WO2017038958A1 - Method for preparing hematopoietic cells - Google Patents

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朋行 阿部
慶和 長尾
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Abstract

The invention pertains to a method for preparing hematopoietic cells of primates, characterized by including: a first step for culturing a cell group of pluripotent stem cells of a primate under conditions suited to inducing differentiation into hematopoietic cells, and obtaining a cell group including CD-34 negative cells; a second step for transplanting at least some of the cell group obtained in the first step into the fetus of an animal different from the primate; and a third step for obtaining hematopoietic cells of the primate from the body of the animal obtained by raising the offspring obtained by the birth of the fetus.

Description

造血系細胞の作製方法Method for producing hematopoietic cells
 本発明は、霊長類動物の造血系細胞の供給のための技術に関する。より詳しくは、本発明は、霊長類動物の多能性幹細胞から造血系細胞を作製する方法、並びに、前記造血系細胞を生産するキメラ非ヒト動物及びその作製方法に関する。 The present invention relates to a technique for supplying hematopoietic cells of primate animals. More specifically, the present invention relates to a method for producing hematopoietic cells from primate pluripotent stem cells, a chimeric non-human animal that produces the hematopoietic cells, and a method for producing the same.
 現在の再生医療の臨床現場において、再生不良性白血病等の疾患を有する患者に対して、骨髄移植、末梢血幹細胞移植、臍帯血幹細胞移植等に代表される造血幹細胞移植を行ない、患者の体内において、移植造血幹細胞から血液細胞を産生させることによる治療が行なわれている。しかしながら、造血幹細胞移植に必要な、移植対象の患者に適合する造血幹細胞の安定供給が難しい。そこで、造血幹細胞の安定供給を図るため、ブタ胎仔に経子宮的にヒト造血幹細胞を移植し、ブタ体内でヒトの造血前駆細胞を増幅させることが試みられたが、ブタ体内におけるヒト造血細胞の検出はきわめて微量であった(非特許文献1)。 At the current clinical practice of regenerative medicine, hematopoietic stem cell transplantation represented by bone marrow transplantation, peripheral blood stem cell transplantation, umbilical cord blood stem cell transplantation, etc. is performed for patients with diseases such as aplastic leukemia. Treatment by producing blood cells from transplanted hematopoietic stem cells has been performed. However, it is difficult to stably supply hematopoietic stem cells that are necessary for hematopoietic stem cell transplantation and that are suitable for the patient to be transplanted. Therefore, in order to provide a stable supply of hematopoietic stem cells, human hematopoietic stem cells were transplanted transuterine into pig fetuses to try to amplify human hematopoietic progenitor cells. Detection was extremely small (Non-patent Document 1).
 造血幹細胞の安定的な供給のため、胚性幹細胞(以下、ES細胞ともいう)や人工多能性幹細胞(以下、iPS細胞という)などの多能性幹細胞から必要細胞をin vitroで分化させることについての研究が行なわれている。 Differentiating necessary cells in vitro from pluripotent stem cells such as embryonic stem cells (hereinafter also referred to as ES cells) and induced pluripotent stem cells (hereinafter referred to as iPS cells) for stable supply of hematopoietic stem cells Research is being conducted on.
 in vitroでの多能性幹細胞から血液系細胞への分化の試みの例として、造血幹細胞の自己再生に関連するホメオティックセレクター遺伝子であるHoxB4を導入したマウスES細胞から、最終造血幹細胞の表現型を示す細胞へ分化させる技術(非特許文献2)、マウスES細胞から造血前駆細胞へ分化させる技術(非特許文献3~5)、アカゲザルES細胞を、マウスS17ストロマ細胞上で培養して、造血幹細胞に分化させる技術(非特許文献6)などが挙げられる。しかしながら、ヒトiPS細胞からの造血幹細胞分化は未だに困難で、その実現は血液学の愁眉の課題である。 As an example of in vitro differentiation from pluripotent stem cells to hematopoietic cells, the phenotype of the final hematopoietic stem cells from mouse ES cells into which HoxB4, a homeotic selector gene related to self-renewal of hematopoietic stem cells, was introduced. (Non-patent Document 2), a technique for differentiating mouse ES cells into hematopoietic progenitor cells (Non-Patent Documents 3 to 5), and rhesus monkey ES cells are cultured on mouse S17 stromal cells, and hematopoietic Examples include a technique for differentiating into stem cells (Non-patent Document 6). However, the differentiation of hematopoietic stem cells from human iPS cells is still difficult, and its realization is a challenge for hematology.
 そこで、近年、霊長類動物の胚性幹細胞を、造血系細胞の分化誘導に適した条件で維持し、得られた細胞を妊娠ヒツジの子宮内の胎仔に移植し、該胎仔を生育させ、出生に至った仔ヒツジを生育させて得られたヒツジから霊長類動物の造血系細胞を得る、霊長類動物の造血系細胞の作製方法が検討されている(特許文献1、2)。そして、ヒトiPS細胞に最適化された、より効率のよい造血系細胞の作製方法が求められている。 Therefore, in recent years, embryonic stem cells of primates are maintained under conditions suitable for inducing differentiation of hematopoietic cells, and the obtained cells are transplanted into a fetus in the uterus of a pregnant sheep, the fetus is grown and born. A method for producing hematopoietic cells of primate animals has been studied, in which hematopoietic cells of primate animals are obtained from sheep obtained by growing lambs that have reached the target (Patent Documents 1 and 2). There is a need for a more efficient method of producing hematopoietic cells optimized for human iPS cells.
国際公開第2005/019441号International Publication No. 2005/019441 特開2004−350601号公報JP 2004-350601 A
 本発明は、ヒトをはじめとする霊長類動物の造血系細胞を効率的に供給することを課題とする。 An object of the present invention is to efficiently supply hematopoietic cells of primates such as humans.
 本発明の一態様は、
 霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で培養する、CD34陰性細胞が含まれる細胞群を得る第一工程と、
 前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する第二工程と、
 前記胎仔が出生に至って得られた仔動物を育成させて得た動物の体内から前記霊長類動物の造血系細胞を得る第三工程と、
を有する、霊長類動物の造血系細胞の作製方法である。
One embodiment of the present invention provides:
Culturing a cell group of pluripotent stem cells of a primate animal under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells, to obtain a cell group containing CD34 negative cells;
A second step of transplanting at least a part of the cell group obtained in the first step into a fetus of an animal different from the primate,
A third step of obtaining hematopoietic cells of the primate animal from the body of the animal obtained by raising a puppy obtained by birth of the fetus;
A method for producing hematopoietic cells of primates having
 本発明において、前記第一工程において、霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で2~12日間培養してもよい。
 本発明において、前記第一工程において、霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件でBrachyury、PDGFRα、Etv2、又は、Sclの遺伝子又はタンパク質を発現する細胞が出現するまで培養してもよい。
In the present invention, in the first step, the primate pluripotent stem cell group may be cultured for 2 to 12 days under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells.
In the present invention, in the first step, the primate pluripotent stem cell group is expressed with Brachyury, PDGFRα, Etv2, or Scl gene or protein under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells. May be cultured until cells appear.
 本発明において、前記第一工程の前に多能性幹細胞に対して遺伝子改変処理する工程を有してもよい。
 本発明において、前記霊長類動物とは異なる動物は、ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ又は、ヤギから選択してもよい。
In this invention, you may have the process of carrying out a gene modification process with respect to a pluripotent stem cell before said 1st process.
In the present invention, the animal different from the primate animal may be selected from cattle, pigs, horses, sheep or goats.
 本発明において、前記第二工程において、前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔の造血発生器官に移植してもよい。
 本発明において、前記霊長類動物はヒトでもよい。
In the present invention, in the second step, at least a part of the cell group obtained in the first step may be transplanted into a hematopoietic organ of a fetus of an animal different from the primate animal.
In the present invention, the primate animal may be a human.
 本発明において、前記多能性幹細胞はiPS細胞でもよい。
 本発明において、前記胎仔が出生に至って得られた仔動物に対して、前記キメラ非ヒト動物とは異種の動物のリンパ球を投与してもよい。
In the present invention, the pluripotent stem cell may be an iPS cell.
In the present invention, lymphocytes from animals different from the chimeric non-human animal may be administered to pups obtained by birth of the fetus.
 本発明において、前記第二工程の前に、前記胎仔の内因性の造血系細胞の増殖を抑制する工程をさらに含んでもよい。
 本発明において、前記胎仔の内因性の造血細胞の増殖を抑制する工程において、化学療法剤若しくは免疫抑制剤を前記胎仔に投与してもよく、または、放射線を前記胎仔に照射してもよい。
In this invention, you may further include the process of suppressing the proliferation of the endogenous hematopoietic system cell of the said fetus before said 2nd process.
In the present invention, in the step of suppressing the growth of endogenous hematopoietic cells in the fetus, a chemotherapeutic agent or an immunosuppressive agent may be administered to the fetus, or radiation may be irradiated to the fetus.
 本発明において、前記胎仔の内因性の造血細胞の増殖を抑制する工程において、ブスルファンを前記胎仔に投与してもよい。
 本発明の他の一態様は、
 霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で培養する、CD34陰性細胞が含まれる細胞群を得る第一工程と、
 前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する第二工程と、
 前記胎仔が出生に至って得られた仔動物を育成させて前記霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ動物を得る第三工程と、
を有する、霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ非ヒト動物の作製方法である。
In the present invention, busulfan may be administered to the fetus in the step of suppressing proliferation of endogenous hematopoietic cells of the fetus.
Another aspect of the present invention is:
Culturing a cell group of pluripotent stem cells of a primate animal under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells, to obtain a cell group containing CD34 negative cells;
A second step of transplanting at least a part of the cell group obtained in the first step into a fetus of an animal different from the primate,
A third step of obtaining a chimeric animal for producing a hematopoietic cell of the primate by nurturing a pup obtained from the birth of the fetus;
A method for producing a chimeric non-human animal that produces hematopoietic cells of a primate animal.
 本発明において、前記第一工程において、造血系細胞への分化誘導に適した条件で2~12日間培養してもよい。
 本発明において、前記第一工程の前に多能性幹細胞に対して遺伝子改変処理する工程を有してもよい。
In the present invention, in the first step, the cells may be cultured for 2 to 12 days under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells.
In this invention, you may have the process of carrying out a gene modification process with respect to a pluripotent stem cell before said 1st process.
 本発明の他の一態様は、
 霊長類動物の血液系細胞を生産する、前記霊長類動物とは異種の体細胞を有する、キメラ非ヒト動物である。
Another aspect of the present invention is:
A chimeric non-human animal that produces blood cells of a primate animal and has somatic cells different from the primate animal.
 キメラ非ヒト動物は、上記の霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ非ヒト動物の作製方法により作製されてもよい。
 本発明の他の一態様は、
 上記のキメラ非ヒト動物から得られた造血系細胞である。
The chimeric non-human animal may be produced by the above-described method for producing a chimeric non-human animal that produces hematopoietic cells of a primate animal.
Another aspect of the present invention is:
It is a hematopoietic cell obtained from the above chimeric non-human animal.
 本発明の他の一態様は、
 霊長類動物由来の造血系細胞を有するキメラ非ヒト動物に対して、前記キメラ非ヒト動物とは異種の動物のリンパ球を投与する工程を有する、キメラ非ヒト動物の体内の造血系細胞について前記霊長類動物由来の造血系細胞の比率を高める方法である。
Another aspect of the present invention is:
About the hematopoietic cells in the body of the chimeric non-human animal, comprising the step of administering lymphocytes of an animal different from the chimeric non-human animal to the chimeric non-human animal having hematopoietic cells derived from a primate animal This is a method for increasing the ratio of hematopoietic cells derived from primates.
 前記リンパ球が、MHC非拘束性リンパ球であることが好ましい。
 前記リンパ球が、NK細胞、γδT細胞、又はNKT細胞であることが好ましい。
 前記キメラ非ヒト動物は、ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ又はヤギに対してヒト、類人猿又はサル由来の造血幹細胞を移植して得たものであってもよい。
It is preferable that the lymphocyte is an MHC non-restricted lymphocyte.
The lymphocyte is preferably an NK cell, a γδT cell, or an NKT cell.
The chimeric non-human animal may be obtained by transplanting hematopoietic stem cells derived from humans, apes or monkeys to cows, pigs, horses, sheep or goats.
 本発明において、前記キメラ動物から造血系細胞を得る工程をさらに有してもよい。
 本発明の他の一態様は、
 本発明の作製方法によって得られた造血系細胞を前記霊長類動物に投与する工程を有する、霊長類動物の造血系細胞を用いた治療方法である。
In the present invention, the method may further comprise a step of obtaining hematopoietic cells from the chimeric animal.
Another aspect of the present invention is:
A therapeutic method using hematopoietic cells of a primate animal, comprising a step of administering hematopoietic cells obtained by the production method of the present invention to the primate animal.
 本発明の他の一態様は、
 霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で培養する、CD34陰性細胞が含まれる細胞群を得る第一工程と、
 前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する第二工程と、
 前記胎仔が出生に至って得られた仔動物を育成させて得た動物の体内から前記霊長類動物の造血系細胞を得る第三工程と、
 前記造血系細胞を前記霊長類動物に投与する第四工程と、
を有することを特徴とする、霊長類動物の造血系細胞を用いた治療方法である。
Another aspect of the present invention is:
Culturing a cell group of pluripotent stem cells of a primate animal under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells, to obtain a cell group containing CD34 negative cells;
A second step of transplanting at least a part of the cell group obtained in the first step into a fetus of an animal different from the primate,
A third step of obtaining hematopoietic cells of the primate animal from the body of the animal obtained by raising a puppy obtained by birth of the fetus;
A fourth step of administering the hematopoietic cells to the primate animal;
A therapeutic method using hematopoietic cells of a primate animal.
 前記第一工程の前に多能性幹細胞に対して遺伝子改変処理する工程を有してもよい。
 本発明において、前記治療方法の治療疾患は、再生不良性貧血、白血病、免疫不全症(X−SCID、ZAP70欠損症、Jak3欠損症、ADA欠損症、慢性肉芽腫症、Bloom症候群、Wiscott−Aldrich症候群等)、心筋梗塞等の虚血性心疾患、閉塞性動脈硬化症、バージャー病、及びその他遺伝性疾患(免疫不全症、Fanconi貧血、血友病、サラセミア、鎌状赤血球貧血症、白質ジストロフィー,ムコ多糖症等)のいずれかであってもよい。
You may have the process of carrying out a gene modification process with respect to a pluripotent stem cell before said 1st process.
In the present invention, the therapeutic diseases of the above treatment methods are aplastic anemia, leukemia, immunodeficiency (X-SCID, ZAP70 deficiency, Jak3 deficiency, ADA deficiency, chronic granulomatosis, Bloom syndrome, Wiscott-Aldrich). Syndrome), ischemic heart disease such as myocardial infarction, obstructive arteriosclerosis, Buerger's disease, and other inherited diseases (immunodeficiency, Fanconi anemia, hemophilia, thalassemia, sickle cell anemia, leukodystrophy, Any of mucopolysaccharidosis etc.).
 本発明の方法により、ヒトをはじめとする霊長類動物の多能性幹細胞から造血系細胞をより効率的に作製することができる。 By the method of the present invention, hematopoietic cells can be more efficiently produced from pluripotent stem cells of primates including humans.
図1は、試験管内で培養した場合の、ヒトiPS細胞における、PDGFRα(中胚葉系マーカー)、CD34(造血幹細胞マーカー)、CD43(汎血球マーカー)及びCD45(汎血球マーカー)のFACS解析の結果を示す図である。FIG. 1 shows the results of FACS analysis of PDGFRα (mesoderm marker), CD34 (hematopoietic stem cell marker), CD43 (pan blood cell marker) and CD45 (pan blood cell marker) in human iPS cells when cultured in vitro. FIG. 図2は、試験管内で培養したヒトiPS細胞内では、Brachyury、Etv2、Scl、Runx、PDGFRα及びCD34が発現するのに対し、CD43及びCD45は発現しないことを説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining that Brachyury, Etv2, Scl, Runx, PDGFRα and CD34 are expressed in human iPS cells cultured in vitro, whereas CD43 and CD45 are not expressed. 図3は、細胞群移植2ヶ月後のヒツジ胎仔の肝臓内及び骨髄内の、活性化NotchとCD45の存在を示す図である。FIG. 3 shows the presence of activated Notch and CD45 in the liver and bone marrow of sheep fetuses two months after cell group transplantation. 図4は、ヒト細胞群移植1ヶ月後のヒツジ胎仔の肝臓、及び細胞群移植2ヶ月後のヒツジ胎仔の骨髄の蛍光顕微鏡像である。FIG. 4 is a fluorescence microscopic image of the liver of an ovine fetus 1 month after transplantation of human cell groups and the bone marrow of an ovine fetus 2 months after transplantation of cell groups. 図5は、実施例1で、iPS細胞を分化用培地で培養した後のヒト細胞群をFACSで解析した結果(右図)と、iPS細胞を分化用培地で培養した後のヒト細胞群について、CD34に対する磁気ビーズ結合モノクローナル抗体を用いたCD34発現細胞の除去後にFACSにより解析した結果(左図)を示す図である。FIG. 5 shows the result of FACS analysis of a group of human cells after iPS cells were cultured in a differentiation medium in Example 1 (right diagram), and the group of human cells after iPS cells were cultured in a differentiation medium. FIG. 4 is a view showing the results (left figure) of FACS analysis after removal of CD34-expressing cells using a magnetic bead-binding monoclonal antibody against CD34. 図6は、ヒト細胞群を移植したヒツジに対してヒトリンパ球を静脈内投与した場合の、ヒツジ体内のヒト造血比率の変動を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing changes in the ratio of human hematopoiesis in the sheep when human lymphocytes are intravenously administered to sheep transplanted with human cell groups.
 本願発明者らは、多能性幹細胞を造血系細胞の分化誘導に適した条件で短期間培養し、得られた細胞群を、前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔体内に移植することにより、前記霊長類動物の多能性幹細胞から、移植医療に使用することができる造血系細胞を効率的に作製することができることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
I.霊長類動物の造血系細胞の作製方法
 本発明は、1つの態様において、
 霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で培養する、CD34陰性細胞が含まれる細胞群を得る第一工程と、前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する第二工程と、前記胎仔が出生に至って得られた仔動物を育成させて得た動物の体内から前記霊長類動物の造血系細胞を得る第三工程と、を有することを特徴とする、霊長類動物の造血系細胞の作製方法を提供する。
The inventors of the present invention cultured a pluripotent stem cell for a short period of time under conditions suitable for induction of hematopoietic cell differentiation, and transplanted the obtained cell group into the fetus of an animal different from the primate animal. The inventors have found that hematopoietic cells that can be used for transplantation medicine can be efficiently produced from the pluripotent stem cells of the primate animals, and have completed the present invention.
I. In one aspect, the present invention relates to a method for producing a hematopoietic cell of a primate animal.
A first group of primate pluripotent stem cells cultured under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells, a cell group containing CD34 negative cells, and the first process obtained A second step of transplanting at least a part of a cell group into a fetus of an animal different from the primate, and the primate from the body of the animal obtained by growing a pup obtained by birth of the fetus A method for producing hematopoietic cells of primates, comprising a third step of obtaining the hematopoietic cells.
 本発明において「造血系細胞」とは、造血幹細胞や、該造血幹細胞から分化してできる細胞群を意図する。造血幹細胞から分化してできる細胞群とは、限定されるわけではないが、例えば、赤芽球、骨髄球、巨核球系、リンパ球等の性質を有する細胞等である。 In the present invention, the term “hematopoietic cell” means a hematopoietic stem cell or a cell group obtained by differentiation from the hematopoietic stem cell. The cell group that can be differentiated from hematopoietic stem cells is not limited, and examples thereof include cells having properties such as erythroblasts, myeloid cells, megakaryocytes, and lymphocytes.
 本発明で得られた造血系細胞は、本質的に霊長類動物に由来する細胞であり、霊長類動物への移植等に好適である。本発明において、ヒト細胞を動物への移植に用いれば、ヒトに移植可能な血液細胞を作ることができる。iPS細胞を用いれば「自分の」血液細胞をもつ動物を作ることができる。 The hematopoietic cells obtained in the present invention are essentially cells derived from primates and are suitable for transplantation to primates. In the present invention, if human cells are used for transplantation into animals, blood cells that can be transplanted into humans can be produced. iPS cells can be used to create animals with “own” blood cells.
 本発明の造血系細胞を、造血系の構築若しくは造血細胞の作用を必要とする疾患又は状態の部位に移植することにより、治療効果を発揮させることができる。したがって、本発明は、別の側面では、造血系の構築若しくは造血細胞の作用を必要とする疾患又は状態の部位に、本発明の造血系細胞を治療上有効量供給することを特徴とする、造血系の構築あるいは造血細胞の作用を必要とする疾患の治療方法に関する。さらに別の側面では、本発明は、造血系の構築若しくは造血細胞の作用を必要とする疾患の治療のための本発明の造血系細胞の使用に関する。 The therapeutic effect can be exerted by transplanting the hematopoietic cell of the present invention to a site of a disease or condition that requires the construction of the hematopoietic system or the action of the hematopoietic cell. Therefore, the present invention, in another aspect, is characterized by supplying a therapeutically effective amount of the hematopoietic cells of the present invention to a site of a disease or condition that requires the construction of the hematopoietic system or the action of hematopoietic cells. The present invention relates to a method for treating a disease requiring construction of a hematopoietic system or an action of hematopoietic cells. In yet another aspect, the present invention relates to the use of hematopoietic cells of the present invention for the treatment of diseases requiring the construction of hematopoietic systems or the action of hematopoietic cells.
 (1)第一工程「霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で培養する、CD34陰性細胞が含まれる細胞群を得る工程」
 この方法において、まず、当該技術分野における従来からの知見に従って、霊長類動物の多能性幹細胞から、CD34陰性細胞を含む霊長類動物の細胞群を、in vitroにおいて形成させる。
(1) 1st process "The process of obtaining the cell group containing the CD34 negative cell which culture | cultivates the cell group of the pluripotent stem cell of a primate animal on the conditions suitable for the differentiation induction to a hematopoietic system cell."
In this method, first, in accordance with conventional knowledge in the art, primate cell groups including CD34-negative cells are formed in vitro from primate pluripotent stem cells.
 本発明の造血系細胞の作製方法は、主としてヒトにおいて血液系の疾患を治療するために使用するヒトの造血系細胞を効率的に作製することを目的とした方法である。
 造血系細胞を作製するための原料細胞は、霊長類動物の多能性幹細胞であれば生物種は特に限定されない。好ましくは、ヒト、類人猿(チンパンジー、ゴリラ又はオランウータン)、もしくはサル(ヒヒ、マカクサル、マーモセット等)などに由来する。より好ましくは、ヒトに由来する。
The method for producing hematopoietic cells of the present invention is a method for the purpose of efficiently producing human hematopoietic cells used mainly for treating blood-related diseases in humans.
The source cell for producing hematopoietic cells is not particularly limited as long as it is a pluripotent stem cell of a primate animal. Preferably, they are derived from humans, apes (chimpanzees, gorillas or orangutans), monkeys (baboons, macaques, marmosets, etc.) and the like. More preferably, it is derived from a human.
 本発明において「多能性幹細胞」とは、あらゆる組織の細胞へと分化する能力(多分化能)を有する幹細胞の総称することを意図する。本明細書において後述する実施例ではiPS細胞を用いて検討を行っているが、本発明の方法に使用できる多能性幹細胞には、iPS細胞のみに限らず、哺乳動物の生体臓器や組織の細胞、骨髄細胞、血液細胞、更には胚や胎児の細胞等に由来する、胚性幹細胞に類似した形質を有する全ての多能性幹細胞が含まれる。この場合、胚性幹細胞と類似の形質とは、胚性幹細胞特異的な遺伝子の発現や内胚葉、中胚葉、外胚葉の全ての胚葉への分化能を有するといった、胚性幹細胞に特異的な細胞生物学的性質をもって定義することができる。 In the present invention, the term “pluripotent stem cell” is intended to be a generic term for stem cells having the ability to differentiate into cells of any tissue (pluripotency). In the examples described later in this specification, examination is carried out using iPS cells. However, pluripotent stem cells that can be used in the method of the present invention are not limited to iPS cells, but can also be used in mammalian organs and tissues. Examples include all pluripotent stem cells derived from cells, bone marrow cells, blood cells, and embryonic and fetal cells and the like and having traits similar to embryonic stem cells. In this case, traits similar to embryonic stem cells are specific to embryonic stem cells, such as the expression of genes specific to embryonic stem cells and the ability to differentiate into all germ layers of endoderm, mesoderm, and ectoderm. It can be defined with cell biological properties.
 限定されるわけではないが、本発明の方法で増殖させることができる細胞の具体例としては、例えば、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、胚性幹細胞(ES細胞)、胚性生殖幹細胞(EG細胞)、生殖幹細胞(GS細胞)等が挙げられる。なお本発明における多能性幹細胞として、ES細胞とiPS細胞が好ましい。iPS細胞は倫理的な問題もない等の理由により特に好ましい。多能性幹細胞としては公知の任意のものを使用可能であるが、例えば、国際公開WO2009/123349(PCT/JP2009/057041)に記載の方法により増殖させた多能性幹細胞を使用可能である。 Specific examples of cells that can be grown by the method of the present invention include, but are not limited to, induced pluripotent stem cells (iPS cells), embryonic stem cells (ES cells), embryonic germ stem cells ( EG cells), germ stem cells (GS cells) and the like. Note that ES cells and iPS cells are preferred as the pluripotent stem cells in the present invention. iPS cells are particularly preferred for reasons such as no ethical problems. Any known pluripotent stem cell can be used. For example, pluripotent stem cells grown by the method described in International Publication WO2009 / 123349 (PCT / JP2009 / 057041) can be used.
 本明細書における「人工多能性幹細胞」及び「iPS細胞」とは、体細胞へOct3/4、Sox2、Klf4、c−Mycなどの転写因子の遺伝子を導入することにより得られた、ES細胞に似た分化多能性を有する細胞を意味するものである。よって、iPS細胞もES細胞と同様に、分化多能性を保持したまま無制限に増やすことができる(Cell, 126, pp.663−676, 2006; Cell, 131, pp.861−872, 2007; Science, 318, pp.1917−1920, 2007)。樹立されたヒトiPS細胞株は、例えば、京都大学、理化学研究所より入手可能である。 “Artificial pluripotent stem cells” and “iPS cells” in this specification are ES cells obtained by introducing genes for transcription factors such as Oct3 / 4, Sox2, Klf4, and c-Myc into somatic cells. It means a cell having differentiation pluripotency similar to. Therefore, iPS cells can be increased without limitation while retaining differentiation pluripotency, as in ES cells (Cell, 126, pp. 663-676, 2006; Cell, 131, pp. 861-872, 2007; Science, 318, pp. 1917-1920, 2007). The established human iPS cell line is available from, for example, Kyoto University and RIKEN.
 あるいは、iPS細胞を以下の文献の記載を参考にして作製してもよい。例えば、人工多能性幹細胞は、京都大学中山伸弥教授のグループに係る文献(Cell, 131, pp.861−872, 2007; Nat,Biotechnol. 26, 101−106, 2008)や、Wisconsin大学のThomsonのグループに係る文献(Science 318, 1917−1920,2007)に記載された方法に従って作製することができる。 Alternatively, iPS cells may be prepared with reference to the following literature. For example, induced pluripotent stem cells can be obtained from literature related to the group of Professor Shinya Nakayama (Cell, 131, pp. 861-872, 2007; Nat, Biotechnol. 26, 101-106, 2008) and Thomson at the University of Wisconsin. It can be produced according to the method described in the literature (Science 318, 1917-1920, 2007) relating to this group.
 具体的には、任意の体細胞に対して、Oct3/4、Sox2、Klf4、c−Myc、Nanog、LIN28のうち、すくなくとも一つ以上の遺伝子を導入し、多能性幹細胞に特異的な遺伝子やタンパク質の発現を検出し、これらを選別することによって作製することができる。 Specifically, at least one gene of Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc, Nanog, and LIN28 is introduced into any somatic cell, and the gene is specific for pluripotent stem cells. Or by detecting the expression of proteins and selecting them.
 この様にして作製したiPS細胞は、ES細胞と同様に、増殖不活性化したマウス繊維芽細胞やこれを代替できる細胞存在下で、塩基性線維芽細胞増殖因子と共に培養することができ、ES細胞と同様に多能性幹細胞として利用することができる。 The iPS cells produced in this manner can be cultured with basic fibroblast growth factor in the presence of proliferation-inactivated mouse fibroblasts or cells that can replace them, in the same manner as ES cells. It can be used as a pluripotent stem cell as well as a cell.
 当該技術分野において、多能性幹細胞から造血幹細胞への分化誘導に適した条件とは、例えば、IV型コラーゲンの存在下に培養する条件、α−最小必須培地(α−MEM)等の存在下に培養する条件、造血系分化に適したフィーダー細胞上で培養する条件、胚葉体作成後、ディッシュに接着させる条件等の種々の条件及びこれらのいずれかの組み合わせの条件等に対し、造血幹細胞に分化誘導するための添加するサイトカインの種類、濃度、期間等の条件が挙げられる。 In this technical field, conditions suitable for inducing differentiation from pluripotent stem cells to hematopoietic stem cells include, for example, conditions for culturing in the presence of type IV collagen, presence of α-minimum essential medium (α-MEM) and the like. For hematopoietic stem cells for various conditions, such as conditions for culturing in vitro, conditions for culturing on feeder cells suitable for hematopoietic differentiation, conditions for adhering to a dish after embryoid body preparation, and conditions for any combination thereof. Conditions such as the type, concentration, period, etc. of cytokine to be added for inducing differentiation are mentioned.
 霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群が、ヒトiPS細胞株やES細胞の場合、血液系細胞への分化誘導に適した条件に用いるサイトカインとして、例えば、BMP−4、SCF、IL−3、IL−6、VEGF、G−CSF、Flt−3リガンド、EPO、及びTPOを用いることができる。 When the primate pluripotent stem cell group is a human iPS cell line or ES cell, for example, BMP-4, SCF, IL-3 can be used as cytokines used for conditions suitable for inducing differentiation into blood cells. IL-6, VEGF, G-CSF, Flt-3 ligand, EPO, and TPO can be used.
 造血幹細胞移植は、移植する造血幹細胞の由来により骨髄移植、臍帯血移植、末梢血幹細胞移植に分けられる。いずれも移植細胞中のわずかな造血幹細胞が生着し、長期にわたり造血を支持し続ける効果を期待するものである。造血幹細胞に特異的な表面抗原があれば、これを指標に造血幹細胞を濃縮することができる。この表面抗原としてCD34がよく知られている。すなわち、ヒトの造血幹細胞はCD34陽性ということである。ヒトiPS細胞から造血幹細胞を作り出す場合も、いかに効率よくCD34陽性細胞を分化誘導するかに焦点が当てられていた。一方、マウスの造血幹細胞はCD34陰性と言われる。もし、マウスの場合と同様にヒトの場合でもCD34陰性分画にも造血幹細胞が存在すれば、ヒトiPS細胞から造血幹細胞を作り出す場合、必ずしもCD34陽性細胞にだけ焦点を当てる必要はない。実施例で証明するとおり、ヒトにおいてもCD34陰性分画にも造血幹細胞は存在することが分かった。したがって、本発明では、ヒトCD34陰性細胞が含まれる細胞群を動物体内に移植する。すなわち、本発明において「CD34陰性細胞が含まれる細胞群」が、後述する第二工程で霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植される。この細胞群に含まれる「CD34陰性細胞」は、細胞表面にCD34が存在しない細胞である。この細胞群は、限定されるわけではないが、例えば、霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血細胞への分化誘導に適した条件において、CD34陽性細胞が細胞群の一部に出現するまで培養して得ることができる。 Hematopoietic stem cell transplantation is classified into bone marrow transplantation, umbilical cord blood transplantation, and peripheral blood stem cell transplantation depending on the origin of the hematopoietic stem cells to be transplanted. In all cases, a small number of hematopoietic stem cells in the transplanted cells are engrafted, and an effect of continuing to support hematopoiesis over a long period of time is expected. If there is a surface antigen specific for hematopoietic stem cells, hematopoietic stem cells can be concentrated using this as an index. CD34 is well known as this surface antigen. That is, human hematopoietic stem cells are CD34 positive. When creating hematopoietic stem cells from human iPS cells, the focus has been on how to efficiently induce differentiation of CD34 positive cells. On the other hand, mouse hematopoietic stem cells are said to be CD34 negative. If hematopoietic stem cells are also present in the CD34 negative fraction as in the case of mice, it is not always necessary to focus only on CD34 positive cells when producing hematopoietic stem cells from human iPS cells. As demonstrated in the Examples, it was found that hematopoietic stem cells exist in both human and CD34 negative fractions. Therefore, in the present invention, a cell group containing human CD34-negative cells is transplanted into an animal body. That is, in the present invention, the “cell group containing CD34 negative cells” is transplanted into the fetus of an animal different from the primate animal in the second step described later. “CD34 negative cells” included in this cell group are cells in which CD34 does not exist on the cell surface. Although this cell group is not limited, for example, a CD34 positive cell is a part of the cell group in a condition suitable for inducing differentiation into hematopoietic cells. It can be obtained by culturing until it appears.
 CD34陽性細胞の存在比率はとくに限定されないが、霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系への分化誘導に適した条件のもと、例えば、細胞群の50%以下、30%以下、10%以下、7%以下又は6%以下の細胞がCD34陽性細胞に分化するまで培養することが好ましい。 The abundance ratio of CD34 positive cells is not particularly limited. For example, the pluripotent stem cell group of a primate animal is subjected to conditions suitable for inducing differentiation into the hematopoietic system, for example, 50% or less, 30% of the cell group. In the following, it is preferable to culture until 10% or less, 7% or less, or 6% or less of cells differentiate into CD34 positive cells.
 本発明において、CD34陽性細胞の割合の決定方法は、特に限定されないが、例えば、抗CD34抗体を用いて細胞群を染色し、フローサイトメトリーを用いて細胞群中のCD34陽性細胞数及びCD34陰性細胞数を測定し、その測定数に基づいて決定することができる。 In the present invention, the method for determining the proportion of CD34 positive cells is not particularly limited. For example, the cell group is stained using an anti-CD34 antibody, and the number of CD34 positive cells in the cell group and the CD34 negative are determined using flow cytometry. The number of cells can be measured and determined based on the number of measurements.
 霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群は、造血幹細胞への分化誘導に適した条件のもと、非限定的に、最短で、2日培養することが好ましく、4日培養することがより好ましく、6日培養することがさらに好ましく、最長で、12日培養することが好ましく、10日培養することがより好ましく、8日培養することがさらに好ましい。上記の最短の培養日数のうち任意の日数と、上記の最長の培養日数のうち任意の培養日数とを組み合わせた範囲内の日数で培養することができる。また、6日間培養することが最も好ましい。 The pluripotent stem cell group of primate animals is preferably, but not limited to, cultivated for a minimum of 2 days, more preferably 4 days under conditions suitable for inducing differentiation into hematopoietic stem cells. Preferably, the culture is more preferably 6 days, the longest is preferably 12 days, more preferably 10 days, and even more preferably 8 days. It can culture | cultivate by the number of days within the range which combined arbitrary days among said shortest culture days, and arbitrary culture days among said longest culture days. Moreover, it is most preferable to culture for 6 days.
 また、霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群は、造血幹細胞への分化誘導に適した条件のもと、初期中胚葉マーカーのBrachyuryの遺伝子又はタンパク質を発現する細胞が出現するまで培養することが好ましく、中胚葉系マーカーであるPDGFRαの遺伝子又はタンパク質を発現する細胞が出現するまで培養することがより好ましく、血管内皮細胞遺伝子の発現を誘導するEtv2の遺伝子又はタンパク質を発現する細胞が出現するまで培養することがさらに好ましく、造血因子であるSclの遺伝子又はタンパク質を発現する細胞が出現するまで培養することがさらに好ましい。 The primate pluripotent stem cell population should be cultured under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic stem cells until cells expressing the Brachyury gene or protein, an early mesoderm marker, appear. It is more preferable to culture until cells expressing PDGFRα gene or protein, which is a mesoderm marker, appear, and cells expressing Etv2 gene or protein that induces expression of vascular endothelial cell gene appear It is more preferable to culture until a cell expressing the Scl gene or protein, which is a hematopoietic factor, appears.
 胚の発生において、中胚葉では、Brachyury、PDGFRα、Etv2、Sclの順に発現することが知られている。Brachyuryは、Tボックスファミリーに属する転写因子であり、中胚葉の形成と、中胚葉系への細胞分化には不可欠であるタンパク質である(YH Edwards et al,,Genome Res.1996.6:226−233)。ヒトのBrachyury は、アクセッション番号NM_003181.3又はNM_001270484.1により検索可能である。 In embryo development, it is known that mesoderm is expressed in the order of Brachyury, PDGFRα, Etv2, and Scl. Brachyury is a transcription factor belonging to the T box family and is a protein essential for mesoderm formation and cell differentiation into the mesoderm system (YH Edwards et al, Genome Res. 1996. 6: 226). 233). Human Brachyury can be searched by accession number NM_003181.3 or NM_0012704484.1.
 PDGFR(Platelet−Derived Growth Factor receptor)は、種々の間葉系細胞の細胞表面に発現しているタンパク質であり、チロシンキナーゼ活性を有する。アミノ酸配列が類似したα及びβ受容体が存在する。原腸陥入時には沿軸中胚葉において発現していることが知られている(Takakura N et al.,J Histochem Cytochem.1997 Jun;45(6):883−93.)。ヒトのPDGFRαは、アクセッション番号NM_006206.4により検索可能である。 PDGFR (Platelet-Derived Growth Factor receptor) is a protein expressed on the cell surface of various mesenchymal cells and has tyrosine kinase activity. There are α and β receptors with similar amino acid sequences. It is known that it is expressed in the paraxial mesoderm at the time of gastrulation (Takakura N et al., J Histochem Cytochem. 1997 Jun; 45 (6): 883-93.). Human PDGFRα can be searched by the accession number NM_006206.4.
 Etv2(ets variant 2)は、血液および内皮細胞の発生に必須の因子であり、発生において一時的に発現することが知られている(Misato Hayashi et al.,Exp Hematol.Volume 40,Issue 9,September 2012,Pages 738−750.e11)。Etv2は、アクセッション番号NM_014209.3、 NM_001300974.1又はNM_001304549.1により検索可能である。 Etv2 (ets variant 2) is an essential factor for the development of blood and endothelial cells and is known to be temporarily expressed during development (Misato Hayashi et al., Exp Hematol. Volume 40, Issue 9, September 2012, Pages 738-750.e11). Etv2 can be searched by the accession number NM_014209.3, NM_001300974.1, or NM_0013044549.1.
 Scl(Stem cell leukemia)は、初期の中胚葉において、造血細胞の分化に必須の役割を担うことが知られている(Ismailoglu I et al.,Exp Hematol.2008 Dec;36(12):1593−603.doi:10.1016/j.exphem.2008.07.005.Epub 2008Sep21.)。Sclは、アクセッション番号NM_001287347.2、NM_001290403.1、NM_001290404.1 NM_001290405.1、NM_001290406.1、又はNM_003189.5により検索可能である。 Scl (Stem cell leukemia) is known to play an essential role in the differentiation of hematopoietic cells in the early mesoderm (Ismaloglu I et al., Exp Hematol. 2008 Dec; 36 (12): 1593-). 603. doi: 10.016 / j. Ephem. 2008.7.0.005. Epub 2008 Sep 21.). The Scl can be searched by the accession number NM_001287347.2, NM_001290403.1, NM_001290404.1, NM_001290405.1, NM_0012904406.1, or NM_003189.5.
 動物の体内に移植する前に、好ましくは、第一工程の前に、霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群に対して遺伝子改変処理する工程を有してもよい。遺伝子改変処理は、特に限定されないが、例えば、レンチウイルスベクター等のウイルスベクターを用いた遺伝子導入技術、アデノ随伴ウイルス(AAV)やヘルペスウイルス由来のプラスミドベクターを用いた遺伝子導入技術、ZFN(Zinc Finger Nuclease)、TALEN(Transcription activator−like effector nuclease)、CRISPR/Cas法等のゲノム編集技術により行うことができる。本工程を有することにより、遺伝子変異に起因する疾患を有する個体を治療するために用いることのできる血液系細胞を作製することができる。遺伝子変異に起因する疾患とは、特に限定されないが、例えば、X−SCID、ZAP70欠損症、Jak3欠損症、Bloom症候群、Wiscott−Aldrich症候群、ADA欠損症、慢性肉芽腫症、Fanconi貧血、サラセミア、鎌状赤血球貧血症、白質ジストロフィー、血友病,ムコ多糖症等を意図する。 Before transplanting into the body of an animal, preferably, prior to the first step, there may be a step of genetically modifying a cell group of pluripotent stem cells of a primate animal. The gene modification treatment is not particularly limited. For example, gene transfer technology using a viral vector such as a lentivirus vector, gene transfer technology using a plasmid vector derived from an adeno-associated virus (AAV) or herpes virus, ZFN (Zinc Finger) Nuclease), TALEN (Transscript activator-like effector nuclease), and genome editing techniques such as CRISPR / Cas method. By having this step, blood cells that can be used to treat an individual having a disease caused by a gene mutation can be produced. The disease caused by the gene mutation is not particularly limited, for example, X-SCID, ZAP70 deficiency, Jak3 deficiency, Bloom syndrome, Wiscott-Aldrich syndrome, ADA deficiency, chronic granulomatosis, Fanconi anemia, thalassemia, Intended for sickle cell anemia, leukodystrophy, hemophilia, mucopolysaccharidosis, etc.
 (2)第二工程「第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する工程」
 本発明において、前記霊長類動物の多能性幹細胞由来のCD34陰性細胞が含まれる細胞群をさらに造血系に分化・誘導することを目的として、CD34陰性細胞が含まれる霊長類動物の細胞群を、前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する。
(2) Second step “Transplanting at least a part of the cell group obtained in the first step into the fetus of an animal different from the primate animal”
In the present invention, for the purpose of further differentiating and inducing a cell group containing CD34 negative cells derived from pluripotent stem cells of the primate animal into a hematopoietic system, a cell group of a primate animal containing CD34 negative cells is selected. And transplanted to a fetus of an animal different from the primate animal.
 本発明において、前記霊長類動物の多能性幹細胞由来のCD34陰性細胞を多く含む細胞群を移植する動物は、多能性幹細胞の由来動物種である霊長類動物と異なっていればどのような動物種であってもよく、例えば多能性幹細胞の由来動物種がヒトである場合、ヒト以外の霊長類動物の他、ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、ヤギ等の産業動物を使用することができる。動物の供給の容易性を考慮すると、産業動物を使用することが好ましく、本発明においてはヒツジやブタを使用することがより好ましい。 In the present invention, any animal that transplants a cell group containing a large amount of CD34-negative cells derived from pluripotent stem cells of the primate animal as long as it is different from a primate animal that is a species derived from pluripotent stem cells. For example, when the animal species derived from pluripotent stem cells is human, it is possible to use industrial animals such as cattle, pigs, horses, sheep and goats in addition to non-human primates. it can. Considering the ease of supply of animals, it is preferable to use industrial animals, and in the present invention, it is more preferable to use sheep and pigs.
 前記霊長類動物の多能性幹細胞由来のCD34陰性細胞が含まれる細胞群を移植する動物の胎仔への移植は、当該動物の妊娠母体の体外から、胎仔体内における移植部位として、造血発生器官、例えば、肝臓内(または、より厳密には肝実質内)が望ましいが、それに限定されるものではなく、腹腔内、心臓内、臍帯内等に移植用細胞を穿刺注入すること等により行われうる。 Transplantation into the fetus of an animal transplanted with a group of cells containing CD34 negative cells derived from pluripotent stem cells of the primate animal, from the outside of the pregnant mother of the animal, as a transplantation site in the fetus, a hematopoietic organ, For example, in the liver (or, more strictly, in the liver parenchyma) is desirable, but is not limited thereto, and may be performed by puncture injection of transplanted cells into the abdominal cavity, heart, umbilical cord, or the like. .
 移植手術は、例えば、動物がヒツジの場合、
 − 妊娠約40~85日目(満期147日)の妊娠ヒツジを、予め移植の1週間~10日前に、移植時における飼育環境に慣れさせ、
 − 母体を麻酔し、
 − ヒツジを施術するに適切な体位に固定し、
 − 清潔操作で、移植箇所への移植用細胞の移植を容易にするように、種々の手術、例えば、腹腔内又は肝実質内に細胞を移植する場合、下腹部正中切開で開腹後、子宮母体腹腔外に翻転させること
等により行なわれうる。
For example, if the animal is a sheep,
-Pregnant sheep on the 40th to 85th day of pregnancy (maturity 147 days) should be accustomed to the breeding environment at the time of transplantation 1 week to 10 days in advance.
− Anesthetize the mother,
-Fix the proper position for the treatment of sheep,
-To perform transplantation of cells for transplantation at the transplantation site with a clean operation, for example, when transplanting cells into the abdominal cavity or liver parenchyma, the uterine maternal body is opened after abdominal midline incision. It can be performed by turning outside the abdominal cavity.
 細胞を子宮内胎仔へ移植する方法には、例えば、動物の子宮筋層を切開し、温存したまま露出させた卵膜内に胎仔を追い込み、透明な卵膜を通して直視下に胎仔移植部位に移植用細胞を穿刺注入し、子宮筋層、腹膜筋層、皮膚を層々に縫合閉腹すればよい。または、子宮を切開せずに,子宮壁上から超音波ガイド下、胎仔の移植部位に、移植用細胞を穿刺注入し、腹膜筋層、皮膚を層々に縫合閉腹すればよい。 The cells are transplanted into the intrauterine fetus by, for example, dissecting the myometrium of the animal, driving the fetus into the exposed egg membrane, and transplanting it directly into the fetal transplant site through the transparent egg membrane. The cells for use are punctured and injected, and the myometrium, peritoneal muscle layer, and skin are sutured and closed in layers. Alternatively, without incising the uterus, transplantation cells may be punctured and injected into the transplantation site of the fetus under the ultrasound guide from the uterine wall, and the peritoneal muscle layer and skin may be closed and closed.
 本発明においては、このようにして前記霊長類動物の多能性幹細胞由来のCD34陰性細胞が含まれる細胞群を移植した動物の胎仔を出生させ、その仔動物を成長させて、当該動物の体内において前記霊長類動物由来の細胞群を分化・増殖させ、結果として前記霊長類動物の造血系細胞を得る。動物の個体体内に前記霊長類動物由来のCD34陰性細胞を含む細胞群を移植することにより、当該動物の体内において、前記霊長類動物の多能性幹細胞由来のCD34陰性細胞が含まれる細胞群に対して、血液系細胞への更なる分化・誘導が引き起こされ、結果として霊長類動物の多能性幹細胞から造血系細胞を作製する工程の後半が実現される。 In the present invention, the fetus of the animal transplanted with the cell group containing the CD34 negative cells derived from the pluripotent stem cell of the primate animal is born, the pup is grown, and the body of the animal is The primate animal-derived cell group is differentiated and proliferated to obtain hematopoietic cells of the primate animal. By transplanting a cell group containing CD34-negative cells derived from the primate animal into an individual body of the animal, a cell group containing CD34-negative cells derived from the pluripotent stem cells of the primate animal in the body of the animal. On the other hand, further differentiation / induction into blood cells is caused, and as a result, the latter half of the process of producing hematopoietic cells from primate pluripotent stem cells is realized.
 このようにして動物の体内において誘導・増殖された前記霊長類動物由来の造血幹細胞は、細胞群を移植した動物の胎仔が出生した後、仔動物より、適切な組織、例えば、肝臓、骨髄等の組織を採取し、初代培養用の細胞を得、得られた細胞について、(1) 造血コロニーアッセイを行なうこと、(2) 前記(1)で形成された造血コロニーについて、霊長類動物に特異的なマーカー遺伝子の発現を調べることにより、評価されうる。 The hematopoietic stem cells derived from the primate thus induced and propagated in the body of the animal are born from the fetus of the animal transplanted with the cell group, and then the appropriate tissue such as the liver, bone marrow, etc. (1) Hematopoietic colony assay is performed on the obtained cells. (2) Hematopoietic colonies formed in (1) above are specific to primates. Can be assessed by examining the expression of specific marker genes.
 前記(1)の造血コロニーアッセイは、例えば、
 i) 仔動物より、肝臓の組織生検、骨髄等の組織を得、
 ii) 得られた組織について、トリプシン処理、DNaseI処理、溶解処理等の組織に応じた適切な処理を行ない、細胞を得、
 iii) 得られた細胞を、10% FBS(ウシ胎仔血清)−IMDMに懸濁して、細胞浮遊液を得、
 iv) 得られた細胞浮遊液と、メチルセルロース培地{例えば、商品名:MethoCult GF+〔ステムセルテクノロジーズ(StemCell Technologies)社製、カタログ番号:ST−04435〕等}とを混合して、攪拌し、
 v) ついで、得られた細胞を含む培地を、ディッシュに注入し、37℃、5体積% COの条件下で14日間培養する
ことにより行なわれる。
The (1) hematopoietic colony assay is, for example,
i) From a pup, obtain a tissue biopsy of the liver, tissue such as bone marrow,
ii) The obtained tissue is subjected to appropriate treatment according to the tissue such as trypsin treatment, DNase I treatment, lysis treatment, etc. to obtain cells,
iii) The obtained cells are suspended in 10% FBS (fetal bovine serum) -IMDM to obtain a cell suspension.
iv) The obtained cell suspension and a methylcellulose medium {for example, trade name: MethoCult GF + [manufactured by StemCell Technologies, catalog number: ST-04435] etc.} are mixed and stirred.
v) Subsequently, the medium containing the obtained cells is poured into a dish and cultured under conditions of 37 ° C. and 5% by volume CO 2 for 14 days.
 また、前記(2)の霊長類動物に特異的なマーカー遺伝子の発現は、造血コロニーアッセイで形成されたコロニーから、慣用の方法でDNAを抽出し、得られたDNAについて、例えば、霊長類動物に特異的なマーカー遺伝子に特異的なプローブを用いたハイブリダイゼーション、特異的なプライマー対を用いたPCR等により、該遺伝子を検出することにより、評価されうる。または、造血コロニーを、霊長類動物に特異的な抗原に対する抗体で免疫染色することによって評価してもよい。 In addition, the expression of the marker gene specific to the primate animal of the above (2) is performed by extracting DNA from the colony formed by the hematopoietic colony assay by a conventional method, and for the obtained DNA, for example, primate animal It can be evaluated by detecting the gene by hybridization using a probe specific to a specific marker gene, PCR using a specific primer pair, or the like. Alternatively, hematopoietic colonies may be assessed by immunostaining with antibodies against antigens specific for primates.
 本発明の方法において、動物の胎仔に前記霊長類動物の多能性幹細胞由来のCD34陰性細胞を含む細胞群を移植する工程を行う前に、動物の胎仔の内因性の造血を抑制する工程をさらに含めることができる。動物の体内で生じる内在性の造血を抑制しつつ、その後移植する外来性の前記霊長類動物の多能性幹細胞由来のCD34陰性細胞が含まれる細胞群からの造血系細胞の生成を促進することができる。仔動物の体内における内因性の造血は、限定されないが、例えば、化学療法剤若しくは免疫抑制剤を胎仔に投与することにより、または、放射線を胎仔に照射することにより、抑制でき、例えば、胎仔に対してブスルファン、フルダラビン、メルファラン、またはシクロホスファミド等の抗腫瘍剤を投与して造血幹細胞に細胞死を生じさせることにより行うことができる。化学療法剤若しくは免疫抑制剤は、移植前の胎仔に母体静脈経由で投与することが好ましい。化学療法剤若しくは免疫抑制剤の投与量や、放射線の照射量は、胎仔の感受性により決定すればよく、特に限定されるものではない。ブスルファンの投与量は、特に限定されないが、例えば日本で一般的に飼養されているヒツジであれば、3~5 mg/kgとしてもよい。 In the method of the present invention, the step of suppressing endogenous hematopoiesis in the fetus of the animal before performing the step of transplanting the cell group containing CD34 negative cells derived from the pluripotent stem cells of the primate animal into the fetus of the animal. Further can be included. Promoting the generation of hematopoietic cells from a cell group containing CD34-negative cells derived from exogenous primate pluripotent stem cells to be transplanted thereafter while suppressing endogenous hematopoiesis occurring in the animal body Can do. Endogenous hematopoiesis in the pup's body can be suppressed, for example, by administering a chemotherapeutic or immunosuppressive agent to the fetus or by irradiating the fetus with radiation, for example, in the fetus. On the other hand, an antitumor agent such as busulfan, fludarabine, melphalan, or cyclophosphamide can be administered to cause hematopoietic stem cells to undergo cell death. The chemotherapeutic agent or immunosuppressive agent is preferably administered via the maternal vein to the fetus before transplantation. The dose of the chemotherapeutic agent or immunosuppressive agent and the dose of radiation may be determined depending on the sensitivity of the fetus and are not particularly limited. The dose of busulfan is not particularly limited, but may be 3 to 5 mg / kg for sheep generally bred in Japan, for example.
 動物の胎仔に前記霊長類動物の多能性幹細胞由来のCD34陰性細胞を含む細胞群を移植する工程において、出生後の仔動物に対して、霊長類動物のリンパ球を移植してもよい。前記霊長類動物のリンパ球を移植すると、仔動物の体内に移植された前記霊長類動物の造血幹細胞の誘導・増殖を亢進させることができる。 In the step of transplanting a cell group containing CD34-negative cells derived from the pluripotent stem cells of the primate animal into the fetus of the animal, primate lymphocytes may be transplanted into the pup after birth. When the lymphocytes of the primate animal are transplanted, the induction and proliferation of the hematopoietic stem cells of the primate animal transplanted into the puppy body can be enhanced.
 リンパ球としては、MHC(主要組織適合遺伝子複合体、major histocompatibility complex)非拘束性リンパ球であればよいが、NK細胞、γδT細胞、又は、NKT細胞を用いることが好ましい。 The lymphocytes may be MHC (major histocompatibility complex) non-restricted lymphocytes, but NK cells, γδ T cells, or NKT cells are preferably used.
 リンパ球は、移植する細胞群が由来する個体から採取したものに限られない。例えば、細胞群の移植を受ける動物種以外の種から採取したリンパ球であれば用いることができる。 Lymphocytes are not limited to those collected from the individual from which the transplanted cell population is derived. For example, lymphocytes collected from species other than animal species that receive transplantation of cell groups can be used.
 リンパ球の投与条件は特に限定されないが、例えば、仔動物が出生する前に母体静脈経由で投与してもよいが、仔動物が出生した直後に静脈内投与することが好ましく、出生後、任意の時期に繰り返し輸注してもよい。 Lymphocyte administration conditions are not particularly limited, but may be administered, for example, via the maternal vein before the pups are born, but are preferably administered intravenously immediately after the pups are born. It may be infused repeatedly at the same time.
 (3)第三工程「胎仔が出生に至って得られた仔動物を育成させて得た動物の体内から霊長類動物の造血系細胞を得る工程」
 霊長類動物の造血系細胞の分離は、例えば、
 1)上記のようにして得られた動物から、肝臓、骨髄、血液(末梢血、臍帯血)、胸腺、脾臓等を採取し、
 2)得られた器官から、適切な手法により、細胞群を得、
 3)得られた細胞群から、霊長類動物に由来する造血系細胞を分離すること等により得られうる。
(3) Third step “a step of obtaining hematopoietic cells of a primate animal from the body of an animal obtained by breeding a pup obtained from the birth of a fetus”
Separation of primate hematopoietic cells, for example,
1) From the animal obtained as described above, liver, bone marrow, blood (peripheral blood, umbilical cord blood), thymus, spleen, etc. are collected,
2) Obtain a cell group from the obtained organ by an appropriate method,
3) It can be obtained by separating hematopoietic cells derived from primates from the obtained cell group.
 前記ステップ3)においては、例えば、霊長類動物に特異的なマーカー又は該マーカーに対する抗体等を用いたフローサイトメトリー、免疫ビーズを用いる方法等が行なわれる。 In step 3), for example, flow cytometry using a marker specific to a primate animal or an antibody against the marker, a method using immunobeads, and the like are performed.
 前記「霊長類動物に特異的なマーカー」としては、例えば、霊長類に交叉し、レシピエント動物には交叉しないマーカーであればよく、HLA−ABC、β2−ミクログロブリン、CD45等が挙げられる。 The “marker specific to primates” may be any marker that crosses primates and does not cross recipient animals, and includes HLA-ABC, β2-microglobulin, CD45, and the like.
 本発明の作製方法により得られる霊長類動物の造血系細胞の評価は、例えば、CD45、TER119、α4−インテグリン、VE−カドヘリン、c−kit、Sca−1、CD34、CD13、CD14、GPIIb/IIIa、CD3、CD4、CD8、sIgM、CD19等の発現の有無を指標とすることにより行なわれうる。
II.キメラ動物
 本発明の方法により、霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ非ヒト動物を作製することができる。したがって、本発明は、一態様において、霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ非ヒト動物及びその作製方法に関する。
Evaluation of hematopoietic cells of primate animals obtained by the production method of the present invention is, for example, CD45, TER119, α4-integrin, VE-cadherin, c-kit, Sca-1, CD34, CD13, CD14, GPIIb / IIIa , CD3, CD4, CD8, sIgM, CD19 and the like can be used as an index.
II. Chimeric animals By the method of the present invention, chimeric non-human animals that produce hematopoietic cells of primate animals can be produced. Therefore, in one aspect, the present invention relates to a chimeric non-human animal that produces hematopoietic cells of a primate animal and a method for producing the same.
 本発明の霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ非ヒト動物は、
 霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で培養する、CD34陰性細胞が含まれる細胞群を得る第一工程と、
 前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する第二工程と、
 前記胎仔が出生に至って得られた仔動物を育成させて前記霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ動物を得る第三工程と、
を有することを特徴とする、霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ非ヒト動物の作製方法により作製できる。
A chimeric non-human animal that produces hematopoietic cells of the primate animal of the present invention,
Culturing a cell group of pluripotent stem cells of a primate animal under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells, to obtain a cell group containing CD34 negative cells;
A second step of transplanting at least a part of the cell group obtained in the first step into a fetus of an animal different from the primate,
A third step of obtaining a chimeric animal for producing a hematopoietic cell of the primate by nurturing a pup obtained from the birth of the fetus;
It can be produced by a method for producing a chimeric non-human animal that produces hematopoietic cells of primates.
 別の一態様において、本発明のキメラ非ヒト動物は、霊長類動物の血液系細胞を生産することができる、前記霊長類動物とは異種の体細胞を有する動物である。
 第一工程の前に多能性幹細胞に対して、既述の方法によって遺伝子改変処理する工程を有してもよい。遺伝子変異に起因する疾患の治療に使用できる血液系細胞を生産するキメラ非ヒト動物を作成できる。
In another aspect, the chimeric non-human animal of the present invention is an animal having a somatic cell different from that of the primate animal capable of producing primate blood cells.
Before the first step, a pluripotent stem cell may be subjected to a genetic modification treatment by the method described above. Chimeric non-human animals that produce blood cells that can be used to treat diseases caused by genetic mutations can be created.
 本発明のキメラ非ヒト動物は、免疫学的に寛容な状態で、霊長類動物に由来する細胞を有することとなるため、該キメラ非ヒト動物には、造血系細胞の分化誘導に適した条件でその体内に任意の期間にわたって維持することができる。したがって、得られた血液系細胞を、ドナー動物に対して、任意の時期に移植することができる。 Since the chimeric non-human animal of the present invention has cells derived from a primate animal in an immunologically tolerant state, the chimeric non-human animal has conditions suitable for inducing differentiation of hematopoietic cells. Can be maintained in the body for any period of time. Therefore, the obtained blood system cells can be transplanted to donor animals at any time.
 本発明のキメラ非ヒト動物によれば、特定の個体に由来する血液系細胞を動物体内で容易に増幅させることができる。また、移植日まで血液系細胞をキメラ非ヒト動物内で培養することができるため、血液系細胞を簡便に維持できる。
III.キメラ非ヒト動物から得られた造血系細胞
 本発明の他の態様は、本発明のキメラ非ヒト動物から得られた造血系細胞である。
According to the chimeric non-human animal of the present invention, blood cells derived from a specific individual can be easily amplified in the animal body. In addition, since blood cells can be cultured in chimeric non-human animals until the day of transplantation, blood cells can be easily maintained.
III. Hematopoietic cells obtained from chimeric non-human animals Another aspect of the present invention is hematopoietic cells obtained from the chimeric non-human animals of the present invention.
 本発明のキメラ非ヒト動物から得られた血液系細胞は、キメラ非ヒト動物に移植した多能性幹細胞が由来する霊長類動物の細胞であり、MHCが合致すれば当該霊長類動物に移植した場合に拒絶反応がない。従って、キメラ非ヒト動物に移植した多能性幹細胞が由来する霊長類動物に移植するなど、霊長類動物の治療に用いることができる。
IV.治療方法
 本発明の他の態様は、本発明の作製方法によって得られた造血系細胞を前記霊長類動物に投与する工程を有する、霊長類動物の造血系細胞を用いた治療方法である。
The blood cell obtained from the chimeric non-human animal of the present invention is a primate cell derived from a pluripotent stem cell transplanted into the chimeric non-human animal. If the MHC matches, it is transplanted into the primate animal. In case there is no rejection. Therefore, it can be used for the treatment of primates such as transplantation to primates derived from pluripotent stem cells transplanted to chimeric non-human animals.
IV. Treatment Method Another aspect of the present invention is a treatment method using hematopoietic cells of a primate animal, comprising a step of administering hematopoietic cells obtained by the production method of the present invention to the primate animal.
 本発明の他の態様は、霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で培養する、CD34陰性細胞が含まれる細胞群を得る第一工程と、前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する第二工程と、前記胎仔が出生に至って得られた仔動物を育成させて得た動物の体内から前記霊長類動物の造血系細胞を得る第三工程と、前記造血系細胞を前記霊長類動物に投与する第四工程と、を有することを特徴とする、霊長類動物の造血系細胞を用いた治療方法である。 Another aspect of the present invention is a first step of obtaining a cell group containing CD34-negative cells, wherein a cell group of primate pluripotent stem cells is cultured under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells. A second step in which at least a part of the cell group obtained in the first step is transplanted into a fetus of an animal different from the primate, and a pup obtained from the birth of the fetus A primate hematopoietic system comprising a third step of obtaining hematopoietic cells of the primate animal from the body of the animal, and a fourth step of administering the hematopoietic cells to the primate animal. This is a treatment method using cells.
 本発明における、投与する工程における投与方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
 治療方法は、造血系細胞の移植を必要とする疾患の治療に用いることができ、その疾患としては、例えば、再生不良性貧血、白血病、免疫不全症(X−SCID、ZAP70欠損症、Jak3欠損症、ADA欠損症、慢性肉芽腫症、Bloom症候群、Wiscott−Aldrich症候群等)、心筋梗塞等の虚血性心疾患、閉塞性動脈硬化症、バージャー病、及びその他遺伝性疾患(Fanconi貧血、血友病、サラセミア、鎌状赤血球貧血症、白質ジストロフィー,ムコ多糖症等)が挙げられる。
The administration method in the administration step in the present invention is not particularly limited, and a known method can be used.
The treatment method can be used for treatment of a disease requiring transplantation of hematopoietic cells, and examples of the disease include aplastic anemia, leukemia, immunodeficiency (X-SCID, ZAP70 deficiency, Jak3 deficiency). , ADA deficiency, chronic granulomatosis, Bloom syndrome, Wiscott-Aldrich syndrome, etc., ischemic heart disease such as myocardial infarction, obstructive arteriosclerosis, Burger disease, and other genetic diseases (Fanconi anemia, hemophilia) Disease, thalassemia, sickle cell anemia, leukodystrophies, mucopolysaccharidosis, etc.).
 本明細書においては、以上において説明してきた発明のより具体的な態様を、実施例の形式で、以下においてさらに詳細に説明する。 In the present specification, more specific aspects of the invention described above will be described in more detail below in the form of examples.
 実施例1:工程1(試験管内培養)によってヒトiPS細胞から造血幹細胞に向けてある段階まで分化させることができるが、工程1だけでは十分な分化は得られないことを示す。
(1)フィーダー細胞の作製
 マクロファージコロニー刺激因子の機能不全マウスである(C57BL/6×C3H)F2−op/opマウスの新生仔頭蓋冠より作製されたストロマ細胞株で、前脂肪細胞株であるOP9細胞を、OP9細胞用培地{1250mlあたりの組成:α−MEM〔ギブコ(Gibco)社製、カタログ番号:12000−022〕 980ml、ウシ胎仔血清 250ml(最終濃度20%)、ペニシリン(100U/ml)−ストレプトマイシン(100μg/ml) 10ml、200mM L−グルタミン溶液 10ml}で、37℃、5% CO条件下で培養した。
Example 1: It is shown that human iPS cells can be differentiated to a certain stage toward hematopoietic stem cells by step 1 (in vitro culture), but step 1 alone does not provide sufficient differentiation.
(1) Preparation of feeder cells A stromal cell line prepared from a neonatal calvaria of a (C57BL / 6 × C3H) F2-op / op mouse, which is a dysfunctional mouse of macrophage colony-stimulating factor, and a preadipocyte cell line OP9 cells were prepared in a medium for OP9 cells {Composition per 1250 ml: α-MEM (Gibco, catalog number: 12000-022) 980 ml, fetal calf serum 250 ml (final concentration 20%), penicillin (100 U / ml ) -Streptomycin (100 μg / ml) 10 ml, 200 mM L-glutamine solution 10 ml}, and cultured under conditions of 37 ° C. and 5% CO 2 .
 その後、培養液内で接着してコンフルエント又はその直前まで生育した細胞を、リン酸緩衝化生理食塩水で2回洗浄した。ついで、洗浄後のディッシュ上の細胞に、0.1% トリプシン−EDTA(2ml/10cmディッシュ)を添加し、インキュベーターで5 分間保温した。 Thereafter, the cells that had adhered in the culture and grown to confluence or immediately before that were washed twice with phosphate buffered saline. Next, 0.1% trypsin-EDTA (2 ml / 10 cm dish) was added to the cells on the dish after washing, and the mixture was incubated for 5 minutes in an incubator.
 前記ディッシュに、前記O P 9 細胞用培地を添加し、細胞を含む培地を50mlコニカルチューブに回収した。回収された細胞を含む培地を1500rpmで5分間遠心分離した。得られた細胞を、前記OP9細胞用培地に、1:4~1:5(約2.5×10細胞~4×10細胞で播種し、37℃、5% CO条件下に、コンフルエントになるまで培養した。 The medium for OP 9 cells was added to the dish, and the medium containing the cells was collected in a 50 ml conical tube. The medium containing the collected cells was centrifuged at 1500 rpm for 5 minutes. The obtained cells were seeded in the OP9 cell medium at 1: 4 to 1: 5 (about 2.5 × 10 5 cells to 4 × 10 5 cells, and at 37 ° C. under 5% CO 2 condition. Cultured until confluent.
 得られた細胞を、10cmディッシュ〔ファルコン(FALCON))上、最終濃度10μg/mlのマイトマイシンCを含む前記OP9細胞用培地 10mlで2~4時間培養することにより、細胞の分裂増殖を停止させて、不活化させた。ついで、マイトマイシンCを含む培地を除去した。処理後の細胞をリン酸緩衝化生理食塩水で洗浄した。洗浄後の細胞をトリプシン・EDTA処理(0.05% トリプシン、1mM EDTA)して、細胞浮遊液を得、ついで、細胞浮遊液を遠心分離して細胞を得た。 The obtained cells were cultured on a 10 cm dish (FALCON) for 2 to 4 hours in 10 ml of the OP9 cell medium containing mitomycin C at a final concentration of 10 μg / ml to stop cell division and proliferation. Inactivated. Subsequently, the medium containing mitomycin C was removed. The treated cells were washed with phosphate buffered saline. The washed cells were treated with trypsin / EDTA (0.05% trypsin, 1 mM EDTA) to obtain a cell suspension, and the cell suspension was centrifuged to obtain cells.
 得られた細胞を、ゼラチンコートした6cm培養ディッシュ〔ファルコン(FALCON)社製、商品名:Tissue Culture Dish〕上、前記OP9細胞用培地 に、1:2( 培地あたり約1×10 細胞/ml)で播種した。以上のように準備したOP9細胞を、造血系分化誘導培養におけるフィーダー細胞として用いた。
(2)iPS細胞の造血系分化培養
 成人末梢血からFicoll−Hypaque(GEヘルスケア社製)液を用いて回収した単核球に、ヒトOct3/4、ヒトSox2、ヒトKlf4及びヒトc−Mycを搭載したセンダイウイルスベクター(IDファーマ社製)を用いて遺伝子導入し、ヒトiPS細胞を作製した。ヒトiPS細胞は、マイトマイシンCによる不活化処理をしたマウス胚線維芽細胞上で、霊長類ES細胞用培地〔Primate ES Cell Medium(リプロセル社製)500mlにbFGF(和光純薬工業社製)を2.5μg(終濃度5ng/ml)添加〕中で維持した。剥離液 1mlに回収されたヒトiPS細胞を、分化用培地〔100mlあたりの組成:IMDM(Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium) 84ml、8% ウマ血清 8ml、8% ウシ胎仔血清 8ml、5×10−6M ヒドロコルチゾン 0.18μg、BMP−4 2μg(最終濃度20ng/ml)、SCF 2μg(最終濃度20ng/ml)、IL−3 2μg(最終濃度20ng/ml)、IL−6 1μg(最終濃度10ng/ml)、VEGF 2μg(最終濃度20ng/ml)、G−CSF 2μg(最終濃度20ng/ml)、Flt−3リガンド2μg(最終濃度10ng/ml)、EPO 200U(2U/ml)、TPO4μg(最終濃度40ng/ml)〕 5mlに懸濁した。得られた細胞懸濁液を、前記造血系分化誘導培養におけるフィーダー細胞上に播種した。なお、培養は、37℃、5% CO条件のインキュベーター内で行なった。また、分化用培地は、2日に1回交換した。
The obtained cells were placed in the above-mentioned culture medium for OP9 cells on a gelatin-coated 6 cm culture dish (trade name: Tissue Culture Dish, manufactured by FALCON) 1: 2 (about 1 × 10 5 cells / ml per medium). ) Sowing. The OP9 cells prepared as described above were used as feeder cells in the hematopoietic differentiation induction culture.
(2) Hematopoietic differentiation culture of iPS cells Human Oct3 / 4, human Sox2, human Klf4 and human c-Myc were added to mononuclear cells recovered from adult peripheral blood using Ficoll-Hypaque (manufactured by GE Healthcare). The gene was introduced using a Sendai virus vector (manufactured by ID Pharma Co., Ltd.) loaded with human iPS cells. Human iPS cells were obtained by injecting 2 FGF (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) into 500 ml of primate ES cell medium (Prime ES Cell Medium (manufactured by Reprocell)) on mouse embryo fibroblasts inactivated by mitomycin C. 0.5 μg (final concentration 5 ng / ml) added]. Human iPS cells collected in 1 ml of the stripping solution were differentiated into differentiation medium (100 ml composition: IMDM (Iscove's Modified Dulbecco's Medium) 84 ml, 8% horse serum 8 ml, 8% fetal bovine serum 8 ml, 5 × 10 -6M hydrocortisone 0.18 μg, BMP-4 2 μg (final concentration 20 ng / ml), SCF 2 μg (final concentration 20 ng / ml), IL-3 2 μg (final concentration 20 ng / ml), IL-6 1 μg (final concentration 10 ng / ml) ml), VEGF 2 μg (final concentration 20 ng / ml), G-CSF 2 μg (final concentration 20 ng / ml), Flt-3 ligand 2 μg (final concentration 10 ng / ml), EPO 200 U (2 U / ml), TPO 4 μg (final concentration) 40 ng / ml)] was suspended in 5 ml. The obtained cell suspension was seeded on feeder cells in the hematopoietic differentiation induction culture. The culture was performed in an incubator under conditions of 37 ° C. and 5% CO 2 . The differentiation medium was changed once every two days.
 6日間培養後、古い培地を吸引して、除去し、細胞を、リン酸緩衝化生理食塩水で洗浄した。ついで、ディッシュ上の細胞に、0.1% トリプシンEDTA/PBS(−) 1mlを添加し、該細胞を37℃で3~4分間培養した。その後、常温下でディッシュの底を軽く叩き、細胞のコロニーを剥離させた。得られた細胞群を、ヒツジ胎仔への移植に用いた。
<遺伝子の相対発現量解析>
 前述の通りに調整した造血分化細胞のRNAをサンプルとして、brachyury, Etv2, Gata2, Scl, Runx1A, 及びRunx1B遺伝子の検出を試みた。まずRNA PCR kit(TaKaRa社製)をプロトコールどおりに用いて、total RNAよりcDNAを合成した。各遺伝子検出用プライマーの配列は、Brachyuryのプライマーセットは5’−ACAAAGAGATGATGGAGGAACCCG−3’と5’−AGGATGAGGATTTGCAGGTGGACA−3’、Etv2のプライマーセットは5’−CAGAAGGCCTTCATCGCATCCA−3’と5’−GCTTGCCAGGGATGAGCTTGTA−3’、GATA2のプライマーセットは5’−AAGGACTTGGAGACTTGGTGGTC−3’と5’−GGCTATTTCAGAGAGGGAAGCCA−3’、Sclのプライマーセットは5’−ATGCCTTCCCTATGTTCACCACCA−3’と5’−TGAAGATACGCCGCACAACTTTGG−3’、Runx1aのプライマーセットは5’−CCGAGAACCTCGAAGACATC−3’と5’−GCTGTGTCTTCCTCCTGCAT−3’、Runx1bのプライマーセットは5’−CGACTCTCAACGGCACCCGA−3’と5’−ATGGCCGACATGCCGATGCC−3’とした。RT反応後のPCR増幅条件は、95℃で5分間の後、95℃を30秒間、60℃を30秒間、72℃を30秒間の組み合わせを45サイクルとした。結果を下表に示す。
After 6 days of culture, the old medium was aspirated and removed, and the cells were washed with phosphate buffered saline. Subsequently, 1 ml of 0.1% trypsin EDTA / PBS (−) was added to the cells on the dish, and the cells were cultured at 37 ° C. for 3 to 4 minutes. Thereafter, the bottom of the dish was tapped at room temperature to detach the cell colonies. The obtained cell group was used for transplantation into sheep fetuses.
<Relative expression analysis of genes>
Detection of brachyury, Etv2, Gata2, Scl, Runx1A, and Runx1B genes was attempted using the RNA of hematopoietic differentiated cells prepared as described above as a sample. First, cDNA was synthesized from total RNA using RNA PCR kit (TaKaRa) according to the protocol. The sequence of each gene detection primer is as follows. , GATA2 primer set is 5'-AAGGACTTGGAGAACTTGGGTGTC-3 'and 5'-GGCTATTTCAGAGAGGAGACCCA-3', Scl primer set is 5'-ATGCCTTCCTCATGTTCACCACCA-3 ' -CCGAG ACCTCGAAGACATC-3 'and 5'-GCTGTGTCTTCCTCCTGCAT-3', the primer set of Runx1b was '5'-ATGGCCGACATGCCGATGCC-3 with the'5'-CGACTCTCAACGGCACCCGA-3. The PCR amplification conditions after the RT reaction were 95 ° C for 5 minutes, 95 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 30 seconds, and 72 ° C for 30 seconds for 45 cycles. The results are shown in the table below.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本発明の工程1によって、ヒトiPS細胞からまず中胚葉系分化に必要なbrachyuryが発現し、それから血管・血液系分化に必要なEtv2が発現し、それから造血系に必要な遺伝子群、すなわち、Gata2, Scl, Runx1A, Runx1Bが波状に発現した。
<FACS解析>
 前述の通り分化させた細胞に対し、抗ヒトPDGFRα(中胚葉系マーカー)、CD34 (造血幹細胞マーカー)、CD43 (汎血球マーカー)、CD45(汎血球マーカー)抗体を用いてFACS解析を行なった。細胞浮遊液に抗体溶液を添加し、4℃ で20−60分間反応させた後、蛍光標識した細胞をFACS Accuri flow cytometer (Becton Dickinson, San Jose, CA)を用いて解析した。結果を図1に示す。
According to Step 1 of the present invention, brachyury necessary for mesodermal differentiation is first expressed from human iPS cells, then Etv2 required for vascular / blood differentiation is expressed, and then a gene group necessary for hematopoietic system, namely Gata2 , Scl, Runx1A, Runx1B were expressed in a wavy manner.
<FACS analysis>
FACS analysis was performed on the differentiated cells as described above using anti-human PDGFRα (mesoderm marker), CD34 (hematopoietic stem cell marker), CD43 (pan blood cell marker), CD45 (pan blood cell marker) antibody. The antibody solution was added to the cell suspension and reacted at 4 ° C. for 20-60 minutes, and then the fluorescence-labeled cells were analyzed using a FACS Accuflow cytometer (Becton Dickinson, San Jose, Calif.). The results are shown in FIG.
 観察した表面マーカーは、PDGFRα(中胚葉系マーカー)、CD34 (造血幹細胞マーカー)、CD43 (汎血球マーカー)、及びCD45 (汎血球マーカー)である。発生上、PDGFRα、CD34, CD43, そして、CD45の順に発現すると言われている。図1から明らかなように、CD34の発現は day 4から確かに見られた。しかし、CD43及びCD45の発現はほとんど見られなかった。すなわち、試験管内の培養では、造血系分化のために必要な何らかの要素が欠けているために、試験管内の培養ではiPS細胞は造血幹細胞には分化しないことがわかる(図1)。 The observed surface markers are PDGFRα (mesoderm marker), CD34 (hematopoietic stem cell marker), CD43 (pan blood cell marker), and CD45 (pan blood cell marker). It is said that PDGFRα, CD34, CD43, and CD45 are expressed in the order of development. As is clear from FIG. 1, the expression of CD34 was certainly seen from day 4. However, almost no expression of CD43 and CD45 was seen. That is, it can be seen that iPS cells do not differentiate into hematopoietic stem cells in culture in vitro because some elements necessary for hematopoietic differentiation are lacking in culture in vitro (FIG. 1).
 図2は、以上のデータを図示したものである。Brachyury, Etv2, Scl, 及びRunxが波状に発現し、また、PDGFRα及びCD34も順を追って発現する。ここまでは、造血系細胞への発生の過程を忠実に再現している。しかし、その後に汎血球マーカーであるCD43やCD45が発現していない。試験管内では複数の因子が不足していると考えられる。そこで、実施例2では、Day 6の細胞を動物胎仔の肝臓に移植した。胎仔の肝臓は本来の造血組織であり、ここには、造血系細胞に分化するために必要な因子が全て揃っていると考えられる。 Fig. 2 illustrates the above data. Brachyury, Etv2, Scl, and Runx are expressed in a wavy manner, and PDGFRα and CD34 are also expressed in order. So far, the process of development into hematopoietic cells has been faithfully reproduced. However, CD43 and CD45 which are pan blood cell markers are not expressed thereafter. Multiple factors are considered to be lacking in the test tube. Therefore, in Example 2, Day 6 cells were transplanted into the liver of an animal fetus. The fetal liver is an original hematopoietic tissue, and it is thought that all the factors necessary for differentiation into hematopoietic cells are provided here.
 実施例2:工程1(試験管内培養)に加え、工程2(動物胎仔肝臓内への移植)を加えることによって、ヒトiPS細胞から造血幹細胞への分化が誘導され、さらに肝臓から骨髄への移行「引越し」が起こることを示す。 Example 2: In addition to step 1 (in vitro culture), addition of step 2 (transplantation into animal fetal liver) induces differentiation of human iPS cells into hematopoietic stem cells, and further transition from liver to bone marrow Indicates that a “moving” will occur.
<iPS細胞の造血系分化培養と移植細胞の準備>
 前記実施例1(2)で得られた、培養6日目の造血系ヒトiPS細胞を移植細胞とした。
<Hematopoietic differentiation culture of iPS cells and preparation of transplanted cells>
Hematopoietic human iPS cells obtained in Example 1 (2) on the 6th day of culture were used as transplanted cells.
<細胞群の移植後のヒツジ胎仔の肝臓及び骨髄の解析>
 細胞群移植1ヶ月後のヒツジ胎仔の肝臓及び細胞群移植2ヶ月後のヒツジ胎仔の骨髄を採取し、抗活性化Notch抗体、ヒトCD34抗体及び抗ヒトCD45抗体を用いて染色して観察した。蛍光顕微鏡像を図3及び4に示す。
<Analysis of liver and bone marrow of sheep fetus after transplantation of cells>
Liver of sheep fetus 1 month after cell group transplantation and bone marrow of sheep fetus 2 months after cell group transplantation were collected and stained with anti-activated Notch antibody, human CD34 antibody and anti-human CD45 antibody and observed. The fluorescence microscope images are shown in FIGS.
 図4は、ヒトiPS由来細胞をヒツジ胎仔肝臓に移植して1ヶ月後に、CD45陽性細胞が認められたことを示す。細胞群は、移植前にCD45陰性であった(図4の左図)から、ヒツジ胎仔肝臓内においてCD45陽性になったことがわかる。 FIG. 4 shows that CD45 positive cells were observed one month after transplantation of human iPS-derived cells into sheep fetal liver. The cell group was CD45-negative before transplantation (left figure in FIG. 4), indicating that it became CD45-positive in the sheep fetal liver.
 造血幹細胞の維持にはNotchシグナルの活性化が必須と考えられているが、移植後2ヶ月のヒツジ胎仔肝臓で、ヒトのNotchの活性化を確認した。ヒトの活性化されたNotchだけを認識する抗体で染色すると、図3の通り、移植前は染まった細胞は検出されなかったが、移植2ヶ月後のヒツジ胎仔肝臓内では、この抗体で染色される細胞があることがわかる。すなわち、ヒツジ胎仔肝臓内で初めてヒトNotchシグナルが活性化されたことを示す。 It is thought that activation of Notch signal is essential for maintenance of hematopoietic stem cells, but activation of human Notch was confirmed in sheep fetal liver 2 months after transplantation. When stained with an antibody that recognizes only human activated Notch, as shown in FIG. 3, stained cells were not detected before transplantation, but were stained with this antibody in the sheep fetal liver two months after transplantation. You can see that there are cells. That is, it shows that the human Notch signal was activated for the first time in the sheep fetal liver.
 移植後2ヶ月のヒツジ胎仔骨髄においても、ヒトCD34陽性細胞の生着、ヒトCD45陽性細胞の生着及び活性化したヒトNotchシグナルが認められた。すなわち、ヒトの造血幹細胞は、ヒツジ胎仔肝臓から骨髄へと移動した。この時期、造血組織が肝臓から骨髄に移動するのは、哺乳類に特徴的に見られる造血発生過程であり、本工程はそれを忠実になぞっていることを示す(図3、4)。 Also in sheep fetal bone marrow 2 months after transplantation, engraftment of human CD34-positive cells, engraftment of human CD45-positive cells and activated human Notch signal were observed. That is, human hematopoietic stem cells migrated from sheep fetal liver to bone marrow. During this period, the hematopoietic tissue moves from the liver to the bone marrow is a hematopoietic development process characteristic of mammals, indicating that this process faithfully traces this (FIGS. 3 and 4).
 以上をまとめると、ヒツジ胎仔肝臓内でヒト細胞のCD45が陽転し、Notchシグナルが活性化され、さらに、それが骨髄に移動することがわかった。ヒト造血幹細胞はヒツジ体内で育つと言える。 In summary, it was found that CD45 of human cells was positively converted in the sheep fetal liver, the Notch signal was activated, and further it moved to the bone marrow. It can be said that human hematopoietic stem cells grow in sheep.
 実施例3:CD34陰性細胞を含む細胞群を移植した場合には、生後のヒツジ体内で効率よくヒト造血幹細胞ができることを示す。
<iPS細胞の造血系分化培養と移植細胞の準備>
 前記実施例1(2)で得られた、培養6日目の造血系ヒトiPS細胞を移植用細胞とした。
<臍帯中のCD34陽性細胞群の調製>
 凍結ヒト臍帯血細胞は、理研セルバンクより購入したものを用いた。Ficoll−Hypaque(GEヘルスケア)液上に重層して単核球分画を得て、磁気標識した抗ヒトCD34抗体(Miltenyi Biotech)をプロトコールどおりに反応させてCD34陽性細胞を分離回収した。得られた細胞群を、ヒツジ胎仔への移植に用い、対照とした。
<ヒツジの胎仔への細胞の移植>
 実験用ヒツジ取り扱い業者ジャパンラムから購入した妊娠ヒツジを使用した。妊娠約60日目に移植を予定し、移植の1週間~10日前に、移植時における飼育環境に慣れさせた。また、腹部超音波検査による胎仔の確認を行なった。移植6日前には、ブスルファンを母体重量換算で3 mg/kg、母体静脈内から投与した。
Example 3: It shows that human hematopoietic stem cells can be efficiently produced in the postnatal sheep when a cell group containing CD34 negative cells is transplanted.
<Hematopoietic differentiation culture of iPS cells and preparation of transplanted cells>
The hematopoietic human iPS cells obtained in Example 1 (2) on the 6th day of culture were used as cells for transplantation.
<Preparation of CD34 positive cell group in umbilical cord>
As frozen human umbilical cord blood cells, those purchased from Riken Cell Bank were used. Mononuclear cell fractions were obtained by overlaying on Ficoll-Hypaque (GE Healthcare) solution, and magnetically labeled anti-human CD34 antibody (Miltenyi Biotech) was reacted according to the protocol to separate and collect CD34 positive cells. The obtained cell group was used for transplantation into a sheep fetus and used as a control.
<Transplantation of cells into fetal sheep>
Pregnant sheep purchased from Japan Lamb, an experimental sheep handling company, was used. Transplantation was scheduled on the 60th day of pregnancy and 1 week to 10 days before transplantation, the animals were accustomed to the rearing environment at the time of transplantation. In addition, fetuses were confirmed by abdominal ultrasonography. Six days before the transplantation, busulfan was administered at 3 mg / kg in maternal weight in maternal vein.
 ヒツジ母体を、キシラジン静脈注射(0.03mg/kg体重)で麻酔した。ヒツジを、手術台上に仰向けに寝かせ、四肢を固定後、自発呼吸のもとO/空気/セボフルレンで全身麻酔下に手術を行なった。手術は、清潔操作で行なった。下腹部正中切開で開腹後、子宮を腹腔内に翻転させた。移植用細胞の注入場所は、胎仔の肝実質内とした。 Sheep mothers were anesthetized by intravenous xylazine injection (0.03 mg / kg body weight). The sheep was laid on its back on the operating table, the limbs were fixed, and the operation was performed under general anesthesia with O 2 / air / sevoflurane under spontaneous breathing. The operation was performed with a clean operation. After laparotomy with the lower abdominal midline incision, the uterus was turned into the abdominal cavity. The transplanted cells were injected into the fetal liver parenchyma.
 細胞移植法は、I)子宮切開法、II)超音波ガイド法の二通りとした。子宮切開法の場合、ヒツジの子宮筋層を切開し、温存したまま露出させた卵膜内にヒツジ胎仔を追い込み、透明な卵膜を通して直視下に胎仔腹腔内に23G針で、移植用細胞(1×10~1×10細胞)を穿刺注入し、子宮筋層、腹膜筋層、皮膚を層々に縫合閉腹した。また、超音波ガイド法の場合、子宮を切開せず、子宮壁上から超音波ガイド下、ヒツジ胎仔肝実質内に23GPTC針で、細胞(1×10~1×10細胞)を穿刺注入し、腹膜筋層、皮膚を層々に縫合閉腹した。手術終了後、抗生物質(マイシリン・ゾル)を筋肉内注射した。ついで、抜管し、ヒツジの麻酔覚醒を確認した。
<サンプルの取得>
 ヒトiPS細胞由来の細胞群を移植したヒツジから、出生後よりおよそ2週間に1回のペースで末梢血と骨髄を採取した。対照として、臍帯中の細胞群を移植したヒツジから、出生後よりおよそ2週間に1回のペースで末梢血と骨髄を採取した。採取した試料を、無菌コニカルチューブに入れて、室温で振とう保管し、一日以内に凍結保存した。
<ヒト造血比率の算出方法>
 供試体からの造血系前駆細胞のコロニー培養には、前述のヒト細胞用メチルセルロース培地MethoCultTMGFを使用した。採取および分離した骨髄細胞を35mm培養ディッシュ(Cat No.1008, FALCON)中で1mlメチルセルロース培地中に5−10x10の濃度で培養した(37℃、5%CO in air)。10−14日後、ディッシュ上の骨髄球・マクロファージコロニー(CFU−GM)、赤芽球コロニー(CFU−E)及び混合コロニー(CFU−Mix)の形成を観察した。個々のコロニーは96ウェルプレート中の50μlの蒸留水(ニッポンジーン社製)中に移し、99.0℃で5分間処理した後に55.0℃で1時間20μg/ml Proteinase K(タカラ社製)で除蛋白し、DNAを溶出した。それぞれのサンプルの5μlをPCR分析に用いた。96ウェルプレートのそれぞれのウェルについて、250ngのDNAをテンプレートとして用い、ヒトに特異的な ND5遺伝子配列(ヒツジND5は検出できない)をターゲットとしてnested PCRを行った。ND5配列に対する外側のプライマーセットは5’−ACTGAGCCACAACCCAAACA−3’と5’−CTGCTCGGGCGTATCATCAA−3’、そして内側のプライマーセットは5’−TTCATCCCTGTAGCATTGTTCG−3’と5’−GTTGGAATAGGTTGTTAGCGGTA−3’である。PCR反応には、MasterCycler(エッペンドルフ)を用い、各PCRサイクルは変性、アニーリングおよび伸長の3ステップからなり、外側のPCR増幅条件は、95℃を30秒間、60℃を30秒間、72℃を30秒間の組み合わせを25サイクルとした。内側のPCR増幅条件は、95℃を30秒間、58℃を30秒間、72℃の組み合わせを30サイクルとした。反応液はTakara Taq DNA ポリメラーゼ(RR001B, タカラ)のTaq入りのバッファーにDNAとプライマーをプロトコールどおりに混合して作製した。陰性コントロールには反応液の作製に用いた蒸留水(ニッポンジーン社製)、コロニー分析で使用したメチルセルロースおよび通常のヒツジの血液サンプルDNA、そして陽性コントロールにはヒトDNAを用いた。増幅された生成物(135bp)はLoading Buffer(Wako社製)と10:1で混合し、エチジウムブロマイド(15585−011, GIBCO社製)を加えた2%アガロースゲルで電気泳動した。分子量マーカーには100b Plus DNA Ladder(Invtrogen社製)を使用した。電気泳動後のゲルは、紫外線照射下で可視化した。個体のキメラ率の算出は、β−actinの検出されたウェル数に対するヒトND5の検出されたウェル数の比によって算出した。
<結果>
 各条件における移植した細胞の総数、CD34陽性細胞数、CD34陰性細胞数、CD34陰性細胞の割合、ヒト造血比率、及びヒト造血比率1%を得るのに必要なCD34陽性細胞数(CD34陽性細胞数÷ヒト造血比率)を調べた。結果を下表に示す。
Cell transplantation was performed in two ways: I) hysterectomy and II) ultrasonic guide. In the case of hysterotomy, the myometrium of the sheep is incised, the sheep fetus is driven into the egg membrane exposed while being preserved, and the cells for transplantation (with a 23G needle in the abdominal cavity of the fetus under direct vision through the transparent egg membrane) 1 × 10 6 to 1 × 10 8 cells) were injected by puncture, and the myometrium, peritoneal muscle layer and skin were sutured and closed in layers. In the case of the ultrasonic guide method, cells (1 × 10 6 to 1 × 10 8 cells) are punctured and injected with a 23 GPTC needle into the fetal liver parenchyma under ultrasound guidance from the uterine wall without incising the uterus. Then, the peritoneal muscle layer and the skin were closed in layers. After the operation, antibiotics (mycillin sol) were injected intramuscularly. Subsequently, the tube was extubated, and anesthesia awakening of the sheep was confirmed.
<Acquisition of sample>
Peripheral blood and bone marrow were collected from a sheep transplanted with human iPS cell-derived cell groups at a rate of about once every two weeks after birth. As a control, peripheral blood and bone marrow were collected from a sheep transplanted with cells in the umbilical cord at a rate of about once every two weeks after birth. The collected sample was put in a sterile conical tube, stored at room temperature with shaking, and stored frozen within one day.
<Calculation method of human hematopoietic ratio>
For colony culture of hematopoietic progenitor cells from the specimen, the above-described methylcellulose medium for human cells, MethoCult GF +, was used. The harvested and separated bone marrow cells were cultured at a concentration of 5-10 × 10 4 in 1 ml methylcellulose medium (37 ° C., 5% CO 2 in air) in a 35 mm culture dish (Cat No. 1008, FALCON). After 10-14 days, formation of myeloid / macrophage colonies (CFU-GM), erythroid colonies (CFU-E) and mixed colonies (CFU-Mix) on the dish was observed. Individual colonies were transferred into 50 μl of distilled water (manufactured by Nippon Gene) in a 96-well plate, treated at 99.0 ° C. for 5 minutes, and then 20 μg / ml Proteinase K (manufactured by Takara) at 55.0 ° C. for 1 hour. Protein was deproteinized and DNA was eluted. 5 μl of each sample was used for PCR analysis. For each well of a 96-well plate, nested PCR was performed using 250 ng of DNA as a template and targeting a human-specific ND5 gene sequence (sheep ND5 cannot be detected). The outer primer set for the ND5 sequence is 5'-ACTGAGCCCCAACCCAAACA-3 'and 5'-CTGCTCGGGCGTATCATCAA-3', and the inner primer set is 5'-TTCATCCCTGTAGCATTTGTCG-3 'and 5'-GTTGGAATAGGTTGTTAGTAG. For the PCR reaction, MasterCycler (Eppendorf) was used, and each PCR cycle was composed of three steps of denaturation, annealing and extension, and the outer PCR amplification conditions were 95 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 30 seconds and 72 ° C. for 30 seconds. The combination of seconds was 25 cycles. The inner PCR amplification conditions were 95 ° C. for 30 seconds, 58 ° C. for 30 seconds, and 72 ° C. for 30 cycles. The reaction solution was prepared by mixing DNA and primers in a buffer containing Taq of Takara Taq DNA Polymerase (RR001B, Takara) according to the protocol. Distilled water (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.) used for preparing the reaction solution, methylcellulose and normal sheep blood sample DNA used in the colony analysis were used for the negative control, and human DNA was used for the positive control. The amplified product (135 bp) was mixed with Loading Buffer (manufactured by Wako) at 10: 1 and electrophoresed on a 2% agarose gel to which ethidium bromide (15585-011, manufactured by GIBCO) was added. As the molecular weight marker, 100b Plus DNA Ladder (manufactured by Invitrogen) was used. The gel after electrophoresis was visualized under ultraviolet irradiation. The chimera rate of the individual was calculated by the ratio of the number of wells in which human ND5 was detected to the number of wells in which β-actin was detected.
<Result>
The total number of transplanted cells under each condition, the number of CD34 positive cells, the number of CD34 negative cells, the ratio of CD34 negative cells, the human hematopoietic ratio, and the number of CD34 positive cells necessary to obtain a human hematopoietic ratio of 1% (number of CD34 positive cells) ÷ Human hematopoiesis ratio) was examined. The results are shown in the table below.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
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Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 ヒトiPS由来細胞は7頭のヒツジ胎仔に移植した。その結果、4頭が生まれ、そのヒト造血キメラ率は、2.3~6.3%だった。一方、陽性コントロールとして、ヒト臍帯血CD34細胞を6頭のヒツジ胎仔に移植したが、生後のヒト造血キメラ率は1.1~2.3%だった。ヒトiPS細胞の方が、臍帯血に存在する本来の造血幹細胞より高いキメラ率が得られた。しかし、移植した細胞数をたとえばCD34陽性細胞数で見ると、両グループ間で異なるので、このキメラ率を単純に比較することはできない。両者を定量比較するために、ヒト造血比率1%を達成するために必要なCD34細胞数を算出したところ、ヒトiPS細胞は臍帯血と比べて、ほぼ同等の造血再構築能をもつことが分かった。 Human iPS-derived cells were transplanted into 7 sheep fetuses. As a result, 4 were born, and the human hematopoietic chimera rate was 2.3 to 6.3%. On the other hand, human umbilical cord blood CD34 cells were transplanted into 6 sheep fetuses as a positive control, and the human hematopoietic chimera rate after birth was 1.1 to 2.3%. A higher chimera rate was obtained with human iPS cells than with the original hematopoietic stem cells present in cord blood. However, when the number of transplanted cells is viewed as, for example, the number of CD34 positive cells, this chimera rate cannot be simply compared because it differs between the two groups. In order to quantitatively compare the two, the number of CD34 cells required to achieve a human hematopoietic ratio of 1% was calculated, and it was found that human iPS cells had almost the same hematopoietic remodeling ability as compared with cord blood. It was.
 以上のように、多能性幹細胞を、血液系細胞への分化誘導に適した条件のもと培養して得られたCD34陰性細胞を含む細胞群をヒツジ胎仔に移植することにより、より少量のCD34陽性細胞数を用いて、より多くのヒト造血系細胞が得られることがわかった。 As described above, by transplanting a group of cells containing CD34-negative cells obtained by culturing pluripotent stem cells under conditions suitable for induction of differentiation into blood cells, a smaller amount can be obtained. It was found that more human hematopoietic cells can be obtained using the number of CD34 positive cells.
 この結果から、多能性幹細胞を、血液系細胞への分化誘導に適した条件のもと培養して得られた細胞群には、造血幹細胞よりも分化段階が未成熟の血液系細胞や、造血幹細胞への分化を誘導する細胞が含まれていると考えられる。 From this result, the cell group obtained by culturing pluripotent stem cells under conditions suitable for induction of differentiation into blood cells, blood cells that have an immature differentiation stage than hematopoietic stem cells, It is considered that cells that induce differentiation into hematopoietic stem cells are included.
 多能性幹細胞を、血液系細胞への分化誘導に適した条件のもと培養して得られた細胞群を移植したヒツジには、移植16ヶ月後もヒト造血細胞が検出された。
 以下のポイントにより、ヒト臍帯血幹細胞という本来の造血幹細胞に匹敵する、きわめて高い効率でヒツジ体内におけるヒト造血が再現できると考えられる。
(1)培養法
 Brachyury、Etv2、Scl、 Runxが波状に発現しながら、PDGFRα、CD34も順を追って発現するような培養法を工夫し、汎血球マーカーのCD43、CD45が出現すべきポイントより前となる、培養6日目に移植した。培養12日目よりも後のような、汎血球マーカーのCD43、CD45が出現すべきポイントから遅れると、造血分化のタイミングを逸すると思われる。培養17日目で移植した例があったが(Blood.2006 Mar 1;107(5):2180−2183.doi:10.1182/blood−2005−05−1922)、これでは移植するタイミングが遅いと考えられる。
(2)移植細胞
 CD34陰性分画を含む細胞を移植した。従来、ヒト造血幹細胞はCD34陽性分画にあると考えられており、実際、臨床でもCD34陽性細胞移植が行われている。しかし、マウスでも同様に、CD34陰性分画に造血幹細胞が存在する。このことは次の実施例で証明する。
(3)胎仔の前処理
 前処置としてブスルファンを投与した上でヒトiPS由来細胞を移植したことも理由の一つである。
(4)移植部位
 胎仔の肝臓内、すなわち造血組織の中に細胞を移植したことである。
Human hematopoietic cells were detected 16 months after transplantation in sheep transplanted with a group of cells obtained by culturing pluripotent stem cells under conditions suitable for induction of differentiation into blood cells.
From the following points, it is considered that human hematopoiesis in sheep can be reproduced with extremely high efficiency comparable to the original hematopoietic stem cells called human umbilical cord blood stem cells.
(1) Cultivation method Brachyury, Etv2, Scl, and Runx are expressed in a wavy manner, while PDGFRα and CD34 are also expressed in order, and before the point where the panblood cell markers CD43 and CD45 should appear. It was transplanted on the 6th day of culture. It seems that the timing of hematopoietic differentiation is missed if it lags behind the point at which the panblood cell markers CD43 and CD45 should appear, such as after 12 days of culture. Although there was an example of transplantation on the 17th day of culture (Blood.2006 Mar 1; 107 (5): 2180-2183.doi: 10.1182 / blood-2005-05-1922), the timing of transplantation was late. it is conceivable that.
(2) Transplanted cells Cells containing a CD34 negative fraction were transplanted. Conventionally, human hematopoietic stem cells are considered to be in a CD34-positive fraction, and in fact, CD34-positive cell transplantation is also performed clinically. However, in the mouse as well, hematopoietic stem cells are present in the CD34 negative fraction. This is demonstrated in the following example.
(3) Pretreatment of fetus One of the reasons is that human iPS-derived cells were transplanted after busulfan was administered as a pretreatment.
(4) Transplantation site Transplantation of cells into the fetal liver, that is, into the hematopoietic tissue.
 実施例4:ヒトiPS細胞由来のCD34陰性細胞のみの移植実施例
 従来、マウスの造血幹細胞はCD34陰性と言われ、一方、ヒトの造血幹細胞はCD34陽性と言われていた。本実施例では、ヒトにおいてもCD34陰性分画にも造血幹細胞は存在することを示す。
<ヒツジの胎仔への細胞の移植及びヒツジからの試料採取>
<実施例1の<iPS細胞の造血系分化培養>で得られた細胞群中のCD34陽性細胞の除去>
 細胞分離用磁気ビーズ試薬及び精製カラム(CD34に対する磁気ビーズ結合モノクローナル抗体(ミルテニーバイオテク社製)と純化カラム(ミルテニーバイオテク社製)を用いて、実施例3の<iPS細胞の造血系分化培養>で得られた細胞群から細胞表面CD34発現細胞を除去した。
Example 4: Example of transplantation of only human iPS cell-derived CD34 negative cells Conventionally, mouse hematopoietic stem cells were said to be CD34 negative, whereas human hematopoietic stem cells were said to be CD34 positive. This example shows that hematopoietic stem cells are present in both human and CD34 negative fractions.
<Transplantation of cells into the fetus of a sheep and sampling from the sheep>
<Removal of CD34-positive cells in the cell group obtained in <Hematopoietic differentiation culture of iPS cells> in Example 1>
Example 3 <Hematopoietic differentiation culture of iPS cells in Example 3 using a magnetic bead reagent for cell separation and a purification column (a magnetic bead-binding monoclonal antibody against CD34 (Miltenyi Biotech) and a purification column (Miltenyi Biotech)) > The cell surface CD34-expressing cells were removed from the cell group obtained in>.
 これにより得られた細胞群をFACSで解析した。結果を図5の左図に示す。FACS上、細胞群中のCD34陽性細胞は0.0%であった。このことから、得られた細胞群にはCD34陰性細胞のみが含まれていたことがわかる。 The cell group obtained by this was analyzed by FACS. The results are shown in the left figure of FIG. On FACS, CD34 positive cells in the cell group was 0.0%. This shows that the obtained cell group contained only CD34 negative cells.
 このCD34陰性細胞のみが含まれている細胞群を、実施例3と同様に、ヒツジの胎仔に移植し、実施例3と同様にヒト造血比率を解析した。移植した細胞の総数、CD34陽性細胞数、CD34陰性細胞数、ヒト造血比率、及びヒト造血比率1%を得るのに必要なCD34陽性細胞数を下表に示す。 The cell group containing only CD34-negative cells was transplanted into sheep fetuses in the same manner as in Example 3, and the human hematopoietic ratio was analyzed in the same manner as in Example 3. The following table shows the total number of transplanted cells, the number of CD34 positive cells, the number of CD34 negative cells, the human hematopoietic ratio, and the number of CD34 positive cells necessary to obtain a human hematopoietic ratio of 1%.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 この結果から、多能性幹細胞を、血液系細胞への分化誘導に適した条件のもと培養して得られた細胞群には、造血系細胞よりも分化段階が未成熟の細胞が含まれていると考えられる。 From this result, the cell group obtained by culturing pluripotent stem cells under conditions suitable for inducing differentiation into blood cells includes cells that are immaturely differentiated more than hematopoietic cells. It is thought that.
 多能性幹細胞を、血液系細胞への分化誘導に適した条件のもと培養して得られた細胞群中の細胞のうち、CD34陰性細胞群のみを含む細胞群を移植したヒツジには、移植3ヶ月後にヒト造血細胞が検出された。このことは、CD34陰性分画に造血幹細胞が存在することを意味する。 Among the cells in the cell group obtained by culturing pluripotent stem cells under conditions suitable for inducing differentiation into blood cells, a sheep transplanted with a cell group containing only the CD34 negative cell group, Human hematopoietic cells were detected 3 months after transplantation. This means that hematopoietic stem cells are present in the CD34 negative fraction.
 実施例5:臍帯血由来の細胞群を移植したヒツジへのリンパ球の輸注
 本実施例では、リンパ球をヒツジに移植した場合に、ヒツジ体内のヒト造血が亢進することを示す。
<臍帯中のリンパ球の調製>
 臍帯血幹細胞を移植する際、通常リンパ球は不要成分として取り除くが、本実施例ではそのリンパ球を捨てずに用いた。具体的には、ヒト臍帯血からCD34陽性細胞を分離したあと、残りの細胞を凍結保存した。CD34陽性細胞を移植したヒツジが出生した後、凍結保存した細胞を融解し、CD3/28磁気ビーズ(Dynal)を添加したリンパ球培養培地(ヒト組換えIL−2を30U/ml添加したRPMI−1640(インビトロジェン社製))で14日間培養後、得られた細胞群を生後のヒツジへの注入に用いた。注入に用いたリンパ球には、NK細胞、γδT細胞及びNKT細胞が含まれている。
<臍帯血由来の細胞群を移植したヒツジへのヒトリンパ球の輸注効果>
 臍帯由来の細胞群を移植したヒツジが出生後、4.8×10/kg又は10.2×10/kgのヒトリンパ球を静脈内投与した。そして、このヒツジから2週間に1回のペースで末梢血と骨髄を採取した。採取した試料について、ヒト造血比率(ヒトCFU率(%))を調べた。結果を図6及び表5に示す。
Example 5: Infusion of lymphocytes into sheep transplanted with cord blood-derived cells This example demonstrates that human hematopoiesis in sheep is enhanced when lymphocytes are transplanted into sheep.
<Preparation of lymphocytes in umbilical cord>
When transplanting umbilical cord blood stem cells, lymphocytes are usually removed as unnecessary components, but in the present example, the lymphocytes were used without being discarded. Specifically, after separating CD34 positive cells from human umbilical cord blood, the remaining cells were cryopreserved. After the birth of a sheep transplanted with CD34 positive cells, the cryopreserved cells were thawed and lymphocyte culture medium supplemented with CD3 / 28 magnetic beads (Dynal) (RPMI-supplemented with 30 U / ml human recombinant IL-2) was added. 1640 (manufactured by Invitrogen)) for 14 days, the obtained cell group was used for injection into a sheep after birth. The lymphocytes used for injection include NK cells, γδT cells, and NKT cells.
<Infusion effect of human lymphocytes on sheep transplanted with cord blood-derived cells>
After the sheep transplanted with umbilical cord-derived cells were born, 4.8 × 10 7 / kg or 10.2 × 10 7 / kg of human lymphocytes were intravenously administered. Then, peripheral blood and bone marrow were collected from this sheep at a rate of once every two weeks. The collected samples were examined for human hematopoiesis ratio (human CFU rate (%)). The results are shown in FIG.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
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 投与から8週間後にヒト造血比率が上昇した。ヒト造血比率が上昇するのにヒトリンパ球の投与から8週間もの期間がかかったことなどから、リンパ球が免疫学的機序等に影響を及ぼした結果、ヒト造血幹細胞が増大したものと考えられた。 The human hematopoietic ratio increased 8 weeks after administration. It is considered that human hematopoietic stem cells increased as a result of lymphocytes affecting the immunological mechanism, etc., because it took 8 weeks from the administration of human lymphocytes to increase the human hematopoietic ratio. It was.
 実施例6:ヒトiPS細胞由来細胞群を移植したヒツジへのリンパ球の輸注
 本実施例では、実施例3で得られたヒトiPS細胞由来細胞群を移植したヒツジに対してリンパ球を輸注すると、ヒツジ体内のヒト造血が亢進することを示す。
<ヒトリンパ球の調製>
 ヒトiPS細胞由来細胞を移植したヒツジが出生した後、iPS細胞が由来した同一人物からの末梢血単核球を、CD3/28磁気ビーズ(Dynal)を添加したリンパ球培養培地(ヒト組換えIL−2を30U/ml添加したRPMI−1640[インビトロジェン社製])で14日間培養後、得られた細胞群を生後のヒツジへの注入に用いた。注入に用いたリンパ球には、NK細胞、γδT細胞及びNKT細胞が含まれる。
<ヒトiPS細胞由来細胞群を移植したヒツジへのヒトリンパ球の輸注効果>
 ヒトiPS細胞由来細胞群を移植したヒツジが出生後、9.3×10/kgのヒトリンパ球を静脈内投与した。そして、ヒトリンパ球の注入8週間後に、このヒツジから骨髄を採取した。採取した試料について、ヒト造血比率(ヒトCFU率[%])を調べた。結果を表6に示す。実施例5と同様に、ヒト造血比率が上昇した。
Example 6: Infusion of lymphocytes into sheep transplanted with human iPS cell-derived cell groups In this example, lymphocytes were infused into sheep transplanted with human iPS cell-derived cell groups obtained in Example 3. , Indicating that human hematopoiesis in sheep is enhanced.
<Preparation of human lymphocytes>
After the sheep transplanted with human iPS cell-derived cells were born, peripheral blood mononuclear cells from the same person from which the iPS cells were derived were added to lymphocyte culture medium (human recombinant IL) supplemented with CD3 / 28 magnetic beads (Dynal). -MI was added with RPMI-1640 (manufactured by Invitrogen) to which 30 U / ml-2 was added for 14 days, and the obtained cell group was used for injection into sheep after birth. The lymphocytes used for the injection include NK cells, γδT cells and NKT cells.
<Infusion effect of human lymphocytes into sheep transplanted with human iPS cell-derived cells>
After the sheep transplanted with human iPS cell-derived cells were born, 9.3 × 10 7 / kg human lymphocytes were intravenously administered. Bone marrow was collected from this sheep 8 weeks after human lymphocyte injection. The collected samples were examined for human hematopoiesis ratio (human CFU rate [%]). The results are shown in Table 6. Similar to Example 5, the ratio of human hematopoiesis increased.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
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Claims (23)

  1.  霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で培養する、CD34陰性細胞が含まれる細胞群を得る第一工程と、
     前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する第二工程と、
     前記胎仔が出生に至って得られた仔動物を育成させて得た動物の体内から前記霊長類動物の造血系細胞を得る第三工程と、
    を有する、霊長類動物の造血系細胞の作製方法。
    Culturing a cell group of pluripotent stem cells of a primate animal under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells, to obtain a cell group containing CD34 negative cells;
    A second step of transplanting at least a part of the cell group obtained in the first step into a fetus of an animal different from the primate,
    A third step of obtaining hematopoietic cells of the primate animal from the body of the animal obtained by raising a puppy obtained by birth of the fetus;
    A method for producing a hematopoietic cell of a primate animal, comprising:
  2.  前記第一工程において、霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で2~12日間培養する、請求項1に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 The primate hematopoietic system according to claim 1, wherein in the first step, the primate pluripotent stem cell group is cultured for 2 to 12 days under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells. Cell production method.
  3.  前記第一工程において、霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件でBrachyury、PDGFRα、Etv2、又は、Sclの遺伝子又はタンパク質を発現する細胞が出現するまで培養する、請求項1又は2に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 In the first step, a cell that expresses Brachyury, PDGFRα, Etv2, or Scl gene or protein appears under conditions suitable for inducing differentiation into hematopoietic cells from a group of primate pluripotent stem cells. The method for producing hematopoietic cells of primate animals according to claim 1 or 2, wherein the cells are cultured until they are cultured.
  4.  前記第一工程の前に多能性幹細胞に対して遺伝子改変処理する工程を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 The method for producing hematopoietic cells of a primate animal according to any one of claims 1 to 3, further comprising a step of genetically modifying pluripotent stem cells before the first step.
  5.  前記霊長類動物とは異なる動物が、ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ又は、ヤギから選択される、請求項1~4のいずれか1項に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 The method for producing hematopoietic cells of a primate animal according to any one of claims 1 to 4, wherein the animal different from the primate animal is selected from cattle, pigs, horses, sheep or goats.
  6.  前記第二工程において、前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔の造血発生器官に移植する、請求項1~5のいずれか1項に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 6. The method according to claim 1, wherein in the second step, at least a part of the cell group obtained in the first step is transplanted into a hematopoietic organ of an embryo different from the primate animal. Of producing hematopoietic cells of primate animals.
  7.  前記霊長類動物がヒトである、請求項1~6のいずれか1項に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 The method for producing hematopoietic cells of a primate animal according to any one of claims 1 to 6, wherein the primate animal is a human.
  8.  前記多能性幹細胞がiPS細胞である、請求項1~7のいずれか1項に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 The method for producing hematopoietic cells of primate animals according to any one of claims 1 to 7, wherein the pluripotent stem cells are iPS cells.
  9.  前記胎仔が出生に至って得られた仔動物に対して、前記キメラ非ヒト動物とは異種の動物のリンパ球を投与する、請求項1~8のいずれか1項に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 The hematopoiesis of a primate animal according to any one of claims 1 to 8, wherein lymphocytes of an animal different from the chimeric non-human animal are administered to a puppy obtained by birth of the fetus. A method for producing a cell line.
  10.  前記第二工程の前に、前記胎仔の内因性の造血系細胞の増殖を抑制する工程をさらに含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 The method for producing hematopoietic cells of a primate animal according to any one of claims 1 to 9, further comprising a step of suppressing the growth of endogenous hematopoietic cells of the fetus before the second step. .
  11.  前記胎仔の内因性の造血細胞の増殖を抑制する工程において、化学療法剤若しくは免疫抑制剤を前記胎仔に投与する、または、放射線を前記胎仔に照射する、請求項10に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 The primate animal according to claim 10, wherein in the step of suppressing the growth of endogenous hematopoietic cells in the fetus, a chemotherapeutic agent or an immunosuppressive agent is administered to the fetus, or radiation is irradiated to the fetus. A method for producing hematopoietic cells.
  12.  前記胎仔の内因性の造血細胞の増殖を抑制する工程において、ブスルファンを前記胎仔に投与する、請求項11に記載の霊長類動物の造血系細胞の作製方法。 The method for producing hematopoietic cells of a primate animal according to claim 11, wherein busulfan is administered to the fetus in the step of suppressing the growth of endogenous hematopoietic cells in the fetus.
  13.  霊長類動物の多能性幹細胞の細胞群を、造血系細胞への分化誘導に適した条件で培養する、CD34陰性細胞が含まれる細胞群を得る第一工程と、
     前記第一工程で得た細胞群の少なくとも一部を前記霊長類動物とは異なる動物の胎仔に移植する第二工程と、
     前記胎仔が出生に至って得られた仔動物を育成させて前記霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ動物を得る第三工程と、
    を有する、霊長類動物の造血系細胞を生産するキメラ非ヒト動物の作製方法。
    Culturing a cell group of pluripotent stem cells of a primate animal under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells, to obtain a cell group containing CD34 negative cells;
    A second step of transplanting at least a part of the cell group obtained in the first step into a fetus of an animal different from the primate,
    A third step of obtaining a chimeric animal for producing a hematopoietic cell of the primate by nurturing a pup obtained from the birth of the fetus;
    A method for producing a chimeric non-human animal that produces hematopoietic cells of a primate animal.
  14.  前記第一工程において、造血系細胞への分化誘導に適した条件で2~12日間培養する、請求項13に記載のキメラ非ヒト動物の作製方法。 The method for producing a chimeric non-human animal according to claim 13, wherein in the first step, the cells are cultured for 2 to 12 days under conditions suitable for induction of differentiation into hematopoietic cells.
  15.  前記第一工程の前に多能性幹細胞に対して遺伝子改変処理する工程を有する、請求項13又は14に記載のキメラ非ヒト動物の作製方法。 The method for producing a chimeric non-human animal according to claim 13 or 14, further comprising a step of genetically modifying pluripotent stem cells before the first step.
  16.  霊長類動物の血液系細胞を生産する、前記霊長類動物とは異種の体細胞を有する、キメラ非ヒト動物。 A chimeric non-human animal that produces blood cells of a primate animal and has somatic cells different from the primate animal.
  17.  請求項13~15のいずれか1項に記載の方法により作製された、請求項16に記載のキメラ非ヒト動物。 The chimeric non-human animal according to claim 16, produced by the method according to any one of claims 13 to 15.
  18.  請求項16又は17に記載のキメラ非ヒト動物から得られた造血系細胞。 A hematopoietic cell obtained from the chimeric non-human animal according to claim 16 or 17.
  19.  霊長類動物由来の造血系細胞を有するキメラ非ヒト動物に対して、前記キメラ非ヒト動物とは異種の動物のリンパ球を投与する工程を有する、キメラ非ヒト動物の体内の造血系細胞について前記霊長類動物由来の造血系細胞の比率を高める方法。 About the hematopoietic cells in the body of the chimeric non-human animal, comprising the step of administering lymphocytes of an animal different from the chimeric non-human animal to the chimeric non-human animal having hematopoietic cells derived from a primate animal A method for increasing the ratio of hematopoietic cells derived from primates.
  20.  前記リンパ球が、MHC非拘束性リンパ球である、請求項19に記載の方法。 The method according to claim 19, wherein the lymphocytes are MHC non-restricted lymphocytes.
  21.  前記リンパ球が、NK細胞、γδT細胞、又はNKT細胞である、請求項20に記載の方法。 The method according to claim 20, wherein the lymphocyte is an NK cell, a γδT cell, or an NKT cell.
  22.  前記キメラ非ヒト動物は、ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ又はヤギに対してヒト、類人猿又はサル由来の造血幹細胞を移植して得たものである、請求項19~21のいずれか1項に記載の方法。 The chimeric non-human animal according to any one of claims 19 to 21, wherein the chimeric non-human animal is obtained by transplanting a hematopoietic stem cell derived from a human, an ape or a monkey to a cow, pig, horse, sheep or goat. the method of.
  23.  請求項19~22のいずれか1項に記載の方法に対し、前記キメラ動物から造血系細胞を得る工程をさらに有する、造血系細胞の作製方法。 23. A method of producing hematopoietic cells, further comprising a step of obtaining hematopoietic cells from the chimeric animal, compared to the method according to any one of claims 19 to 22.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108939092A (en) * 2017-05-19 2018-12-07 四川大学 Purposes of the muscle cell ETV2 gene expression promotor in the drug of preparation treatment acro-ischemia disease
CN109156424A (en) * 2018-08-15 2019-01-08 湖南农业大学 It is a kind of feed the exceeded feeding ramie of cadmium black goat body in cadmium test method
WO2019098362A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-23 国立大学法人筑波大学 Non-human animal and method for producing same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1842590A (en) * 2003-08-25 2006-10-04 田边制药株式会社 Method of differentiation from embryo-stem cell of primate to hematogenous cell
US8546141B2 (en) * 2008-04-01 2013-10-01 The University Of Tokyo Method for preparation of platelet from iPS cell

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAGAO, YOSHIKAZU ET AL.: "Improved Efficacy and Safety of In Utero Cell Transplantation in Sheep Using an Ultrasound-Guided Method", CLONING AND STEM CELLS, vol. 11, no. 2, 2009, pages 281 - 285, XP055372637 *
NORIMASA IHARA ET AL.: "Shikyunai Zoketsu Kansaibo Ishokugo no Donor Lymph-kyu Yuchu de 100% Chimera to Naru Mechanism no Kento", ACTA OBSTETRICA ET GYNAECOLOGIA JAPONICA, vol. 61, no. 2, 2009, pages 664, ISSN: 0300 9165 *
SASAKI, KYOKO ET AL.: "Primate Embryonic Stem Cells Differentiated In Vitro Engraft and Constitute Long-Term Hematopoiesis after Injection into Fetal Sheep", BLOOD, vol. 102, no. 11, 2003, pages 341a, XP002904155 *
TOMOYUKI ABE ET AL.: "Hitsuji Shikyunai Ishoku -kei ni Okeru Hito Zoketsu Saibo no Seichaku· Zofuku Gijutsu no Kaihatsu", JAPANESE ASSOCIATION FOR LABORATORY ANIMAL SCIENCE SOKAI KOEN YOSHISHU, vol. 61, 2014, pages 153 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108939092A (en) * 2017-05-19 2018-12-07 四川大学 Purposes of the muscle cell ETV2 gene expression promotor in the drug of preparation treatment acro-ischemia disease
CN108939092B (en) * 2017-05-19 2021-12-17 四川大学 Application of muscle cell ETV2 gene expression promoter in preparation of medicine for treating limb ischemic diseases
WO2019098362A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-23 国立大学法人筑波大学 Non-human animal and method for producing same
JPWO2019098362A1 (en) * 2017-11-17 2021-01-14 国立大学法人 筑波大学 Non-human animals and their manufacturing methods
JP7136474B2 (en) 2017-11-17 2022-09-13 国立大学法人 筑波大学 Non-human animal and its manufacturing method
CN109156424A (en) * 2018-08-15 2019-01-08 湖南农业大学 It is a kind of feed the exceeded feeding ramie of cadmium black goat body in cadmium test method
CN109156424B (en) * 2018-08-15 2022-01-21 湖南农业大学 Method for testing cadmium in black goat fed with ramie exceeding cadmium standard

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