WO2017179718A1 - 単球系統のみに分化するヒト共通単球前駆細胞およびその単離方法 - Google Patents

単球系統のみに分化するヒト共通単球前駆細胞およびその単離方法 Download PDF

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俊聡 樗木
俊輔 川村
伸幸 小内
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国立大学法人 東京医科歯科大学
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Definitions

  • the present invention relates to a human common monocyte progenitor cell, a method for isolating it, a method for using the same, and the like.
  • Mononuclear phagocytes including monocytes, macrophages, and dendritic cells (DC), play a central role in tissue homeostasis and immune responses.
  • the majority of macrophages resident in normal tissue are derived from embryonic progenitor cells, whereas some macrophages in the intestinal tract, heart, lung, mammary gland, dermis and bone are derived from monocytes.
  • Ly6c hi monocytes are classified as classical Ly6c hi monocytes and non-classical Ly6c lo monocytes. Ly6c lo monocytes are present only in blood, but Ly6c hi monocytes are also present in blood and other tissues where they differentiate into macrophages and dendritic cells. Most Ly6c lo monocytes are thought to be derived from Ly6c hi monocytes.
  • Human monocytes are classified as classical CD14 + CD16 ⁇ monocytes, intermediate CD14 + CD16 + monocytes, and nonclassical CD14 lo / ⁇ CD16 + monocytes. Functional and gene expression analyzes indicate that the counterparts of human CD14 + CD16 ⁇ monocytes and CD14 lo / ⁇ CD16 + monocytes are mouse Ly6c hi monocytes and Ly6c lo monocytes, respectively.
  • HSCs hematopoietic stem cells
  • BM bone marrow
  • MDP monocyte-dendritic cell precursor cells
  • CMP common myeloid progenitor cells
  • MEP erythroid progenitor cells
  • granulocytes are indexed by differences in the expression patterns of IL-3 receptor (CD123), Flt3 (CD135), and CD45RA.
  • -Monocyte progenitor cells (GMP) have been identified. Recently, human MDP was identified in the GMP fraction (Non-patent Document 3).
  • cGMP human granulocyte-monocyte progenitor cells
  • Lin ⁇ CD34 + CD38 + CD10 ⁇ CD123 lo CD135 + CD45RA + cells contain granulocyte-monocyte progenitor cells but T cells Some cells that can differentiate into the lymphatic system are also included.
  • human MDP which is a progenitor cell that differentiates only into a monocyte-DC lineage, has been identified in the cGMP fraction (Non-patent Document 3). That is, it can be said that cGMP is actually a mixed population of true GMP and other progenitor cells.
  • an object of the present invention is to provide a human cMoP that identifies true GMP and further differentiates only into cells of the monocyte lineage.
  • An isolated human common monocyte progenitor cell that does not differentiate into cells other than the monocyte lineage and has proliferative ability.
  • 2. The isolated human common monocyte progenitor cell according to 1 above, which expresses CLEC12A and CD64.
  • 3. 3. The isolated human common monocyte progenitor cell according to 1 or 2 above, which has a phenotype of CD34 + CD38 + CD10 ⁇ CD123 int / ⁇ CD45RA + CD135 + CLEC12A hi CD64 hi . 4).
  • a method for isolating human common monocyte progenitor cells wherein cells of Lin ⁇ CD34 + CD38 + CD10 ⁇ CD123 int / ⁇ CD45RA + CD135 + CLEC12A hi CD64 hi are isolated from an isolated cord blood sample or bone marrow sample.
  • An isolation method wherein the human common monocyte progenitor cell does not differentiate into cells other than the monocyte lineage and has a proliferative ability. 6). 6.
  • a substance that kills human common monocyte progenitor cells, inhibits the proliferation or differentiation of human common monocyte progenitor cells, or inhibits the production of monocytes or macrophages Pharmaceutical composition. 9.
  • the antibody or the antibody fragment is an anti-IRF8 antibody, anti-CEBPA antibody, anti-CEBPB antibody, anti-SLFN5 antibody, anti-AHR antibody, anti-CCR2 antibody, anti-KLF4 antibody, anti-SPI1 (PU.1) antibody, anti-ZEB2 antibody, anti-CX3CR1 Antibody, anti-PPARGC1A antibody, anti-PPARGC1B antibody, anti-PPARG antibody, anti-HES1 antibody, anti-NR4A1 antibody, anti-POU2F2 antibody, anti-CD110 antibody, anti-CD115 antibody, anti-CD116 antibody, anti-CD117 antibody, anti-CLEC12A antibody, anti-CD64 antibody, 10.
  • the pharmaceutical composition according to 9 above which is at least one antibody selected from the group consisting of an anti-CD135 antibody, an anti-CD45RA antibody, an anti-CD34 antibody, and an anti-CD38 antibody or an antibody fragment thereof.
  • the macrophage-related disease is at least one selected from the group consisting of cancer, bone-related disease, arteriosclerosis, fibrosis, inflammatory bowel disease and metabolic syndrome. Composition. 13.
  • a pharmaceutical composition for use in the treatment of cancer comprising as an active ingredient at least one antibody selected from the group consisting of an anti-CD34 antibody and an anti-CD38 antibody or an antibody fragment thereof.
  • a kit for use in labeling or isolating human common monocyte progenitor cells comprising at least one of an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or an antibody fragment thereof.
  • a method for screening a substance that inhibits monocyte production A screening method comprising culturing human common monocyte progenitor cells in a monocyte differentiation medium containing a test substance, and evaluating whether the test substance inhibits monocyte production. 17.
  • a method of screening for a substance that inhibits osteoclast production comprising culturing human common monocyte progenitor cells in an osteoclast differentiation medium containing a test substance, and evaluating whether the test substance inhibits osteoclast production. 18.
  • a screening method for substances that affect the differentiation, proliferation or survival of human common monocyte progenitor cells A screening method comprising culturing human common monocyte progenitor cells in a medium containing a test substance, and evaluating whether the test substance affects differentiation, proliferation or survival of the human common monocyte progenitor cells. 19.
  • a method of screening for antibodies that affect the differentiation, proliferation or survival of human common monocyte progenitors Identifying a molecule expressed on the cell surface of a human common monocyte progenitor cell, Obtaining an antibody specific for the cell surface molecule;
  • a screening method comprising culturing human common monocyte progenitor cells in a medium containing the antibody, and evaluating whether the antibody affects differentiation, proliferation or survival of the human common monocyte progenitor cells.
  • a method for producing a mouse having human monocytes comprising a step of transplanting human common monocyte progenitor cells into bone marrow of an immunodeficient mouse. 21. 21.
  • a method for treating macrophage-related diseases in a human patient wherein the human common monocyte progenitor cell is killed to the human patient, the proliferation or differentiation of the human common monocyte progenitor cell is inhibited, or monocyte or macrophage generation
  • a method of treatment comprising the step of administering a composition comprising a substance that inhibits as an active ingredient. 26. 26.
  • a method for treating a macrophage-related disease in a human patient comprising: anti-IRF8 antibody, anti-CEBPA antibody, anti-CEBPB antibody, anti-SLFN5 antibody, anti-AHR antibody, anti-CCR2 antibody, anti-KLF4 antibody, anti-SPI1 ( PU.1) antibody, anti-ZEB2 antibody, anti-CX3CR1 antibody, anti-PPARGC1A antibody, anti-PPARGC1B antibody, anti-PPARG antibody, anti-HES1 antibody, anti-NR4A1 antibody, anti-POU2F2 antibody, anti-CD110 antibody, anti-CD115 antibody, anti-CD116 antibody, Treatment comprising administering at least one antibody selected from the group consisting of an anti-CD117 antibody, an anti-CLEC12A antibody, an anti-CD64 antibody, an anti-CD135 antibody, an anti-CD11A antibody, anti-CD110 antibody, anti-CD115 antibody, anti-CD116 antibody, Treatment comprising administering at least one antibody selected from the group consisting of an anti
  • Antibody, anti-ZEB2 antibody, anti-CX3CR1 antibody, anti-PPARGC1A antibody, anti-PPARGC1B antibody, anti-PPARG antibody, anti-HES1 antibody, anti-NR4A1 antibody, anti-POU2F2 antibody, anti-CD110 antibody, anti-CD115 antibody, anti-CD116 antibody, anti-CD117 A treatment method comprising the step of administering at least one antibody selected from the group consisting of an antibody, an anti-CLEC12A antibody, an anti-CD64 antibody, an anti-CD135 antibody, an anti-CD45RA antibody, an anti-CD34 antibody, and an anti-CD38 antibody or the antibody fragment thereof. 30. 30.
  • the treatment method according to 29 above which comprises a step of administering another drug as a concomitant drug.
  • 31. Substances that kill human common monocyte progenitor cells, inhibit proliferation or differentiation of human common monocyte progenitor cells, or inhibit the production of monocytes or macrophages in the manufacture of a medicament for use in the treatment of macrophage-related diseases use.
  • 32. The use according to 31 above, wherein the substance is a small molecule, a nucleic acid, a polypeptide, or an antibody or an antibody fragment thereof.
  • macrophage-related disease is at least one selected from the group consisting of cancer, bone-related disease, arteriosclerosis, fibrosis, inflammatory bowel disease and metabolic syndrome. . 35.
  • kits comprising at least one antibody selected from the group consisting of an antibody, an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or the antibody fragment.
  • an isolated human common monocyte progenitor cell (human cMoP) that does not differentiate into cells other than the monocyte lineage and has proliferation ability.
  • FIG. 1 (a) to FIG. 1 (d) show a subset of conventional human GMP (cGMP) (see ⁇ Example 1> below).
  • FIG. 1 (a) shows the results of analysis of Lin ⁇ MNC from human UCB by FCM.
  • 1 (b) is, Lin from BM and PB - shows the results of the MNC was analyzed by FCM.
  • FIG. 1 (c) shows the myeloid colony forming ability of each UCB subpopulation.
  • FIG. 1 (d) shows the results of Diff-Quick staining of each UCB progenitor cell.
  • FIG. 2 (a) to 2 (d) show the differentiation potential of cGMP subpopulations into myeloid and lymphoid cells (see ⁇ Example 2>).
  • FIG. 2 (a) represents monocytes and DC differentiation from R1-R5 fractions ex vivo.
  • FIG. 2 (b) shows the cell type ratio in each fraction.
  • FIG. 2 (c) shows the ability of each fraction to differentiate into T cells ex vivo.
  • FIG. 2 (d) shows the ability of each fraction to differentiate into NK cells ex vivo.
  • FIG. 3 (a) to FIG. 3 (e) show the analysis results of human cMoP and rGMP at the single cell level (see ⁇ Example 3>).
  • FIG. 3 (a) shows the FCM profile of a representative colony derived from human cMoP.
  • FIG. 3 (b) shows the FCM profile of a representative colony derived from rGMP.
  • FIG. 3 (c) represents the ratio of at least one of monocytes and granulocyte colonies detected by FCM.
  • FIG. 3 (d) shows the result of limiting dilution analysis of human cMoP.
  • FIG. 3 (e) shows the result of limiting dilution analysis of rGMP.
  • FIG. 4 (a) to FIG. 4 (c) are diagrams showing the proliferative ability of human cMoP and rGMP (see Example 4).
  • FIG. 4 (a) is a diagram showing the cell proliferation ability of each fraction labeled with CSFE.
  • FIG. 4B shows the number of cells recovered from each cell after culturing in the same manner as FIG. 4A without CFSE labeling.
  • FIG. 4 (c) shows the FCM profile of Ki67 expression in each cell population “just after isolation”.
  • FIG. 5 (a) to FIG. 5 (d) show the in vivo differentiation potential evaluation results of human cMoP and rGMP (see ⁇ Example 5>).
  • FIG. 5 (a) shows an assay system for evaluating the differentiation potential of human cMoP and rGMP in vivo.
  • FIG. 5 (b) shows the FCM profile of progeny cells in the bone marrow.
  • FIG. 5 (c) shows the percentage of cell types after differentiation of human cMoP and rGMP.
  • FIG. 5 (a) shows an assay system for evaluating the differentiation potential of human cMoP and rGMP in vivo.
  • FIG. 5 (b) shows the FCM profile of progeny cells in the bone
  • FIG. 5 (d) shows the result of Diff-Quick staining of monocytes and granulocytes derived from human cMoP-derived monocytes and rGMP.
  • FIGS. 6 (a) to 6 (c) show the differentiation relationship between pre-monocytes, human cMoP and rGMP (see ⁇ Example 6>).
  • the numbers indicate the purity of sorted human cMoP and rGMP.
  • FIG. 6B shows the result of analyzing the generation stage of sorted rGMP
  • FIG. 6C shows the result of analyzing the generation stage of human cMoP.
  • FIG. 7 (f) show the results of transcription analysis of CMP, rGMP, human cMoP, pre-monocytes, human cMoP-derived monocytes, and PB monocytes (see ⁇ Example 7>).
  • FIG. 7 (a) represents a heat map (log 2 ) of RNA expression of monocyte specific genes in the indicated cells.
  • FIG. 7 (b) shows the relative mRNA levels of transcription factors involved in monocyte differentiation in the indicated cell population.
  • FIG. 7 (c) shows the relative mRNA levels of chemokine receptors involved in cell migration.
  • FIG. 7 (d) shows the results of a principal component analysis of normalized gene expression profiles in the indicated cell population.
  • FIG. 7 (a) represents a heat map (log 2 ) of RNA expression of monocyte specific genes in the indicated cells.
  • FIG. 7 (b) shows the relative mRNA levels of transcription factors involved in monocyte differentiation in the indicated cell population.
  • FIG. 7 (c) shows the relative mRNA
  • FIG. 7 (e) represents the Euclidean distance of the indicated cell population from human cMoP-Mo or PB-Mo.
  • FIG. 7 (f) shows a comparison of human blood monocyte signatures in each cell population.
  • FIG. 8 (a) to FIG. 8 (c) show the results of FCM analysis of the R1, R2, and R3 fractions (see ⁇ Example 1>).
  • FIG. 9 (a) and FIG. 9 (b) show a gating strategy for detecting a subset of granulocytes, monocytes, and dendritic cells (see ⁇ Example 2>).
  • FIG. 10 (a) to 10 (c) show the state of differentiation into monocyte-derived dendritic cells generated from the R1, R2, and R3 fractions (see ⁇ Example 2>).
  • FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b) are diagrams showing the lymphoid differentiation potential of the R4 and R5 fractions (see ⁇ Example 2>).
  • FIG. 12 shows the expression pattern of cytokine receptors in the R1 to R5 fractions (see ⁇ Example 2>).
  • FIG. 13 (a) and FIG. 13 (b) are diagrams showing expression patterns of CLEC12A and CD64 on mouse cMoP and GMP (see ⁇ Example 2>).
  • FIG. 14 (a) to 14 (e) are diagrams showing a comparison of phenotypes between MDP and R2 to R5 fractions (see ⁇ Example 2>).
  • FIG. 15 is a diagram showing a heat map (log 2 ) of RNA expression of a DC-specific gene in each progenitor cell (see ⁇ Example 7>).
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing a revised human myeloid cell differentiation pathway.
  • FIG. 17 is a diagram showing the results of measuring the ADCC activity of an anti-CD64 chimeric antibody against human umbilical cord blood-derived human cMoP by flow cytometry.
  • BM bone marrow cDC: conventional dendritic cell
  • CMP common myeloid progenitor
  • cGMP Conventional granulocyte-monocyte progenitors
  • cMoP common monocyte progenitor
  • E erythroblast
  • FCM multi-color flow cytometry
  • G Granulocyte GEMM: granulocyte-erythrobalst-macrophage-megakaryocyte
  • GM granulocyte-macrophage GMDP: granulocyte-monocyte-DC progenitor MDP: monocyte-DC progenitor MLP: Multi-lymphoid progenitor MNC: mononuclear cell moDC: monocyte-derived dendritic cell MP: Mononuclear phagocytes
  • PB Peripheral blood pDC: plasma
  • the isolated human common monocyte progenitor cell of the present invention (also simply referred to as “cMoP”) does not differentiate into cells other than the monocyte lineage and has proliferative ability.
  • “does not differentiate into cells other than monocyte lineage” means that the cells do not differentiate directly into granulocytes, dendritic cells, and lymphocytes, but cells of the monocyte lineage (eg, pre-monocytes, monocytes). , Macrophages and monocyte-derived dendritic cells).
  • the isolated human common monocyte progenitor cell of the present invention does not have the ability to differentiate into granulocytes. Further, “having proliferative ability” means that human cMoP can perform cell division and increase the number of cells.
  • the isolated human common monocyte progenitor cell of the present invention is a monocyte progenitor cell that does not have the ability to differentiate into granulocytes and has the ability to proliferate.
  • GMP conventional GMP
  • Lin ⁇ CD34 + CD38 + CD10 ⁇ CD123 lo CD135 + CD45RA + cells which is a mixed population of true GMP and other progenitor cells. it is conceivable that.
  • Fc ⁇ RIA CD64
  • C-type lectin CLEC12A expressed in monocytes and macrophages
  • Conventional GMP cGMP was subdivided and examined in detail and divided into four subpopulations.
  • CLEC12A hi CD64 hi subpopulation (a population highly expressing CLEC12A and CD64) was identified as human cMoP. Also, a subset of CLEC12A hi CD64 int cells contained in cGMP was redefined as modified (true) human GMP (rGMP).
  • rGMP produces granulocytes and monocytes but does not differentiate into DCs or lymphocytes. Only the CD64 - fraction of the cGMP population has the ability to differentiate into DCs and lymphocytes.
  • the human cMoP of the present invention has a phenotype of CD34 + CD38 + CD10 ⁇ CD123 int / ⁇ CD45RA + CD135 + CLEC12A hi CD64 hi .
  • the human cMoP of the present invention is present in human umbilical cord blood and bone marrow, but is not detected in peripheral blood.
  • the present inventors identified human cMoP and rGMP, further examined their characteristics and the like, and reviewed the myeloid cell generation pathway (FIG. 16). In this reviewed pathway, rGMP differentiates into granulocytes and human cMoP, which generates all monocyte subsets via pre-monocytes.
  • the human cMoP of the present invention is a human common monocyte progenitor cell that differentiates only into cells of the monocyte lineage and has a proliferative ability. Human cMoP is also present in human umbilical cord blood and bone marrow, but is not detected in peripheral blood.
  • mice According to recent studies using mice, the majority of macrophages that are resident in tissues and are responsible for maintaining homeostasis are derived from the embryonic period (yolk sac / liver), but they are responsible for the pathogenesis and maintenance of diseases such as metabolic syndrome and cancer. It has been clarified that many of the macrophages responsible are derived from bone marrow monocytes.
  • macrophages responsible for the formation of intravascular plaques that cause arteriosclerosis are derived from bone marrow monocytes.
  • the human cMoP of the present invention is a progenitor cell that is a source of monocytes, it can be used for the development of a therapeutic method for the above diseases targeting a human cMoP-specific marker. Moreover, even if human cMoP is targeted or removed on the cell differentiation lineage, it does not affect dendritic cell differentiation, and therefore, concerns such as infectivity can be extremely limited.
  • One embodiment of the present invention relates to a method for isolating human common monocyte progenitor cells (cMoP).
  • the isolation method comprises the step of isolating cells highly expressing CLEC12A and CD64 from an isolated cord blood sample or bone marrow sample, in particular Lin ⁇ CD34 + CD38 + CD10 ⁇ CD123 int / ⁇ CD45RA. preferably includes a + CD135 + CLEC12A hi CD64 hi cells isolating the process.
  • CLEC12A hi CD64 hi cells are the fraction with the highest CLEC12A and CD64 expression compared to other subpopulations in cGMP, as shown in FIG. 1 (a).
  • a BD FACSAria (registered trademark) III cell sorter manufactured by BD Biosciences is used as a flow cytometer, and the gate condition is “Lin ⁇ CD34 + CD38 + CD10 ⁇ CD123 int / ⁇ CD45RA + CD135. + CLEC12A hi CD64 hi ”can be isolated from the cGMP population.
  • the gate conditions can be appropriately adjusted according to the number and purity of cells required.
  • the isolation method further comprises isolating mononuclear cells (MNC) from the isolated cord blood sample or bone marrow sample, and isolating Lin ⁇ cells from the isolated mononuclear cells. It is more preferable that at least one of these is included.
  • MNC mononuclear cells
  • the method for isolating human common monocyte progenitor cells of the present invention includes, as one aspect, (Step 1): isolating mononuclear cells (MNC) from the isolated cord blood sample or bone marrow sample; (Step 2): a step of isolating Lin ⁇ cells from the mononuclear cells isolated in Step 1, (Step 3) Step 2 in isolated Lin - Lin from cells - CD34 + CD38 + CD10 - CD123 int / - out of CD45RA + CD135 + CLEC12A hi CD64 hi cells isolating the process, at least one Preferably, the process is included, more preferably two or more processes are included, and all the processes are more preferably included. Of steps 1 to 3, it is preferable to include at least step 3.
  • MNC mononuclear cells
  • Isolation of cells can be performed using, for example, magnetic separation or flow cytometry.
  • MNC mononuclear cells
  • Lin ⁇ means that the differentiation antigen is negative, and is expressed in known mature blood cells (T cells, B cells, NK cells, myeloid cells, erythroid cells, etc.) It means that it does not have a specific surface antigen, that is, the surface antigen is not expressed on the cell surface.
  • CD2, CD3, CD11b, CD16, CD19, CD56 and CD235ab are negative.
  • Examples of the method for isolating Lin ⁇ cells include the methods described in Examples.
  • the human cMoP according to the present invention does not necessarily have to be isolated with a purity of 100%, and has a phenotype of CD34 + CD38 + CD10 ⁇ CD123 int / ⁇ CD45RA + CD135 + CLEC12A hi CD64 hi Cell populations containing more than 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, or 99% of monocyte progenitor cells are also included in the subject of the present invention.
  • the human common monocyte progenitor cell (cMoP) of the present invention has a proliferative ability.
  • the method for growing human cMoP is not particularly limited.
  • human cMoP is preferably cultured in a medium in the presence of a cytokine cocktail.
  • cytokines contained in the cytokine cocktail include hFlt3L, hTPO, hSCF, M-CSF, and the like.
  • examples of the medium include methylcellulose, serum, Iskov modified Dulbecco medium, RPMI-1640 and the like.
  • Seeding concentration of human cMoP is in the medium is preferably from 1 ⁇ 10 4 cells / mL ⁇ 4 ⁇ 10 4 cells / mL, and more preferably 1 ⁇ 10 4 cells / mL ⁇ 2 ⁇ 10 4 cells / mL.
  • the concentration of the cytokine cocktail is preferably about 25 to 100 ng / mL, for example.
  • the culture temperature is, for example, preferably 30 to 40 ° C, more preferably 36 to 38 ° C, and still more preferably 37 ° C.
  • the frequency of medium exchange is not particularly limited as long as cells can be maintained or amplified, but may be, for example, every 1 to 5 days, preferably every 3 days. In the medium exchange, all of the medium may be exchanged or only a part of the medium may be exchanged.
  • passage may be performed as necessary, and the frequency of passage is not particularly limited as long as the cells can be maintained or amplified, and is appropriately performed at the timing when the population of the cells becomes large. For example, every 4 to 12 days, preferably every 6 to 10 days.
  • the human common monocyte progenitor cell (cMoP) of the present invention has the ability to differentiate into downstream monocyte cells.
  • human cMoP is cultured in Iskov modified Dulbecco medium containing 10% FCS, 100 U / ml penicillin / streptomycin, and a cytokine cocktail.
  • hFlt3L, hTPO, and hSCF (FTS) can be used as the cytokine cocktail.
  • FTS hFlt3L, hTPO, and hSCF
  • cells can be cultured in a medium supplemented with GM-CSF in addition to FTS.
  • One embodiment of the present invention contains, as an active ingredient, a substance that kills human common monocyte progenitor cells (cMoP), inhibits proliferation or differentiation of human common monocyte progenitor cells, or inhibits the production of monocytes or macrophages.
  • cMoP human common monocyte progenitor cells
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition for use in the treatment of macrophage-related diseases.
  • Examples of the substance that is an active ingredient include small molecules, nucleic acids (for example, antisense oligonucleotides, siRNA, aptamers, ribozymes, etc.), polypeptides, antibodies, or antibody fragments thereof.
  • nucleic acids for example, antisense oligonucleotides, siRNA, aptamers, ribozymes, etc.
  • polypeptides for example, antibodies, or antibody fragments thereof.
  • the pharmaceutical composition can contain a pharmaceutically acceptable carrier, stabilizer, or excipient, and the route of administration is appropriately determined according to the type of drug used and the subject to be administered. be able to.
  • the target of the above small molecule, nucleic acid, polypeptide, or antibody or antibody fragment may be any molecule that can be expressed in human cMoP, but is upstream of human cMoP during the differentiation of myeloid cells. Molecules that are highly expressed in human cMoP are more preferred than cells.
  • Examples of the types of molecules to be targeted include proteins (for example, cell surface proteins and intracellular proteins), nucleic acids, and the like.
  • Examples of cells upstream of human cMoP include rGMP, cGMP, or MP.
  • Examples of molecules expressed in human cMoP include, for example, IRF8, CEBPA, CEBPB, SLFN5, AHR, CCR2, KLF4, SPI1 (PU.1), ZEB2, CX3CR1, PPARGC1A, PPARGC1B, PPARG, HES1, NR4A1, POU2F, CD115, CD116, CD117, CLEC12A, CD64, CD135, CD45RA, CD34, CD38, etc. are mentioned.
  • Examples of molecules that are higher expressed in human cMoP than cells located upstream of human cMoP include CEBPB, KLF4, CX3CR1, CCR2, CLEC12A, CD64, and CD115.
  • the substance as an active ingredient is an antibody or the antibody fragment
  • it is preferably at least one antibody or the antibody fragment among the antibodies or the antibody fragments that bind to these molecules, and the anti-CX3CR1 antibody and the anti-CCR2 antibody More preferably, it is at least one antibody selected from the group consisting of an anti-CLEC12A antibody, an anti-CD64 antibody, and an anti-CD115 antibody, or the antibody fragment thereof.
  • the anti-CD64 antibody may be any anti-CD64 antibody as long as it kills human cMoP, inhibits the growth or differentiation of human cMoP, or inhibits the production of monocytes or macrophages.
  • anti-CD64 antibody examples include the heavy chain variable region amino acid sequences including the amino acid sequences of CDR1 to 3 represented by SEQ ID NOs: 4 to 6, respectively, and the amino acids of CDR1 to CDR3 represented by SEQ ID NOs: 9 to 11, respectively.
  • An antibody comprising the amino acid sequence of the light chain variable region comprising the sequence can be mentioned.
  • m22 chimeric antibody, m22 humanized antibody and the like prepared based on anti-CD64 mouse antibody m22 antibody International Publication No. 2005/052007
  • An antibody that binds to a molecule expressed in human cMoP or a molecule that is expressed higher in human cMoP than a cell upstream of cMoP in the process of differentiation of myeloid cells kills human cMoP, human cMoP
  • Specific examples of the method for confirming the inhibition of the proliferation or differentiation of cells, or the inhibition of the production of monocytes or macrophages include the following methods (1) to (3).
  • test antibody inhibits human cMoP differentiation, or inhibits the production of monocytes or macrophages
  • Method for inducing differentiation of human cMoP Incubate in the presence of appropriate additives. Thereafter, the cells are stained with human cMoP, pre-monocytes and monocyte markers, and each cell fraction is detected with a flow cytometer. If the human cMoP fraction is greater than the pre-monocyte or monocyte fraction in the sample to which the test antibody is added than the sample to which the test antibody is not added, the test antibody is an antibody that inhibits human cMoP differentiation. Can be confirmed. In the same manner, it can also be confirmed that the test antibody inhibits the production of monocytes or macrophages.
  • One embodiment of the present invention relates to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising at least one of an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or an antibody fragment thereof as an active ingredient. Since cMoP expresses CLEC12A and CD64 as described above, a pharmaceutical composition containing these antibodies or the antibody fragment as an active ingredient can target a human cMoP-specific marker. It can be used to treat related diseases.
  • Clec12A (Gene Bank accession No. NM_001207010) is a C-type lectin that binds to uric acid crystals derived from dead cells. It also has an ITIM motif in the cell.
  • CD64 (Gene Bank Accession No. NM_000566, also known as Fc ⁇ RIA) is a glycoprotein and binds to human IgG1 and IgG3.
  • a pharmaceutical composition containing at least one of an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or the antibody fragment as an active ingredient can be used as an anticancer agent.
  • the life span of monocytes and tumor-associated macrophages (TAM) is generally considered to be several days to about 3 weeks, and by removing the human cMoP partially or completely using the pharmaceutical composition of the present invention, tumor-related It will be appreciated by those skilled in the art that macrophages (TAM) can also be partially or completely removed.
  • composition according to the present invention can also be used in combination with other drugs such as anticancer agents as a concomitant drug.
  • the above pharmaceutical composition comprises anti-IRF8 antibody, anti-CEBPA antibody, anti-CEBPB antibody, anti-SLFN5 antibody, anti-AHR antibody, anti-CCR2 antibody, anti-KLF4 antibody, anti-SPI1 (PU.1) antibody, anti-ZEB2 antibody, anti-CX3CR1 Antibody, anti-PPARGC1A antibody, anti-PPARGC1B antibody, anti-PPARG antibody, anti-HES1 antibody, anti-NR4A1 antibody, anti-POU2F2 antibody, anti-CD110 antibody, anti-CD115 antibody, anti-CD116 antibody, anti-CD117 antibody, anti-CLEC12A antibody, anti-CD64 antibody, It may be a pharmaceutical composition comprising as an active ingredient at least one antibody selected from an anti-CD135 antibody, an anti-CD45RA antibody, an anti-CD34 antibody and an anti-CD38 antibody or an antibody fragment thereof.
  • a pharmaceutical composition comprising as an active ingredient at least one antibody selected from anti-CEBPB antibody, anti-KLF4 antibody, anti-CX3CR1 antibody, anti-CCR2 antibody, anti-CLEC12A antibody, anti-CD64 antibody, and anti-CD115 antibody as an active ingredient. More preferably, the pharmaceutical composition further comprises at least one antibody selected from the group consisting of an anti-CX3CR1 antibody, an anti-CCR2 antibody, an anti-CLEC12A antibody, an anti-CD64 antibody, and an anti-CD115 antibody, or the antibody fragment as an active ingredient. preferable.
  • the “antibody” can be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody, and is preferably a monoclonal antibody.
  • the antibody can be isolated, for example, from any suitable biological source, such as mice, rats, sheep, and canines.
  • an appropriate animal can be immunized with any appropriate antigen, and the antibody can be obtained by any method such as a hybridoma method or a phage display method.
  • the antibody may also be a fragment of a monoclonal antibody, such as a digested fragment or a specific portion thereof. Further, the antibody or the antibody fragment may include a peptide sequence identified by screening by a phage display method or the like.
  • the antibody fragment may be any fragment as long as it has an antigen binding site, and examples thereof include antibody fragments containing Fab, F (ab ′) 2 , scFv, diabody, Fc, peptides containing CDR, and the like.
  • the antibody may be a chimeric antibody, a humanized antibody, or a human antibody.
  • Methods for producing these antibodies are known to those skilled in the art.
  • KM Mouse trademark
  • XenoMouse trademark II
  • the class and subclass of the antibody are not particularly limited, but are preferably IgG class, more preferably IgG1.
  • the antibody is preferably an antibody having a human antibody constant region, particularly a human Fc region.
  • the above-described antibody can be preferably an antibody having at least one of neutralizing activity, antibody-dependent cytotoxicity (ADCC) activity, and complement-dependent cytotoxicity (CDC) activity.
  • ADCC activity and CDC activity can be increased or decreased by modifying amino acid residues in the Fc region of the antibody.
  • ADCC activity can be increased or decreased by regulating the sugar chain of the Fc region of the antibody.
  • a known method can be used as a method of regulating the activity of these antibodies.
  • anti-cancer drugs, radioactive substances, cytotoxic substances, etc. can be bound to the antibodies, such as antibody drug conjugates (ADC), and more than one additional domain to provide different activities or auxiliary functions.
  • a chimeric antibody or fusion antibody to which is bound may be made.
  • the above-mentioned antibody may be a bispecific antibody that recognizes two types of antigens.
  • One embodiment of the present invention includes IRF8, CEBPA, CEBPB, SLFN5, AHR, CCR2, KLF4, SPI1 (PU.1), ZEB2, CX3CR1, PPARGC1A, PPARGC1B, PPARGC, HES1, NR4A1, POU2F2, CD110,
  • a pharmaceutical composition comprising a small molecule, a nucleic acid or a polypeptide as an active ingredient capable of decreasing or increasing the expression of at least one molecule selected from CD116, CD117, CLEC12A, CD64, CD135, CD45RA, CD34 and CD38 It is done.
  • a small molecule, nucleic acid eg, antisense oligonucleotide, siRNA, aptamer, ribozyme, etc.
  • nucleic acid eg, antisense oligonucleotide, siRNA, aptamer, ribozyme, etc.
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition containing a polypeptide as an active ingredient.
  • a pharmaceutical composition comprising an active ingredient capable of reducing the expression of at least one of CLEC12A and CD64 is preferable because it can be used for the treatment of monocyte-derived macrophage-related diseases.
  • Another embodiment of the present invention is a small molecule, nucleic acid or polypeptide capable of decreasing or increasing the expression of at least one molecule selected from CEBPB, KLF4, CX3CR1, CCR2, CLEC12A, CD64 and CD115. More preferred is a pharmaceutical composition containing as an active ingredient.
  • a macrophage-related disease refers to a disease caused by unwanted activity of macrophages (or becoming malignant or refractory).
  • macrophage-related diseases include, but are not limited to, cancer (eg, immunosuppression, angiogenesis and metastasis), bone-related diseases, neurodegeneration (eg, ALS and MS, etc.), Alzheimer's disease, Rett syndrome, arteriosclerosis Dyslipidemia, alveolar proteinosis, asthma, fibrosis, rheumatism, lupus nephritis, psoriasis, inflammatory bowel disease, Crohn's disease, diabetes, obesity and metabolic syndrome.
  • cancer examples include blood cancer, breast cancer, endometrial cancer, ovarian cancer, prostate cancer, lung cancer, gastric cancer, non-small cell lung cancer, head and neck squamous cell carcinoma, esophageal cancer, bladder cancer, melanoma, colon cancer, renal cell carcinoma. And non-Hodgkin lymphoma.
  • bone-related diseases include osteoporosis, marble bone disease, bone metastasis of cancer, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, hypercalcemia, fracture and Behcet's disease.
  • fibrosis examples include pulmonary fibrosis, liver fibrosis, renal fibrosis, myocardial fibrosis, dermal fibrosis and the like.
  • inflammatory bowel disease examples include colitis such as Crohn's disease, ulcerative, granulomatous, ischemic, radioactive, infectious colitis.
  • One aspect of the present invention relates to a method for treating a macrophage-related disease in a human patient.
  • a therapeutic method is a substance that kills human common monocyte progenitor cells (cMoP) in human patients, inhibits the proliferation or differentiation of human common monocyte progenitor cells, or inhibits the production of monocytes or macrophages
  • cMoP human common monocyte progenitor cells
  • Administering a composition comprising as an active ingredient.
  • the substance as an active ingredient may be a small molecule, a nucleic acid, a polypeptide or an antibody or an antibody fragment, but is not limited thereto.
  • the treatment method according to the present invention preferably includes a step of administering at least one of an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or an antibody fragment thereof to a human patient.
  • the macrophage related disease can be, but is not limited to, cancer, bone related disease, arteriosclerosis, fibrosis, inflammatory bowel disease or metabolic syndrome.
  • One embodiment of the present invention relates to a method for treating cancer in a human patient.
  • a therapeutic method can include the step of administering at least one of an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or an antibody fragment thereof to a human patient.
  • the treatment method according to the present invention can include a step of administering another drug such as an anticancer drug as a concomitant drug.
  • One aspect of the present invention is to kill human common monocyte progenitor cells (cMoP), inhibit proliferation or differentiation of human common monocyte progenitor cells, or to produce a single drug for use in the treatment of macrophage-related diseases. It relates to the use of substances that inhibit the production of spheres or macrophages.
  • the substance used can be, but is not limited to, a small molecule, nucleic acid, polypeptide or antibody or antibody fragment.
  • the use according to the present invention is preferably the use of at least one of an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or an antibody fragment thereof in the manufacture of a medicament for use in the treatment of macrophage-related diseases.
  • the macrophage-related disease can be, but is not limited to, cancer, bone-related disease, arteriosclerosis, fibrosis, inflammatory bowel disease, or metabolic syndrome.
  • One embodiment of the present invention relates to the use of at least one of an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or an antibody fragment thereof in the manufacture of a medicament for use in the treatment of cancer.
  • the produced medicament may be used in combination with another drug such as an anticancer drug as a concomitant drug.
  • the above therapeutic methods include anti-IRF8 antibody, anti-CEBPA antibody, anti-CEBPB antibody, anti-SLFN5 antibody, anti-AHR antibody, anti-CCR2 antibody, anti-KLF4 antibody, anti-SPI1 (PU.1) antibody, anti-ZEB2 antibody, anti-CX3CR1 antibody Anti-PPARGC1A antibody, Anti-PPARGC1B antibody, Anti-PPARG antibody, Anti-HES1 antibody, Anti-NR4A1 antibody, Anti-POU2F2 antibody, Anti-CD110 antibody, Anti-CD115 antibody, Anti-CD116 antibody, Anti-CD117 antibody, Anti-CLEC12A antibody, Anti-CD64 antibody, Anti The therapeutic method may include a step of administering to a human at least one antibody selected from CD135 antibody, anti-CD45RA antibody, anti-CD34 antibody and anti-CD38 antibody, or the antibody fragment thereof.
  • a treatment comprising the step of administering to a human at least one antibody selected from an anti-CEBPB antibody, an anti-KLF4 antibody, an anti-CX3CR1 antibody, an anti-CCR2 antibody, an anti-CLEC12A antibody, an anti-CD64 antibody and an anti-CD115 antibody. More preferably, the method comprises the step of administering to a human at least one antibody selected from the group consisting of an anti-CX3CR1 antibody, an anti-CCR2 antibody, an anti-CLEC12A antibody, an anti-CD64 antibody, and an anti-CD115 antibody, or the antibody fragment thereof. More preferred is a therapeutic method. The same applies to the use of antibodies.
  • kits for use in labeling or isolating human common monocyte precursor cells comprising at least one of an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or an antibody fragment thereof.
  • the kit may further include a label, a reagent, a reaction container, an instruction manual, and the like.
  • the kit includes anti-CD2 antibody, anti-CD3 antibody, anti-CD11b antibody, anti-CD16 antibody, anti-CD19 antibody, anti-CD56 antibody, anti-CD235ab antibody, anti-CD34 antibody, anti-CD38 antibody, anti-CD10 antibody, anti-CD123 antibody, anti-CD45RA.
  • the kit may contain at least one antibody selected from the group consisting of an antibody, an anti-CD135 antibody, an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody, or the antibody fragment.
  • anti-CD2 antibody, anti-CD3 antibody, anti-CD11b antibody, anti-CD16 antibody, anti-CD19 antibody, anti-CD56 antibody, anti-CD235ab antibody, anti-CD34 antibody, anti-CD38 antibody, anti-CD10 antibody, anti-CD123 antibody, anti-CD45RA antibody More preferably, the kit comprises an anti-CD135 antibody, an anti-CLEC12A antibody and an anti-CD64 antibody or an antibody fragment thereof.
  • the human cMoP of the present invention can be used for screening and the like in the development of a method for treating diseases related to monocyte-derived macrophages.
  • Examples of methods for using human cMoP include the embodiments shown in the following (a) to (k).
  • promotion or suppression of human cMoP differentiation and proliferation, promotion or suppression of monocyte production, inhibition of differentiation / function into tumor-associated macrophages (TAM), etc. are known to those skilled in the art. It can be evaluated by any method.
  • Human cMoP is isolated and subjected to microarray analysis, cell surface molecules expressed in human cMoP are extracted, and antibodies against the molecules are prepared. Using this antibody, those that inhibit differentiation / function into human cMoP, monocytes, and tumor-associated macrophages (TAM) are identified.
  • TAM tumor-associated macrophages
  • Identifying a molecule expressed on the cell surface of human cMoP Obtaining an antibody specific for the cell surface molecule; Influencing human cMoP differentiation, proliferation or survival comprising culturing human cMoP in a medium containing said antibody and assessing whether said antibody affects human cMoP differentiation, proliferation or survival
  • Examples include antibody screening methods.
  • influencing refers to promoting or suppressing the differentiation, proliferation or survival of human cMoP. Promoting or inhibiting the differentiation, proliferation or survival of human cMoP can be evaluated by any technique known to those skilled in the art. *
  • Influencing human cMoP differentiation, proliferation or survival including culturing human cMoP in a medium containing a test substance and assessing whether the test substance affects differentiation, proliferation or survival of human cMoP
  • test substance various cytokines, antibodies or antibody fragments, polypeptides, polynucleotides, low molecular compounds, and the like can be used.
  • Human cMoP is isolated and the differentiation mechanism from human cMoP to monocytes is elucidated using a culture system that induces differentiation into monocytes in vitro. Furthermore, a test substance such as various cytokines, antibodies or antibody fragments, polypeptides, polynucleotides or low molecular weight compounds is added to the same culture system to screen for those that inhibit or promote differentiation into monocytes.
  • a screening method for a substance that inhibits monocyte production comprising culturing human cMoP in a monocyte differentiation medium containing a test substance, and evaluating whether the test substance inhibits monocyte production.
  • C Isolating human cMoP and adding test substances such as various cytokines, antibodies or antibody fragments, polypeptides, polynucleotides or low molecular weight compounds to a culture system that induces differentiation into osteoclasts in vitro, Screening for inhibiting or promoting osteoclast differentiation.
  • test substances such as various cytokines, antibodies or antibody fragments, polypeptides, polynucleotides or low molecular weight compounds
  • a substance that inhibits osteoclast production comprising culturing human cMoP in an osteoclast differentiation medium containing a test substance, and evaluating whether the test substance inhibits osteoclast production.
  • Examples include screening methods. Whether to inhibit the generation of osteoclasts can be evaluated by any technique known to those skilled in the art.
  • (D) Analysis is performed in an in vivo evaluation system using the cytokine, antibody, antibody fragment or low molecular weight compound selected by the screening in (b) or (c) above.
  • umbilical cord blood or human cMoP was transplanted into an immunodeficient animal (for example, NSG mouse, NOG mouse, BRGS mouse, MISTRG mouse, etc.), and the hematopoietic system was replaced with human-derived cells.
  • the above-mentioned antibody or the antibody fragment or a low-molecular compound is administered to "inhibiting or promoting the differentiation ability into monocytes or macrophages in vivo.”
  • transplanting a human tumor cell line the effect of the antibody or the antibody fragment or low molecular weight compound, etc., using as an index monocytes that infiltrate the tumor, differentiation from the monocytes into TAM, tumor growth, etc. To consider.
  • (E) The cytokine, antibody, antibody fragment or low molecular weight compound selected by the screening in (b) or (c) above is analyzed in an in vivo evaluation system using a tumor bearing mouse.
  • the mouse cMoP, monocytes, and TAM are analyzed as targets using the mouse counterpart of the antibody or the antibody fragment or low molecular weight compound.
  • Human cMoP is isolated and subjected to metabolic analysis using MS (mass spectrometry), etc., to identify a metabolic pathway characteristic of human cMoP, and to block or activate the pathway, that is, human cMoP Search for small molecule drugs that inhibit or promote function.
  • MS mass spectrometry
  • Human cMoP is isolated and microarray analysis is performed, a master regulatory gene characteristic of human cMoP is identified, human cMoP is induced from iPS using the gene, and applied to various disease treatments.
  • J Isolate human cMoP and delete specific chemokine receptors and adhesion molecule genes using genome editing techniques such as CRISPR-Cas9. Proliferated and differentiated monocytes do not express specific chemokine receptors or adhesion molecule genes, and therefore can suppress only transfer and accumulation in specific tissues.
  • One aspect of the present invention also includes the step of transplanting human cMoP into the bone marrow of an immunodeficient mouse, preferably a hyperimmune deficient mouse (eg, NSG mouse, NOG mouse, BRGS mouse, MISTRG mouse, etc.).
  • a hyperimmune deficient mouse eg, NSG mouse, NOG mouse, BRGS mouse, MISTRG mouse, etc.
  • the present invention relates to a method for producing a mouse having human monocytes.
  • the mouse production method yields a mouse having human monocytes and no human granulocytes. Furthermore, the method for producing such a mouse may include at least one of a step of administering human Flt3L, TPO, SCF and M-CSF to the mouse and a step of transplanting human tumor cells into the mouse.
  • the human cMoP used in the method for producing the mouse may be genetically modified by a technique known to those skilled in the art, and in particular, has been genetically modified by a technique such as CRISPR-Cas9 described in (j) above. Also good.
  • a mouse having human monocytes according to the present invention can have genetically modified human monocytes and cells derived therefrom.
  • the produced humanized mouse can be used, for example, in the in vivo evaluation system described in (d) above.
  • Isolated human cMoP may be expanded ex vivo and then transplanted to a patient in need of supplementation of monocyte lineage cells. At that time, the human cMoP can be genetically modified ex vivo and then transplanted to a patient.
  • the present invention is also directed to pharmaceutical compositions containing human cMoP.
  • Treatment methods for patients requiring monocyte lineage cell supplementation specifically include, for example, isolating human cMoP from a patient, optionally genetically modifying human cMoP, and necessary for transplantation Culturing human cMoP so that a sufficient amount can be obtained.
  • Human umbilical cord blood samples were provided by the Japanese Red Cross Kanto Koshinetsu umbilical cord blood bank, and human BM samples were obtained from AllCells.
  • MNC mononuclear cells
  • d 1.077, manufactured by Nacalai Tesque
  • MNCs were CD2 (RPA-2.10), CD3 (UCHT1), CD11b (ICRF44), CD16 (3G8), CD19 (HIB19), CD56 (HCD56), CD235ab (HIR2) (all from Biolegend), and This was reacted with a PE-Cy5-labeled antibody (Ab) against cell line markers including CD14 (RMO52) (Beckman Coulter), and further reacted with anti-Cy5 microbeads (Miltenyi Biotech).
  • Lin ⁇ cells were transformed into CD34 (581; APC-Cy7), CD10 (HI10a; BV412), CD123 (6H6; PerCP-Cy5.5), CD45RA (HI100, BV510), CD135 (BV10A4H2; PE), CLEC12A (50C1; FITC ), CD64 (10.1; APC) (all from Biolegend), and CD38 (HB7; PE-Cy7) (from BD).
  • Lin ⁇ cells were divided into CD34 (APC-Cy7), CD10 (BV412), CD123 (PerCP-Cy5.5), CD45RA (BV510), CLEC12A (FITC), Antibodies against CD64 (APC) and cytokine receptors CD115 (9-4D2-1E4; PE), CD116 (4H1; PE), CD117 (104D2; PE) (all from Biolegend), or CD110 (REA250; PE ) (Miltenyi Biotech).
  • Lin ⁇ cells were divided into CD34 (APC-Cy7), CD10 (BV412), CD123 (PerCP-Cy5.5), CD45RA (BV711), CLEC12A (FITC), CD64 (APC), Reacted with antibodies against CD115 (PE), CD116 (biotin), and streptavidin (BV510).
  • Lin ⁇ cells were fixed with a transcription factor staining buffer set (eBioscience), and CD34 (APC-Cy7), CD10 (BV412), CD123 (PerCP-Cy5.5), The cells were stained with antibodies against CD45RA (BV510), CLEC12A (PE), CD64 (APC) (all manufactured by Biolegend), CD38 (PE-Cy7), and Ki67 (B56; FITC) (all manufactured by BD).
  • a transcription factor staining buffer set eBioscience
  • APC-Cy7 CD10
  • CD123 PerCP-Cy5.5
  • the cells were stained with antibodies against CD45RA (BV510), CLEC12A (PE), CD64 (APC) (all manufactured by Biolegend), CD38 (PE-Cy7), and Ki67 (B56; FITC) (all manufactured by BD).
  • ⁇ Morphological analysis> 1,000 sorted progenitor cells were each brought into close contact with a slide glass by centrifugation at 700 rpm for 5 minutes (Cytospin 4 manufactured by Thermo Scientific). Cells were stained using a Diff-Quik staining kit according to the manufacturer's recommended procedure (Sysmex). Images were acquired at 100x magnification (DM4500B from Leica).
  • ⁇ Cell culture and analysis> 50 ⁇ l IMDM (Sigma) containing 2 ⁇ 10 3 progenitor cells with 10% FCS, 100 U / ml penicillin / streptomycin (Nacalai Tesque), and cytokine cocktail. Incubated in.
  • cytokine cocktails 50 ng / ml hFlt3L (Miltenyi Biotech), 50 ng / ml hTPO (Kyowa Hakko Kirin), and 100 ng / ml hSCF (Miltenyi Biotech) are used as cytokine cocktails. (FTS condition) can be used.
  • GM-CSF GM-CSF
  • the differentiated cells were CD66b (G10F5; PerCP-Cy5.5), HLA-DR (L243; BV510), CD14 (M5E2; BV412), CD16 (3G1; PE-Cy5), CD123 (6H6; FITC), CD1c (L161; PE-Cy7), streptavidin (APC-Cy7) (all manufactured by Biolegend), BDCA-2 (AC144; biotin) (manufactured by Miltenyi Biotech), and CD11c (B- It was stained with an antibody against ly6; APC) (manufactured by BD).
  • Tst4 / Dll4 and Tst4 stromal cells were treated with 10% FCS, 100 U / ml penicillin / streptomycin (Nacalai Tesque), 1% non-essential amino acid (Gibco ) And 1% sodium pyruvate (Gibco) in 100 ⁇ l RPMI-1640 medium (Sigma) (complete RPMI-1640 medium).
  • the cells were passed through a 40 ⁇ m pore Nitex mesh (manufactured by Nihon Riken Kikai Co., Ltd.) and transferred onto fresh stromal cells in complete RPMI-1640 medium containing an appropriate cytokine cocktail. After 4 weeks of culture, cells were harvested and stained with antibodies to hCD45 and CD3 to detect T cells, or stained with antibodies to hCD45, CD33, CD19, and CD56 to detect B-NK cells. .
  • a single colony was picked up using a P20 pipette, suspended in 200 ⁇ l of PBS in a round-bottom 96-well plate, and sufficiently pipetted up and down.
  • the cell suspension was spun down at 2,000 rpm and reacted with the above antibody for detection of myeloid cells.
  • the cells were analyzed using FACSAria III and FlowJo software (manufactured by TreeStar).
  • BRGS mice were irradiated with X-rays (0.5 Gy) (manufactured by Faxitron). The next day, sorted human cMoP or CD64 int GMP (5 ⁇ 10 3 to 3 ⁇ 10 4 cells) was suspended in 10 ⁇ l of PBS, and a customized Ito microsyringe (Ito Corp.) was used. Injection directly into the bone marrow cavity.
  • human recombinant protein Flt3L (manufactured by Peprotech), TPO (manufactured by Kyowa Hakko Kirin), SCF (manufactured by Peprotech), and M-CSF (manufactured by Biolegend) (each 8 ⁇ g) were administered intravenously. This was continued for 4 consecutive days. Human cMoP and rGMP-derived cells were analyzed on day 5 and day 7 after transplantation, respectively.
  • cMoP, rGMP, and CMP were sorted and pooled from at least 20 volunteer blood cords.
  • Ovation registered trademark
  • Pico WTA System V2 manufactured by NuGEN Technologies
  • cDNA was produced from 6.622 ng of total RNA and amplified.
  • the yield of the amplified cDNA was measured using a NanoDrop ND-2000 spectrophotometer (manufactured by Thermo Scientific).
  • Cyanine-3 (Cy3) labeled cDNA was prepared from 2.0 ⁇ g of cDNA using SureTag Complete DNA Labeling Kit (manufactured by Agilent), and then Amicon Ultra-0.5 mL centrifugal filter for DNA purification and concentration It filtered using (Merck Millipore company make). Dye uptake and cDNA yield were checked using a NanoDrop ND-2000 spectrophotometer.
  • the microarray was washed with GE Wash Buffer 1 (Agilent) for 1 minute at room temperature, and washed with GE Wash buffer 2 (Agilent) at 37 ° C. for 1 minute, and then immediately by short centrifugation. Dried.
  • the slides were scanned immediately after washing on an Agilent SureScan microarray scanner (G2600D) using a single color scan setting for 8 ⁇ 60k array slides (scan area: 61 ⁇ 21.6 mm, scan resolution: 3 ⁇ m, dye channel settings) : Green, PMT setting: 100%).
  • Human blood monocyte signature was extracted from published microarray data (GSE35459). Gene sets for human cMoP, rGMP, and CMP were extracted from microarray data as described above.
  • cGMP Subdivision of conventional GMP (cGMP)>
  • cGMP is defined as a cell of Lin ⁇ CD34 + CD38 + CD10 ⁇ CD123 lo CD135 + CD45RA + , and mainly includes granulocyte-monocyte progenitor cells, but also cells capable of differentiating into T cells. Some are included.
  • MDP a progenitor cell confined to the monocyte-DC lineage, has recently been identified in the cGMP fraction.
  • C-type lectins CLEC12A and Fc ⁇ R CD64
  • Both markers are highly expressed in mouse and human monocytes.
  • FIG. 1 (a) shows the results of analyzing Lin ⁇ MNC from human UCB
  • FIG. 1 (b) shows the results of analyzing human BM and PB-derived Lin ⁇ MNC using a flow cytometer.
  • the numerical value described in or near the gate region indicates the frequency of each subpopulation.
  • cGMP, CMP, and MLP respectively CD34 + CD38 + CD123 lo CD10 - CD135 + CD45RA +, CD34 + CD38 + CD123 lo CD10 - CD135 + CD45RA -, and CD34 + CD38 - CD45RA + CD10 was +.
  • cGMP derived from human umbilical cord blood was converted to CLEC12A hi CD64 hi (R2), CLEC12A hi CD64 int (R3), CD64 ⁇ using multicolor flow cytometry (FCM). It was subdivided into four fractions, CLEC12A + (R4) and CD64 ⁇ CLEC12A ⁇ (R5) [FIG. 1 (a)].
  • CLEC12A hi CD64 hi fraction in Lin ⁇ CD34 ⁇ CD38 + CD10 ⁇ CD123 lo CD135 + CD45RA + fraction was also added to the definition (R1).
  • the R1 and R2 phenotypes were the same except that R2 cells expressed CD34 and no expression in R1 cells.
  • colony forming units were assayed ex vivo based on the above-described myeloid cell colony-forming ability assay method.
  • Each progenitor cell (1 ⁇ 10 2 cells) sorted in a methylcellulose medium containing a cytokine cocktail was cultured, and colonies were counted after 10 days.
  • Lin ⁇ CD34 + CD38 ⁇ CD45RA + CD10 + pluripotent lymphocyte progenitor cells (MLP) and Lin ⁇ CD34 + CD38 + CD123 lo CD10 ⁇ CD135 + CD45RA ⁇ common myeloid progenitor cells (CMP) are also the same. [See FIG. 1 (a)].
  • FIG. 1 (c) shows the bone marrow colony forming ability of each UCB subpopulation.
  • Each bar represents the average number of colonies per cultured cell (1 ⁇ 10 2 cells), and the meanings of the abbreviations in the figure are as follows.
  • M macrophages
  • GM granulocytes-macrophages
  • G granulocytes
  • E erythroblasts
  • GEMM granulocytes-erythroblasts-macrophages-megakaryocytes.
  • R3 and R4 fractions gave rise to macrophage (M), granulocyte-macrophage (GM), and granulocyte (G) colonies, but more macrophage colonies from the R4 fraction .
  • FIG. 1 (d) shows the results of Diff-Quick staining of each UCB progenitor cell. The original magnification is 100 times and the scale bar represents 10 ⁇ m.
  • Fig. 8 (a) to Fig. 8 (c) show the results of FCM analysis of the R1 to R3 fractions.
  • FIGS. 8A to 8C show the R1 to R3 fractions in three colors, respectively, with dark gray representing the R1 fraction, light gray representing the R2 fraction, and black representing the R3 fraction.
  • the myeloid differentiation potential of the R1 to R3 fractions is determined by their CD34 / CD38 expression level, cell size [FIG. 8 (a) to FIG. 8 (c)], and morphology [FIG. d)].
  • the volume of cytoplasm gradually increased from R3 to R1. This was positively and negatively correlated with their CD64 expression level and myeloid colony-forming ability, respectively (FIG. 1 (b), FIG. 1 (c) and FIG. 8 (c)).
  • the R2-R5 fraction had a typical progenitor morphology with rounded nuclei, expanded, and relatively small cytoplasmic volume [FIG. 1 (d)].
  • FIG. 1 (a) to 1 (d) the data in FIG. 1 (a) is at least 20 times.
  • BM is 4 times
  • PB is 3 times
  • FIG. 1 (d) were conducted three independent experiments.
  • Each data in FIG. 8 (a) to FIG. 8 (c) is based on three independent experiments.
  • Example 2 Identification of human cMoP and rGMP As in Example 1, the R1-R5 fractions had different myeloid cell differentiation potency, so using the above gating strategy, in vitro culture to detect granulocytes, monocytes and a subset of DCs The system was set up [FIG. 9 (a)].
  • Each fraction (1 ⁇ 10 3 ) sorted from UCB was Fms-like tyrosine kinase receptor 3 ligand (Flt3L) (50 ng / mL), thrombopoietin (TPO) (50 ng / mL), and stem cell factor (SCF) (100 ng).
  • Fms-like tyrosine kinase receptor 3 ligand Fms-like tyrosine kinase receptor 3 ligand (Flt3L) (50 ng / mL), thrombopoietin (TPO) (50 ng / mL), and stem cell factor (SCF) (100 ng).
  • FTS conditions for 2 days (R1), 4 days (R2), or 8-10 days (R3-R5), granulocytes (CD66b + ), monocytes (CD14 + CD16 ⁇ , CD14 + CD16 + and CD14 ⁇ CD16 + ), pDC (CD123 + BDCA-2 + ) and cDC (CD141 hi CD11c ⁇ and CD1c + CD11c + ).
  • FIG. 2 (a) represents monocytes and DC differentiation from R1-R5 fractions ex vivo
  • FIG. 2 (b) shows the percentage of cell types in the fractions.
  • CD14 + CD16 ⁇ monocytes are described as CD14 + mono
  • CD14 + CD16 + and CD14 ⁇ CD16 + monocytes are described as CD16 + mono.
  • the numbers in or above the gate area indicate the fraction of each fraction.
  • the R3 and R4 fractions showed the ability to differentiate into granulocytes, consistent with the results of the in vitro colony formation assay [FIG. 1 (c)], while the R1, R2, and R5 fractions showed the ability to differentiate into granulocytes. It did not show differentiation ability [FIG. 2 (a), FIG. 2 (b)].
  • the R1-R3 fractions produced monocyte subsets such as classical CD14 + CD16 ⁇ monocytes, intermediate CD14 + CD16 + monocytes, and nonclassical CD14 lo / ⁇ CD16 + monocytes.
  • PDC, CD141 hi cDC or CD1c + cDC did not produce any DC subset [FIG. 2 (a), FIG. 2 (b)].
  • the main monocyte subset derived from these progenitor cells is not classical CD14 + CD16 ⁇ monocytes but intermediate CD14 + CD16 + cells, which is consistent with recent reports.
  • FIG. 10 (a) to FIG. 10 (c) show the state of differentiation into monocyte-derived dendritic cells produced from the R1, R2, and R3 fractions.
  • FIG. 10 (a) shows that when R1 to R3 fractions were cultured with 50 ng / mL of FTSGM (GM-CSF, which is a typical cytokine that induces FTS and monocyte-derived DC), CD14 + CD1c + monocyte-derived DCs were obtained. It represents what happens.
  • FTSGM-CSF a typical cytokine that induces FTS and monocyte-derived DC
  • the R4 and R5 fractions both CD64 ⁇ , produced all monocytes and DC subsets [FIGS. 2 (a), 2 (b)].
  • CD141 hi cDC derived from the R4 and R5 fractions expressed CLEC9A [FIG. 9 (b)]. Since the R1 to R3 fractions showed little ability to differentiate into DC, these results suggested that the R4 and R5 fractions are the main source of DC in cGMP.
  • FIG. 2 (c) shows Dll4 + Tst4 stromal cells, IL-7 (5 ng / ml), and Flt3L (5 ng / ml)
  • FIG. 2 (d) shows Tst4 stromal cells, SCF (100 ng / ml). ), TPO (50 ng / ml), IL-2 (10 ng / ml), and IL-7 (40 ng / ml) in the presence of 10 cells of each fraction in 48 wells of a 96-well plate. Cultured for 1 month.
  • Each well was analyzed for CD3 + T cells [Figure 2 (c)] or CD19 + B cells and CD56 + NK cells [ Figure 2 (d)].
  • Each bar in the figure represents the percentage of wells positive for CD3 + T cells [FIG. 2 (c)] and at least one of CD19 + B cells and CD56 + NK cells [FIG. 2 (d)], and ND was detected. It means that there was no.
  • FIG. 2 (c) shows that Flt3L and IL ⁇ are expressed on Tst4 stromal cells expressing Delta-like ligand 4 (Dll4), which is a Notch ligand essential for T cell differentiation, in order to evaluate T cell differentiation ability.
  • Dll4 Delta-like ligand 4
  • MLP was used as a comparative control.
  • the R1-R3 fractions did not have any ability to differentiate into T cells, while the R4 and R5 fractions produced a significant number of T cells.
  • FIG. 2 (d) shows the ability to differentiate into B-NK by culturing 10 cells of each fraction in the presence of SCF, TPO, IL-2, and IL-7 on Tst4 stromal cells. The evaluation results are shown.
  • B-NK progenitor cells defined as cells of Lin ⁇ CD34 + CD38 + CD123 int CD10 + CD45RA + were used.
  • B cells and NK cells were defined as CD33 ⁇ CD19 + and CD33 ⁇ CD56 + cells, respectively.
  • FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b) show the lymphoid differentiation potential of the R4 and R5 fractions.
  • FIG. 11 (a) shows the results of FCM analysis of CD3 + T cells derived from the MLP, R4 and R5 fractions. The cells were cultured in the same manner as in FIG.
  • FIG. 11 (b) shows the results of FCM analysis of B cells, B-NK cells and NK cells derived from B-NK progenitor cells, R4 fraction or R5 fraction. The cells were cultured in the same manner as in FIG. ND indicates that it was not detected.
  • lymphoid differentiation potential of the R1-R5 subsets tended to decrease as CLEC12A expression increased and was completely lost by further acquisition of CD64 [FIG. 2 (c), FIG. (D), FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b)].
  • the lymphoid differentiation potential of R4 and R5 suggests the ability to differentiate into T cells remaining in cGMP.
  • Both human and mouse cGMP differentiate into DCs in addition to granulocytes and monocytes. These progenitor cells have distinct differentiation ability into lymphocyte cells in addition to the ability to differentiate myeloid cells.
  • mouse cGMP expresses lymphoid genes at high levels, producing both T cells and B cells in vitro and in vivo.
  • cGMP derived from human UCB also has the ability to differentiate into T cells.
  • the present inventors have cultured Tst4 stromal cells / Dll4 and Tst4 stromal cells, which are optimized methods, in combination with a plurality of cytokine cocktails in order to evaluate the lymphoid differentiation potential of progenitor cells. It was clarified that human rGMP has no ability to differentiate into lymphoid cells.
  • rGMP did not have the ability to differentiate into DC, and the DC differentiation ability was conserved in CD64 ⁇ cGMP (R4 and R5 fractions).
  • R4 and R5 had the ability to differentiate into granulocytes and / or lymphocytes in addition to the ability to differentiate into monocytes and DCs.
  • CD110 TPO receptor
  • CD115 M-CSF receptor
  • CD116 GM-CSF receptor
  • CD117 SCF receptor
  • CD123 IL3 receptor ⁇
  • R1 is the same pre-monocyte fraction as the recently defined pre-monocytes
  • R2 is human cMoP
  • R3 is true GMP (modified GMP, rGMP) (Table 1).
  • FIG. 13 (a) and FIG. 13 (b) show the expression patterns of CLEC12A and CD64 on mouse cMoP and GMP. The numerical value described in or near the gate region indicates the frequency of each subpopulation. CLEC12A and CD64 were also expressed in mouse cMoP and GMP, as seen in human cMoP and rGMP.
  • Mouse and human cMoP are precursor cells that produce only monocytes at the single cell level, and both express CD64, CLEC12A and CD117. On the other hand, human cMoP expresses CD135, but mouse cMoP does not express CD135.
  • mouse cMoP The differentiation origin of mouse cMoP is derived from MDP, but human cMoP is derived from rGMP and probably differentiates without MDP (because rGMP does not have DC differentiation ability). This difference may simply reflect differences in myeloid cell differentiation pathways between mice and humans. Alternatively, the mouse cGMP may contain rGMP.
  • rGMP that does not have DC differentiation ability is consistent with the fact that monocyte-derived DCs are derived from different origins of differentiation from cDC and pDC in the differentiation pathway. It suggests that it is happening upstream.
  • GMDP granulocyte-monocyte-DC progenitor cells
  • MDP granulocyte-monocyte-DC progenitor cells
  • CDP DC common progenitor cells
  • FIG. 14 (a) to 14 (e) show a comparison of phenotypes between MDP and R2 to R5 fractions.
  • CDP appears as CD123 hi fraction [second upper panel of Figure 1 (a)], not included in cGMP.
  • FIG. 14 (a) shows that expression of CLEC12A and CD64 divides MDP into CD64 int and CD64 ⁇ subpopulations.
  • FIG. 14B shows that MDP overlaps with cGMP.
  • FIG. 14 (c) shows the proportion of each fraction in MDP. MDP was confirmed in R3 (rGMP) and R4, but not in R2 (human cMoP) and R5.
  • MDP can be divided into CD64 int and CD64 ⁇ subpopulations (FIGS. 14 (a) to 14 (c)), a heterogeneous population in which MDP has some granulocyte differentiation ability. It suggests that there is. CD64 int MDP accounted for 14.4 ⁇ 5.0% of rGMP.
  • FIG. 14 (d) and FIG. 14 (e) show myeloid colony forming ability.
  • GMDP was used as a comparative control. Each precursor cell (1 ⁇ 10 2 cells) sorted in methylcellulose medium containing cytokine cocktail was cultured, and the number of colonies was counted after 10 days.
  • FIG. 14 (d) shows the ratio of each cell in 1 ⁇ 10 2 cultured.
  • FIG. 14E shows an analysis result by FCM. Abbreviations in FIG. 14 (d) are as follows. M: macrophages, GM: granulocytes-macrophages, G: granulocytes.
  • CD64 int and CD64 ⁇ MDP showed the ability to form myeloid colonies, but not the ability to form erythroid cells, just like R3 (rGMP) and R4, Monocytes and granulocytes were generated in the culture [FIG. 1 (c), FIG. 14 (d) and FIG. 14 (e)]. Only CD64 ⁇ MDP produced DC under FTS conditions (data not shown).
  • MDP is a heterogeneous population and CD64 int MDP should be defined as rGMP.
  • FIGS. 12 to 14 (e) Each data in FIGS. 12 to 14 (e) is based on three independent experiments.
  • Example 3 Clonal analysis of human cMoP and rGMP>
  • the characteristics of human cMoP and rGMP cells were evaluated at the single cell level.
  • Human cMoP and GMP were sorted and cultured in methylcellulose medium containing cytokine cocktail for 5 and 8 days, respectively, and single colonies were picked up for FCM analysis (see "Single Cell Analysis” above) ).
  • Representative granule cells were analyzed for granulocytes and monocytes.
  • FIGS. 3 (a) to 3 (e) show the characteristics of human cMoP and rGMP at the single cell level.
  • FIG. 3 (a) shows the FCM profile of a representative colony derived from 100 human cMoP
  • FIG. 3 (b) shows a representative colony derived from 100 rGMP.
  • the numbers in the gate area indicate the proportion of each group.
  • FIG. 3 (c) represents the proportion of monocytes and / or granulocyte colonies detected by FCM.
  • the meanings of the abbreviations in FIGS. 3 (a) to 3 (c) are as follows. ND: colony not detected, Mono: monocytes, Gra: granulocytes, undiff. : Undifferentiated cells.
  • the frequency of progenitor cells capable of differentiating into two cell lines at the single cell level was higher than that of human MDP (12.5%) and comparable to mouse CDP (18.0%).
  • FIG. 3 (d) shows the result of limiting dilution analysis of human cMoP
  • FIG. 3 (e) shows the result of limiting dilution analysis of rGMP.
  • Cells were cultured for 7 days in methylcellulose medium containing a cytokine cocktail.
  • the vertical axis represents the proportion of colony negative wells
  • the horizontal axis represents the number of cultured cells
  • a dotted line indicates 37% detection at the expected clonogenic frequency. Indicates failure.
  • the numbers in parentheses represent the human cMoP in FIG. 3D and the average clone frequency of rGMP in FIG. 3E, respectively.
  • human cMoP is a unipotent progenitor cell as reported for mouse cMoP and that rGMP can generate monocytes and granulocytes at the single cell level. It was shown to contain progenitor cells.
  • FIGS. 3 (a) to 3 (e) are independent of 3 times [FIG. 3 (a) to FIG. 3 (c)] and 4 times [FIG. 3 (d) and FIG. 3 (e)]. It is based on the experiment.
  • Example 4 Proliferative ability of human cMoP and rGMP> Since progenitor cells differentiate with division, we evaluated the proliferative ability of monocytes, pre-monocytes (preMo), human cMoP, and rGMP by CFSE dilution assay.
  • FIG. 4 (a) shows that these populations are labeled with CFSE, 1 ⁇ 10 3 cells of each fraction are cultured in methylcellulose medium containing an appropriate cytokine cocktail for 7 days, and differentiated cells are analyzed by FCM. The results are shown. Evaluation by CFSE dilution did not confirm cell division in monocytes and pre-monocytes, but human cMoP and rGMP showed great proliferative capacity.
  • FIG. 4 (b) shows the result of recovering each cell after culturing in the same manner as FIG. 4 (a) without CFSE labeling. Consistent with the observation in FIG. 4 (a), no cells were recovered after 7 days of culture of 10 3 pre-monocytes, but 31,000 from 10 3 human cMoP under the same culture conditions. ⁇ 3,875 cells were obtained [FIG. 4 (b)].
  • FIG. 4 (c) shows the FCM profile of Ki67 expression in each cell “just after isolation”. “Soon after isolation” pre-monocytes did not show proliferative potential [FIG. 4 (c)], but they were Ki67 + [FIG. 4 (a), FIG. 4 (b)].
  • FIG. 4 (a) to FIG. 4 (c) are based on at least three independent experiments.
  • FIG. 5 (b) shows the results of FCM analysis of human cMoP or rGMP BM progeny cells transplanted on day 5 (human cMoP) and day 7 (rGMP).
  • human cMoP produced only monocytes, which were CD14 + CD16 ⁇ monocytes (CD14 + mono, 26.3 ⁇ 5.3%), CD14 + CD16 + and CD14 ⁇ CD16 +. It consisted of monocytes (CD16 + mono, 54.2 ⁇ 7.07%).
  • rGMP gives rise to both monocytes (CD14 + mono, 30.4 ⁇ 8.7%; CD16 + mono, 11.4 ⁇ 5.03%) and granulocytes (15.2 ⁇ 2.34%).
  • FIG. 5 (b), FIG. 5 (c) shows the results of FCM analysis of human cMoP or rGMP BM progeny cells transplanted on day 5 (human cMoP) and day 7 (rGMP).
  • human cMoP produced only monocyte
  • cMoP is a progenitor cell specialized for monocyte differentiation in vivo
  • rGMP is a monocyte-granulocyte progenitor cell.
  • FIGS. 5A to 5D are based on at least three independent experiments.
  • human monocytes are subdivided into three subsets: classical CD14 + CD16 ⁇ monocytes, intermediate CD14 + CD16 + monocytes, and nonclassical CD14 lo / ⁇ CD16 + monocytes. Is done.
  • murine LY6C hi monocytes but differentiate into spontaneously LY6C lo monocytes in the blood, which in certain conditions, is considered to be true in the case of human monocytes.
  • the main fraction of human monocytes is CD14 + CD16 ⁇ .
  • CD14 + CD16 + monocytes increases and CD14 lo / ⁇ CD16 + monocytes gradually expand. This suggests a stepwise differentiation pathway : CD14 + CD16 ⁇ , CD14 + CD16 + and CD14 lo / ⁇ CD16 + monocytes.
  • CD14 + CD16 + monocytes One of the major monocyte subsets produced when cultured in vitro or after in vivo transplantation of human cMoP and rGMP was CD14 + CD16 + monocytes.
  • CD14 + CD16 + cells are the predominant monocytes rather than CD14 + CD16 ⁇ monocytes. It was a sphere subset.
  • Example 6 Continuous differentiation of rGMP, human cMoP and pre-monocytes> Next, the vertical relationship of the differentiation pathway among rGMP, human cMoP and pre-monocytes was examined. Since rGMP was able to differentiate into granulocytes and monocytes, the present inventors hypothesized that rGMP differentiates into human cMoP by losing its granulocyte differentiation ability and further differentiates into pre-monocytes. RGMP was sorted at a purity of 100%, and the cells were cultured in vitro for 2 days under FTS conditions [FIG. 6 (a)]. The numbers in FIG. 6 (a) indicate the purity of sorted human cMoP and rGMP. FIG. 6 (b) and FIG. 6 (c) show that the sorted rGMP [FIG. 6 (b)] and human cMoP [FIG. 6 (c)] were cultured under FTS conditions for 24 hours, and their developmental stages. The result of analyzing is shown.
  • progeny cells from rGMP contain a population very similar to human cMoP and pre-monocytes [FIG. 6 (b)], and that the progeny cells from human cMoP are very similar to pre-monocytes [ FIG. 6 (c)].
  • Human cMoP never produced rGMP.
  • FIGS. 6 (a) to 6 (c) The data in FIGS. 6 (a) to 6 (c) is based on at least three independent experiments.
  • Example 7 Monocyte signature of human cMoP> To examine whether human cMoP has a monocyte signature (ie, whether they express genes suitable for monocyte differentiation), sorted and purified rGMP, human cMoP, pre-monocytes (preMo ), Comprehensive gene expression analysis results of human cMoP-derived CD14 + monocytes (cMoP-Mo) and peripheral blood CD14 + monocytes (PB-Mo) are shown in FIGS. 7 (a) to 7 (f). Shown in As a comparative control, CMP that has the ability to differentiate into a plurality of myeloid cells and is not limited to monocyte differentiation was included.
  • the expression level of monocyte-specific genes gradually increases with monocyte differentiation. Among progenitor cells, the expression level of monocyte-specific genes is the lowest in CMP, weak in rGMP, and highest in human cMoP. [FIG. 7 (a)]. This trend was not observed for DC-specific gene expression (FIG. 15).
  • FIG. 7 (b) shows the relative mRNA levels of transcription factors involved in monocyte differentiation
  • FIG. 7 (c) shows the relative mRNA levels of chemokine receptors involved in migration.
  • FIG. 7B and FIG. 7C the data is shown as a relative value with respect to CMP.
  • PU a transcription factor important for monocyte development.
  • IRF8, CEBPB, and KLF4 are leveled off with human cMoP [FIG. 7 (b)]
  • CX3CR1 and CCR2 which are chemokine receptors required for monocyte migration, are , Premonocytes, human cMoP-derived CD14 + monocytes, and peripheral blood CD14 + monocytes were further increased [FIG. 7 (c)].
  • CEBPB, KLF4, CX3CR1 and CCR2 had higher expression levels in human cMoP than in rGMP [FIGS. 7 (b) and 7 (c)].
  • FIG. 7 (d) shows the result of the principal component analysis of the normalized gene expression profile in the displayed cells.
  • the plot flow (point location) of each population based on principal component (PC) analysis was consistent with the continuous monocyte differentiation process and correlated with findings in vitro and in vivo.
  • GSEA gene set enrichment analysis
  • human blood monocyte signatures are generated from the top 200 genes of human blood CD14 + monocytes (GSE35459) and gene set enrichment analysis (GSEA) is performed for human cMoP vs. rGMP, rGMP vs. CMP, human cMoP vs. pre-mono Performed to compare genes enriched in spheres, pre-monocytes versus human cMoP-Mo.
  • GSEA gene set enrichment analysis
  • p represents a normal p value and NES represents a gene enrichment score.
  • Data was acquired from 20 pooled samples.
  • the human monocyte signature increases significantly with the degree of differentiation towards monocytes (ie, human cMoP-derived monocytes> pre-monocytes> human cMoP> rGMP> CMP), which is expressed in monocytes in each progenitor cell. Supports the level of differentiation into spheres.
  • human cMoP was identified as a progenitor cell limited to monocytes and the continuous pathway from rGMP to human cMoP and monocytes was strongly supported.
  • Example 8 Production of CD64-expressing cells> (1) Preparation of human CD64-expressing cells A DNA sequence (SEQ ID NO: 2) encoding the amino acid sequence of human CD64 (SEQ ID NO: 1) was gene-synthesized (manufactured by Genscript) and BamHI ⁇ of the expression vector pcDNA3.1 (+) The plasmid hCD64 / pcDNA3.1 was prepared by incorporating into the XhoI site. Purified hCD64 / pcDNA3.1 was introduced into CHO-S (Thermo Fisher Scientific) to produce a human CD64-expressing cell line.
  • SEQ ID NO: 2 A DNA sequence (SEQ ID NO: 2) encoding the amino acid sequence of human CD64 (SEQ ID NO: 1) was gene-synthesized (manufactured by Genscript) and BamHI ⁇ of the expression vector pcDNA3.1 (+)
  • the plasmid hCD64 / pcDNA3.1 was prepared by incorporating into the XhoI site
  • CHO-S-hCD64 Cells that acquired drug resistance were collected, and expression analysis was performed by flow cytometry (FACS Calibur, BD Biosciences) using a commercially available anti-CD64 antibody (Biolegend # 305013). Expression was confirmed. This cell line is referred to as CHO-S-hCD64.
  • Example 9 Production of recombinant anti-CD64 chimeric antibody>
  • two types of anti-CD64 chimeric antibodies were prepared. These anti-CD64 chimeric antibodies include anti-CD64 mouse antibody 32.2 antibody [J Immunol. 1987 Nov 15; 139 (10): 3536-41. Graziano RF, Fanger MW], and anti-CD64 mouse antibody m22 antibody (international publication). No. 2005/052007).
  • variable region of 32.2 antibody is human IgG1 constant region or S228P
  • a 32.2 chimeric antibody expression vector linked to a human IgG4 constant region containing the amino acid modification of L235E and R409K (hereinafter referred to as human IgG4PE_R409K) was prepared by the method described below.
  • variable region amino acid sequence of each antibody is obtained by PCR using a primer with a base sequence for homologous recombination, using a plasmid DNA into which the nucleotide sequence encoding the variable region amino acid sequence of the antibody has been cloned as a template.
  • the encoded base sequence was amplified.
  • N5KG1 vector US Pat. No. 6,001,358
  • N5KG4PE R409K vector human IgG1 in N5KG1 vector
  • the 32.2 chimeric antibody was produced using the 32.2 chimeric antibody expression vector prepared in the previous section and Expi293 Expression System (manufactured by Life Technologies). The procedure was performed as follows according to the attached manual.
  • Expi293F cells (Thermo Fisher Scientific) were cultured at a density of 2 ⁇ 10 6 cells / mL for 24 hours at 37 ° C., and then 1.25 ⁇ 10 8 cells per reaction were grown to 42.5 mL of Expi293 Expression Medium. (Thermo Fisher Scientific).
  • plasmid DNA and Expifectamine 293 Reagent 50 ⁇ g of plasmid DNA and Expifectamine 293 Reagent (manufactured by Thermo Fisher Scientific) were added to Opti-MEM (Thermo Fisher Scientific) and the plasmid solution was added to the above cell solution.
  • Expifectamine 293 Transfection Enhancer was added to the cell solution (the culture volume was 50 mL in total). After culturing the cell solution for 7 to 10 days, the culture supernatant was recovered.
  • Protein G Sepharose 4Fast Flow (manufactured by GE Healthcare) was used for antibody purification.
  • the collected culture supernatant was centrifuged, and the obtained culture supernatant was filtered with a filter.
  • the column was packed with 400 ⁇ L of carrier, and the buffer was replaced with DPBS.
  • the culture supernatant was added to the column, and the antibody was adsorbed to a single body, and then the column was washed twice with 10 mL of DPBS.
  • the antibody was eluted by adding 0.4 mL of IgG Elution Buffer (Thermo Scientific) to the column, and immediately 0.1 mL of 1 M Tris-Cl pH 8.6 was added to the antibody solution for neutralization.
  • the antibody solution was desalted using a NAP column (GE Healthcare), and the purified antibody was used for the subsequent analysis.
  • the human IgG1 type and human IgG4PE_R409K type 32.2 chimeric antibody are referred to as 32.2G1 antibody and 32.2G4PE_R409K antibody, respectively.
  • the DNA was ligated to a pCI vector having a base sequence encoding a human IgG1 constant region and a kappa chain using In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech) to prepare a human IgG1-type m22 chimeric antibody expression vector. .
  • the experimental procedure followed the manual that came with the kit.
  • a human IgG4PE_R409K type m22 chimeric antibody expression vector was prepared in the same manner using a pCI vector having a base sequence encoding IgG4PE_R409K and a kappa chain.
  • m22 chimeric antibody was produced using the chimeric antibody expression vector prepared in the previous section and ExpiCHO Expression System (manufactured by Thermo Fisher Scientific). The procedure was as follows according to the attached manual.
  • ExpiCHO cells (manufactured by Thermo Fisher Scientific) were seeded at a density of 6 ⁇ 10 6 cells / mL in 100 mL of ExpiCHO expression medium (manufactured by Thermo Fisher Scientific) and cultured at 37 ° C. with stirring.
  • Ab-Capture Extra (manufactured by ProteNova) was used for antibody purification.
  • the column was packed with 800 ⁇ L of carrier, and the buffer was replaced with D-PBS.
  • the culture supernatant was added to the column, and the antibody was adsorbed on the carrier, and then the column was washed twice with 10 mL of D-PBS.
  • the human IgG1 type and human IgG4PE_R409K type of the m22 chimeric antibody are referred to as m22G1 antibody and m22G4PE_R409K antibody, respectively.
  • Example 10 Production of defucose type anti-CD64 chimeric antibody>
  • an antibody defucose body
  • ⁇ 1-6 fucose is not bound to the N-linked complex type sugar chain bound to the Fc region of the 32.2G1 antibody and the m22G1 antibody
  • the expression vector was introduced into the 513-1 cell, which is a Fut8 gene knockout CHO cell line, and the antibody was transiently expressed.
  • the antibody in the culture supernatant was purified by the same method as in Example 9 (1) 3 or (2) 2.
  • the produced defucose antibodies are referred to as 32.2G1 (defucose) antibody and m22G1 (defucose) antibody, respectively.
  • Example 11 Evaluation of binding property of anti-CD64 chimeric antibody> The binding of each anti-CD64 chimeric antibody 32.2G4PE_R409K antibody prepared in Example 9 (1) 3 or (2) 2 and m22G4PE_R409K antibody to human CD64 was measured by flow cytometry (FCM).
  • FCM flow cytometry
  • human CD64-expressing cells CHO-S-hCD64 prepared in Example 8 and THP-1 which is a human monocytic leukemia cell line were used.
  • FCM analysis was performed as follows. Cells were seeded at 2 ⁇ 10 5 cells / well in 96-well plates, staining buffer [(manufactured by Thermo Fisher Scientific Inc.) 3% FBS / DPBS (manufactured by Nacalai Tesque) 0.1% sodium azide (Nacalai Tesque Manufactured)].
  • the cells were treated with 10 ⁇ g / mL E5971 for 1 hour on ice, washed with staining buffer, and then added with secondary antibody Alexa Fluor 647 goat Anti-Rabbit IgG (Thermo Fisher Scientific) at a final concentration of 1 ⁇ g / mL. Treated for 30 minutes at room temperature. The cells were washed again with a staining buffer, suspended in the staining buffer, and analyzed using BD FACSCalibur (BD Biosciences).
  • any anti-CD64 chimeric antibody binds to human CD64.
  • both antibodies strongly bound to THP-1 cells, it was shown that THP-1 cells strongly express human CD64.
  • Example 12 Production of fluorescently labeled antibody>
  • Alexa Fluor 647 Monoclonal Antibody Labeling Kit manufactured by Thermo Fisher Scientific
  • the binding of the labeled antibody to CHO-S-hCD64 and THP-1 cells was confirmed by flow cytometry.
  • Each labeled antibody is described as 32.2-AF647 antibody and m22-AF647 antibody, respectively.
  • Example 13 Competition evaluation of each anti-CD64 chimeric antibody> In order to examine whether or not the prepared anti-CD64 chimeric antibody competes, the following experiment was performed.
  • THP-1 cells were pretreated with 10 ⁇ g / mL 32.2G4PE_R409K antibody or m22G4PE_R409K antibody for 30 minutes at room temperature, and then 0.1 ⁇ g / mL 32.2-AF647 antibody, m22-AF647 antibody or commercially available CD64 antibody Whether or not the staining intensity was decreased by competition with the pretreated antibody was examined by flow cytometry.
  • Example 14 Evaluation of binding to human cMoP> In order to examine the binding of the prepared anti-CD64 chimeric antibody to human cMoP, the following experiment was conducted.
  • a mononuclear cell fraction was separated from fresh human umbilical cord blood by a density gradient centrifugation method using Lymphocyte Separation Solution (Nacalai Tesque, # 20828-15). Subsequently, the separated mononuclear cells were suspended in MACS buffer (2 mM EDTA in 1 ⁇ PBS) and reacted with the following Lineage antibody.
  • Example 15 Evaluation of ADCC activity against human cMoP>
  • the human cMoP fraction was separated from human umbilical cord blood by flow cytometry.
  • the antibody for detecting human cMoP the 32.2-AF647 antibody, which has been shown not to compete with the m22 chimeric antibody, was used.
  • the separated human cMoP and NK cells were mixed at a cell number ratio of 5000: 16300, and 10 ⁇ g / mL m22G1 (defucose) antibody was further added and cultured for 12 hours. Subsequently, the cells were stained with CD64 antibody (32.2-AF647), CD56 antibody (BV711 label, Biolegend # 318336), CLEC12A antibody (FITC label, Biolegend # 353608) and 7-AAD, and flow site. Analysis was carried out by measurement.
  • human cMoP is detected as a CD56 negative / CD64 positive / CLEC12A positive cell, and a sample (cMoP + NK + m22) to which NK cells and m22G1 (defucose) antibody are added is compared to a sample to which only NK cells are added (cMoP + NK). ) Increased the staining intensity of cMoP with 7-AAD.
  • human cMoP was identified, and the details of the myeloid cell differentiation pathway were clarified. Since monocytes and monocyte-derived macrophages cause various inflammatory diseases including metabolic syndrome and tumor growth, the present invention provides methods for treating and preventing the above diseases targeting human cMoP and monocytes. Application to is possible.

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Abstract

本発明は単球系統以外の細胞には分化せず、かつ増殖能を有する、単離されたヒト共通単球前駆細胞を提供することを目的とする。本発明は、臍帯血試料または骨髄試料から、LinCD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの細胞を単離することにより、単球分化に限局したヒト共通単球前駆細胞を得ること、該単球系統の細胞にのみ分化するヒト共通単球前駆細胞を標的とした治療方法、及び該単球系統の細胞にのみ分化するヒト共通単球前駆細胞に特異的に作用する物質を含む医薬組成物に関する。

Description

単球系統のみに分化するヒト共通単球前駆細胞およびその単離方法
 本発明は、ヒト共通単球前駆細胞、その単離方法、およびその使用方法等に関する。
 単球、マクロファージおよび樹状細胞(DC)を含む単核系貪食細胞(MP)は、組織恒常性や免疫反応において中心的な役割を担っている。正常組織に常在するマクロファージの大部分は胎生期の前駆細胞に由来するものであるが、腸管、心臓、肺、乳腺、真皮および骨におけるマクロファージの一部は単球に由来する。
 さらに、炎症は、組織に浸潤した単球の単球由来マクロファージや樹状細胞への分化を促進し、それらは恒常的生体防御反応や炎症性疾患に関与する。マウス単球は、古典的Ly6chi単球と非古典的Ly6clo単球に分類される。Ly6clo単球は血中のみに存在するが、Ly6chi単球は血液および他の組織にも存在し、そこでマクロファージや樹状細胞に分化する。また、ほとんどのLy6clo単球はLy6chi単球に由来すると考えられている。
 ヒト単球は、古典的CD14CD16単球、中間型CD14CD16単球、そして非古典的CD14lo/-CD16単球に分類される。機能的解析や遺伝子発現解析によって、ヒトCD14CD16単球とCD14lo/-CD16単球のカウンターパートはそれぞれマウスLy6chi単球とLy6clo単球であることが示されている。
 単球は、骨髄(BM)中で造血幹細胞(HSC)から連続的な中間前駆細胞を経て分化する。単球系細胞に限局した分化能を有する共通単球前駆細胞(cMoP)がマウスにおいて同定された(非特許文献1)。これらcMoPは単球-樹状細胞前駆細胞(MDP)に由来すると考えられている(非特許文献2)。ヒトでは、IL-3受容体(CD123)、Flt3(CD135)、およびCD45RAの発現パターンの違いを指標にして、共通ミエロイド前駆細胞(CMP)、赤芽球系前駆細胞(MEP)、および顆粒球-単球前駆細胞(GMP)が同定された。また最近、ヒトMDPがGMP分画中に同定された(非特許文献3)。
Hettinger, J. et al. Origin of monocytes and macrophages in a committed progenitor. Nat. Immunol. 14, 821-830 (2013). Fogg, D. K. et al. A clonogenic bone marrow progenitor specific for macrophages and dendritic cells. Science 311, 83-87 (2006). Lee, J. et al. Restricted dendritic cell and monocyte progenitors in human cord blood and bone marrow. J. Exp. Med. 212, 385-399 (2015).
 ヒトのGMPおよびMDPが存在することから、単球系統の細胞のみに分化し他のいかなる造血系細胞にも分化しないヒトcMoPが下流に存在すると考えられていたが、これまでヒトcMoPは単離されていなかった。一方、メタボリックシンドロームや癌などの疾患病態形成および維持を担うマクロファージの多くは骨髄単球由来であることが知られており、これら疾患の治療薬および治療方法等の開発のためにも、単球系統の細胞のみに分化するヒトcMoPの単離と同定が強く求められていた。
 LinCD34CD38CD10CD123loCD135CD45RAの細胞として定義される従来型ヒト顆粒球-単球前駆細胞(以下、cGMP)は、顆粒球-単球前駆細胞を含むが、T細胞等のリンパ系に分化できる細胞も一部含んでいる。また、単球-DC系統のみに分化する前駆細胞であるヒトMDPが、cGMP分画中に同定されている(非特許文献3)。すなわち、cGMPは、実際には真のGMPと他の前駆細胞との混合集団であるといえる。
 そこで、本発明は、真のGMPを同定し、さらに、単球系統の細胞にのみ分化するヒトcMoPを提供することを目的の一つとする。
 本発明の態様は以下の事項に関する。
1.単球系統以外の細胞には分化せず、かつ増殖能を有する、単離されたヒト共通単球前駆細胞。
2.CLEC12AおよびCD64を発現している、上記1に記載の単離されたヒト共通単球前駆細胞。
3.CD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの表現型を有する、上記1または2に記載の単離されたヒト共通単球前駆細胞。
4.臍帯血または骨髄由来の細胞である、上記1~3のいずれか1つに記載の単離されたヒト共通単球前駆細胞。
5.ヒト共通単球前駆細胞の単離方法であって、単離された臍帯血試料または骨髄試料から、LinCD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの細胞を単離する工程を含み、該ヒト共通単球前駆細胞は単球系統以外の細胞には分化せず、かつ増殖能を有する、単離方法。
6.単離された臍帯血試料または骨髄試料から、単核細胞を単離する工程、および単離された単核細胞から、Linの細胞を単離する工程の少なくとも一方を含む、上記5に記載の単離方法。
7.単離がフローサイトメトリーを用いて行われる、上記5または6に記載の単離方法。
8.ヒト共通単球前駆細胞を死滅させる、ヒト共通単球前駆細胞の増殖若しくは分化を阻害する、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害する物質を有効成分として含む、マクロファージ関連疾患の治療に用いるための医薬組成物。
9.前記物質が、低分子、核酸、ポリペプチドまたは抗体若しくは該抗体断片である、上記8に記載の医薬組成物。
10.前記抗体または該抗体断片が抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片である、上記9に記載の医薬組成物。
11.抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGCQ1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を有効成分として含む、マクロファージ関連疾患の治療に用いるための医薬組成物。
12.前記マクロファージ関連疾患が、癌、骨関連疾患、動脈硬化、線維症、炎症性腸疾患およびメタボリック症候群から成る群より選択される少なくとも1である、上記8~11のいずれか1つに記載の医薬組成物。
13.抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を有効成分として含む、癌の治療に用いるための医薬組成物。
14.他の薬剤と組み合わせて使用するための、上記8~13のいずれか1に記載の医薬組成物。
15.抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体の少なくとも一方または該抗体断片を含む、ヒト共通単球前駆細胞の標識または単離に使用するためのキット。
16.単球の生成を阻害する物質のスクリーニング方法であって、
 試験物質を含む単球分化培地中でヒト共通単球前駆細胞を培養する工程、および
 試験物質が単球の生成を阻害するか否かを評価する工程を含む、スクリーニング方法。
17.破骨細胞の生成を阻害する物質のスクリーニング方法であって、
 試験物質を含む破骨細胞分化培地中でヒト共通単球前駆細胞を培養する工程、および
 試験物質が破骨細胞の生成を阻害するか否かを評価する工程を含む、スクリーニング方法。
18.ヒト共通単球前駆細胞の分化、増殖または生存に影響する物質のスクリーニング方法であって、
 試験物質を含む培地中でヒト共通単球前駆細胞を培養する工程、および
 試験物質がヒト共通単球前駆細胞の分化、増殖または生存に影響するか否かを評価する工程を含む、スクリーニング方法。
19.ヒト共通単球前駆細胞の分化、増殖または生存に影響する抗体のスクリーニング方法であって、
 ヒト共通単球前駆細胞の細胞表面に発現する分子を同定する工程、
 該細胞表面分子に特異的な抗体を取得する工程、
 該抗体を含む培地中でヒト共通単球前駆細胞を培養する工程、および
 該抗体がヒト共通単球前駆細胞の分化、増殖または生存に影響するか否かを評価する工程を含む、スクリーニング方法。
20.免疫不全マウスの骨髄にヒト共通単球前駆細胞を移植する工程を含む、ヒト単球を有するマウスの作製方法。
21.ヒトFlt3L、TPO、SCFおよびM-CSFを前記免疫不全マウスに静脈内投与する工程、およびヒト腫瘍細胞を前記免疫不全マウスに移植する工程の少なくとも一方をさらに含む、上記20に記載の作製方法。
22.前記ヒト共通単球前駆細胞が遺伝子改変されていることを特徴とする、上記20または21に記載の作製方法。
23.ヒト単球を有し、ヒト顆粒球は有さないマウス。
24.CD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの表現型を有するヒト共通単球前駆細胞を75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、98%以上、または99%以上含む、単離された細胞集団。
25.ヒト患者におけるマクロファージ関連疾患の治療方法であって、該ヒト患者に対してヒト共通単球前駆細胞を死滅させる、ヒト共通単球前駆細胞の増殖若しくは分化を阻害する、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害する物質を有効成分として含む組成物を投与する工程を含む、治療方法。
26.前記物質が、低分子、核酸、ポリペプチド、または抗体若しくは該抗体断片である、上記25に記載の治療方法。
27.ヒト患者におけるマクロファージ関連疾患の治療方法であって、該ヒト患者に対して抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を投与する工程を含む、治療方法。
28.前記マクロファージ関連疾患が、癌、骨関連疾患、動脈硬化、線維症、炎症性腸疾患およびメタボリック症候群から成る群より選択される少なくとも1である、上記25~27のいずれか1つに記載の治療方法。
29.ヒト患者における癌の治療方法であって、該ヒト患者に対して抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を投与する工程を含む、治療方法。
30.併用剤として他の薬剤を投与する工程を含む、上記29に記載の治療方法。
31.マクロファージ関連疾患の治療に用いるための医薬の製造における、ヒト共通単球前駆細胞を死滅させる、ヒト共通単球前駆細胞の増殖若しくは分化を阻害する、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害する物質の使用。
32.前記物質が、低分子、核酸、ポリペプチド、または抗体若しくは該抗体断片である、上記31に記載の使用。
33.マクロファージ関連疾患の治療に用いるための医薬の製造における、抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片の使用。
34.前記マクロファージ関連疾患が、癌、骨関連疾患、動脈硬化、線維症、炎症性腸疾患およびメタボリック症候群から成る群より選択される少なくとも1である、上記31~33のいずれか1つに記載の使用。
35.癌の治療に用いるための医薬の製造における、抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片の使用。
36.前記医薬が他の薬剤と組み合わせて用いるためのものである、上記35に記載の使用。
37.抗CD2抗体、抗CD3抗体、抗CD11b抗体、抗CD16抗体、抗CD19抗体、抗CD56抗体、抗CD235ab抗体、抗CD34抗体、抗CD38抗体、抗CD10抗体、抗CD123抗体、抗CD45RA抗体、抗CD135抗体、抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を含むキット。
 本発明の一態様によると、単球系統以外の細胞に分化せずかつ増殖能を有する、単離されたヒト共通単球前駆細胞(ヒトcMoP)を提供することができる。
図1(a)~図1(d)は、従来型ヒトGMP(cGMP)のサブセットを示す(後述の<例1>参照)。図1(a)は、ヒトのUCBからのLinMNCをFCMによって解析した結果を示す。図1(b)は、BMおよびPBからのLinMNCをFCMによって解析した結果を示す。図1(c)は、各UCB亜集団のミエロイドコロニー形成能を示す。図1(d)は、各UCB前駆細胞のDiff-Quick染色の結果を表す。 図2(a)~図2(d)は、cGMP亜集団のミエロイド系およびリンパ球系細胞への分化能を示す(<例2>参照)。図2(a)は、ex vivoにおける、R1~R5分画からの単球およびDC分化を表す。図2(b)は、各分画における細胞の種類の割合を示す。図2(c)は、各分画のex vivoにおけるT細胞への分化能を表す。図2(d)は、各分画のex vivoにおけるNK細胞への分化能を表す。 図3(a)~図3(e)は、単一細胞レベルでのヒトcMoPおよびrGMPの解析結果を示す(<例3>参照)。図3(a)は、ヒトcMoP由来の代表的なコロニーのFCMプロファイルを示す。図3(b)は、rGMP由来の代表的なコロニーのFCMプロファイルを示す。図3(c)は、FCMによって検出された単球および顆粒球コロニーの少なくとも一方の比率を表す。図3(d)は、ヒトcMoPの限界希釈解析の結果を表す。図3(e)は、rGMPの限界希釈解析の結果を表す。 図4(a)~図4(c)は、ヒトcMoPおよびrGMPの増殖能を示す図である(<例4参照>)。図4(a)は、CSFEで標識した各分画の細胞の増殖能を示す図である。図4(b)は、CFSE標識せずに図4(a)と同様にして培養し、各細胞から回収された細胞数を表す。図4(c)は、「単離後間もない」各細胞集団におけるKi67発現のFCMプロファイルを示す。 図5(a)~図5(d)は、ヒトcMoPとrGMPのin vivoにおける分化能の評価結果を示す(<例5>参照)。図5(a)は、In vivoにおけるヒトcMoPとrGMPの分化能を評価するためのアッセイ系を示す。図5(b)は、骨髄における子孫細胞のFCMプロファイルを示す。図5(c)は、ヒトcMoPとrGMPの分化後の細胞種の割合を示す。図5(d)は、ヒトcMoP由来の単球およびrGMP由来の、単球および顆粒球をDiff-Quick染色した結果を示す。 図6(a)~図6(c)は、プレ単球、ヒトcMoPおよびrGMPの分化関係を示す(<例6>参照)。図6(a)において、数字はソーティングしたヒトcMoPとrGMPの純度を示す。図6(b)は、ソーティングしたrGMPの発生段階を解析した結果を示し、図6(c)は、ヒトcMoPの発生段階を解析した結果を示す。 図7(a)~図7(f)は、CMP、rGMP、ヒトcMoP、プレ単球、ヒトcMoP由来単球、およびPB単球の転写解析の結果を示す(<例7>参照)。図7(a)は、表示の細胞における単球特異的遺伝子のRNA発現のヒートマップ(log)を表す。図7(b)は、表示の細胞集団における単球の分化に関与する転写因子の相対的mRNAレベルを示す。図7(c)は、細胞遊走に関与するケモカイン受容体の相対的mRNAレベルを示す。図7(d)は、表示の細胞集団における規準化された遺伝子発現プロファイルの主成分分析の結果を示す。図7(e)は、ヒトcMoP-MoまたはPB-Moからの表示の細胞集団のユークリッド距離を表す。図7(f)は、各細胞集団におけるヒト血液単球シグネチャの比較を示す図である。 図8(a)~図8(c)は、R1、R2、R3分画のFCMによる分析の結果を示す(<例1>参照)。 図9(a)および図9(b)は、顆粒球、単球、および樹状細胞のサブセットを検出するためのゲーティング戦略を示す(<例2>参照)。 図10(a)~図10(c)は、R1、R2、R3分画から生じる単球由来樹状細胞への分化の様子を表す(<例2>参照)。 図11(a)および図11(b)は、R4およびR5分画のリンパ球系分化能を示す図である(<例2>参照)。 図12は、R1~R5分画のサイトカイン受容体の発現パターンを示す図である(<例2>参照)。 図13(a)および図13(b)は、マウスのcMoPとGMP上のCLEC12AとCD64の発現パターンを示す図である(<例2>参照)。 図14(a)~図14(e)は、MDPとR2~R5分画との表現型の比較を示す図である(<例2>参照)。 図15は、各前駆細胞におけるDC特異的遺伝子のRNA発現のヒートマップ(log)を示す図である(<例7>参照)。 図16は、改訂版のヒトのミエロイド系細胞分化経路を模式的に示した図である。 図17は、ヒト臍帯血由来のヒトcMoPに対する抗CD64キメラ抗体のADCC活性をフローサイトメトリーで測定した結果を示す図である。
 まず、本明細書において用いた略語とその意味を以下に記載する。また、明示的な記載がない場合は、下記の組織や細胞等はヒトのものを表すものとする。
BM:骨髄(bone marrow)
cDC:従来型樹状細胞(conventional dendritic cell)
CDP:共通DC前駆細胞(common DC progenitor)
CMP:共通骨髄系前駆細胞(common myeloid progenitor)
cGMP:従来型顆粒球-単球前駆細胞(conventional granulocyte-monocyte progenitors)
cMoP:共通単球前駆細胞(common monocyte progenitor)
DC:樹状細胞(dendritic cell)
E:赤芽球(erythroblast)
FCM:多重染色フローサイトメトリー(multi-color flow cytometry)
G:顆粒球(granulocyte)
GEMM:顆粒球-赤芽球-マクロファージ-巨核球(granulocyte-erythrobalst-macrophage-megakaryocyte)
GM:顆粒球-マクロファージ(granulocyte-macrophage)
GMDP:顆粒球-単球-DC前駆細胞(granulocyte-monocyte-DC progenitor)
MDP:単球-DC前駆細胞(monocyte-DC progenitor)
MLP:多能リンパ球前駆細胞(multi-lymphoid progenitor)
MNC:単核細胞(mononuclear cell)
moDC:単球由来樹状細胞(monocyte-derived dendritic cell)
MP:単核食細胞(Mononuclear phagocytes)
PB:末梢血(peripheral blood)
pDC:形質細胞様樹状細胞(plasmacytoid dendritic cell)
preMo、pre-Mono:プレ単球(pre-monocyte)
rGMP:修正型GMP集団(revised GMP population)
TPO:トロンボポエチン(thrombopoietin)
UCB:臍帯血(umbilical-cord blood)
<ヒト共通単球前駆細胞>
 本発明の単離されたヒト共通単球前駆細胞(単に「cMoP」とも記載する)は、単球系統以外の細胞には分化せず、かつ増殖能を有する。ここで、「単球系統以外の細胞には分化しない」とは、顆粒球、樹状細胞、リンパ球には直接的に分化せず、単球系統の細胞(例えば、プレ単球、単球、マクロファージ、単球由来樹状細胞)にのみ分化する細胞であることを意味する。
 すなわち、本発明の単離されたヒト共通単球前駆細胞は、GMPとは異なり、顆粒球への分化能は有していない。また、「増殖能を有する」とは、ヒトcMoPが細胞分裂を行い、細胞の数を増やすことができることを意味する。
 なお、細胞数が全体として増加を続ける限り、ヒトcMoPの一部が、プレ単球、単球、マクロファージ等に分化してもよい。よって、別の言い方をすれば、本発明の単離されたヒト共通単球前駆細胞は、顆粒球への分化能を有さず、かつ増殖能を有する、単球の前駆細胞である。
 上述のとおり、従来型GMP(cGMP)は、LinCD34CD38CD10CD123loCD135CD45RAの細胞として定義されるが、これは真のGMPと他の前駆細胞との混合集団であると考えられる。
 本発明者らは、ヒトのcGMP集団を細分化してヒトcMoPを同定するために、C型レクチンファミリー(例えば、CLEC9A、CLEC12AおよびDC-SIGNなど)、サイトカイン受容体(例えば、CD115およびCD116など)、ケモカイン受容体(例えば、CX3CR1およびCXCR4など)、およびその他(例えば、CD64など)を含む、ヒトの単球、マクロファージ、およびDC上に発現している様々な細胞表面マーカーをスクリーニングした。細分化した集団のin vitro培養結果と組み合わせて、本発明者らは、cGMPを細分化してcGMP中のヒトcMoP分画を同定するために有用なマーカーとしてCD64とCLEC12Aを同定した。
 より詳細には、本発明者らは、ヒトcMoPを同定するため、単球とマクロファージにおいて発現しているFcγRIA(CD64)とC型レクチンCLEC12Aの発現に焦点を絞り、これらのマーカーを使用して、従来型GMP(cGMP)を細分化して詳細に検討し、4つの亜集団に分割した。
 各亜集団について詳細な検討を行った結果、CLEC12AhiCD64hi亜集団(CLEC12AとCD64を高く発現している集団)をヒトcMoPとして同定した。また、cGMPに含まれるCLEC12AhiCD64int細胞のサブセットを、修正型(真の)ヒトGMP(rGMP)として再定義した。
 後述の実施例で示すとおり、rGMPは顆粒球と単球を生じるが、DCまたはリンパ球には分化しない。cGMP集団のCD64分画のみが、DCとリンパ球への分化能を有する。
 本発明者らは、マイクロアレイデータを用いた複数の遺伝子の発現分析により、rGMPからヒトcMoP、プレ単球、そして単球が連続的に生じるが、おそらく、この過程はMDPとは無関係であることを明らかにした。本発明者らにより同定されたヒトcMoPと真のGMP(rGMP)およびこれらに関する分析は、ヒト骨髄系細胞分化経路に関する新たな知見をもたらすものである。
 本発明のヒトcMoPは、CD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの表現型を有する。また、本発明のヒトcMoPはヒトの臍帯血中および骨髄中に存在するが、末梢血中には検出されない。
 実施例で詳細に示すように、本発明者らは、ヒトcMoPとrGMPを同定し、さらにこれらの特性等を詳細に調べ、ミエロイド系細胞発生経路を見直した(図16)。この見直された経路では、rGMPが顆粒球とヒトcMoPとに分化し、ヒトcMoPがプレ単球を介して全ての単球サブセットを生成する。
 上述のとおり、本発明のヒトcMoPは、単球系統の細胞のみに分化するヒト共通単球前駆細胞であり、かつ増殖能を有する。また、ヒトcMoPはヒトの臍帯血中および骨髄中に存在するが、末梢血中には検出されない。
 最近のマウスを用いた研究から、組織に常在し恒常性維持を担うマクロファージの大部分は胎生期(卵黄嚢・肝)由来であるが、メタボリックシンドロームや癌などの疾患における病態形成および維持を担うマクロファージの多くは骨髄単球由来であることが明らかになっている。
 例えば、動脈硬化の原因である血管内プラーク形成を担うマクロファージ、肥満脂肪組織形成に関わるマクロファージ、炎症性骨破壊を担う破骨細胞、癌組織内に存在する免疫抑制性マクロファージ(Tumor associated macrophage、TAM)などは骨髄単球由来である。
 よって、本発明のヒトcMoPは単球の源になる前駆細胞であることから、ヒトcMoP特異的マーカーを標的とした上記疾患の治療法開発に使用できる。また、細胞分化系譜上、ヒトcMoPを標的としたり除去したりしたとしても樹状細胞分化には影響を与えないことから、易感染性などの懸念事項も極めて限定的にすることができる。
<ヒト共通単球前駆細胞の単離方法>
 本発明の一態様は、ヒト共通単球前駆細胞(cMoP)の単離方法に関する。該単離方法は、単離された臍帯血試料または骨髄試料から、CLEC12AおよびCD64を高発現している細胞を単離する工程を含み、特にLinCD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの細胞を単離する工程を含むことが好ましい。
 なお、細胞表面マーカーの発現の有無(陽性/陰性)および量(強度)の高低を表す記号(+/-/hi/int/lo等)の意味は、当該技術分野において公知であり、当業者であれば、フローサイトメトリー等の機器を適切に設定して、目的とする細胞を単離することが可能である。
 例えば、CLEC12AhiCD64hiの細胞は、図1(a)に示されるように、cGMP中の他の亜集団と比較して最も高いCLEC12AとCD64の発現を有する分画である。
 このような分画は、例えば、フローサイトメーターとしてBDバイオサイエンス社製のBD FACSAria(登録商標)IIIセルソーターを使用し、ゲート条件を「LinCD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hi」と設定することで、cGMP集団から単離可能である。なお、ゲート条件は、必要とする細胞の数、純度に応じて適当に調整することもできる。
 前記単離方法は、さらに、単離された臍帯血試料または骨髄試料から単核細胞(MNC)を単離する工程、および単離された単核細胞から、Linの細胞を単離する工程の少なくとも一方を含むことがより好ましい。
 本発明のヒト共通単球前駆細胞の単離方法は、一態様として、
(工程1):単離された臍帯血試料または骨髄試料から、単核細胞(MNC)を単離する工程と、
(工程2):工程1で単離された単核細胞から、Linの細胞を単離する工程と、
(工程3):工程2で単離されたLinの細胞からLinCD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの細胞を単離する工程のうち、少なくとも1つの工程を含むのが好ましく、2つ以上の工程を含むのがより好ましく、すべての工程を含むのがさらに好ましい。工程1~工程3のうち、少なくとも工程3を含むのが好ましい。
 細胞の単離は、例えば、磁気分離またはフローサイトメトリーを用いて行うことができる。
 臍帯血試料または骨髄試料から、単核細胞(MNC)を単離する方法としては、例えば、リンパ球分離溶液を使用した密度勾配遠心分離による方法等が挙げられる。
 「Lin」とは、分化抗原が陰性であることを意味し、既知の成熟血液系細胞(T細胞、B細胞、NK細胞、ミエロイド系細胞、赤芽球系細胞など)で発現している特定の表面抗原を有していないこと、すなわち該表面抗原を細胞表面に発現していないことをいい、本発明においては、CD2、CD3、CD11b、CD16、CD19、CD56およびCD235abが陰性であることをいう。Linの細胞を単離する方法としては、実施例に記載の方法を挙げることができる。
 LinCD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの細胞を単離することにより、単球系統以外の細胞には分化せず、かつ増殖能を有するヒトcMoPを得ることができる。
 なお、本発明に係るヒトcMoPは、必ずしも100%の純度で単離されている必要はなく、CD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの表現型を有するヒト共通単球前駆細胞を75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、98%以上、または99%以上含む細胞集団もまた、本発明の対象に含まれる。
<ヒトcMoPの増殖方法>
 本発明のヒト共通単球前駆細胞(cMoP)は、増殖能を有する。ヒトcMoPの増殖方法としては、特に限定されないが、例えば、サイトカインカクテルの存在下において、培地中でヒトcMoPを培養することが好ましい。
 サイトカインカクテルに含まれるサイトカインとしては、例えば、hFlt3L、hTPO、hSCF、M-CSF等が挙げられる。培地としては、例えば、メチルセルロース、血清、イスコフ改変ダルベッコ培地、RPMI-1640等が挙げられる。
 ヒトcMoPの播種濃度は、培地中、1×10個/mL~4×10個/mLが好ましく、1×10個/mL~2×10個/mLがより好ましい。サイトカインカクテルの濃度は、例えば、25~100ng/mL程度であることが好ましい。培養温度は、例えば、好ましくは30~40℃、より好ましくは36~38℃、さらに好ましくは37℃である。
 また、細胞をより好適に維持または増幅する観点から、培地交換を適当な時期に行うことが好ましい。培地交換の頻度としては、細胞を維持または増幅し得る限り特に制限されないが、例えば1~5日間経過毎、好ましくは3日間経過毎としてもよい。培地交換においては、培地の全部を交換してもよいし、一部のみを交換してもよい。
 また、ヒトcMoPの培養においては必要により継代を行ってもよく、継代の頻度としては、細胞を維持または増幅し得る限り特に制限されず、細胞の集団が大きくなってきたタイミングで適宜行うことができ、例えば、4~12日間経過毎、好ましくは6~10日間経過毎とすることができる。
<ヒトcMoPの分化誘導方法>
 本発明のヒト共通単球前駆細胞(cMoP)は、下流の単球細胞への分化能を有している。単球細胞への分化を誘導する際には、例えば、ヒトcMoPを10%のFCS、100U/mlのペニシリン/ストレプトマイシン、およびサイトカインカクテルを含むイスコフ改変ダルベッコ培地中で培養する。ここで、サイトカインカクテルとしては、hFlt3L、hTPO、およびhSCF(FTS)が使用されうる。単球由来DCを誘導するためには、FTSに加えて、GM-CSFを補充した培地中で細胞を培養することができる。
<医薬組成物>
 本発明の一態様は、ヒト共通単球前駆細胞(cMoP)を死滅させる、ヒト共通単球前駆細胞の増殖若しくは分化を阻害する、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害する物質を有効成分として含む、マクロファージ関連疾患の治療に用いるための医薬組成物に関する。
 有効成分である前記物質としては、例えば、低分子、核酸(例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、アプタマーおよびリボザイム等)、ポリペプチド、または抗体若しくは該抗体断片が挙げられる。
 また、医薬組成物は、薬学的に許容される担体、安定剤、または賦形剤を含むことができ、その投与経路については、使用する薬剤の種類、投与する対象に応じて、適宜決定することができる。
 上記の低分子、核酸、ポリペプチド、または抗体若しくは該抗体断片のターゲットは、ヒトcMoPに発現する分子であればいかなる分子でもよいが、ミエロイド系の細胞の分化の過程でヒトcMoPの上流にある細胞よりも、ヒトcMoPで発現が高い分子がより好ましい。
 ターゲットとなる分子の種類としては、例えば、タンパク質(例えば、細胞表面タンパク質および細胞内タンパク質)、核酸等が挙げられる。また、ヒトcMoPの上流にある細胞としては、例えば、rGMP、cGMPまたはMP等が挙げられる。
 ヒトcMoPに発現する分子としては、例えば、IRF8、CEBPA、CEBPB、SLFN5、AHR、CCR2、KLF4、SPI1(PU.1)、ZEB2、CX3CR1、PPARGC1A、PPARGC1B、PPARG、HES1、NR4A1、POU2F2、CD110、CD115、CD116、CD117、CLEC12A、CD64、CD135、CD45RA、CD34、およびCD38等が挙げられる。
 ヒトcMoPの上流にある細胞よりも、ヒトcMoPで発現が高い分子としては、例えば、CEBPB、KLF4、CX3CR1、CCR2、CLEC12A、CD64、およびCD115等が挙げられる。
 有効成分である前記物質が抗体または該抗体断片の場合は、これら分子に結合する抗体または該抗体断片のうち、少なくとも1つの抗体または該抗体断片であることが好ましく、抗CX3CR1抗体、抗CCR2抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、および抗CD115抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片であることが更に好ましい。
 抗CD64抗体としては、ヒトcMoPを死滅させる、ヒトcMoPの増殖若しくは分化を阻害する、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害する抗体であればいずれの抗CD64抗体であってもよい。
 抗CD64抗体としては、例えば、それぞれ配列番号4~6で表わされるCDR1~3のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域のアミノ酸配列を含み、かつそれぞれ配列番号9~11で表わされるCDR1~3のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域のアミノ酸配列を含む抗体が挙げられる。当該抗体の一態様としては、抗CD64マウス抗体m22抗体(国際公開第2005/052007号)をもとにして作製したm22キメラ抗体、m22ヒト化抗体等を用いることができる。
 上述のヒトcMoPに発現する分子、またはミエロイド系の細胞の分化の過程でcMoPの上流にある細胞よりも、ヒトcMoPで発現が高い分子に結合する抗体が、ヒトcMoPを死滅させること、ヒトcMoPの増殖若しくは分化を阻害すること、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害することを確認する方法としては、具体的には例えば、下記の(1)~(3)に示す方法が挙げられる。
(1)被験抗体がヒトcMoPを死滅させることを確認する方法
 フローサイトメトリーを用いて単離したヒトcMoPとNK細胞(CD56陽性/CD3陰性細胞)を適切な細胞比で混合し、被験抗体を添加して培養する。その後、当該細胞をCD64抗体(32.2-AF647)、CD56抗体(BV711標識、Biolegend社 #318336)、CLEC12A抗体(FITC標識、Biolegend社 #353608)および7-AADで染色し、CD56陰性/CD64陽性/CLEC12A陽性細胞として検出されるヒトcMoPの7-AADの染色強度を測定する。この7-AADの染色強度が、被験抗体を添加しなかったサンプルよりも被験抗体を添加したサンプルで上昇していれば、被験抗体はヒトcMoPを死滅させる抗体であることが確認できる。
(2)被験抗体がヒトcMoPの増殖を阻害することを確認する方法
 上記<ヒトcMoPの増殖方法>に従い、単離したヒトcMoPを被験抗体および適切な添加物を加えた培地で培養する。その後、ヒトcMoPの細胞数を公知の方法で検出し、被験抗体を添加しなかったサンプルよりも、被験抗体を添加したサンプルで細胞数が減少していれば、被験抗体は、ヒトcMoPの増殖を阻害する抗体であることが確認できる。
(3)被験抗体がヒトcMoPの分化を阻害すること、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害することを確認する方法
 上記<ヒトcMoPの分化誘導方法>に従い、単離したヒトcMoPを被験抗体および適切な添加物の存在下で培養する。その後、当該細胞をヒトcMoP、プレ単球および単球マーカーで染色し、フローサイトメーターで各細胞画分を検出する。被験抗体を添加しなかったサンプルよりも、被験抗体を添加したサンプルでヒトcMoP画分がプレ単球または単球画分よりも多ければ、被験抗体は、ヒトcMoPの分化を阻害する抗体であることが確認できる。同様の方法で、被験抗体が単球若しくはマクロファージの生成を阻害することも確認できる。
 本発明の一態様は、抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体の少なくとも一方または該抗体断片を有効成分として含む、医薬組成物に関する。上述のとおりcMoPは、CLEC12AとCD64を発現していることから、これらの抗体または該抗体断片を有効成分として含む医薬組成物は、ヒトcMoP特異的マーカーを標的にできるため、単球由来のマクロファージ関連疾患の治療に用いることができる。
 Clec12A(Gene Bank accession No.NM_001207010)は、C型レクチンであり死細胞由来の尿酸結晶に結合する。また、細胞内にITIMモチーフを持つ。CD64(Gene Bank accession No.NM_000566、別名FcγRIA)は、糖タンパク質であり、ヒトIgG1及びIgG3に結合する。
 抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体の少なくとも一方または該抗体断片を有効成分として含む医薬組成物は、抗癌剤として用いることができる。単球や腫瘍関連マクロファージ(TAM)の寿命は通常、数日から3週間程度と考えられており、本発明の医薬組成物を用いてヒトcMoPを部分的または完全に除去することにより、腫瘍関連マクロファージ(TAM)も部分的または完全に除去され得ることが当業者には理解される。
 また、本発明に係る医薬組成物は、併用剤として、他の抗癌剤などの薬物と組み合わせて用いることもできる。
 上記の医薬組成物は、抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体および抗CD38抗体から選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を有効成分として含む、医薬組成物でもよい。
 なかでも抗CEBPB抗体、抗KLF4抗体、抗CX3CR1抗体、抗CCR2抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、および抗CD115抗体から選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を有効成分として含む医薬組成物がより好ましく、抗CX3CR1抗体、抗CCR2抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、および抗CD115抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を有効成分として含む医薬組成物であることが更に好ましい。
 「抗体」は、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体であることができ、モノクローナル抗体であることが好ましい。当該抗体は、例えば任意の適当な生物学的供給源、例えば、マウス、ラット、ヒツジ、およびイヌ科動物から単離することができる。他に、任意の適当な抗原を適当な動物に免疫し、ハイブリドーマ法やファージディスプレイ法など任意の方法で抗体を取得することができる。
 また、抗体は、モノクローナル抗体の断片、例えば消化断片またはその特定部分であってもよい。また、抗体または該抗体断片は、ファージディスプレイ法等によるスクリーニングによって同定されたペプチド配列を含むものであってもよい。抗体断片は、抗原結合部位を有していればいかなる断片でもよく、例えば、Fab、F(ab’)、scFv、diabody、Fcを含む抗体断片、CDRを含むペプチド等が挙げられる。
 抗体は、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体のいずれであってもよい。これらの抗体の作製方法は、当業者には既知である。ヒト抗体の作製には、例えば、KMマウス(商標)(協和発酵キリン社製)やXenoMouse(商標)II(Amgen社製)を使用することができる。
 抗体のクラス、サブクラスは特に限定はされないが、好ましくはIgGクラス、より好ましくはIgG1である。抗体は、好適には、ヒト抗体の定常領域、特にヒトFc領域を有する抗体である。
 上述の抗体は、好適には、中和活性、抗体依存性細胞傷害(ADCC)活性および補体依存性細胞傷害(CDC)活性の少なくとも一方を有する抗体であることができる。抗体のFc領域のアミノ酸残基を改変することでADCC活性やCDC活性を増減させることができる。抗体のFc領域の糖鎖を調節することによりADCC活性を増減させることもできる。これら抗体の活性を調節する方法は公知の手法を用いることができる。
 また、抗体薬物複合体(ADC)等のように、抗体に抗癌剤、放射性物質や細胞毒性物質などを結合させることもでき、さらに、異なる活性または補助機能を与えるために、1つ以上の追加ドメインが結合しているキメラ抗体または融合抗体を作製してもよい。また、上述の抗体は、2種類の抗原を認識する二重特異性抗体等であってもよい。
 また、本発明の一態様は、IRF8、CEBPA、CEBPB、SLFN5、AHR、CCR2、KLF4、SPI1(PU.1)、ZEB2、CX3CR1、PPARGC1A、PPARGC1B、PPARG、HES1、NR4A1、POU2F2、CD110、CD115、CD116、CD117、CLEC12A、CD64、CD135、CD45RA、CD34およびCD38から選ばれる少なくとも1つの分子の発現を減少または増加させることができる、低分子、核酸またはポリペプチドを有効成分として含む医薬組成物が挙げられる。
 また、本発明の別の一態様としては、CLEC12AおよびCD64の少なくとも一方の発現を減少または増加させることができる、低分子、核酸(例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、アプタマーおよびリボザイム等)、またはポリペプチドを有効成分として含む医薬組成物に関する。例えば、CLEC12AおよびCD64の少なくとも一方の発現を減少させることができる有効成分を含む医薬組成物は、単球由来のマクロファージ関連疾患の治療に用いることができ好ましい。
 また、本発明の別の一態様としては、CEBPB、KLF4、CX3CR1、CCR2、CLEC12A、CD64およびCD115から選ばれる少なくとも1つの分子の発現を減少または増加させることができる、低分子、核酸またはポリペプチドを有効成分として含む医薬組成物がより好ましい。
 本明細書において、マクロファージ関連疾患とは、マクロファージの望ましくない活性により引き起こされる(または悪性化する、若しくは難治性となる)疾患を指す。マクロファージ関連疾患としては、特に限定されないが、例えば、癌(例えば、免疫抑制、血管新生および転移等)、骨関連疾患、神経変性(例えば、ALSおよびMS等)、アルツハイマー病、レット症候群、動脈硬化、脂質代謝異常、肺胞蛋白症、喘息、線維症、リウマチ、ループス腎炎、乾癬、炎症性腸疾患、クローン病、糖尿病、肥満およびメタボリック症候群等が挙げられる。
 癌としては、例えば、血液癌、乳癌、子宮体癌、卵巣癌、前立腺癌、肺癌、胃癌、非小細胞肺癌、頭頚部扁平上皮癌、食道癌、膀胱癌、メラノーマ、大腸癌、腎細胞癌および非ホジキンリンパ腫等が挙げられる。
 骨関連疾患としては、例えば、骨粗鬆症、大理石骨病、癌の骨転移、変形性関節症、関節リウマチ、高カルシウム血症、骨折およびベーチェット病等が挙げられる。
 線維症としては、例えば、肺線維症、肝線維症、腎線維症、心筋線維症、皮膚線維症等が挙げられる。炎症性腸疾患としては、例えば、クローン病や潰瘍性、肉芽腫性、虚血性、放射性、感染性結腸炎等の大腸炎が挙げられる。
<治療方法および医薬の製造における使用>
 本発明の一態様は、ヒト患者におけるマクロファージ関連疾患の治療方法に関する。このような治療方法は、ヒト患者に対してヒト共通単球前駆細胞(cMoP)を死滅させる、ヒト共通単球前駆細胞の増殖若しくは分化を阻害する、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害する物質を有効成分として含む組成物を投与する工程を含みうる。有効成分である前記物質は低分子、核酸、ポリペプチドまたは抗体若しくは該抗体断片でありうるが、限定はされない。
 本発明に係る治療方法は、好ましくは、ヒト患者に対して抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体の少なくとも一方または該抗体断片を投与する工程を含むものである。マクロファージ関連疾患は、癌、骨関連疾患、動脈硬化、線維症、炎症性腸疾患またはメタボリック症候群でありうるが、限定はされない。
 本発明の一態様は、ヒト患者における癌の治療方法に関する。このような治療方法は、ヒト患者に対して抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体の少なくとも一方または該抗体断片を投与する工程を含みうる。また、本発明に係る治療方法は、併用剤として、抗癌剤などの他の薬剤を投与する工程を含むこともできる。
 本発明の一態様は、マクロファージ関連疾患の治療に用いるための医薬の製造における、ヒト共通単球前駆細胞(cMoP)を死滅させる、ヒト共通単球前駆細胞の増殖若しくは分化を阻害する、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害する物質の使用に関する。用いられる物質は低分子、核酸、ポリペプチドまたは抗体若しくは該抗体断片でありうるが限定はされない。
 本発明に係る使用は、好ましくは、マクロファージ関連疾患の治療に用いるための医薬の製造における、抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体の少なくとも一方または該抗体断片の使用である。マクロファージ関連疾患は、癌、骨関連疾患、動脈硬化、線維症、炎症性腸疾患、またはメタボリック症候群でありうるが、限定はされない。
 本発明の一態様は、癌の治療に用いるための医薬の製造における、抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体の少なくとも一方または該抗体断片の使用に関する。また、製造される医薬は、併用剤として、抗癌剤などの他の薬剤と組み合わせて用いるためのものであってもよい。
 上記の治療方法は、抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体および抗CD38抗体から選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片をヒトに投与する工程を含む治療方法であってもよい。
 なかでも、抗CEBPB抗体、抗KLF4抗体、抗CX3CR1抗体、抗CCR2抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体および抗CD115抗体から選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片をヒトに投与する工程を含む治療方法であることがより好ましく、抗CX3CR1抗体、抗CCR2抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、および抗CD115抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片をヒトに投与する工程を含む治療方法であることが更に好ましい。抗体の使用についても同様である。
<キット>
 本発明の一態様は、抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体の少なくとも一方または該抗体断片を含む、ヒト共通単球前駆体細胞(cMoP)の標識または単離に使用するためのキットに関する。キットは、さらに、標識物、試薬、反応容器、取扱説明書等を含んでもよい。
 前記キットは、抗CD2抗体、抗CD3抗体、抗CD11b抗体、抗CD16抗体、抗CD19抗体、抗CD56抗体、抗CD235ab抗体、抗CD34抗体、抗CD38抗体、抗CD10抗体、抗CD123抗体、抗CD45RA抗体、抗CD135抗体、抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を含むキットであってもよい。
 なかでも、抗CD2抗体、抗CD3抗体、抗CD11b抗体、抗CD16抗体、抗CD19抗体、抗CD56抗体、抗CD235ab抗体、抗CD34抗体、抗CD38抗体、抗CD10抗体、抗CD123抗体、抗CD45RA抗体、抗CD135抗体、抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体または該抗体断片を含むキットであることがより好ましい。
<ヒト共通単球前駆細胞の使用>
 本発明のヒトcMoPは単球由来マクロファージに関連する疾患の治療方法等の開発において、スクリーニング等に用いることができる。ヒトcMoPの使用方法としては、例えば、下記(a)~(k)に示す態様が挙げられる。なお、下記のスクリーニング等において、ヒトcMoPの分化および増殖の促進または抑制、単球の生成の促進または抑制、腫瘍随伴マクロファージ(TAM)への分化・機能の阻害等については、当業者に公知の任意の手法により評価することができる。
 (a)ヒトcMoPを単離してマイクロアレイ解析を行い、ヒトcMoPに発現する細胞表面分子を抽出して、同分子に対する抗体を作製する。該抗体を用いて、ヒトcMoP、単球、腫瘍随伴マクロファージ(TAM)への分化・機能を阻害するものを同定する。
 具体的には、例えば、
 ヒトcMoPの細胞表面に発現する分子を同定する工程、
 該細胞表面分子に特異的な抗体を取得する工程、
 該抗体を含む培地中でヒトcMoPを培養する工程、および
 該抗体がヒトcMoPの分化、増殖または生存に影響するか否かを評価する工程を含む、ヒトcMoPの分化、増殖または生存に影響する抗体のスクリーニング方法が挙げられる。
 ここで、ヒトcMoPの分化、増殖または生存に「影響する」とは、ヒトcMoPの分化、増殖若しくは生存を促進する、または抑制することを指す。ヒトcMoPの分化、増殖または生存を促進すること、または抑制することは、当業者に公知の任意の手法により評価することができる。 
 また、別の態様として、
 試験物質を含む培地中でヒトcMoPを培養する工程、および
 試験物質がヒトcMoPの分化、増殖または生存に影響するか否かを評価する工程を含む、ヒトcMoPの分化、増殖または生存に影響する物質のスクリーニング方法も挙げられる。試験物質としては、各種サイトカイン、抗体若しくは抗体断片、ポリペプチド、ポリヌクレオチドまたは低分子化合物などが使用されうる。
 (b)ヒトcMoPを単離して、in vitroで単球に分化誘導する培養系を用いて、ヒトcMoPから単球への分化機構を解明する。さらに、同培養系に各種サイトカイン、抗体若しくは該抗体断片、ポリペプチド、ポリヌクレオチドまたは低分子化合物などの試験物質を添加して、単球への分化を阻害または促進するものをスクリーニングする。
 具体的には、
 試験物質を含む単球分化培地中でヒトcMoPを培養する工程、および
 試験物質が単球の生成を阻害するか否かを評価する工程を含む、単球の生成を阻害する物質のスクリーニング方法が挙げられる。
 (c)ヒトcMoPを単離して、in vitroで破骨細胞に分化誘導する培養系に各種サイトカイン、抗体若しくは該抗体断片、ポリペプチド、ポリヌクレオチドまたは低分子化合物などの試験物質を添加して、破骨細胞への分化を阻害または促進するものをスクリーニングする。
 具体的には、
 試験物質を含む破骨細胞分化培地中でヒトcMoPを培養する工程、および
 試験物質が破骨細胞の生成を阻害するか否かを評価する工程を含む、破骨細胞の生成を阻害する物質のスクリーニング方法が挙げられる。破骨細胞の生成を阻害するか否かは、当業者に公知の任意の手法により評価することができる。
 (d)上記(b)または(c)のスクリーニングにより選択されたサイトカイン、抗体若しくは該抗体断片または低分子化合物等を用いて、in vivo評価系で解析を行う。
 具体的には、臍帯血またはヒトcMoPを、免疫不全動物(例えば、NSGマウス、NOGマウス、BRGSマウスおよびMISTRGマウスなど)に移植して、造血系をヒト由来の細胞に置換した「ヒト化マウス」に、上記抗体若しくは該抗体断片または低分子化合物等を投与して、in vivoで単球やマクロファージへの分化能を阻害または促進するものをスクリーニングする。さらにヒト腫瘍細胞株を移植して、腫瘍内に浸潤してくる単球、同単球からTAMへの分化、腫瘍の増大などを指標にして、抗体若しくは該抗体断片または低分子化合物等の効果を検討する。
 (e)上記(b)または(c)のスクリーニングにより選択されたサイトカイン、抗体若しくは該抗体断片または低分子化合物等について、担癌マウスを用いたin vivo評価系で解析を行う。上記抗体若しくは該抗体断片または低分子化合物のマウス対応物を用いて、マウスcMoP、単球、TAMを標的として解析する。
 (f)ヒトcMoPを単離して、MS(質量分析)などを用いて代謝解析を行い、ヒトcMoPに特徴的な代謝経路を同定し、同経路を遮断または活性化する、すなわち、ヒトcMoPの機能を阻害または促進する低分子薬物の探索を行う。
 (g)ヒトcMoPを単離してマイクロアレイ解析を行い、ヒトcMoPに特徴的なマスター調節遺伝子を同定、同遺伝子を用いてiPSからヒトcMoPを誘導し、各種疾患治療に応用する。
 (h)ヒトcMoPを単離して、in vitroでM2マクロファージへの分化を促進するサイトカインや低分子化合物のスクリーニングを行い、炎症性疾患へ治療応用する。
 (i)ヒトcMoPを単離して、単球由来樹状細胞への分化を促進するサイトカインまたは低分子化合物の探索と各種疾患治療へ応用する。
 (j)ヒトcMoPを単離して、CRISPR-Cas9などのゲノム編集技術を用いて特定のケモカイン受容体や接着分子遺伝子を削除する。増殖・分化した単球は特定のケモカイン受容体や接着分子遺伝子を発現しないため、特定組織への移入集積のみを抑制することができる。
 (k)また、本発明の一態様は、免疫不全マウス、好ましくは超免疫不全マウス(例えば、NSGマウス、NOGマウス、BRGSマウス、MISTRGマウスなど)の骨髄にヒトcMoPを移植する工程を含む、ヒト単球を有するマウスの作製方法に関する。
 前記マウスの作製方法により、ヒト単球を有し、ヒト顆粒球は有さないマウスが得られる。さらに、このようなマウスの作製方法は、ヒトFlt3L、TPO、SCFおよびM-CSFをマウスに投与する工程、およびヒト腫瘍細胞をマウスに移植する工程の少なくとも一方を含んでもよい。
 前記マウスの作製方法に用いられるヒトcMoPは当業者に公知の技術により遺伝子改変されていてもよく、特に、上記(j)に記載のCRISPR-Cas9などの技法により遺伝子改変されたものであってもよい。
 よって、本発明に係るヒト単球を有するマウスは、遺伝子改変されたヒト単球およびそれに由来する細胞を有しうる。作製されたヒト化マウスは、例えば、上記(d)に記載のin vivo評価系等に用いることができる。
<ヒト共通単球前駆細胞の細胞医薬としての使用>
 単離したヒトcMoPをex vivoで増殖させた後、単球系統の細胞の補充を必要とする患者に移植してもよい。その際、ex vivoでヒトcMoPに遺伝子改変を施してから、患者に移植することもできる。よって、本発明は、ヒトcMoPを含有する医薬組成物も対象としている。
 単球系統の細胞の補充を必要とする患者の治療方法は、具体的には、例えば、患者からヒトcMoPを単離する工程、場合によりヒトcMoPに遺伝子改変を施す工程、および、移植に必要な量が得られるようにヒトcMoPを培養する工程、を含むことができる。
 以下、実施例を示して本実施形態を詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。
 まず、実施例で用いた試料、培養方法および分析方法等について以下説明する。
<試料>
 ヒトの臍帯血試料は日本赤十字社関東甲信越臍帯血バンクから提供され、ヒトBM試料はAllCellsから入手した。
<細胞の単離、ソーティング、およびフローサイトメトリー分析>
 リンパ球分離溶液(d=1.077、ナカライテスク社製)を使用した密度遠心分離によって、UCB由来の新鮮な単核細胞(MNC)を単離した。次にMNCをCD2(RPA-2.10)、CD3(UCHT1)、CD11b(ICRF44)、CD16(3G8)、CD19(HIB19)、CD56(HCD56)、CD235ab(HIR2)(すべてBiolegend社製)、およびCD14(RMO52)(Beckman Coulter社製)を含む細胞系マーカーに対するPE-Cy5標識抗体(Ab)と反応させ、さらに抗Cy5マイクロビーズ(Miltenyi Biotech社製)と反応させた。
 autoMACS Pro Separator(Miltenyi Biotech社製)の「deplete」プログラムを用いて、細胞系マーカーを事前に発現していない細胞(Lin)を粗精製した。Lin細胞をCD34(581;APC-Cy7)、CD10(HI10a;BV412)、CD123(6H6;PerCP-Cy5.5)、CD45RA(HI100、BV510)、CD135(BV10A4H2;PE)、CLEC12A(50C1;FITC)、CD64(10.1;APC)(すべてBiolegend社製)、およびCD38(HB7;PE-Cy7)(BD社製)に対する抗体と反応させた。
 各前駆細胞におけるサイトカイン受容体の発現を評価するために、Lin細胞をCD34(APC-Cy7)、CD10(BV412)、CD123(PerCP-Cy5.5)、CD45RA(BV510)、CLEC12A(FITC)、CD64(APC)に対する抗体と、サイトカイン受容体であるCD115(9-4D2-1E4;PE)、CD116(4H1;PE)、CD117(104D2;PE)(すべてBiolegend社製)、またはCD110(REA250;PE)(Miltenyi Biotech社製)に対する抗体と反応させた。
 R1~R5とMDPを比べるために、Lin細胞をCD34(APC-Cy7)、CD10(BV412)、CD123(PerCP-Cy5.5)、CD45RA(BV711)、CLEC12A(FITC)、CD64(APC)、CD115(PE)、CD116(ビオチン)、およびストレプトアビジン(BV510)に対する抗体と反応させた。
 各前駆細胞の細胞周期状態を評価するために、Lin細胞を転写因子染色バッファーセット(eBioscience)により固定し、CD34(APC-Cy7)、CD10(BV412)、CD123(PerCP-Cy5.5)、CD45RA(BV510)、CLEC12A(PE)、CD64(APC)(すべてBiolegend社製)、CD38(PE-Cy7)、およびKi67(B56;FITC)(すべてBD社製)に対する抗体で染色した。
<ミエロイド系細胞コロニー形成能アッセイ>
 ソーティングした前駆細胞各200個を200μlのイスコフ改変ダルベッコ培地中に懸濁し、2μlの10ng/ml hTPO(協和発酵キリン社製)を加えた2mlのメチルセルロース培地(Stemcell Technologies製のMethoCult H4435 Enriched)と混合した。細胞懸濁液1mlを12ウェルプレート(二重の実験)の1つのウェルに加え、10日間培養し、そしてマクロファージ(M)、顆粒球/マクロファージ(GM)、顆粒球(G)、顆粒球/赤芽球/マクロファージ/巨核球(GEMM)、または赤芽球(E)の分類に基づいてコロニーを計数した。
<形態学的解析>
 形態学的解析のために、ソーティングした前駆細胞各1,000個をスライドガラス上に、700rpmで5分間遠心し密着させた(Thermo Scientific社製Cytospin4)。Diff-Quik染色キットを使用し、メーカー推奨の手順(Sysmex社製)に従って、細胞を染色した。画像は100倍の倍率で取得した(Leica社製DM4500B)。
<細胞の培養と分析>
 ミエロイド系細胞分化アッセイのために、2×10個の前駆細胞を10%のFCS、100U/mlのペニシリン/ストレプトマイシン(ナカライテスク社製)、およびサイトカインカクテルを含む50μlのIMDM(Sigma社製)中で培養した。
 ここで、本明細書において、サイトカインカクテルとしては、50ng/mlのhFlt3L(Miltenyi Biotech社製)、50ng/mlのhTPO(協和発酵キリン社製)、および100ng/mlのhSCF(Miltenyi Biotech社製)(FTS条件)が使用されうる。
 単球由来DCを誘導するため、FTSと50ng/mlのGM-CSF(Miltenyi Biotech社製)とを加えた培地中で細胞を培養した。ミエロイド系細胞を検出するために、分化してきた細胞をCD66b(G10F5;PerCP-Cy5.5)、HLA-DR(L243;BV510)、CD14(M5E2;BV412)、CD16(3G1;PE-Cy5)、CD123(6H6;FITC)、CD1c(L161;PE-Cy7)、ストレプトアビジン(APC-Cy7)(すべてBiolegend社製)、BDCA-2(AC144;ビオチン)(Miltenyi Biotech社製)、およびCD11c(B-ly6;APC)(BD社製)に対する抗体によって染色した。
 T細胞およびB-NK細胞分化能を評価するために、Tst4/Dll4およびTst4ストローマ細胞を10%のFCS、100U/mlのペニシリン/ストレプトマイシン(ナカライテスク社製)、1%の非必須アミノ酸(Gibco)、および1%のピルビン酸ナトリウム(Gibco社製)を含む100μlのRPMI-1640培地(Sigma社製)(完全RPMI-1640培地)を用いて96ウェルプレート中で培養した。
 2日後、各前駆細胞からの細胞10個をストローマ細胞培養プレートに加え、4週間培養し、培地の半分を毎週交換した。培地には、T細胞を誘導するために5ng/mlのFlt3Lと5ng/mlのIL-7(Miltenyi Biotech社製)を加えた。B-NK細胞を誘導するために100ng/mlのSCF、20ng/mLのIL-7、50ng/mlのTPO、10ng/mlのIL-2(Miltenyi Biotech社製)を加えた。
 さらに、2週間の培養の後、細胞を40μm孔径のNitexメッシュ(日本理化学器械社製)に通し、適切なサイトカインカクテルを含む完全RPMI-1640培地中の新鮮なストローマ細胞上に移した。4週間の培養後、細胞を回収し、T細胞を検出するためにhCD45およびCD3に対する抗体で染色するか、B-NK細胞を検出するためにhCD45、CD33、CD19、およびCD56に対する抗体で染色した。
 ヒトcMoPおよびrGMPの増殖能を評価するために、それぞれの前駆細胞1×10個をソーティングし、CFSE(Life Technologies社製)で標識し、2mlのメチルセルロース培地(Stemcell Technologies社製MethoCult H4435-Enriched)を用いて7日間培養した。
 FACSAria IIIまたはFACSCanto II(BD社製)とFlowJoソフトウェア(TreeStar社製)を用いて、細胞を解析した。
<単一細胞解析>
 10ng/mlのhTPOと10ng/mlのhFlt3Lを加えた2mlのメチルセルロース培地(Stemcell Technologies社製MethoCult H4435-Enriched)を用いて、100個のヒトcMoPまたはrGMPをそれぞれ5日および8日間、培養した。
 P20ピペットを用いて単一のコロニーをピックアップし、丸底96ウェルプレート中で200μlのPBSに懸濁し、上下に十分にピペッティングした。細胞懸濁液を2,000rpmでスピンダウンし、ミエロイド系細胞の検出のために上述の抗体と反応させた。FACSAria IIIとFlowJoソフトウェア(TreeStar社製)を用いて、細胞を解析した。
<In vivo再構築アッセイ>
 BRGSマウスにエックス線(0.5Gy)(Faxitron社製)を照射した。翌日、ソーティングしたヒトcMoPまたはCD64int GMP(5×10~3×10細胞)を10μlのPBS中に懸濁し、カスタマイズしたItoマイクロシリンジ(Ito Corp.製)を使用して、BRGSマウスの骨髄腔に直接注入した。
 同じ日に、ヒト組換え体タンパク質Flt3L(Peprotech社製)、TPO(協和発酵キリン社製)、SCF(Peprotech社製)、およびM-CSF(Biolegend社製)(各8μg)を静脈内投与し、これを連続4日間続けた。移植後5日目と7日目にヒトcMoPとrGMP由来の細胞をそれぞれ解析した。
<マイクロアレイ解析とバイオインフォマティクス>
 少なくとも20人のボランテイアの臍帯血からヒトcMoP、rGMP、およびCMPをソーティングし、プールした。Ovation(登録商標) Pico WTA System V2(NuGEN Technologies社製)を用いて、6.622ngの総RNAからcDNAを作製し、増幅させた。増幅したcDNAの収量をNanoDrop ND-2000分光光度計(Thermo Scientific社製)を用いて測定した。
 SureTag Complete DNA Labeling Kit(Agilent社製)を用いて、Cyanine-3(Cy3)標識cDNAを2.0μgのcDNAから調製し、その後、DNAの精製および濃縮のためにAmicon Ultra-0.5mL遠心フィルター(Merck Millipore社製)を用いて濾過した。色素の取り込みとcDNAの収量をNanoDrop ND-2000分光光度計を用いてチェックした。
 2μgのCy3標識cDNAを1×Agilentブロッキング試薬と1×Agilentハイブリダイゼーションバッファーで50μlに調整し、回転Agilentハイブリダイゼーションオーブン中、65℃にて17時間、SurePrint G3 Human GE 8×60K Microarray Ver2.0(Agilent社製)にハイブリダイズさせた。
 ハイブリダイゼーション後、マイクロアレイをGE Wash Buffer 1(Agilent社製)により室温で1分間洗浄し、そしてGE Wash buffer 2(Agilent社製)により37℃にて1分間洗浄し、その後、短い遠心分離により直ちに乾燥させた。
 8×60kアレイスライド用の単色スキャン設定を用いて、Agilent SureScanマイクロアレイスキャナ(G2600D)上で洗浄の直後にスライドをスキャンした(スキャン面積:61×21.6mm、スキャン解像度:3μm、色素チャネルの設定:緑色、PMTの設定:100%)。
 バックグラウンドを減算し、空間的な傾きを除去した加工シグナル強度を得るために、デフォルトのパラメーターを使用し、Feature Extraction Software 11.5.1.1(Agilent社製)を用いて、スキャンした画像を解析した。
 複数の発現データを抽出するための操作は全て、Takara Bio Incが行った。生データはSubio Platform(ver1.18.4667、Subio Inc.社製)を用いて解析した。遺伝子セット濃縮解析(GSEA)はGSEA(v.2.2.0 Broad Institute)を用いて実施した。
 ヒトの血液単球シグネチャは、公表されているマイクロアレイデータ(GSE35459)から抽出した。ヒトcMoP、rGMP、およびCMP用の遺伝子セットは、上述のように、マイクロアレイデータから抽出した。
<例1:従来型GMP(cGMP)の細分化>
 上述のとおり、cGMPは、LinCD34CD38CD10CD123loCD135CD45RAの細胞として定義され、主に顆粒球-単球前駆細胞を含むが、T細胞への分化能をもつ細胞も一部含んでいる。加えて、単球-DC系統に限局した前駆細胞であるMDPが最近、cGMP分画中に同定された。
 そこで、サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、およびその他をスクリーニングした結果、本発明者らは、ヒトのcGMPサブセットについて調べるためのマーカーとしてC型レクチンCLEC12AとFcγR(CD64)を選択した[図1(a)~図1(d)]。いずれのマーカーも、マウスおよびヒトの単球において高発現している。
 図1(a)はヒトのUCBからのLinMNC、図1(b)はヒトのBMおよびPB由来のLinMNCを、フローサイトメーターにより解析した結果をそれぞれ示す。ゲート領域内またはその付近に記載の数値は、各亜集団の頻度を示している。cGMP、CMP、およびMLPは、それぞれCD34CD38CD123loCD10CD135CD45RA、CD34CD38CD123loCD10CD135CD45RA、およびCD34CD38CD45RACD10であった。
 さらに、CLEC12AとCD64の発現に基づき、多色フローサイトメトリー(FCM)を用いて、ヒト臍帯血(UCB)由来のcGMPをCLEC12AhiCD64hi(R2)、CLEC12AhiCD64int(R3)、CD64CLEC12A(R4)およびCD64CLEC12A(R5)という4つの分画に細分化した[図1(a)]。また、LinCD34CD38CD10CD123loCD135CD45RA分画中のCLEC12AhiCD64hi分画も定義に加えた(R1)。R1とR2の表現型は、R2細胞がCD34を発現し、R1細胞ではその発現が無い点を除き、同一であった。
 cGMPを細分化した集団の詳細な表現型は、以下の通りであった:CD34CD38CD123loCD10CD64hiCLEC12AhiCD135CD45RAhi(R1)、CD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hi(R2)、CD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64int(R3)、CD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CD64CLEC12A GMP(R4)、およびCD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CD64CLEC12A(R5)。
 これら5つの分画(R1~R5)をヒト骨髄(BM)中にも検出した[図1(b)上段]。一方、ヒト末梢血(PB)においては、それらはほとんど検出されなかった[図1(b)下段]。
 R1~R5分画のミエロイド系-赤芽球系分化能を評価するため、上述のミエロイド系細胞コロニー形成能アッセイの方法に基づき、コロニー形成単位(CFU)をex vivoでアッセイした。サイトカインカクテルを含むメチルセルロース培地中でソーティングした各前駆細胞(1×10個)を培養し、10日後にコロニーをカウントした。
 比較対照として、LinCD34CD38CD45RACD10の多能リンパ球前駆細胞(MLP)とLinCD34CD38CD123loCD10CD135CD45RAの共通ミエロイド系前駆細胞(CMP)も同様にアッセイした[図1(a)参照]。
 図1(c)に、各UCB亜集団の骨髄コロニー形成能を示す。各バーは、培養した細胞(1×10個)あたりのコロニーの平均数を表し、図中の略号の意味は次のとおりである。M:マクロファージ、GM:顆粒球-マクロファージ、G:顆粒球、E:赤芽球、GEMM:顆粒球-赤芽球-マクロファージ-巨核球。R3分画とR4分画は、マクロファージ(M)、顆粒球-マクロファージ(GM)、および顆粒球(G)コロニーを生じたが、R3分画よりも多くのマクロファージコロニーがR4分画から生じた。
 興味深いことに、R2分画とR5分画はMコロニーのみを形成し、R1分画はミエロイド系コロニーをわずかに形成した。以前のcGMPの報告から予想されたように、いずれの分画もEあるいはGEMMコロニーを形成しなかった[図1(c)]。図1(d)は、各UCB前駆細胞のDiff-Quick染色の結果を表す。元の倍率は100倍であり、スケールバーは10μmを表す。
 図8(a)~図8(c)は、R1~R3分画のFCMによる分析結果を表す。本発明者らは、R1~R3分画を再び、CD34/CD38と細胞系マーカー(Lin)/CD34プロファイルについてゲーティングした。
 図8(a)~図8(c)は、3種の色でそれぞれR1~R3分画を表しており、濃い灰色がR1分画、薄い灰色がR2分画、黒がR3分画を表す。注目すべきことに、R1~R3分画のミエロイド系分化能は、それらのCD34/CD38発現レベル、細胞の大きさ[図8(a)~図8(c)]、および形態[図1(d)]と相関関係があった。
 R1~R3分画の、CD34/CD38およびリネージ(Lin)/CD34プロファイルを解析したところ、R3分画の細胞はCD34CD38であり、R2分画の細胞はダウンレギュレートされたCD34の発現を示し(CD34intCD38)、R1はCD34をほぼ完全に失っていた(CD34CD38)[図8(a)、図8(b)]。
 細胞質の体積はR3からR1にかけて徐々に増加していた。これは、それらのCD64発現レベルおよびミエロイド系コロニー形成能とそれぞれ正および負に相関していた[図1(b)、図1(c)および図8(c)]。細胞の形態に関しては、R2~R5分画は核が丸く、拡張しており、細胞質の体積が比較的小さいという典型的な前駆細胞の形態を有していた[図1(d)]。
 なお、図1(a)~図1(d)の各データは、図1(a)については少なくとも20回、図1(b)において、BMは4回、PBは3回、図1(c)および図1(d)は3回の独立した実験を行った。図8(a)~図8(c)の各データは、3回の独立した実験に基づくものである。
 これらの結果により、cGMPは、異なるミエロイド系細胞分化能を有する4つの独立の亜集団に分画できることが示された。
<例2:ヒトのcMoPおよびrGMPの同定>
 例1のとおり、R1~R5分画は、異なるミエロイド系細胞分化能を有していたため、上記のゲーティング戦略を用いて、顆粒球、単球およびDCのサブセットを検出するためのin vitro培養系を立ち上げた[図9(a)]。
 UCBからソーティングした各分画(1×10個)をFms様チロシンキナーゼ受容体3リガンド(Flt3L)(50ng/mL)、トロンボポエチン(TPO)(50ng/mL)、および幹細胞因子(SCF)(100ng/mL)の存在下(FTS条件)で、2日間(R1)、4日間(R2)または8~10日間(R3~R5)培養し、顆粒球(CD66b)、単球(CD14CD16、CD14CD16およびCD14CD16)、pDC(CD123BDCA-2)およびcDC(CD141hiCD11cおよびCD1cCD11c)について分析した。
 図2(a)は、ex vivoにおける、R1~R5分画からの単球およびDC分化を表し、図2(b)は、分画における細胞の種類の割合を示す。図2(b)中、CD14CD16単球はCD14monoと記載し、CD14CD16およびCD14CD16単球はCD16monoと記載する。ゲート領域内またはその上の数字は、各分画の割合を示している。R3分画とR4分画はin vitroコロニー形成アッセイ[図1(c)]の結果と一致して顆粒球への分化能を示したが、R1、R2、およびR5分画は顆粒球への分化能を示さなかった[図2(a)、図2(b)]。
 なお、R1~R3分画は、古典的なCD14CD16単球、中間型CD14CD16単球、および非古典的なCD14lo/-CD16単球などの単球サブセットを産生したが、pDC、CD141hicDCまたはCD1ccDCを含むDCサブセットは全く産生しなかった[図2(a)、図2(b)]。
 これらの前駆細胞に由来する主たる単球サブセットは、古典的なCD14CD16単球ではなく、中間型CD14CD16細胞であり、これは最近の報告結果とも一致している。
 さらに、図10(a)~図10(c)は、R1、R2、R3分画から産生される単球由来の樹状細胞への分化の様子を表している。図10(a)は、R1~R3分画をFTSGM(FTSおよび単球由来DCを誘導する代表的なサイトカインであるGM-CSF)50ng/mLと共に培養すると、CD14CD1c単球由来DCが生じることを表している。
 また、FTSM(FTSおよびM-CSF)と共に培養すると、R1~R3分画のCD14CD16とCD14lo/-CD16単球(すなわちCD16単球)への分化がわずかに亢進することを確認した[図10(b)、図10(c)]。
 これに関連して、R1分画の単球生成のピークが2日目で、少なくとも4日間を要するR2のピークよりも早かった(データ示さず)。この所見は、R1およびR2サブセットの両者が、単球分化に特化した前駆細胞であり、R1がR2の下流の前駆細胞であることを示唆している。
 一方、どちらもCD64であるR4およびR5分画は、すべての単球およびDCサブセットを生み出した[図2(a)、図2(b)]。R4およびR5分画に由来するCD141hicDCは、CLEC9Aを発現していた[図9(b)]。R1~R3分画はDCへの分化能を、ほとんど示さなかったため、これらの結果から、R4とR5分画がcGMPにおけるDCの主要な源であることが示唆された。
 次に、R1~R5分画のリンパ球系分化能を調べた。図2(c)は、Dll4Tst4ストローマ細胞、IL-7(5ng/ml)、およびFlt3L(5ng/ml)の存在下で、図2(d)は、Tst4ストローマ細胞、SCF(100ng/ml)、TPO(50ng/ml)、IL-2(10ng/ml)、およびIL-7(40ng/ml)の存在下で、各分画の細胞10個を96ウェルプレートの48個のウェル中において1ヶ月間、培養した。
 各ウェルをCD3T細胞[図2(c)]またはCD19B細胞およびCD56NK細胞[図2(d)]について分析した。図中の各バーはCD3T細胞[図2(c)]ならびにCD19B細胞およびCD56NK細胞の少なくとも一方[図2(d)]について陽性のウェルの割合を表し、NDは検出されなかったことを表す。
 図2(c)は、T細胞分化能を評価するため、T細胞の分化に不可欠なNotchリガンドであるデルタ様リガンド4(Dll4)を発現しているTst4ストローマ細胞上において、該Flt3LとIL-7の存在下で、各分画の細胞10個を培養した結果を示す。比較対照として、MLPを用いた。R1~R3分画はT細胞への分化能を全く有していなかった一方、R4およびR5分画は著しい数のT細胞を産生した。
 図2(d)は、Tst4ストローマ細胞上において、SCF、TPO、IL-2、およびIL-7の存在下で各分画の細胞10個を培養することにより、B-NKへの分化能を評価した結果を示す。比較対照として、LinCD34CD38CD123intCD10CD45RAの細胞として定義されるB-NK前駆細胞を用いた。B細胞とNK細胞は、それぞれ、CD33CD19およびCD33CD56の細胞と定義した。
 図11(a)および図11(b)は、R4およびR5分画のリンパ系分化能を示す。図11(a)は、MLP、R4分画、R5分画に由来するCD3T細胞のFCMによる分析結果を示す。細胞は図2(b)と同様の方法で培養した。図11(b)は、B-NK前駆細胞、R4分画またはR5分画に由来するB細胞、B-NK細胞およびNK細胞のFCMによる分析結果を示す。細胞は図2(c)と同様の方法で培養した。NDは検出されなかったことを示す。
 興味深いことに、R1~R5サブセットのリンパ系分化能は、CLEC12Aの発現が増加するにつれて減少する傾向が見られ、CD64をさらに獲得することにより完全に失われた[図2(c)、図2(d)、図11(a)および図11(b)]。R4およびR5のリンパ系分化能は、cGMP中に残存するT細胞への分化能を示唆する。
 なお、図2(a)~図2(d)、図10(a)~図10(c)並びに図11(a)および図11(b)のデータはいずれも3回の独立した実験によるものである。
 ヒト及びマウスのcGMPはどちらも顆粒球と単球に加えて、DCへも分化する。これらの前駆細胞は、ミエロイド系細胞分化能に加えて、明らかなリンパ球細胞への分化能を有している。例えば、マウスのcGMPは、リンパ系遺伝子を高レベルに発現し、in vitroとin vivoでT細胞とB細胞の両方を生じさせる。また、ヒトのUCB由来のcGMPも、T細胞に分化する能力を有している。
 本発明者らは、上述のとおり、前駆細胞のリンパ球系分化能を評価するために、最適化された方法であるTst4ストローマ細胞/Dll4およびTst4ストローマ細胞と複数のサイトカインカクテルとを組み合わせて培養し、ヒトのrGMPにはリンパ球系細胞への分化能がないことを明らかにした。
 また、rGMPはDCへの分化能はなく、DC分化能はCD64cGMP(R4およびR5分画)に保存されていた。R4とR5は、単球およびDCへの分化能に加えて、顆粒球およびリンパ球の少なくとも一方への分化能も備えていた。
 R5が多分化能を有しており、また、ヒトのMLP様細胞群が赤芽球系への分化能を欠いていることから、上記実施例のデータは、赤芽球系統への分岐がLinCD34CD38多分化能前駆細胞の段階でおこるというモデルに合致する。
 さらに、R1~R5分画について、CD110(TPO受容体)、CD115(M-CSF受容体)、CD116(GM-CSF受容体)、CD117(SCF受容体)、およびCD123(IL3受容体α)などの、他のサイトカイン受容体の発現特性を調べた結果を図12に示す。図12中、黒塗り部分が、各受容体の発現パターンを表す。
 R1分画におけるサイトカイン受容体の発現パターンは、プレ単球について既に報告されたもの[Breton, G. et al. Circulating precursors of human CD1c+ and CD114+ dendritic cells. J. Exp. Med. 212, 401-413 (2015).]と酷似しており、CD115、CD116、およびCD117を検出可能なレベルで発現していた。一方、R2とR3分画において観察された発現パターンは、これまで全く報告されていないものであった。
 これらの表現型と発生分析に基づき、R1が最近定義されたプレ単球と同じプレ単球分画であり、R2がヒトcMoPであり、R3が真のGMP(修正型GMP、rGMP)であると結論した(表1)。
(ヒトcMoP等とマウスcMoP等との比較)
 図13(a)および図13(b)に、マウスのcMoPとGMP上のCLEC12AとCD64の発現パターンを示す。ゲート領域内またはその付近に記載の数値は、各亜集団の頻度を示している。CLEC12AとCD64は、ヒトのcMoPとrGMPで見られるように、マウスのcMoPとGMPでも発現されていた。
 マウスとヒトのcMoPは単一細胞レベルで単球のみを産生する前駆細胞であり、どちらもCD64、CLEC12AおよびCD117を発現している。一方、ヒトcMoPはCD135を発現しているが、マウスcMoPはCD135を発現していない。
 マウスcMoPの分化起源はMDPに由来するが、ヒトcMoPはrGMPに由来しており、おそらくMDPを介さずに分化してくる(rGMPがDC分化能を有していないため)。この相違は、単にマウスとヒトの間のミエロイド系細胞分化経路の違いを反映している可能性がある。あるいは、マウスのcGMPはrGMPを含んでいる可能性も考えられる。
 DC分化能を持たないrGMPの存在は、分化経路において単球由来DCがcDCとpDCとは異なる分化起源から由来することと一致しており、この単球由来DCとDCサブセットの分岐がrGMPの上流で起きていることを示唆している。
 最近、ヒトのUCBおよびBM中のcGMPにおいて、顆粒球-単球-DC前駆細胞(GMDP)、MDP、およびDC分化に制限されたDC共通前駆細胞(CDP)が同定されたことから、本発明者らは、CDP、MDP、ヒトcMoP、およびrGMPの表現型を比較した。
 図14(a)~図14(e)に、MDPとR2~R5分画との表現型の比較を示す。CDPはCD123hi分画[図1(a)の上の2番目のパネル]として現れ、cGMPには含まれていない。図14(a)は、CLEC12AおよびCD64の発現により、MDPがCD64intとCD64の亜集団に分割されることを示している。図14(b)は、MDPがcGMPと重なることを示している。図14(c)は、MDP中の各分画の割合を示す。MDPはR3(rGMP)とR4中に確認されたが、R2(ヒトcMoP)およびR5中には確認されなかった。
 これは、MDPがCD64intとCD64の亜集団に分割されうることを示しており[図14(a)~図14(c)]、MDPが顆粒球分化能をいくらか有する不均一な集団であることを示唆している。CD64intMDPは、rGMPの14.4±5.0%を占めていた。
 次に、CD64intとCD64MDPのミエロイドコロニー形成能を調べた。図14(d)および図14(e)は、ミエロイドコロニー形成能を示す。比較対照としてGMDPを用いた。サイトカインカクテルを含むメチルセルロース培地中でソーティングされた各前駆体細胞(1×10個)を培養し、10日後にコロニー数を数えた。
 図14(d)は、培養した1×10個中の各細胞の割合を示す。図14(e)は、FCMによる解析結果を表す。図14(d)中の略号は次のとおりである。M:マクロファージ、GM:顆粒球-マクロファージ、G:顆粒球。
 重複する表現型から予想されるように、CD64intおよびCD64MDPは、ミエロイドコロニー形成能を示したが、赤芽球系細胞形成能は示さず、まさしくR3(rGMP)およびR4のように、培養において単球と顆粒球をそれぞれ生じた[図1(c)、図14(d)および図14(e)]。CD64MDPのみが、FTS条件下でDCを生じた(データ示さず)。
 以上より、MDPが不均一な集団であり、CD64intMDPはrGMPとして定義されるべきであると結論づけた。
 なお、図12~図14(e)の各データは3回の独立した実験によるものである。
<例3:ヒトcMoPとrGMPのクローナル解析>
 さらに、単一の細胞レベルでヒトcMoPとrGMP細胞の特性を評価した。ヒトcMoPとGMPをソーティングし、サイトカインカクテルを含むメチルセルロース培地中で、それぞれ、5日間と8日間培養し、FCM分析のために単一のコロニーをピックアップした(上述の「単一細胞解析」を参照)。顆粒球と単球について、代表的なコロニーの細胞を分析した。
 図3(a)~図3(e)は単一細胞レベルでのヒトcMoPおよびrGMPの特性を表す。図3(a)は100個のヒトcMoP由来、図3(b)は100個のrGMP由来の代表的なコロニーのFCMプロファイルを示す。ゲート領域中の数字は各集団の割合を示す。図3(c)は、FCMによって検出された単球および/または顆粒球コロニーの比率を表す。図3(a)~図3(c)中の略号の意味は次のとおりである。ND:コロニー検出されず、Mono:単球、Gra:顆粒球、undiff.:未分化細胞。
 注目すべきことに、ヒトcMoP由来のすべての単一コロニーは100%が単球から成っていた[図3(a)、図3(c)]。rGMP由来の一部の単一コロニーは単球のみを含んでいたが(33.2±3.5%)、残りは、単球と顆粒球の両方(21.7±2.8%)、顆粒球のみ(37.6±1.9%)、または未分化細胞(6.6±2.3%)を含んでいた[図3(b)、図3(c)]。
 単一細胞レベルで二つの細胞系列への分化能をもつ前駆細胞の頻度は、ヒトMDP(12.5%)のそれより高く、マウスCDP(18.0%)に匹敵していた。
 さらに、図3(d)にヒトcMoPの限界希釈解析の結果を示し、図3(e)にrGMPの限界希釈解析の結果を示す。細胞を、サイトカインカクテルを含むメチルセルロース培地中で7日間培養した。図3(d)、図3(e)においては、縦軸がコロニー陰性ウェルの割合を表し、横軸が培養した細胞の数を表し、点線が予想されるクローン原性頻度での37%検出失敗を表す。また、括弧内の数字は、それぞれ、図3(d)においてはヒトcMoP、図3(e)についてはrGMPの平均のクローン頻度を、それぞれ表す。
 限界希釈解析によりコロニー形成能を推定したところ、同じ培養条件下において、6.85個のヒトcMoPのうち1個、1.04個のrGMPのうち1個の頻度で各々コロニーを形成した[図3(d)、図3(e)]。このヒトcMoPの前駆細胞頻度は、ヒトpreDC(1/7.84)、マウスCDP(1/7.1~8.6)、およびマウスcMoP(1/3.9~9.2)について報告されたものと同等であった。
 これらの結果により、ヒトcMoPが、マウスcMoPについて報告されたように単一分化能性の前駆細胞であり、また、rGMPが単一細胞レベルで単球と顆粒球を生成できる二分化能性の前駆細胞を含むことが示された。
 なお、図3(a)~図3(e)のデータは、3回[図3(a)~図3(c)]および4回[図3(d)、図3(e)]の独立した実験によるものである。
<例4:ヒトcMoPおよびrGMPの増殖能>
 前駆細胞は分裂を伴って分化することから、本発明者らは、CFSE希釈アッセイにより単球、プレ単球(preMo)、ヒトcMoP、およびrGMPがもつ増殖能を評価した。
 図4(a)は、これらの集団をCFSEで標識し、各分画の細胞1×10個を適切なサイトカインカクテルを含むメチルセルロース培地中で7日間培養し、分化してきた細胞をFCMによって解析した結果を示す。CFSE希釈による評価によって、単球とプレ単球では細胞分裂が確認されなかったが、ヒトcMoPとrGMPは大きな増殖能を示した。
 図4(b)は、CFSE標識せずに図4(a)と同様にして培養して各細胞を回収した結果を示す。図4(a)の観察と一致して、10個のプレ単球の培養7日後には細胞は全く回収されなかったが、同じ培養条件下で10個のヒトcMoPからは31,000±3,875個の細胞が得られた[図4(b)]。
 図4(c)は、「単離後間もない」各細胞におけるKi67発現のFCMプロファイルを示す。「単離後間もない」プレ単球は、増殖能を示さなかったが[図4(c)]、それらはKi67であった[図4(a)、図4(b)]。
 G1期、S期、G2期、およびM期の細胞はすべてKi67であるため、この標識はin vivoにおいてヒトcMoPとして増殖した後の最後のG2期およびM期の細胞を反映しているのかもしれない。これらの結果から、rGMP、ヒトcMoPおよびプレ単球の間における増殖能(一般的に利用されている前駆細胞の指標)の明らかな違いが示された。
 なお、図4(a)~図4(c)の各データは少なくとも3回の独立した実験に基づくものである。
<例5:In vivoにおけるヒトcMoPとrGMPの分化能>
 In vivoにおけるヒトcMoPとrGMPの分化能を評価するために、発明者は、新たなアッセイ系を開発した[図5(a)]。本発明者らは、NOD型Sirpaを有するB6.Rag2-/-Il2rg-/-マウス(BRGSマウス)に0.5Gyの照射を行い、ヒトcMoPまたはrGMP(5×10~3×10個の細胞)を該マウスのBMに直接移植した。同日に、ヒト組換え体タンパク質Flt3L、TPO、SCFおよびM-CSFの該マウスへの静脈内投与を開始し、それを連続4日間続けた。
 図5(b)に、5日目(ヒトcMoP)および7日目(rGMP)に移植したヒトcMoPまたはrGMPのBM子孫細胞をFCMによって、分析した結果を示す。図5(c)では、ヒトcMoPは単球のみを生成したが、これはCD14CD16単球(CD14mono、26.3±5.3%)とCD14CD16およびCD14CD16単球(CD16mono、54.2±7.07%)から成っていた。rGMPは、単球(CD14mono、30.4±8.7%;CD16mono、11.4±5.03%)と顆粒球(15.2±2.34%)の両方を生じさせた[図5(b)、図5(c)]。
 これに関連して、ヒトcMoPとrGMPに由来する単球と顆粒球の細胞形態をDiff-Quick染色によって確認した[図5(d)]。図5(d)において、元の倍率は100倍であり、スケールバーは10μmを表す。
 これらの結果から、ヒトcMoPがin vivoにおいて単球分化に特化した前駆細胞であり、rGMPが単球-顆粒球前駆細胞であることが示された。
 なお、図5(a)~図5(d)のデータは少なくとも3回の独立した実験に基づくものである。
 前述のとおり、ヒトの単球は、古典的なCD14CD16単球、中間型CD14CD16単球、そして、非古典的なCD14lo/-CD16単球という3つのサブセットに細分化される。
 機能的解析およびトランスクリプトーム解析から、ヒトの古典的CD14CD16と非古典的CD14lo/-CD16単球が、おそらくマウスのLy6chiとLy6clo単球にそれぞれ対応するものであることが明らかになっている。
 これに関連して、マウスLy6chi単球は、血液中で自然にLy6clo単球へと分化するが、これは、一定の条件下では、ヒトの単球の場合にもあてはまると考えられる。定常状態では、ヒト単球の主要分画はCD14CD16である。
 しかしながら、M-CSFで処理すると、CD14CD16単球の数が増加し、CD14lo/-CD16単球が徐々に拡大する。これはCD14CD16、CD14CD16、そしてCD14lo/-CD16単球という、段階的な分化経路を示唆している。
 In vitroで培養した場合、あるいはヒトcMoPおよびrGMPのin vivo移植後にそれらから産生される主要な単球サブセットの1つは、CD14CD16単球であった。
 これに関連して、ヒト胎児肝臓CD34前駆細胞を移植したMISTGマウスおよびMISTRGマウスの血液、脾臓、肺、および肝臓では、CD14CD16単球よりもむしろCD14CD16細胞が主な単球サブセットであった。
<例6:rGMP、ヒトcMoPおよびプレ単球の連続的な分化>
 次に、rGMP、ヒトcMoPおよびプレ単球の間における分化経路の上下関係を調べた。rGMPは顆粒球と単球に分化できたことから、本発明者らは、rGMPがその顆粒球分化能を失うことによってヒトcMoPに分化し、さらにプレ単球に分化すると仮定した。100%の純度でrGMPをソーティングし、FTS条件下、in vitroで2日間、細胞を培養した[図6(a)]。図6(a)中の数字はソーティングしたヒトcMoPとrGMPの純度を示す。図6(b)および図6(c)に、それぞれ、ソーティングしたrGMP[図6(b)]とヒトcMoP[図6(c)]について、FTS条件下で24時間培養し、それらの発生段階を分析した結果を示す。
 rGMPからの子孫細胞が、ヒトcMoPとプレ単球に極めて似た集団を含んでおり[図6(b)]、ヒトcMoPからの子孫細胞はプレ単球に酷似していることを見出した[図6(c)]。ヒトcMoPがrGMPを生じることは全くなかった。これらの結果から、rGMPがヒトcMoPとプレ単球に連続して分化することが強く示唆された。
 なお、図6(a)~図6(c)のデータは少なくとも3回の独立した実験に基づく。
<例7:ヒトcMoPがもつ単球シグネチャ>
 ヒトcMoPが単球シグネチャを有するか否か(すなわち、それらが単球分化に適した遺伝子を発現しているか否か)を調べるため、ソーティングして精製したrGMP、ヒトcMoP、プレ単球(preMo)、ヒトcMoP由来のCD14単球(cMoP-Mo)、および末梢血CD14単球(PB-Mo)の網羅的遺伝子発現解析を行った結果を図7(a)~図7(f)に示す。比較対照として、複数のミエロイド系細胞への分化能を有しており、単球分化に限局していないCMPを含めた。
 単球特異的遺伝子の発現レベルは、単球分化に伴い徐々に増加し、前駆細胞の中では、CMPで単球特異的遺伝子の発現レベルが最も低く、rGMPでは弱く、ヒトcMoPで最も高くなっていた[図7(a)]。この傾向は、DC特異的な遺伝子発現については観察されなかった(図15)。
 図7(b)に、単球の分化に関与する転写因子の相対的mRNAレベルを示し、図7(c)に遊走に関与するケモカイン受容体の相対的mRNAレベルを示す。図7(b)及び図7(c)において、データはCMPに対する相対値として記載している。
 単球の発生に重要な転写因子であるPU.1、IRF8、CEBPB、およびKLF4の発現レベルは、ヒトcMoPで横ばい状態になっており[図7(b)]、単球の遊走に必要なケモカイン受容体であるCX3CR1、およびCCR2の発現レベルは、プレ単球、ヒトcMoP由来のCD14単球、および末梢血CD14単球のステージでさらに増加していた[図7(c)]。また、CEBPB、KLF4、CX3CR1およびCCR2は、rGMPよりもヒトcMoPで発現レベルが増加していた[図7(b)、図7(c)]。
 図7(d)に、表示の細胞における規準化された遺伝子発現プロファイルの主成分分析の結果を示す。主成分(PC)分析に基づく各集団のプロットフロー(点の位置)は、連続的な単球の分化過程に合致しており、in vitroおよびin vivoにおける所見と相関していた。
 これに関連して、集団間の分化ステージの距離を表すユークリッド距離も計算した[図7(e)]。cMoP-MoまたはPB-Moからの距離は、CMPからプレ単球へと徐々に減少していた。
 さらに、遺伝子セット濃縮解析(GSEA)を使い、ヒト血液中のCD14単球において濃縮されていることが知られている遺伝子セットの発現レベル(ヒト単球シグネチャ)をヒトcMoP由来のCD14単球、プレ単球、ヒトcMoP、rGMP、およびCMPの間で比較した[図7(f)]。
 具体的には、ヒト血液単球シグネチャをヒト血液CD14単球(GSE35459)の上位200遺伝子から作製し、遺伝子セット濃縮解析(GSEA)をヒトcMoP対rGMP、rGMP対CMP、ヒトcMoP対プレ単球、プレ単球対ヒトcMoP-Moにおいて濃縮されている遺伝子を比較するために実施した。
 図7(f)において、pは正規p値、NESは遺伝子濃縮スコアを表す。データは、プールされた20個の試料から取得した。ヒト単球シグネチャは、単球に向かう分化の程度と共に有意に増加しており(すなわち、ヒトcMoP由来の単球>プレ単球>ヒトcMoP>rGMP>CMP)、これは、各前駆細胞における単球への分化レベルを裏付けている。
 これらの結果から、単球に限局した分化能をもつ前駆細胞としてヒトcMoPが同定され、rGMPからヒトcMoPそして単球への連続経路が強く裏付けられた。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<例8:CD64発現細胞の作製>
(1)ヒトCD64発現細胞の作製
 ヒトCD64のアミノ酸配列(配列番号1)をコードするDNA配列(配列番号2)を遺伝子合成(Genscript社製)し、発現ベクターpcDNA3.1(+)のBamHI-XhoIサイトに組み込み、プラスミドhCD64/pcDNA3.1を作製した。精製したhCD64/pcDNA3.1をCHO-S(Thermo Fisher Scientific社製)に導入し、ヒトCD64発現細胞株を作製した。
 遺伝子導入はFugene HD(プロメガ社製)を用いて下記のように行った。1×10細胞/mLに調製した細胞を6ウェルプレートに2.5mLずつ播種し、24時間後に、hCD64/pcDNA3.1,Fugene HDの混合物を培養液に添加した。添加後72時間後に1mg/mLのG418(Invitrogen社製)を添加し、約2週間の薬剤選択を行った。
 薬剤耐性を獲得した細胞を回収し、市販の抗CD64抗体(Biolegend社製#305013)を用いてフローサイトメトリー(FACS Calibur、BD Biosciences社製)による発現解析を行ったところ、導入したヒトCD64の発現が確認できた。この細胞株をCHO-S-hCD64と記載する。
<例9:遺伝子組換え抗CD64キメラ抗体の作製>
 抗CD64抗体によるヒトcMoP除去効果を確かめるため、2種の抗CD64キメラ抗体を作製した。これら抗CD64キメラ抗体は、抗CD64マウス抗体32.2抗体[J Immunol. 1987 Nov 15;139(10):3536-41. Graziano RF, Fanger MW]、および、抗CD64マウス抗体m22抗体(国際公開第2005/052007号)をもとにして作製した。
(1)32.2キメラ抗体の作製
1.32.2抗体の可変領域遺伝子のクローニングと配列の決定
 32.2抗体を産生するハイブリドーマ(ATCC HB-9469)からTrizol(Life Technologies社製)を用いてトータルRNAを抽出し、5’-RACE法により抗体遺伝子を増幅させた。RACE用cDNAの合成にはSMARTer RACE Kit(Clontech社製)を用いた。RACE用cDNA合成過程で付加される配列に特異的なプライマーと、マウスIg gamma鎖あるいはkappa鎖増幅用プライマーを用いたPCRによって抗体可変領域断片を増幅させ、クローニングして該DNA断片の塩基配列を確認した。
 得られた32.2抗体の可変領域をコードする塩基配列および該塩基配列から推定される32.2抗体の可変領域のアミノ酸配列を以下に記載する(表2)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
2.32.2キメラ抗体の発現ベクターの作製
 前項で作製した32.2抗体の可変領域をコードする塩基配列を含むDNA断片用いて、32.2抗体の可変領域をヒトIgG1定常領域、またはS228P、L235EおよびR409Kのアミノ酸改変を含むヒトIgG4定常領域(以下、ヒトIgG4PE_R409Kと記載する)と連結した32.2キメラ抗体の発現ベクターを以下に記載する方法で作製した。
 32.2抗体の可変領域のアミノ酸配列をコードする塩基配列がクローニングされたプラスミドDNAを鋳型として、相同組換え用の塩基配列を付加したプライマーを用いたPCRで各抗体の可変領域のアミノ酸配列をコードする塩基配列を増幅させた。
 In-Fusion HD Cloning Kit(Clontech社製)を使用して、該塩基配列を、N5KG1ベクター(米国特許第6,001,358号明細書)、あるいは、N5KG4PE R409Kベクター[N5KG1ベクター中のヒトIgG1の定常領域をコードする塩基配列を、変異ヒトIgG4の定常領域をコードする塩基配列に置換したベクター]に連結させ、キメラ抗体の発現ベクターを作製した。実験の手順はキットに付属のマニュアルに従った。
3.32.2キメラ抗体の産生と精製
 前項で作製した32.2キメラ抗体発現ベクターおよびExpi293 Expression System(Life Technologies社製)を使用して、32.2キメラ抗体を産生した。手順は付属マニュアルに従い以下のように行った。
 Expi293F細胞(Thermo Fisher Scientific社製)を2×10細胞/mLの密度で37℃にて24時間培養し、その後、1反応あたり1.25×10細胞を、42.5mLのExpi293 Expression Medium(Thermo Fisher Scientific社製)に加えた。
 Opti-MEM(Thermo Fisher Scientific社製)に50μgのプラスミドDNAとExpiFectamin 293 Reagent(Thermo Fisher Scientific社製)を添加し、30分間静置した後に、該プラスミド溶液を上記の細胞液に添加した。
 さらに一晩の培養後に、該細胞液にExpiFectamin 293 Transfection Enhancerを添加した(培養ボリュームはトータルで50mL)。該細胞液を7~10日間培養した後に、培養上清を回収した。
 抗体の精製には、Protein G Sepharose 4Fast Flow(GE Healthcare社製)を使用した。回収した培養上清を遠心分離し、得られた培養上清をフィルターでろ過した。カラムに400 μLの担体を充填し、DPBSでバッファーを置換した。
 該カラムに培養上清を添加し、単体に抗体を吸着させた後に、該カラムを10mLのDPBSで2回洗浄した。該カラムに0.4mLのIgG Elution Buffer(Thermo Scientific社製)を添加して抗体を溶出させ、ただちに該抗体溶液に0.1mLの1M Tris-Cl pH8.6を加えて中和した。NAPカラム(GE Healthcare社製)を用いて該抗体溶液を脱塩し、精製抗体を以降の解析に使用した。
 32.2キメラ抗体のヒトIgG1型とヒトIgG4PE_R409K型を、それぞれ32.2G1抗体、および32.2G4PE_R409K抗体と記載する。
(2)m22キメラ抗体の作製
1.m22キメラ抗体発現ベクターの作製
 m22抗体の可変領域のアミノ酸配列(国際公開第2005/052007号に記載)をコードする塩基配列を、CHO細胞での発現に最適化されたコドンを有する塩基配列に変換し、該塩基配列の両側に相同組換え用の塩基配列を付加したDNAを人工遺伝子合成により合成した。
 該DNAをヒトIgG1定常領域およびκ鎖をコードする塩基配列を有するpCIベクターにIn-Fusion HD Cloning Kit(Clontech社製)を使用して連結し、ヒトIgG1型のm22キメラ抗体発現ベクターを作製した。実験の手順はキットに付属のマニュアルに従った。
 ヒトIgG4PE_R409K型のm22キメラ抗体発現ベクターについても、IgG4PE_R409Kおよびκ鎖をコードする塩基配列を有するpCIベクターを用いて、同様の方法で作製した。
 m22キメラ抗体の可変領域をコードする塩基配列、該塩基配列から推定されるアミノ酸配列、およびCDRのアミノ酸配列を以下に記載する(表3)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
2.m22キメラ抗体の作製
 前項で作製したキメラ抗体発現ベクターおよびExpiCHO Expression System(Thermo Fisher Scientific社製)を使用してm22キメラ抗体を産生した。手順は付属のマニュアルに従い、以下のように行った。
 ExpiCHO細胞(Thermo Fisher Scientific社製)を100mLのExpiCHO expression medium(Thermo Fisher Scientific社製)中で6×10細胞/mLの密度で播種し、37℃にて撹拌しながら培養した。
 24時間後に4mLのOptiPRO(Thermo Fisher Scientific社製)に100μgの発現ベクターを懸濁し、3.7mL OptiPROで希釈した320μLのExpifectamine CHO(Thermo Fisher Scientific社製)と混合して5分間室温で静置した後、ExpiCHO細胞へ添加した。
 ベクターの添加24時間後に600μLのExpifectamine CHO Enhancerおよび24mLのExpiCHO fedcを添加し11日間37℃にて培養した後、遠心分離により上清を回収した。
 抗体の精製にはAb-Capture Extra(ProteNova社製)を用いた。カラムに800μLの担体を充填し、D-PBSでバッファーを置換した。該カラムに培養上清を添加し、担体に抗体を吸着させたのち、該カラムを10mLのD-PBSで2回洗浄した。
 該カラムに3mLの0.1Mクエン酸ナトリウム溶液(pH3.5)を添加して抗体を溶出させ、ただちに該抗体溶液を600μLの2M Tris-Cl(pH8.5)を添加し中和した。NAPカラム(GE Healthcare社製)を用いて該抗体溶液のバッファーをPBSに置換し、以降の解析に使用した。
 m22キメラ抗体のヒトIgG1型とヒトIgG4PE_R409K型を、それぞれm22G1抗体、m22G4PE_R409K抗体と記載する。
<例10:デフコース型抗CD64キメラ抗体の作製>
 32.2G1抗体および m22G1抗体のFc領域に結合してるN結合コンプレックス型糖鎖にα1―6フコースが結合していない抗体(デフコース体)を産生するため、各抗体の重鎖および軽鎖をコードする発現ベクターを、Fut8遺伝子ノックアウトCHO細胞株である513-1細胞に導入し、抗体を一過性発現させた。培養上清中の抗体を例9(1)3または(2)2と同様の方法で精製した。作製したデフコース型の抗体をそれぞれ32.2G1(defucose)抗体、m22G1(defucose)抗体と記載する。
<例11:抗CD64キメラ抗体の結合性の評価>
 例9(1)3または(2)2で作製した各抗CD64キメラ抗体32.2G4PE_R409K抗体、およびm22G4PE_R409K抗体のヒトCD64への結合性をフローサイトメトリー(FCM)により測定した。ヒトCD64発現細胞としては、例8で作製したCHO-S-hCD64、および、ヒト単球系白血病細胞株であるTHP-1を使用した。
 FCM解析は以下のように行った。細胞を96ウェルプレートに2×10細胞/ウェルで播種し、染色バッファー[3% FBS(Thermo Fisher Scientific社製)/DPBS(ナカライテスク社製)/0.1%アジ化ナトリウム(ナカライテスク社製)]で洗浄した。
 該細胞を10μg/mLのE5971によって1時間氷上で処理し、染色バッファーによる洗浄後、二次抗体Alexa Fluor 647 goat Anti-Rabbit IgG(Thermo Fisher Scientific社製)を終濃度1μg/mLで添加し、室温にて30分間処理した。該細胞について、再度染色バッファーによる洗浄を行った後に、染色バッファーにて懸濁し、BD FACSCalibur(BD Biosciences社製)を用いて解析を行った。
 その結果、いずれの抗CD64キメラ抗体もヒトCD64に結合することが示された。また、いずれの抗体もTHP-1細胞に対して強く結合したことから、THP-1細胞はヒトCD64を強発現することが示された。
<例12:蛍光標識抗体の作製>
 32.2G4PE_R409K抗体およびm22G4PE_R409K抗体について、Alexa Fluor647にて蛍光標識した抗体を作製した。Alexa Fluor 647 Monoclonal Antibody Labeling Kit(Thermo Fisher Scientific社製)を使用し、キットに添付のマニュアルに従った。標識した抗体のCHO-S-hCD64、および、THP-1細胞への結合性をフローサイトメトリーで確認した。各標識抗体をそれぞれ32.2-AF647抗体、m22-AF647抗体と記載する。
<例13:各抗CD64キメラ抗体の競合評価>
 作製した抗CD64キメラ抗体が競合するか否かを調べるために、以下の実験を行った。
 THP-1細胞を10μg/mLの32.2G4PE_R409K抗体あるいはm22G4PE_R409K抗体で室温30分間の前処理を行ったうえで、0.1μg/mLの32.2-AF647抗体、m22-AF647抗体または市販CD64抗体(Biolegend社製#305013)で染色し、前処理した抗体との競合によって染色強度が低下するか否かをフローサイトメトリーで調べた。
 結果を表4に示す。表4において、前処理なしの染色強度(平均蛍光強度 MFI)に対して、前処理ありのMFIが50%以上低下した場合はYes(競合する)、低下しなかった場合はNo(競合しない)で表した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4に示すように、32.2キメラ抗体とm22キメラ抗体は互いに競合しないことが示された。
<例14:ヒトcMoPへの結合性評価>
 作製した抗CD64キメラ抗体のヒトcMoPへの結合性を調べるため、以下の実験を行った。
 Lymphocyte Separation Solution(ナカライテスク社製、#20828-15)を用いて、密度勾配遠心分離法により新鮮ヒト臍帯血から単核球画分を分離した。次いで、分離した単核球をMACSバッファー(2mM EDTA in 1xPBS)に懸濁し、下記のLineage抗体と反応させた。
 当該細胞液に、Anti-Cy5/Anti-Alexa Fluor 647 MicroBeads(Miltenyi社製、#130-091-395)を添加した後、AutoMACS(Myltenyi社製)を使用して表5に示すLineage抗体のいずれでも染色されなかった細胞(Lineage-negative細胞)を分離した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 続いて、表6に示すヒトcMoP検出用抗体と反応させ、例2と同様の方法で、フローサイトメトリーでヒトcMoPを検出した。さらに、作製した抗CD64キメラ抗体の評価のために、下記の検出用抗体のうち、CD64抗体(biolegend社製、#305014)を32.2-AF647抗体あるいはm22-AF647抗体のいずれかに置換してフローサイトメトリーを実施し、各抗体でヒトcMoPを検出できるか否かを検討した。
 その結果、いずれの抗体でもヒトcMoPの検出は可能であったことから、これらの抗体がヒトcMoPへの結合性を有していることが示された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
<例15:ヒトcMoPに対するADCC活性評価>
 例2と同様の方法で、ヒト臍帯血からヒトcMoP画分をフローサイトメトリーによって分離した。この際、ヒトcMoPの検出用抗体としては、m22キメラ抗体と競合しないことが示されている32.2-AF647抗体を用いた。
 また、ヒト凍結末梢血単核球(Precision Bioservices社製AccuCell Human PBMC Purified 10M)から、下記のNK細胞検出用抗体(表7)を用いて、CD56陽性/CD3陰性細胞をNK細胞としてフローサイトメトリーによって分離した。
 分離したヒトcMoPとNK細胞を細胞数比5000:16300で混合し、さらに、10μg/mLのm22G1(defucose)抗体を添加して12時間培養した。続いて、細胞をCD64抗体(32.2-AF647)、CD56抗体(BV711標識、Biolegend社製#318336)、CLEC12A抗体(FITC標識、Biolegend社製#353608)および7-AADで染色し、フローサイトメトリーで解析を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 得られた結果を図17に示す。図17において、ヒトcMoPは、CD56陰性/CD64陽性/CLEC12A陽性細胞として検出されており、NK細胞のみを加えたサンプル(cMoP+NK)に比べ、NK細胞およびm22G1(defucose)抗体を添加したサンプル(cMoP+NK+m22)は、cMoPの7-AADによる染色強度が上昇した。
 したがって、抗CD64キメラ抗体m22G1(defucose)抗体によってヒトcMoPが傷害されていることが示された。
 本明細書には、本発明の好ましい実施態様を示してあるが、そのような実施態様が単に例示の目的で提供されていることは、当業者には明らかであり、当業者であれば、本発明から逸脱することなく、様々な変形、変更、置換を加えることが可能であろう。本明細書に記載されている発明の様々な代替的実施形態が、本発明を実施する際に使用されうることが理解されるべきである。また、本明細書中において参照している特許および特許出願書類を含む、全ての刊行物に記載の内容は、その引用によって、本明細書中に明記された内容と同様に取り込まれていると解釈すべきである。
 本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお、本出願は、2016年4月14日付けで出願された日本特許出願(特願2016-080779)に基づいており、その全体が引用により援用される。
 本発明により、ヒトcMoPが同定され、さらに、骨髄系細胞分化経路の詳細を明らかになった。単球および単球由来のマクロファージが、メタボリック症候群を含むさまざまな炎症性疾患や、腫瘍の成長を引き起こすことから、本発明は、ヒトcMoPおよび単球を標的とした上記疾患の治療方法及び予防方法への応用が可能である。
配列番号3‐人工配列の説明:m22のVHのアミノ酸配列
配列番号4‐人工配列の説明:m22のHCDR1のアミノ酸配列
配列番号5‐人工配列の説明:m22のHCDR2のアミノ酸配列
配列番号6‐人工配列の説明:m22のHCDR3のアミノ酸配列
配列番号7‐人工配列の説明:m22のVHの塩基配列
配列番号8‐人工配列の説明:m22のVLのアミノ酸配列
配列番号9‐人工配列の説明:m22のLCDR1のアミノ酸配列
配列番号10‐人工配列の説明:m22のLCDR2のアミノ酸配列
配列番号11‐人工配列の説明:m22のLCDR3のアミノ酸配列
配列番号12‐人工配列の説明:m22のVLの塩基配列
配列番号13‐人工配列の説明:32.2のVHの配列
配列番号14‐合成コンストラクトのアミノ酸配列
配列番号15‐人工配列の説明:32.2のVLの配列
配列番号16‐合成コンストラクトのアミノ酸配列

Claims (24)

  1.  単球系統以外の細胞には分化せず、かつ増殖能を有する、単離されたヒト共通単球前駆細胞。
  2.  CLEC12AおよびCD64を発現している、請求項1に記載の単離されたヒト共通単球前駆細胞。
  3.  CD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの表現型を有する、請求項1または2に記載の単離されたヒト共通単球前駆細胞。
  4.  臍帯血または骨髄由来の細胞である、請求項1~3のいずれか一項に記載の単離されたヒト共通単球前駆細胞。
  5.  ヒト共通単球前駆細胞の単離方法であって、単離された臍帯血試料または骨髄試料から、LinCD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの細胞を単離する工程を含み、該ヒト共通単球前駆細胞は単球系統以外の細胞には分化せず、かつ増殖能を有する、単離方法。
  6.  単離された臍帯血試料または骨髄試料から、単核細胞を単離する工程、および単離された単核細胞から、Linの細胞を単離する工程の少なくとも一方を含む、請求項5に記載の単離方法。
  7.  前記単離がフローサイトメトリーを用いて行われる、請求項5または6に記載の単離方法。
  8.  ヒト共通単球前駆細胞を死滅させる、ヒト共通単球前駆細胞の増殖若しくは分化を阻害する、または単球若しくはマクロファージの生成を阻害する物質を有効成分として含む、マクロファージ関連疾患の治療に用いるための医薬組成物。
  9.  前記物質が、低分子、核酸、ポリペプチド、または抗体若しくは該抗体断片である、請求項8に記載の医薬組成物。
  10.  前記抗体または該抗体断片が抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片である、請求項9に記載の医薬組成物。
  11.  抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を有効成分として含む、マクロファージ関連疾患の治療に用いるための医薬組成物。
  12.  前記マクロファージ関連疾患が、癌、骨関連疾患、動脈硬化、線維症、炎症性腸疾患およびメタボリック症候群から成る群より選択される少なくとも1である、請求項8~11のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  13.  抗IRF8抗体、抗CEBPA抗体、抗CEBPB抗体、抗SLFN5抗体、抗AHR抗体、抗CCR2抗体、抗KLF4抗体、抗SPI1(PU.1)抗体、抗ZEB2抗体、抗CX3CR1抗体、抗PPARGC1A抗体、抗PPARGC1B抗体、抗PPARG抗体、抗HES1抗体、抗NR4A1抗体、抗POU2F2抗体、抗CD110抗体、抗CD115抗体、抗CD116抗体、抗CD117抗体、抗CLEC12A抗体、抗CD64抗体、抗CD135抗体、抗CD45RA抗体、抗CD34抗体、および抗CD38抗体からなる群より選ばれる少なくとも1つの抗体または該抗体断片を有効成分として含む、癌の治療に用いるための医薬組成物。
  14.  他の薬剤と組み合わせて使用するための、請求項8~13のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  15.  抗CLEC12A抗体および抗CD64抗体の少なくとも一方または該抗体断片を含む、ヒト共通単球前駆細胞の標識または単離に使用するためのキット。
  16.  単球の生成を阻害する物質のスクリーニング方法であって、
     試験物質を含む単球分化培地中でヒト共通単球前駆細胞を培養する工程、および
     試験物質が単球の生成を阻害するか否かを評価する工程を含む、スクリーニング方法。
  17.  破骨細胞の生成を阻害する物質のスクリーニング方法であって、
     試験物質を含む破骨細胞分化培地中でヒト共通単球前駆細胞を培養する工程、および
     試験物質が破骨細胞の生成を阻害するか否かを評価する工程を含む、スクリーニング方法。
  18.  ヒト共通単球前駆細胞の分化、増殖または生存に影響する物質のスクリーニング方法であって、
     試験物質を含む培地中でヒト共通単球前駆細胞を培養する工程、および
     試験物質がヒト共通単球前駆細胞の分化、増殖または生存に影響するか否かを評価する工程を含む、スクリーニング方法。
  19.  ヒト共通単球前駆細胞の分化、増殖または生存に影響する抗体のスクリーニング方法であって、
     ヒト共通単球前駆細胞の細胞表面に発現する分子を同定する工程、
     該細胞表面分子に特異的な抗体を取得する工程、
     該抗体を含む培地中でヒト共通単球前駆細胞を培養する工程、および
     該抗体がヒト共通単球前駆細胞の分化、増殖または生存に影響するか否かを評価する工程を含む、スクリーニング方法。
  20.  免疫不全マウスの骨髄にヒト共通単球前駆細胞を移植する工程を含む、ヒト単球を有するマウスの作製方法。
  21.  ヒトFlt3L、TPO、SCFおよびM-CSFを前記免疫不全マウスに投与する工程、およびヒト腫瘍細胞を前記免疫不全マウスに移植する工程の少なくとも一方をさらに含む、請求項20に記載の作製方法。
  22.  ヒト共通単球前駆細胞が遺伝子改変されていることを特徴とする、請求項20または21に記載の作製方法。
  23.  ヒト単球を有し、ヒト顆粒球は有さないマウス。
  24.  CD34CD38CD10CD123int/-CD45RACD135CLEC12AhiCD64hiの表現型を有するヒト共通単球前駆細胞を75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、98%以上、または99%以上含む、単離された細胞集団。
PCT/JP2017/015356 2016-04-14 2017-04-14 単球系統のみに分化するヒト共通単球前駆細胞およびその単離方法 WO2017179718A1 (ja)

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