明に係る幹細胞分画の分離方法に従えば、 ABCトランス ポーターファミリーに属するメンバーに特異的な抗体を用いて、接着性幹細胞集団か ら所定の幹細胞分画を分離する。
[0028] なお、接着性幹細胞集団 (原料)としては、上記市販のものか、又は試料から分離 したものを使用することができる。ここで、「試料」とは、ヒトを含む哺乳動物における、 成体の骨髄、臍帯血、血液、胎盤、筋肉、脂肪組織などの器官、組織及び細胞をい
[0029] 例えば、試料カゝら得られる細胞を適切な培地を含む培養容器に入れ、 1時間一 3週 間後、好ましくは 12時間一 2日後に培養容器底面に接着した細胞を残して上清中の 非付着性細胞を廃棄し、付着した細胞の培養を継続することにより、接着性幹細胞 集団が得られる。
[0030] 試料から得られた細胞を元に、接着性幹細胞集団を他の細胞から分離する他の方 法としては、接着性幹細胞集団に発現する細胞表面マーカー (以下、単に「接着幹 細胞表面マーカー」と呼ぶ)に基づく方法がある。なお、接着性幹細胞表面マーカー としては、接着性幹細胞集団に含まれる細胞の細胞膜表面に発現するタンパク質、 例えば CD73、 CD155、 CD166, CD29、 CD44、 CD71、 CD90、 CD106、 CD120a、 CD124、 CD49a— 49d、 CD62L、 CD54などの抗原が報告されている。
[0031] 分離方法としては、例えば、接着性幹細胞表面マーカーに特異的な抗体を用いた 抗原抗体反応とフローサイトメトリーの原理に基づくセルソーターが挙げられる。接着 性幹細胞表面マーカーに特異的な抗体を用いて、接着性幹細胞を標識する。この 抗体は、 PEや FITCなどの蛍光色素により予め標識し、或いは PEや FITCなどの蛍光 色素をコンジュゲートした二次抗体を用いて標識することにより、接着性幹細胞をそ の接着性幹細胞表面マーカーの発現量に応じて蛍光色素により標識する(蛍光染 色)。フローサイトメトリーにより、細胞の側方散乱光 (以下、「ss」と呼ぶ)と前方散乱光( 以下、「FS」と呼ぶ)の信号強度を測定する。ここで SSは、レーザーがサンプルに当た つたときに直角方向に散乱する光であり、細胞の粒度の指標である。一方、 FSは、レ 一ザ一がサンプルに当たったときに直進方向に散乱する光であり、細胞の大きさの 指標である。試料力も得られた細胞をフローサイトメトリーに供し、得られた SSと FSの 信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットし、 2次元プロット を構築する。個々のドットは、それぞれ細胞に対応する。得られたプロットの特定の領 域を設定し、特定の粒度と大きさを有する細胞集団のみを、蛍光色素の蛍光強度に 基づいて分析することができる。当該細胞集団が接着性幹細胞集団である力否かを 、当該接着性幹細胞表面マーカーに特異的に結合した抗体が有する蛍光色素の蛍 光強度から確認する。例えば、細胞を 2重標識した場合には、上記細胞集団におい て観測されたそれぞれの蛍光色素力 の蛍光信号強度をそれぞれ横軸、縦軸にプ ロットすることで 2次元プロットを構築する。この 2次元プロットより、接着性幹細胞表面 マーカーの発現強度が高い細胞集団として、接着性幹細胞集団を同定することがで きる。次いで、接着性幹細胞集団を含む特定の領域を設定し、セルソーターにより接 着性幹細胞集団を分離することができる。なお、接着性幹表面マーカーに対する単 一の抗体を用いて細胞を標識することにより、セルソーターにより接着性幹細胞集団 を分離することちできる。
[0032] また、セルソーター以外の分離手段としては、例えば、磁気ビーズ及びァフィ二ティ 一クロマトグラフィーが挙げられる。
[0033] 分離手段として磁気ビーズを用いる第 1の方法として、磁気ビーズ表面に接着性幹 細胞表面マーカーに特異的な抗体を固定ィ匕する。当該抗体が固定化された磁気ビ ーズを、試料カゝら得られた細胞を含む溶液に添加して、抗原抗体反応を生じさせる。 次いで、溶液に対して磁場を作用させることにより、磁気ビーズ上の抗体に結合した 接着性幹細胞集団を選択的に捕集することができる(ポジティブセレクション)。第 2 の方法として、磁気ビーズ表面に接着性幹細胞以外の共存する細胞の表面マーカ 一に特異的な抗体を固定ィ匕し、上記同様の手順によって共存細胞を磁気ビーズとと もに捕集除去することにより、残された接着性幹細胞を回収することも可能である (ネ ガティブセレクション)。
[0034] 分離手段としてァフィ二ティークロマトグラフィーを用いる場合には、接着性幹細胞 表面マーカーに特異的な抗体をァガロースゲルなどの担体に固定ィ匕する。次 ヽで、 当該抗体が固定化された担体をカラムに充填し、当該カラムを用いたァフィユティー クロマトグラフィーに試料カゝら得られた細胞を含む溶液を供することで、接着性幹細 胞集団を分離することができる(ポジティブセレクション)。また上記同様、ネガティブ セレクションも可能である。
[0035] 接着性幹細胞集団が、単一の細胞集団として得られた力否かは、フローサイトメトリ 一により確認することができる。例えば、接着性幹細胞表面マーカーに特異的な抗 体を用いて、抗原抗体反応により細胞を標識し、フローサイトメトリーにより確認するこ とがでさる。
[0036] 他の確認方法としては、免疫組織化学的方法、免疫沈降法、 ELISA及びウェスタン ブロッテイングなどが挙げられる。例えば、免疫組織学的方法においては、接着性幹 細胞表面マーカーに特異的な抗体を用いて、抗原抗体反応により細胞を標識し、標 識した細胞を蛍光顕微鏡や共焦点レーザー顕微鏡等を用いて観察し、記録する。
[0037] ところで、本発明に係る幹細胞分画に含まれる幹細胞の細胞膜表面上の ABCファ ミリ一に属するメンバーの発現は、継代を定期的に行い、また培養期間が短い程維 持されやすい。従って、本発明に係る幹細胞分画の分離方法に用いる接着性幹細 胞集団は、試料から分離した後、継代回数力 ¾一 7回、特に好ましくは 3— 5回であり、 また培養期間力 S1—約 90日間、特に好ましくは約 7—約 20日間の接着性幹細胞集団 を使用することが好ましい。
[0038] 接着性幹細胞集団を培養する際には、培養期間中、継代操作を 3— 10日間隔、好 ましくは 4一 7日間隔で定期的に培地交換とともに行うことが好ましい。接着性幹細胞 集団の培養温度は、当該細胞が生育する温度であれば 、ずれの範囲でもよ 、が、 25— 40°Cの範囲、好ましくは 34— 38°Cである。また、培養時の pHは、 6.8— 7.6の範囲 、好ましくは 7.0— 7.4である。また、接着性幹細胞集団の培養方法は、一般的に接着 性細胞を培養する際に用いられる方法であってょ 、。 [0039] 以上に説明した接着性幹細胞集団から ABCトランスポーターファミリーに属するメン バーに特異的な抗体を用いて、所定の幹細胞分画を分離することできる。分離方法 は、上記に説明した接着性幹細胞集団の分離方法と同様である。すなわち、幹細胞 分画の細胞膜表面に特異的に発現する ABCトランスポーターファミリーに属するメン バーに特異的な抗体を接着性幹細胞表面マーカーに特異的な抗体の代わりに使用 し、セルソーター、磁気ビーズ及びァフィ二ティークロマトグラフィー等を分離手段とし て接着性幹細胞集団から特定の幹細胞分画を分離することができる。
[0040] また、分離した幹細胞分画の培養条件、培養方法等は、上記で説明した接着性幹 細胞集団のものと同様である。
[0041] 本発明に係る幹細胞分画は、従来単一の細胞集団であると考えられてきた MSCか ら、 ABCG2等の ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーの細胞膜表面にお ける発現量を指標とし、 2つの分画に分離した細胞の内、 ABCトランスポーターファミリ 一に属するメンバーが陽性である幹細胞分画である。一方、造血系幹細胞は白血球 やリンパ球、赤血球、血小板など、非接着性の血液系の細胞へ分化する幹細胞であ り、骨、軟骨、腱、筋、脂肪細胞などへ分ィ匕する接着性の MSCとは種類の全く異なる 細胞である。この造血系の幹細胞の一つ SP細胞は ABCG2を細胞膜表面に発現し、 ABCG2の輸送機能により分ィ匕誘導因子類を排出し、未分化状態を維持するという仮 説が提案されている。本発明により、接着性を有する MSCにおいて、新たに ABCトラ ンスポーターファミリーに属するメンバーが陽性である幹細胞分画が見出された。こ の新し ヽ接着性幹細胞分画に含まれる幹細胞にぉ 、ても、 ABCトランスポーターは 分化誘導因子類を排出する機能を有すると考えられる。即ち、本発明に係る接着性 幹細胞分画に含まれる幹細胞は、幹細胞としての性質がより強く維持され、より広範 な分化能を有する未分化な幹細胞と考えられる。よって、本発明に係る接着性幹細 胞分画は、自家及び他家にかかわらず広く再生医療に有用である。
[0042] 一方、図 1は、本発明に係る幹細胞分画の品質管理装置の構成の一例を示す模 式図である。
[0043] 図 1に示すように、幹細胞分画の品質管理装置 1は、上端部にシース液導入路 2及 び下端部に吐出口 3を有し、対象の細胞を含む溶液を収容するフローセル 4と、先端 部をフローセル 4内部に配設してなる細胞試料導入路 5と、先端部をフローセル 4内 部に配設してなる電極 6と、レーザー光源 7と、光検出器 8と、吐出口 3の下方に配設 された一対の偏向電極板 9a、 bと、偏向電極板 9a、 bの下方に吐出口 3と対向する位 置に配設された細胞回収管 10a、 b、 cと、全体の動作を制御する制御部 11とを備え る。
[0044] また、電極 6は高圧電源 12に接続されている。さらに、偏向電極板 9a、 bは、それぞ れ偏向電源 13a、 bに接続されている。一方、制御部 11は、レーザー光源 7、光検出 器 8、高圧電源 12及び偏向電源 13a、 bに対して制御可能に接続されている。
[0045] レーザー光源 7は、フローセル 4内部に収容された細胞に対してレーザー光を照射 できる位置に配設されている。また、光検出器 8は、フローセル 4内部に収容された細 胞からの SS、 FS及び各種波長の蛍光等を計測できる位置に配設されて 、る。
[0046] シース液導入路 2は、シース液をフローセル 4内部に供給する流路である。シース 液導入路 2のフローセル 4接続端部以外のもう一方の端部は、シース液を含有する 供給部と接続されて 、てもよ 、。
[0047] 吐出口 3は、解析が完了したフローセル 4内部の細胞がシース液とともにフローセ ル 4内部から吐出される開口部であり、吐出口 3から吐出された細胞を含むシース液 は、まず液柱 14となって落下する。
[0048] フローセル 4は、超音波振動子 (図示省略)を備える。超音波振動子の作用により液 柱 14の先端部において液滴 15が形成される。フローセル 4は、レーザー光源 7から 照射されるレーザー光が通過でき、かつ内部に収容された細胞からの SS、 FS及び各 種波長の蛍光等が通過できる材料により形成されたものである。
[0049] 細胞試料導入路 5は、対象の細胞を含む溶液をフローセル 4内部に供給する流路 である。フローセル 4内部に位置する細胞試料導入路 5の先端部以外のもう一方の 端部は、対象の細胞を含む溶液を含有する供給部と接続されて!ヽてもよ ヽ。
[0050] 電極 6は、液滴 15に電荷を付加するための金属板等から構成される。なお、液滴 1 5に含まれる対象の細胞に応じて、負又は正の電荷を付加することができる。また、 対象の細胞によっては、電荷を付加しない場合がある。
[0051] レーザー光源 7は、フローセル内部に収容された対象の細胞に対してレーザー光 を照射するための光源である。光検出器 8は、フローセル 4内部に収容された細胞か らの前方散乱光、側方散乱光及び各種波長の蛍光等を計測するための光検出器で める。
[0052] 一対の偏向電極板 9a、 bは、吐出口 3から落下する液滴 15に対して、電場を形成 する電極板等から構成される。
[0053] 細胞回収管 10a、 b、 cは、液滴 15の電荷に応じて振分けられた液滴 15を回収する ように所定の間隔でそれぞれ配設されて!/ヽる。
[0054] 制御部 11は、幹細胞分画の品質管理装置全体の動作を制御する。制御部 11とし て、マイクロプロセッサ等を使用して、幹細胞分画の品質管理の過程を全て自動制 御するようにしてちょい。
[0055] 以上のように構成された幹細胞分画の品質管理装置を用いて、フローサイトメトリー の原理に基づき、接着性幹細胞集団の光学特性を評価し、その結果に基づいて所 定の幹細胞分画の存在の確認とその存在比率を評価することができる。図 2に示す フローチャートに従い、図 1に示す幹細胞分画の品質管理装置を用いた幹細胞の品 質管理方法を説明する。
[0056] まず、ステップ 1 (図 2において、「S-1」と記載する。以下同様。)で、評価対象の接 着性幹細胞集団を用意する。接着性幹細胞集団としては、上述した市販のものか又 は試料力 分離したものを使用することができる。
[0057] 次いで、ステップ 2(S-2)において、蛍光標識された ABCトランスポーターファミリーに 属するメンバーに特異的な抗体を用いて、接着性幹細胞集団を蛍光染色する。ここ で、用いられる抗体は、 PEや FITCなどの蛍光色素により予め標識し、或いは PEや FITCなどの蛍光色素をコンジュゲートした二次抗体を用いて標識する。接着性幹細 胞集団は、その細胞膜表面における ABCトランスポーターファミリーに属するメンバー の発現量に応じて蛍光色素により標識される。
[0058] 一方、ステップ 3(S- 3)において、接着性幹細胞集団としてステップ 2に用いたものと 同一の試料力 別容器に分注した試料にっ 、て、蛍光標識された非特異的な陰性 対照抗体を用いて、蛍光染色する。ステップ 3は、ステップ 2と同時に行ってもよいし、 ステップ 2に前後して行うこともできる。ステップ 3で蛍光染色された接着性幹細胞集 団は、以下のステップ 4(S-4)で陰性対照として用いられる。なお、用いられる非特異 的な陰性対照抗体は、上述した ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーに特 異的な抗体と同様にして蛍光標識される。
[0059] 次に、ステップ 4にお 、て、ステップ 2及びステップ 3で染色された各接着性幹細胞 集団の蛍光計測を行い、細胞膜表面に発現される ABCトランスポーターファミリーに 属するメンバーの発現量を陰性対照と比較して計測する。まず、操作者は、品質管 理装置の電源を投入する。品質管理装置における以下の動作は、予め操作者が設 定した条件に従って制御部 11の制御のもとに実行される。次いで、細胞試料として 上記の蛍光染色された接着性幹細胞集団を緩衝液中に分散し、細胞試料導入路 5 から、またシース液をシース液導入路 2から、それぞれフローセル 4に供給する。供給 された細胞はシースフローの作用により 1列の流れとなる。 1列の流れの細胞にレーザ 一光源 7からのレーザー光を照射し、光検出器 8を用いて個々の細胞からの SS、 FS、 各種波長の蛍光などを逐次計測する。次に、ステップ 5(S- 5)では、ステップ 4における 計測結果から分化水準の異なる (より未分化な)幹細胞分画に属する細胞比率を求め て含有率を評価するとともに、その含有率が一定基準以上である力否かを判定する。 ステップ 5によれば、評価対象の接着性幹細胞集団について、その中に含まれる未 分化な幹細胞分画の含有率を指標として、品質を管理することができる。
[0060] また、未分ィ匕な幹細胞分画の比率がある特定の基準範囲に収まっていることが要 求される用途においては、下記に示す方法により、未分化な幹細胞分画の比率を制 御することにより、品質管理を行っても良い。上記の要求がある用途としては、例えば 再生医療における細胞培養工程における原料細胞の入荷検査が一例として挙げら れる。この場合には増殖能、多分化能を有する未分化な幹細胞が原料として有効で ある場合があり、この場合は未分ィ匕な幹細胞分画の比率は高いことが好ましい。再生 医療の研究目的の場合、ほぼ純粋で均質な、未分化な幹細胞分画が要求されること もある。一方、例えば再生医療における細胞分ィ匕工程終了後の製品組織の出荷検 查においては、細胞は目的糸且織特有の細胞に分ィ匕していることが求められる。この 場合は増殖能、多分化能を有する未分化な幹細胞の比率は低!、ことが好ま ヽ場 合もある。また再生医療の研究目的の場合、未分化な幹細胞をまったく含まない分 画が対照試料として要求されることもある。このように、未分化な幹細胞分画の比率に 関する基準範囲は用途によって異なる。いずれの場合でも、各幹細胞分画を定量的 に評価して制御することにより、目的に合致した品質管理方法を採用することができ る。具体的には、ステップ 5による判定の後、分化水準の異なる (より未分化な)幹細胞 分画に属する細胞比率が当該基準範囲に収まって 、る場合 (「YES」)には、ステップ 7(S-7)に進む。分化水準の異なる (より未分化な)幹細胞分画に属する細胞比率が当 該基準範囲に収まっていない場合 (「NO」)には、ステップ 6(S- 6)に進む。
[0061] 具体的にステップ 6においては、特定の分化水準の幹細胞分画を分取する。このと き、先ず、制御部 11において、得られた SSと FSの信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (い ずれも真数スケール)にプロットし、 2次元プロットを構築する。個々のドットは、それぞ れ細胞に対応する。得られたプロットの特定の領域を設定し、特定の粒度と大きさを 有する細胞集団のみを、蛍光色素の蛍光強度に基づいて分析する。さらに、 ABCトラ ンスポーターファミリ一に属するメンバーに特異的に結合した抗体が有する蛍光色素 の蛍光強度により、特定の分化水準の幹細胞分画を含む領域を選択する。
[0062] 次に、ステップ 6において、解析の完了した細胞を含むシース液は、フローセル 4内 部から吐出口 3へと吐出され液柱 14となり、フローセル 4に設けた超音波振動子(図 示省略)の作用により、さらに液滴 15となる。特定の分化水準の幹細胞分画を分取 するには、当該分画を含む液滴 15ができる直前に必要に応じて高圧電源 12を動作 させ、電極 6を介して液滴 15に電荷を付与する。例えば、目的の特性 Aを有する細 胞については液滴 15形成直前に負、別の特性 Bを有する細胞については正の電荷 、それ以外の細胞については電荷を付与しない。目的細胞を含む液滴 15は、偏向 電源 13a、 bに接続される偏向電極板 9a、 bの作用により形成された電場中を落下し、 液滴の電荷 (負、無、正)に応じてそれぞれ細胞回収管 10a、 b、 cに振り分けられる。 即ち、この例では特性 A、 Bを有する細胞がそれぞれ細胞回収管 10a,10bに回収さ れる。以上のように、細胞回収管に特定の分化水準の幹細胞分画を他の分画と分離 して回収することができる (ステップ 7)。純粋な幹細胞分画が必要な場合は、回収し た細胞をそのまま使用することができる。分化水準の異なる (より未分化な)幹細胞分 画に属する細胞の比率がある特定の基準範囲に収まっていることが必要な場合は、 上記回収細胞をそれぞれ適切な割合で混合することにより、(より未分ィ匕な)幹細胞分 画を所定の比率で含む接着性幹細胞集団を調製、回収することができる (ステップ 7 )。このようにして回収した接着性幹細胞集団について、再度ステップ 4、 5の計測と 評価を行 ヽ、(より未分化な)幹細胞分画に属する細胞比率を再確認することができる
[0063] なおステップ 5における解析の結果、分化水準の異なる (より未分化な)幹細胞分画 に属する細胞比率が所定の基準範囲に収まっている場合には、ステップ 7に進み、 細胞試料をそのまま、細胞回収管に回収することもできる。
[0064] このように、ステップ 6、ステップ 7を経ることによって、評価対象の接着性幹細胞集 団の品質を調べることが可能である。またさらに当該集団を、分ィ匕水準の異なる (より 未分化な)幹細胞分画に属する細胞比率が一定基準範囲に収まるように調製し、品 質を管理することもできる。
[0065] なお上記装置、方法は、あくまで幹細胞分画の品質管理装置及び方法の一例であ り、本発明に基づく品質管理装置、方法は上記に限定されない。他の品質管理装置 及び方法としては、例えば磁気ビーズや、ァフィユティークロマトグラフィー等の分離 手段と、一般に用いられる細胞の検出手段とを組み合わせる装置、方法がある。 実施例
[0066] 以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこ れら実施例に限定されるものではない。
[0067] 〔実施例 1〕
接着件榦細朐奪 fflの焙着
本実施例で実験材料として使用した接着性幹細胞集団は、ヒト骨髄由来の MSCで ある。この MSCは Cambrex社力 購入し、同社推奨プロトコルに従って培養して使用 した。添付の技術資料によれば、購入した MSCは、インフォームドコンセントを得て健 康なヒトから採取された骨髄に由来し、密度勾配遠心分離法とプラスチック製培養容 器底面への接着性に基づいて選択培養することで造血系細胞を除去したものである 。なお、購入時の MSCは、 2継代目に凍結保存したものである。
[0068] 上記 MSCを解凍し、 Cambrex社力も購入した培地(商品名 MSCGM、以下、培地) 5mLに懸濁し、遠心分離して、上清を除去した後、細胞を上記培地 30mLに再懸濁し 、その一部を使用して細胞数と生細胞率を計測した。次いで、残りの細胞懸濁液を Falcon社の T-25型フラスコ(ポリスチレン製) 6本に播種した。基本的な培養条件とし て、 37°C、炭酸ガス濃度 5%を採用し、上記フラスコに播種した細胞をウォータージャ ケット式炭酸ガスインキュベータ中で培養した。なお、細胞密度が約 80%コンフルェ ントになるたびに継代を繰り返した。さらに継代と継代の間において、 3— 4日に 1回の 割合で培地交換を行った。本実施例では、購入後 3回の継代を行った培養日数 23日 後の細胞を、以下の細胞試料に使用した。
[0069] 継代の際は、培地を除去した後、 0.05%トリプシン- EDTA含有 PBS (Gibco社) 2mL を注入し、約 3分間 37°Cでインキュベートし、容器に軽く振動を与えて細胞を剥離した 。剥離後、直ちに培地 2mLを投入して反応を停止した。得られた細胞懸濁液を遠沈 管に移して遠心分離し、上清を除去した後、適量の培地に再懸濁させ、細胞数を計 測した後、次世代の培養のために播種を行った。播種密度は概ね 5000個 Zcm2とし た。
[0070] 細胞試料及び ,試料の調製
細胞試料を評価する際には、上記培養細胞に対し、継代操作と同様に剥離、反応 停止及び上清除去操作を行った後、細胞を PBSlOmLに再懸濁した。次いで、細胞 懸濁液に対して、遠心分離、上清除去及び再懸濁の工程からなる洗浄操作を 3回繰 り返した。得られた清浄な細胞を PBSに懸濁し、細胞懸濁液 (細胞濃度約 1 X 107個 /mL)を得た。
[0071] 細胞試料を評価するために、 目的の抗体を用いて上記細胞試料を蛍光染色した。
なお、陰性対照として、非特異的抗体を用いた細胞試料の染色も並行して行った。 本実施例及び比較例にぉ 、て使用した蛍光標識抗体及び上記細胞懸濁液 100 μ L( 細胞数約 1 X 106個)に対する抗体容量は以下の通りである:
•CD105-PE:抗ヒト CD105マウスモノクローナル抗体、 R- PE標識、抗体名 SN6、クロー ン N1- 3A1、 Ancell社、カタログ番号 326- 050 : 2 L。
[0072] 'CD166-FITC :抗ヒト CD166マウスモノクローナル抗体、 FITC標識、クローン 3A6、 RDI社、カタログ番号 RDI- CD166- 3FT: 2 ;z L。 [0073] 'ABCG2-PE:抗ヒト ABCG2マウスモノクローナル抗体、 PE標識、クローン 5D3、 eBioscience社、カタログ番号 12- 8888 : 20 μ L。
[0074] '陰性対照(IgGl- FITC):マウス IgGl、 FITC標識、コールターィムノテック社、カタ口 グ番号 IM0639 : 20 L。
[0075] ·陰性対照 (IgGl-PE):マウス IgGl、 PE標識、コールターィムノテック社、カタログ番号 議670 : 20 。
[0076] ·陰性対照(IgG2b- PE):マウス IgG2b、 PE標識、 eBioscience社、カタログ番号
Figure imgf000022_0001
[0077] 上記抗体による細胞試料の蛍光染色手順は以下の通りである。チューブに上記蛍 光標識抗体 (1種もしくは 2種の目的の抗体及び/又は陰性対照抗体)を所定量分注 し、そこに上記細胞懸濁液 100 L (細胞数約 1 X 106個)をカ卩えて、 4°C、 45分間イン キュペートした。次いで、抗体及び細胞懸濁液を含むチューブに PBS 2mLを加え、遠 心分離し、上清を除去する洗浄工程を 2回繰り返し、最後に PBS 500 Lで再懸濁す ることにより、蛍光染色試料を調製した。
[0078] セルソーターによる解析
ベックマンコールター社のセルソーター Epics Altra Type I型を、メーカーの推奨条 件で使用して、上記蛍光染色試料を測定した。
[0079] 以下、本実施例で採用したセルソーターによる測定についてより詳細に説明する。
488nm、 15mWのアルゴンイオンレーザーをレーザー光源として用いて、 FITC及び PE による蛍光信号強度をそれぞれ 525、 575應のバンドパスフィルターを備えた光検出 器で計測した。また FS及び SSの信号強度も光検出器により測定した。なお、 FSが極 めて低い場合は、完全な細胞ではなく細胞破壊断片とみなし、データ処理の対象か ら除外した。
[0080] 陰性対照を用いて、各光検出器の感度を調節した。即ち、 4桁の範囲 (対数で- 1一 +3)の蛍光強度を横軸とするヒストグラムにおいて、陰性対照の集団が、横軸の下 1/4 (対数で- 1一 0)の領域の中央に来るように設定した。また、特定の色素の蛍光が目 的以外の蛍光検出器に対して分光干渉を及ぼすことによる誤差を補償するため、計 測値を、補正マトリックスを用いる数値演算により補正した。 [0081] 目的の蛍光標識抗体で標識した細胞を評価した結果の一例を、図 3及び図 4に示 す。測定した染色試料は、購入後 3回の継代を行った培養日数 23日後の MSCを細胞 試料とし、 CD166-FITC、 ABCG2-PEで 2重標識した染色試料 (以下、「染色試料 1」と 呼ぶ)である。
[0082] 図 3は、染色試料 1に含まれる個々の細胞について観測された SSと FSの信号強度 をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットした 2次元プロットである。 なお、個々のドットはそれぞれ細胞に対応する。
[0083] 図 3から判るように、 SS及び FSは、ともに信号強度が広範囲に分散した。図 3の全領 域 (以下、「領域 16」と呼ぶ))に表示された全てのドット、即ち全ての細胞に関して以 降の解析を行った。
[0084] 図 4は、染色試料 1における個々の細胞にっ 、て観測された FITC及び PEの蛍光信 号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロットで める。
[0085] 図 4から判るように、横軸にプロットした FITC、即ち CD166については約 95.4%の細 胞が陰性対照と比べて蛍光信号強度が高い陽性領域 (対数で約 0.3— 3)に位置した 。即ち、使用した MSCのほとんどは、 CD166陽性(以下「CD166 +」と呼ぶ)であり、上 述した非特許文献 4に記載の結果と同様であった。一方、縦軸にプロットした PE、即 ち ABCG2については、約 97.7%の細胞が陰性対照と同じ領域に位置した。即ち、 MSCの大多数は、 ABCG2陰性(以下、「ABCG2-」と表記する)であった。図 4おいて 、この CD 166 + /ABCG2—である細胞集団が存在する領域を円形の破線で示す (領 域 17 。以下、領域 Xとそれに含まれる細胞集団 Xとを同じ記号 Xにより表記する。
[0086] さらに図 4から判るように、 ABCG2について陰性対照と比較して約 2— 3桁発現強度 が高い、 ABCG2陽性 (以下、「ABCG2 +」と表記する)の第 2の細胞集団が存在するこ とが見出された。図 4において、この細胞集団が存在する領域を長円形の破線で示 す (領域 18a)。
[0087] 図 4から明らかなように、領域 17aと領域 18aは縦方向の中心位置が約 2.5桁離れて いるばかりでなぐ両領域の間にはほとんど細胞が存在しないことから、それぞれの 領域に含まれる細胞集団は ABCG2の発現量が決定的に異なる別の細胞集団と考え られた。領域 17aに含まれる細胞集団 17aと、領域 18aに含まれる細胞集団 18aの数 の全体 (細胞集団 16)に対する比率は、それぞれ約 94.6、 1.3であった。細胞集団 17 a及び細胞集団 18aは、いずれも CD166 +の領域に含まれるため、いずれも従来の 判断基準によれば MSCの範疇に含められる。従って、本実施例により、 MSCの一分 画に ABCG2 +である新たな幹細胞分画が細胞集団 18aとして初めて見出された。
[0088] 細胞の大 さご の詳細な解析
以上の解析は、図 3の領域 16、即ち全ての細胞に関して行った。図 3を詳細に観察 すると、図の左下に SS、 FSともに信号強度が低い細胞集団が確認される。そこで図 3 を図 5として再掲した上で、図 5において、上記細胞集団が集中する領域 19と、それ 以外の SS、 FSともに信号強度が高い細胞が分布する領域 20とを区分した。次いで、 それぞれの細胞集団 19、 20について独立に解析を行った。なお、細胞集団 19と細 胞集団 20との細胞数の比は、約 5 : 95であった。
[0089] 図 6は、図 5の細胞集団 20について上記細胞集団 16と同様に蛍光計測を行って 得られた 2次元プロットである。
[0090] 図 4及び 6から判るように、細胞集団 20は、細胞集団 16と同様の結果であった。横 軸の CD166-FITCについては、約 98.8%の細胞が陽性領域に入り、当該細胞のほと んどは CD166 +であった。また縦軸の ABCG2-PEについては、約 97.6%の細胞が陰 性領域に入り、当該細胞の大多数は ABCG2—であった。図 6において、この CD166 + /ABCG2-である主な細胞集団が存在する領域を、円形の破線で示した (領域 17b) 。一方、 CD166+/ABCG2 +である細胞集団も確認された。図 6において、この細胞 集団が存在する領域を長円形の破線で示す (領域 18b)。細胞集団 17bと、細胞集 団 18bの数の全体 (細胞集団 20)に対する比率は、それぞれ約 97.7 : 1.4であった。 従って、細胞集団 16と同様に、細胞集団 20においても、 ABCG2 +である新たな幹 細胞分画が細胞集団 18bとして見出された。
[0091] 以下において、本発明に係る幹細胞分画である細胞集団 18a又は 18bの細胞を PAAC(pluripotent adhesive adult cell)と表記し、残り大多数の従来の MSCに対応す ると考えられる細胞集団 17a又は 17bの細胞を RMSC (remainder MSC)と表記する。
[0092] 図 7は、図 5の細胞集団 19について、上記細胞集団 16と同様の蛍光計測を行って 得られた 2次元プロットである。
[0093] 図 4及び 7から判るように、細胞集団 19は、細胞集団 16の 2次元プロットの結果と異 なる結果となった。具体的には、横軸の CD166-FITCについては約 36%の細胞が CD166 +で、残りの約 64%は CD166—であった。また縦軸の ABCG2- PEについては、 ほとんど 100%の細胞が ABCG2—であった。図 7において、 CD166+もしくは CD166— (以降、「 + Z—」と表記する)であり、かつ ABCG2-である細胞集団が存在する領域 を、長円形の破線で示す (領域 21)。
[0094] このように、 MSCのうち、 SS、 FSともに信号強度が低い小さな細胞集団 19には、 ABCG2 +である幹細胞分画は確認されな力つた。
[0095] 〔比較例〕
本比較例においては、従来の MSCマーカーである、 CD166及び CD105に対する蛍 光標識抗体を用いて標識した細胞を、実施例 1と同様にして解析を行った。用いた 染色試料は、実施例 1で同様に調製した細胞試料を CD166-FITC及び CD105-PEで 2重標識したものである。以下、この染色試料を染色試料 2と記す。
[0096] 図 8は、染色試料 2に含まれる個々の細胞について観測された SSと FSの信号強度 をそれぞれ横軸、縦軸にプロットした 2次元プロットである。
[0097] 図 3及び 8から判るように染色試料 2は、染色試料 1とほぼ同様のプロット結果となつ た。次いで、図 8中、 SS及び FSの信号強度がともに低い領域を領域 22、 SS及び FSの 信号強度がともに高い領域を領域 23と区別して、個々に解析した。
[0098] 図 9は、染色試料 2のうち領域 23に含まれる細胞集団について観測された FITC及 び PEの蛍光信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (V、ずれも対数スケール)でプロットした 2次元プロットである。
[0099] 図 9から判るように、図 9の横軸にプロットした FITC、即ち CD166については 96.8%以 上の細胞が陰性対照と比べて蛍光信号強度が高い陽性領域 (対数で約 0.3— 1.5)に 位置した。従って、 MSCのほとんどは CD166 +であり、実施例 1と同様の結果であつ た。一方、縦軸にプロットした PE、即ち CD105についても、約 99.5%の細胞が陰性対 照と比べて蛍光信号強度が高い陽性領域 (対数で約 1.0— 2.5)に位置した。従って、 MSCの大多数は CD105 +であり、上述した非特許文献 4に記載の結果と同様であつ た。図 9において、この CD166+/CD105 +である細胞集団が存在する領域を、円形 の破線で示す (領域 24)。細胞集団 24は単一の領域にほぼ均一に分布しており、そ れ以上分割することは不可能であった。
[0100] また、図 9から判るように、従来の MSCマーカーである、 CD166及び CD105に対する 蛍光標識抗体を使用して標識した細胞を用いた評価では、 MSCは単一な細胞集団 24とみなされていた。一方、図 4から判るように、新しいマーカーである ABCG2に対 する蛍光標識抗体を使用して標識した細胞を用いた評価では、同一の MSCが細胞 集団 17aと 18aとに分割された。即ち、従来単一とみなされていた MSCは、新しいマ 一力一 ABCG2の細胞膜における発現の多寡により、 2つの細胞集団に分割可能であ ることが初めて見出された。
[0101] 図 10は、染色試料 2のうち領域 22に含まれる個々の細胞について観測された
FITC及び PEの蛍光信号強度をそれぞれ横軸、縦軸 (V、ずれも対数スケール)でプロ ットした 2次元プロットである。
[0102] 図 10の横軸にプロットした FITC、即ち CD166については約 24%の細胞が陰性対照 と比べて蛍光信号強度が高い陽性領域に位置した。一方、縦軸にプロットした PE、 即ち CD105については、約 60%の細胞が陰性対照と比べて蛍光信号強度が高い陽 性領域に位置した。し力しながら、ほとんどの細胞は、図中の領域 25で示した範囲に 広がって分布し、特に局在する傾向は認められな力つた。領域 25は FITC、 PEともに 陰性と陽性との領域にまたがっているため、この細胞集団 25については、 CD166、 CD105ともに + Z—と判断される。即ち、領域 22に含まれる細胞集団は、従来の MSC とやや異なる性質を有すると考えられた。
[0103] 〔実施例 2〕
PAACの分離
実施例 1にお 、て同定された新規な幹細胞分画の細胞である PAACを、フローサイ トメトリーの原理に基づくセルソーターを用いて、以下の手順により RMSC力も分離し た。
[0104] セルソーターとして上記 Epics Altraを使用し、また、シース液として滅菌済みの PBS を用いた。装置の動作条件は、装置メーカー推奨のプロトコルに準拠して設定した( フローセルの振動周波数 22kHz、ドライブパワー 60、ディレイ 29.7)。
[0105] 図 4における RMSCに対応する領域 17a及び PAACに対応する 18aにゲートを設け 、染色試料 1と同様に調製した染色試料 (以下、「染色試料 3」と呼ぶ)について、 RMSCと PMSCとがそれぞれ異なる容器に分取するソーティング操作を行った。この際 、なお、分取細胞数は 100個に設定し、分取容器には事前に MSC培養用の培地をカロ えて力もソーティング操作を行った。領域 18aからは 100個の細胞が回収されたが、領 域 17aはコインシデンスストップ(目的外の細胞が近接して流れた際、混入防止のた めに分取を差し控える機能)などによるロスがあつたため、 87個の細胞が回収された。
[0106] 分離した PAACの培着と Hoechst33342による染色性の評価
上記で得られた RMSC及び PAACをそれぞれ遠心分離してペレット化した。次!、で 上清を除去した後、培地 0.4mLに再懸濁して、平底の 24穴型プレートのゥエルに播 種し、同一条件で 2週間培養した。 2週間後、細胞を剥離して計数したところ、 PAAC の個数は RMSCよりも約 5倍多力つた。従って、 PAACは RMSCよりも細胞増殖能が高 いと考えられた。
[0107] 次に、 RMSC及び PAACの Hoechst33342による染色性を評価した。上記のように剥 離した細胞を、 PBSで 2回洗浄した後、 4 gZmLの Hoechst33342溶液中で 37°C、 45 分間インキュベートした。インキュベーション後、蛍光顕微鏡により細胞染色を観察し た。なお、蛍光顕微鏡は、励起波長 350nm、検出波長 450nmに設定した。その結果、 PAACは、 RMSCよりも Hoechst33342に基づく蛍光が弱かった。従って、 PAACは RMSCよりも Hoechst33342の排出能力が高いと考えられた。よって、増殖性と
Hoechst33342の排出能力の観点から、 PAACは、 RMSCと比較してより未分化な幹細 胞分画であると考えられた。
[0108] 〔実施例 3〕
本実施例は、使用した MSCが実施例 1で用いた MSCと異なる以外は、実施例 1と同 様である。具体的には、使用した MSCは、実施例 1の MSCと同じ原料細胞に基づい て平行して培養した。 2週間前の継代時に、本実施例の細胞のみを、最後の 1回の継 代を省略して、最後の 2週間の間、培地交換のみを行った。
[0109] 培養終了後、この細胞を剥離し、 CD166-FITC、 ABCG2-PEで 2重標識したものを 染色試料 (以下、「染色試料 4」と呼ぶ)とした。
[0110] 次いで、実施例 1と同様にして、セルソーターにより染色試料 4を測定した。結果を 図 11に示す。
[0111] 図 11は、染色試料 4に含まれる個々の細胞について観測された SSと FSの信号強度 をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットした 2次元プロットである。 図 11から判るように、染色試料 4は、図 5に示される染色試料 1と定性的に同様の結 果となった。 SS、 FSともに信号強度が低い細胞が集中する領域 26と、 SS、 FSともに信 号強度が高い細胞が分布する領域 27とに区分された。細胞集団 26と 27の数の比は 、約 4 : 95であった。
[0112] 図 12は、図 11に示される細胞集団 27についての FITC及び PEの蛍光強度をそれ ぞれ横軸、縦軸 0、ずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロットである。
[0113] 図 12から判るように、細胞集団 27のプロットの結果は図 6に示される細胞集団 20の 結果と類似であった。横軸の CD166-FITCについては、約 96.6%の細胞が陽性領域 に位置し、ほとんどの細胞が CD166 +であった。また縦軸の ABCG2-PEについては、 約 98.9%の細胞が陰性領域に位置し、当該細胞の大多数は ABCG2—であった。図 1 2において、この CD166+/ABCG2—である主な細胞集団が存在する領域を、円形の 破線で示す (領域 17c)。また、 CD166+/ABCG2 +である細胞集団を長円形の破線 で示す (領域 18c)。細胞集団 17cと、細胞集団 18cの数の細胞集団 27に対する比率 は、それぞれ約 97.7、 0.4であった。従って、本実施例においても、 MSCの一分画に、 SS、 FSともに信号強度が強 、ABCG2 +である新たな幹細胞分画が細胞集団 18cとし て見出された。
[0114] 一方、図 6と図 12とを比較すると、以上の類似点以外にやや異なる点も確認された 。例えば、図 6においては CD166—/ ABCG2—である細胞は約 1%とほとんど無いのに 対し、図 12においては CD166—/ ABCG2—である細胞の割合が約 3%とやや多かった 。これは、本実施例では継代せずに培養を 2週間継続したため、 MSCの性質が一部 変化し、 CD166の発現量が低下したためと考えられた。また、図 6に示される細胞集 団 18bと比較すると、図 12に示される細胞集団 18cの数の全体に対する比率は低く 、また細胞集団 18cと細胞集団 17cとの間に位置する細胞の数もやや多ぐ 18cと 17 cとの区分がやや不明瞭であった。これは PAACの一部が RMSCへと変化しつつあり、 ABCG2発現量が低下したためと考えられた。
[0115] 本実施例により、約 2週間、 MSCを継代せずとも、 MSCの一部は ABCG2を発現し、 PAACが維持されることが見出された。また実施例 1と本実施例の比較によれば、 PAACの比率を高く維持し、 RMSCへの変化を抑制するためには、継代操作を定期 的に行い、細胞がコンフルェントである状態を極力回避することが重要であることが 新たに見出された。
[0116] 〔実施例 4〕
本実施例は、使用した MSCが実施例 1で用いた MSCと異なる以外は、実施例 1と同 様である。具体的には、使用した MSCは、実施例 1の MSCと同じ原料細胞に基づい て並行して培養したが、購入後 7回の継代を行った培養日数 89日後の細胞を使用し た。
[0117] 培養終了後、この細胞を剥離し、 CD166-FITC、 ABCG2-PEで 2重標識したものを 染色試料 (以下、「染色試料 5」と呼ぶ)とした。
[0118] 次いで、実施例 1と同様にして、セルソーターにより染色試料 5を測定した。結果を 図 13に示す。
[0119] 図 13は、染色試料 5に含まれる個々の細胞について観測された SSと FSの信号強度 をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットした 2次元プロットである。 図 13カゝら判るように、染色試料 5は、図 5に示される染色試料 1及び図 11に示される 染色試料 4と定性的に同様の結果となった。 SS、 FSともに信号強度が低い細胞が集 中する領域 28と、 SS、 FSともに信号強度が高い細胞が分布する領域 29とに区分され た。細胞集団 28と 29の数の比は、約 5 : 94であった。
[0120] 図 14は、図 13に示される細胞集団 29についての FITC及び PEの蛍光強度をそれ ぞれ横軸、縦軸 0、ずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロットである。
[0121] 図 14力も判るように、細胞集団 29のプロットの結果は図 12に示される細胞集団 27 の結果と類似であった。横軸の CD166-FITCについては、約 98.8%の細胞が陽性領 域に位置し、ほとんどの細胞が CD166 +であった。また縦軸の ABCG2-PEについて は、約 98.6%の細胞が陰性領域に位置し、当該細胞の大多数は ABCG2—であった。 図 14において、この CD166+/ABCG2—である主な細胞集団が存在する領域を、円 形の破線で示す (領域 17d)。また、 CD166+/ABCG2 +である細胞集団を長円形の 破線で示す (領域 18d)。細胞集団 17d及び細胞集団 18dの数の細胞集団 29に対す る比率は、それぞれ約 97.9、 0.4であった。従って、本実施例においても、 MSCの一分 画に、 SS、 FSともに信号強度が強い ABCG2 +である新たな幹細胞分画が細胞集団 1 8dとして見出された。
[0122] 一方、図 12に示される細胞集団 27の結果と同様に、図 6と図 14とを比較すると、図 6に示される細胞集団 18bに対し、図 14に示される細胞集団 18dの数は、全体に対 する比率が低く、また細胞集団 18dと細胞集団 17dとの間に位置する細胞の数もや や多ぐ 18dと 17dとの区分がやや不明瞭であった。これは PAACの一部が RMSCへ と変化しつつあり、 ABCG2発現量が低下したためと考えられた。
[0123] 本実施例により、 12週間以上、 MSCを継代しながら培養しても、 MSCの一部は
ABCG2を発現し、 PAACが維持されることが見出された。また実施例 1と本実施例の 比較によれば、 PAACの比率を高く維持し、 RMSCへの変化を抑制するためには、培 養期間を短く維持することが重要であることが新たに見出された。
[0124] 〔実施例 5〕
本実施例は、使用した MSCが実施例 1で用いた MSCと異なる以外は、実施例 1と同 様である。具体的には、使用した MSCは、実施例 1の MSCと同じ原料細胞に基づい て平行して培養したが、実施例 4と同様に培養日数 89日後の細胞を使用した。ただし 、実施例 4とは異なり、最後の継代を 1回省略した。
[0125] 培養終了後、この細胞を剥離し、 CD166-FITC、 ABCG2-PEで 2重標識したものを 染色試料 (以下、「染色試料 6」と呼ぶ)とした。
[0126] 次いで、実施例 1と同様にして、セルソーターにより染色試料 6を測定した。結果を 図 15に示す。
[0127] 図 15は、染色試料 6に含まれる個々の細胞について観測された SSと FSの信号強度 をそれぞれ横軸、縦軸 (いずれも真数スケール)にプロットした 2次元プロットである。 図 15から判るように、染色試料 6は、図 5に示される染色試料 1、図 11に示される染 色試料 4及び図 13に示される染色試料 5と定性的に同様の結果となった。 SS、 FSとも に信号強度が低い細胞が集中する領域 30と、 SS、 FSともに信号強度が高い細胞が 分布する領域 31とに区分された。細胞集団 30と 31の数の比は、約 6 : 93であった。
[0128] 図 16は、図 15に示される細胞集団 31についての FITC及び PEの蛍光強度をそれ ぞれ横軸、縦軸 0、ずれも対数スケール)にプロットした 2次元プロットである。
[0129] 図 16から判るように、細胞集団 31のプロットの結果は図 14に示される細胞集団 29 の結果と類似であった。横軸の CD166-FITCについては、約 98%の細胞が陽性領域 に位置し、ほとんどの細胞が CD166 +であった。また縦軸の ABCG2-PEについては、 約 97.6%の細胞が陰性領域に位置し、当該細胞の大多数は ABCG2—であった。図 1 6において、この CD166+/ABCG2—である主な細胞集団が存在する領域を、円形の 破線で示す (領域 17e)。また、 CD166+/ABCG2 +である細胞集団を長円形の破線 で示す (領域 18e)。細胞集団 17e及び細胞集団 18eの数の細胞集団 31に対する比 率は、それぞれ約 96.9、 0.5であった。従って、本実施例においても、 MSCの一分画 に、 SS、 FSともに信号強度が強い ABCG2 +である新たな幹細胞分画が細胞集団 18 eとして見出された。
[0130] 一方、図 12に示される細胞集団 27の結果及び図 14に示される細胞集団 29の結 果と同様に、図 6と図 16とを比較すると、図 6に示される細胞集団 18bに対し、図 16 に示される細胞集団 18eの数は、全体に対する比率がやや低ぐまた細胞集団 18e と細胞集団 17eとの間に位置する細胞の数もやや多ぐ 18eと 17eとの区分がやや不 明瞭であった。これは PAACの一部が RMSCへと変化しつつあり、 ABCG2発現量が低 下したためと考えられた。
[0131] 本実施例により、 12週間以上、 MSCを継代しながら培養し、最後の継代を省略して も、 MSCの一部は ABCG2を発現し、 PAACが維持されることが見出された。また実施 例 1と本実施例の比較によれば、 PAACの比率を高く維持し、 RMSCへの変化を抑制 するためには、継代操作を定期的に行い、細胞がコンフルェントである状態を極力回 避するとともに、培養期間を短く維持することが重要であることが新たに見出された。
[0132] 本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本 明細書にとり入れるものとする。

Claims

請求の範囲
[I] 接着性幹細胞集団において、 ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーに特 異的な抗体が結合することを特徴とする幹細胞分画。
[2] 接着性幹細胞集団において、 ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーを細 胞膜表面に発現して!/ヽることを特徴とする幹細胞分画。
[3] 間葉系幹細胞集団において、より未分ィ匕な間葉系幹細胞分画であることを特徴と する、請求項 1又は 2記載の幹細胞分画。
[4] 上記接着性幹細胞集団は抗 CD73抗体、抗 CD105抗体及び抗 CD166抗体力 成 る群から選択される 1以上の抗体が結合することを特徴とする、請求項 1又は 2記載の 幹細胞分画。
[5] 上記接着性幹細胞集団は CD73、 CD105及び CD166から成る群力も選択される 1以 上の抗原を細胞膜表面に発現していることを特徴とする、請求項 1又は 2記載の幹細 胞分画。
[6] 上記接着性幹細胞集団は成体の骨髄由来であることを特徴とする、請求項 1又は 2 記載の幹細胞分画。
[7] 上記接着性幹細胞集団は培養の間に培養容器底面に接着したものであることを特 徴とする、請求項 1又は 2記載の幹細胞分画。
[8] 前記培養容器底面はプラスチック製であることを特徴とする、請求項 7記載の幹細 胞分画。
[9] 上記メンバーは ABCG2であることを特徴とする、請求項 1又は 2記載の幹細胞分画
[10] ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーに特異的な抗体を用いて、接着性 幹細胞集団から所定の幹細胞分画を分離する方法。
[II] 間葉系幹細胞集団において、より未分化な間葉系幹細胞分画を分離することを特 徴とする、請求項 10記載の幹細胞分画を分離する方法。
[12] 上記接着性幹細胞集団は抗 CD73抗体、抗 CD105抗体及び抗 CD166抗体力 成 る群から選択される 1以上の抗体が結合することを特徴とする、請求項 10記載の幹細 胞分画を分離する方法。
[13] 上記接着性幹細胞集団は CD73、 CD105及び CD166から成る群力も選択される 1以 上の抗原を細胞膜表面に発現して 、ることを特徴とする、請求項 10記載の幹細胞分 画を分離する方法。
[14] 上記接着性幹細胞集団は成体の骨髄由来であることを特徴とする、請求項 10記載 の幹細胞分画を分離する方法。
[15] 試料から接着性幹細胞集団を分離する工程を含む、請求項 10記載の幹細胞分画 を分離する方法。
[16] 前記工程は、培養の間に培養容器底面に接着した接着性幹細胞集団を分離する 工程であることを特徴とする、請求項 15記載の幹細胞分画を分離する方法。
[17] 前記培養容器底面はプラスチック製であることを特徴とする、請求項 16記載の幹細 胞分画を分離する方法。
[18] 上記メンバーは ABCG2であることを特徴とする、請求項 10記載の幹細胞分画を分 離する方法。
[19] ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーに特異的な抗体を用いて、接着性 幹細胞集団にぉ 、て所定の幹細胞分画を標識し、
標識された幹細胞分画に属する細胞比率を計測することを特徴とする幹細胞の品 質管理方法。
[20] 上記所定の幹細胞分画は、間葉系幹細胞集団においてより未分ィ匕な間葉系幹細 胞分画であることを特徴とする、請求項 19記載の幹細胞の品質管理方法。
[21] 上記接着性幹細胞集団は抗 CD73抗体、抗 CD105抗体及び抗 CD166抗体力 成 る群から選択される 1以上の抗体が結合することを特徴とする、請求項 19記載の幹細 胞の品質管理方法。
[22] 上記接着性幹細胞集団は CD73、 CD105及び CD166から成る群力も選択される 1以 上の抗原を細胞膜表面に発現していることを特徴とする、請求項 19記載の幹細胞の 品質管理方法。
[23] 上記接着性幹細胞集団は成体の骨髄由来であることを特徴とする、請求項 19記載 の幹細胞の品質管理方法。
[24] 接着性幹細胞集団から所定の幹細胞分画を分取する工程を含む、請求項 19記載 の幹細胞の品質管理方法。
[25] 上記メンバーは ABCG2であることを特徴とする、請求項 19記載の幹細胞の品質管 理方法。
[26] ABCトランスポーターファミリーに属するメンバーに特異的な抗体により標識された 所定の幹細胞分画を含む接着性幹細胞集団を供給する供給部と、
標識された上記所定の幹細胞分画を検出する検出部とを備え、
上記検出部で検出された上記所定の幹細胞分画に属する細胞比率を計測すること を特徴とする、幹細胞分画の品質管理装置。
[27] 回収部を備え、
上記所定の幹細胞分画に属する細胞比率を計測した後に、上記回収部で上記接着 性幹細胞集団を回収することを特徴とする、請求項 26記載の幹細胞分画の品質管
[28] 上記供給部と上記回収部との間に配設された分離部を備え、
上記所定の幹細胞分画に属する細胞比率を計測した後に、上記分離部で上記接着 性幹細胞集団を幹細胞分画毎に分離し、上記回収部で上記所定の幹細胞分画を 回収することを特徴とする、請求項 27記載の幹細胞分画の品質管理装置。
[29] 上記所定の幹細胞分画は、間葉系幹細胞集団においてより未分ィ匕な間葉系幹細 胞分画であることを特徴とする、請求項 26記載の幹細胞分画の品質管理装置。
[30] 上記接着性幹細胞集団は抗 CD73抗体、抗 CD105抗体及び抗 CD166抗体力 成 る群から選択される 1以上の抗体が結合することを特徴とする、請求項 26記載の幹細 胞分画の品質管理装置。
[31] 上記接着性幹細胞集団は CD73、CD105及び CD166から成る群力も選択される 1以 上の抗原を細胞膜表面に発現して 、ることを特徴とする、請求項 26記載の幹細胞分 画の品質管理装置。
[32] 上記接着性幹細胞集団は成体の骨髄由来であることを特徴とする、請求項 26記載 の幹細胞分画の品質管理装置。
[33] 上記メンバーは ABCG2であることを特徴とする、請求項 26記載の幹細胞分画の品
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