WO2018139502A1 - キメラ動物における出生後の炎症の発見とその治療 - Google Patents

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WO2018139502A1
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chimeric
chimeric animal
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啓光 中内
山口 智之
早苗 濱仲
秀征 佐藤
英樹 正木
直彬 水野
素生 渡部
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国立大学法人 東京大学
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    • C12N5/16Animal cells

Definitions

  • the present invention treats the immune response and inflammation that develops after birth, even though the chimeric animal born does not exhibit an immune response and inflammation during the fetal period (the fetus is in a somatic chimera state). Or it relates to a composition and method for use in prevention.
  • allogeneic chimeric animals prepared by transplanting allogeneic pluripotent stem cells into pre-implantation embryos cells derived from allogeneic pluripotent stem cells are present in the thymus and lymphocytes before immunization. Coexist. Thus, cells derived from allogeneic pluripotent stem cells are recognized as self and are not attacked by the immune system. Even in the production of a heterologous chimeric animal, since a heterologous cell is introduced into the blastocyst before the establishment of immunity, in principle, the heterologous cell is recognized as self and is not attacked by the immune system. So far, as described above, no immune rejection or inflammatory reaction has been reported in the heterologous chimeric animals.
  • compositions for use in suppressing an immune response induced after birth in a heterologous or allogeneic chimeric animal eg, blastocyst-complementing chimeric animal
  • methods of suppressing postnatally induced immune responses and methods of treating and / or preventing inflammation that occurs after birth are provided.
  • the present inventors complemented epidermis and donor tissue parts (ie, for example, in blastocyst-complementing chimeric animals, for example) in live xenogeneic or allogeneic chimeric animals (eg, blastocyst-complementing chimeric animals).
  • the present invention is based on these findings.
  • a composition for use in suppressing an immune reaction or inflammation occurring in a heterologous or allogeneic chimeric animal for example, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • an anti-inflammatory agent or immunity A composition comprising an inhibitor.
  • the immune reaction or inflammation is an immune reaction or inflammation occurring in the skin or an immune reaction or inflammation occurring in a complemented organ or tissue.
  • the composition according to (1) or (2) above, wherein the anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent comprises a steroid.
  • a method for obtaining an adult from a heterogeneous or allogeneic chimeric animal for example, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • the anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent is applied to the born blastocyst-complementing chimeric animal
  • Administering (6)
  • a method for breeding or growing a heterogeneous or allogeneic chimeric animal for example, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • the chimeric animal for example, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • a method comprising administering an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent, whereby an immune response or inflammation of the chimeric animal (eg, blastocyst-complementing chimeric animal) is prevented or treated.
  • a method for obtaining an adult from a heterogeneous or allogeneic chimeric animal for example, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • the chimeric animal for example, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • Administering an agent or immunosuppressant whereby the immune response or inflammation of the chimeric animal (eg, blastocyst complementing chimeric animal) is prevented or treated.
  • Xenogeneic or allogeneic chimeric animals that are immunodeficient (11) An animal that is immunodeficient and has an abnormality in which a specific organ or cell is not formed, or a preimplantation embryo thereof.
  • immunodeficiency according to any one of (11) to (13), wherein the immunodeficiency is accompanied by any one or more genetic alterations or abnormalities selected from IL2Rg, RAG1, RAG2, Foxn1, PRKDC, MHC and SIRPa animal.
  • a method for producing an organ or cell in the body of a non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed Transplanting a mammalian pluripotent cell to the preimplantation embryo of the non-human mammal to obtain a chimeric embryo, Either or both of the pluripotent cells and the preimplantation embryo have a genetic modification or abnormality that results in immunodeficiency,
  • the pluripotent cells and the preimplantation embryo are allogeneic or xenogeneic, Method.
  • a composition comprising pluripotent cells having a genetic modification or abnormality that causes immunodeficiency, which is used for preparing a chimeric animal.
  • FIG. 1 shows a TALEN disruption scheme (Panel A) of the Pdx1 gene region and the gene sequence (Panel B) at that location of the disrupted mutants A to D.
  • FIG. 1C shows that Pdx1 mu / mu lacks the pancreas.
  • FIG. 2 shows the results of a blood glucose tolerance test at 6 weeks after birth and the results of a blood glucose tolerance test at 10 weeks after birth of a blastocyst-complementing chimeric animal between rats and mice (upper part of FIG. 2).
  • FIG. 2 also shows abnormal cell infiltration in the islet region of rat-mouse blastocyst-complementing chimeric animals.
  • FIG. 3 shows the results of an immunohistological study on the inflammatory site of the tissue.
  • FIG. 4 is a view showing that blood cells containing T cells are accumulated at sites showing skin inflammation such as keratin thickening and skin loss occurring in a rat-mouse chimeric animal.
  • FIG. 5 shows that dermatitis with immune reaction and inflammation occurring in a rat-mouse chimeric animal can be almost completely prevented by an anti-inflammatory agent.
  • FIG. 6A is a diagram showing the structure of a targeting vector and a disrupted gene for preparing an IL2Rg gene disrupted animal.
  • FIG. 6B shows the results of blood cell analysis by flow cytometry of peripheral blood of IL2Rg ⁇ / ⁇ rats.
  • FIG. 6C shows the amount of immunoglobulin in the peripheral blood of IL2Rg ⁇ / ⁇ rats.
  • FIG. 7A shows the results of blood cell analysis of peripheral blood in IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimeras.
  • FIG. 7B shows the state of inflammation of the epidermis of IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera.
  • FIG. 7C shows the histological analysis results of the epidermis of IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera.
  • FIG. 7A shows the results of blood cell analysis of peripheral blood in IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimeras.
  • FIG. 7B shows the state of inflammation of the epidermis of IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera.
  • FIG. 7C shows the histological analysis results of the epidermis of IL2Rg ⁇
  • FIG. 8A shows epidermal keratinization abnormalities and thickening in rat-mouse chimeric animals made from IL2Rg ⁇ / ⁇ mouse ES cells and wild-type rat embryos (panels ad).
  • FIG. 8A also shows the state of the epidermis in rat-mouse chimeric animals made from IL2Rg ⁇ / ⁇ mouse ES cells and IL2Rg ⁇ / ⁇ rat embryos (panels e and f).
  • FIG. 8B shows the state of the epidermis in rat-mouse chimeric animals made from NSG mouse ES cells and IL2Rg ⁇ / ⁇ Rag2 ⁇ / ⁇ rat embryos (panels g to j).
  • chimeric animal refers to a mixture of allogeneic or xenogeneic cells before the immune system is constructed (eg, allogeneic or xenogeneic pluripotency in an embryo such as a preimplantation embryo). It means a fetus and a postnatal individual obtained by growing an embryo obtained by introducing sex cells.
  • the term “chimeric animal” is used to include a fetus that is a somatic chimera obtained by introducing allogeneic or xenogeneic cells into an embryo, and a postnatal individual obtained from the fetus. It is done. Such chimeric animals are considered to be immune tolerant to the introduced cells.
  • blastocyst-complementing chimeric animal refers to fetuses and postnatal individuals obtained by introducing allogeneic or heterogeneous cells into blastocysts and growing the resulting blastocysts To do.
  • a chimeric animal eg, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • a blastocyst-complementing chimeric animal can be established between a mammalian blastocyst and a mammalian cell.
  • a blastocyst-complementing chimeric animal can be established between a mammalian blastocyst and a mammalian pluripotent cell.
  • blastocyst-complementing chimeric animals In blastocyst-complementing chimeric animals, allogeneic strains that have introduced defects (eg, organ or tissue defects, especially cell-autonomous defects, cell-autonomous organ or tissue defects) from the outside. Or it is supplemented by foreign cells, which alleviates, reduces or completely eliminates the original defect.
  • defects eg, organ or tissue defects, especially cell-autonomous defects, cell-autonomous organ or tissue defects
  • foreign cells which alleviates, reduces or completely eliminates the original defect.
  • a blastocyst-complementing chimeric animal a specific example is a case where a specific organ or cell cannot be formed in a recipient animal, and instead a donor cell replaces it and complements an organ or tissue that is deleted. It is done.
  • abnormalities in which a specific organ or cell cannot be formed include abnormalities in which an organ or cell is not formed autonomously.
  • “cell autonomous” means that an abnormality that a
  • immunological tolerance means a state in which a specific immune response to a specific antigen is absent or a state in which the immune response is suppressed.
  • the immune system has become unresponsive to its own antigen presented to its own MHC, and this phenomenon is called “self-tolerance”.
  • self-tolerance In the body, cells that react strongly with self-antigens in the process of T cell maturation die in the thymus so that immune cells that respond to and attack self-antigens are not born. Based on this, foreign cells introduced before the development of the immune system (for example, at the blastocyst stage) are recognized as self in the individual and the immune system does not react (self-tolerance is established). It has been.
  • mammal includes primates such as humans and monkeys; livestock animals such as pigs, goats, sheep and horses; and pets such as dogs and cats. However, unless otherwise specified herein, recipient animals are non-human.
  • pluripotent cell means a cell having pluripotency.
  • Pluripotent cells include pluripotent stem cells such as internal cell masses, embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells).
  • ES cells embryonic stem cells
  • iPS cells induced pluripotent stem cells
  • heterologous means that the recipient and donor are different species. Heterogeneous can be between families, between families, between orders, or between classes. As used herein, “allogeneic” means that the recipient and donor are different individuals of the same species.
  • donor means a cell introduced into a preimplantation embryo such as a blastocyst or an animal from which the cell is derived.
  • recipient means a preimplantation embryo such as a blastocyst or an animal from which a preimplantation embryo such as the blastocyst is derived.
  • inflammation refers to a pathological change caused as a result of immune system cell reaction. As used herein, inflammation refers to inflammation that is noticeably observed around donor cells, especially after birth in a xenogeneic or allogeneic chimeric animal. Inflammation induced by the immune response between the donor and recipient is not significant before birth and is observed after birth.
  • immune reaction refers to a reaction that identifies non-self and occurs against non-self.
  • an immune response refers to an immune response that is significantly observed around donor cells, especially after birth in a xenogeneic or allogeneic chimeric animal. The immune response between the donor and recipient is not significant before birth and is observed after birth.
  • anti-inflammatory agent means a drug used to reduce inflammation.
  • immunosuppressive agent means a drug used to suppress immune function.
  • anti-inflammatory or immunosuppressive agent means “anti-inflammatory and immunosuppressive agent”, “anti-inflammatory agent” or “immunosuppressive agent”.
  • the immunosuppressant include a drug used for suppressing innate immunity and a drug used for suppressing acquired immunity. Some drugs, such as steroids, have both anti-inflammatory and anti-immunity effects.
  • the inventors have used epidermis and donor tissue parts (ie, organs complemented in blastocyst-complementing chimeric animals). It was also found that an immune reaction or inflammation was observed in the tissue part). This immune response or inflammation was rarely observed before the birth (fetal period) of xenogeneic or allogeneic chimeric animals. An immune response or inflammation was observed in many chimeric animal individuals in the epidermis, whereas an immune response or inflammation in the donor tissue portion was observed only in some individuals. Also, the observed immune response or inflammation in the donor tissue part was accompanied by leukocyte infiltration and macrophage infiltration. Immune response and inflammation could be subdued by steroids.
  • the present invention provides a composition for use in suppressing an immune reaction or inflammation that occurs in a born heterologous or allogeneic chimeric animal (for example, a blastocyst-complementing chimeric animal), Compositions comprising an agent or immunosuppressant are provided.
  • the compositions of the invention can be administered, for example, before birth, at birth, after birth, and / or after onset of inflammation.
  • an immune response or inflammation occurs after birth, for example, an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent is introduced immediately after birth (eg, within a few days). Administration to a cell complementation chimeric animal) can prevent immune reaction or inflammation.
  • an immune reaction or inflammation may be prevented by administering an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent to a cross-species or allogeneic chimeric animal (eg, a blastocyst-complementing chimeric animal) before birth. It will be.
  • an immune reaction or inflammation occurring in a born heterologous or allogeneic chimeric animal for example, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • a blastocyst-complementing chimeric animal for example, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • neither the anti-inflammatory agent nor the immunosuppressive agent can be administered before birth.
  • prevention refers to reducing the degree of an immune response or inflammation by performing the treatment before the immune response or inflammation occurs compared to when the treatment is not performed, or Means to eliminate (reduce the incidence) the occurrence of immune response or inflammation.
  • the present invention is used in the sense that suppressing an immune response or inflammation includes reducing the incidence of the immune response or inflammation. That is, according to the present invention, a composition for use in reducing the incidence of an immune reaction or inflammation occurring in a born heterologous or allogeneic chimeric animal (eg, a blastocyst-complementing chimeric animal). There is provided a composition comprising an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent.
  • an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent is administered to a heterologous or allogeneic chimeric animal (for example, a blastocyst-complementing chimeric animal) after an immune reaction or inflammation is observed after birth.
  • An immune response or inflammation may be treated.
  • the immunosuppressive agent may not be administered, and when no inflammation is observed, the anti-inflammatory agent may not be administered.
  • treatment refers to reducing the degree of an immune response or inflammation by performing the treatment after an immune response or inflammation has occurred compared to not performing the treatment, or Means to eliminate the occurrence of immune response or inflammation.
  • a composition comprising an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent.
  • a method for preventing and / or treating an immune response or inflammation that occurs after birth in a lived xenogeneic or allogeneic chimeric animal comprising: A method is provided comprising administering an anti-inflammatory or immunosuppressive agent to the animal.
  • a method for breeding a heterologous or allogeneic chimeric animal eg, blastocyst-complementing chimeric animal
  • an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent is administered to the animal
  • a method is provided. Occurring in the epidermis or organ or tissue of an animal by administering an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent to the xenogeneic or allogeneic chimeric animal (eg, blastocyst complementing chimeric animal) during breeding An immune response or inflammation can be prevented and / or treated.
  • a feed for a born heterologous or allogeneic chimeric animal comprising an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent is provided. Is done.
  • a method for breeding or growing a born heterologous or allogeneic chimeric animal comprising the chimeric animal (eg, blastocyst complementation)
  • Administering an anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent to the chimeric animal whereby the immune response or inflammation of the chimeric animal (eg, blastocyst-complementing chimeric animal) is prevented and / or treated, or Methods are provided that reduce the incidence of immune responses or inflammation.
  • a method for obtaining an adult from a heterologous or allogeneic chimeric animal eg, blastocyst-complementing chimeric animal
  • said chimeric animal eg, blastocyst-complementing chimeric animal
  • an immune reaction or inflammation of the chimeric animal eg, blastocyst-complementing chimeric animal
  • a method is provided that reduces the incidence of inflammation.
  • the anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent may contain an excipient in addition to the active ingredient.
  • the anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent can be administered to the immune reaction or inflammation of the epidermis by applying to the immune reaction or inflammation site of the epidermis, for example.
  • the anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent can be administered by oral administration or parenteral administration (for example, intravenously, intramuscularly, intrainflammatory tissue, or intraperitoneally) as appropriate.
  • the anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent may be administered systemically or locally to the affected area.
  • the dose of the anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent can be easily determined by those skilled in the art as the amount necessary for sedation of the immune response or inflammation.
  • the immunosuppressive agent is not particularly limited. And cyclophosphamide, which can be used in the present invention.
  • the anti-inflammatory agent is not particularly limited, and examples thereof include steroidal anti-inflammatory drugs (SAIDs) and non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), and can be used in the present invention.
  • SAIDs steroidal anti-inflammatory drugs
  • NSAIDs non-steroidal anti-inflammatory drugs
  • steroids include cortisol, prednisolone, triamcinolone, beclomethasone, betamethasone, fluticasone, dexamethasone, and hydrocortisone, which can be used in the present invention.
  • anti-inflammatory agents include anti-inflammatory cytokine antibodies such as anti-TNF- ⁇ antibodies, and solubilized cytokine antibodies such as solubilized TNF receptors, which are used in the present invention. be able to.
  • a steroidal anti-inflammatory agent having a function as an immunosuppressant and a function as an anti-inflammatory agent can be preferably used.
  • an immunosuppressive agent and an anti-antigen are used to suppress an immune reaction and an inflammatory reaction that occur after birth against a heterologous or allogeneic chimeric animal (for example, a blastocyst-complementing chimeric animal). Combinations with inflammatory agents may be administered.
  • it can be expected that a sufficient effect can be obtained only by suppressing either an immune reaction or inflammation.
  • compositions for use in improving the probability of producing a functional organ or tissue in a lived xenogeneic or allogeneic chimeric animal eg, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • a composition comprising an anti-inflammatory agent or an immunosuppressive agent is provided.
  • a method for improving the probability of producing a functional organ or tissue in a heterologous or allogeneic chimeric animal of the present invention for example, a blastocyst-complementing chimeric animal
  • a method comprising administering an anti-inflammatory or immunosuppressive agent to a born, xenogeneic or allogeneic chimeric animal (eg, a blastocyst complementing chimeric animal).
  • An anti-inflammatory or immunosuppressive agent or a composition comprising an anti-inflammatory or immunosuppressive agent can be administered to a heterologous or allogeneic chimeric animal (eg, a blastocyst complementing chimeric animal) after birth, As a result, an immune reaction or inflammation generated in the body or epidermis can be suppressed.
  • a heterologous or allogeneic chimeric animal eg, a blastocyst complementing chimeric animal
  • a method for producing a functional organ or tissue in a born blastocyst complemented chimeric animal, wherein the born embryo is a heterologous or allogeneic embryo comprising administering an anti-inflammatory or immunosuppressive agent to a blastocyst complementing chimeric animal.
  • an anti-inflammatory or immunosuppressive agent to a blastocyst complementing chimeric animal.
  • more or less immune response or inflammation occurs in many individuals (a significant immune response or inflammation occurs only in some individuals).
  • an anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent to a born blastocyst-complementing chimeric animal between different species or allogeneic species, the occurrence of an immune reaction or inflammation is suppressed.
  • the function of the organ or tissue obtained compared to the case where it is not administered is enhanced.
  • a method for producing a plurality of functional organs or tissues in a plurality of born blastocyst-complementing chimeric animals between allogeneic or allogeneic animals comprising administering an anti-inflammatory or immunosuppressive agent to each allogeneic blastocyst complementing chimeric animal.
  • This also provides a functional organ or tissue in a plurality, 5 or more, 10 or more, 20 or more, 30 or more, 40 or more, or 50 or more born blastocyst-complementing chimera animals. More functional organs or tissues can be obtained compared to the case where no anti-inflammatory agent or immunosuppressive agent is administered.
  • the composition of the present invention has It may not contain an immunosuppressant.
  • the composition or anti-inflammatory or immunosuppressive agent of the invention does not include an immunosuppressant of acquired immunity.
  • the composition of the present invention may comprise an immunosuppressive agent for acquired immunity.
  • the present invention provides an organ consisting essentially of donor cells having the function and shape of the recipient organ.
  • a method for producing an organ substantially consisting of donor cells in a heterologous blastocyst-complementing chimeric animal, wherein the blastocyst of the recipient animal has an abnormality in which a specific organ or cell is not formed Introducing donor pluripotent cells, transplanting blastocysts into the uterus of pseudopregnant foster mothers, giving birth to blastocyst-complementing chimeric animals, and giving birth animals anti-inflammatory drugs or immunosuppression Treating with an agent.
  • an organ substantially composed of donor cells having the function and shape of a recipient organ, wherein the recipient organ shape is different from the donor organ shape is provided.
  • a method for producing an organ substantially consisting of donor cells in a heterologous blastocyst-complementing chimeric animal, wherein the blastocyst of the recipient animal has an abnormality in which a specific organ or cell is not formed Introducing donor pluripotent cells, transplanting blastocysts into the uterus of pseudopregnant foster mothers, giving birth to blastocyst-complementing chimeric animals, and giving birth animals anti-inflammatory drugs or immunosuppression Treatment with an agent is provided wherein the recipient organ shape is different from the donor organ shape.
  • the organ shape of the recipient is different from the organ shape of the donor means that the organ shape (size and / or shape) is morphologically different.
  • a heterologous or allogeneic chimeric animal for example, a blastocyst-complementing chimera
  • a preimplantation embryo eg, blastocyst
  • pluripotent cells that are heterologous to the preimplantation embryo (eg, blastocyst) or are allogeneic are obtained.
  • the pluripotent cell an inner cell mass, an ES cell, an iPS cell or the like can be used, and these can be appropriately prepared by those skilled in the art.
  • the heterologous or allogeneic pluripotent cells are introduced into the obtained preimplantation embryo (eg, blastocyst).
  • a preimplantation embryo eg, blastocyst
  • blastocyst a preimplantation embryo
  • a fetus is obtained.
  • a heterologous or allogeneic chimera eg, a blastocyst complementing chimera
  • a chimera for example, blastocyst complementation
  • a heterologous chimera eg, a blastocyst-complementing chimera
  • a heterologous chimera eg, a blastocyst-complementing chimera
  • a chimera for example, a blastocyst-complementing chimera
  • a blastocyst-complementing chimera can be used without any problem even between different species if it has 80% or more (for example, 90% or more, or 95% or more) identity.
  • chimera formation can be established or blastocyst complementation can be established between mammals having 80% or more identity with respect to the coding sequence of the gene.
  • between mammals having a difference in average body size of 10 times or less and 80% or more (for example, 90% or more, or 95% or more) identity of the coding sequence of a gene Chimerization or blastocyst complementation is performed in Humans and pigs or humans and sheep have a difference in average body size of 10 times or less, have 80% or more (for example, 90% or more, or 95% or more) identity in the coding sequence of the gene, and A combination having a past record in tissue transplantation such as skin transplantation is preferable in the present invention.
  • a heterologous or homologous chimeric animal that is immunodeficient is provided.
  • the chimeric animal may have a genetic modification.
  • the chimeric animal may have an abnormality in which a specific organ or cell is not formed.
  • chimeric animals can be made from pluripotent cells containing genetic modifications or abnormalities that are immunodeficient and preimplantation embryos that are not immunodeficient.
  • chimeric animals can be made from preimplantation embryos that contain genetic alterations or abnormalities that are immunodeficient and pluripotent cells that are not immunodeficient.
  • chimeric animals can be made from pluripotent cells and preimplantation embryos that contain genetic modifications or abnormalities that are each independently immunodeficient.
  • immunodeficiency is used to mean a state in which all or part of the immune reaction is suppressed. Also included are reduced functions of the innate immune system, such as suppression of part or all of complement pathway activation, avoidance of phagocytosis of macrophages and monosites, and inhibition of cytotoxicity by NK cells.
  • immunodeficiency one or more selected from the group consisting of IL2Rg, RAG1, RAG2, Foxn1, PRKDC, MHC and SIRPa is deleted or altered or destroyed.
  • one or more genes selected from the group consisting of IL2Rg, RAG1, RAG2, Foxn1, and PRKDC are deleted, altered or disrupted.
  • one or more genes selected from the group consisting of IL2Rg and RAG2 are deleted, altered or disrupted.
  • the immunodeficiency results from genetic alterations that are essential for the development and maintenance of the immune system and alterations in genes that weaken the immune response.
  • immunodeficiency is caused by IL2Rg gene, RAG1 gene, RAG2 gene, Foxn1 gene, PRKDC gene, Hc (C5) gene, MHC gene (gene encoding class I and / or gene encoding class II) and SIRPa gene.
  • One or more genes selected from the group may be immunodeficient due to insufficient function.
  • an immunodeficient animal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed, or a preimplantation embryo thereof is provided.
  • a preimplantation embryo of an animal is transplanted with an organ derived from a transplanted pluripotent cell by being transplanted with a pluripotent cell capable of forming the organ (for example, a wild type pluripotent cell). It can be grown into a chimeric animal (eg, allogeneic and cross-species chimeric animals). Moreover, the inflammation in the obtained chimeric animal can be improved more by making the pluripotent cell transplanted into the pluripotent cell which becomes immunodeficiency at this time.
  • the animal is a non-human mammal.
  • the non-human mammal may contain human cells in the body.
  • a method for producing an organ or cell in the body of a non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed Transplanting a mammalian pluripotent cell to the preimplantation embryo of the non-human mammal to obtain a chimeric embryo, Either or both of the pluripotent cells and the preimplantation embryo have a genetic modification or abnormality that results in immunodeficiency,
  • the pluripotent cells and the preimplantation embryo are allogeneic or xenogeneic,
  • a method is provided.
  • the pluripotent cell has a genetic modification or abnormality that causes immunodeficiency
  • the resulting organ has a genetic modification or abnormality that causes immunodeficiency.
  • a method for producing an organ in a non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed includes transplanting a chimeric embryo into the uterus of a temporary parent female (eg, a pseudopregnant temporary parent female). It may further include doing.
  • the method for producing an organ or cell in the body of a non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed may further include obtaining a litter from a chimeric embryo. .
  • the method for producing an organ or cell in a non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed further comprises growing a litter obtained from a chimeric embryo. You may go out.
  • the method for producing an organ or cell in a non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed may further comprise growing the offspring to an adult. Good.
  • a method for producing an organ or cell in the body of a non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed is an immunosuppressive agent for the obtained non-human mammal and It may further comprise administering one or more selected from the group consisting of anti-inflammatory agents.
  • the non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed is not particularly limited.
  • a cell death inducing factor driven by a promoter of a gene expressed specifically in an organ or cell Non-human mammals having a gene encoding As described above, cell death is induced in a specific organ or a specific cell by driving a gene encoding a cell death inducing factor by a promoter of a gene that is specifically expressed in the organ or cell, and the organ or cell is Non-human mammals cannot be made.
  • a cell for example, a pluripotent cell
  • the organ or cell that is present is complemented by the introduced cell, and the organ or cell that is composed of the introduced cell can be produced in the body of the non-human mammal.
  • the cell death inducing factor include cytotoxic genes such as Caspase-8, Caspase-9, Barnase, and diphtheria toxin, and can be used in the present invention.
  • promoters for genes that are specifically expressed in organs or cells include Alb promoter and CD45 promoter, which can be used in the present invention.
  • the non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed is not particularly limited.
  • a gene knockout non-human mammal having an abnormality in which the specific organ or cell is not formed Alternatively, transgenic non-human mammals can be used.
  • transgenic animals and knockout animals include Pdx1 gene knockout, Pdx1-Hes1 gene transgenic, and Sall1 gene knockout, Flk1 gene knockout, Hex gene knockout, Foxa1 / Foza2 gene double knockout , Knockout of the Otx2 gene, and knockout of the Foxn1 gene, which can be used in the present invention.
  • the Pdx1 gene knockout and the Pdx1-Hes1 gene transgenic are known to lack the pancreas
  • the Sall1 gene knockout is known to lack the kidney. It is known that by introducing a pluripotent cell into an embryo, the organ is composed of cells derived from the pluripotent cell.
  • the non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed is not particularly limited.
  • the non-human mammal having an abnormality in which the specific organ or cell is not formed autonomously Mammals can be used.
  • “abnormality in which cells are not formed” is used to mean an abnormality in which hematopoietic cells, blood cells or hematopoietic systems are not formed.
  • a composition comprising pluripotent cells having a genetic modification or abnormality that causes immunodeficiency, which is used for preparing a chimeric animal is provided.
  • a composition comprising pluripotent cells having a genetic modification or abnormality that causes immunodeficiency, wherein the organ or cell is present in the body of a non-human mammal having an abnormality in which a specific organ or cell is not formed Compositions are provided for use in making.
  • the pluripotent cell is a pluripotent cell having the ability to form a chimera.
  • the pluripotent cell can be a pluripotent cell, such as a mammalian (eg, human) ES cell or iPS cell.
  • the method for producing a chimeric animal is as described above.
  • pluripotent cells can have further genetic alterations or abnormalities in addition to genetic alterations or abnormalities that result in immunodeficiency.
  • the pluripotent cell has no further genetic modifications and abnormalities in addition to the genetic modification or abnormality that results in the immunodeficiency.
  • the pluripotent cell can be a human ES cell or a human iPS cell.
  • the pluripotent cell can be a human inner cell mass (human ICM).
  • the pluripotent cell can be a cell that has been subjected to apoptosis-inhibiting treatment. In some embodiments, the pluripotent cell can be a cell that overexpresses an apoptosis inhibitor gene. In certain embodiments, pluripotent cells may have the ability to colonize in a single cell dispersed state.
  • Example 1 Production of a cross-species chimeric animal
  • mouse cells were introduced into a rat obtained by growing blastocysts by introducing mouse pluripotent stem cells into blastocysts of pancreas-deficient rats.
  • Pancreas-deficient rats were prepared by introducing mutations in the Pdx1 coding region in the same manner as in mice (Takahashi, R., et al., Transgenic Res. 8, 397-400). (1999)).
  • rats Wister rats (purchased from SLC Japan) were used. Specifically, as shown in FIG.
  • Mutants A and B (hereinafter referred to as “Pdx1 + / muA ” and “Pdx1 + / muB ”, respectively) were frameshift mutants that produced stop codons at the 30th and 28th amino acids, respectively.
  • a rat having mutant A and a rat having mutant B were mated to obtain a rat (Pdx1 muA / muB ) having mutant A and B in each allele. All obtained rats showed a pancreatic defect phenotype (see FIG. 1C) and died within 3 days of birth.
  • Rats having the Pdx1 muA / muB genotype were confirmed at a frequency of 10% in the iPS cell injection group and at a frequency of 20% in the ES cell injection group. When the pancreas was deficient, the rat died 3 days after birth, so it was understood that the rat having the Pdx1 muA / muB genotype was a rat supplemented with iPS cells or ES cells.
  • the pancreas formed in rats having the genotype of Pdx1 muA / muB was observed, the whole expressed EGFP. That is, the pancreas formed in the rat having the Pdx1 muA / muB genotype was substantially formed of mouse iPS cells or ES cells.
  • the pancreas formed in the rat having the genotype of Pdx1 muA / muB is referred to as “mouse R pancreas”.
  • the formed mouse R pancreas had the same size as the pancreas of wild-type rats of the same age. That is, a large rat-sized pancreas was obtained from small mouse cells.
  • Example 2 Detection of immune rejection and inflammation
  • 50 to 70% of islets are destroyed by immune rejection immediately after transplantation.
  • the presence or absence of immune rejection was observed in Pdx1 muA / muB rats having mouse R pancreas prepared in Example 1.
  • pancreas of the rat that developed diabetes was analyzed histologically.
  • hematoxylin-eosin staining was performed on the pancreas section, infiltration of lymphocytes was observed in the mouse R pancreas (arrow in the lower right figure in FIG. 2), and the presence in the surrounding tissues including the islets was observed mainly in the accumulation area. .
  • the structure of the islet of the mouse R pancreas (IL in the lower right diagram in FIG. 2) was destroyed by lymphocyte attack.
  • T cell infiltration and macrophage infiltration into mouse R pancreas were confirmed by immunohistological staining.
  • T cells were observed after staining with anti-CD3 antibody as a primary antibody, and further reacted with a secondary antibody labeled with horseradish peroxidase. Macrophages were stained and observed in the same manner using anti-CD11b antibody as the primary antibody. In addition, immunohistological staining was performed as usual. The result was as shown in FIG. As shown in FIG. 3, it was observed that lymphocytes and macrophages infiltrated the pancreas (particularly acinar cells and islets) (indicated by arrows respectively). This indicates that the pancreas is attacked by immunity from the host, causing inflammation. Cross-species chimeric animals produced by blastocyst complementation did not cause such an inflammatory response in the mother body.
  • a steroid (Dermovate ointment 0.05%, GlaxoSmithKline) was applied to the skin from the first day of life. Then, no skin abnormality as indicated by an arrow was observed in the untreated group (see FIG. 5). Therefore, it was shown that pancreatic inflammation can be treated or prevented by administration of anti-inflammatory agents as well.
  • Example 3 Production of Xenogeneic Chimera Using Immunodeficient Animals
  • immunodeficient animals were prepared by destroying IL2Rg. The phenotype of the IL2Rg ⁇ / ⁇ animal was confirmed, and then an IL2Rg ⁇ / ⁇ animal blastocyst was used to create a cross-species chimera.
  • Rat IL2Rg is a gene encoding the interleukin 2 receptor ⁇ subunit.
  • a rat in which IL2Rg was destroyed was prepared by replacing a part of the exon of the IL2Rg gene with neomycin, which is a drug resistance gene, using a targeting vector.
  • Rat ES cells that had undergone homologous recombination with a targeting vector were transplanted into a pre-implantation rat embryo, and the resulting chimeric rat was mated with a wild-type rat to produce an IL2Rg +/ ⁇ rat. Thereafter, IL2Rg +/ ⁇ rats were crossed to obtain IL2Rg ⁇ / ⁇ rats in which the IL2Rg gene was disrupted.
  • NK cells that were CD45R-negative and CD161-positive were significantly reduced compared to wild-type rats.
  • immune cells such as B cells, CD8 single positive cells, and NK cells were significantly reduced compared to the wild type.
  • the amount of immunoglobulin in the blood of IL2Rg ⁇ / ⁇ rats was analyzed according to a conventional method. The result was as shown in FIG. 6C. Blood IgG levels were similar in IL2Rg ⁇ / ⁇ rats and wild type rats, whereas blood IgA levels were significantly reduced in IL2Rg ⁇ / ⁇ rats. From this, it was considered that IL2Rg ⁇ / ⁇ rats were strongly suppressed in cellular immunity.
  • FIG. 7A peripheral blood of IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera was collected, and a blood cell fraction was obtained by flow cytometry.
  • FIG. 7A both rat and mouse derived T cells, B cells and NK cells were observed in the wild type rat-mouse chimera, whereas in the IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera. While mouse-derived T cells, B cells and NK cells were observed, rat-derived T cells, B cells and NK cells were significantly reduced.
  • blastocyst-derived immune cells in which the IL2Rg gene was disrupted were significantly reduced.
  • FIG. 7B Panel b in FIG. 7B shows an inflammation image of the epidermis often found in wild type rat-mouse chimera (6 weeks old), and panel g in FIG. 7B is often found in wild type rat-mouse chimera (12 weeks old). An inflammation image of the epidermis is shown. Panels c and d in FIG. 7B show the dorsal and ventral side of the IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera (7 weeks old), respectively, and panels h and i in FIG.
  • FIG. 7B show the IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera ( The dorsal and ventral sides of 12 weeks of age) are shown.
  • IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera no inflammation or hair loss observed in the wild type was observed.
  • Inflammation of the epidermis of IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera was confirmed in different individuals, but similarly, inflammation of the epidermis was not particularly confirmed.
  • FIG. 7B show the dorsal and ventral sides of another individual (7 weeks old) of IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera, respectively, and panels j and k in FIG. 7B show IL2Rg ⁇ / -Shows the dorsal and ventral sides of the rat-mouse chimera (12 weeks old), respectively.
  • tissue sections were prepared from IL2Rg ⁇ / ⁇ rat-mouse chimera skin by a conventional method and analyzed histologically. The result was as shown in FIG. 7C. Wild-type rat-mouse chimera shown in panel m of FIG. 7C and its high-magnification image panel p as compared to the skin of wild-type rat shown in panel l of FIG. 7C and its high-magnification image panel o In the other skin, thickening of the epithelial layer and dermis layer was confirmed. This thickening of the epithelial and dermal layers was thought to be due to inflammation.
  • IL2Rg ⁇ / ⁇ mouse ES cells were introduced into preimplantation embryos of IL2Rg ⁇ / ⁇ rats, and T cells, B cells and NK cells were prominent. Cross-species chimeras that were reduced or disappeared were generated. The resulting epidermis of the heterogeneous chimera was observed on the first and seventh days after birth. The result was as shown in panels e and f of FIG. 8A. As shown in panels e and f of FIG.
  • the above-mentioned abnormal keratinization and thickening of the skin were not observed in the xenogeneic chimeric animals in which the IL2Rg gene was disrupted in both ES cells and embryos.
  • the epidermal inflammatory reaction was not observed in the xenogeneic chimeric animals in which the IL2Rg gene was disrupted in both ES cells and embryos around 6 weeks after birth.
  • NSG mice NOD. Cg-Prkdc scid Il2rg tm1Wjl / SzJ
  • IL2Rg ⁇ / ⁇ RAG2 ⁇ / ⁇ rat preimplantation embryos were introduced into IL2Rg ⁇ / ⁇ RAG2 ⁇ / ⁇ rat preimplantation embryos, and the immune system was severely disrupted.
  • a chimera was produced.
  • NSG mice are known as severely immunodeficient mice, and IL2Rg ⁇ / ⁇ RAG2 ⁇ / ⁇ rats also exhibit severe immunodeficiency.
  • the determination of the chimeric individual was performed based on GFP forcedly expressed in NSG mouse ES cells.
  • NSG mice In NSG mice, the functions of the acquired immune system and innate immune system are more strongly reduced, and when the NSG mouse-derived ES cells are transplanted, abnormalities are strongly suppressed. And suggest that the innate immune system is involved.
  • NSG animals and IL2Rg ⁇ / ⁇ RAG2 ⁇ / ⁇ animals are strongly suppressed in the acquired immune system, but NSG and IL2Rg ⁇ / ⁇ RAG2 ⁇ / ⁇ are combined.
  • the inflammation and immune responses were suppressed more strongly than in IL2Rg ⁇ / ⁇ animals, suggesting that the acquired immune system is involved in the inflammation and immune responses.
  • inflammation and immune abnormalities in the chimera individuals were reduced by suppressing immunity and inflammation.
  • SEQ ID NO: 1 Target sequence of TALEN in exon 1 of rat Pdx1 gene (left side)
  • SEQ ID NO: 2 Target sequence of TALEN in exon 1 of rat Pdx1 gene (right side)
  • SEQ ID NO: 3 wild type sequence of the target portion of the rat Pdx1 gene
  • SEQ ID NO: 4 modified sequence of the target portion of the rat Pdx1 gene (variant A)
  • SEQ ID NO: 5 modified sequence of the target part of the rat Pdx1 gene (variant B)
  • SEQ ID NO: 7 modified sequence of the target portion of the rat Pdx1 gene (variant D)

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Abstract

本発明は、キメラ動物は、胎児期には免疫反応または炎症が報告されてにもかかわらず、出生後には、顕著な炎症を生じることを見出した。これまで、キメラ動物は胎児期の分析しかなされておらず、理論上は免疫寛容が成立していると考えられることからこの発見は意外であった。本発明は、出生したキメラ動物が胎児期において免疫反応または炎症を鎮静化するための組成物を提供する。

Description

キメラ動物における出生後の炎症の発見とその治療
 本発明は、出生したキメラ動物が胎児期(胎児は体細胞キメラ状態である)には免疫反応および炎症を示すことがないにもかかわらず、出生後、発症する免疫反応と炎症を治療および/または予防することに用いるための組成物、方法に関する。
 着床前の胚に同種異系の多能性幹細胞を移植して作製した同種異系キメラ動物においては、免疫成立前から同種異系の多能性幹細胞由来の細胞が胸腺やリンパ球に共に共存する。よって、同種異系の多能性幹細胞由来の細胞は自己として認識され、免疫系による攻撃を受けることはない。
 異種間キメラ動物の作製においても、免疫成立前から異種細胞を胚盤胞に導入するため、原則として異種細胞は自己として認識され、免疫系による攻撃を加えられることがない。そして、これまでのところ、上記理論通りに、異種間キメラ動物においては、免疫拒絶や炎症反応は一切報告されていなかった。
 これに対して、本発明者らは、意外にも、出生したキメラ動物が、胎児期(胎児はキメラ状態である)には炎症が報告されたことがなかったにもかかわらず、出生後には顕著な炎症が体内で生じることを明らかにした。本発明によれば、異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において、出生後に誘発される免疫反応を抑制することに用いるための組成物、出生後に発症する炎症を治療および/または予防することに用いるための組成物、並びに、出生後に誘発される免疫反応を抑制する方法、および、出生後に発症する炎症を治療および/または予防する方法が提供される。
 本発明者らは、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において、表皮及びドナー組織部分(すなわち、例えば、胚盤胞補完キメラ動物においては補完された臓器または組織部分)に免疫反応および炎症が認められることを発見した。この症状は、出生前(胎児期)にはほとんど認められなかった。表皮における免疫反応および炎症反応は数多くのキメラ動物個体において観察され、ドナー組織部分における免疫反応および炎症は一部の個体において顕著に観察された。また、観察されたドナー組織部分における炎症は、白血球の浸潤とマクロファージの浸潤を伴っていた。上記免疫反応および炎症は、ステロイド剤によって鎮めることができた。また、上記免疫反応および炎症は、胚および/または多能性細胞を免疫不全とすることで抑制することができた。本発明はこれらの知見に基づくものである。
 すなわち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
(1)出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において生じる免疫反応または炎症を抑制することに用いるための組成物であって、抗炎症剤または免疫抑制剤を含む、組成物。
(2)免疫反応または炎症が、皮膚において生じる免疫反応または炎症または補完された臓器若しくは組織において生じる免疫反応または炎症である、上記(1)に記載の組成物。
(3)抑制が、予防的に行われる、上記(1)に記載の組成物。
(4)抗炎症剤または免疫抑制剤が、ステロイドを含む、上記(1)または(2)に記載の組成物。
(5)出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)から成体を得る方法であって、出生した胚盤胞補完キメラ動物に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含む、方法。
(6)抗炎症剤または免疫抑制剤が、キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に免疫反応または炎症が生じる前に投与される、上記(5)に記載の方法。
(7)出生したキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)の表皮に免疫反応または炎症が生じたことを確認することと、
 免疫反応または炎症が確認されたらキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含む、上記(6)に記載の方法。
(8)出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)を飼育するまたは成長させる方法であって、当該キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含み、これにより、当該キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)の免疫反応または炎症が予防される、または治療される、方法。
(9)出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)から成体を得る方法であって、当該キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含み、これにより、当該キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)の免疫反応または炎症が予防される、または治療される、方法。
(10)免疫不全である、異種間または同種異系間のキメラ動物。
(11)免疫不全である、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する動物、またはその着床前胚。
(12)臓器が、膵臓および腎臓からなる群から選択される臓器である、上記(11)に記載の動物、またはその着床前胚。
(13)特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する動物が、Pdx1遺伝子のノックアウト動物、Pdx1-Hes1遺伝子のトランスジェニック動物、およびSall1遺伝子のノックアウト動物、Flk1遺伝子のノックアウト動物、Hex遺伝子のノックアウト動物、Foxa1/Foza2遺伝子のダブルノックアウト動物、Otx2遺伝子のノックアウト動物、およびFoxn1遺伝子のノックアウト動物;これらの遺伝子のプロモーターに駆動される細胞死誘導因子をコードする遺伝子を有する動物;並びに、臓器または細胞特異的に発現する遺伝子のプロモーターに駆動される細胞死誘導因子をコードする遺伝子を有する動物から選択される遺伝子改変を有する動物である、上記(11)または(12)に記載の動物。
(14)免疫不全が、IL2Rg、RAG1、RAG2、Foxn1、PRKDC、MHCおよびSIRPaから選択されるいずれか1以上の遺伝子改変または異常を伴う、上記(11)~(13)のいずれかに記載の動物。
(15)特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製する方法であって、
 哺乳動物の多能性細胞を当該非ヒト哺乳動物の着床前胚に移植して、キメラ胚を得ることを含み、
 前記多能性細胞および前記着床前胚のいずれかまたは両方は、免疫不全となる遺伝子改変または異常を有し、
 前記多能性細胞と前記着床前胚とが、同種異系または異種の関係である、
方法。
(16)免疫不全となる遺伝子改変または異常を有する多能性細胞を含む組成物であって、キメラ動物を作製することに用いるための組成物。
(17)上記(16)に記載の組成物であって、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製することに用いるための組成物。
(18)免疫不全の原因となる遺伝子改変または遺伝子異常を有する、臓器。
図1は、Pdx1遺伝子領域のTALENによる破壊スキーム(パネルA)と、破壊された変異体A~Dの当該箇所の遺伝子配列(パネルB)を示す。図1Cは、Pdx1mu/muでは、膵臓が欠損することを示す。 図2は、ラット-マウス間の胚盤胞補完キメラ動物の生後6週目での血糖負荷テストの結果と、生後10週間目での血糖負荷テストの結果を示す(図2上)。図2はまた、ラット-マウス間の胚盤胞補完キメラ動物の膵島領域において異常な細胞の浸潤が認められた。 図3は、組織の炎症箇所について免疫組織学検討を行った結果を示す。 図4は、ラット-マウス間のキメラ動物において生じる角質肥厚・皮膚の脱落といった皮膚炎症状を示す部位に、T細胞を含む血球細胞が集積していることを示す図である。 図5は、ラット-マウス間のキメラ動物において生じる免疫反応および炎症を伴う皮膚炎が抗炎症剤によりほぼ完全に予防できていることを示す図である。 図6Aは、IL2Rg遺伝子破壊動物を作製するためのターゲッティングベクターおよび破壊された遺伝子の構造を示す図である。 図6Bは、IL2Rg-/-ラットの末梢血のフローサイトメトリーによる血球分析の結果を示す。 図6Cは、IL2Rg-/-ラットの末梢血中の免疫グロブリンの量を示す。 図7Aは、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラにおける末梢血の血球分析の結果を示す。 図7Bは、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラの表皮の炎症の状態を示す。 図7Cは、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラの表皮の組織学的分析結果を示す。 図8Aは、IL2Rg-/-マウスES細胞と野生型ラット胚から作製したラット-マウスキメラ動物における表皮の角化異常および肥厚を示す(パネルa~d)。図8Aはまた、IL2Rg-/-マウスES細胞とIL2Rg-/-ラット胚から作製したラット-マウスキメラ動物における表皮の状態を示す(パネルeおよびf)。 図8Bは、NSGマウスES細胞とIL2Rg-/-Rag2-/-ラット胚から作製したラット-マウスキメラ動物における表皮の状態を示す(パネルg~j)。
発明の具体的な説明
 本明細書では、「キメラ動物」とは、免疫系が構築される前に同種異系若しくは異種の細胞を混合して(例えば、着床前胚などの胚に同種異系若しくは異種の多能性細胞を導入して)得られた胚を成長させて得られる胎児および生後の個体を意味する。本明細書では、「キメラ動物」は、胚に対して同種異系または異種の細胞を導入して得られる体細胞キメラである胎児、および当該胎児から得られる出生後の個体を含む意味で用いられる。このようなキメラ動物は、導入された細胞に対して免疫寛容状態にあると考えられる。本明細書では、「胚盤胞補完キメラ動物」とは、胚盤胞に同種異系または異種の細胞を導入し、得られた胚盤胞を成長させて得られる胎児および生後の個体を意味する。キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)は、哺乳動物の胚盤胞と哺乳動物の細胞との間で成立させ得る。胚盤胞補完キメラ動物は、哺乳動物の胚盤胞と哺乳動物の多能性細胞(pluripotent cell)との間で成立させ得る。胚盤胞補完キメラ動物では、胚盤胞が有する欠陥(例えば、臓器や組織の欠失、特に細胞自律的な欠陥、細胞自律的な臓器や組織の欠失)を外部から導入した同種異系または異種の細胞が補い、これにより本来の欠陥が緩和され、低減され、または完全に消失する。胚盤胞補完キメラ動物としては、レシピエント動物において、特定の臓器または細胞が形成できず、代わりにドナー細胞がこれを肩代わりして欠失する臓器や組織を補完する場合が有用な一例としてあげられる。特定の臓器または細胞が形成できない異常としては、例えば、臓器または細胞が細胞自律的に形成されない異常が挙げられる。本明細書では、「細胞自律的」とは、細胞が有する異常が当該細胞に対する影響しか質的にまたは量的に実質的に有しないことを意味する。
 本明細書では、「免疫寛容」とは、特定抗原に対して特異的な免疫反応が欠如した状態または免疫反応が抑制された状態を意味する。免疫系は、自己のMHCに提示された自己の抗原に対しては応答しないようになっており、このような現象は「自己寛容」と呼ばれる。体内では、自己の抗原に反応してこれを攻撃する免疫細胞が生まれないよう、胸腺においてT細胞の成熟過程において自己抗原に強く反応する細胞は死滅する。このことから、免疫系の発生前(例えば、胚盤胞期)に導入された外来の細胞は、個体内では自己と認識され、免疫系が反応しない(自己寛容が成立している)と考えられている。
 本明細書では、「哺乳動物」には、ヒトおよびサルなどの霊長類;ブタ、ヤギ、ヒツジ、ウマなどの家畜動物;並びに、イヌおよびネコなどの愛玩動物が含まれる。但し、本明細書では、他に断りの無い限り、レシピエント動物は、非ヒトである。
 本明細書では、「多能性細胞」(pluripotent cell)とは、多能性を有する細胞を意味する。多能性細胞には、内部細胞塊、胚性幹細胞(ES細胞)および人工多能性幹細胞(iPS細胞)などの多能性幹細胞が挙げられる。
 本明細書では、「異種」とは、レシピエントとドナーとが異なる種であることを意味する。異種は、同族間、同科間、同目間、または同綱間であり得る。本明細書では、「同種異系」とは、レシピエントとドナーとが同種の異なる個体であることを意味する。
 本明細書では、「ドナー」とは、胚盤胞などの着床前胚に導入される細胞または該細胞が由来する動物を意味する。本明細書では、「レシピエント」とは、胚盤胞などの着床前胚または該胚盤胞などの着床前胚が由来する動物を意味する。
 本明細書では、「炎症」とは、免疫系細胞の反応の結果引き起こされる病理学上の変化を示す。本明細書では、炎症は、特に、異種間または同種異系間のキメラ動物において出生後に、ドナー細胞周辺において顕著に観察される炎症を言う。ドナーおよびレシピエント間の免疫反応により誘発される炎症は、出生前には有意なものは認められず、出生後に認められる。
 本明細書では、「免疫反応」とは、非自己を識別し、非自己に対して生じる反応を言う。本明細書では、免疫反応は、特に、異種間または同種異系間のキメラ動物において出生後に、ドナー細胞周辺において顕著に観察される免疫反応を言う。ドナーおよびレシピエント間の免疫反応は、出生前には有意なものは認められず、出生後に認められる。
 本明細書では、「抗炎症剤」とは、炎症を鎮めることに用いられる薬剤を意味する。本明細書では、「免疫抑制剤」とは、免疫機能を抑制することに用いられる薬剤を意味する。本明細書では、「抗炎症剤または免疫抑制剤」という用語は、「抗炎症剤および免疫抑制剤」、「抗炎症剤」または「免疫抑制剤」を意味する。なお、免疫抑制剤としては、自然免疫を抑制することに用いられる薬剤および獲得免疫を抑制することに用いられる薬剤が挙げられる。また、薬剤の中には、ステロイド剤など、抗炎症作用と抗免疫作用の両方を備えた薬剤も存在する。
 本発明者らは、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において、表皮及びドナー組織部分(すなわち、胚盤胞補完キメラ動物においては補完された臓器または組織部分)に免疫反応または炎症が認められることを発見した。この免疫反応または炎症は、異種間または同種異系間のキメラ動物の出生前(胎児期)にはほとんど認められなかった。免疫反応または炎症は、表皮においては数多くのキメラ動物個体において観察されたが、ドナー組織部分における免疫反応または炎症は、一部の個体においてのみ観察された。また、観察されたドナー組織部分における免疫反応または炎症は、白血球の浸潤とマクロファージの浸潤を伴っていた。免疫反応および炎症は、ステロイド剤によって鎮めることができた。
 従って、本発明では、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において生じる免疫反応または炎症を抑制することに用いるための組成物であって、抗炎症剤または免疫抑制剤を含む、組成物が提供される。本発明の組成物は、例えば、出生前に、出生時に、出生後に、および/または炎症発症後に投与することができる。
 本発明では、免疫反応または炎症は出生後に生じるので、例えば、抗炎症剤または免疫抑制剤を出生直後(例えば、数日以内)に、異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に投与することで免疫反応または炎症を予防することができる。本発明では、抗炎症剤または免疫抑制剤を出生前から異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に投与することで免疫反応または炎症を予防してもよいであろう。このようにして、本発明では、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において生じる免疫反応または炎症を予防することができる。本発明のある態様では、出生前には、抗炎症剤も免疫抑制剤も投与しないことができる。ここで、本明細書では、「予防」とは、その処置を行わない場合と比較してその処置を免疫反応または炎症が生じる前に行うことにより、免疫反応または炎症の程度を軽減し、または、免疫反応または炎症の発生を消失(発生率を低減)させることを意味する。
 また、本発明では、免疫反応または炎症は全ての個体において明確に観察されたわけではない。従って、本発明は、免疫反応または炎症を抑制するとは、免疫反応または炎症の発生率を低下させることを含む意味で用いられる。すなわち、本発明によれば、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において生じる免疫反応または炎症の発症率を低下させることに用いるための組成物であって、抗炎症剤または免疫抑制剤を含む、組成物が提供される。
 また、本発明では、抗炎症剤または免疫抑制剤を出生後に免疫反応または炎症が観察された後で異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に投与することで免疫反応または炎症を治療してもよいであろう。この態様では、例えば、免疫反応が観察されなかった場合には免疫抑制剤を投与しなくてもよく、炎症が観察されなかった場合には抗炎症剤を投与しなくてもよい。ここで、本明細書では、「治療」とは、その処置を行わない場合と比較してその処置を免疫反応または炎症が生じた後に行うことにより、免疫反応または炎症の程度を軽減し、または、免疫反応または炎症の発生を消失させることを意味する。
 本発明のある側面では、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において、出生後に生じる免疫反応または炎症を予防および/または治療することに用いるための組成物であって、抗炎症剤または免疫抑制剤を含む、組成物が提供される。
 本発明のある側面では、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において、出生後に生じる免疫反応または炎症を予防および/または治療する方法であって、抗炎症剤または免疫抑制剤を該動物に投与することを含む、方法が提供される。
 本発明のある側面では、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)を飼育する方法であって、抗炎症剤または免疫抑制剤を該動物に投与することを含む、方法が提供される。飼育中に、抗炎症剤または免疫抑制剤を出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に投与することにより、該動物の表皮または臓器若しくは組織において生じる免疫反応または炎症を予防および/または治療することができる。
 本発明のある側面では、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)のための飼料であって、抗炎症剤または免疫抑制剤を含む、飼料が提供される。
 本発明のある側面では、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)を飼育するまたは成長させる方法であって、当該キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含み、これにより、当該キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)の免疫反応または炎症が予防および/または治療される、あるいは、免疫反応または炎症の発生率を低下させる、方法が提供される。
 本発明のある側面では、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)から成体を得る方法であって、当該キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含み、これにより、当該キメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)の免疫反応または炎症が予防および/または治療される、あるいは、免疫反応または炎症の発生率を低下させる、方法が提供される。
 抗炎症剤または免疫抑制剤は、有効成分の他に賦形剤を含んでいてもよい。抗炎症剤または免疫抑制剤は、表皮の免疫反応または炎症に対しては例えば表皮の当該免疫反応または炎症箇所に塗布することにより投与することができる。抗炎症剤または免疫抑制剤は、適宜、経口投与、非経口投与(例えば、静脈内、筋肉内、炎症組織内、または腹腔内)により投与することができる。抗炎症剤または免疫抑制剤は、全身投与してもよいし、患部に局所投与してもよい。抗炎症剤または免疫抑制剤の投与量は、当業者であれば免疫反応または炎症の鎮静化に必要な量を容易に決定することができる。
 免疫抑制剤としては、特に限定されないが例えば、カルシニューリン阻害剤としてシクロスポリン、タクロリムス、mTOR阻害剤としてラパマイシン、エベロリムス、代謝拮抗剤であるアザチオプリン、ミゾリビン、メトトレキサート、ミコフェノール酸モフェチル、レフルノミド、アルキル化剤としてシクロフォスファミドが挙げられ、本発明に用いることができる。
 抗炎症剤としては、特に限定されないが例えば、ステロイド系抗炎症薬(SAIDs)、非ステロイド系抗炎症薬(NSAIDs)等が挙げられ、本発明で用いることができる。ステロイドとしては、コルチゾール、プレドニゾロン、トリアムシノロン、ベクロメタゾン、ベタメタゾン、フルチカゾン、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾンが挙げられ、本発明で用いることができる。その他、抗炎症剤としては、抗炎症性サイトカイン抗体、例えば抗TNF-α抗体や、可溶化型サイトカイン抗体、例えば可溶化型TNF受容体などの炎症性サイトカイン阻害薬が挙げられ、本発明で用いることができる。
 本発明のある態様では、免疫抑制剤としての機能と抗炎症剤としての機能を有するステロイド系抗炎症剤が好ましく用いられ得る。また、本発明のある態様では、異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に対して出生後に生じる免疫反応および炎症反応を抑制するために免疫抑制剤と抗炎症剤との組合せを投与してもよいであろう。但し、本発明では、免疫反応または炎症のどちらかを抑制するだけでも、十分な効果が得られると期待できる。
 本発明のある側面では、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において、機能的な臓器または組織を製造する確率を向上させることに用いるための組成物であって、抗炎症剤または免疫抑制剤を含む、組成物が提供される。本発明のある側面では、本発明の異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)において、機能的な臓器または組織を製造する確率を向上させる方法であって、出生した異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含む、方法が提供される。抗炎症剤若しくは免疫抑制剤または抗炎症剤若しくは免疫抑制剤を含む組成物は、出生後に異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)に投与することができ、これにより体内または表皮において生じた免疫反応または炎症を抑えることができる。
 本発明のある側面では、出生した異種間または同種異系間の胚盤胞補完キメラ動物において、機能的な臓器または組織を製造する方法であって、出生した異種間または同種異系間の胚盤胞補完キメラ動物に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含む、方法が提供される。出生した異種間または同種異系間の胚盤胞補完キメラ動物においては、多くの個体で多少なりとも免疫反応または炎症が生じる(顕著な免疫反応または炎症は一部の個体でのみ生じる)。従って、出生した異種間または同種異系間の胚盤胞補完キメラ動物に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することにより、免疫反応または炎症の発生が抑制され、抗炎症剤または免疫抑制剤を投与しない場合と比較して得られる臓器または組織の機能が高まることとなる。本発明のある態様では、出生した複数の異種間または同種異系間の胚盤胞補完キメラ動物において、複数の機能的な臓器または組織を製造する方法であって、出生した複数の異種間または同種異系間の胚盤胞補完キメラ動物それぞれに抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含む、方法が提供される。また、これにより、複数、5以上、10以上、20以上、30以上、40以上、または50以上の出生した異種間または同種異系間の胚盤胞補完キメラ動物において、機能的な臓器または組織を製造する場合に、抗炎症剤または免疫抑制剤を投与しない場合と比較して、より多くの機能的な臓器または組織を得ることができる。
 本発明の異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ動物)においては、獲得免疫における寛容は成立していると思われるから、本発明の組成物は、獲得免疫の免疫抑制剤を含まないものであってよい。従って、本発明のある態様では、本発明の組成物または抗炎症剤若しくは免疫抑制剤は、獲得免疫の免疫抑制剤を含まない。しかし、本発明の別のある態様では、本発明の組成物は、獲得免疫の免疫抑制剤を含んでいてもよい。
 本発明では、レシピエントの臓器の機能および形状を有する、ドナー細胞から実質的になる臓器が提供される。
 本発明では、異種間の胚盤胞補完キメラ動物の体内にドナー細胞から実質的になる臓器を製造する方法であって、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有するレシピエント動物の胚盤胞にドナー多能性細胞を導入することと、胚盤胞を偽妊娠仮親雌の子宮に移植することと、胚盤胞補完キメラ動物を出産させることと、出産した動物を抗炎症剤または免疫抑制剤で処理することとを含む、方法が提供される。
 本発明では、レシピエントの臓器の機能および形状を有する、ドナー細胞から実質的になる臓器であって、レシピエントの臓器形状が、ドナーの臓器形状とは異なる、臓器が提供される。
 本発明では、異種間の胚盤胞補完キメラ動物の体内にドナー細胞から実質的になる臓器を製造する方法であって、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有するレシピエント動物の胚盤胞にドナー多能性細胞を導入することと、胚盤胞を偽妊娠仮親雌の子宮に移植することと、胚盤胞補完キメラ動物を出産させることと、出産した動物を抗炎症剤または免疫抑制剤で処理することとを含む、方法{ここで、レシピエントの臓器形状が、ドナーの臓器形状とは異なる}が提供される。
 本明細書では、「レシピエントの臓器形状が、ドナーの臓器形状とは異なる」とは、形態分類学的に臓器形状(大きさおよび/または形)が異なることを意味する。
 異種間または同種異系間のキメラ動物(例えば、胚盤胞補完キメラ)は、例えば以下のようにして得ることができる。まず、非ヒト哺乳動物の着床前胚(例えば、胚盤胞)を得る。次に、着床前胚(例えば、胚盤胞)とは異種であるか、または同種異系の多能性細胞を得る。多能性細胞は、内部細胞塊、ES細胞またはiPS細胞などを用いることができ、これらは当業者であれば適宜作成することができる。得られた着床前胚(例えば、胚盤胞)に上記異種または同種異系の多能性細胞を導入する。例えば、着床前胚(例えば、胚盤胞)の内腔に導入することができる。これを偽妊娠仮親雌の子宮に移植し、成長させると胎児が得られる。これをさらに出生させると、出生した異種間または同種異系間のキメラ(例えば、胚盤胞補完キメラ)が得られる。体のサイズが10倍以上異なる種間であっても問題無くキメラ(例えば、胚盤胞補完)が成立する。従って、例えば、異種間のキメラ(例えば、胚盤胞補完キメラ)は、体の平均サイズの相違が10倍以下である、哺乳動物間において実施することができる。また、遺伝子のコード配列に関しては、80%以上(例えば、90%以上、または95%以上)の同一性があれば異なる種間であっても問題無くキメラ(例えば、胚盤胞補完キメラ)が成立する。従って、遺伝子のコード配列について80%以上の同一性を有する哺乳動物間においてキメラ形成を成立または胚盤胞補完を実施することができる。本発明のある態様では、体の平均サイズの相違が10倍以下であり、かつ、遺伝子のコード配列について80%以上(例えば、90%以上、または95%以上)の同一性を有する哺乳動物間においてキメラ形成または胚盤胞補完を実施する。ヒトとブタやヒトとヒツジは、体の平均サイズの相違が10倍以下であり、遺伝子のコード配列について80%以上(例えば、90%以上、または95%以上)の同一性を有し、かつ、皮膚移植などの組織移植で過去実績を有する組合せであり、本発明において好ましい。
 本発明によれば、免疫不全である、異種間または同種間のキメラ動物が提供される。本発明のある態様では、キメラ動物は、遺伝子改変を有していてもよい。本発明のある態様では、キメラ動物は、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有していてもよい。本発明のある態様では、キメラ動物は、免疫不全となる遺伝子改変または異常を含む多能性細胞と免疫不全ではない着床前胚とから作製されうる。本発明のある態様では、キメラ動物は、免疫不全となる遺伝子改変または異常を含む着床前胚と、免疫不全ではない多能性細胞とから作製されうる。ある態様では、キメラ動物は、それぞれ独立して免疫不全となる遺伝子改変または異常を含む多能性細胞と着床前胚とから作製されうる。
 本明細書では、「免疫不全」とは、免疫反応の全部または一部が抑制されている状態を含む意味で用いられる。また、自然免疫系の機能低下、例えば補体経路活性化の一部または全ての抑制、マクロファージ、モノサイトの貪食作用の回避、NK細胞による細胞傷害の阻害、も含まれる。本発明のある態様では、免疫不全では、IL2Rg、RAG1、RAG2、Foxn1、PRKDC、MHCおよびSIRPaからなる群から選択される1以上が欠損され、または改変若しくは破壊されている。本発明のある態様では、免疫不全では、IL2Rg、RAG1、RAG2、Foxn1、およびPRKDCからなる群から選択される1以上の遺伝子が欠損され、または改変若しくは破壊されている。本発明のある態様では、免疫不全では、IL2RgおよびRAG2からなる群から選択される1以上の遺伝子が欠損され、または改変若しくは破壊されている。本発明のある態様では、免疫不全は、免疫系の発生および維持に不可欠な遺伝子の改変、免疫反応を弱める遺伝子の改変に起因する。例えば、免疫不全は、IL2Rg遺伝子、RAG1遺伝子、RAG2遺伝子、Foxn1遺伝子、PRKDC遺伝子、Hc(C5) 遺伝子、MHC遺伝子(クラスIをコードする遺伝子および/またはクラスIIをコードする遺伝子)およびSIRPa遺伝子からなる群から選択される1以上の遺伝子の機能が不十分であることによる免疫不全であり得る。
 本発明によれば、免疫不全である、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する動物、またはその着床前胚が提供される。このような動物の着床前胚は、当該臓器を形成する能力のある多能性細胞(例えば、野生型多能性細胞)を移植されることにより、移植した多能性細胞由来の臓器を備えたキメラ動物(例えば、同種異系キメラ動物および異種間キメラ動物)に成長させ得る。また、この際に、移植される多能性細胞を免疫不全となる多能性細胞とすることで、得られるキメラ動物における炎症がより改善され得る。ある態様では、動物は、非ヒト哺乳動物である。ある態様では、非ヒト哺乳動物は、ヒト細胞を体内に含んでいてもよい。
 本発明によれば、
 特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製する方法であって、
 哺乳動物の多能性細胞を当該非ヒト哺乳動物の着床前胚に移植して、キメラ胚を得ることを含み、
 前記多能性細胞および前記着床前胚のいずれかまたは両方は、免疫不全となる遺伝子改変または異常を有し、
 前記多能性細胞と前記着床前胚とが、同種異系または異種の関係である、
方法
が提供される。多能性細胞が免疫不全となる遺伝子改変または異常を有する場合は、得られる臓器は、免疫不全の原因となる遺伝子改変または異常を有する。
 本発明のある態様では、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器を作製する方法は、キメラ胚を仮親雌(例えば、偽妊娠仮親雌)の子宮に移植することをさらに含んでいてもよい。本発明のある態様では、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製する方法は、キメラ胚から産仔を得ることをさらに含んでいてもよい。本発明のある態様では、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製する方法は、キメラ胚から得られた産仔を成長させることをさらに含んでいてもよい。本発明のある態様では、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製する方法は、産仔を成体にまで成長させることをさらに含んでいてもよい。本発明のある態様では、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製する方法は、得られた当該非ヒト哺乳動物に対して免疫抑制剤および抗炎症剤からなる群から選択される1以上を投与することをさらに含んでいてもよい。
 本発明のある態様では、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物としては、特に限定されないが例えば、臓器または細胞特異的に発現する遺伝子のプロモーターに駆動される細胞死誘導因子をコードする遺伝子を有する非ヒト哺乳動物が挙げられる。上記のように、臓器または細胞特異的に発現する遺伝子のプロモーターにより細胞死誘導因子をコードする遺伝子を駆動させることによって、特定の臓器または特定の細胞に細胞死を誘導し、当該臓器または細胞を非ヒト哺乳動物に作らせないことができる。一方で、このような非ヒト哺乳動物に対して、当該臓器または細胞に寄与することができる細胞(例えば、多能性細胞等)を導入することにより、当該非ヒト哺乳動物において失われるはずであった当該臓器または細胞が、導入細胞により補完され、当該非ヒト哺乳動物の体内で導入細胞からなる当該臓器または細胞を作製することができる。細胞死誘導因子としては、Caspase-8、Caspase-9、Barnase、およびジフテリアトキシンなどの細胞障害性遺伝子が挙げられ、本発明で用いることができる。臓器または細胞特異的に発現する遺伝子のプロモーターとしては、AlbプロモーターやCD45プロモーターが挙げられ、本発明で用いることができる。
 本発明のある態様ではまた、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物としては、特に限定されないが例えば、当該特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する遺伝子ノックアウト非ヒト哺乳動物またはトランスジェニック非ヒト哺乳動物を用いることができる。そのようなトランスジェニック動物やノックアウト動物の例としては、Pdx1遺伝子のノックアウト、Pdx1-Hes1遺伝子のトランスジェニック、およびSall1遺伝子のノックアウト、Flk1遺伝子のノックアウト、Hex遺伝子のノックアウト、Foxa1/Foza2遺伝子のダブルノックアウト、Otx2遺伝子のノックアウト、およびFoxn1遺伝子のノックアウトが挙げられ、本発明で用いることができる。例えば、Pdx1遺伝子のノックアウトやPdx1-Hes1遺伝子のトランスジェニックでは、膵臓が欠損することが知られ、Sall1遺伝子のノックアウトでは、腎臓が欠損することが知られており、これらは、上記遺伝子改変を有する胚に多能性細胞を導入することで多能性細胞に由来する細胞からなる臓器で補完されることが知られている。本発明のある態様ではまた、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物としては、特に限定されないが例えば、細胞自律的に当該特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物を用いることができる。本発明では、「細胞が形成されない異常」は、造血細胞、血球細胞または造血系が形成されない異常を含む意味で用いられる。
 本発明によれば、免疫不全となる遺伝子改変または異常を有する多能性細胞を含む組成物であって、キメラ動物を作製することに用いるための組成物が提供される。本発明によれば、免疫不全となる遺伝子改変または異常を有する多能性細胞を含む組成物であって、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製することに用いるための組成物が提供される。
 これらの態様において、多能性細胞は、キメラ形成能を有する多能性細胞である。ある態様では、多能性細胞は、哺乳動物(例えば、ヒト)のES細胞やiPS細胞などの多能性細胞であり得る。ある態様では、キメラ動物の作製法は上述の通りである。ある態様では、多能性細胞は、免疫不全となる遺伝子改変または異常に加えて更なる遺伝子改変または異常を有しうる。ある態様では、多能性細胞は、当該免疫不全となる遺伝子改変または異常の他に更なる遺伝子改変および異常を有しない。ある態様では、多能性細胞は、ヒトES細胞またはヒトiPS細胞であり得る。ある態様では、多能性細胞は、ヒト内部細胞塊(ヒトICM)であり得る。ある態様では、多能性細胞は、アポトーシス抑制処理がなされた細胞であり得る。ある態様では、多能性細胞は、アポトーシス抑制遺伝子を過剰発現した細胞であり得る。ある態様では、多能性細胞は、単一細胞に分散した状態でコロニー形成する能力を有し得る。
実施例1:異種間キメラ動物の作製
 本実施例では、膵臓欠損ラットの胚盤胞にマウス多能性幹細胞を導入することにより、胚盤胞を成長させて得られるラットの体内にマウスの細胞からなる膵臓を作製した。
(1)膵臓欠損ラットの作製
 膵臓欠損ラットは、マウスで行われたのと同様にPdx1コード領域内における変異導入により作製した(Takahashi, R., et al., Transgenic Res. 8, 397-400 (1999))。ラットとしてはWisterラット(SLC Japanから購入)を用いた。具体的には、図1Aに示されるように、雄のラット接合体の核に対して、Pdx1開始コドンの3bpから下流および35bpから下流をそれぞれ標的としたPdx1 TALエフェクターヌクレアーゼ(TALEN)とラットExo1のインビトロで転写したmRNA(各mRNAを3 ng/μlまたは10 ng/μl)をインジェクションすることにより、Pdx1遺伝子を破壊して、Pdx1+/mu膵臓欠損ラットを得た(3 ng/μlインジェクション群から4匹と10 ng/μlインジェクション群から3匹)。
 得られたPdx1変異体には、図1Bに示されるように4種類のPdx1遺伝子の変異体A~Dが見られた。変異体AおよびB(以下、それぞれ「Pdx1+/muA」および「Pdx1+/muB」と呼ぶ)は、フレームシフト変異体であり、それぞれ30番目および28番目のアミノ酸において終止コドンを生じていた。変異体Aを有するラットと変異体Bを有するラットとを交配させて、変異体AとBとをそれぞれのアリルに有するラット(Pdx1muA/muB)を得た。得られたラットはすべて、膵臓欠損の表現型を示し(図1C参照)、生後3日以内に死亡した。
(2)胚盤胞補完による膵臓の再生
 EGFP標識野生型マウスiPS細胞(GT3.2)またはESC(mRHT, SGE2)をPdx1+/muAの雄ラットとPdx1+/muBの雌ラット、またはPdx1+/muBの雄ラットとPdx1+/muAの雌ラットを交配させて得た複数の胚盤胞にインジェクションした。得られた10週齢ラットの末梢血単核球(PBMC)からEGFP陰性のPBMCの有無を検出した。Pdx1muA/muBの遺伝子型を有するラットは、iPS細胞注入群では10%の頻度で、ES細胞注入群では20%の頻度で確認された。膵臓が欠損するとラットは生後3日で死滅することから、Pdx1muA/muBの遺伝子型を有するラットは、iPS細胞またはES細胞で膵臓が補完されたラットであると理解された。
 Pdx1muA/muBの遺伝子型を有するラットにおいて形成された膵臓を観察すると全体がEGFPを発現していた。すなわち、Pdx1muA/muBの遺伝子型を有するラットにおいて形成された膵臓は、実質的にマウスのiPS細胞またはES細胞で形成されていた。以下、Pdx1muA/muBの遺伝子型を有するラットにおいて形成された膵臓を「マウスR膵臓」という。形成されたマウスR膵臓は、同一週齢の野生型ラットの膵臓と同じ大きさを有していた。すなわち、体の小さいマウスの細胞から、ラットサイズの大きな膵臓が得られた。糖負荷テスト(50%D-グルコース溶液を2.5g/kg体重で投与)では、Pdx1+/muキメララットや野生型ラットと比較して、胚盤胞補完したPdx1muA/muBのラットではグルコースに対する応答は遅かったが(グルコース投与60分後にWTに対してp=0.035;120分後にWTに対してp=0.025)、グルコース投与から120分で<200mg/dLにまで低下した。このことからマウスR膵臓は、ラット体内で機能することが分かった。
実施例2:免疫拒絶と炎症の検出
 同種異系での膵臓移植においては、移植直後から免疫拒絶により50~70%の膵島が破壊される。そこで、実施例1で作製したマウスR膵臓を有するPdx1muA/muBのラットにおいて免疫拒絶の有無を観察した。
 マウスR膵臓を有するPdx1muA/muBのラットでは、著しい膵島の破壊は観察されなかった。しかし、成長と共に異常が生じ、一部のラットでは顕著な異常が認められ、多尿症およびケトン尿症(これらは糖尿病の兆候として知られる)を発症した。
 そこで、異常を示したマウスR膵臓を有するPdx1muA/muBラットについて6週齢と10週齢にて糖負荷テストを行った。結果は、図2で示される通りであった。図2に示されるように、胚盤胞補完により得たマウスR膵臓を有するPdx1muA/muBのラットA(Pdx1muA/muBのラット-マウスキメラ個体A)は、6週齢では空腹時血糖が正常(95 mg/dL)であり、糖負荷テストでも糖尿病の兆候を示さないラットと同程度の応答を示した。しかし、このラットAは、10週齢では糖尿病の兆候を示し、空腹時血糖が252 mg/dLになり、グルコース応答が見られなくなった。
 糖尿病を発症した上記ラットの膵臓を組織学的に解析した。膵臓切片にヘマトキシリン-エオシン染色を行ったところ、マウスR膵臓においてリンパ球の浸潤が認められ(図2右下図の矢印)、集積部を中心に膵島を含む周囲の組織にも存在が認められた。マウスR膵臓の膵島(図2右下図のIL)はリンパ球の攻撃により構造が崩壊していた。また、免疫組織学染色によりマウスR膵臓へのT細胞の浸潤とマクロファージの浸潤を確認した。T細胞は、1次抗体として抗CD3抗体を用い、さらにホースラディッシュペルオキシダーゼで標識された二次抗体を反応させ、染色したのちに観察した。マクロファージは、1次抗体として抗CD11b抗体を用いて同様に染色し、観察した。その他、免疫組織学染色は常法の通りに行った。結果は、図3に示される通りであった。図3に示されるように、膵臓(特に腺房細胞および膵島)にリンパ球およびマクロファージが浸潤している様子が観察された(それぞれ矢印で示される)。このことは、膵臓が宿主から免疫による攻撃を受け、炎症を生じていることを示す。
 胚盤胞補完により作製した異種間キメラ動物個体は、母体内ではこのような炎症反応を引き起こすことがなかった。また、上記の炎症反応は、異種間キメラ動物個体すべてで認められる現象ではなく、一部の異種間キメラ動物個体で生じた。
 このことから、少なくとも抗炎症剤によって炎症を抑制することで、このような一部の個体においても、正常な異種膵臓を得ることが可能になると考えられた。
 ところで、胚盤胞補完により作製した異種間キメラ動物個体では、生後、表皮でも炎症が生じた。ヘマトキシリン-エオシン染色を行ったところ、ラット胚にマウスES細胞を移植して作製したマウス-ラットキメラでは表皮の肥厚(図4d,hのEp)、角質肥厚と脱落(図4d,hの*)といった異常な所見が認められた。さらに免疫染色により詳細な解析を進めた。GFPを元に移植細胞由来細胞の分布を確認したところ、皮膚の異常な所見が認められた領域にはマウスES細胞由来細胞が存在することがわかった(図4e,i)。移植されたマウスES細胞はGFPで標識されていたことから、1次抗体として抗GFP抗体を反応させ、HRPで標識された二次抗体を反応させ、常法のように染色した。同様に、抗CD45抗体を1次抗体として血球細胞を染色したところ、異常な所見が認められた領域において血球細胞の集積が観察された(図4f,j)。さらに抗CD3抗体を1次抗体としてT細胞を染色したところ、集積した血球細胞の中にT細胞が含まれることが確認された(図4g,k)。以上から、皮膚においても図2、3のマウスR膵臓と同様、免疫反応・炎症反応が引き起こされていることがわかった。そこで、生後1日目からステロイド剤(デルモベート軟膏0.05%、グラクソ・スミスクライン社)を皮膚に塗布した。すると、無処理群に矢印で示したような皮膚異常は全く観察されなくなった(図5参照)。従って、膵臓の炎症も同様に抗炎症剤の投与により治療または予防できることが示された。
実施例3:免疫不全動物を用いた異種間キメラの作製
 本実施例では、まず、免疫不全動物の胚盤胞を得るため、IL2Rgの破壊による免疫不全動物を作製した。IL2Rg-/-動物の表現型を確認し、その後、IL2Rg-/-動物の胚盤胞を用いて異種間キメラを作製した。
(1)IL2Rg-/-ラットの作製
 IL2Rgは、インターロイキン2受容体γサブユニットをコードする遺伝子である。本実施例では、図6Aに示されるようにターゲッティングベクターを用いてIL2Rg遺伝子のエキソンの一部を薬剤耐性遺伝子であるネオマイシンに置き換えることによりIL2Rgを破壊したラットを作製した。ターゲッティングベクターにより相同組換えを受けたラットES細胞を着床前のラット胚に移植し、得られたキメララットを野生型ラットと交配させてIL2Rg+/-ラットを作製した。その後、IL2Rg+/-ラット同士を交配させ、IL2Rg遺伝子が破壊されたIL2Rg-/-ラットを得た。
(2)IL2Rg-/-ラットの表現型
 得られたIL2Rg-/-ラットから末梢血を採取し、フローサイトメトリーにより血球分画を観察した。結果は、図6Bに示される通りであった。図6Bに示されるように、IL2Rg-/-ラットでは、CD45R陽性かつCD3陰性であるB細胞が、野生型ラットと比較して顕著に減少していた。また、図6Bに示されるように、IL2Rg-/-ラットでは、CD45R陰性かつCD3陽性であるT細胞が33.5%(野生型)から3.4%へと顕著に減少していた上に、減少したT細胞をさらにソーティングすると、残存していたT細胞のほとんどがCD4シングルポジティブ細胞であり、CD8シングルポジティブ細胞はほとんど消失していた。さらに、図6Bに示されるように、末梢血のCD3陰性の分画に対して、CD45RおよびCD161でソーティングしたところ、CD45R陰性かつCD161陽性であるNK細胞が野生型ラットと比較して顕著に減少していた。このように、IL2Rg-/-ラットでは、B細胞、CD8シングルポジティブ細胞およびNK細胞などの免疫細胞が野生型と比較して顕著に減少していた。
 IL2Rg-/-ラットの血液中の免疫グロブリンの量を常法に従って分析した。結果は、図6Cに示される通りであった。血中IgG量は、IL2Rg-/-ラットと野生型ラットとで同等であったのに対して、血中IgA量は、IL2Rg-/-ラットにおいて顕著に減少していた。このことから、IL2Rg-/-ラットは、細胞性免疫が強く抑制されていると考えられた。
(3)IL2Rg-/-ラット胚を用いたラット-マウスキメラ動物の作製と解析
 上記実施例と同様にして、IL2Rg-/-ラットの着床前胚に野生型マウスES細胞を移植して異種間キメラ動物(IL2Rg-/-ラット-マウスキメラという)を作製した。対照として、野生型ラットの着床前胚に野生型マウスES細胞を移植して得た異種間キメラ動物(野生型ラット-マウスキメラという)を用いた。次に、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラの末梢血を回収し、フローサイトメトリーにより血球分画を得た。結果は図7Aに示される通りであった。図7Aに示されるように、野生型ラット-マウスキメラでは、ラット由来とマウス由来の両方のT細胞、B細胞およびNK細胞が観察されたのに対して、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラでは、マウス由来のT細胞、B細胞およびNK細胞が観察された一方でラット由来のT細胞、B細胞およびNK細胞は顕著に減少していた。このように、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラでは、IL2Rg遺伝子を破壊した胚盤胞由来の免疫細胞が顕著に減少していた。
 次に、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラの表皮を観察した。結果は、図7Bに示される通りであった。図7Bのパネルbは野生型ラット-マウスキメラ(6週齢)に多く見られる表皮の炎症像を示し、図7Bのパネルgは、野生型ラット-マウスキメラ(12週齢)に多く見られる表皮の炎症像を示す。図7Bのパネルcおよびdは、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラ(7週齢)のそれぞれ背側および腹側を示し、図7Bのパネルhおよびiは、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラ(12週齢)のそれぞれ背側および腹側を示す。IL2Rg-/-ラット-マウスキメラでは、野生型で認められた表皮の炎症や脱毛は、観察されなかった。IL2Rg-/-ラット-マウスキメラの表皮の炎症を異なる別の個体でも確認したが、同様に表皮の炎症は特に確認されなかった。なお、図7Bのパネルeおよびfは、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラの別の個体(7週齢)のそれぞれ背側および腹側を示し、図7Bのパネルjおよびkは、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラ(12週齢)のそれぞれ背側および腹側を示す。
 さらにIL2Rg-/-ラット-マウスキメラの皮膚から常法により組織切片を作製し、組織学的に分析した。結果は図7Cに示される通りであった。図7Cのパネルlおよびその高倍率画像であるパネルoに示される野生型ラットの皮膚と比較して、図7Cのパネルmおよびその高倍率画像であるパネルpに示される野生型ラット-マウスキメラの皮膚では、上皮層および真皮層の肥厚が確認された。上皮層および真皮層のこの肥厚は、炎症によるものであると考えられた。これに対して、図7Cのパネルnおよびその高倍率画像であるqに示されるIL2Rg-/-ラット-マウスキメラでは、皮膚組織の肥厚は観察されなかった。なお、野生型ラット-マウスキメラでは、皮膚の角化異常(角化の亢進)が認められたが、IL2Rg-/-ラット-マウスキメラではこの角化異常は抑制されなかった。
(4)IL2Rg-/-マウスES細胞を用いたラット-マウスキメラ動物の作製と解析
 マウスES細胞のIL2Rg遺伝子をCRISPR/Cas9法によって破壊して、IL2Rg-/-マウスES細胞を得た。得られたIL2Rg-/-マウスES細胞を野生型ラットの着床前胚に移植し、異種間キメラを作製した。得られた異種間キメラの表皮を生後1日目および7日目において観察した。結果は図8Aのパネルa~dに示される通りであった。図8Aのパネルb~dに示されるように、この異種間キメラでは、表皮に角化異常(角化の亢進)や皮膚の肥厚が認められた。
(5)ES細胞および胚の両方における免疫系破壊の影響
 そこで、IL2Rg-/-ラットの着床前胚にIL2Rg-/-マウスES細胞を導入して、T細胞、B細胞およびNK細胞が顕著に減少または消失した異種間キメラを作製した。得られた異種間キメラの表皮を生後1日目および7日目において観察した。結果は図8Aのパネルeおよびfに示される通りであった。図8Aのパネルeおよびfに示される通り、ES細胞および胚の両方においてIL2Rg遺伝子を破壊した異種間キメラ動物では、皮膚の上記角化異常や肥厚は観察されなかった。また、生後6週前後において、ES細胞および胚の両方においてIL2Rg遺伝子を破壊した異種間キメラ動物では、表皮の炎症反応も観察されなかった。
 次に、NSGマウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ)のES細胞を、IL2Rg-/-RAG2-/-ラットの着床前胚に導入して免疫系が重度に破壊された異種間キメラを作製した。NSGマウスは、重度免疫不全マウスとして知られ、IL2Rg-/-RAG2-/-ラットも重篤な免疫不全を呈する。キメラ個体の判定は、NSGマウスES細胞に強制発現させたGFPに基づいて行った。免疫系が重度に破壊されたこの異種間キメラ動物を蛍光顕微鏡下で観察すると、図8Bのパネルjに示されるように、GFPを発現するマウス細胞とGFPを発現しないラット細胞とを有する異種間キメラ個体が得られた。このような異種間キメラ動物において生後7日目において表皮を観察したところ、皮膚の異常角化や肥厚は全く観察されなかった。また、この異種間キメラ動物では、生後6週前後においても、表皮の炎症反応も観察されなかった。なお、図8B中、頭部に記号「*」が付された動物が異種間キメラ個体であり、記号「*」を有しない動物は非キメラ同腹仔であった。NSGマウスでは、獲得免疫系と自然免疫系の機能低下がより強く生じており、NSGマウス由来ES細胞を移植した際により強く異常が抑制された上記結果は、上記炎症や免疫反応に獲得免疫系および自然免疫系が関与していることを示唆する。また、IL2Rg-/-動物と比較してNSG動物やIL2Rg-/-RAG2-/-動物では獲得免疫系の抑制を強く受けているが、NSGとIL2Rg-/-RAG2-/-とを組み合わせた実験においてIL2Rg-/-動物におけるよりも強く上記炎症や免疫反応が抑制されたことから、上記炎症や免疫反応には獲得免疫系の関与も示唆された。
 このように、免疫や炎症を抑制することにより、異種間キメラ個体における炎症や免疫異常が低減されることが確認された。
配列表
 配列番号1:ラットPdx1遺伝子のエキソン1中のTALENの標的配列(左側)
 配列番号2:ラットPdx1遺伝子のエキソン1中のTALENの標的配列(右側)
 配列番号3:ラットPdx1遺伝子の標的部分の野生型の配列
 配列番号4:ラットPdx1遺伝子の標的部分の改変された配列(変異体A)
 配列番号5:ラットPdx1遺伝子の標的部分の改変された配列(変異体B)
 配列番号6:ラットPdx1遺伝子の標的部分の改変された配列(変異体C)
 配列番号7:ラットPdx1遺伝子の標的部分の改変された配列(変異体D)

Claims (18)

  1.  出生した異種間または同種異系間のキメラ動物において生じる免疫反応または炎症を抑制することに用いるための組成物であって、抗炎症剤または免疫抑制剤を含む、組成物。
  2.  免疫反応または炎症が、皮膚において生じる免疫反応または炎症または補完された臓器若しくは組織において生じる免疫反応または炎症である、請求項1に記載の組成物。
  3.  抑制が、予防的に行われる、請求項1に記載の組成物。
  4.  抗炎症剤または免疫抑制剤が、ステロイドを含む、請求項1または2に記載の組成物。
  5.  出生した異種間または同種異系間のキメラ動物から成体を得る方法であって、出生したキメラ動物に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含む、方法。
  6.  抗炎症剤または免疫抑制剤が、キメラ動物に免疫反応または炎症が生じる前に投与される、請求項5に記載の方法。
  7.  出生したキメラ動物の表皮に免疫反応または炎症が生じたことを確認することと、
     免疫反応または炎症が確認されたらキメラ動物に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含む、請求項6に記載の方法。
  8.  出生した異種間または同種異系間のキメラ動物を飼育するまたは成長させる方法であって、当該キメラ動物に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含み、これにより、当該キメラ動物の免疫反応または炎症が予防される、または治療される、方法。
  9.  出生した異種間または同種異系間のキメラ動物から成体を得る方法であって、当該キメラ動物に抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含み、これにより、当該キメラ動物の免疫反応または炎症が予防される、または治療される、方法。
  10.  免疫不全である、異種間または同種異系間のキメラ動物。
  11.  免疫不全である、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する動物、またはその着床前胚。
  12.  臓器が、膵臓および腎臓からなる群から選択される臓器である、請求項11に記載の動物、またはその着床前胚。
  13.  特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する動物が、Pdx1遺伝子のノックアウト動物、Pdx1-Hes1遺伝子のトランスジェニック動物、およびSall1遺伝子のノックアウト動物、Flk1遺伝子のノックアウト動物、Hex遺伝子のノックアウト動物、Foxa1/Foza2遺伝子のダブルノックアウト動物、Otx2遺伝子のノックアウト動物、およびFoxn1遺伝子のノックアウト動物;これらの遺伝子のプロモーターに駆動される細胞死誘導因子をコードする遺伝子を有する動物;並びに、臓器または細胞特異的に発現する遺伝子のプロモーターに駆動される細胞死誘導因子をコードする遺伝子を有する動物から選択される遺伝子改変を有する動物である、請求項11または12に記載の動物。
  14.  免疫不全が、IL2Rg、RAG1、RAG2、Foxn1、PRKDC、MHCおよびSIRPaから選択されるいずれか1以上の遺伝子改変または異常を伴う、請求項11~13のいずれか一項に記載の動物。
  15.  特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製する方法であって、
     哺乳動物の多能性細胞を当該非ヒト哺乳動物の着床前胚に移植して、キメラ胚を得ることを含み、
     前記多能性細胞および前記着床前胚のいずれかまたは両方は、免疫不全となる遺伝子改変または異常を有し、
     前記多能性細胞と前記着床前胚とが、同種異系または異種の関係である、
    方法。
  16.  免疫不全となる遺伝子改変または異常を有する多能性細胞を含む組成物であって、キメラ動物を作製することに用いるための組成物。
  17.  請求項16に記載の組成物であって、特定の臓器または細胞が形成されない異常を有する非ヒト哺乳動物の体内で当該臓器または細胞を作製することに用いるための組成物。
  18.  免疫不全の原因となる遺伝子改変または遺伝子異常を有する、臓器。
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