WO2017073740A1 - 膵内分泌細胞の製造方法、及び分化転換剤 - Google Patents

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康司 岡▲崎▼
泉 菅原
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing pancreatic endocrine cells that produce pancreatic endocrine cells from somatic cells, and a transdifferentiation agent that transdifferentiates somatic cells into pancreatic endocrine cells.
  • Pancreatic endocrine cells are expected to be used as a material for regenerative medicine of diabetes and as a material used for screening of antidiabetic drugs. From the viewpoint of the regenerative medicine, for example, it is expected to administer ⁇ cells that are one of pancreatic endocrine cells and produce insulin, to patients with type I diabetes who are deficient in insulin. Therefore, development of a method for preparing pancreatic endocrine cells in large quantities in vitro is strongly demanded.
  • embryonic stem cells embryonic stem cells, hereinafter sometimes referred to as “ES cells” or induced pluripotent stem cells (hereinafter sometimes referred to as “iPS cells”).
  • ES cells embryonic stem cells
  • iPS cells induced pluripotent stem cells
  • pancreatic endocrine cells that is simple, easy to reproduce, excellent in production efficiency, and can be produced in a short period of time.
  • GLIS1 GLIS family zinc finger 1
  • iPS cells see, for example, Patent Document 1
  • GLIS1 GLIS family zinc finger 1
  • the present invention provides a method for producing pancreatic endocrine cells that is simple and easy to reproduce, has excellent production efficiency, and can be produced in a short period of time, and a transdifferentiation agent that transdifferentiates somatic cells into pancreatic endocrine cells.
  • the purpose is to provide.
  • Means for solving the problems are as follows. That is, ⁇ 1> A method for producing pancreatic endocrine cells, comprising an introduction step of introducing any of the following genes (A) to (D) or a gene product thereof into a somatic cell. (A) a mutant GLIS1 gene or its gene product having a sequence identity of 85% or more with the base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2, a Neurogenin 3 gene or its gene product, a Pdx1 gene or its gene product, And the MafA gene or its gene product.
  • a transdifferentiation agent that transdifferentiates somatic cells into pancreatic endocrine cells
  • a transdifferentiation agent comprising any of the following genes (A) to (D) or a gene product thereof: (A) a mutant GLIS1 gene or its gene product having a sequence identity of 85% or more with the base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2, a Neurogenin 3 gene or its gene product, a Pdx1 gene or its gene product, And the MafA gene or its gene product.
  • pancreatic endocrine cells that can solve the above-described problems and can achieve the above-described object, are simple and easy to reproduce, have excellent production efficiency, and can be produced in a short period of time.
  • a production method and a transdifferentiation agent that transdifferentiates somatic cells into pancreatic endocrine cells can be provided.
  • FIG. 1A is a diagram showing the results of measuring the number of DsRed2-positive insulin-producing cells in Test Example 1-1.
  • FIG. 1B is a diagram showing the results of measuring the relative expression level of insulin gene in Test Example 1-1.
  • FIG. 1C is a diagram showing the results of measuring the relative expression level of the insulin gene in Test Example 1-2.
  • FIG. 2A is a diagram showing the results of measuring the number of DsRed2-positive insulin-producing cells in Test Example 2-1.
  • FIG. 2B is a diagram showing the results of measuring the relative expression level of the insulin gene in Test Example 2-1.
  • FIG. 2C is a diagram showing the results of measuring the relative expression level of the insulin gene in Test Example 2-2.
  • FIG. 3A is a diagram showing the results of measuring the number of DsRed2-positive insulin-producing cells in Test Example 3-1.
  • FIG. 3B is a diagram showing the results of measuring the relative expression level of the insulin gene in Test Example 3-1.
  • FIG. 3C is a diagram showing the results of measuring the relative expression level of the insulin gene in Test Example 3-2.
  • FIG. 4 is a graph showing the results of the glucose-responsive insulin secretion test of Test Example 4.
  • FIG. 5 is a graph showing the results of the glucose-responsive insulin secretion test of Test Example 5.
  • FIG. 6 is a diagram showing the results of measuring the relative expression level of the insulin gene of Test Example 6.
  • FIG. 7 is a diagram showing the results of measuring the relative expression level of the insulin gene of Test Example 7.
  • FIG. 8 is a diagram showing the results of measuring the relative expression level of the insulin gene of Test Example 8.
  • the method for producing pancreatic endocrine cells of the present invention includes at least an introduction step, and further includes other steps as necessary.
  • the introduction step is a step of introducing any of the following genes (A) to (D) or a gene product thereof into a somatic cell.
  • A a mutant GLIS1 gene or its gene product having a sequence identity of 85% or more with the base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2, a Neurogenin 3 gene or its gene product, a Pdx1 gene or its gene product, And the MafA gene or its gene product (hereinafter sometimes referred to as “gene or its gene product (A)”).
  • the gene product refers to mRNA transcribed from the gene and protein translated from the mRNA.
  • the gene or its gene product introduced into the somatic cell in the introduction step includes the gene or its gene product (A), the gene or its gene product (B), the gene or its gene product (C), and As long as the gene or any of its gene products (D) is included, the gene or its gene product is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • A An embodiment including any one of the gene or gene product (B) and the gene or gene product (D) is preferable, and the gene or gene product (A) and the gene or gene product ( The aspect containing any of D) is more preferable.
  • the gene or gene product to be introduced into the somatic cell in the introduction step includes the gene or gene product (A), the gene or gene product (B), the gene or gene product (C), and the gene or gene product. Only one of the gene products (D) may be used, or another gene or an embodiment containing the gene product may be used.
  • GLIS1 gene or its gene product-
  • the origin of the GLIS1 gene is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include humans and mice.
  • the sequence information of the GLIS1 gene can be obtained from a known database. For example, NCBI can obtain accession numbers NM_147193 (human) and NM_147221 (mouse).
  • the mutant GLIS1 gene is a gene having 85% or more sequence identity with the base sequence represented by any of SEQ ID NOs: 1 and 2.
  • the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 is the sequence of a gene encoding a protein in which the 360-amino acid residue at the N-terminus of the mouse GLIS1 protein has been deleted.
  • the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 is a gene sequence encoding a protein from which the N-terminal 190 amino acid residues of the human GLIS1 protein have been deleted.
  • sequence identity with the base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2 is not particularly limited as long as it is 85% or more, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the above is preferable, 95% or more is more preferable, 98% or more is further preferable, and 99% or more is particularly preferable.
  • the method for determining the sequence identity is not particularly limited, and a known method can be appropriately selected, for example, the algorithm BLAST (Karlin, S. & Altschul, SF (1990) Proc by Karlin and Altscul. Natl.Acad.Sci.USA 87: 2264-2268, Karlin, S. & Altschul, SF, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5873).
  • Neurogenin3 gene or its gene product-
  • the origin of the Neurogenin3 gene is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include humans and mice.
  • the sequence information of the Neurogenin 3 gene can be obtained from a known database. For example, NCBI can obtain accession numbers NM_009719 (mouse) and NM_020999 (human).
  • the origin of the Pdx1 gene is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include humans and mice.
  • the sequence information of the Pdx1 gene can be obtained from a known database. For example, NCBI can obtain accession numbers NM_000209 (human) and NM_008814 (mouse).
  • the origin of the MafA gene is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include humans and mice.
  • the sequence information of the MafA gene can be obtained from a known database. For example, NCBI can obtain accession numbers NM_201589 (human) and NM_194350 (mouse).
  • genes or gene products thereof are not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the GLIS1 gene, the mutant GLIS1 gene, the Neurogenin3 gene, the Pdx1 gene, the MafA gene, and other gene sequences may be composed of sequences of only the protein-coding portion of the sequences of the respective genes.
  • the embodiment may include a sequence other than a protein-encoding portion.
  • the GLIS1 gene or its gene product Neurogenin 3 gene or its gene product, Pdx1 gene or its gene product, MafA gene or its gene product, and other genes or their gene products, unless the effects of the present invention are impaired. Mutations may be included. Examples of the mutation include a mutation that does not affect the amino acid sequence of the protein of each gene, and one or several (2 to 5) amino acids are deleted from the amino acid sequence of the protein of each gene. Examples include substitution, insertion, or added mutation.
  • Somatic cells may be undifferentiated progenitor cells, or may be terminally differentiated mature cells.
  • the somatic cells may be derived from ES cells or iPS cells.
  • somatic cells include adipose tissue-derived stromal (stem) cells, neural stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, fibroblasts, hepatocytes, epithelial cells, kidney cells, macrophages, lymphocytes, muscle cells. , Nerve cells, glial cells and the like.
  • fibroblasts, mesenchymal stem cells, hepatocytes, epithelial cells, and kidney cells are preferable, and fibroblasts and mesenchymal stem cells are more preferable.
  • the objective it can select suitably, For example, a human, a mouse
  • the individual from which the somatic cells are collected is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose.
  • the type of the MHC is substantially the same as that of the MHC to the extent that the transplanted cells can be engrafted when the pancreatic endocrine cells derived from the somatic cells are transplanted into an individual by using an immunosuppressant or the like. Means that they match.
  • solid which collects the said somatic cell According to the objective, it can select suitably.
  • the somatic cell culture conditions are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a culture temperature of about 37 ° C. and a CO 2 concentration of about 2% to 5%.
  • the medium used for culturing the somatic cells is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a minimal essential medium (hereinafter referred to as “MEM”) containing 5% by mass to 20% by mass of serum. And Dulbecco's modified Eagle medium (hereinafter also referred to as “DMEM”), RPMI 1640 medium, 199 medium, F12 medium, and the like.
  • the method for introducing each gene or its gene product into a somatic cell is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • a method using a vector a method using a synthesized mRNA (messenger RNA)
  • Examples include a method using a recombinant protein.
  • a viral vector for example, a viral vector, a non-viral vector, etc. are mentioned.
  • the virus vector include a retrovirus vector and a lentivirus vector.
  • the non-viral vector include plasmid vectors and episomal vectors.
  • virus particles obtained using packaging cells may be used.
  • the packaging cell is a cell into which a gene encoding a structural protein of a virus has been introduced, and when a recombinant virus vector incorporating the target gene is introduced into the cell, recombinant virus particles incorporating the target gene are produced. .
  • the packaging cell is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.
  • a packaging cell based on a human kidney-derived HEK293 cell or a mouse fibroblast-derived NIH3T3 cell, Viral structural proteins gag-pol and env capable of producing high-titer virus are expressed under the control of MoMuLV (Moloney Murine Leukemia Virus) LTR (long terminal repeats) LTR (long terminal repeats).
  • E-cell PLAT-A cells designed to express envelope glycoproteins derived from Amphotropic virus, Envelopes derived from vesicular stomatitis virus
  • PLAT-GP cells designed to express glycoprotein.
  • the method for introducing a viral vector into the packaging cell is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • Examples thereof include a lipofection method, an electroporation method, and a calcium phosphate method.
  • the method for infecting the somatic cells with the obtained virus particles is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a polybrene method.
  • the vector may contain a marker gene for confirming the introduction of each gene.
  • the marker gene refers to a gene that enables selection and selection of cells by introducing the marker gene into cells.
  • Specific examples of the marker gene include a drug resistance gene, a fluorescent protein gene, a luminescent enzyme gene, and a chromogenic enzyme gene. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • Specific examples of the drug resistance gene include a neomycin resistance gene, a tetracycline resistance gene, a kanamycin resistance gene, a zeocin resistance gene, and a hygromycin resistance gene.
  • fluorescent protein gene examples include a green fluorescent protein (GFP) gene, a yellow fluorescent protein (YFP) gene, and a red fluorescent protein (RFP) gene.
  • fluorescent protein gene examples include a luciferase gene.
  • chromogenic enzyme gene examples include ⁇ -galactosidase gene, ⁇ -glucuronidase gene, alkaline phosphatase gene, and the like.
  • one gene may be incorporated into one vector, or two or more genes may be incorporated.
  • the two or more genes can be expressed simultaneously (hereinafter sometimes referred to as “co-expression”).
  • the method for incorporating two or more genes into the one vector is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, it is preferable to incorporate the two or more genes through a linking sequence.
  • the linking sequence is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a gene sequence encoding a 2A peptide derived from foot-and-mouth disease virus (Picornaviridae Aphthovirus), IRES (internal ribosome entry sites) and the like. .
  • the method for introducing the mRNA into the somatic cell is not particularly limited, and a known method can be appropriately selected and used.
  • the method for introducing the recombinant protein into the somatic cell is not particularly limited, and a known method can be appropriately selected and used.
  • the number of times each gene or its gene product is introduced into the somatic cell is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose, and may be once or twice or more. .
  • the amount of each gene or its gene product introduced into a somatic cell is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. The amount of all the genes or their gene products introduced may be equal. Different amounts may be used.
  • the gene or its gene product may be an embodiment using only the gene in the same gene or its gene product, may be an embodiment using only the gene product, or may be an embodiment using both.
  • the gene or its gene product may be a combination of all genes or their gene products in combination with different genes or their gene products, or all genes or their gene products may be gene products only. A combination may be used, or any gene or gene product may be a gene, and another gene or gene product may be a gene product.
  • a product other than the gene or its gene product may be introduced as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • somatic cells into which the respective genes or their gene products have been introduced are cultured. Examples thereof include a gene or its gene product-introduced cell culture step.
  • the gene or gene product-introduced cell culture step is a step of culturing somatic cells into which each gene or gene product has been introduced.
  • the culture conditions for the gene or its gene product-introduced cell are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • the culture temperature is about 37 ° C.
  • the CO 2 concentration is about 2% to 5%, etc. Is mentioned.
  • the medium used for culturing the gene or its gene product-introduced cell is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • MEM, DMEM, 5% to 20% by mass of serum Examples thereof include RPMI 1640 medium, 199 medium, and F12 medium.
  • the replacement frequency of the medium is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include replacement every 2 to 3 days.
  • pancreatic endocrine cells The method for confirming whether pancreatic endocrine cells have been produced by the method for producing pancreatic endocrine cells is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Expression of protein expressed by pancreatic endocrine cells And a method for confirming the expression of a gene expressed by pancreatic endocrine cells. For example, whether or not pancreatic endocrine cells ⁇ cells were produced can be confirmed by the presence or absence of glucagon expression, and whether or not ⁇ cells were produced can be confirmed by the presence or absence of insulin expression, Whether or not ⁇ cells have been produced can be confirmed by the presence or absence of somatostatin expression.
  • a well-known method can be selected suitably, For example, it can confirm by immuno-staining.
  • a well-known method can be selected suitably, For example, it can confirm by quantitative PCR.
  • pancreatic endocrine cells can be produced from somatic cells by transdifferentiation, and therefore pancreatic endocrine cells are produced without iPS cells having a risk of tumor formation.
  • the transdifferentiation refers to direct conversion from one cell type to another cell type without going through a stem cell.
  • the method for producing pancreatic endocrine cells of the present invention is a simple and easily reproducible method of introducing a gene or its gene product into a somatic cell, and efficiently produces pancreatic endocrine cells in a short period of time. be able to.
  • pancreatic endocrine cells are produced without using a special medium such as a treatment for preparing a culture environment such as addition of a development inhibitor in the medium. This is also advantageous.
  • the pancreatic endocrine cells may be ⁇ cells, ⁇ cells, ⁇ cells, or a mixture thereof. Among these, ⁇ cells are preferable from the viewpoint of regenerative medicine for diabetic patients.
  • pancreatic endocrine cells of the present invention can be suitably used as, for example, pancreatic endocrine cells used for screening for regenerative medicine and diabetes therapeutics.
  • the transdifferentiation agent of the present invention is a transdifferentiation agent that transdifferentiates somatic cells into pancreatic endocrine cells, the gene or its gene product (A), the gene or its gene product (B), the gene or its gene. It contains at least one of the product (C) and the gene or its gene product (D), and further contains other components as necessary.
  • somatic cells targeted by the transdifferentiation agent are the same as those described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells, and the preferred embodiments are also the same.
  • pancreatic endocrine cells obtained by the transdifferentiation agent are the same as those described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells, and preferred embodiments are also the same.
  • the gene or gene product thereof in the transdifferentiation agent examples include the gene or gene product (A), the gene or gene product (B), the gene or gene product (C), and the gene or gene thereof.
  • any of the gene products (D) is included, there is no particular limitation and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the gene or its gene product (A) An embodiment including any one of the gene or its gene product (B) and the gene or its gene product (D) is preferable, and any of the gene or its gene product (A) and the gene or its gene product (D) is preferred. An embodiment including these is more preferable.
  • the gene or gene product in the transdifferentiation agent includes the gene or gene product (A), the gene or gene product (B), the gene or gene product (C), and the gene or gene product ( Any embodiment of D) may be used, or another gene or gene product thereof may be included.
  • the GLIS1 gene is the same as that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the sequence of the GLIS1 gene is the same as that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the GLIS1 gene or its gene product may contain a mutation similar to that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • mutant GLIS1 gene or its gene product-
  • the mutant GLIS1 gene is the same as that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • sequence of the mutant GLIS1 gene is the same as that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the Neurogenin3 gene is the same as that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells. Moreover, the arrangement
  • the Pdx1 gene is the same as that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the sequence of the Pdx1 gene is the same as that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the Pdx1 gene or its gene product may contain the same mutation as described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the MafA gene is the same as that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the sequence of the MafA gene is the same as that described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the MafA gene or its gene product may contain the same mutation as described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the other genes are the same as those described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells. Moreover, the arrangement
  • Each gene or gene product thereof in the transdifferentiation agent may be an embodiment in which the gene is incorporated into a vector, an embodiment in which the gene is synthesized, or an embodiment in which the gene is a recombinant protein. It may be.
  • the vector include the same ones described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • the synthetic mRNA and the recombinant protein can be produced by a known method.
  • the transdifferentiation agent may be in a mode in which the respective genes or gene products thereof are divided into individual containers, may be in a mode in which the genes are collected in one container, or any number. It may be an embodiment that is grouped in a container.
  • the amount of each gene or gene product thereof in the transdifferentiation agent is not particularly limited, and all the genes or gene products thereof may be equal amounts or different amounts.
  • the transdifferentiation agent can be suitably used as a configuration of a kit for producing pancreatic endocrine cells.
  • the kit for producing pancreatic endocrine cells includes at least the transdifferentiation agent, and further includes other components as necessary.
  • Other configurations in the kit for producing pancreatic endocrine cells are not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include packaging cells and culture media. .
  • Examples of the packaging cell and medium include the same ones as described in the item of the method for producing pancreatic endocrine cells.
  • a genetically modified mouse in which pancreatic endocrine precursor cells were fluorescently labeled with GFP was prepared as follows. About 400 fertilized eggs were constructed by linking a fusion protein gene of GFP and a nuclear translocation signal (hereinafter sometimes referred to as “nls”) downstream of the Ngn3 gene promoter (5 kb) isolated from the BAC clone. And genetically modified mice in which pancreatic endocrine precursor cells were fluorescently labeled with GFP.
  • a genetically modified mouse (mouse expressing DsRed2 under the control of a rat insulin promoter (Ins-DsR)) in which pancreatic ⁇ cells were fluorescently labeled with DsRed2 was prepared as follows. About 400 fertilized eggs were microinjected with a DsRed2 gene-linked construct downstream of the rat insulin gene promoter (800 bp) to produce genetically modified mice in which pancreatic ⁇ cells were fluorescently labeled with DsRed2.
  • mice The females and males of the homogenized double fluorescently labeled gene-modified mice are mated (2 pairs), and 16 fetuses on the 14.5th day of embryonic period are removed from the uterus with tweezers and 10 mL in a clean bench. After washing the blood with a 10 cm Petri dish containing 10 mg / mL kanamycin phosphate buffered saline, 10 cm cell culture dish (TPP) containing 10 mL of DMEM (Sigma, # D5796; containing penicillin, streptomycin, 10% FBS) The fetus was shredded with scissors within # 93150).
  • TPP 10 cm cell culture dish
  • the minced fetal tissue was transferred to a 15 mL tube, centrifuged at 1.4 krpm for 4 minutes at room temperature, the supernatant was discarded, and a EDTA solution containing 0.25% trypsin (# 201-, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 16945) 1 mL (containing 0.25% DNase I) was added and suspended, followed by incubation in a 37 ° C. water bath. Stir by hand every 10 minutes.
  • Retrovirus production> Using Plat-E cells expressing viral structural proteins gag-pol and env capable of producing a high titer virus over a long period under the control of MoMuLV LTR, and plasmid DNA (pMX vector or pMX-puro vector), Retroviruses were prepared as follows (Onishi, M., et.al., Exp. Hematol. 24, 324-329, 1996).
  • the pMX-GFP vector is a gene in which the gene encoding the full length of the GFP protein is incorporated into the multicloning site of the pMX vector and pMXpuro vector (obtained from the University of Tokyo Medical Research Institute).
  • the sequence of the gene that encodes the full length of the GFP protein is registered under NCBI accession number L29345.
  • the pMX-mouse GLIS1 vector is obtained by incorporating a gene encoding the full length of the mouse GLIS1 protein into the multicloning site of the pMX vector (obtained from Addgene).
  • the sequence of the gene encoding the full length of the mouse GLIS1 protein is registered under the accession number NM_147221 in NCBI.
  • the pMX-mouse Neurogenin3 vector is obtained by incorporating a gene encoding the full length of the mouse Neurogenin3 protein into the multicloning site of the pMX vector (obtained from the University of Tokyo Medical Research Institute). The sequence of the gene encoding the full length of the mouse Neurogenin 3 protein is registered under NCBI under the accession number NM_009719.
  • the pMX-mouse Pdx1 vector is obtained by incorporating a gene encoding the full length of the mouse Pdx1 protein into the multicloning site of the pMX vector (obtained from the University of Tokyo Medical Research Institute). The sequence of the gene encoding the full length of the mouse Pdx1 protein is registered under the accession number NM_008814 in NCBI.
  • the pMX-mouse MafA vector is a gene in which the gene encoding the full length of the mouse MafA protein is incorporated into the multicloning site of the pMX vector (obtained from the University of Tokyo Medical Research Institute).
  • the sequence of the gene encoding the full length of the mouse MafA protein is registered under the accession number NM_194350 in NCBI.
  • LP2000 Lipofectamine (registered trademark) 2000
  • LP2000 / OPTI-MEM solution The plasmid / OPTI-MEM solution and the LP2000 / OPTI-MEM solution were mixed well and allowed to stand at room temperature for 20 minutes (hereinafter sometimes referred to as “plasmid / LP2000 / OPTI-MEM mixed solution”).
  • the plasmid / LP2000 / OPTI-MEM mixed solution formed with the liposome DNA complex was added (transfected) to one well of a 6-well plate in which the Plat-E cells seeded on the previous day were cultured. After mixing, the cells were cultured overnight at 37 ° C. in a 5% CO 2 incubator. After 24 hours, the medium was changed, and 1.5 mL of DMEM (containing 10% FBS) was newly added, followed by further culturing for 24 hours.
  • DMEM containing 10% FBS
  • the culture supernatant containing the virus particles was collected with a 2.5 mL syringe (Terumo Corporation, SS-02SZ) and 0.45 filter (Whatman, Pladisc FP30 (CA-S 0.45 ⁇ m). ), 10462100), the Plat-E cells were removed, and the culture supernatant containing the virus particles was transferred to a 2.0 mL tube.
  • a virus solution derived from pMX-GFP vector a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, a virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector, a virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector, and a pMX-mouse MafA vector A virus solution was obtained.
  • ⁇ Introduction> Genes were introduced into cells by infecting the dMEF with the retrovirus. Infection was performed as follows. The dMEF was seeded in a 24-well plate at a number of 2.5 ⁇ 10 4 cells per well. On the next day, an 8 mg / mL polybrene solution (manufactured by Sigma, 1076889) was added to the virus solution to a final concentration of 8 ⁇ g / mL. After removing the dMEF culture supernatant by aspiration, 200 ⁇ L of each of the following virus solutions was added to each well of a 24-well plate.
  • the DMEM (10% FBS containing) solution containing polybrene 8microgram / mL adjusted with the DMEM (10% FBS containing) solution containing polybrene 8microgram / mL so that the quantity of the virus solution of each well might become uniform.
  • the cells were cultured in a 37 ° C., 5% CO 2 incubator. During the culture, the medium was changed every 2 or 3 days.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-GFP vector (control) (2) Virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector, and virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector (3) Virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, pMX-mouse Neurogenin3 A virus solution derived from a vector, and a virus solution derived from a pMX-mouse MafA vector (4) a virus solution derived from a pMX-mouse GLIS1 vector, a virus solution derived from a pMX-mouse Neurogenin3 vector, a virus solution derived from a pMX-mouse Pdx1 vector, and Virus solution derived from pMX-mouse MafA vector
  • CTL indicates the results when (1) a virus solution derived from pMX-GFP vector (control) is used
  • GNP indicates (2) a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector
  • GNP indicates (2) a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector
  • GNP indicates (2) a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector
  • GMM indicates (3) virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, pMX-mouse
  • GNPM is (4) a virus solution derived from a pMX-mouse GLIS1 vector, derived from a pMX-mouse Neurogenin3 vector No Luz solution, shows the results obtained by using pMX- mouse Pdx
  • ⁇ Quantitative PCR analysis> After the introduction, the cells after 24 days in culture were used, and quantitative PCR analysis was performed as follows to examine the relative expression level of the insulin gene relative to the GAPDH gene.
  • the cells are suspended in a cell lysate, SuperPrep TM Cell Lysis & RT Kit for qPCR (Toyobo Co., Ltd., # SCQ-101), or SV 96 Total RNA Isolation System (Promega Corp., # Z3505), RiverPCR RT After RNA preparation and cDNA synthesis using Master Mix with gDNA Remover (Toyobo Co., Ltd., # FSQ-301), GeneAce SYBR qPCR Mix ⁇ (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.) was used, and quantitative PCR was performed using Roche Light Cycler 480.
  • the primers used for quantitative PCR are as follows. -Mouse GAPDH gene- Forward: 5'-tggagaaacctgccaagtatg-3 '(SEQ ID NO: 3) Reverse: 5′-ggagacaacctgggtcctcag-3 ′ (SEQ ID NO: 4) -Mouse insulin 2 gene- Forward: 5′-ttttcaagcacccattttg-3 ′ (SEQ ID NO: 5) Reverse: 5′-ggtctgaaggtcacctgctc-3 ′ (SEQ ID NO: 6)
  • FIG. 1B The results of quantitative PCR analysis are shown in FIG. 1B.
  • CTL indicates the results when (1) a virus solution derived from pMX-GFP vector (control) is used
  • GNP indicates (2) a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector
  • the results when using a virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector and a virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector are shown
  • “GNM” indicates (3) virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, pMX-mouse
  • the results when using a virus solution derived from a Neurogenin3 vector and a virus solution derived from a pMX-mouse MafA vector are shown
  • “GNPM” is (4) a virus solution derived from a pMX-mouse GLIS1 vector, derived from a pMX-mouse Neurogenin3 vector No Luz solution
  • the pMX-human GLIS1 vector is obtained by incorporating a gene encoding the full length of the pMX-human GLIS1 protein into the multiple cloning site of the pMX vector (obtained from Addgene).
  • the sequence of the gene encoding the full length of the pMX-human GLIS1 protein is registered under the accession number NM_147193 in NCBI.
  • the pMX-human Neurogenin3 vector is obtained by incorporating a gene encoding the full length of the human Neurogenin3 protein into the multicloning site of the pMX vector (obtained from the University of Tokyo Medical Research Institute). The sequence of the gene encoding the full length of the human Neurogenin3 protein is registered under NCBI under the accession number NM_020999.
  • the pMX-human Pdx1 vector is obtained by incorporating a gene encoding the full length of the human Pdx1 protein into the multicloning site of the pMX vector (obtained from the University of Tokyo Medical Research Institute). Note that the sequence of the gene encoding the full length of the human Pdx1 protein is registered under the accession number NM_000209 in NCBI.
  • the pMX-human MafA vector is obtained by incorporating a gene encoding the full length of the human MafA protein into the multicloning site of the pMX vector (obtained from the University of Tokyo Medical Research Institute). The sequence of the gene encoding the full length of the human MafA protein is registered under the accession number NM_201589 in NCBI.
  • -Production of retroviruses- Plate-GP was applied to a 6-well plate (TPP, 92406) coated with Poly-L-Lysine (Sigma, P8920) diluted 10-fold with PBS (1 hour at 37 ° C., 5% CO 2 ). Cells were seeded at 8 ⁇ 10 5 cells per well and cultured overnight. The next day, 4 ⁇ g of the plasmid DNA (2 ⁇ g of pMX vector, 2 ⁇ g of VSVG vector) was put into a 1.5 mL tube containing 250 ⁇ L of OPTI-MEM (registered trademark, Life Technologies, Inc., 11058021), and mixed by tapping.
  • OPTI-MEM registered trademark, Life Technologies, Inc., 11058021
  • Plasmid / OPTI-MEM solution 10 ⁇ L of Lipofectamine (registered trademark) 2000 (LP2000) (Life Technologies, Inc., 11668500) was placed in another 1.5 mL tube containing 250 ⁇ L of OPTI-MEM, mixed and allowed to stand at room temperature for 5 minutes (hereinafter referred to as “the following”). Sometimes referred to as “LP2000 / OPTI-MEM solution”).
  • the plasmid / OPTI-MEM solution and the LP2000 / OPTI-MEM solution were mixed well and allowed to stand at room temperature for 20 minutes (hereinafter sometimes referred to as “plasmid / LP2000 / OPTI-MEM mixed solution”).
  • the plasmid / LP2000 / OPTI-MEM mixed solution formed with the liposome DNA complex was added (transfected) to one well of a 6-well plate in which the Plat-GP cells seeded on the previous day were cultured. After mixing, the cells were cultured overnight at 37 ° C. in a 5% CO 2 incubator.
  • the medium was changed, and 1.5 mL of DMEM (containing 10% FBS) was newly added, followed by further culturing for 24 hours.
  • DMEM containing 10% FBS
  • the culture supernatant containing the virus particles was collected with a 2.5 mL syringe (Terumo Corporation, SS-02SZ) and 0.45 filter (Whatman, Pladisc FP30 (CA-S 0.45 ⁇ m). ), 10462100), the Plat-GP cells were removed, and the culture supernatant containing the virus particles was transferred to a 2.0 mL tube.
  • a virus solution derived from pMX-GFP vector a virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector, a virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, a virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector, and a pMX-human MafA vector A virus solution was obtained.
  • ⁇ Introduction> Genes were introduced into cells by infecting the dMEF with the retrovirus. Infection was performed as follows. The dMEF was seeded in a 24-well plate at a number of 2.5 ⁇ 10 4 cells per well. On the next day, an 8 mg / mL polybrene solution (manufactured by Sigma, 1076889) was added to the virus solution to a final concentration of 8 ⁇ g / mL. After removing the dMEF culture supernatant by aspiration, 200 ⁇ L of each of the following virus solutions was added to each well of a 24-well plate.
  • the DMEM (10% FBS containing) solution containing polybrene 8microgram / mL adjusted with the DMEM (10% FBS containing) solution containing polybrene 8microgram / mL so that the quantity of the virus solution of each well might become uniform.
  • the cells were cultured in a 37 ° C., 5% CO 2 incubator. During the culture, the medium was changed every 2 or 3 days.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-GFP vector (control) (2) Virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, and virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector (3) Virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector, pMX-human Neurogenin3 A virus solution derived from a vector, and a virus solution derived from a pMX-human MafA vector (4) a virus solution derived from a pMX-human GLISI vector, a virus solution derived from a pMX-human Neurogenin3 vector, a virus solution derived from a pMX-human Pdx1 vector, and Virus solution derived from pMX-human MafA vector
  • Quantitative PCR analysis was performed in the same manner as in Test Example 1-1.
  • FIG. 1C The result of quantitative PCR analysis is shown in FIG. 1C.
  • CTL indicates the results when (1) a virus solution (control) derived from pMX-GFP vector is used
  • GNP indicates (2) a virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector
  • the results when using a virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector and a virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector are shown
  • “GNM” indicates (3) a virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector, pMX-human
  • the results of using a virus solution derived from a Neurogenin3 vector and a virus solution derived from a pMX-human MafA vector are shown.
  • GNPM is (4) a virus solution derived from a pMX-human GLIS1 vector, derived from a pMX-human Neurogenin3 vector Virus solution, pM - shows the results obtained by using the virus solution from human Pdx1 vectors, and pMX- human MafA vector virus from solution. From the result of FIG. 1C, when four factors of GLIS1, Neurogenin3, Pdx1, and MafA, which are one aspect of the production method of the present invention, are used, the expression level of the insulin gene is increased even when the human gene is used. It has been shown that the production efficiency of pancreatic endocrine cells is greatly increased.
  • Retrovirus production> Using Plat-E cells expressing viral structural proteins gag-pol and env capable of producing a high titer virus over a long period under the control of MoMuLV LTR, and plasmid DNA (pMX vector or pMX-puro vector), Retroviruses were prepared as follows (Onishi, M., et.al., Exp. Hematol. 24, 324-329, 1996).
  • the pMX-mouse mutant GLIS1 vector is obtained by incorporating a gene encoding a protein lacking the N-terminal 360 amino acid residues of the mouse GLIS1 protein into the multicloning site of the pMX vector (obtained from Addgene).
  • the sequence of the gene encoding the protein lacking the N-terminal 360 amino acid residues of the mouse GLIS1 protein is as represented by SEQ ID NO: 1, and was prepared as follows.
  • pMX-mouse GLIS1 vector As a template DNA and a PCR method using PrimeSTAR (registered trademark) MAX DNA polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.), a protein lacking the 360-amino acid residue at the N-terminus of the mouse GLIS1 protein was obtained. The encoding DNA fragment was amplified. Subsequently, the DNA fragment was purified by agarose electrophoresis and inserted between the BamHI site and the XhoI site of the pMX vector. The base sequence of the inserted fragment was confirmed by a sequencing reaction.
  • PrimeSTAR registered trademark
  • MAX DNA polymerase manufactured by Takara Bio Inc.
  • -Production of retroviruses A virus solution derived from the pMX-GFP vector, a virus solution derived from the pMX-mouse GLIS1 vector, pMX, except that the plasmid DNA used in Test Example 1-1 was replaced with the plasmid DNA of this test example.
  • -A virus solution derived from the mouse mutant GLIS1 vector, a virus solution derived from the pMX-mouse Neurogenin3 vector, and a virus solution derived from the pMX-mouse Pdx1 vector were obtained.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-GFP vector (control) (2) Virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector, and virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector (3) Virus solution derived from pMX-mouse mutant GLIS1 vector, pMX-mouse Virus solution derived from Neurogenin3 vector and virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector
  • CTL indicates the results when (1) a virus solution derived from pMX-GFP vector (control) is used
  • GNP indicates (2) a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector
  • dGNP indicates (3) a virus solution derived from the pMX-mouse mutant GLIS1 vector, pMX-
  • the results when using a virus solution derived from the mouse Neurogenin3 vector and a virus solution derived from the pMX-mouse Pdx1 vector are shown.
  • Quantitative PCR analysis was performed in the same manner as in Test Example 1-1.
  • FIG. 2B The result is shown in FIG. 2B.
  • CTL indicates the results when (1) a virus solution derived from pMX-GFP vector (control) is used
  • GNP indicates (2) a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector
  • “dGNP” indicates (3) a virus solution derived from the pMX-mouse mutant GLIS1 vector, pMX-
  • the results when using a virus solution derived from the mouse Neurogenin3 vector and a virus solution derived from the pMX-mouse Pdx1 vector are shown. From the result of FIG. 2B, when three factors of mutations GLIS1, Neurogenin3, and Pdx1, which is one aspect of the production method of the present invention, are used, than when three factors of GLIS1, Neurogenin3, and Pdx1 are used.
  • the expression level of the insulin gene has also increased, and this also indicates that the production efficiency of pancreatic endocrine cells is greatly increased.
  • the pMX-human mutant GLIS1 vector is obtained by incorporating a gene encoding a protein from which the N-terminal 190 amino acid residues of the human GLIS1 protein are deleted into the multicloning site of the pMX vector (obtained from Addgene).
  • the sequence of the gene encoding the protein lacking the N-terminal 190 amino acid residues of the human GLIS1 protein is as represented by SEQ ID NO: 2 and was prepared as follows.
  • PMX-human Neurogenin3 vector A pMX-human Neurogenin3 vector was prepared in the same manner as in Test Example 1-2.
  • -Production of retroviruses A virus solution derived from the pMX-GFP vector, a virus solution derived from the pMX-human GLIS1 vector, pMX, except that the plasmid DNA used in Test Example 1-2 was replaced with the plasmid DNA of this test example.
  • -A virus solution derived from the human mutant GLIS1 vector, a virus solution derived from the pMX-human Neurogenin3 vector, and a virus solution derived from the pMX-human Pdx1 vector were obtained.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-GFP vector (control) (2) Virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, and virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector (3) Virus solution derived from pMX-human mutant GLIS1 vector, pMX-human Virus solution derived from Neurogenin3 vector and virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector
  • Quantitative PCR analysis was performed in the same manner as in Test Example 1-1.
  • Results are shown in FIG. 2C.
  • CTL indicates the results when (1) a virus solution derived from pMX-GFP vector (control) is used
  • GNP indicates (2) a virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector
  • dGNP indicates (3) a virus solution derived from the pMX-human mutant GLIS1 vector, pMX-
  • the results when a virus solution derived from a human Neurogenin3 vector and a virus solution derived from a pMX-human Pdx1 vector are used are shown.
  • Retrovirus production> Using Plat-E cells expressing viral structural proteins gag-pol and env capable of producing a high titer virus over a long period under the control of MoMuLV LTR, and plasmid DNA (pMX vector or pMX-puro vector), Retroviruses were prepared as follows (Onishi, M., et.al., Exp. Hematol. 24, 324-329, 1996).
  • -Production of retroviruses A virus solution derived from the pMX-GFP vector, a virus solution derived from the pMX-mouse GLIS1 vector, pMX, except that the plasmid DNA used in Test Example 1-1 was replaced with the plasmid DNA of this test example.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-GFP vector (control) (2) Virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector, virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector, and virus solution derived from pMX-mouse MafA vector (3) pMX-mouse mutation Virus solution derived from GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector, virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector, and virus solution derived from pMX-mouse MafA vector
  • CTL indicates the result when (1) a virus solution derived from pMX-GFP vector (control) is used
  • GNPM indicates (2) a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector
  • dGNPM is (3) pMX-mouse
  • a virus solution derived from a mutant GLIS1 vector, a virus solution derived from a pMX-mouse Neurogenin3 vector, a virus solution derived from a pMX-mouse Pdx1 vector, and a virus solution derived from a pMX-mouse MafA vector are shown. From the results of FIG.
  • Quantitative PCR analysis was performed in the same manner as in Test Example 1-1.
  • FIG. 3B The results are shown in FIG. 3B.
  • CTL indicates the result when (1) a virus solution derived from pMX-GFP vector (control) is used
  • GNPM indicates (2) a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector
  • dGNPM is (3) pMX-mouse
  • a virus solution derived from a mutant GLIS1 vector a virus solution derived from a pMX-mouse Neurogenin3 vector, a virus solution derived from a pMX-mouse Pdx1 vector, and a virus solution derived from a pMX-mouse MafA vector are shown. From the result of FIG.
  • PMX-human Neurogenin3 vector A pMX-human Neurogenin3 vector was prepared in the same manner as in Test Example 1-2.
  • retroviruses A virus solution derived from the pMX-GFP vector, a virus solution derived from the pMX-human GLIS1 vector, pMX, except that the plasmid DNA used in Test Example 1-2 was replaced with the plasmid DNA of this test example.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-GFP vector (control) (2) Virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector, and virus solution derived from pMX-human MafA vector (3) pMX-human mutation Virus solution derived from GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector, and virus solution derived from pMX-human MafA vector
  • Quantitative PCR analysis was performed in the same manner as in Test Example 1-1.
  • FIG. 3C The results are shown in FIG. 3C.
  • CTL indicates the results when (1) a virus solution derived from pMX-GFP vector (control) is used
  • GNPM indicates (2) a virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector
  • the results when using a virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, a virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector, and a virus solution derived from pMX-human MafA vector are shown, and “dGNPM” is (3) pMX-human
  • the results when using a virus solution derived from a mutant GLIS1 vector, a virus solution derived from a pMX-human Neurogenin3 vector, a virus solution derived from a pMX-human Pdx1 vector, and a virus solution derived from a pMX-human MafA vector are shown.
  • Retrovirus production> Using Plat-E cells expressing viral structural proteins gag-pol and env capable of producing a high titer virus over a long period under the control of MoMuLV LTR, and plasmid DNA (pMX vector or pMX-puro vector), Retroviruses were prepared as follows (Onishi, M., et.al., Exp. Hematol. 24, 324-329, 1996).
  • a virus solution derived from the pMX-mouse Pdx1 vector and a virus solution derived from the pMX-mouse MafA vector were obtained.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector, virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector, and virus solution derived from pMX-mouse MafA vector
  • ⁇ Glucose-responsive insulin secretion test 34 days after the introduction, the entire pancreatic islet-like mass was picked up with a pipette, transferred to a 24-well plate (low adhesion plate (EZ-BindShut II, manufactured by Iwaki)), and a glucose-responsive insulin secretion test was performed as follows. Carried out.
  • pancreatic islet-like mass was cultured in a Ringer solution containing 1.4 mM glucose for 3 hours, the medium was changed, and further cultured in a Ringer solution containing 2.8 mM glucose for 1 hour, and this culture supernatant was used as a basis (hereinafter, “ Sometimes referred to as basal culture supernatant).
  • Basal culture supernatant Sometimes referred to as basal culture supernatant.
  • the islet-like mass was cultured for 1 hour in a solution containing Ringer containing 16.8 mM glucose, and the culture supernatant was transferred to a 1.5 mL tube (hereinafter sometimes referred to as “high glucose culture supernatant”).
  • the insulin concentration in each culture supernatant was measured by ELISA test (human insulin ELISA kit, manufactured by Mercodia). The results are shown in FIG. In FIG. 4, the left side (“low”) shows the result of the basal culture supernatant, and the right side (“high”) shows the result of the high glucose culture supernatant. From the results of FIG. 4, when the glucose concentration is low, the amount of insulin is small, and when the glucose concentration is high, the amount of insulin increases, and the pancreatic islet-like mass produced by the production method of the present invention becomes a pancreatic endocrine cell. It was confirmed to have the required functions.
  • a virus solution derived from the pMX-mouse GLIS1 vector, a virus solution derived from the pMX-mouse Neurogenin3 vector, a virus solution derived from the pMX-mouse Pdx1 vector, and a virus solution derived from the pMX-mouse MafA vector were obtained. It was.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector, virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector, and virus solution derived from pMX-mouse MafA vector
  • ⁇ Glucose-responsive insulin secretion test Twenty seven days after the introduction, 30 uniform islet-like lumps having a diameter of 100 ⁇ m to 300 ⁇ m were picked up with a pipette under a stereomicroscope and transferred to a 24-well plate (low adhesion plate (EZ-BindShut II, manufactured by Iwaki)). The glucose-responsive insulin secretion test was performed as follows.
  • the islet-like mass was cultured in Ringer's solution containing 2.8 mM glucose for 3 hours, then the medium was changed, and further cultured for 1 hour. Based on this culture supernatant (hereinafter referred to as “basic culture supernatant”) There). Next, the islet-like mass was cultured for 1 hour in a solution containing Ringer containing 16.8 mM glucose, and the culture supernatant was transferred to a 1.5 mL tube (hereinafter sometimes referred to as “high glucose culture supernatant”).
  • the Ringer's solution containing 2.8 mM glucose was put into the well, the islet-like mass was cultured for 1 hour, and the culture supernatant was transferred to a 1.5 mL tube (hereinafter referred to as “low glucose culture supernatant”). is there).
  • the insulin concentration in each culture supernatant was measured by ELISA test (T type, manufactured by Shibayagi Co., Ltd.). The results are shown in FIG. In FIG. 5, the left side ((1)) shows the result of the basal culture supernatant, the center ((2)) shows the result of the high glucose culture supernatant, and the right side ((3)) shows the result of the low glucose culture supernatant. From the result of FIG. 5, when the glucose concentration is low, the amount of insulin is small ((1)), when the glucose concentration is high, the amount of insulin increases ((2)), and when the glucose concentration is low, the concentration of insulin decreases. ((3)) was confirmed. Therefore, also from this test example, it was confirmed that pancreatic endocrine cells obtained by the production method of the present invention have a function required for pancreatic endocrine cells.
  • mouse mesenchymal stem cells (Cygen catalog No. MUBMX-01001) (hereinafter sometimes referred to as “mouse MSC”) were prepared.
  • the mouse MSCs were subcultured in ADSC-BM medium (10% FBS, penicillin-streptomycin added).
  • a virus solution derived from pMX-GFP vector a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, a virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector, a virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector, and A virus solution derived from the pMX-mouse MafA vector was obtained.
  • ⁇ Introduction> Genes were introduced into cells by infecting the mouse MSC with the retrovirus. Infection was performed as follows. The mouse MSCs were seeded on a 24-well plate at 2.5 ⁇ 10 4 cells per well. On the next day, an 8 mg / mL polybrene solution (manufactured by Sigma, 1076889) was added to the virus solution to a final concentration of 8 ⁇ g / mL. After removing the mouse MSC culture supernatant by aspiration, 200 ⁇ L of the following virus solution was added to each well of a 24-well plate.
  • polybrene solution manufactured by Sigma, 1076889
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-GFP vector (control) (2) Virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-mouse Neurogenin3 vector, virus solution derived from pMX-mouse Pdx1 vector, and virus solution derived from pMX-mouse MafA vector
  • Quantitative PCR analysis was performed in the same manner as in Test Example 1-1.
  • CTL indicates the results when (1) a virus solution (control) derived from pMX-GFP vector is used
  • GNPM indicates (2) a virus solution derived from pMX-mouse GLIS1 vector
  • pancreatic endocrine cells can be obtained by using four factors of GLIS1, Neurogenin3, Pdx1, and MafA, which is one aspect of the production method of the present invention. It was shown that can be produced efficiently.
  • virus solution derived from pMX-GFP vector virus solution derived from pMX-human mutant GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, and pMX-human MafA vector A virus solution derived from was obtained.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-GFP vector (control) (2) Virus solution derived from pMX-human mutant GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, and virus solution derived from pMX-human MafA vector
  • CTL indicates the results when (1) pMX-GFP vector-derived virus solution (control) is used
  • dGNM indicates (2) pMX-human mutant GLIS1 vector-derived virus solution.
  • the results obtained using a virus solution derived from the pMX-human Neurogenin3 vector and a virus solution derived from the pMX-human MafA vector are shown.
  • the results in FIG. 7 show that pancreatic endocrine cells can be produced efficiently even when human cells are used, using the three factors mutated GLIS1, Neurogenin3, and MafA, which is one aspect of the production method of the present invention. It was done.
  • virus solution derived from pMX-GFP vector virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-human mutant GLIS1 vector, derived from pMX-human Neurogenin3 vector
  • virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector virus solution derived from pMX-human MafA vector.
  • the gene was introduced into the cells in the same manner as in Test Example 1-2 except that the cells (dMEF) used in Test Example 1-2 were replaced with the human glioma T98G cell line.
  • the used virus solution is as follows.
  • Virus solution (1) Virus solution derived from pMX-GFP vector (control) (2) Virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector, and virus solution derived from pMX-human MafA vector (3) pMX-human mutation Virus solution derived from GLIS1 vector, virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector, and virus solution derived from pMX-human MafA vector (4) Virus solution derived from pMX-human mutant GLIS1 vector Virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, and virus solution derived from pMX-human MafA vector (5) Virus solution derived from pMX-human mutant GLIS1 vector pMX-human Neurogenin3 virus solution derived vectors, and pMX- human
  • CTL indicates the results when (1) a virus solution derived from pMX-GFP vector (control) is used
  • GNPM indicates (2) a virus solution derived from pMX-human GLIS1 vector
  • the results when using a virus solution derived from pMX-human Neurogenin3 vector, a virus solution derived from pMX-human Pdx1 vector, and a virus solution derived from pMX-human MafA vector are shown, and “dGNPM” is (3) pMX-human
  • the results when using a virus solution derived from a mutant GLIS1 vector, a virus solution derived from a pMX-human Neurogenin3 vector, a virus solution derived from a pMX-human Pdx1 vector, and a virus solution derived from a pMX-human MafA vector are shown, and “dGNM” (4) pMX-human The results obtained using a virus solution derived from a different
  • the method for producing pancreatic endocrine cells of the present invention uses conventional ES cells or iPS cells, prepares a culture environment such as addition of a development inhibitor in the medium, and the like, compared with a method for producing pancreatic endocrine cells, This method is simple and easy to reproduce. And according to the manufacturing method of this invention, a pancreatic endocrine cell can be produced very efficiently. In addition, the production period of pancreatic endocrine cells can be significantly shortened.
  • the production method of the present invention is also advantageous in that pancreatic endocrine cells can be produced without iPS cells having a risk of tumor formation. Therefore, the method for producing pancreatic endocrine cells of the present invention can be suitably used, for example, for producing pancreatic endocrine cells for use in regenerative medicine for diabetes.
  • Examples of the aspect of the present invention include the following.
  • a method for producing pancreatic endocrine cells comprising an introduction step of introducing any of the following genes (A) to (D) or a gene product thereof into a somatic cell.
  • the gene or gene product of any one of (A) to (D) to be introduced into a somatic cell in the introduction step is (A) a base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2.
  • the gene or gene product of any one of (A) to (D) introduced into a somatic cell in the introduction step is (B) a base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2.
  • the method for producing pancreatic endocrine cells according to ⁇ 1> wherein the mutant GLIS1 gene or its gene product, Neurogenin 3 gene or its gene product, and Pdx1 gene or its gene product having a sequence identity of 85% or more.
  • the gene or gene product of any of (A) to (D) introduced into somatic cells in the introduction step is (C) GLIS1 gene or gene product thereof, Neurogenin3 gene or gene product thereof, or Pdx1 gene Or the gene product thereof, and the MafA gene or the gene product thereof according to ⁇ 1>, wherein the pancreatic endocrine cells are produced.
  • the gene or gene product of any one of (A) to (D) introduced into a somatic cell in the introduction step is (D) a base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2.
  • ⁇ 6> The method for producing pancreatic endocrine cells according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the somatic cells are either fibroblasts or mesenchymal stem cells.
  • a transdifferentiation agent that transdifferentiates somatic cells into pancreatic endocrine cells comprising any of the following genes (A) to (D) or a gene product thereof: (A) a mutant GLIS1 gene or its gene product having a sequence identity of 85% or more with the base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2, a Neurogenin 3 gene or its gene product, a Pdx1 gene or its gene product, And the MafA gene or its gene product.
  • the gene or gene product of any of (A) to (D) above has 85% or more sequence identity with the base sequence represented by any one of (A) SEQ ID NOS: 1 and 2
  • the transdifferentiation agent according to ⁇ 8> which is a mutant GLIS1 gene or a gene product thereof, a Neurogenin 3 gene or a gene product thereof, a Pdx1 gene or a gene product thereof, or a MafA gene or a gene product thereof.
  • the gene or gene product of any of (A) to (D) above has (B) a sequence identity of 85% or more with the base sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2
  • the transdifferentiation agent according to ⁇ 8> which is a mutated GLIS1 gene or a gene product thereof, a Neurogenin 3 gene or a gene product thereof, or a Pdx1 gene or a gene product thereof.
  • the gene or gene product of any of (A) to (D) is (C) GLIS1 gene or gene product thereof, Neurogenin 3 gene or gene product thereof, Pdx1 gene or gene product thereof, or MafA gene or
  • the transdifferentiation agent according to ⁇ 8> which is the gene product.
  • any one of the genes (A) to (D) or a gene product thereof has (D) the nucleotide sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 and 2 and has a sequence identity of 85% or more
  • the transdifferentiation agent according to ⁇ 8> which is a mutated GLIS1 gene or a gene product thereof, a Neurogenin 3 gene or a gene product thereof, or a MafA gene or a gene product thereof.
  • ⁇ 14> The transdifferentiation agent according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 13>, wherein the pancreatic endocrine cells are ⁇ cells.

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Abstract

(A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物、(B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、(C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物、並びに(D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物を体細胞に導入する導入工程を含む膵内分泌細胞の製造方法である。

Description

膵内分泌細胞の製造方法、及び分化転換剤
 本発明は、体細胞から膵内分泌細胞を製造する膵内分泌細胞の製造方法、及び体細胞を膵内分泌細胞へ分化転換する分化転換剤に関する。
 膵内分泌細胞は、糖尿病の再生医療の材料として、また、糖尿病治療薬のスクリーニングに用いる材料などとして用いることが期待されている。前記再生医療の観点からは、例えば、インスリンが不足しているI型糖尿病の患者に対し、膵内分泌細胞の1つであり、インスリンを産生するβ細胞を投与することが期待されている。
 そのため、膵内分泌細胞を、in vitroで大量に調製する方法の開発が強く求められている。
 これまでに、胚性幹細胞(embryonic stem cell、以下、「ES細胞」と称することがある)、又は人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell、以下、「iPS細胞」と称することがある)を用いてβ細胞を製造する方法が提案されている。しかしながら、前記方法では、細胞培養用の培地に様々な発生分化に関わる阻害剤を加えるなど培養環境を整える必要があり、煩雑であるという問題があり、また、再現性が得られない場合があるという問題もある。また、前記方法では、β細胞以外の細胞も製造されることから、効率面での問題もある。更に、β細胞を得るまでに、最低でも21日~30日を要し、短期間で製造することができないという問題もある。
 したがって、簡便で再現が容易であり、生産効率に優れ、かつ短期間で製造することができる膵内分泌細胞の製造方法の速やかな提供が強く求められているのが現状である。
 なお、GLIS1(GLIS family zinc finger 1)は、iPS細胞の樹立改善効率を改善することが知られている(例えば、特許文献1参照)。
 しかしながら、GLIS1が、幹細胞を経ずに、体細胞を直接膵内分泌細胞に変換することに関与することは、全く知られていない。
特表2013-519371号公報
 本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、簡便で再現が容易であり、生産効率に優れ、かつ短期間で製造することができる膵内分泌細胞の製造方法、及び体細胞を膵内分泌細胞へ分化転換する分化転換剤を提供することを目的とする。
 前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
 <1> 下記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物を体細胞に導入する導入工程を含むことを特徴とする膵内分泌細胞の製造方法である。
 (A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 <2> 体細胞を膵内分泌細胞へ分化転換する分化転換剤であって、
 下記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物を含むことを特徴とする分化転換剤である。
 (A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、簡便で再現が容易であり、生産効率に優れ、かつ短期間で製造することができる膵内分泌細胞の製造方法、及び体細胞を膵内分泌細胞へ分化転換する分化転換剤を提供することができる。
図1Aは、試験例1-1において、DsRed2陽性インスリン産生細胞数を測定した結果を示す図である。 図1Bは、試験例1-1において、インスリン遺伝子の相対発現量を測定した結果を示す図である。 図1Cは、試験例1-2において、インスリン遺伝子の相対発現量を測定した結果を示す図である。 図2Aは、試験例2-1において、DsRed2陽性インスリン産生細胞数を測定した結果を示す図である。 図2Bは、試験例2-1において、インスリン遺伝子の相対発現量を測定した結果を示す図である。 図2Cは、試験例2-2において、インスリン遺伝子の相対発現量を測定した結果を示す図である。 図3Aは、試験例3-1において、DsRed2陽性インスリン産生細胞数を測定した結果を示す図である。 図3Bは、試験例3-1において、インスリン遺伝子の相対発現量を測定した結果を示す図である。 図3Cは、試験例3-2において、インスリン遺伝子の相対発現量を測定した結果を示す図である。 図4は、試験例4のグルコース応答性インスリン分泌試験の結果を示すグラフである。 図5は、試験例5のグルコース応答性インスリン分泌試験の結果を示すグラフである。 図6は、試験例6のインスリン遺伝子の相対発現量を測定した結果を示す図である。 図7は、試験例7のインスリン遺伝子の相対発現量を測定した結果を示す図である。 図8は、試験例8のインスリン遺伝子の相対発現量を測定した結果を示す図である。
(膵内分泌細胞の製造方法)
 本発明の膵内分泌細胞の製造方法は、導入工程を少なくとも含み、必要に応じて更にその他の工程を含む。
<導入工程>
 前記導入工程は、下記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物を体細胞に導入する工程である。
 (A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物(以下、「遺伝子乃至その遺伝子産物(A)」と称することがある)。
 (B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物(以下、「遺伝子乃至その遺伝子産物(B)」と称することがある)。
 (C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物(以下、「遺伝子乃至その遺伝子産物(C)」と称することがある)。
 (D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物(以下、「遺伝子乃至その遺伝子産物(D)」と称することがある)。
 前記遺伝子産物とは、前記遺伝子から転写されるmRNA、前記mRNAから翻訳されるタンパク質をいう。
<<遺伝子乃至その遺伝子産物>>
-態様-
 前記導入工程で体細胞に導入する遺伝子乃至その遺伝子産物の態様としては、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(A)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(B)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(C)、及び前記遺伝子乃至その遺伝子産物(D)のいずれかを含む限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、膵内分泌細胞の生産効率に優れる点で、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(A)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(B)、及び前記遺伝子乃至その遺伝子産物(D)のいずれかを含む態様が好ましく、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(A)及び前記遺伝子乃至その遺伝子産物(D)のいずれかを含む態様がより好ましい。
 前記導入工程で体細胞に導入する遺伝子乃至その遺伝子産物は、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(A)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(B)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(C)、及び前記遺伝子乃至その遺伝子産物(D)のいずれかのみの態様であってもよいし、その他の遺伝子乃至その遺伝子産物を含む態様であってもよい。
-GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記GLIS1遺伝子の由来としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒト、マウスなどが挙げられる。
 前記GLIS1遺伝子の配列情報は、公知のデータベースから得ることができ、例えば、NCBIでは、アクセッション番号NM_147193(ヒト)、NM_147221(マウス)で入手することができる。
-変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記変異GLIS1遺伝子とは、配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する遺伝子である。
 前記配列番号:1で表される塩基配列は、マウスGLIS1タンパク質のN末端の360アミノ酸残基が欠失したタンパク質をコードする遺伝子の配列である。
 前記配列番号:2で表される塩基配列は、ヒトGLIS1タンパク質のN末端の190アミノ酸残基が欠失したタンパク質をコードする遺伝子の配列である。
 前記配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列との配列同一性としては、85%以上であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、90%以上が好ましく、95%以上がより好ましく、98%以上が更に好ましく、99%以上が特に好ましい。
 前記配列同一性の決定方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜選択することができ、例えば、KarlinとAltsculによるアルゴリズムBLAST(Karlin, S. & Altschul, S.F. (1990) Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87: 2264-2268、Karlin, S. & Altschul, S.F., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90: 5873)を用いて決定することができる。
-Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記Neurogenin3遺伝子の由来としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒト、マウスなどが挙げられる。
 前記Neurogenin3遺伝子の配列情報は、公知のデータベースから得ることができ、例えば、NCBIでは、アクセッション番号NM_009719(マウス)、NM_020999(ヒト)で入手することができる。
-Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記Pdx1遺伝子の由来としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒト、マウスなどが挙げられる。
 前記Pdx1遺伝子の配列情報は、公知のデータベースから得ることができ、例えば、NCBIでは、アクセッション番号NM_000209(ヒト)、NM_008814(マウス)で入手することができる。
-MafA遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記MafA遺伝子の由来としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒト、マウスなどが挙げられる。
 前記MafA遺伝子の配列情報は、公知のデータベースから得ることができ、例えば、NCBIでは、アクセッション番号NM_201589(ヒト)、NM_194350(マウス)で入手することができる。
-その他の遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記その他の遺伝子乃至その遺伝子産物としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
 前記GLIS1遺伝子、変異GLIS1遺伝子、Neurogenin3遺伝子、Pdx1遺伝子、MafA遺伝子、及びその他の遺伝子の配列は、前記各遺伝子の配列のうち、タンパク質をコードする部分のみの配列からなる態様であってもよいし、タンパク質をコードする部分以外の配列を含む態様であってもよい。
 また、前記GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、MafA遺伝子乃至その遺伝子産物、及びその他の遺伝子乃至その遺伝子産物は、本発明の効果を損なわない限り、変異が含まれていてもよい。
 前記変異としては、例えば、前記各遺伝子のタンパク質のアミノ酸配列に影響を与えない変異、前記各遺伝子のタンパク質のアミノ酸配列において、1個又は数個(2個~5個)のアミノ酸が欠失、置換、挿入、又は付加される変異などが挙げられる。
 前記GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、MafA遺伝子乃至その遺伝子産物、及びその他の遺伝子乃至その遺伝子産物が変異を有する場合の野生型との配列同一性としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、タンパク質に翻訳される部分の塩基配列において、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上が特に好ましい。
<<体細胞>>
 前記体細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記体細胞は未分化な前駆細胞であってもよいし、最終分化した成熟細胞であってもよい。
 前記体細胞は、ES細胞由来、又はiPS細胞由来のものであってもよい。
 前記体細胞の具体例としては、脂肪組織由来間質(幹)細胞、神経幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、線維芽細胞、肝細胞、上皮細胞、腎細胞、マクロファージ、リンパ球、筋肉細胞、神経細胞、神経膠細胞などが挙げられる。これらの中でも、線維芽細胞、間葉系幹細胞、肝細胞、上皮細胞、腎細胞が好ましく、線維芽細胞、間葉系幹細胞がより好ましい。
 前記体細胞を採取する個体の種としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒト、マウスなどが挙げられる。
 前記体細胞を採取する個体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、得られる膵内分泌細胞を再生医療用途に用いる場合には、拒絶反応の観点から、個体自身、又はMHCの型が同一若しくは実質的に同一の他個体が好ましい。ここで、前記MHCの型が実質的に同一とは、免疫抑制剤などの使用により、前記体細胞由来の膵内分泌細胞を個体に移植した場合に移植細胞が生着可能な程度にMHCの型が一致していることをいう。
 前記体細胞を採取する個体の時期としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
 前記体細胞の培養条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、培養温度は約37℃、CO濃度は約2%~5%などが挙げられる。
 前記体細胞の培養に用いる培地としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、5質量%~20質量%の血清を含む、最小必須培地(以下、「MEM」と称することがある)、ダルベッコ変法イーグル培地(以下、「DMEM」と称することがある)、RPMI1640培地、199培地、F12培地などが挙げられる。
<<導入方法>>
 前記各遺伝子乃至その遺伝子産物を体細胞に導入方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ベクターを用いる方法、合成したmRNA(メッセンジャーRNA)を用いる方法、組換えタンパク質を用いる方法などが挙げられる。
-ベクター-
 前記ベクターとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウイルスベクター、非ウイルスベクターなどが挙げられる。
 前記ウイルスベクターの具体例としては、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクターなどが挙げられる。
 前記非ウイルスベクターの具体例としては、プラスミドベクター、エピゾーマルベクターなどが挙げられる。
 前記ベクターを前記体細胞に導入する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法を適宜選択することができる。
 前記レトロウイルスベクターを用いる場合の方法は、例えば、国際公開第2007/69666号、Cell, 126, 663-676 (2006)、Cell, 131, 861-872(2007)などに記載の方法を用いることができ、前記レンチウイルスベクターを用いる場合の方法は、例えば、Science, 318, 1917-1920(2007)などに記載の方法を用いることができる。
 また、前記プラスミドベクターを用いる場合の方法は、例えば、Science, 322, 949-953(2008)などに記載の方法を用いることができ、前記エピゾーマルベクターを用いる場合の方法は、例えば、Science, 324: 797-801(2009)、Biochemical and Biophysical Research Communications, 426: 141-147 (2012)などに記載の方法を用いることができる。
 前記ウイルスベクターを用いる場合には、パッケージング細胞を用いて得られたウイルス粒子を用いてもよい。
 前記パッケージング細胞は、ウイルスの構造タンパク質をコードする遺伝子を導入した細胞であり、該細胞に目的遺伝子を組み込んだ組換えウイルスベクターを導入すると、該目的遺伝子を組み込んだ組換えウイルス粒子を産生する。
 前記パッケージング細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒト腎臓由来のHEK293細胞やマウス線維芽細胞由来のNIH3T3細胞をベースとしたパッケージング細胞、長期にわたって高力価のウイルスを産生できるウイルス構造タンパク質gag-pol及びenvをMoMuLV(Moloney Murine Leukemia Virus) LTR(long terminal repeats)のコントロール下で発現させているパッケージング細胞Platinum-E(以下、「Plat-E細胞」と称することがある)、Amphotropic virus由来エンベロープ糖タンパク質を発現するよう設計されているPLAT-A細胞、水疱性口内炎ウイルス由来エンベロープ糖タンパク質を発現するよう設計されているPLAT-GP細胞などが挙げられる。
 前記パッケージング細胞へのウイルスベクターの導入方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リポフェクション法、エレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法などが挙げられる。
 前記得られたウイルス粒子を前記体細胞へ感染させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリブレン法が挙げられる。
 前記ベクターは、前記各遺伝子の導入を確認するためのマーカー遺伝子を含んでいてもよい。
 前記マーカー遺伝子とは、該マーカー遺伝子を細胞に導入することにより、細胞の選別や選択を可能とするような遺伝子をいう。前記マーカー遺伝子の具体例としては、薬剤耐性遺伝子、蛍光タンパク質遺伝子、発光酵素遺伝子、発色酵素遺伝子などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記薬剤耐性遺伝子の具体例としては、ネオマイシン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、ゼオシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子などが挙げられる。
 前記蛍光タンパク質遺伝子の具体例としては、緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子、黄色蛍光タンパク質(YFP)遺伝子、赤色蛍光タンパク質(RFP)遺伝子などが挙げられる。
 前記発光酵素遺伝子の具体例としては、ルシフェラーゼ遺伝子などが挙げられる。
 前記発色酵素遺伝子の具体例としては、βガラクトシターゼ遺伝子、βグルクロニダーゼ遺伝子、アルカリフォスファターゼ遺伝子などが挙げられる。
 前記ベクターを用いて前記各遺伝子を体細胞に導入する方法では、1つのベクターに1つの遺伝子を組み込んでもよいし、2つ以上の遺伝子を組み込んでもよい。前記1つのベクターに2つ以上の遺伝子を組み込むことにより、該2つ以上の遺伝子を同時に発現(以下、「共発現」と称することがある)させることができる。
 前記1つのベクターに2つ以上の遺伝子を組み込む方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記2つ以上の遺伝子を、連結配列を通じて組み込むことが好ましい。
 前記連結配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、口蹄疫ウイルス(Picornaviridae Aphthovirus)由来2Aペプチドをコードする遺伝子配列、IRES(internal ribosome entry sites)などが挙げられる。
 前記mRNAを前記体細胞に導入する方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
 前記組換えタンパク質を前記体細胞に導入する方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
 前記各遺伝子乃至その遺伝子産物の体細胞への導入回数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1回であってもよいし、2回以上であってもよい。
 前記各遺伝子乃至その遺伝子産物の体細胞への導入時期としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記各遺伝子乃至その遺伝子産物の全てを同時期に導入してもよいし、異なる時期に導入してもよい。
 前記各遺伝子乃至その遺伝子産物の体細胞への導入量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、全ての遺伝子乃至その遺伝子産物の導入量を等量としてもよいし、それぞれ異なる量としてもよい。
 前記遺伝子乃至その遺伝子産物は、同一の遺伝子乃至その遺伝子産物において、遺伝子のみを用いる態様であってもよいし、遺伝子産物のみを用いる態様であってもよいし、両者を用いる態様であってもよい。
 また、前記遺伝子乃至その遺伝子産物は、異なる遺伝子乃至その遺伝子産物との組合せにおいて、全ての遺伝子乃至その遺伝子産物が遺伝子のみの組合せとしてもよいし、全ての遺伝子乃至その遺伝子産物が遺伝子産物のみの組合せとしてもよいし、いずれかの遺伝子乃至遺伝子産物は遺伝子とし、他の遺伝子乃至遺伝子産物は遺伝子産物とする組合せとしてもよい。
 前記遺伝子乃至その遺伝子産物導入工程では、本発明の効果を損なわない限り、前記遺伝子乃至その遺伝子産物以外の物を導入してもよい。
<その他の工程>
 前記その他の工程としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記各遺伝子乃至その遺伝子産物が導入された体細胞を培養する遺伝子乃至その遺伝子産物導入細胞培養工程などが挙げられる。
-遺伝子乃至その遺伝子産物導入細胞培養工程-
 前記遺伝子乃至その遺伝子産物導入細胞培養工程は、前記各遺伝子乃至その遺伝子産物が導入された体細胞を培養する工程である。
 前記遺伝子乃至その遺伝子産物導入細胞の培養条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、培養温度は約37℃、CO濃度は約2%~5%などが挙げられる。
 前記遺伝子乃至その遺伝子産物導入細胞の培養に用いる培地としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、5質量%~20質量%の血清を含む、MEM、DMEM、RPMI1640培地、199培地、F12培地などが挙げられる。
 前記遺伝子乃至その遺伝子産物導入細胞を培養する期間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
 前記培地の交換頻度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2日間~3日間毎に交換するなどが挙げられる。
<膵内分泌細胞>
 前記膵内分泌細胞の製造方法により、膵内分泌細胞が製造されたか否かを確認する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、膵内分泌細胞が発現するタンパク質の発現を確認する方法、膵内分泌細胞が発現する遺伝子の発現を確認する方法などが挙げられる。
 例えば、膵内分泌細胞のα細胞が製造されたか否かは、グルカゴンの発現の有無により確認することができ、β細胞が製造されたか否かは、インスリンの発現の有無により確認することができ、δ細胞が製造されたか否かは、ソマトスタチンの発現の有無により確認することができる。
 前記タンパク質の発現を確認する方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜選択することができ、例えば、免疫染色により確認することができる。
 前記遺伝子の発現を確認する方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜選択することができ、例えば、定量PCRにより確認することができる。
 本発明の膵内分泌細胞の製造方法によれば、分化転換により、体細胞から膵内分泌細胞を製造することができるため、腫瘍形成のリスクを有するiPS細胞を経ずに膵内分泌細胞を製造することができる点で、有利である。
 なお、前記分化転換とは、ある細胞型から他の細胞型へ、幹細胞を経ずに直接変換することをいう。
 また、本発明の膵内分泌細胞の製造方法は、体細胞に遺伝子乃至その遺伝子産物を導入するという簡便で、且つ再現が容易な方法でありながら、膵内分泌細胞を短期間で、効率良く生産することができる。また、本発明の膵内分泌細胞の製造方法によれば、培地中に発生阻害剤等を添加するなどの培養環境を整える処理を行うなどの特殊な培地を用いることなく、膵内分泌細胞を製造することができる点でも、有利である。
 前記膵内分泌細胞は、α細胞であってもよいし、β細胞であってもよいし、δ細胞であってもよいし、これらの混合物であってもよい。これらの中でも、糖尿病患者に対する再生医療の観点からは、β細胞が好ましい。
 本発明の膵内分泌細胞は、例えば、再生医療や糖尿病治療薬のスクリーニングに用いる膵内分泌細胞などとして好適に利用可能である。
(分化転換剤)
 本発明の分化転換剤は、体細胞を膵内分泌細胞へ分化転換する分化転換剤であって、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(A)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(B)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(C)、及び前記遺伝子乃至その遺伝子産物(D)のいずれかを少なくとも含み、必要に応じて更にその他の構成を含む。
<体細胞>
 前記分化転換剤が対象とする体細胞は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様であり、好ましい態様も同様である。
<膵内分泌細胞>
 前記分化転換剤により得られる膵内分泌細胞は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様であり、好ましい態様も同様である。
<遺伝子乃至その遺伝子産物>
-態様-
 前記分化転換剤における遺伝子乃至その遺伝子産物の態様としては、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(A)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(B)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(C)、及び前記遺伝子乃至その遺伝子産物(D)のいずれかを含む限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、膵内分泌細胞の生産効率に優れる点で、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(A)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(B)、及び前記遺伝子乃至その遺伝子産物(D)のいずれかを含む態様が好ましく、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(A)及び前記遺伝子乃至その遺伝子産物(D)のいずれかを含む態様がより好ましい。
 前記分化転換剤における遺伝子乃至その遺伝子産物は、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(A)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(B)、前記遺伝子乃至その遺伝子産物(C)、及び前記遺伝子乃至その遺伝子産物(D)のいずれかのみの態様であってもよいし、その他の遺伝子乃至その遺伝子産物を含む態様であってもよい。
-GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記GLIS1遺伝子は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記GLIS1遺伝子の配列の態様は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様の変異が含まれていてもよい。
-変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記変異GLIS1遺伝子は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記変異GLIS1遺伝子の配列の態様は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。
-Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記Neurogenin3遺伝子は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記Neurogenin3遺伝子の配列の態様は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様の変異が含まれていてもよい。
-Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記Pdx1遺伝子は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記Pdx1遺伝子の配列の態様は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様の変異が含まれていてもよい。
-MafA遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記MafA遺伝子は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記MafA遺伝子の配列の態様は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記MafA遺伝子乃至その遺伝子産物は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様の変異が含まれていてもよい。
-その他の遺伝子乃至その遺伝子産物-
 前記その他の遺伝子は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記その他の遺伝子の配列の態様は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様である。また、前記その他の遺伝子乃至その遺伝子産物は、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様の変異が含まれていてもよい。
 前記分化転換剤における前記各遺伝子乃至その遺伝子産物は、該遺伝子をベクターに組み込んだ態様としたものであってもよいし、合成mRNAとした態様であってもよいし、組換えタンパク質とした態様であってもよい。
 前記ベクターとしては、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様のものが挙げられる。
 前記合成mRNA、前記組換えタンパク質は、公知の方法により製造することができる。
<その他の構成>
 前記その他の構成としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
 前記分化転換剤は、前記各遺伝子乃至その遺伝子産物が、個別の容器に分けられている態様であってもよいし、1つの容器にまとめられている態様であってもよいし、任意の数ごとに容器にまとめられている態様であってもよい。
 前記分化転換剤における前記各遺伝子乃至その遺伝子産物の量としては、特に制限はなく、全ての遺伝子乃至その遺伝子産物を等量としてもよいし、異なる量としてもよい。
 前記分化転換剤は、膵内分泌細胞製造用キットの構成として、好適に用いることができる。
 前記膵内分泌細胞製造用キットは、前記分化転換剤を少なくとも含み、更に必要に応じてその他の構成を含む。
 前記膵内分泌細胞製造用キットにおけるその他の構成としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パッケージング細胞、培地などが挙げられる。
 前記パッケージング細胞、培地としては、前記膵内分泌細胞の製造方法の項目に記載したものと同様のものが挙げられる。
 以下、試験例を挙げて、本発明を説明するが、本発明は、以下の試験例に何ら限定されるものではない。
(試験例1-1:膵内分泌細胞の製造-1-1)
<細胞の調製>
 以下のようにして、体細胞の1種である2重蛍光標識されたマウス胎児線維芽細胞(dual-labeled-mouse embryonic fibroblast、以下、「dMEF」と称することがある)を調製した。
-膵内分泌前駆細胞をGFPで蛍光標識した遺伝子改変マウスの作製-
 膵内分泌前駆細胞をGFPで蛍光標識した遺伝子改変マウス(Ngn3遺伝子のプロモーター制御下にEGFPを発現するマウス(Ngn3-eGFP))を以下のようにして作製した。
 BACクローンから単離したNgn3遺伝子のプロモーター(5kb)の下流に、GFPと核移行シグナル(以下、「nls」と称することがある)との融合タンパク質遺伝子を繋げたコンストラクトを約400個の受精卵へマイクロインジェクションし、膵内分泌前駆細胞をGFPで蛍光標識した遺伝子改変マウスを作製した。
-膵β細胞をDsRed2で蛍光標識した遺伝子改変マウスの作製-
 膵β細胞をDsRed2で蛍光標識した遺伝子改変マウス(ラットインスリンプロモーター制御下にDsRed2を発現するマウス(Ins-DsR))を以下のようにして作製した。
 ラットインスリン遺伝子のプロモーター(800bp)の下流に、DsRed2遺伝子を繋げたコンストラクトを約400個の受精卵へマイクロインジェクションし、膵β細胞をDsRed2で蛍光標識した遺伝子改変マウスを作製した。
-2重蛍光標識マウス胎児線維芽細胞の作製-
 前記膵内分泌前駆細胞をGFPで蛍光標識した遺伝子改変マウスと、前記膵β細胞をDsRed2で蛍光標識した遺伝子改変マウスとを交配させた後、産仔マウス(ヘテロ)の雌と雄とを交配し、ゲノミックサザン法によってホモ化された2重蛍光標識遺伝子改変マウス(Ngn3-eGFP/Ins-DsR)を作出した。前記ホモ化された2重蛍光標識遺伝子改変マウスの雌と雄とを交配(2ペア)し、胎生期14.5日目の胎児16匹をピンセットで子宮より摘出し、クリーンベンチ内にて10mLのリン酸緩衝食塩水(カナマイシン 10mg/mL含有)入り10cmペトリ皿で血液を洗浄後、10mLのDMEM(シグマ社製、#D5796;ペニシリン、ストレプトマイシン、10%FBS含有)入り10cm細胞培養ディッシュ(TPP社製、#93150)内にて胎児をハサミで細切した。細切した胎児組織を15mLチューブへ移し、1.4krpmで4分間、室温で遠心し、上清を捨て、ペレットに0.25%トリプシン含有EDTA溶液(和光純薬工業株式会社製、#201-16945) 1mL(0.25%DNase I含有)を加えて懸濁後、37℃のウォーターバスでインキュベートした。10分間おきに手で攪拌した。5mLのDMEM(10%FBS含有)を15mLチューブへ入れ、1匹分の胎児組織断片をよく懸濁し、5mLのDMEM入り10cm細胞培養皿へ移して、37℃、5%COインキュベータで培養し、翌日10mLのDMEM(10%FBS含有)を入れ替え、以降は2日間に一度培地を交換した。約4日間後から5日間後、10cm培養皿いっぱいに増えたdMEFを6mLのリン酸緩衝食塩水(以下、「PBS」と称することがある)で洗浄後、1mLの0.25%トリプシン含有EDTA溶液を入れ、37℃、5%COインキュベータ内で2分間後、細胞が剥がれたことを確認した後、10mLのDMEM(10%FBS含有)を入れよく懸濁し、培養皿1枚分のdMEFを新たな10cm培養皿5枚に播種し、更に培養した。5日間から6日間後、dMEFがコンフルエントに増殖したことを確認し、6mLのPBSで洗浄後、1mLの0.25%トリプシン/EDTA溶液を入れ、37℃、5%COインキュベータ内で2分間後、細胞が剥がれたことを確認した後、6mLのDMEM(10%FBS含有)を入れ、よく懸濁し、50mLチューブに入れ、1.4krpmで4分間、室温で遠心後に上清を捨て、細胞ペレットに10mLのセルバンカー(タカラバイオ株式会社製、#CB011)を加えて、懸濁後、0.5mLずつバイアルチューブへ分注し、-145℃の超低温フリーザー内にて保管した。
<レトロウイルスの作製>
 長期にわたって高力価のウイルスを産生できるウイルス構造タンパク質gag-pol及びenvをMoMuLV LTRのコントロール下で発現させているPlat-E細胞と、プラスミドDNA(pMXベクター又はpMX-puroベクター)とを用い、以下のようにしてレトロウイルスを作製した(Onishi,M.,et.al.,Exp.Hematol.24,324-329,1996)。
-プラスミドDNAの調製-
[pMX-GFPベクター]
 pMX-GFPベクターは、GFPタンパク質の全長をコードする遺伝子をpMXベクター及びpMXpuroべクター(東京大学医学研究所より入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。なお、前記GFPタンパク質の全長をコードする遺伝子の配列は、NCBIでは、アクセッション番号L29345で登録されている。
[pMX-マウスGLIS1ベクター]
 pMX-マウスGLIS1ベクターは、マウスGLIS1タンパク質の全長をコードする遺伝子をpMXベクター(Addgeneより入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。なお、前記マウスGLIS1タンパク質の全長をコードする遺伝子の配列は、NCBIでは、アクセッション番号NM_147221で登録されている。
[pMX-マウスNeurogenin3ベクター]
 pMX-マウスNeurogenin3ベクターは、マウスNeurogenin3タンパク質の全長をコードする遺伝子をpMXベクター(東京大学医学研究所より入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。なお、前記マウスNeurogenin3タンパク質の全長をコードする遺伝子の配列は、NCBIでは、アクセッション番号NM_009719で登録されている。
[pMX-マウスPdx1ベクター]
 pMX-マウスPdx1ベクターは、マウスPdx1タンパク質の全長をコードする遺伝子をpMXベクター(東京大学医学研究所より入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。なお、前記マウスPdx1タンパク質の全長をコードする遺伝子の配列は、NCBIでは、アクセッション番号NM_008814で登録されている。
[pMX-マウスMafAベクター]
 pMX-マウスMafAベクターは、マウスMafAタンパク質の全長をコードする遺伝子をpMXベクター(東京大学医学研究所より入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。なお、前記マウスMafAタンパク質の全長をコードする遺伝子の配列は、NCBIでは、アクセッション番号NM_194350で登録されている。
-レトロウイルスの作製-
 PBSで10倍希釈したPoly-L-Lysine(シグマ社製、P8920)で、コート処理(37℃、5%COで1時間)した6ウェルプレート(TPP社製、92406)に、Plat-E細胞を1ウェルあたり8×10細胞数播種し、一晩培養した。
 翌日、前記プラスミドDNA 4μgを250μLのOPTI-MEM(登録商標)(ライフテクノロジーズ社製、11058021)が入った1.5mLチューブへ入れ、タッピングで混和して室温で5分間放置した(以下、「プラスミド/OPTI-MEM溶液」と称することがある)。一方、250μLのOPTI-MEM入りの別の1.5mLチューブへ、リポフェクタミン(登録商標) 2000(LP2000)(ライフテクノロジーズ社製、11668500)を10μL入れ、混和して室温5分間放置した(以下、「LP2000/OPTI-MEM溶液」と称することがある)。前記プラスミド/OPTI-MEM溶液と、前記LP2000/OPTI-MEM溶液とをよく混和し、室温で20分間静置した(以下、「プラスミド/LP2000/OPTI-MEM混合液」と称することがある)。
 リポソームDNA複合体を形成させた前記プラスミド/LP2000/OPTI-MEM混合液を前日播種したPlat-E細胞を培養する6ウェルプレートの1ウェルへ添加(トランスフェクション)した。混和後、37℃、5%COインキュベータ内で一晩培養した。24時間後、培地交換を行い、新たに1.5mLのDMEM(10%FBS含有)を添加し、さらに24時間培養した。
 トランスフェクション後48時間でウイルス粒子を含む培養上清を2.5mLシリンジ(テルモ株式会社製、SS-02SZ)で回収し、0.45フィルター(ワットマン社製、プラディスクFP30(CA-S0.45μm)、10462100)でPlat-E細胞を除去し、ウイルス粒子を含む培養上清を2.0mLチューブへ移した。
 以上により、pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記dMEFへ前記レトロウイルスを感染させることにより、遺伝子を細胞に導入した。感染は、以下のようにして行った。
 前記dMEFを、24ウェルプレートへ、1ウェルあたり2.5×10細胞数で播種した。
 翌日、前記ウイルス溶液に、8mg/mLポリブレン溶液(シグマ社製、107689)を最終濃度8μg/mLになるよう添加した。前記dMEFの培養上清を吸引して除去後、下記のウイルス溶液をそれぞれ、24ウェルプレートの1ウェルあたり200μL加えた。なお、各々のウェルのウイルス溶液の量が均一になるように、ポリブレン8μg/mLを含むDMEM(10%FBS含有)溶液で調整した。ウイルス溶液添加後、37℃、5%COインキュベータ内で培養した。培養中は、2日間又は3日間毎に培地交換を行った。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)
(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液
(3)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液
(4)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液
<dMEF由来インスリン産生細胞数の決定>
 前記導入を行い、培養22日間後にDsRed2陽性インスリン産生細胞を蛍光顕微鏡装置(カールツァイスAxiovert200M)で撮影した。
 統計解析は、以下のようにして行った。
 Hoechst33342(ライフテクノロジーズ社製、H1399)を最終濃度0.1μg/mlになるようにウェルに添加後、37℃、5%COインキュベータ内で30分間以上培養した細胞培養マルチウェルプレートを、ハイエンド細胞イメージング装置(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、ArrayScan XTI)を用いて、各ウェルに対して対物レンズ10倍設定にて100視野を撮影し、100視野中の全細胞数中のDsRed2陽性インスリン産生細胞数を測定した。結果を、図1Aに示す。
 図1A中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNP」は、(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「GNM」は、(3)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「GNPM」は、(4)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図1Aの結果から、本発明の製造方法の態様の1つであるGLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いた場合に、膵内分泌細胞の生産効率が非常に高まることが示された。
<定量PCR解析>
 前記導入を行い、培養24日間後の細胞を用い、以下のようにして定量PCR解析を行い、GAPDH遺伝子に対するインスリン遺伝子の相対発現量を調べた。
 前記細胞を細胞溶解液に懸濁し、SuperPrepTM Cell Lysis & RT Kit for qPCR(東洋紡株式会社製、#SCQ-101)、又はSV 96 Total RNA Isolation System(Promega社製、#Z3505)、ReverTraAce qPCR RT Master Mix with gDNA Remover(東洋紡株式会社製、#FSQ-301)にてRNA調製及びcDNA合成を行った後、GeneAce SYBR qPCR Mixα(日本ジーン株式会社製)を用い、ロッシュ Light Cycler480にて定量PCRを行った。
 なお、定量PCRに用いたプライマーは、以下のとおりである。
-マウスGAPDH遺伝子-
 フォワード: 5’-tggagaaacctgccaagtatg-3’(配列番号3)
 リバース: 5’-ggagacaacctggtcctcag-3’(配列番号4)
-マウスインスリン2遺伝子-
 フォワード: 5’-tttgtcaagcagcacctttg-3’(配列番号5)
 リバース: 5’-ggtctgaaggtcacctgctc-3’(配列番号6)
 定量PCR解析の結果を図1Bに示す。図1B中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNP」は、(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「GNM」は、(3)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「GNPM」は、(4)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図1Bの結果から、本発明の製造方法の態様の1つであるGLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いた場合に、インスリン遺伝子の発現量も増加しており、この点からも、膵内分泌細胞の生産効率が非常に高まることが示された。
(試験例1-2:膵内分泌細胞の製造-1-2)
<細胞の調製>
 前記試験例1-1と同様にして、dMEFを調製した。
<レトロウイルスの作製>
 長期にわたって高力価のウイルスを産生できるウイルス構造タンパク質gag-pol及びenvをMoMuLV LTRのコントロール下で発現させているPlat-GP細胞と、プラスミドDNA(pMXベクター又はpMX-puroベクター、VSVGベクター)とを用い、以下のようにしてレトロウイルスを作製した(Onishi,M.,et.al.,Exp.Hematol.24,324-329,1996)。
-プラスミドDNAの調製-
[pMX-GFPベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-GFPベクターを調製した。
[pMX-ヒトGLIS1ベクター]
 pMX-ヒトGLIS1ベクターは、pMX-ヒトGLIS1タンパク質の全長をコードする遺伝子をpMXベクター(Addgeneより入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。なお、前記pMX-ヒトGLIS1タンパク質の全長をコードする遺伝子の配列は、NCBIでは、アクセッション番号NM_147193で登録されている。
[pMX-ヒトNeurogenin3ベクター]
 pMX-ヒトNeurogenin3ベクターは、ヒトNeurogenin3タンパク質の全長をコードする遺伝子をpMXベクター(東京大学医学研究所より入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。なお、前記ヒトNeurogenin3タンパク質の全長をコードする遺伝子の配列は、NCBIでは、アクセッション番号NM_020999で登録されている。
[pMX-ヒトPdx1ベクター]
 pMX-ヒトPdx1ベクターは、ヒトPdx1タンパク質の全長をコードする遺伝子をpMXベクター(東京大学医学研究所より入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。なお、前記ヒトPdx1タンパク質の全長をコードする遺伝子の配列は、NCBIでは、アクセッション番号NM_000209で登録されている。
[pMX-ヒトMafAベクター]
 pMX-ヒトMafAベクターは、ヒトMafAタンパク質の全長をコードする遺伝子をpMXベクター(東京大学医学研究所より入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。なお、前記ヒトMafAタンパク質の全長をコードする遺伝子の配列は、NCBIでは、アクセッション番号NM_201589で登録されている。
-レトロウイルスの作製-
 PBSで10倍希釈したPoly-L-Lysine(シグマ社製、P8920)で、コート処理(37℃、5%COで1時間)した6ウェルプレート(TPP社製、92406)に、Plat-GP細胞を1ウェルあたり8×10細胞数播種し、一晩培養した。
 翌日、前記プラスミドDNA 4μg(pMXベクターを2μg、VSVGベクターを2μg)を250μLのOPTI-MEM(登録商標)(ライフテクノロジーズ社製、11058021)が入った1.5mLチューブへ入れ、タッピングで混和して室温で5分間放置した(以下、「プラスミド/OPTI-MEM溶液」と称することがある)。一方、250μLのOPTI-MEM入りの別の1.5mLチューブへ、リポフェクタミン(登録商標) 2000(LP2000)(ライフテクノロジーズ社製、11668500)を10μL入れ、混和して室温で5分間放置した(以下、「LP2000/OPTI-MEM溶液」と称することがある)。前記プラスミド/OPTI-MEM溶液と、前記LP2000/OPTI-MEM溶液とをよく混和し、室温で20分間静置した(以下、「プラスミド/LP2000/OPTI-MEM混合液」と称することがある)。
 リポソームDNA複合体を形成させた前記プラスミド/LP2000/OPTI-MEM混合液を前日播種したPlat-GP細胞を培養する6ウェルプレートの1ウェルへ添加(トランスフェクション)した。混和後、37℃、5%COインキュベータ内で一晩培養した。24時間後、培地交換を行い、新たに1.5mLのDMEM(10%FBS含有)を添加し、さらに24時間培養した。
 トランスフェクション後48時間でウイルス粒子を含む培養上清を2.5mLシリンジ(テルモ株式会社製、SS-02SZ)で回収し、0.45フィルター(ワットマン社製、プラディスクFP30(CA-S0.45μm)、10462100)でPlat-GP細胞を除去し、ウイルス粒子を含む培養上清を2.0mLチューブへ移した。
 以上により、pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記dMEFへ前記レトロウイルスを感染させることにより、遺伝子を細胞に導入した。感染は、以下のようにして行った。
 前記dMEFを、24ウェルプレートへ、1ウェルあたり2.5×10細胞数で播種した。
 翌日、前記ウイルス溶液に、8mg/mLポリブレン溶液(シグマ社製、107689)を最終濃度8μg/mLになるよう添加した。前記dMEFの培養上清を吸引して除去後、下記のウイルス溶液をそれぞれ、24ウェルプレートの1ウェルあたり200μL加えた。なお、各々のウェルのウイルス溶液の量が均一になるように、ポリブレン8μg/mLを含むDMEM(10%FBS含有)溶液で調整した。ウイルス溶液添加後、37℃、5%COインキュベータ内で培養した。培養中は、2日間又は3日間毎に培地交換を行った。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)
(2)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液
(3)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液
(4)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液
<定量PCR解析>
 前記試験例1-1と同様にして、定量PCR解析を行った。
 定量PCR解析の結果を図1Cに示す。図1C中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNP」は、(2)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「GNM」は、(3)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「GNPM」は、(4)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図1Cの結果から、本発明の製造方法の態様の1つであるGLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いた場合は、ヒト遺伝子を用いた場合でも、インスリン遺伝子の発現量が増加しており、膵内分泌細胞の生産効率が非常に高まることが示された。
(試験例2-1:膵内分泌細胞の製造-2-1)
<細胞の調製>
 前記試験例1-1と同様にして、dMEFを調製した。
<レトロウイルスの作製>
 長期にわたって高力価のウイルスを産生できるウイルス構造タンパク質gag-pol及びenvをMoMuLV LTRのコントロール下で発現させているPlat-E細胞と、プラスミドDNA(pMXベクター又はpMX-puroベクター)とを用い、以下のようにしてレトロウイルスを作製した(Onishi,M.,et.al.,Exp.Hematol.24,324-329,1996)。
-プラスミドDNAの調製-
[pMX-GFPベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-GFPベクターを調製した。
[pMX-マウスGLIS1ベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスGLIS1ベクターを調製した。
[pMX-マウス変異GLIS1ベクター]
 pMX-マウス変異GLIS1ベクターは、マウスGLIS1タンパク質のN末端の360アミノ酸残基が欠失したタンパク質をコードする遺伝子をpMXベクター(Addgeneより入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。
 前記マウスGLIS1タンパク質のN末端の360アミノ酸残基が欠失したタンパク質をコードする遺伝子の配列は、配列番号:1で表されるとおりであり、以下のようにして調製した。
 前記pMX-マウスGLIS1ベクターを鋳型DNAとして、PrimeSTAR(登録商標) MAX DNAポリメラーゼ(タカラバイオ株式会社製)を用いたPCR法により、マウスGLIS1タンパク質のN末端の360アミノ酸残基が欠失したタンパク質をコードするDNA断片を増幅した。次いで、アガロース電気泳動により、前記DNA断片を精製し、pMXベクターのBamHIサイトとXhoIサイトとの間に挿入した。前記挿入断片の塩基配列は、シーケンス反応によって確認した。
[pMX-マウスNeurogenin3ベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスNeurogenin3ベクターを調製した。
[pMX-マウスPdx1ベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスPdx1ベクターを調製した。
-レトロウイルスの作製-
 前記試験例1-1において使用していたプラスミドDNAを、本試験例のプラスミドDNAに代えた以外は同様にして、pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウス変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記試験例1-1において使用していたウイルス溶液を下記ウイルス溶液に代えた以外は同様にして、遺伝子を細胞に導入した。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)
(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液
(3)pMX-マウス変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液
<dMEF由来インスリン産生細胞数の決定>
 前記導入を行い、培養17日間後にDsRed2陽性インスリン産生細胞を蛍光顕微鏡装置で撮影した以外は試験例1-1と同様にして、DsRed2陽性インスリン産生細胞数を測定した。結果を、図2Aに示す。
 図2A中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNP」は、(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「dGNP」は、(3)pMX-マウス変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図2Aの結果から、本発明の製造方法の態様の1つである変異GLIS1、Neurogenin3、及びPdx1の3因子を用いた場合は、GLIS1、Neurogenin3、及びPdx1の3因子を用いた場合よりも、膵内分泌細胞の生産効率が非常に高まることが示された。
<定量PCR解析>
 前記試験例1-1と同様にして、定量PCR解析を行った。
 結果を図2Bに示す。図2B中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNP」は、(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「dGNP」は、(3)pMX-マウス変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図2Bの結果から、本発明の製造方法の態様の1つである変異GLIS1、Neurogenin3、及びPdx1の3因子を用いた場合は、GLIS1、Neurogenin3、及びPdx1の3因子を用いた場合よりも、インスリン遺伝子の発現量も増加しており、この点からも、膵内分泌細胞の生産効率が非常に高まることが示された。
(試験例2-2:膵内分泌細胞の製造-2-2)
<細胞の調製>
 前記試験例1-1と同様にして、dMEFを調製した。
<レトロウイルスの作製>
 長期にわたって高力価のウイルスを産生できるウイルス構造タンパク質gag-pol及びenvをMoMuLV LTRのコントロール下で発現させているPlat-GP細胞と、プラスミドDNA(pMXベクター又はpMX-puroベクター、VSVGベクター)とを用い、以下のようにしてレトロウイルスを作製した(Onishi,M.,et.al.,Exp.Hematol.24,324-329,1996)。
-プラスミドDNAの調製-
[pMX-GFPベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-GFPベクターを調製した。
[pMX-ヒトGLIS1ベクター]
 前記試験例1-2と同様にして、pMX-ヒトGLIS1ベクターを調製した。
[pMX-ヒト変異GLIS1ベクター]
 pMX-ヒト変異GLIS1ベクターは、ヒトGLIS1タンパク質のN末端の190アミノ酸残基が欠失したタンパク質をコードする遺伝子をpMXベクター(Addgeneより入手)のマルチクローニングサイトに組み込んだものである。
 前記ヒトGLIS1タンパク質のN末端の190アミノ酸残基が欠失したタンパク質をコードする遺伝子の配列は、配列番号:2で表されるとおりであり、以下のようにして調製した。
 前記pMX-ヒトGLIS1ベクターを鋳型DNAとして、PrimeSTAR(登録商標) MAX DNAポリメラーゼ(タカラバイオ株式会社製)を用いたPCR法により、ヒトGLIS1タンパク質のN末端の190アミノ酸残基が欠失したタンパク質をコードするDNA断片を増幅した。次いで、アガロース電気泳動により、前記DNA断片を精製し、pMXベクターのBamHIサイトとXhoIサイトとの間に挿入した。前記挿入断片の塩基配列は、シーケンス反応によって確認した。
[pMX-ヒトNeurogenin3ベクター]
 前記試験例1-2と同様にして、pMX-ヒトNeurogenin3ベクターを調製した。
[pMX-ヒトPdx1ベクター]
 前記試験例1-2と同様にして、pMX-ヒトPdx1ベクターを調製した。
-レトロウイルスの作製-
 前記試験例1-2において使用していたプラスミドDNAを、本試験例のプラスミドDNAに代えた以外は同様にして、pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記試験例1-2において使用していたウイルス溶液を下記ウイルス溶液に代えた以外は同様にして、遺伝子を細胞に導入した。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)
(2)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液
(3)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液
<定量PCR解析>
 前記試験例1-1と同様にして、定量PCR解析を行った。
 結果を図2Cに示す。図2C中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNP」は、(2)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「dGNP」は、(3)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図2Cの結果から、本発明の製造方法の態様の1つである変異GLIS1、Neurogenin3、及びPdx1の3因子を用いた場合は、ヒト遺伝子を用いた場合でも、GLIS1、Neurogenin3、及びPdx1の3因子を用いた場合よりもインスリン遺伝子の発現量が増加しており、膵内分泌細胞の生産効率が非常に高まることが示された。
(試験例3-1:膵内分泌細胞の製造-3-1)
<細胞の調製>
 前記試験例1-1と同様にして、dMEFを調製した。
<レトロウイルスの作製>
 長期にわたって高力価のウイルスを産生できるウイルス構造タンパク質gag-pol及びenvをMoMuLV LTRのコントロール下で発現させているPlat-E細胞と、プラスミドDNA(pMXベクター又はpMX-puroベクター)とを用い、以下のようにしてレトロウイルスを作製した(Onishi,M.,et.al.,Exp.Hematol.24,324-329,1996)。
-プラスミドDNAの調製-
[pMX-GFPベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-GFPベクターを調製した。
[pMX-マウスGLIS1ベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスGLIS1ベクターを調製した。
[pMX-マウス変異GLIS1ベクター]
 前記試験例2-1と同様にして、pMX-マウス変異GLIS1ベクターを調製した。
[pMX-マウスNeurogenin3ベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスNeurogenin3ベクターを調製した。
[pMX-マウスPdx1ベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスPdx1ベクターを調製した。
[pMX-マウスMafAベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスMafAベクターを調製した。
-レトロウイルスの作製-
 前記試験例1-1において使用していたプラスミドDNAを、本試験例のプラスミドDNAに代えた以外は同様にして、pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウス変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記試験例1-1において使用していたウイルス溶液を下記ウイルス溶液に代えた以外は同様にして、遺伝子を細胞に導入した。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)
(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液
(3)pMX-マウス変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液
<dMEF由来インスリン産生細胞数の決定>
 前記導入を行い、培養21日間後にDsRed2陽性インスリン産生細胞を蛍光顕微鏡装置で撮影した以外は試験例1-1と同様にして、DsRed2陽性インスリン産生細胞数を測定した。結果を、図3Aに示す。
 図3A中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNPM」は、(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「dGNPM」は、(3)pMX-マウス変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図3Aの結果から、本発明の製造方法の態様の1つである変異GLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いた場合は、本発明の製造方法の態様の1つであるGLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いた場合よりも、膵内分泌細胞の生産効率がより高まることが示された。
<定量PCR解析>
 前記試験例1-1と同様にして、定量PCR解析を行った。
 結果を図3Bに示す。図3B中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNPM」は、(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「dGNPM」は、(3)pMX-マウス変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図3Bの結果から、本発明の製造方法の態様の1つである変異GLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いた場合は、本発明の製造方法の態様の1つであるGLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いた場合よりも、インスリン遺伝子の発現量も増加しており、この点からも、膵内分泌細胞の生産効率がより高まることが示された。
(試験例3-2:膵内分泌細胞の製造-3-2)
<細胞の調製>
 前記試験例1-1と同様にして、dMEFを調製した。
<レトロウイルスの作製>
 長期にわたって高力価のウイルスを産生できるウイルス構造タンパク質gag-pol及びenvをMoMuLV LTRのコントロール下で発現させているPlat-GP細胞と、プラスミドDNA(pMXベクター又はpMX-puroベクター、VSVGベクター)とを用い、以下のようにしてレトロウイルスを作製した(Onishi,M.,et.al.,Exp.Hematol.24,324-329,1996)。
-プラスミドDNAの調製-
[pMX-GFPベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-GFPベクターを調製した。
[pMX-ヒトGLIS1ベクター]
 前記試験例1-2と同様にして、pMX-ヒトGLIS1ベクターを調製した。
[pMX-ヒト変異GLIS1ベクター]
 前記試験例2-2と同様にして、pMX-ヒト変異GLIS1ベクターを調製した。
[pMX-ヒトNeurogenin3ベクター]
 前記試験例1-2と同様にして、pMX-ヒトNeurogenin3ベクターを調製した。
[pMX-ヒトPdx1ベクター]
 前記試験例1-2と同様にして、pMX-ヒトPdx1ベクターを調製した。
[pMX-ヒトMafAベクター]
 前記試験例1-2と同様にして、pMX-ヒトMafAベクターを調製した。
-レトロウイルスの作製-
 前記試験例1-2において使用していたプラスミドDNAを、本試験例のプラスミドDNAに代えた以外は同様にして、pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記試験例1-2において使用していたウイルス溶液を下記ウイルス溶液に代えた以外は同様にして、遺伝子を細胞に導入した。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)
(2)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液
(3)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液
<定量PCR解析>
 前記試験例1-1と同様にして、定量PCR解析を行った。
 結果を図3Cに示す。図3C中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNPM」は、(2)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「dGNPM」は、(3)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図3Cの結果から、本発明の製造方法の態様の1つである変異GLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いた場合には、ヒト遺伝子を用いた場合でも、本発明の製造方法の態様の1つであるGLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いた場合よりもインスリン遺伝子の発現量が増加しており、膵内分泌細胞の生産効率がより高まることが示された。
(試験例4:グルコース応答性インスリン分泌試験-1)
<細胞の調製>
 前記試験例1-1と同様にして、dMEFを調製した。
<レトロウイルスの作製>
 長期にわたって高力価のウイルスを産生できるウイルス構造タンパク質gag-pol及びenvをMoMuLV LTRのコントロール下で発現させているPlat-E細胞と、プラスミドDNA(pMXベクター又はpMX-puroベクター)とを用い、以下のようにしてレトロウイルスを作製した(Onishi,M.,et.al.,Exp.Hematol.24,324-329,1996)。
-プラスミドDNAの調製-
[pMX-マウスGLIS1ベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスGLIS1ベクターを調製した。
[pMX-マウスNeurogenin3ベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスNeurogenin3ベクターを調製した。
[pMX-マウスPdx1ベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスPdx1ベクターを調製した。
[pMX-マウスMafAベクター]
 前記試験例1-1と同様にして、pMX-マウスMafAベクターを調製した。
-レトロウイルスの作製-
 前記試験例1-1において使用していたプラスミドDNAを、本試験例のプラスミドDNAに代えた以外は同様にして、pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記試験例1-1において使用していたウイルス溶液を下記ウイルス溶液に代えた以外は同様にして、遺伝子を細胞に導入した。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液
<グルコース応答性インスリン分泌試験>
 前記導入の34日間後に、膵島様塊全てをピペットでピックアップし、24ウェルプレート(低接着プレート(EZ-BindShut II、イワキ社製))へ移し、以下のようにしてグルコース応答性インスリン分泌試験を実施した。
 前記膵島様塊を1.4mM グルコース入りリンゲル溶液で3時間培養した後、培地を交換し、更に2.8mMグルコース入りリンゲル溶液で1時間培養し、この培養上清を基礎とした(以下、「基礎培養上清」と称することがある)。
 次いで、前記膵島様塊を16.8mM グルコース入りリンゲル入り溶液で1時間培養し、その培養上清を1.5mLチューブへ移した(以下、「高グルコース培養上清」と称することがある)。
 前記各培養上清におけるインスリン濃度を、ELISA試験(ヒトインスリンELISAキット、Mercodia社製)により測定した。結果を図4に示す。
 図4中、左側(「低」)は基礎培養上清の結果、右側(「高」)は高グルコース培養上清の結果を示す。
 図4の結果から、グルコース濃度が低い場合はインスリンの量が少なく、グルコース濃度が高くなるとインスリンの量が上昇しており、本発明の製造方法により製造された前記膵島様塊が膵内分泌細胞に求められる機能を有していることが確認された。
(試験例5:グルコース応答性インスリン分泌試験-2)
<細胞の調製>
 前記試験例1-1と同様にして、dMEFを調製した。
<レトロウイルスの作製>
 試験例4と同様にして、pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記試験例4と同様にして、下記ウイルス溶液を用い、遺伝子を細胞に導入した。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液
<グルコース応答性インスリン分泌試験>
 前記導入の27日間後に、実体顕微鏡下で、直径100μm~300μmの均一な膵島様塊30個をピペットでピックアップし、24ウェルプレート(低接着プレート(EZ-BindShut II、イワキ社製))へ移し、以下のようにしてグルコース応答性インスリン分泌試験を実施した。
 前記膵島様塊を2.8mM グルコース入りリンゲル溶液で3時間培養した後、培地を交換し、更に1時間培養し、この培養上清を基礎とした(以下、「基礎培養上清」と称することがある)。
 次いで、前記膵島様塊を16.8mM グルコース入りリンゲル入り溶液で1時間培養し、その培養上清を1.5mLチューブへ移した(以下、「高グルコース培養上清」と称することがある)。
 その後、ウェルに2.8mMグルコース入りリンゲル溶液を入れ、前記膵島様塊を1時間培養後、その培養上清を1.5mLチューブへ移した(以下、「低グルコース培養上清」と称することがある)。
 前記各培養上清におけるインスリン濃度を、ELISA試験(株式会社シバヤギ製、Tタイプ)により測定した。結果を図5に示す。
 図5中、左側((1))は基礎培養上清の結果、中央((2))は高グルコース培養上清の結果、右側((3))は低グルコース培養上清の結果を示す。
 図5の結果から、グルコース濃度が低い場合はインスリンの量が少なく((1))、グルコース濃度が高くなるとインスリンの量が上昇し((2))、グルコース濃度が低くなるとインスリンの濃度が減少する((3))ことが確認された。したがって、本試験例からも、本発明の製造方法で得られた膵内分泌細胞が、膵内分泌細胞に求められる機能を有していることが確認された。
(試験例6:マウス間葉系幹細胞からの膵内分泌細胞の製造)
<細胞の調製>
 細胞として、マウス間葉系幹細胞(Cyagen カタログNo.MUBMX-01001)(以下、「マウスMSC」と称することがある)を用意した。前記マウスMSCは、ADSC-BM培地(10%FBS,ペニシリンーストレプトマイシン添加)にて継代培養を行った。
<レトロウイルスの作製>
 試験例1-1と同様にして、pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記マウスMSCへ前記レトロウイルスを感染させることにより、遺伝子を細胞に導入した。感染は、以下のようにして行った。
 前記マウスMSCを、24ウェルプレートへは1ウェルあたり2.5×10細胞数で播種した。
 翌日、前記ウイルス溶液に、8mg/mLポリブレン溶液(シグマ社製、107689)を最終濃度8μg/mLになるよう添加した。前記マウスMSCの培養上清を吸引して除去後、下記のウイルス溶液をそれぞれ、24ウェルプレートの1ウェルあたり200μL加えた。なお、各々のウェルのウイルス溶液の量が均一になるように、ポリブレン8μg/mLを含むDMEM(10%FBS含有)溶液で調整した。ウイルス溶液添加後、37℃、5%COインキュベータ内で培養した。培養中は、2日間又は3日間毎に培地交換を行った。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)
(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液
<定量PCR解析>
 前記試験例1-1と同様にして、定量PCR解析を行った。
 結果を図6に示す。図6中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNPM」は、(2)pMX-マウスGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-マウスPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-マウスMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図6の結果から、細胞として、間葉系幹細胞を用いた場合でも、本発明の製造方法の態様の1つであるGLIS1、Neurogenin3、Pdx1、及びMafAの4因子を用いることで、膵内分泌細胞を効率良く生産できることが示された。
(試験例7:ヒト新生児線維芽細胞からの膵内分泌細胞の製造)
<細胞の調製>
 ヒト細胞として、ヒト新生児線維芽細胞(D10051、宝酒造株式会社)を用意した。
<レトロウイルスの作製>
 試験例1-2又は2-2と同様にして、pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記試験例1-2において用いた細胞(dMEF)を、前記ヒト新生児線維芽細胞に代えた以外は、試験例1-2と同様にして、遺伝子を細胞に導入した。なお、用いたウイルス溶液は以下の通りである。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)
(2)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液
<定量PCR解析>
 前記試験例1-1において用いたプライマーを以下のプライマーに代えた以外は同様にして、定量PCR解析を行った。
-ヒトGAPDH遺伝子-
 フォワード: 5’-atgttcgtcatgggtgtgaa-3’(配列番号7)
 リバース: 5’- tgtggtcatgagtccttcca-3’(配列番号8)
-ヒトインスリン遺伝子-
 フォワード: 5’-gccatcaagcagatcactgt-3’(配列番号9)
 リバース: 5’-caggtgttggttcacaaagg-3’(配列番号10)
 結果を図7に示す。図7中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「dGNM」は、(2)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図7の結果から、本発明の製造方法の態様の1つである変異GLIS1、Neurogenin3、及びMafAの3因子を用いると、ヒト細胞を用いた場合でも、膵内分泌細胞を効率良く生産できることが示された。
(試験例8:ヒトグリオーマT98G細胞株からの膵内分泌細胞の製造)
<細胞の調製>
 ヒト細胞として、ヒトグリオーマT98G細胞株(RCB1954、RIKEN)を用意した。
<レトロウイルスの作製>
 試験例1-2又は2-2と同様にして、pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を得た。
<導入>
 前記試験例1-2において用いた細胞(dMEF)を、前記ヒトグリオーマT98G細胞株に代えた以外は、試験例1-2と同様にして、遺伝子を細胞に導入した。なお、用いたウイルス溶液は以下の通りである。
[ウイルス溶液]
(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)
(2)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液
(3)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液
(4)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液
(5)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液
<定量PCR解析>
 前記試験例7と同様にして、定量PCR解析を行った。
 結果を図8に示す。図8中、「CTL」は、(1)pMX-GFPベクター由来のウイルス溶液(コントロール)を用いた場合の結果を示し、「GNPM」は、(2)pMX-ヒトGLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「dGNPM」は、(3)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「dGNM」は、(4)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトMafAベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示し、「dGNP」は、(5)pMX-ヒト変異GLIS1ベクター由来のウイルス溶液、pMX-ヒトNeurogenin3ベクター由来のウイルス溶液、及びpMX-ヒトPdx1ベクター由来のウイルス溶液を用いた場合の結果を示す。
 図8の結果から、本発明の製造方法のいずれの態様の因子を用いた場合でも、ヒト細胞を用いて膵内分泌細胞を効率良く生産できることが示された。
 本発明の膵内分泌細胞の製造方法は、従来のES細胞又はiPS細胞を用い、培地中に発生阻害剤等を添加するなどの培養環境を整え、膵内分泌細胞を製造する方法と比較して、簡便で、且つ再現が容易な方法である。そして、本発明の製造方法によれば、膵内分泌細胞を非常に効率良く生産することができる。また、膵内分泌細胞の製造期間を大幅に短縮することもできる。
 また、本発明の製造方法によれば、腫瘍形成のリスクを有するiPS細胞を経ずに膵内分泌細胞を製造することができる点でも有利である。
 そのため、本発明の膵内分泌細胞の製造方法は、例えば、糖尿病に対する再生医療用途の膵内分泌細胞の製造などに好適に利用可能である。
 本発明の態様としては、例えば、以下のものなどが挙げられる。
 <1> 下記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物を体細胞に導入する導入工程を含むことを特徴とする膵内分泌細胞の製造方法である。
 (A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 <2> 前記導入工程で体細胞に導入する前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である前記<1>に記載の膵内分泌細胞の製造方法である。
 <3> 前記導入工程で体細胞に導入する前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物である前記<1>に記載の膵内分泌細胞の製造方法である。
 <4> 前記導入工程で体細胞に導入する前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である前記<1>に記載の膵内分泌細胞の製造方法である。
 <5> 前記導入工程で体細胞に導入する前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である前記<1>に記載の膵内分泌細胞の製造方法である。
 <6> 前記体細胞が、線維芽細胞及び間葉系幹細胞のいずれかである前記<1>から<5>のいずれかに記載の膵内分泌細胞の製造方法である。
 <7> 膵内分泌細胞が、β細胞である前記<1>から<6>のいずれかに記載の膵内分泌細胞の製造方法である。
 <8> 体細胞を膵内分泌細胞へ分化転換する分化転換剤であって、
 下記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物を含むことを特徴とする分化転換剤である。
 (A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 (D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
 <9> 前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である前記<8>に記載の分化転換剤である。
 <10> 前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物である前記<8>に記載の分化転換剤である。
 <11> 前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である前記<8>に記載の分化転換剤である。
 <12> 前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である前記<8>に記載の分化転換剤である。
 <13> 前記体細胞が、線維芽細胞及び間葉系幹細胞のいずれかである前記<8>から<12>のいずれかに記載の分化転換剤である。
 <14> 膵内分泌細胞が、β細胞である前記<8>から<13>のいずれかに記載の分化転換剤である。

Claims (14)

  1.  下記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物を体細胞に導入する導入工程を含むことを特徴とする膵内分泌細胞の製造方法。
     (A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
     (B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物。
     (C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
     (D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
  2.  前記導入工程で体細胞に導入する前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である請求項1に記載の膵内分泌細胞の製造方法。
  3.  前記導入工程で体細胞に導入する前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物である請求項1に記載の膵内分泌細胞の製造方法。
  4.  前記導入工程で体細胞に導入する前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である請求項1に記載の膵内分泌細胞の製造方法。
  5.  前記導入工程で体細胞に導入する前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である請求項1に記載の膵内分泌細胞の製造方法。
  6.  前記体細胞が、線維芽細胞及び間葉系幹細胞のいずれかである請求項1から5のいずれかに記載の膵内分泌細胞の製造方法。
  7.  膵内分泌細胞が、β細胞である請求項1から6のいずれかに記載の膵内分泌細胞の製造方法。
  8.  体細胞を膵内分泌細胞へ分化転換する分化転換剤であって、
     下記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物を含むことを特徴とする分化転換剤。
     (A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
     (B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物。
     (C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
     (D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物。
  9.  前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(A)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である請求項8に記載の分化転換剤。
  10.  前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(B)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びPdx1遺伝子乃至その遺伝子産物である請求項8に記載の分化転換剤。
  11.  前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(C)GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、Pdx1遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である請求項8に記載の分化転換剤。
  12.  前記(A)から(D)のいずれかの遺伝子乃至その遺伝子産物が、(D)配列番号:1及び2のいずれかで表される塩基配列と85%以上の配列同一性を有する変異GLIS1遺伝子乃至その遺伝子産物、Neurogenin3遺伝子乃至その遺伝子産物、及びMafA遺伝子乃至その遺伝子産物である請求項8に記載の分化転換剤。
  13.  前記体細胞が、線維芽細胞及び間葉系幹細胞のいずれかである請求項8から12のいずれかに記載の分化転換剤。
  14.  膵内分泌細胞が、β細胞である請求項8から13のいずれかに記載の分化転換剤。
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