WO2021206055A1 - 血管新生促進及び/又は神経再生用ユニット - Google Patents

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WO2021206055A1
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proteoglycan
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cells
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PCT/JP2021/014496
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晃明 桝谷
健一 水谷
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一丸ファルコス株式会社
学校法人神戸学院
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2533/00Supports or coatings for cell culture, characterised by material
    • C12N2533/90Substrates of biological origin, e.g. extracellular matrix, decellularised tissue

Definitions

  • the present invention relates to a unit for promoting angiogenesis and / or nerve regeneration in humans and the like.
  • Angiogenesis is a phenomenon in which vascular endothelial cells migrate and proliferate from existing capillaries and the like in animals, and a new vascular network is formed by lumen formation.
  • wound healing process inflammation, proliferative, mature
  • new blood vessels are created towards the wound to carry the oxygen and energy needed to heal the wound. Therefore, it is considered that wound treatment can be promoted by promoting angiogenesis.
  • VEGF vascular endothelial growth factor
  • iPS cells human-induced pluripotent stem cells
  • Non-Patent Documents 1 and 3 For the treatment of neurological diseases such as Parkinson's disease and spinal cord injury, transplantation of neural stem cells is also being considered due to a shortage of donors and ethical issues (Non-Patent Documents 1 and 3).
  • iPS cells for example, it is possible to create iPS cells from the patient himself and induce neural stem cells from the iPS cells, and it is also expected to perform autologous transplantation in which his own cells can be used for treatment. .. However, it is considered that it takes a long period of more than half a year to produce neural stem cells from the patient's own cells via iPS cells. In addition, iPS cells are considered to have significantly different safety and differentiation directions depending on the cell line, and it takes a longer period of time to verify that they are safe iPS cells. .. Furthermore, in spinal cord injury, it is believed that there is no effect unless neural stem cells are transplanted before the patient's symptoms are fixed.
  • Non-Patent Document 1 In such a disease in which the effective period of cell transplantation is limited, it is considered difficult to use the patient's own cells for treatment even if the iPS cell transplantation technique is used (Non-Patent Document 1). .. Further, even in the case of transplantation of the neural stem cells, the engraftment rate of the cells after the transplantation is considered to be low (Non-Patent Document 2).
  • an object of the present invention is to provide a means for promoting safe angiogenesis.
  • the present invention has been made to solve such a problem, that is, one of the present inventions is "a unit used for promoting angiogenesis and / or nerve regeneration, which comprises a gel component and a proteoglycan".
  • the present invention is, for example, the following inventions (1) to (11).
  • a unit used for promoting angiogenesis and / or nerve regeneration which comprises a gel component and proteoglycan.
  • the unit according to (1) which comprises VEGF.
  • the unit according to (1) or (2) containing FGF-2 (4) The unit according to any one of (1) to (3) containing EGF.
  • the unit according to any one of (1) to (4) further comprising cells for promoting angiogenesis.
  • the unit according to any one of (2) to (5) wherein a liquid medium containing VEGF and cells for promoting angiogenesis are laminated on the gel component.
  • proteoglycan is contained in a liquid medium containing VEGF.
  • proteoglycan is contained in a gel component.
  • proteoglycan is a chondroitin sulfate type proteoglycan.
  • proteoglycan is a salmon nasal cartilage-derived proteoglycan.
  • this unit for example, it is possible to transplant this unit into the body of a human being or the like and safely promote angiogenesis in the body.
  • the measurement was carried out by performing the culture three times and calculating the average value of the three times.
  • the blood vessel length (pixel) of each group was 3187 in the PG0 group, 3192 in the PG1000 group, and 2996 in the GAG1000 group (significantly different from that in the PG0 group).
  • the number of network structures in each group was 9.9 in the PG0 group, 10.9 in the PG1000 group (significantly different from the PG0 group), and 8.2 in the GAG1000 group (significantly different from the PG0 group). ,Met.
  • the number of branch points in each group was 16.7 in the PG0 group, 20.4 in the PG1000 group (significantly different from the PG0 group), and 14.6 in the GAG1000 group (significantly different from the PG0 group).
  • ,Met It is the result of evaluation of angiogenic ability (photograph taken by observing with a phase-contrast microscope, magnification is 4 times). In the figure, (1) is a photograph of the PG0 group 2 hours after the start of the culture, (2) is a photograph of the PG1 group 2 hours after the start of the culture, and (3) is a photograph of the PG10 group 2 hours after the start of the culture.
  • 4) is a photograph of the PG100 group 2 hours after the start of the culture
  • (5) is a photograph of the PG1000 group 2 hours after the start of the culture
  • (6) is a photograph of the PG0 group 4 hours after the start of the culture
  • (7) is a photograph of the PG1 group.
  • 4 hours after the start of culturing (8) is a photograph 4 hours after the start of culturing of the PG10 group
  • (9) is a photograph 4 hours after the start of culturing of the PG100 group
  • (10) is a photograph 4 hours after the start of culturing of the PG1000 group.
  • (11) is a photograph 6 hours after the start of culturing of the PG0 group
  • (12) is a photograph 6 hours after the start of culturing of the PG1 group
  • (13) is a photograph 6 hours after the start of culturing of the PG10 group.
  • 14) is a photograph of the PG100 group 6 hours after the start of the culture
  • (15) is a photograph of the PG1000 group 6 hours after the start of the culture.
  • the measurement was carried out by performing the culture three times and calculating the average value of the three times.
  • the measurement result is the result of quantifying each item (length of blood vessel, number of network structures, number of bifurcation points) for four randomly selected visual fields, and calculating the average value of the quantified values.
  • the relative value when PG0 is set to 100 is shown.
  • statistical analysis by the Dunnet method was performed, and * showed a significant difference, p ⁇ 0.05 (indicated as * in the figure), p ⁇ 0.01 (indicated as ** in the figure), p ⁇ . 0.001 (described as *** in the figure) and p ⁇ 0.0001 (described as *** in the figure).
  • the length of blood vessels in each group was 108.20 in the PG1 group, 120.87 in the PG10 (significantly different from the PG0 group), and 129.44 in the PG100 (significant compared to the PG0 group), assuming that the PG0 group was 100. (There is a difference), PG1000 was 123.17.
  • the number of network structures in each group is 125.23 in the PG1 group (significantly different from the PG0 group), 148.17 in the PG10 (significantly different from the PG0 group), and PG100 when the PG0 group is 100. It was 170.85 (significantly different from the PG0 group), and PG1000 was 159.66.
  • the number of branch points in each group is 127.68 in the PG1 group (significantly different from the PG0 group), 149.59 in the PG10 (significantly different from the PG0 group), and PG100 when the PG0 group is 100. It was 166.24 (significantly different from the PG0 group) and 161.37 (significantly different from the PG0 group) for PG1000. It is the result of evaluation of angiogenic ability (photograph taken by observing with a phase-contrast microscope, magnification is 4 times).
  • (1) is a photograph of the PG0 group 2 hours after the start of the culture
  • (2) is a photograph of the PG100 group 2 hours after the start of the culture
  • (3) is a photograph of the PG0 group 4 hours after the start of the culture.
  • 4) is a photograph of the PG100 group 4 hours after the start of the culture
  • (5) is a photograph of the PG0 group 6 hours after the start of the culture
  • (6) is a photograph of the PG100 group 6 hours after the start of the culture.
  • the measurement result is the result of quantifying each item (length of blood vessel, number of network structures, number of bifurcation points) for four randomly selected visual fields, and calculating the average value of the quantified values.
  • statistical analysis was performed by the Dunnet method, and * showed a significant difference, p ⁇ 0.05 (indicated as * in the figure) and p ⁇ 0.01 (indicated as ** in the figure). ..
  • the measurement was carried out by performing the culture twice and calculating the average value of the two times.
  • the blood vessel length (pixel) of each group was 2702 in the PG0 group and 3368 in the PG1000 group (significantly different from that in the PG0 group).
  • the number of network structures in each group was 6.49 in the PG0 group and 9.75 in the PG100 group (significantly different from that in the PG0 group).
  • the number of bifurcation points in each group was 12.5 in the PG0 group and 17.8 in the PG100 group (significantly different from that in the PG0 group). It is the result of Experiment 3 (confirmation of localization of proteoglycan by fluorescence microscope observation).
  • (1) is the result of staining with DAPI of the medium-labeled PG (without Matrigel) group
  • (2) is the result of staining with the medium-labeled PG (without Matrigel) group with DAPI
  • (3) is the result of staining with the medium-labeled PG (without Matrigel).
  • the result of staining with Merge of the group without Matrigel (4) the result of staining with DAPI of the labeled PG group in the medium, (5) the result of staining with the labeled PG1 of the labeled PG group in the medium, and (6) in the medium.
  • the results of staining the labeled PG group with Merge (7) is the result of staining the labeled PG group in the gel with DAPI
  • (8) is the result of staining the labeled PG group in the gel with the labeled PG1
  • (9) is the result of staining in the gel. It is the result of staining with Merge of the PG group.
  • DAPI indicates that the nucleus of HUVEC was labeled by DAPI staining
  • Fluorescein indicates that the proteoglycan was labeled with the label PG1
  • Merge indicates that the label of the nucleus and the label of the proteoglycan were combined.
  • the "medium 2 group” is a group cultured under the conditions of medium 2 (a group cultured in a medium containing unlabeled proteoglycan), and the “medium 8 group” is a group cultured under the conditions of medium 8 (group of medium 8).
  • "Hoechst” indicates that the nucleus of the neural stem cell was labeled by Hoechst staining
  • "Fluorescein-PG” indicates that the localized proteoglycan was labeled by fluorescent staining.
  • VEGF Vascular Endothelial Growth Factor
  • VEGF Vascular Endothelial Growth Factor
  • VEGF is a growth factor that specifically acts on vascular endothelial cells isolated from the culture medium of pituitary follicular-store (stellar follicle) cells.
  • VEGF is a member of the Cystine-knot growth factor superfamily, which is a de novo angiogenesis (vasculogenesis) during the embryonic period, and new blood vessels due to branching and extension from existing blood vessels.
  • Angiogenesis cell growth factors that play an important role in formation
  • VEGF constitutes a VEGF family protein composed of VEGF-A, VEGF-B and the like.
  • VEGF-A has effects such as proliferation of vascular endothelial cells, enhancement of vascular permeability, promotion of vascular vaginal formation, and induction of production of active substances from endothelial cells, and VEGF-E is specific for angiogenesis of tumor tissue. Has an action.
  • the medium used in the present invention is preferably a liquid medium from the viewpoint of ease of medium preparation (for example, it is considered that medium preparation is easier when performing suspension culture).
  • a known medium can be used.
  • a medium containing components necessary for cell survival inorganic salts, carbohydrates, hormones, essential amino acids, vitamins
  • IMDM Iscover modified Dalveco medium
  • RPMI RPMI
  • DMEM for example, used in the following examples.
  • DMEM / Ham F-12 medium Nakaraitesku Co., Ltd., 08460-95
  • Fisher medium ⁇ medium, Leibovitz medium, L-15 medium, NCTC medium, F-12 medium, MEM, McCoy medium and the like.
  • additional additives may be included.
  • Angiogenesis is one of the important morphogenesis phenomena that creates a network of new blood vessels in the body, and vascular endothelial cells cooperate with other cells to promote the formation of new blood vessels in a wound-specific manner (more).
  • vascular endothelial cells collaborate with other cells to form characteristic shapes of blood vessels such as two-dimensional and three-dimensional branched structures while repeating sprouting, elongation, branching, and tube formation. To go).
  • In vivo phenomena that occur in normal (physiological) angiogenesis are, for example, fetal angiogenesis, endometrial formation, folliculogenesis, and wound healing.
  • In vivo phenomena caused by pathological angiogenesis include, for example, malignant tumor formation, intraocular angiogenesis, rheumatoid arthritis, and atherosclerosis.
  • In vivo phenomena that occur due to insufficient angiogenesis are, for example, arteriosclerosis obliterans, angina, and myocardial infarction.
  • revascularization therapy that promotes angiogenesis is used to treat an in vivo phenomenon (disease) caused by insufficient angiogenesis.
  • the cell for promoting angiogenesis used in the present invention is not particularly limited in type, but is a cell of a mammal such as human, for example, a somatic cell, a progenitor cell of the somatic cell, or a mixed cell thereof.
  • the cells used in the present invention for promoting angiogenesis include, for example, myocardial cells, endothelial cells (vascular endothelial cells, lymphatic endothelial cells, etc.), wall cells (pericytes, etc.), and muscle cells. (Skeletal muscle cells, smooth muscle cells, etc.), and the like.
  • HUVEC human umbilical vein endothelial cells
  • the gel component (material) used in the present invention is usually biocompatible, can contain a large amount of water, and easily contains substances necessary for cell survival such as oxygen, water, nutrients and enzymes. It can be diffused and moved.
  • the form of the gel component is not particularly limited as long as it can be incorporated into the unit, and for example, particles, granules, films, tubes, disks, nets, meshes, porouss, suspensions or dispersions, etc. Can be mentioned.
  • Examples of the gel component include hydrogels such as gelatin hydrogels.
  • the gel component may contain various components, such as laminin, type IV collagen, entactin / nidogen, and predetermined growth factors, as necessary, in order to regulate the proliferation of cells to promote angiogenesis. It can also be contained.
  • Matrigel registered trademark, Corning, Product Number: 356231
  • Collagen Gel Culturing Kit cellmatic type 1-A (Nitta Gelatin, 638-00781) were used as gel components.
  • Proteoglycan is a glycoprotein in which a sugar chain called glycosaminoglycan (hereinafter referred to as GAG) such as chondroitin sulfate or dermatan sulfate is covalently bound to a core protein.
  • GAG glycosaminoglycan
  • Proteoglycan is widely distributed in the body such as skin and cartilage as one of the main constituents of extracellular matrix.
  • the GAG chain has a long linear structure with no branches. It is negatively charged due to its large number of sulfate and carboxyl groups, and the GAG chain takes an extended shape due to its electrical repulsive force.
  • proteoglycan can retain a large amount of water due to the water affinity of sugar.
  • Many GAG chains contained in proteoglycan hold water flexibly like a sponge, and have functions peculiar to cartilage such as elasticity and resistance to impact.
  • the core protein of proteoglycan has the property of binding to various molecules in the matrix.
  • cartilage proteoglycan it has a binding region with hyaluronic acid or a link protein on the N-terminal side, and may bind to these substances or associate with the same molecule. It has a lectin-like region, an EGF-like region, etc. at the C-terminal and binds to various other molecules. Due to this property, proteoglycans build a structure that suits each tissue.
  • chondroitin sulfate type proteoglycan is a proteoglycan in which chondroitin sulfate is covalently bound to a core protein.
  • the proteoglycan derived from salmon nasal cartilage is a proteoglycan obtained by extracting from salmon nasal cartilage.
  • the salmon is, for example, a fish belonging to the genus Oncorhynchus, but is preferably a salmon whose scientific name is "Oncorhynchus keta" from the viewpoint of cell proliferation (for example, culturing cells to be cultured more efficiently). Is selected.
  • the lower limit of the content of proteoglycan contained in the unit according to the present invention is preferably 0.1 ⁇ g / ml or more, more preferably 0.2 ⁇ g / ml or more, still more preferably 0, from the viewpoint of cell proliferation and the like. It is 5.5 ⁇ g / ml or more.
  • proteoglycan contained in the unit according to the present invention is produced, for example, by the method described in Japanese Patent No. 6317053.
  • proteoglycans for example, proteoglycan derived from salmon nasal cartilage (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (product code: 162-22131, 168-22133)) and proteoglycan derived from bovine nasal septum were used. ..
  • the proteoglycan is contained in the liquid medium and / or the gel component.
  • the unit according to the present invention includes "a unit (group) used for promoting angiogenesis containing a gel component and proteoglycan", "a liquid medium containing VEGF, and promoting angiogenesis.
  • a unit (group) containing cells for raising, a gel component, and a proteoglycan, etc., for example, a gel component was further used to prepare a plurality of laminated units, and the layers were laminated. It is also possible to transplant a substance into the body of a human or the like.
  • the unit according to the present invention is, for example, cell therapy such as cell transplantation (therapeutic method for treating a disease using own cells or cells of another person), regeneration-inducing medical treatment (extracting stem cells existing in a living body from the body). It can be used in (treatment that induces functional tissue regeneration by locally mobilizing tissue damaged by injury or illness).
  • cell therapy such as cell transplantation (therapeutic method for treating a disease using own cells or cells of another person), regeneration-inducing medical treatment (extracting stem cells existing in a living body from the body). It can be used in (treatment that induces functional tissue regeneration by locally mobilizing tissue damaged by injury or illness).
  • FGF-2 Fibroblast Growth Factor-2, fibroblast growth factor
  • FGF-2 can be isolated from animal nervous tissue, pituitary gland, adrenal cortex, placenta and the like. FGF-2 is known to induce neural differentiation, survival, and regeneration, as well as to regulate embryonic development and differentiation. FGF-2 has a wide range of functions as, for example, a cell growth factor, angiogenesis factor, and a neurotrophic factor, and exhibits proliferative activity against various cells such as ES cells and iPS cells.
  • EGF Epidermal Growth Factor
  • EGF Epidermal Growth Factor
  • epidermal cells The action of EGF is less species-specific and exhibits a proliferative effect on various cells such as epithelial cells, fibroblasts, and hepatocytes. In the living body, it is considered to be a growth factor that plays an important role in cell proliferation and differentiation.
  • Neural stem cells are undifferentiated tissue stem cells of the nervous system that have both self-renewal ability and pluripotency. In the embryonic brain of mammals such as humans, neural stem cells first proliferate actively to increase their number exponentially and then produce asymmetric division. It is also known to produce astrocytes and oligodendrocytes in the late embryonic and postnatal brains. Neural stem cells are the source of neurons, astrocytes, and oligodendrocytes, which are the major cell types that make up the central nervous system. In the present invention, cells derived from mammals such as humans and mice are preferably used.
  • Nerve regeneration such as central and / or peripheral nerves, represents at least a partial reproduction of the normal developmental process in nerves and is independent of the origin of the regenerating cells.
  • the cells to be regenerated include stem cells (for example, neural stem cells, embryonic stem cells, bone marrow cells, etc.), neural progenitor cells, neural cells, and the like.
  • the cells that regenerate nerves are endogenous cells (for example, nerve stem cells, nerve precursor cells, nerve cells, mature nerve cells, etc.), exogenous cells (for example, transplanted nerve stem cells, transplanted nerve precursor cells, etc.) , Transplanted nerve cells, transplanted mature nerve cells, etc.).
  • the exogenous cell may be an autologous cell or an allogeneic cell.
  • Nerve regeneration also includes tissue regeneration or functional regeneration, including, for example, cell engraftment, differentiation, proliferation and / or maturation described above. Maturation is, for example, the growth of nerve cells into a functionally working state such as signal exchange. Regeneration also includes, for example, neurotrophic factor-like effects and neurotrophic factor activity-enhancing effects.
  • peripheral nerve regeneration includes the extension of peripheral nerves damaged by external or internal factors to target cells, the ability to reconstruct neural circuits, the prevention and / or treatment of peripheral neuropathy.
  • Matrigel 150 ⁇ l / well was placed in each well and allowed to stand at room temperature (23 ° C.) for 10 minutes. After this standing, it was allowed to stand for 30 minutes in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2. After standing for 30 minutes, a culture solution (EGM TM- 2 BulletKit TM ) was added to each well, and equilibration was performed for 15 minutes in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2.
  • HUVEC 5.0 ⁇ 10 4 cells / well
  • the cells were cultured in an environment of °C 5% CO 2. Two hours after the start of the culture (described as 2h in the figure), four hours after the start of the culture (described as 4h in the figure), and six hours after the start of the culture (described as 6h in the figure), a predetermined evaluation is performed. went.
  • composition of the medium of each group (PG0, PG1, PG10, PG100, PG1000, GAG1000) is as follows.
  • PG1 A medium obtained by adding proteoglycan to a culture solution (EGM TM- 2 BulletKit TM ) to a final concentration of 1 ⁇ g / ml.
  • PG10 A medium obtained by adding proteoglycan to a culture solution (EGM TM- 2 BulletKit TM ) to a final concentration of 10 ⁇ g / ml.
  • PG100 A medium obtained by adding proteoglycan to a culture solution (EGM TM- 2 BulletKit TM ) to a final concentration of 100 ⁇ g / ml.
  • PG1000 A medium obtained by adding proteoglycan to a culture solution (EGM TM- 2 BulletKit TM ) to a final concentration of 1000 ⁇ g / ml.
  • GAG1000 A medium obtained by adding GAG to a culture solution (EGM TM- 2 BulletKit TM ) to a final concentration of 1000 ⁇ g / ml.
  • FIGS. 1 to 4 The results of this experiment 1 are shown in FIGS. 1 to 4.
  • the experimental results shown in FIGS. 1 and 2 show that the addition of proteoglycan to the medium promotes angiogenesis, but GAG (unlike proteoglycan, a form in which core protein is not bound) does not promote angiogenesis. The result was.
  • the experimental results shown in FIGS. 3 and 4 showed that the addition of proteoglycan to the medium in a concentration-dependent manner (at least up to the group in which 100 ⁇ g / ml of proteoglycan was added) promoted angiogenesis.
  • FIGS. 5 and 6 The results of this experiment 2 are shown in FIGS. 5 and 6.
  • the experimental results shown in FIGS. 5 and 6 showed that angiogenesis was promoted even when proteoglycan was added to Matrigel instead of the culture medium.
  • the cells were cultured for 2 hours in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2. After the culture, cells in each well were collected by centrifugation at 400 g for 3 minutes. The recovered cells were washed with PBS for 5 minutes. The cells after the wash were fixed with 4% paraformaldedo for 15 minutes. After the fixation, the cells were washed again with PBS for 5 minutes. After the wash, observation samples were prepared by mounting the cells on a slide glass with an encapsulant containing DAPI (Dojin Chemical Laboratory Co., Ltd., D212-Cellstein TM-DAPI).
  • DAPI Dojin Chemical Laboratory Co., Ltd., D212-Cellstein TM-DAPI
  • HUVEC nuclei stained with DAPI
  • proteoglycans were compared.
  • FIGS. 7 and 8 The observation results are shown in FIGS. 7 and 8.
  • blue indicates that the nuclei of HUVEC were stained with DAPI, and green indicates that the proteoglycan was labeled.
  • the medium-labeled PG (without Matrigel) group the localization of proteoglycan could not be confirmed ((1) to (3) in FIGS. 7).
  • the labeled PG group in the medium and the labeled PG in the gel ((4) to (9) in FIG. 7 and FIG. 8)
  • the localization of endothelial cells and the localization of proteoglycan were already 2 hours after the start of the cell culture. Showed a high correlation (specifically, proteoglycans are distributed along the blood vessels that are trying to form a cyclic structure).
  • the cells were cultured for 2 hours in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2.
  • Hoechst 33342 final concentration 10 mg / mL, Hoechst TM 33342 imaging protocol (Thermo Fisher Scientific)
  • Cellmask final concentration 5 mg / mL, CellMask TM staining (Thermo Fisher Scientific)
  • Matrigel 150 ⁇ l / well was placed in each well and allowed to stand at room temperature (23 ° C.) for 10 minutes. After this standing, it was allowed to stand for 30 minutes in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2. After standing for 30 minutes, a culture solution (EGM TM- 2 BulletKit TM ) was added to each well, and equilibration was performed for 15 minutes in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2. After the equilibration, HUVEC (5.0 ⁇ 10 4 cells / well) was seeded in each well, and the medium conditions of each of the following groups (PG0, PG100, bovine PG100) were 37 ° C. and 5% CO. The cells were cultured in the environment of 2. A predetermined evaluation was performed 6 hours after the start of this culture.
  • composition of the medium of each group (PG0, PG100, bovine PG100) is as follows.
  • PG100 A medium obtained by adding proteoglycan (proteoglycan derived from salmon nasal cartilage) to a culture solution (EGM TM- 2 BulletKit TM) to a final concentration of 100 ⁇ g / ml.
  • Tables 1 to 3 The results of this experiment 5 are shown in FIG. 10 and Tables 1 to 3 below.
  • Tables 1 to 3 In Tables 1 to 3, in the sample 6 hours after the start of culture of each group shown in FIG. 10, the length of blood vessels (Table 1), the number of network structures (Table 2), and the number of bifurcation points (Table 3). ) Is measured.
  • Tables 1 to 3 quantified each item (length of blood vessels, number of network structures, number of bifurcation points) for four randomly selected visual fields, and calculated the average value of the quantified values. The result.
  • the measured values show relative values when PG0 is 100, and SD is the standard deviation.
  • HUVEC C2517A and C2517AS, LONZA
  • Umbilical vein endothelial cells Human Umbilical Vein Endothelial Cells
  • EGM TM- 2 BulletKit TM CC-3162, LONZA
  • VEGF 0.5 mL
  • hEGF 0.5 mL
  • human-derived EGF when the EBM TM-2 basal medium (CC-3156) is 500 mL.
  • R3-IGF-1 (0.5 mL), Ascorbic Acid (0.5 mL), Hydrocortisone (0.2 mL), hFGF ⁇ (2 mL, human-derived FGF beta), Heparin (0.5 mL), FBS (10 mL) And GA (0.5 mL) are contained.
  • -Proteoglycan (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133)): Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage.
  • the GAG used in Experiment 1 was prepared by purifying only GAG from this proteoglycan by a conventional method. Unlike proteoglycans, GAG has no core protein bound to it.
  • -Fluorescently labeled proteoglycan No. 1 also referred to as "labeled PG1" in the specification and drawings
  • ATTO 488 NHS ester Sigma-Aldrich
  • proteoglycan by the method recommended by the manufacturer Process: ATTO 488 NHS ester (Sigma-Aldrich)
  • the reaction was carried out at room temperature for 2 hours. After this reaction, purification was performed using Zeba Spin Desalting Colon (Thermo Fisher Scientific), and fluorescently labeled proteoglycans were recovered.
  • Labeled PG1 is this recovered fluorescently labeled proteoglycan.
  • Fluorescently labeled proteoglycan # 2 (also referred to as "labeled PG2" in the specification and drawings): Atto 590 (Sigma-Aldrich, 70425) and proteoglycan, the method recommended by the manufacturer (Product: Atto 590 (Sigma-Aldrich, 70425)) ), The reaction was carried out at room temperature for 2 hours. After this reaction, purification was performed using Zeba Spin Desalting Colon (Thermo Fisher Scientific), and fluorescently labeled proteoglycans were recovered. Labeled PG2 is this recovered fluorescently labeled proteoglycan.
  • -Matrigel Corning, Product Number: 356231: Corning TM Matrigel Basement Membrane Matrix Growth Factor Reduce Phenol Red Free.
  • -Proteoglycan derived from bovine nasal septum Sigma-Aldrich, product number: P5864: Proteoglycan derived from bovine nasal septum (Proteoglycan from natural septum chromatographically purified)
  • a collagen gel layer (Base Layer) was prepared on the glass bottom dish.
  • a ring-shaped aortic piece (about 2 mm thick) used in the experiment was prepared.
  • the thoracic aorta was collected from the reporter mouse, and the adventitia was removed from the collected thoracic aorta to prepare the aorta piece.
  • control culture solution or a culture solution containing proteoglycan was added to the mixture.
  • the mixture to which the culture solution was added was cultured at 37 ° C. for 14 days.
  • the group to which the control culture solution was added was designated as the "control group”
  • the group to which the culture solution containing proteoglycan was added was designated as the "PG administration group”.
  • Cells extending from the aortic fragment were confirmed with a phase-contrast microscope.
  • the total area of cells extending from the aortic fragment (indicated by arrows in FIG. 11) was measured.
  • the bar in FIG. 11 shows 200 ⁇ m. The value of the total area was measured as an angiogenic ability.
  • the PG administration group was 555.2 (p ⁇ 0.001 in Student's t-test) as compared with the control group. Therefore, the angiogenic ability was significantly confirmed in the PG-administered group as compared with the control group.
  • -Culture solution containing proteoglycan (culture solution of PG administration group):
  • the basal medium contains 6 types of solutions contained in the HuMedia-EG growth additive set, and the final concentration is 20 ng / mL.
  • HuMedia-EB2 (Kurabo Industries Ltd., KE-2350S) -HuMedia-EG growth additive set (Kurashiki Spinning Co., Ltd., KE-6150): A kit of growth additives for normal human vascular endothelial cells (for 500 ml), FBS (10 mL), hEGF (0.5 mL, derived from humans). EGF), Hydrocortisone (hydrocortisone, hydrocortisone, 0.5 mL), hFGF ⁇ (0.5 mL, human-derived FGF beta), heparin (0.5 mL) and antibacterial agent (0.5 mL, gentamicin / amphotericin B) It is a kit that can be used.
  • -Proteoglycan (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133)): Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage.
  • the right sciatic nerve of the model mouse was treated with a 10 mg / mL PG group, and the left sciatic nerve of the model mouse was treated with a control group.
  • -10 mg / mL PG group treatment A treatment in which a unit containing proteoglycan (final concentration 10 mg / mL) in Matrigel was placed on the sciatic nerve (damaged (cut) site of the sciatic nerve).
  • -Control group treatment A treatment in which Matrigel is placed on the sciatic nerve (the damaged (cut) site of the sciatic nerve).
  • -Proteoglycan Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage.
  • -Matrigel Corning, Product Number: 356231
  • the muscle layer and skin of the treated model mouse were sutured. After the suturing, the model mouse was normally bred for 5 days or 8 days. After the normal breeding, the model mouse was dissected and confirmed with the naked eye and a stereomicroscope at the treated site. After the confirmation, the sciatic nerve (about 5 mm) was collected from the model mouse.
  • FIG. 12 The result of the confirmation and the photograph of the collected sciatic nerve are shown in FIG.
  • the sciatic nerve was treated 5 days after the treatment with the 10 mg / mL PG group treatment (labeled as 10 mg / mL PG in FIG. 12) as compared with the control group treatment (labeled Control in FIG. 12 and not containing proteoglycan). Nerve regeneration was confirmed (the part indicated by the arrow in FIG. 12). On the 8th day of the treatment, the regeneration of the sciatic nerve was further confirmed by the treatment of the 10 mg / mL PG group as compared with the treatment of the Control group (the group containing no proteoglycan). No inflammation was observed in the vicinity of the regenerated site when viewed with the naked eye.
  • the sciatic nerve was larger in the 10 mg / mL PG group treatment than in the control group treatment (proteoglycan-free group) on both the 5th and 8th days of the treatment. I confirmed that it was.
  • the right sciatic nerve of the model mouse was treated with a 10 mg / mL PG group, and the left sciatic nerve of the model mouse was treated with a control group.
  • -PG group treatment A treatment in which a unit containing proteoglycan (final concentration 10 mg / mL) in Matrigel was placed on the sciatic nerve (the site where the sciatic nerve was damaged (cut)).
  • Control group treatment A treatment in which Matrigel is placed on the sciatic nerve (the site where the sciatic nerve is damaged (cut)).
  • -Proteoglycan Flujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage.
  • -Matrigel Corning, Product Number: 356231
  • the muscle layer and skin of the treated model mouse site were sutured. After the suture, the model mouse was also normally bred for 7 days using an alfalfa-free feed for fluorescence imaging (5V5M, PicoLab R SelectMouse50IF / 9F).
  • AngioSense TM 750EX (Parkin Elmer, NeV10011EX) was administered by injection into the tail vein of the model mouse (dose: dose of 2 nmol / 100 ⁇ L of AngioSense 750 EX per). .. Normal breeding was continued for a certain period of time after administration by the injection. The IVIS of the model mouse was photographed 18 hours, 21 hours and 24 hours after the administration by the injection.
  • FIG. 13 The photographed result is shown in FIG. In FIG. 13, (1) is the result after the 18 hours, (2) is the result after the 21 hours, and (3) is the result after the 24 hours.
  • the right side of FIG. 13 shows the degree of fluorescence (Epi-fluorescence described in FIG. 13). The degree was calculated by radiation efficiency (formula shown in FIG. 13, radical efficiency). To that extent, yellow indicates that angiogenesis is occurring in the mouse body.
  • the PG group treatment group (labeled PG in FIG. 13) was able to significantly confirm the expression of yellow color (the part indicated by the arrow in FIG. 13). The expression indicates that angiogenesis is occurring.
  • the right sciatic nerve of the model mouse was treated with a 10 mg / mL PG group, and the left sciatic nerve of the model mouse was treated with a control group.
  • -PG group treatment A treatment in which a unit containing proteoglycan (final concentration 10 mg / mL) in Matrigel was placed on the sciatic nerve (the site where the sciatic nerve was damaged (cut)).
  • Control group treatment A treatment in which Matrigel is placed on the sciatic nerve (the site where the sciatic nerve is damaged (cut)).
  • -Proteoglycan Flujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage.
  • -Matrigel Corning, Product Number: 356231
  • the muscle layer and skin of the treated model mouse site were sutured.
  • the model mice were normally bred for 8 days using an alfalfa-free feed for fluorescence imaging (5V5M, PicoLab R SelectMouse50IF / 9F).
  • fluorescence imaging 5V5M, PicoLab R SelectMouse50IF / 9F.
  • the sciatic nerve of the right limb and the sciatic nerve of the left limb of the model mouse were collected.
  • the right limb is a limb treated with a 10 mg / mL PG group
  • the left limb is a limb treated with a Control group.
  • the collected sciatic nerve of the right limb and the sciatic nerve of the left limb were washed with PBS for 5 minutes.
  • the cells after the wash were fixed with 4% paraformaldedo for 1 hour. After the fixation, it was replaced with a 30% by mass sucrose solution.
  • the sciatic nerve of the right limb and the sciatic nerve of the left limb are embedded using an embedding agent for preparing frozen tissue sections (Tishu Tech OCT Compound, Sakura Finetech Japan). To prepare a sample. After the embedding, the embedded sample was allowed to stand at ⁇ 80 ° C. for 3 hours. By the standing, a frozen section of the sciatic nerve of the right limb and a frozen section of the sciatic nerve of the left limb were prepared. The frozen section was cut using Cryostat HM525NX (Thermo Fisher Scientific Hook Co., Ltd.), and a section having a thickness of 100 ⁇ m was prepared.
  • the 100 ⁇ m-thick section was blocked with a Blocking buffer at room temperature (about 25 ° C.) for 3 hours. After the blocking, the sections were subjected to a primary antibody reaction overnight (about 8 hours) at 4 ° C. with a reaction solution (primary antibody reaction solution) prepared by diluting a predetermined antibody with 10% Donkey Serum / PBS. After the primary antibody reaction, the sections were washed with 0.3% Triton X-100 / PBS (5 minutes x 3 times at room temperature). After the washing, the section after the washing is subjected to a secondary antibody reaction at room temperature for 3 hours with a reaction solution (secondary antibody reaction solution) prepared by diluting a predetermined secondary antibody with 10% Donkey Serum / PBS. rice field.
  • a reaction solution primary antibody reaction solution
  • the sections were washed with 0.2% Triton X-100 / PBS (5 minutes x 1 time at room temperature). The washed section was sealed with a predetermined mounting agent. The section after encapsulation was confirmed by using a confocal microscope (Olympus Corporation: confocal laser scanning microscope FV3000) at a magnification of 4 times to see if the angiogenesis and nerve regeneration occur.
  • a confocal microscope Olympus Corporation: confocal laser scanning microscope FV3000
  • composition of the liquid used when preparing the above-mentioned section is as follows.
  • the primary antibody reaction was carried out in the primary antibody reaction solution shown in Table 10 below.
  • the secondary antibody reaction was carried out in the secondary antibody reaction solution shown in Table 11 below.
  • VEGFR2-EGFP is an experimental group for observing whether angiogenesis is occurring (confirmed by the expression of green color by EGFP)
  • Neuro filaent is an experimental group for observing whether nerve regeneration is occurring (confirmed by the expression of green color by EGFP). (Confirmed by the expression of red color)
  • Merge is a combination of "VEGFR2-EGFP” and “Neuro filaent”.
  • the PG group treatment group (labeled PG in FIG. 14) showed a marked green color (in FIG. 14) as compared with the Control group treatment group (labeled Control in FIG. 14).
  • the expression of (arrow) was confirmed.
  • the expression indicates that angiogenesis is occurring.
  • the expression of red color (arrow in FIG. 14) was remarkably confirmed in the PG group treatment group as compared with the Control group treatment group.
  • This expression indicates that nerve regeneration (axon formation) is occurring.
  • “Merge” it was confirmed that in the PG group treatment group, the site where angiogenesis occurred and the site where nerve regeneration occurred overlapped.
  • BBB scoring is one of the open field tests. BBB scoring was performed when the subject (in this experiment 10, the model mouse treated with the Control group below and the model mouse treated with the PG group of 10 mg / mL below) was released into a space of about 40 to 60 cm square. It is an evaluation method that evaluates by observing the movement of. Table 12 shows the score table of BBB scoring performed in this experiment 10.
  • -PG group treatment A treatment in which a unit containing proteoglycan (final concentration 10 mg / mL) in Matrigel was placed on the sciatic nerve (the site where the sciatic nerve was damaged (cut)).
  • Control group treatment A treatment in which Matrigel is placed on the sciatic nerve (the site where the sciatic nerve is damaged (cut)).
  • -Proteoglycan Flujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage.
  • -Matrigel Corning, Product Number: 356231
  • the left sciatic nerve of the model mouse was treated with a 10 mg / mL PG group, and the right sciatic nerve of the model mouse was treated with a PG + SU4312 group.
  • -PG group treatment A treatment in which a unit containing proteoglycan (final concentration 10 mg / mL) in Matrigel was placed on the sciatic nerve (the site where the sciatic nerve was damaged (cut)).
  • -PG + SU4312 group treatment Treatment in which a unit containing proteoglycan (final concentration 10 mg / mL) and SU4312 (final concentration 10 ⁇ M) in Matrigel was placed on the sciatic nerve (the site where the sciatic nerve was damaged (cut)). .. -Proteoglycan (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the muscle layer and skin of the treated model mouse site were sutured. After the suture, the model mouse was also normally bred for 7 days using an alfalfa-free feed for fluorescence imaging (5V5M, PicoLab R SelectMouse50IF / 9F).
  • AngioSense TM 750EX (Parkin Elmer, NeV10011EX) was administered by injection into the tail vein of the model mouse (dose: dose of 2 nmol / 100 ⁇ L of AngioSense 750 EX per). .. Normal breeding was continued for a certain period of time after administration by the injection. The IVIS of the model mouse was photographed 24 hours after the administration by the injection.
  • FIG. 15 The result of the shooting is shown in FIG.
  • the right side of FIG. 15 shows the degree of fluorescence (Epi-fluorescence described in FIG. 15).
  • the degree was calculated by radiation efficiency (formula shown in FIG. 15, radical efficiency).
  • yellow indicates that angiogenesis is occurring in the mouse body.
  • the expression of yellow was lower in the PG + SU4312 group treatment group (labeled PG + SU4312 in FIG. 15).
  • Aggrecan is a major structural proteoglycan present in the extracellular matrix of cartilage tissue. It has a molecular weight of more than 2,500 kDa and forms a structure in which 100 to 150 glycosaminoglycan (GAG) chains are bound to a core protein.
  • GAG glycosaminoglycan
  • Versican is a large proteoglycan that is distributed over a wide range of tissues and has a complex structure with many N- and O-linked glycosylation chains.
  • the core protein of the versican has hyaluronic acid binding ability and is responsible for the composition and morphology of the extracellular matrix.
  • the experimental method of this experiment 12 is described.
  • the brains of 15.5-day-old mice, 17.5-day-old mice, 1.5-month-old mice, and 14.5-month-old mice were collected.
  • the mouse used in this experiment 10 was a male vascular reporter mouse (Flt1-tdsRed BAC transgenic mouse).
  • the collected brain was washed with PBS for 5 minutes.
  • the cells after the wash were fixed with 4% paraformaldedo for 1 hour.
  • the brain was embedded in a 5% agarose gel.
  • the encapsulated brain was cut using a vibratome to prepare sections with a thickness of 150 ⁇ m.
  • the sections were blocked overnight with a PBS solution containing 0.3% Triton and 10% Donkey serum. After the blocking, the sections were subjected to a primary antibody reaction day and night with a reaction solution (primary antibody reaction solution) containing a predetermined antibody. After the primary antibody reaction, the sections were washed with PBS, and the washed sections were subjected to a secondary antibody reaction day and night with a secondary antibody reaction solution.
  • the sections were washed with PBS, and the washed sections were encapsulated with a predetermined mounting agent.
  • the section after encapsulation was subjected to a confocal microscope (Olympus Corporation: confocal laser scanning microscope FV3000) at a magnification of 10 times (FIG. 16), a magnification of 40 times (FIG. 17), and a magnification of 20 times (FIG. 18). , The expression of aggrecan was confirmed.
  • FIG. 17 is a four-fold magnified view of the portion of the arrow in the group of E17.5 in FIG.
  • aggrecan was expressed in the vascular system and versican is expressed in the nervous system in the cerebral cortex during development.
  • aggrecan was expressed in capillaries near the cortical plate.
  • FIG. 18 when M1.5 and M14.5 were compared, the expression of aggrecan disappeared with aging in M14.5.
  • -Versican Experimental group in which Versican was immunostained with an anti-Versican antibody.
  • -DAPI DAPI-stained experimental group ⁇ CP: cortical plate ⁇ SP: Subplate -IZ: Intermediate layer (intermediate zone) -SVZ:
  • FIG. 19 shows a schematic diagram of this experimental procedure.
  • a female mouse on the 14th day of pregnancy was produced using an ICR mouse manufactured by Nippon SLC Co., Ltd. Then, the mouse foetation existing in the body of the mouse was taken out, and the cells dispersed from the cerebral cortex of the mouse foetation were prepared. In this dispersion, 0.05 w / v% trypsin (Product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the cells were cultured for 7 days in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2. After culturing for 7 days, the formed cell mass in the 6-well plate of each administration group was observed with a predetermined phase-contrast microscope (magnification 20 times). In this observation, among the formed cell clusters, those having a radius of 50 ⁇ m or more were defined as neurospheres, and the number of these neurospheres was measured. As a comparison target of the observation after the 7-day culture, the observation on the 0th day of the culture of each administration group was also performed in the same manner using a predetermined phase-contrast microscope (magnification 20 times).
  • composition of the liquid medium of each administration group (control, medium 1, medium 2, medium 3) is as follows.
  • DMEM / Ham F-12 (Nacalai Tesque, Inc., 08460-95) was used as the basal medium, but the composition of each component in 50 ml is shown below.
  • N2 N-2 Supplement (100X) (Gibco: 17502-048)
  • B27 B-27 TM Plus Supplement Vitamin A Free (50X)
  • 50X gibco: A35528-01
  • Heparin Sodium heparin (Nacalai Tesque (product code: 17513-96, 17513-41, 17513-54)
  • Antibiotics penicillin-streptomycin (WAKO: 168-23191)
  • BFGF bFGF (funakoshi: 100-18B)
  • -EGF EGF (funakoshi: 315-09)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133))
  • the measurement result is shown in FIG. What is shown in FIG. 20 is the NS formation ratio (%) when the number of NS formations in the control group is 100 (%).
  • Medium 1 is 117.317573376014%
  • Medium 2 is 134.677950940218%
  • Medium 3 is 149.305508553623%. It was confirmed that the number of NS formed increased as the content of proteoglycan increased. It was confirmed that the number of NS formed in medium 2 and medium 3 was statistically significantly increased as compared with the control.
  • NS observation results The observation result is shown in FIG. As a comparison target of the observation results after culturing for 7 days (“culture 7 days” in FIG. 21), the observation results on culture 0 days (“culture 0 days” in FIG. 21) are also listed. Compared with the control, more NS was confirmed in the media 1 to 3. In addition, what is shown by the arrow of FIG. 21 is a part of NS.
  • FIG. 22 shows a schematic diagram of this experimental procedure.
  • a female mouse on the 14th day of pregnancy was produced using an ICR mouse manufactured by Nippon SLC Co., Ltd.
  • the mouse foetation existing in the body of the mouse was taken out, and the cells dispersed from the cerebral cortex of the mouse foetation were prepared.
  • 0.05 w / v% trypsin Product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Hes-1 cDNA and a reporter gene were introduced into this sample using a transfection reagent (Thermo Fisher SCIENTIFIC, Neon® Transfer System).
  • a transfection reagent Thermo Fisher SCIENTIFIC, Neon® Transfer System.
  • pHes1 (2.5k) -luc Plasmid # 43806) manufactured by addgene was used.
  • the liquid medium of each administration group control, medium 1, medium 2, medium 3, medium 4, medium 5, medium 6) was used for 1 day in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2. Cultured.
  • luciferase substrate (Thermo Fisher SCIENTIFIC, Neon TM Transfection System) was added to each sample, and a detection system (Promega Co., Ltd., GloMax TM Discover Microplate Reader) was used to observe the expression of each sample. bottom.
  • the composition of the liquid medium of each administration group (control, medium 1, medium 2, medium 3, medium 4, medium 5, medium 6) used in this dual luciferase assay is as follows.
  • the control, medium 1, medium 2, and medium 3 have the same composition as the liquid medium used in Experiment 1 described above.
  • DMEM / Ham F-12 (Nacalai Tesque, Inc., 08460-95) was used as the basal medium, but the composition of each component in 50 ml is shown below. In this culture, Corning's "Costar TM 24 well" was used.
  • N2 N-2 Supplement (100X) (Gibco: 17502-048)
  • B27 B-27 TM Plus Supplement Vitamin A Free (50X)
  • -Heparin Sodium heparin (Nacalai Tesque (product code: 17513-96, 17513-41, 17513-54))
  • Antibiotics penicillin-streptomycin (WAKO: 168-23191)
  • BFGF bFGF (funakoshi: 100-18B)
  • -EGF EGF (funakoshi: 315-09)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133))
  • the observation results of the expression level of luciferase (transcriptional activity of Hes-1) in each well are described below.
  • the expression level of the control group was 100
  • the expression level of the medium 1 group was 123.83
  • the expression level of the medium 2 group was 131.24
  • the expression level of the medium 3 group was 159.51
  • the expression level of the medium 4 was The expression level of the group was 113.85
  • the expression level of the medium 5 group was 119.67
  • the expression level of the medium 6 group was 131.55. It is considered that the higher the expression level of luciferase, the higher the transcriptional activity of Hes-1, and the cells maintain the undifferentiated state of neural stem cells.
  • Medium 6 is a positive control cell that maintains the undifferentiated ability of neural stem cells, but is compared with medium 6 (medium that does not contain proteoglycan but has 3 times the bFGF content compared to the control). , Medium 1, Medium 2 and Medium 3 (cells cultured to contain FGF-2, EGF and proteoglycan) were confirmed to maintain the undifferentiated state of neural stem cells.
  • FIG. 23 shows a schematic diagram of this experimental procedure.
  • a female mouse on the 14th day of pregnancy was produced using an ICR mouse manufactured by Nippon SLC Co., Ltd. Then, the mouse foetation existing in the body of the mouse was taken out, and the cells dispersed from the cerebral cortex of the mouse foetation were prepared.
  • 0.05 w / v% trypsin Product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (0.25 w / v% trypsin-1 mmol / l EDTA ⁇ 4Na solution (containing phenol red)
  • PBS phosphatet Bufferent
  • the following administration groups (control, medium 2, medium 7) were prepared using 180,000 of the dispersed cells. These cells were used separately for 60,000 cells / sample. Seed on a 6-well plate (Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., CAT # 140675) in which a predetermined liquid medium is present. Each well was evenly seeded so that 2 ml of a predetermined liquid medium per well and 10,000 of these cells were present on a 6-well plate. After this sowing, the cells were cultured for 6 days in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2. After culturing for 6 days, the formed cell mass in the 6-well plate of each administration group was observed with a predetermined phase-contrast microscope (magnification 20 times).
  • the composition of the liquid medium of each administration group (control, medium 2, medium 7) is as follows.
  • the control and the medium 2 have the same composition as the liquid medium used in the above-mentioned experiment 1.
  • DMEM / Ham F-12 (Nacalai Tesque, Inc., 08460-95) was used as the basal medium, but the composition of each component in 50 ml is shown below.
  • N2 N-2 Supplement (100X) (Gibco: 17502-048)
  • B27 B-27 TM Plus Supplement Vitamin A Free (50X)
  • 50X gibco: A35528-01
  • Heparin Sodium heparin (Nacalai Tesque (product code: 17513-96, 17513-41, 17513-54)
  • Antibiotics penicillin-streptomycin (WAKO: 168-23191)
  • BFGF bFGF (funakoshi: 100-18B)
  • -EGF EGF (funakoshi: 315-09)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (product code: 162-22131, 168-22133)), and the one prepared by purifying only GAG from this proteoglycan by a conventional method is used
  • NS formation ratio (%) when the number of NS formations of the control group is 100 (%).
  • the medium 2 group was 118.7% and the medium 7 group was 58.8%. It was suggested that NS can be formed by the structure of proteoglycan (the binding structure between the core protein and the GAG structure).
  • FIG. 24 shows a schematic diagram of this experimental procedure.
  • neural stem cells were prepared. A female mouse on the 14th day of pregnancy was produced using an ICR mouse manufactured by Nippon SLC Co., Ltd. Then, the mouse foetation existing in the body of the mouse was taken out, and the cells dispersed from the cerebral cortex of the mouse foetation were prepared. In this dispersion, 0.05 w / v% trypsin (Product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the cells were cultured in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 for 24 hours to proliferate the neural stem cells, and the neural stem cells for observation were prepared.
  • Hoechst 33342 final concentration 10 mg / mL, Hoechst TM 33342 imaging protocol (Thermo Fisher Scientific) was added to the medium to stain the nucleus of the neural stem cells.
  • a fluorescence microscope Olympus Co., Ltd .: Inverted Research Microscope IX81
  • the composition of the liquid medium of each medium group (medium 2, medium 8) used in this experiment 16 is as follows.
  • the medium 2 has the same composition as the liquid medium used in Experiment 1 described above.
  • DMEM / Ham F-12 Nacalai Tesque, Inc., 08460-95 was used as the basal medium, but the composition of each component in 50 ml is shown below.
  • N2 N-2 Supplement (100X) (Gibco: 17502-048)
  • B27 B-27 TM Plus Supplement Vitamin A Free (50X)
  • 50X gibco: A35528-01
  • Heparin Sodium heparin (Nacalai Tesque (product code: 17513-96, 17513-41, 17513-54)
  • Antibiotics penicillin-streptomycin (WAKO: 168-23191)
  • BFGF bFGF (funakoshi: 100-18B)
  • -EGF EGF (funakoshi: 315-09)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133))
  • the "fluorescent-labeled proteoglycan" contained in medium 8 was prepared as follows. ATTO 488 NHS ester (Sigma-Aldrich) and proteoglycan were reacted at room temperature for 2 hours by the method recommended by the manufacturer (product: the method shown in ATTO 488 NHS ester (Sigma-Aldrich)). After this reaction, purification was performed using Zeba Spin Desalting Colon (Thermo Fisher Scientific), and fluorescently labeled proteoglycans were recovered. The recovered fluorescently labeled proteoglycan was used in this experiment 4.
  • FIG. 25 The observed results are shown in FIG. In FIG. 25, a group of medium 2 (unlike the group of medium 8 and a medium containing a fluorescently labeled proteoglycan) and a group of medium 8 (unlike the group of medium 8 and containing a fluorescently labeled proteoglycan) were contained. It is the observation result with the fluorescence microscope of the group of the culture medium.
  • “Hoechst” indicates that the nucleus of the neural stem cell was labeled by Hoechst TM 33342 imaging protocol (Thermo Fisher Scientific), and “Fluorescein-PG” indicates proteoglycan localized by fluorescent staining. Indicates that it has been labeled.
  • the fluorescently labeled proteoglycan was localized around the neural stem cells. From this confirmation result, it was suggested that the proteoglycan added to the culture medium of the neural stem cells may be localized around the cells of the neural stem cells and may be involved in the construction of the pericellular environment (PCM).
  • PCM pericellular environment
  • neural stem cells were prepared.
  • a female mouse on the 14th day of pregnancy was produced using an ICR mouse manufactured by Nippon SLC Co., Ltd.
  • the mouse foetation existing in the body of the mouse was taken out, and the cells dispersed from the cerebral cortex of the mouse foetation were prepared.
  • 0.05 w / v% trypsin Product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (0.25 w / v% trypsin-1 mmol / l EDTA ⁇ 4Na solution (containing phenol red)
  • PBS phosphatetetanib
  • 0.05 w / v% trypsin Product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (0.25 w / v% trypsin-1 mmol / l EDTA ⁇ 4Na solution (containing phenol red)
  • the following medium group (medium 9) was prepared using 180,000 of the dispersed cells. These cells were used separately for 60,000 cells / sample. Seed on a 6-well plate (Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., CAT # 140675) in which a predetermined liquid medium is present. In a 6-well plate, 2 ml of a predetermined liquid medium (medium described in the medium group) was uniformly seeded in each well so that 10,000 cells were present in each well. After this seeding, the cells were cultured for 24 hours in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 to proliferate the neural stem cells, and the neural stem cells to be used for observation were prepared.
  • Hoechst 33342 final concentration 10 mg / mL, Hoechst TM 33342 imaging protocol (Thermo Fisher Scientific)
  • Cell membrane of the nerve stem cells were used to stain the nuclei of the nerve stem cells.
  • Cell mask final concentration 5 mg / mL, CellMas TM staining (Thermo Fisher Scientific)
  • the cells prepared in this way were washed with PBS and mounted on a slide glass with an encapsulant to prepare observation materials.
  • a confocal microscope (Olympus Co., Ltd .: confocal laser scanning microscope FV3000) was used to compare the localization of neural stem cell nuclei, neural stem cell cell membranes, and proteoglycans at a magnification of 40 times.
  • the composition of the liquid medium of each medium group (medium 9) used in this experiment 17 is as follows. Although DMEM / Ham F-12 (Nacalai Tesque, Inc., 08460-95) was used as the basal medium, the composition of each component in 50 ml is shown below.
  • N2 N-2 Supplement (100X) (Gibco: 17502-048)
  • B27 B-27 TM Plus Supplement Vitamin A Free (50X)
  • 50X gibco: A35528-01
  • Heparin Sodium heparin (Nacalai Tesque (product code: 17513-96, 17513-41, 17513-54)
  • Antibiotics penicillin-streptomycin (WAKO: 168-23191)
  • BFGF bFGF (funakoshi: 100-18B)
  • -EGF EGF (funakoshi: 315-09)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Product code: 162-22131, 168-22133))
  • the "fluorescent-labeled proteoglycan" containing medium 9 was prepared as follows. Atto 590 (Sigma-Aldrich, 70425) and proteoglycan were reacted at room temperature for 2 hours by the method recommended by the manufacturer (product: the method shown in Atto 590 (Sigma-Aldrich, 70425)). After this reaction, purification was performed using Zeba Spin Desalting Colon (Thermo Fisher Scientific), and fluorescently labeled proteoglycans were recovered. The recovered fluorescently labeled proteoglycan was used in this experiment 5.

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Abstract

【課題】安全な血管新生促進及び/又は神経再生のための手段(例えば、体内に移植した細胞や組織に血管新生を誘導する技術)、当該移植後の神経幹細胞(神経系の未分化な組織幹細胞)が生着して増殖するための足場などの剤の開発などが求められ、当該手段を提供する。 【解決手段】ゲル成分と、プロテオグリカンと、を含む、血管新生促進及び/又は神経再生のために用いられるユニット、などを提供する。

Description

血管新生促進及び/又は神経再生用ユニット クロスリファレンス
 本出願は、日本国において、2020年4月8日に出願された特願2020-069686号、2020年5月15日に出願された特願2020-085736号、2020年8月28日に出願された特願2020-144278号および2021年1月29日に出願された特願2021-013172号、に基づく優先権を主張するものであり、当該出願に記載された内容は全て、参照によりそのまま本明細書に援用される。また、本願において引用した全ての特許、特許出願及び文献に記載された内容は全て、参照によりそのまま本明細書に援用される。
 本発明は、ヒト等の血管新生促進及び/又は神経再生のためのユニットなどに関する。
 血管新生は、動物において、既存の毛細血管等から血管内皮細胞が遊走、増殖し、管腔形成によって新しい血管網が形成される現象である。創傷の治癒過程(炎症期、増殖期、成熟期)においては、損傷部の治癒に必要な酸素やエネルギーを運ぶために、損傷部に向かって新しい血管が新生される。そのため、血管新生を促進することで、創傷治療を促進することができるものと考えられる。
 血管新生を誘導するものとしては、例えば、血管内皮増殖因子(VEGF)等が知られている。しかし、VEGFは、例えば腫瘍細胞により産生され病的な血管新生を誘導することが知られている(特許文献1)。また、ヒト誘導多能性幹細胞(iPS細胞)から内皮細胞を作製する技術もあるが(特許文献2)、iPS細胞に関しては未分化の細胞が残った状態で移植を行うと癌化する可能性と考えられており、技術を用いることに安全性に課題があると考えられる。
 また、パーキンソン病や脊椎損傷などの神経疾患の治療に、ドナー不足さらには倫理的問題などから、神経幹細胞を移植することも検討されている(非特許文献1、特許文献3)。
 iPS細胞の発見により、例えば、患者本人からiPS細胞を作って、そのiPS細胞から神経幹細胞を誘導することが可能になり、自分の細胞を治療に使用できる自家移植を行うことも期待されている。しかし、患者本人の細胞からiPS細胞を経て神経幹細胞を作成するのに、半年以上と長い期間を要すると考えられている。それに加えて、iPS細胞は細胞の株ごとに安全性や分化の方向性が大きく異なると考えらえており、安全なiPS細胞であることを検証するにはさらに長い期間を要するのが現状である。更に、脊髄損傷においては、患者の症状が固定する前に神経幹細胞を移植しないと効果がないと考えられている。そのため、例えば、このように細胞移植が有効な期間が限られる疾患では、iPS細胞の移植技術を用いても患者本人の細胞を治療に使うことは難しいと考えられている(非特許文献1)。また、当該神経幹細胞の移植の場合でも、当該移植後の細胞の生着率は低いと考えられている(非特許文献2)。
Takeshi Matsuiら:STEM CELLS 2012,30:1109-1119頁 Koichi Iwatsuki:Spinal Surgery 2015,29:26-31頁
特開2016-216375 WO2014/192925 特開2005-278641
 現在も、安全な血管新生促進及び/又は神経再生のための手段(例えば、体内に移植した細胞や組織に血管新生を誘導する技術)、当該移植後の神経幹細胞(神経系の未分化な組織幹細胞)が生着して増殖するための足場などの剤の開発、などが求められている。
 そこで、本発明は、安全な血管新生を促進する手段を提供することなどを目的とする。
 本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、すなわち、本発明の1つは「ゲル成分と、プロテオグリカンと、を含む、血管新生促進及び/又は神経再生のために用いられるユニット」であり、本発明は例えば以下(1)から(11)の発明である。
(1)ゲル成分と、プロテオグリカンと、を含む、血管新生促進及び/又は神経再生のために用いられるユニット。
(2)VEGFを含む、(1)に記載のユニット。
(3)FGF-2を含む、(1)又は(2)に記載のユニット
(4)EGFを含む、(1)から(3)のいずれかに記載のユニット。
(5)血管新生促進を起こすための細胞を更に含む、(1)から(4)のいずれかに記載のユニット。
(6)ゲル成分の上に、VEGFを含有する液体培地と血管新生促進を起こすための細胞とが積層される、(2)から(5)のいずれかに記載のユニット。
(7)プロテオグリカンの含有量が、0.1μg/ml以上である、(1)から(6)のいずれかに記載のユニット。
(8)プロテオグリカンがVEGFを含有する液体培地に含まれる、(2)から(7)のいずれかに記載のユニット。
(9)プロテオグリカンがゲル成分に含まれる、(1)から(8)のいずれかに記載のユニット。
(10)プロテオグリカンがコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンである、(1)~(9)のいずれかに記載のユニット。
(11)プロテオグリカンがサケ鼻軟骨由来のプロテオグリカンである、(10)に記載のユニット。
 このユニットを用いることにより、例えばヒト等の体内にこのユニットを移植して、当該体内において安全に血管新生を促進することなどができる。
血管新生能の評価を行った結果(位相差顕微鏡により観察を行って撮影した写真、倍率は4倍)である。図中において、(1)はPG0群の培養開始2時間後の写真、(2)はPG1000群の培養開始2時間後の写真、(3)はGAG1000群の培養開始2時間後の写真、(4)はPG0群の培養開始4時間後の写真、(5)はPG1000群の培養開始4時間後の写真、(6)はGAG1000群の培養開始4時間後の写真、(7)はPG0群の培養開始6時間後の写真、(8)はPG1000群の培養開始6時間後の写真、(9)はGAG1000群の培養開始6時間後の写真、である。 図1で示した各群の培養開始6時間後のサンプルにおいて、血管の長さ(図(a))、網目構造の数(図(b))、分岐点の数(図(c))を測定した結果である。当該測定した結果は、ランダムに選んだ4つの視野について各々の項目(血管の長さ、網目構造の数、分岐点の数)を定量し、定量した値の平均値を算出した結果である。当該測定では、Dunnet法による統計解析を行い、*は有意差を示し、p<0.05である。当該測定は、当該培養を3回行い、その3回の平均値を算出することにより行った。各群の血管の長さ(pixel)は、PG0群では3187、PG1000群では3192、GAG1000群では2996(PG0群と比べ有意差あり)、であった。各群の網目構造の数は、PG0群では9.9個、PG1000群では10.9個(PG0群と比べ有意差あり)、GAG1000群では8.2個(PG0群と比べ有意差あり)、であった。各群の分岐点の数は、PG0群では16.7個、PG1000群では20.4個(PG0群と比べ有意差あり)、GAG1000群では14.6個(PG0群と比べ有意差あり)、であった。 血管新生能の評価を行った結果(位相差顕微鏡により観察を行って撮影した写真、倍率は4倍)である。図中において、(1)はPG0群の培養開始2時間後の写真、(2)はPG1群の培養開始2時間後の写真、(3)はPG10群の培養開始2時間後の写真、(4)はPG100群の培養開始2時間後の写真、(5)はPG1000群の培養開始2時間後の写真、(6)はPG0群の培養開始4時間後の写真、(7)はPG1群の培養開始4時間後の写真、(8)はPG10群の培養開始4時間後の写真、(9)はPG100群の培養開始4時間後の写真、(10)はPG1000群の培養開始4時間後の写真、(11)はPG0群の培養開始6時間後の写真、(12)はPG1群の培養開始6時間後の写真、(13)はPG10群の培養開始6時間後の写真、(14)はPG100群の培養開始6時間後の写真、(15)はPG1000群の培養開始6時間後の写真、である。 図3で示した各群の培養開始6時間後のサンプルにおいて、血管の長さ(図(a))、網目構造の数(図(b))、分岐点の数(図(c))を測定した結果である。当該測定は、当該培養を3回行い、その3回の平均値を算出することにより行った。当該測定した結果は、ランダムに選んだ4つの視野について各々の項目(血管の長さ、網目構造の数、分岐点の数)を定量し、定量した値の平均値を算出した結果である。当該測定では、PG0を100とした場合の相対値を示している。当該測定では、Dunnet法による統計解析を行い、*は有意差を示し、p<0.05(図中では*と記載)、p<0.01(図中では**と記載)、p<0.001(図中では***と記載)、p<0.0001(図中では****と記載)、である。各群の血管の長さは、PG0群を100とした場合、PG1群は108.20、PG10は120.87(PG0群と比べ有意差あり)、PG100は129.44(PG0群と比べ有意差あり)、PG1000は123.17、であった。各群の網目構造の数は、PG0群を100とした場合、PG1群は125.23(PG0群と比べ有意差あり)、PG10は148.17(PG0群と比べ有意差あり)、PG100は170.85(PG0群と比べ有意差あり)、PG1000は159.66、であった。各群の分岐点の数は、PG0群を100とした場合、PG1群は127.68(PG0群と比べ有意差あり)、PG10は149.59(PG0群と比べ有意差あり)、PG100は166.24(PG0群と比べ有意差あり)、PG1000は161.37(PG0群と比べ有意差あり)、であった。 血管新生能の評価を行った結果(位相差顕微鏡により観察を行って撮影した写真、倍率は4倍)である。図中において、(1)はPG0群の培養開始2時間後の写真、(2)はPG100群の培養開始2時間後の写真、(3)はPG0群の培養開始4時間後の写真、(4)はPG100群の培養開始4時間後の写真、(5)はPG0群の培養開始6時間後の写真、(6)はPG100群の培養開始6時間後の写真、である。 図5で示した各群の培養開始6時間後のサンプルにおいて、血管の長さ(図(a))、網目構造の数(図(b))、分岐点の数(図(c))を測定した結果である。当該測定した結果は、ランダムに選んだ4つの視野について各々の項目(血管の長さ、網目構造の数、分岐点の数)を定量し、定量した値の平均値を算出した結果である。当該測定では、Dunnet法による統計解析を行い、*は有意差を示し、p<0.05(図中では*と記載)、p<0.01(図中では**と記載)、である。当該測定は、当該培養を2回行い、その2回の平均値を算出することにより行った。各群の血管の長さ(pixel)は、PG0群では2702、PG1000群では3368(PG0群と比べ有意差あり)、であった。各群の網目構造の数は、PG0群では6.49個、PG100群では9.75個(PG0群と比べ有意差あり)、であった。各群の分岐点の数は、PG0群では12.5個、PG100群では17.8個(PG0群と比べ有意差あり)、であった。 実験3の結果(蛍光顕微鏡観察によるプロテオグリカンの局在の確認)である。(1)は培地中標識PG(マトリゲル無)群のDAPIでの染色結果、(2)は培地中標識PG(マトリゲル無)群の標識PG1での染色結果、(3)は培地中標識PG(マトリゲル無)群のMergeでの染色結果、(4)は培地中標識PG群のDAPIでの染色結果、(5)は培地中標識PG群の標識PG1での染色結果、(6)は培地中標識PG群のMergeでの染色結果、(7)はゲル中標識PG群のDAPIでの染色結果、(8)はゲル中標識PG群の標識PG1での染色結果、(9)はゲル中標識PG群のMergeでの染色結果、である。「DAPI」はDAPI染色によりHUVECの核を標識したことを示し、「Fluorescein」は標識PG1にてプロテオグリカンを標識したことを示し、「Merge」は当該核の標識と当該プロテオグリカンの標識とを合わせて示す。 実験3の結果(コンフォーカル顕微鏡によるプロテオグリカンの局在の確認)であり、図7において示す(4)と(6)と(7)と(9)を抜き出した図である。 実験4の結果(コンフォーカル顕微鏡によるプロテオグリカンの局在の確認である。「Hoechst」はヘキスト染色によりHUVECの核を標識したことを示し、「Cell mask」はCellMaskTM染色によりHUVECの細胞膜を標識したことを示し、「PG-Atto590」は標識PG2にてプロテオグリカンを標識したことを示し、「Merge」は当該核の標識と当該細胞膜の標識と当該プロテオグリカンの標識とを合わせて示す。(1)は「Hoechst」の倍率20倍での当該顕微鏡での観察結果、(2)は「Cell mask」の倍率20倍での当該顕微鏡での観察結果、(3)は「PG-Atto590」の倍率20倍での当該顕微鏡での観察結果、(4)は「Merge」の倍率20倍での当該顕微鏡での観察結果、(5)は「Hoechst」の倍率40倍での当該顕微鏡での観察結果、(6)は「Cell mask」の倍率40倍での当該顕微鏡での観察結果、(7)は「PG-Atto590」の倍率40倍での当該顕微鏡での観察結果、(8)は「Merge」の倍率40倍での当該顕微鏡での観察結果、(9)は「Merge」の倍率60倍での当該顕微鏡での三次元での観察結果、である。
実験5において、血管新生能の評価を行った結果(位相差顕微鏡により観察を行って撮影した写真、倍率は4倍)である。図中において、(1)はPG0群の培養開始6時間後の写真、(2)はPG100群の培養開始6時間後の写真、(3)はウシPG100群の培養開始6時間後の写真、である。 大動脈リングアッセイを用いて、血管新生能を評価した結果(実験6の結果)である。 坐骨神経損傷モデルを用いて、神経及び/又は血管の再生能を評価した結果(実験7の結果)である。 坐骨神経損傷モデルを用いて、血管新生能を評価した結果(実験8の結果)である。 坐骨神経損傷モデルを用いて、血管新生能等を評価した結果(実験9の結果)である。この図14で示すバーは、500μmを示す。この図14で示す点線は、モデルマウスを作製した際に損傷された坐骨神経の部位である。
坐骨神経損傷モデルを用いて、血管新生能を評価した結果(実験11の結果)である。 実験12の結果である。 実験12の結果である。この図17で示すバーは、20μmを示す。 実験12の結果である。この図18で示すバーは、200μmを示す。
実験13にて行った実験手順の模式図である。 各投与群のニューロスフェアの形成数の測定結果である。縦軸は、ニューロスフェア(NS)の形成割合(%)を示すが、具体的にはコントロール群のNSの形成数を100(%)とした場合のNSの形成割合(%)を示す。Dunnet法による統計解析を行い、*は有意差を示し、p<0.05である。 各投与群のニューロスフェアの観察結果である。 実験14にて行った実験手順の模式図である。 実験15にて行った実験手順の模式図である。 実験16にて行った実験手順の模式図である。 実験16の結果(神経幹細胞におけるプロテオグリカンの局在の確認)である。「培地2の群」は培地2の条件で培養した群(標識していないプロテオグリカンを含有した培地にて培養した群)であり、「培地8の群」は培地8の条件で培養した群(標識したプロテオグリカンを含有した培地にて培養した群)である。「Hoechst」はヘキスト染色により神経幹細胞の核を標識したことを示し、「Fluorescein-PG」は蛍光染色により局在しているプロテオグリカンを標識したことを示す。 実験17の結果(神経幹細胞におけるプロテオグリカンの局在の確認(コンフォーカル顕微鏡による確認))である。「Hoechst」はヘキスト染色により神経幹細胞の核を標識したことを示し、「Cell mask」は神経幹細胞の細胞膜を標識したことを示し、「PG-Atto590」はプロテオグリカンを標識したことを示し、「Merge」は当該核の標識と当該細胞膜の標識と当該プロテオグリカンの標識とを合わせて示す。
 以下、本発明にかかるユニットについて説明する。
(VEGF)
 血管内皮細胞増殖因子(VEGF、Vascular endothelial growth factor)は、下垂体foliculo-stellate(星状濾胞)細胞の培養液より単離された血管内皮細胞に特異的に作用する増殖因子である。VEGFは、シスチンノット(Cysteine-knot)増殖因子スーパーファミリーの一員であり、胎生期におけるデノボ(de novo)な血管形成(Vasculogenesis、脈管形成)、既存の血管からの分岐伸長による新たな血管の形成(Angiogenesis、血管新生)などにおいて、重要な役割を担う細胞増殖因子ある。VEGFは、VEGF-A、VEGF-BなどからなるVEGFファミリータンパク質を構成している。VEGF-Aは、血管内皮細胞の増殖、血管透過性の亢進、管膣形成の促進、内皮細胞からの活性物質の産生誘導など作用があり、VEGF-Eには腫瘍組織の血管形成への特異的な作用がある。
(液体培地)
 本発明で用いられる培地は、培地調製の簡便さ(例えば浮遊培養を行うときには培地調製をよりしやすいと考えられること)などの観点で、液体培地の方が好ましい。用いる液体培地は、公知の培地を用いることができる。例えば、細胞の生存増殖に必要な成分(無機塩、炭水化物、ホルモン、必須アミノ酸、ビタミン)を含む培地(例えば、Iscove改変ダルベッコ培地(IMDM)、RPMI、DMEM(例えば、以下実施例にて用いたDMEM/ハムF-12培地(ナカライテスク株式会社、08460-95))、Fischer培地、α培地、Leibovitz培地、L-15培地、NCTC培地、F-12培地、MEM、McCoy培地)などである。また、必要に応じて、更なる添加物(血清、抗生物質など)も含まれてもよい。
(血管新生)
 血管新生は、生体内で新たな血管のネットワークをつくる重要な形態形成現象の1つで、血管内皮細胞が他の細胞と協働して新しい血管の形成を創傷特異的に促進すること(より詳細に述べると、血管内皮細胞が他の細胞と協働して、出芽・伸長・分岐・管腔形成などを繰り返しながら、二次元・三次元の枝分かれ構造といった血管に特徴的な形を作っていくこと)、である。正常な(生理的な)血管新生に起こる生体内の現象は、例えば、胎児の血管形成、子宮内膜形成、卵胞形成、創傷治癒である。病的な血管新生により起こる生体内の現象として、例えば、悪性腫瘍の形成、眼内血管新生病、関節リウマチ、粥状動脈硬化症である。血管新生が十分でないために起こる生体内の現象は、例えば、閉塞性動脈硬化症、狭心症、心筋梗塞である。血管新生が十分でないために起こる生体内の現象(疾患)に対して治療するために、例えば血管新生を促進する血管再生療法が用いられる。
(血管新生促進を起こすための細胞)
 本発明で用いられる血管新生促進を起こすための細胞は、種類は特に問わないが、ヒト等の哺乳動物の細胞であり、例えば体細胞、その体細胞の前駆細胞又はそれらの混合細胞である。本発明で用いられる血管新生促進を起こすための細胞は、体細胞としては、例えば、心筋細胞、内皮細胞(血管内皮細胞、リンパ管内皮細胞など)、壁細胞(周皮細胞など)、筋細胞(骨格筋細胞、平滑筋細胞など)、などが挙げられる。なお、以下実施例では、血管新生促進を起こすための細胞として、HUVEC(ヒト臍帯静脈内皮細胞)を用いた。
(ゲル成分)
 本発明で用いるゲル成分(材料)は、通常、生体適合性のあるものであり、水を大量に含むことができ、酸素、水、栄養物及び酵素などの細胞生存に必要な物質を容易に拡散移動させることができる。ゲル成分の形態は、ユニットに組み込むことができれば特に限定されないが、例えば、粒子状、顆粒状、フィルム状、チューブ状、ディスク状、網状、メッシュ状、多孔質状、懸濁状もしくは分散状などが挙げられる。ゲル成分は、例えばゼラチンハイドロゲルなどハイドロゲルが挙げられる。ゲル成分には、血管新生促進を起こすための細胞の増殖性を調整するなどのために、必要に応じて、諸々の成分、例えば、ラミニン、IV型コラーゲン、エンタクチン/ニドゲン、所定の成長因子を含有することもできる。以下実施例では、ゲル成分として、例えば、マトリゲル(登録商標、コーニング、Product Number:356231)、Collagen Gel Culturing Kit cellmatrix type1-A(新田ゼラチン、638-00781)を用いた。
(プロテオグリカン)
 プロテオグリカンはコアタンパク質にコンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸等のグリコサミノグリカン(以下GAGと表す。)と呼ばれる糖鎖が共有結合した糖タンパク質である。プロテオグリカンは、細胞外マトリックスの主要構成成分の一つとして皮膚や軟骨など体内に広く分布している。GAG鎖は分岐を持たない長い直鎖構造を持つ。多数の硫酸基とカルボキシル基を持つため負に荷電しており、GAG鎖はその電気的反発力のために延びた形状をとる。また、プロテオグリカンは、糖の持つ水親和性により、多量の水を保持することができる。プロテオグリカンに含まれる多数のGAG鎖群はスポンジのように水を柔軟に保持しながら、弾性や衝撃への耐性といった軟骨特有の機能を担っている。
 プロテオグリカンのコアタンパク質はマトリックス中の様々な分子と結合する性質をもつ。軟骨プロテオグリカンの場合、N末端側にヒアルロン酸やリンクタンパク質との結合領域を持ち、これらの物質と結合すること、同一分子間で会合することもある。C末端にはレクチン様領域、EGF様領域などを持ち様々な他の分子と結合する。この性質により、プロテオグリカンはそれぞれの組織にあった構造を築く。
 プロテオグリカンのうち、コンドロイチン硫酸型プロテオグリカンは、コンドロイチン硫酸がコアタンパク質に共有結合されているプロテオグリカンである。
 サケ鼻軟骨由来のプロテオグリカンは、サケの鼻軟骨から抽出して得られたプロテオグリカンである。ここで、サケは、例えばサケ属(Oncorhynchus)に属する魚であるが、好ましくは細胞増殖性(例えば、培養したい細胞をより効率的に培養すること)の観点で学名が「Oncorhynchus keta」のサケが選択される。
 また、本発明に係るユニットに含まれるプロテオグリカンの含有量は、例えば細胞増殖性などの観点で、下限は好ましくは0.1μg/ml以上、より好ましくは0.2μg/ml以上、更に好ましくは0.5μg/ml以上である。
 本発明に係るユニットに含まれるプロテオグリカンは、例えば公報(日本特許第6317053号公報)に記載の方法で作製される。以下、実施例で示す実験では、プロテオグリカンとして、例えば、サケ鼻軟骨由来のプロテオグリカン(富士フイルム和光純薬株式会社(商品コード:162-22131、168-22133))、ウシ鼻中隔由来のプロテオグリカンを用いた。
 本発明に係るユニットにおいては、プロテオグリカンは、液体培地及び/又はゲル成分に含有される。
(ユニット)
 上述のように、本発明に係るユニットは、「ゲル成分と、プロテオグリカンと、を含む、血管新生促進のために用いられるユニット(集団)」、「VEGFを含有する液体培地と、血管新生促進を起こすための細胞と、ゲル成分と、プロテオグリカンと、を含むユニット(集団)」などであるが、例えばゲル成分を更に用いて、当該ユニットを複数積層化したものを作製して、該積層化したものを、ヒト等の体内に移植することも可能である。
 本発明に係るユニットは、例えば、細胞移植などの細胞治療(自身の細胞または他人の細胞を用いて疾患を治療する治療法)、再生誘導医療(生体内に存在する幹細胞を、体外に取り出すことなく、怪我や病気で損傷した組織に局所動員し、機能的組織再生を誘導する治療)にて用いることが可能である。
(FGF-2)
 FGF-2(Fibroblast Growth Factor-2、繊維芽細胞成長因子)は、bFGFとも呼ばれ、動物の神経組織、下垂体、副腎皮質、胎盤などから単離できる。FGF-2は、神経分化、生存、再生を誘導すると共に、胚発生や分化を調節することが知られている。FGF-2は、例えば、細胞増殖因子、血管新生因子、神経栄養因子として幅広い機能を有し、ES細胞やiPS細胞を始めとする様々な細胞に対して、増殖活性を示す。
(EGF)
 EGF(Epidermal Growth Factor、上皮増殖因子)は、上皮性細胞をはじめとする種々の細胞に対し増殖を促進する作用を持つポリペプチドである。EGFの作用は種特異性が少なく,上皮細胞,繊維芽細胞,肝細胞などさまざまな細胞に対し増殖効果を示す。生体においては細胞の増殖・分化に重要な役割を果たしている成長因子と考えられている。
(神経幹細胞)
 神経幹細胞は、自己複製能と多分化能を併せもった、神経系の未分化な組織幹細胞、である。ヒトなどの哺乳類の胎生期の脳では、神経幹細胞が先ずは盛んに増殖することで自らの数を指数関数的に増やし、次いで、非対称分裂を生み出す。また、胎生後期や生後の脳では、アストロサイトやオリゴデンドロサイトを生み出すことが知られている。神経幹細胞は、中枢神経系を構成する主要な細胞型であるニューロン、アストロサイト、およびオリゴデンドロサイトの供給源となる細胞である。本発明では、好ましくはヒト、マウスなどの哺乳類由来の細胞を用いる。
(神経再生)
 中枢及び/又は末梢神経などの神経再生は、神経における正常発生の過程を少なくとも一部再現することを表わし、再生する細胞の由来に左右されない。再生する細胞としては、例えば、幹細胞(例えば、神経幹細胞、胚性幹細胞、骨髄細胞等)、神経前駆細胞または神経細胞等が挙げられる。さらに、神経再生する細胞は、内在性の細胞(例えば、神経幹細胞、神経前駆細胞、神経細胞、成熟神経細胞等)であっても、外因性の細胞(例えば、移植神経幹細胞、移植神経前駆細胞、移植神経細胞、移植成熟神経細胞等)であってもよい。外因性の細胞は、自家由来の細胞であっても他家由来の細胞であってもよい。また、神経再生は、組織再生または機能再生を包含し、例えば、上記した細胞の生着、分化、増殖及び/又は成熟等が含まれる。成熟は、例えば、神経細胞が信号のやりとり等の機能的に働く状態に成長することである。また、再生は、例えば神経栄養因子様作用や神経栄養因子活性増強作用も包含する。例えば、末梢神経再生は、外的要因又は内的要因により傷ついた末梢神経が標的細胞へ伸展すること、神経回路を再構築できること、末梢神経障害の予防及び/又は治療などである。
[実験1:血管新生能の評価]
 ヒト正常新生児由来の臍帯静脈内皮細胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cells、以下「HUVEC」と記載する)を用いて、プロテオグリカン等が含有されたユニットの血管新生能の評価を行った。
 以下実験方法を記載する。まず、各ウェルにマトリゲル(150μl/well)を入れ、10分間室温(23℃)で静置した。この静置後、更に37℃、5%COの環境下にて30分間静置した。この30分間静置後に、各ウェルに培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)を加え、平衡化を、37℃、5%COの環境下にて、15分間行った。当該平衡化の後、各ウェルにHUVEC(5.0×10個/well)を播種して、以下の各群(PG0、PG1、PG10、PG100、PG1000、GAG1000)の培地の条件で、37℃、5%COの環境下で細胞培養した。この培養開始から2時間後(図では2hと記載)、この培養開始から4時間後(図では4hと記載)、この培養開始から6時間後(図では6hと記載)において、所定の評価を行った。
 この実験1において、各群(PG0、PG1、PG10、PG100、PG1000、GAG1000)の培地の組成は以下である。
(PG0)
 培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)にプロテオグリカンの含有なし。
(PG1)
 培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)にプロテオグリカンを最終濃度1μg/mlとなるように添加した培地。
(PG10)
 培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)にプロテオグリカンを最終濃度10μg/mlとなるように添加した培地。
(PG100)
 培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)にプロテオグリカンを最終濃度100μg/mlとなるように添加した培地。
(PG1000)
 培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)にプロテオグリカンを最終濃度1000μg/mlとなるように添加した培地。
(GAG1000)
 培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)にGAGを最終濃度1000μg/mlとなるように添加した培地。
 この実験1の結果を、図1から図4に示す。図1と図2に示す実験結果は、培地にプロテオグリカンを添加することにより血管新生が促進されるが、培地にGAG(プロテオグリカンと異なり、コアタンパク質が結合されていない形態)では血管新生が促進されない、という結果であった。図3と図4に示す実験結果は、培地にプロテオグリカンを濃度依存的に添加することにより(少なくともプロテオグリカンを100μg/ml添加した群までは)、血管新生が促進される結果であった。
[実験2:血管新生能の評価]
 HUVECを用いて、プロテオグリカン等が含有されたユニットの血管新生能の評価を行った。実験1と異なり、この実験2では、マトリゲルに所定量のプロテオグリカンを添加することによる血管新生能の評価を行った。
 以下実験方法を記載する。各ウェルに、マトリゲル(150μl/well、プロテオグリカンを添加せず)又はプロテオグリカンが100μg/mlの割合で添加したマトリゲル(150μl/well)を入れ、10分間室温(23℃)で静置した。ここで、図5と図6において、「PG0」はマトリゲル(150μl/well、プロテオグリカンを添加せず)の群、「PG100」はプロテオグリカンが100μg/mlの割合で添加したマトリゲル(150μl/well)の群、として記載する。
 この静置後、更に37℃、5%COの環境下にて30分間静置した。この30分間静置後に、各ウェルに培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)を加え、平衡化を37℃、5%COの環境下にて、15分間行った。当該平衡化の後、各ウェルにHUVEC(5.0×10個/well)を播種して、37℃、5%COの環境下にて細胞培養した。この培養開始から2時間後(図では2hと記載)、この培養開始から4時間後(図では4hと記載)、この培養開始から6時間後(図では6hと記載)において、所定の評価を行った。
 この実験2の結果を、図5と図6に示す。図5と図6に示す実験結果は、培養液ではなくマトリゲルにプロテオグリカンを添加した場合でも血管新生が促進される、という結果であった。
[実験3:血管新生におけるプロテオグリカンの局在の確認]
 HUVECを用いて、血管新生におけるプロテオグリカンの局在を、蛍光顕微鏡とコンフォーカル顕微鏡を用いて確認した。
 以下、この実験3の手順を記載する。まず、以下の3種類のウェルを準備する。
・マトリゲルを添加しない群:図7では「培地中標識PG(マトリゲル無)」と記載。
・マトリゲルを添加(70μl/well)した群:図7と図8では「培地中標識PG」と記載。
・マトリゲルを添加(70μl/well)し、更にこのマトリゲルには、マトリゲルと培養液とのユニットにおいて最終濃度100μg/mlとなるように、「標識PG1」を添加した群:図7と図8では「ゲル中標識PG」と記載。
 これらのウェルを準備した後、10分間室温(23℃)で静置した。この静置後、更に37℃、5%COの環境下にて30分間静置した。
 この30分間静置後に、各ウェルに培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)を加え、平衡化を37℃、5%COの環境下にて、15分間行った。当該平衡化の後、各ウェルにHUVEC(5.0×10個/well)を播種した。ここで、マトリゲルを添加(70μl/well)した群(培地中標識PG群)では、マトリゲルと培養液とのユニットにおいて最終濃度100μg/mlとなるように、培養液に「標識PG1」を更に添加した。
 当該播種した後、37℃、5%COの環境下にて2時間細胞培養した。当該培養後、400gで3分間遠心分離することで各ウェルの細胞を回収した。回収した細胞を、PBSで5分washした。当該wash後の細胞を4%パラホルムアルデドで15分間固定した。当該固定後、細胞を再度PBSにて5分washした。当該wash後に、細胞をスライドガラス上にDAPI(株式会社同仁化学研究所、D212-CellstainTM-DAPI)が含有された封入剤でマウントすることで観察試料を作製した。蛍光顕微鏡(オリンパス株式会社:倒立型リサーチ顕微鏡IX81)とコンフォーカル顕微鏡(オリンパス株式会社:共焦点レーザー走査型顕微鏡FV3000)とを用い、倍率40倍で、HUVECの核(DAPIにて染色)、プロテオグリカンの局在を比較した。
 観察結果を図7と図8に示す。図7と図8において、青色はDAPIにてHUVECの核が染色されたこと、緑色はプロテオグリカンが標識されたことを示している。培地中標識PG(マトリゲル無し)群では、プロテオグリカンの局在を確認できなかった(図7の(1)から(3))。一方で、培地中標識PG群とゲル中標識PGでは(図7の(4)から(9)、図8)、当該細胞培養開始2時間後で既に、内皮細胞の局在とプロテオグリカンの局在が高い相関性を示したこと(具体的には、環状構造を作ろうとしている血管に沿ってプロテオグリカンが分布すること)、を確認した。
[実験4:血管新生におけるプロテオグリカンの局在の確認]
 HUVECを用いて、血管新生におけるプロテオグリカンの局在を、蛍光顕微鏡とコンフォーカル顕微鏡を用いて確認した。この実験4で用いた標識されたプロテオグリカンは、実験3で用いた標識PG2ではなく、標識PG1である。
 以下、この実験4の手順を記載する。まず、以下の2種類のウェルを準備する。
・マトリゲルを添加しない群:図9では図示していない群。
・マトリゲルを添加(70μl/well)し、更にこのマトリゲルには、マトリゲルと培養液とのユニットにおいて最終濃度100μg/mlとなるように、プロテオグリカンを添加した群:図9で図示した群。
 これらのウェルを準備した後、10分間室温(23℃)で静置した。この静置後、更に37℃、5%COの環境下にて30分間静置した。
 この30分間静置後に、各ウェルに培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)を加え、平衡化を37℃、5%COの環境下にて、15分間行った。当該平衡化の後、各ウェルにHUVEC(5.0×10個/well)を播種した。ここで、マトリゲルを添加(70μl/well)した群(培地中標識PG群)では、マトリゲルと培養液とのユニットにおいて最終濃度100μg/mlとなるように、培養液に「標識PG1」を更に添加した。
 当該播種した後、37℃、5%COの環境下にて2時間細胞培養した。観察で用いる細胞(当該培養後の細胞)を回収する1時間前に、細胞の核を染色するためにヘキスト33342(最終濃度10mg/mL、HoechstTM 33342イメージングプロトコル(Thermo Fisher Scientific))及び細胞の細胞膜を染色するためにCellmask(最終濃度5mg/mL、CellMaskTM染色(Thermo Fisher Scientific))を添加して染色した。当該培養後、400gで3分間遠心分離することで細胞を回収した。当該回収した細胞を、PBSで5分washした。当該wash後の細胞を4%パラホルムアルデドで15分間固定した。当該固定後、細胞を再度PBSにて5分washした。当該wash後に、細胞をスライドガラス上に封入剤でマウントすることで観察試料を作製した。コンフォーカル顕微鏡(オリンパス株式会社:共焦点レーザー走査型顕微鏡FV3000)を用い、倍率20倍と倍率40倍と倍率60倍で、HUVECの核(上述のヘキストにて染色)、HUVECの細胞膜(上述のCellmaskにて染色)、プロテオグリカンの局在を比較した。
 観察結果を図9に示す。図9において、「Hoechst」はヘキスト染色によりHUVECの核を標識したことを示し、「Cell mask」はCellMaskTM染色によりHUVECの細胞膜を標識したことを示し、「PG-Atto590」は標識PG2にてプロテオグリカンを標識したことを示し、「Merge」は当該核の標識と当該細胞膜の標識と当該プロテオグリカンの標識とを合わせて示す。図9で示す確認結果により、図7と図8で示す結果と同じように、当該細胞培養開始2時間後で既に、内皮細胞の局在とプロテオグリカンの局在が高い相関性を示したこと(具体的には、環状構造を作ろうとしている血管に沿ってプロテオグリカンが分布すること)、を確認した。なお、図9では図示しないが、マトリゲルを添加しない群では、図9に示すような局在を確認できなかった。
[実験5:血管新生能の評価]
 HUVECを用いて、プロテオグリカン等が含有されたユニットの血管新生能の評価を行った。
 以下実験方法を記載する。まず、各ウェルにマトリゲル(150μl/well)を入れ、10分間室温(23℃)で静置した。この静置後、更に37℃、5%COの環境下にて30分間静置した。この30分間静置後に、各ウェルに培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)を加え、平衡化を、37℃、5%COの環境下にて、15分間行った。当該平衡化の後、各ウェルにHUVEC(5.0×10個/well)を播種して、以下の各群(PG0、PG100、ウシPG100)の培地の条件で、37℃、5%COの環境下で細胞培養した。この培養開始から6時間後において、所定の評価を行った。
 この実験5において、各群(PG0、PG100、ウシPG100)の培地の組成は以下である。
(PG0)
 培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)に、プロテオグリカンの含有なし。
(PG100)
 培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)に、プロテオグリカン(サケ鼻軟骨由来のプロテオグリカン)を最終濃度100μg/mlとなるように添加した培地。
(ウシPG100)
 培養液(EGMTM-2 BulletKitTM)に、ウシ鼻中隔由来のプロテオグリカンを最終濃度100μg/mlとなるように添加した培地。
 この実験5の結果を、図10及び以下表1から表3に示す。表1から表3では、図10で示した各群の培養開始から6時間後のサンプルにおいて、血管の長さ(表1)、網目構造の数(表2)、分岐点の数(表3)を測定した結果を示す。表1から表3で示す結果は、ランダムに選んだ4つの視野について各々の項目(血管の長さ、網目構造の数、分岐点の数)を定量し、定量した値の平均値を算出した結果である。表1から表3において、測定値はPG0を100とした場合の相対値を示し、SDは標準偏差である。
 実験5の結果では、培地にサケ鼻軟骨由来のプロテオグリカンの添加群(PG100)だけでなく、ウシ鼻中隔由来のプロテオグリカンの添加群(ウシPG100)でも、血管新生が促進される結果であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 なお、この実験1から実験5では、以下の試料等を用いた。
・HUVEC(C2517A及びC2517AS、LONZA):ヒト正常新生児由来の臍帯静脈内皮細胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cells)、単一ドナー由来の細胞。
・EGMTM-2 BulletKitTM(CC-3162、LONZA):EBMTM -2 基本培地(CC-3156)が500mLの場合に、VEGF(0.5mL)、hEGF(0.5mL、ヒト由来のEGF)、R3-IGF-1(0.5 mL)、Ascorbic Acid(0.5mL)、Hydrocortisone(0.2mL)、hFGFβ(2mL、ヒト由来のFGFベータ)、Heparin(0.5mL)、FBS(10mL)及びGA(0.5mL)が含有される。
・プロテオグリカン(富士フイルム和光純薬株式会社(商品コード:162-22131、168-22133)):プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来。なお、なおこのプロテオグリカンから常法によりGAGのみを精製し作製したものが実験1で用いたGAGである。GAGは、プロテオグリカンと異なり、コアタンパク質が結合されていない。
・蛍光標識したプロテオグリカンその1(明細書と図面では「標識PG1」とも記載):ATTO 488 NHS ester(Sigma-Aldrich)とプロテオグリカンとを、メーカー推奨の方法(製品:ATTO 488 NHS ester (Sigma-Aldrich)に示す方法)にて、室温で2時間反応させた。この反応の後、Zeba Spin Desalting Column(Thermo Fisher Scientific)を用いて精製を行い、蛍光標識したプロテオグリカンを回収した。標識PG1は、この回収した蛍光標識したプロテオグリカンである。
・蛍光標識したプロテオグリカンその2(明細書と図面では「標識PG2」とも記載):Atto 590(Sigma-Aldrich、70425)とプロテオグリカンとを、メーカー推奨の方法(製品:Atto 590(Sigma-Aldrich、70425)に示す方法)にて、室温で2時間反応させた。この反応の後、Zeba Spin Desalting Column(Thermo Fisher Scientific)を用いて精製を行い、蛍光標識したプロテオグリカンを回収した。標識PG2は、この回収した蛍光標識したプロテオグリカンである。
・マトリゲル(コーニング、Product Number:356231):CorningTMマトリゲル 基底膜マトリックス グロースファクター リデュースト フェノールレッドフリー。
・ウシ鼻中隔由来のプロテオグリカン(Sigma-Aldrich、製品番号:P5864):プロテオグリカン ウシ鼻中隔由来(Proteoglycan from bovine nasal septum chromatographically purified)
[実験6:大動脈リングアッセイを用いた血管新生能の評価]
 VEGFとゲル成分(コラーゲンゲル)とプロテオグリカンとを含むユニットの効果を確認するために、12週齢のオスの血管レポーターマウス(Flt1-tdsRed BACトランスジェニックマウス)の胸部大動脈を用いて、大動脈リングアッセイ(Aortic ring アッセイ(ex vivoアッセイ))を行った。当該アッセイは、論文(THE JOURNAL of JAPANESE COLLEGE of ANGIOLOGY vol.45 No.10、637ページから641ページ)の記載を参考にして行った。
 まず、ガラスボトムdishに、コラーゲンゲルの層(Base Layer)を作製した。
 次に、実験で用いるリング状の大動脈片(約2mm厚)を作製した。当該レポーターマウスより胸大動脈を採取して、当該採取した胸大動脈から外膜を除去して、当該大動脈片を作製した。
 次に、当該dish上に、約2個の大動脈片を、培養皿の底面と垂直になるように置き、再構成コラーゲン液(0.3質量% Cellmatrix type1-A、新田ゼラチン)を重層した。当該重層した後、30分間37℃で静置して、当該dish上の混合物(Base Layer、大動脈片及び再構成コラーゲン液)のゲル化を行った。
 当該ゲル化の後、当該混合物に対して、コントロールの培養液又はプロテオグリカンが含有された培養液を添加した。当該添加後、当該培養液が添加された混合物を14日間37℃で培養した。なお、コントロールの培養液を添加した群を「コントロール群」、プロテオグリカンが含有された培養液を添加した群を「PG投与群」とした。大動脈片からから伸展した細胞を位相差顕微鏡で確認した。コントロール群及びPG投与群について、当該大動脈片から伸展した細胞(図11において矢印で示すもの)の総面積を測定した。図11のバーは、200μmを示す。当該総面積の値を、血管新生能の測定結果した。
 測定結果を以下記載する。コントロール群の総面積を100とした場合に、当該コントロール群と比べ、PG投与群は555.2(スチューデントのt検定(Student t-test)にて、p<0.001)であった。よって、コントロール群に比べ、PG投与群では有意に血管新生能が確認できた。
 なお、この実験6では、以下の試料等を用いた。
・コラーゲンゲル:Collagen Gel Culturing Kit cellmatrix type1-A(新田ゼラチン、638-00781)
・ガラスボトムdish:35mmガラスボトムdish(IWAKI、3911-035)
・コントロールの培養液(コントロール群の培養液):基礎培地500mLの場合に、当該基礎培地に、HuMedia-EG増殖添加剤セットに含有の6種類の液、最終濃度が20ng/mLとなるようにVEGF(Peprotech、3624436)が含有された液で、プロテオグリカンが含有されていない液。
・プロテオグリカンが含有された培養液(PG投与群の培養液):基礎培地500mLの場合に、当該基礎培地に、HuMedia-EG増殖添加剤セットに含有の6種類の液、最終濃度が20ng/mLとなるようにVEGF(Peprotech、3624436)が含有された液で、プロテオグリカンが最終濃度で100μg/mLの割合で含有された液。
・基礎培地:HuMedia-EB2(倉敷紡績株式会社、KE-2350S)
・HuMedia-EG増殖添加剤セット(倉敷紡績株式会社、KE-6150):正常ヒト血管内皮細胞用増殖添加剤(500ml用)のキットであり、FBS(10mL)、hEGF(0.5mL、ヒト由来のEGF)、Hydrocortisone(ハイドロコーチゾン、ヒドロコルチゾン、0.5mL)、hFGFβ(0.5mL、ヒト由来のFGFベータ)、Heparin(0.5mL)及び抗菌剤(0.5mL、ゲンタマイシン/アンフォテリシンB)が含まれるキットである。
・プロテオグリカン(富士フイルム和光純薬株式会社(商品コード:162-22131、168-22133)):プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来。
[実験7:坐骨神経損傷モデルによる神経及び/又は血管の再生能の評価]
 坐骨神経を損傷させたモデルマウス(坐骨神経を切断したモデルマウス)を用いて、VEGFとゲル成分(マトリゲル)とプロテオグリカンとを含むユニットの投与による神経及び/又は血管の再生能を評価した。
 実験方法を記載する。先ず、12週齢のオスの血管レポーターマウス(Flt1-tdsRed BACトランスジェニックマウス)の尾部の方の坐骨神経(右肢及び左肢の坐骨神経)を切断して、当該モデルマウス(n=2)を作製した。当該モデルマウスの右側坐骨神経には10mg/mL PG群処置を、当該モデルマウスの左側坐骨神経にはControl群処置を行った。
 ここで、以下定義する。
・10mg/mL PG群処置:マトリゲルにプロテオグリカン(最終濃度が10mg/mL)を入れたユニットを、当該坐骨神経(当該坐骨神経の損傷(切断)部位)に載置した処置。
・Control群処置:マトリゲルを、当該坐骨神経(当該坐骨神経の損傷(切断)部位)に載置した処置。
・プロテオグリカン(富士フイルム和光純薬株式会社(商品コード:162-22131、168-22133)):プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来。
・マトリゲル(コーニング、Product Number:356231):CorningTMマトリゲル 基底膜マトリックス グロースファクター リデュースト フェノールレッドフリー。
 当該処置後、直ちに当該処置したモデルマウスの部位の筋層及び皮膚を縫合した。当該縫合後、当該モデルマウスの5日間の通常の飼育又は8日間の通常の飼育を行った。当該通常の飼育後、当該モデルマウスを解剖して、当該処置した部位の肉眼及び実体顕微鏡での確認を行った。当該確認の後、当該モデルマウスから坐骨神経(5mm程度)を採取した。
 当該確認の結果及び採取した坐骨神経の写真を図12に示す。
 当該確認では、Control群処置(図12ではControlと標記、プロテオグリカンが含有されない群)に比べ、10mg/mL PG群処置(図12では10mg/mL PGと標記)にて、処置5日後にて坐骨神経の再生が確認できた(図12の矢印の部位)。処置8日目では、Control群処置(プロテオグリカンが含有されない群)に比べ、10mg/mL PG群処置にて、更に坐骨神経の再生が確認できた。なお、当該再生した部位付近は、肉眼で見たところ、炎症が見られなかった。
 当該採取した坐骨神経を確認すると、処置5日目でも処置8日目でも、Control群処置(プロテオグリカンが含有されない群)の坐骨神経に比べ、10mg/mL PG群処置にて、更に坐骨神経が大きくなっていることを確認した。
[実験8:坐骨神経損傷モデルによる血管新生能の評価]
坐骨神経を損傷させたモデルマウス(坐骨神経を切断したモデルマウス)を用いて、in vivoイメージングを用いて、ゲル成分(マトリゲル)とプロテオグリカンとを含むユニットの投与による血管の再生能を評価した。では、機器含めIVIS Imaging System(パーキンエルマ(Perkin Elmer))を用いて、当該イメージングを用いた評価を行った。
 実験方法を記載する。先ず、9週齢のメスの血管レポーターマウス(Flt1-tdsRed BACトランスジェニックマウス)の尾部の方の坐骨神経(右肢及び左肢の坐骨神経)を切断して、当該モデルマウス(n=1)を作製した。当該モデルマウスの右側坐骨神経には10mg/mL PG群処置を、当該モデルマウスの左側坐骨神経にはControl群処置を行った。
 ここで、以下定義する。
・PG群処置:マトリゲルにプロテオグリカン(最終濃度が10mg/mL)を入れたユニットを、当該坐骨神経(当該坐骨神経を損傷(切断)した部位)に載置した処置。
・Control群処置:マトリゲルを、当該坐骨神経(当該坐骨神経を損傷(切断)した部位)に載置した処置。
・プロテオグリカン(富士フイルム和光純薬株式会社(商品コード:162-22131、168-22133)):プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来。
・マトリゲル(コーニング、Product Number:356231):CorningTMマトリゲル 基底膜マトリックス グロースファクター リデュースト フェノールレッドフリー。
 当該処置後、直ちに当該処置したモデルマウスの部位の筋層及び皮膚を縫合した。当該縫合後、アルファルファフリーの蛍光イメージング用飼料(5V5M、PicoLabSelectMouse50IF/9F)を用いて、当該モデルマウスの7日間の通常の飼育も行った。
 当該飼育の7日目に、AngioSenseTM750EX(パーキングエルマ(Perkin Elmer)、NeV10011EX)を当該モデルマウス尾静脈に注射により投与(投与量:dose of 2nmol/100μL of AngioSense 750 EX per mouse)を行った。当該注射による投与後の一定時間、通常の飼育を継続した。当該注射による投与後の18時間後、21時間後及び24時間後の当該モデルマウスのIVISの撮影を行った。
 当該撮影の条件を以下に示す。
・Exposure:5.00sec
・Bining:Medium
・Fstop:2
・Excitation:640
・Emission:Cy5.5
 なお、当該撮影直前に、当該モデルマウスの全身麻酔を行い、当該麻酔後に当該モデルマウスの所定部位の体毛を除去した。当該除去後に撮影を行った。当該全身麻酔は、麻酔を循環させた吸引麻酔ボックス内へ当該モデルマウスを一定時間入れることにより、行われた。当該除去は、上述の処置(PG群処置又はControl群処置)を行った部位付近の体毛の除去である。
 撮影した結果を図13に示す。図13において、(1)が当該18時間後の結果、(2)が当該21時間後の結果、(3)が当該24時間後の結果である。図13の右側には、蛍光(図13に記載のEpi-fluorescence)の程度を示す。当該程度は、放射効率(図13に記載の式、radiant efficiency)により算出した。当該程度において、黄色の方がよりマウス生体内で血管新生が起きていることを示す。Control群処置群(図13ではControlと標記)に比べ、PG群処置群(図13ではPGと標記)では、顕著に黄色の発現確認(図13の矢印の部位)ができた。当該発現は血管新生が起きていることを示している。
 図13にて示す評価において、図13の四角で示した部位について、Total Radiant Efficiency([p/s]/[μW/cm]、光源の光度(光の強さ))及びAverage Radiant Efficiency([p/s/cm/sr]/[μW/cm]、光源から放射された皮膚表面における輝度の平均値)も定量した。当該定量結果を表4及び表5に示す。表4及び表5の「(1)、(2)、(3)、Control、PG」の標記は、図13の標記の群を示す。当該定量結果からも、Control群処置群に比べ、PG群処置群では、顕著に黄色の発現確認がされたことが示された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
[実験9:坐骨神経損傷モデルによる血管新生能等の評価]
坐骨神経を損傷させたモデルマウス(坐骨神経を切断したモデルマウス)を用いて、ゲル成分(マトリゲル)とプロテオグリカンとを含むユニットの投与により、免疫組織染色により、血管新生及び神経再生が起こるかを確認した。
 実験方法を記載する。先ず、12週齢のメスの血管レポーターマウス(Flk1-GFP-BACトランスジェニックマウス)の尾部の方の坐骨神経(右肢及び左肢の坐骨神経)を切断して、当該モデルマウス(n=1)を作製した。当該モデルマウスの右側坐骨神経には10mg/mL PG群処置を、当該モデルマウスの左側坐骨神経にはControl群処置を行った。
 ここで、以下定義する。
・PG群処置:マトリゲルにプロテオグリカン(最終濃度が10mg/mL)を入れたユニットを、当該坐骨神経(当該坐骨神経を損傷(切断)した部位)に載置した処置。
・Control群処置:マトリゲルを、当該坐骨神経(当該坐骨神経を損傷(切断)した部位)に載置した処置。
・プロテオグリカン(富士フイルム和光純薬株式会社(商品コード:162-22131、168-22133)):プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来。
・マトリゲル(コーニング、Product Number:356231):CorningTMマトリゲル 基底膜マトリックス グロースファクター リデュースト フェノールレッドフリー。
 当該処置後、直ちに当該処置したモデルマウスの部位の筋層及び皮膚を縫合した。当該縫合後、アルファルファフリーの蛍光イメージング用飼料(5V5M、PicoLabSelectMouse50IF/9F)を用いて、当該モデルマウスの8日間の通常の飼育を行った。当該8日間の通常の飼育後、当該モデルマウスの右肢の坐骨神経及び左肢の坐骨神経を採取した。当該右肢は10mg/mL PG群処置が行われた肢、当該左肢はControl群処置が行われた肢である。
 当該採取した右肢の坐骨神経及び左肢の坐骨神経をPBSで5分washした。当該wash後の細胞を4%パラホルムアルデドで1時間固定した。当該固定後、30質量%のスクロース溶液により置換した。当該置換後、凍結組織切片作製用包埋剤(ティシュー・テック O.C.T. コンパウンド、サクラファインテックジャパン)を用いて、当該右肢の坐骨神経及び当該左肢の坐骨神経をそれぞれ包埋してサンプルを作製した。当該包埋後、当該包埋したサンプルを-80℃にて3時間静置した。当該静置により、当該右肢の坐骨神経の凍結切片及び当該左肢の坐骨神経の凍結切片を作製した。クリオスタットHM525NX(サーモフィッシャーサイエンフィフック株式会社)を用いて、当該凍結切片を切り、100μm厚で切片を作製した。
 当該100μm厚の切片をBlocking bufferにより、室温(25℃程度)で3時間ブロッキングした。当該ブロッキング後、切片を、所定の抗体を10%Donkey Serum/PBSにより希釈して作製した反応液(一次抗体反応液)で、4℃で一晩(8時間程度)一次抗体反応を行った。当該一次抗体反応後、0.3% TritonX-100/PBSを用いて切片を洗浄(室温にて5分×3回)した。当該洗浄後、当該洗浄後の切片を、所定の二次抗体を10%Donkey Serum/PBSにより希釈して作製した反応液(二次抗体反応液)で、室温で3時間二次抗体反応を行った。当該二次抗体反応後、0.2%TritonX-100/PBSを用いて切片を洗浄(室温にて5分×1回)した。当該洗浄後の切片を、所定のマウント剤を用いて封入した。
 当該封入後の切片を、コンフォーカル顕微鏡(オリンパス株式会社:共焦点レーザー走査型顕微鏡FV3000)を用い、倍率4倍で、当該血管新生及び神経再生が起こるかを確認した。
 上述の当該切片を作製する際に用いた液の組成は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 当該一次抗体反応を、以下表10で示す一次抗体反応液行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 当該二次抗体反応を、以下表11で示す二次抗体反応液行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 この実験9の結果を、図14に示す。図14において、「VEGFR2-EGFP」は血管新生が起きているかを見るための実験群(EGFPによる緑色の発現により確認)、「Neuro filaent」は神経再生が起きているかを見るための実験群(赤色の発現により確認)、「Merge」は「VEGFR2-EGFP」と「Neuro filaent」とを合わせて示しているもの、である。
 「VEGFR2-EGFP」に示すように、Control群処置群(図14ではControlと標記)に比べ、PG群処置群(図14ではPGと標記)では、顕著に緑色の発現(図14の中の矢印)の発現確認できた。当該発現は血管新生が起きていることを示している。
 「Neuro filaent」に示すように、Control群処置群に比べ、PG群処置群では、顕著に赤色の発現(図14の中の矢印)の発現確認できた。当該発現は神経再生(軸索の形成)が起きていることを示している。
 「Merge」に示すように、PG群処置群において、血管新生が起きている部位と神経再生が起きている部位とが重複していることが確認された。
[実験10:坐骨神経損傷モデルを用いた運動機能評価]
坐骨神経を損傷させたモデルマウス(坐骨神経を切断したモデルマウス)を用いて、ゲル成分(マトリゲル)とプロテオグリカンとを含むユニットの投与により、運動機能が改善されるかをBBBスコアリングにより評価した。
 BBBスコアリングは、オープンフィールドテストの一つである。BBBスコアリングは、被験体(この実験10では、以下Control群処置を行った当該モデルマウス、以下10mg/mL PG群処置を行った当該モデルマウス)を40~60cm四方程度の空間に放した際の動作を観察することで評価する、評価法である。この実験10で行ったBBBスコアリングの点数表を表12に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 実験方法を記載する。先ず、6週齢のメスの血管レポーターマウス(Flt1-tdsRed BACトランスジェニックマウス)を2匹準備した。当該2匹のマウスの尾部の方の坐骨神経(右肢及び左肢の坐骨神経)を切断して、当該モデルマウスを作製した。
 当該1匹のモデルマウス(n=1)には当該切断した部位にControl群処置を行った。残りの1匹のモデルマウス(n=1)には当該切断した部位に10mg/mL PG群処置を行った。
 ここで、以下定義する。
・PG群処置:マトリゲルにプロテオグリカン(最終濃度が10mg/mL)を入れたユニットを、当該坐骨神経(当該坐骨神経を損傷(切断)した部位)に載置した処置。
・Control群処置:マトリゲルを、当該坐骨神経(当該坐骨神経を損傷(切断)した部位)に載置した処置。
・プロテオグリカン(富士フイルム和光純薬株式会社(商品コード:162-22131、168-22133)):プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来。
・マトリゲル(コーニング、Product Number:356231):CorningTMマトリゲル 基底膜マトリックス グロースファクター リデュースト フェノールレッドフリー。
 当該処置後、直ちに当該処置したモデルマウスの部位の筋層及び皮膚を縫合した。当該縫合後、当該モデルマウスの通常の飼育を行い、BBBスコアリング(表12に基づいての点数のカウント)を行った。当該行った結果を表12に示す。表11において、「2時間」は当該縫合後2時間経過の際の点数、「1日」は当該縫合後1日経過の際の点数、「8日」は当該縫合後8日経過の際の点数、「17日」は当該縫合後8日経過の際の点数、を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 表13に示すように、Control群処置群に比べ、PG群処置群では、「17日」において、運動機能の改善(当該処置を行った後肢において、つま先で地面を勢いよく蹴る動作が常に認められ、つま先の方向は接地時も離床時も体幹と平行である)が確認できた。
[実験11:坐骨神経損傷モデルによる血管新生能の評価]
坐骨神経を損傷させたモデルマウス(坐骨神経を切断したモデルマウス)を用いて、in vivoイメージングを用いて、ゲル成分(マトリゲル)とプロテオグリカンとを含むユニットなどの投与による血管の再生能を評価した。では、機器含めIVIS Imaging System(パーキンエルマ(Perkin Elmer))を用いて、当該イメージングを用いた評価を行った。
 実験方法を記載する。先ず、9週齢のメスの血管レポーターマウス(Flt1-tdsRed BACトランスジェニックマウス)の尾部の方の坐骨神経(右肢及び左肢の坐骨神経)を切断して、当該モデルマウス(n=1)を作製した。当該モデルマウスの左側坐骨神経には10mg/mL PG群処置を、当該モデルマウスの右側坐骨神経にはPG+SU4312群処置を行った。
 ここで、以下定義する。
・PG群処置:マトリゲルにプロテオグリカン(最終濃度が10mg/mL)を入れたユニットを、当該坐骨神経(当該坐骨神経を損傷(切断)した部位)に載置した処置。
・PG+SU4312群処置:マトリゲルにプロテオグリカン(最終濃度が10mg/mL)及びSU4312(最終濃度が10μM)を入れたユニットを、当該坐骨神経(当該坐骨神経を損傷(切断)した部位)に載置した処置。
・プロテオグリカン(富士フイルム和光純薬株式会社(商品コード:162-22131、168-22133)):プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来。
・マトリゲル(コーニング、Product Number:356231):CorningTMマトリゲル 基底膜マトリックス グロースファクター リデュースト フェノールレッドフリー。
・SU4312(S8567、Sigma-Aldrich):VEGF受容体の阻害剤
 当該処置後、直ちに当該処置したモデルマウスの部位の筋層及び皮膚を縫合した。当該縫合後、アルファルファフリーの蛍光イメージング用飼料(5V5M、PicoLabSelectMouse50IF/9F)を用いて、当該モデルマウスの7日間の通常の飼育も行った。
 当該飼育の7日目に、AngioSenseTM750EX(パーキングエルマ(Perkin Elmer)、NeV10011EX)を当該モデルマウス尾静脈に注射により投与(投与量:dose of 2nmol/100μL of AngioSense 750 EX per mouse)を行った。当該注射による投与後の一定時間、通常の飼育を継続した。当該注射による投与後の24時間後の当該モデルマウスのIVISの撮影を行った。
 当該撮影の条件を以下に示す。
・Exposure:5.00sec
・Bining:Medium
・Fstop:2
・Excitation:640
・Emission:Cy5.5
 なお、当該撮影直前に、当該モデルマウスの全身麻酔を行い、当該麻酔後に当該モデルマウスの所定部位の体毛を除去した。当該除去後に撮影を行った。当該全身麻酔は、麻酔を循環させた吸引麻酔ボックス内へ当該モデルマウスを一定時間入れることにより、行われた。当該除去は、上述の処置(PG群処置又はControl群処置)を行った部位付近の体毛の除去である。
 当該撮影した結果を図15に示す。図15の右側には、蛍光(図15に記載のEpi-fluorescence)の程度を示す。当該程度は、放射効率(図15に記載の式、radiant efficiency)により算出した。当該程度において、黄色の方がよりマウス生体内で血管新生が起きていることを示す。PG群処置群(図15ではPGと標記)に比べ、PG+SU4312群処置群(図15ではPG+SU4312と標記)では、黄色の発現が低かった。
 この図15に示す群において、図15にて四角で示す部位について、Total Radiant Efficiency([p/s]/[μW/cm])及びAverage Radiant Efficiency([p/s/cm/sr]/[μW/cm])も定量した。当該定量結果を表14に示す。表の「PG、PG+SU4312」の標記は、図15の群を示す。当該定量結果からも、PG群処置群に比べ、PG+SU4312群処置群では、黄色の発現量が低いことが示された。このPG+SU4312群処置群の結果から、このPG群に更にVEGFがあれば、更に血管新生が起きることが考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
[実験12:マウスの脳組織におけるアグリカンの発現等の確認]
 脳における血管新生の過程にて、アグリカン(プロテオグリカン)がどのように機能するかを知るために、当該発現等の確認を行った。アグリカン(Aggrecan)は、軟骨組織の細胞外マトリックスに存在する主要な構造プロテオグリカンである。分子量は2,500kDa超で、コアタンパク質に100~150本のグリコサミノグリカン(GAG)鎖が結合した構造を形成している。バーシカン(Versican)は、広範な組織に分布する大型のプロテオグリカンで、多くのN-及びO-結合型糖鎖を持つ複雑な構造を有する。当該バーシカンのコアタンパクはヒアルロン酸結合能を有し、細胞外マトリックスの構成及び形態維持を担う。
 この実験12の実験方法を記載する。胎齢15.5日のマウスの脳、胎齢17.5日のマウスの脳、1.5ヶ月齢のマウスの脳及び14.5ヶ月齢のマウスの脳を採取した。この実験10にて用いたマウスは、オスの血管レポーターマウス(Flt1-tdsRed BACトランスジェニックマウス)であった。
 当該採取した脳をPBSで5分washした。当該wash後の細胞を4%パラホルムアルデドで1時間固定した。当該固定後、5%アガロースゲル中に脳を包埋した。ビブラトームを用いて当該包理した脳を切り、150μm厚で切片を作製した。当該切片を0.3%Tritonと10%Donkey serumを含むPBS溶液で一昼夜ブロッキングした。当該ブロッキング後、切片を、所定の抗体を含む反応液(一次抗体反応液)で一昼夜一次抗体反応を行った。当該一次抗体反応後、PBSを用いて切片を洗浄して、当該洗浄後の切片を、二次抗体反応液で、一昼夜二次抗体反応を行った。当該二次抗体反応後、PBSを用いて切片を洗浄して、当該洗浄後の切片を、所定のマウント剤を用いて封入した。
 当該封入後の切片を、コンフォーカル顕微鏡(オリンパス株式会社:共焦点レーザー走査型顕微鏡FV3000)を用い、倍率10倍(図16)、倍率40倍(図17)、倍率20倍(図18)で、アグリカンの発現を確認した。
 この実験12の結果を、図16から図18で示す。図17は、図16のE17.5の群の矢印の部位を4倍拡大した図である。図16に示すように、発生期の大脳皮質において、アグリカンは血管系で、バーシカンは神経系で発現することを確認した。図17で示すように、アグリカンは皮質板付近の毛細血管での発現が見られた。図18で示すように、M1.5とM14.5とを比較すると、M14.5では加齢に伴いアグリカンの発現の消失が見られた。
 図16から図18において、以下のように標記する。
・E15.5:胎齢15.5日のマウスの脳の群
・E17.5:胎齢17.5日のマウスの脳の群
・M1.5:1.5ヶ月齢のマウスの脳の群
・M14.5:14.5ヶ月齢のマウスの脳の群
・アグリカン:抗アグリカン抗体によりアグリカンを免疫染色した実験群
・VEGFR1-DSRed:抗VEGFR1抗体によりVEGFR1を免疫染色して、DSRed(蛍光タンパク質)
・VEGFR2-EGFP:抗VEGFR2抗体によりVEGFR2を免疫染色して、EGFP(増強緑色蛍光タンパク質)を用いて当該染色を示した実験群
・バーシカン:抗Versican抗体によりVersicanを免疫染色した実験群
・DAPI:DAPI染色した実験群
・CP:皮質板(cortical plate)
・SP:サブプレート(subplate)
・IZ:中間層(inter mediate zone)
・SVZ:脳室下帯(subventricular zone)
・VZ:脳室帯(ventricular zone)
 なお、この実験12では、以下表15で示す一次抗体反応液、以下表16で示す二次抗体反応液、を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
[実験13:ニューロスフェア(NS)の形成数の測定と、NSの観察]
 FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有することに培養される細胞が神経幹細胞であることを確認等するために、NSの形成数の測定とNSの形態の観察を行った。
(神経幹細胞の培養の手順)
 実験13で行った神経幹細胞の培養の手順(実験手順)を以下説明する。なお、図19には、この実験手順の模式図を示す。日本エスエルシー株式会社製のICRマウスを用いて妊娠14日目のメスのマウスを作製した。そして、そのマウスの体内に存在するマウス胎児を取り出し、そのマウス胎児の大脳皮質から分散した細胞を準備した。この分散では、0.05w/v%トリプシン(富士フイルム和光純薬株式会社の製品(0.25w/v%トリプシン-1mmol/l EDTA・4Na溶液(フェノールレッド含有)(商品コード:201-16945、209-16941))をPBSにて希釈したもの)を用いた。この分散した細胞のうち24万個の細胞を用いて、以下の投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3)を作製した。この細胞を、6万個/1サンプルずつ、分けて用いた。所定の液体培地が存在している6ウェルプレート(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社、CAT#140675)に播種する。6ウェルプレートに、1ウェルあたり、所定の液体培地が2ml、この細胞が1万個存在するように、各ウェルに均等に播種した。この播種後、37℃、5%COの環境下で、7日間培養した。7日間培養後、所定の位相差顕微鏡(倍率20倍)により、各投与群の6ウェルプレート中の形成された細胞塊を観察した。この観察において、形成された細胞塊のうち半径50μm以上のものをニューロスフェアと定めて、このニューロスフェアの数を測定した。なお、この7日間培養後の観察の比較対象として、各投与群の培養0日の観察も所定の位相差顕微鏡(倍率20倍)を用いて同様に行った。
 各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3)の液体培地の組成は以下である。なお、どの投与群でも、基礎培地としてDMEM/ハムF-12(ナカライテスク株式会社、08460-95)を用いたが、以下では、50ml中の各成分の組成を示す。
(コントロール)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカンの含有なし
(培地1)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度10μg/ml
(培地2)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度100μg/ml
(培地3)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度1000μg/ml
 なお、この各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3)に含有されている成分は、以下のものを用いた。
 ・N2:N-2 Supplement(100X)
(gibco:17502-048)
 ・B27:B-27TM Plus SupplementビタミンA不含(50X) (gibco:A35828-01)
 ・Heparin: ヘパリンナトリウム(ナカライテスク(商品コード:17513-96、17513-41、17513-54)
 ・抗生物質:ペニシリン―ストレプトマイシン(WAKO:168-23191)
 ・bFGF:bFGF(funakoshi:100-18B)
 ・EGF:EGF(funakoshi:315-09)
 ・プロテオグリカン:プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来(富士フイルム和光純薬会社(商品コード:162-22131、168-22133))
(各投与群のニューロスフェア(NS)の形成数の測定結果)
 この測定結果を図20に示す。この図20で示しているのは、コントロール群のNSの形成数を100(%)とした場合のNSの形成割合(%)である。培地1は117.317753376014%であり、培地2は134.677950940218%であり、培地3は149.305508553623%である。プロテオグリカンの含有量が増加することにより、NSの形成数が増加することが確認された。培地2と培地3については、コントロールと比べ、統計学的に有意にNSの形成数が増加することが確認された。
(NSの観察結果)
 この観察結果を図21に示す。7日間培養後の観察結果(図21の「培養7日」)の比較対象として、培養0日(図21の「培養0日」)の観察結果も挙げている。コントロールに比べ、培地1~3では、多くのNSが確認された。なお、図21の矢印で示しているのは、一部のNSである。
 よって、FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有することにより、より多くの神経幹細胞を増殖することが確認された。
[実験14:デュアルルシフェラーゼアッセイ(Hes-1の転写活性の確認)]
 神経幹細胞の未分化性の維持とアストロサイトへの分化を制御するタンパク質(転写因子)であるHes-1の転写活性を確認することにより、上述の神経幹細胞(FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有することに培養された細胞)が、未分化性の維持等がされているかどうかを確認した。
 このデュアルルシフェラーゼアッセイの手順を以下説明する。
 まず、神経幹細胞を準備した。なお、図22には、この実験手順の模式図を示す。日本エスエルシー株式会社製のICRマウスを用いて妊娠14日目のメスのマウスを作製した。そして、そのマウスの体内に存在するマウス胎児を取り出し、そのマウス胎児の大脳皮質から分散した細胞を準備した。この分散では、0.05w/v%トリプシン(富士フイルム和光純薬株式会社の製品(0.25w/v% トリプシン-1mmol/l EDTA・4Na溶液(フェノールレッド含有)(商品コード:201-16945、209-16941))をPBSにて希釈したもの)を用いた。この分散した細胞を、約6万個/1サンプルずつに分けて、以下の7つの投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3、培地4、培地5、培地6)用のサンプルを作製した。
 このサンプルに、トランスフェクション試薬(Thermo Fisher SCIENTIFIC社、Neon(登録商標) Transfection System)を用いて、Hes-1cDNA及びレポーター遺伝子(ルシフェラーゼ遺伝子)を遺伝子導入した。Hes-1cDNA及びレポーター遺伝子(ルシフェラーゼ遺伝子)は、addgene社製の「pHes1(2.5k)-luc(Plasmid #43806)」を用いた。この遺伝子導入後、各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3、培地4、培地5、培地6)の液体培地を用いて、37℃、5%COの環境下で、1日間培養した。1日間培養後、各サンプルにルシフェラーゼ基質(Thermo Fisher SCIENTIFIC、NeonTM Transfection System)を添加して、検出システム(プロメガ株式会社、GloMaxTM Discover Microplate Reader)を用いて、各サンプルのルシフェラーゼの発現を観察した。
 このデュアルルシフェラーゼアッセイで用いた各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3、培地4、培地5、培地6)の液体培地の組成は以下である。コントロールと培地1と培地2と培地3は、上述の実験1で用いた液体培地と同じ組成である。なお、どの投与群でも、基礎培地としてDMEM/ハムF-12(ナカライテスク株式会社、08460-95)を用いたが、以下では、50ml中の各成分の組成を示す。なお、この培養において、コーニング社の「CostarTM 24 ウェル」を用いた。
(コントロール)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカンの含有なし
(培地1)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度10μg/ml
(培地2)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度100μg/ml
(培地3)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度1000μg/ml
(培地4)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGFの含有なし
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度1000μg/ml
(培地5)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGFの含有なし
 ・プロテオグリカン 最終濃度1000μg/ml
(培地6)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    150μl(最終濃度30ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカンの含有なし
 なお、この各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3、培地4、培地5、培地6)に含有されている成分は、以下のものを用いた。
 ・N2:N-2 Supplement(100X)
(gibco:17502-048)
 ・B27:B-27TM Plus SupplementビタミンA不含(50X) (gibco:A35828-01)
 ・Heparin: ヘパリンナトリウム(ナカライテスク(商品コード:17513-96、17513-41、17513-54)
 ・抗生物質:ペニシリン―ストレプトマイシン(WAKO:168-23191)
 ・bFGF:bFGF(funakoshi:100-18B)
 ・EGF:EGF(funakoshi:315-09)
 ・プロテオグリカン:プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来(富士フイルム和光純薬会社(商品コード:162-22131、168-22133))
 各ウェルにおけるルシフェラーゼの発現量(Hes-1の転写活性)の観察結果を以下記載する。コントロール群の発現量を100としたところ、培地1の群の発現量は123.83、培地2の群の発現量は131.24、培地3の群の発現量は159.51、培地4の群の発現量は113.85、培地5の群の発現量は119.67、培地6の群の発現量は131.55であった。ルシフェラーゼの発現量が高いほど、Hes-1の転写活性が高くなり、神経幹細胞の未分化性を維持している細胞と考えられる。培地6はポジティブコントロールとして神経幹細胞の未分化能を維持している細胞とするが、培地6(プロテオグリカンは含有しないがコントロールと比較してbFGFの含有量が3倍である培地)と比較して、培地1、培地2及び培地3の群(FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有することに培養された細胞)が神経幹細胞の未分化性を維持していることが確認された。
[実験15:NSの形成数の測定]
 プロテオグリカンの代わりに、GAGを含有した培地にて、この培地で培養された細胞がNSの形成ができるかどうかを確認した。この実験15において、GAGは、プロテオグリカンと異なり、コアタンパク質が結合されていない。
 この実験15の手順を以下説明する。なお、図23には、この実験手順の模式図を示す。日本エスエルシー株式会社製のICRマウスを用いて妊娠14日目のメスのマウスを作製した。そして、そのマウスの体内に存在するマウス胎児を取り出し、そのマウス胎児の大脳皮質から分散した細胞を準備した。この分散では、0.05w/v%トリプシン(富士フイルム和光純薬株式会社の製品(0.25w/v% トリプシン-1mmol/l EDTA・4Na溶液(フェノールレッド含有)(商品コード:201-16945、209-16941))をPBSにて希釈したもの)を用いた。この分散した細胞のうち18万個の細胞を用いて、以下の投与群(コントロール、培地2、培地7)を作製した。この細胞を、6万個/1サンプルずつ、分けて用いた。所定の液体培地が存在している6ウェルプレート(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社、CAT#140675)に播種する。6ウェルプレートに、1ウェルあたり、所定の液体培地が2ml、この細胞が1万個存在するように、各ウェルに均等に播種した。この播種後、37℃、5%COの環境下で、6日間培養した。6日間培養後、所定の位相差顕微鏡(倍率20倍)により、各投与群の6ウェルプレート中の形成された細胞塊を観察した。この観察において、形成された細胞塊のうち半径50μm以上のものをニューロスフェアと定めて、このニューロスフェアの数を測定した。なお、この6日間培養後の観察の比較対象として、各投与群の培養0日の観察も所定の位相差顕微鏡(倍率20倍)を用いて同様に行った。
 各投与群(コントロール、培地2、培地7)の液体培地の組成は以下である。コントロールと培地2は、上述の実験1で用いた液体培地と同じ組成である。なお、どの投与群でも、基礎培地としてDMEM/ハムF-12(ナカライテスク株式会社、08460-95)を用いたが、以下では、50ml中の各成分の組成を示す。
(コントロール)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカンの含有なし
(培地2)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度100μg/ml
(培地7)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・GAG 最終濃度100μg/ml
 なお、この各投与群(コントロール、培地2、培地7)に含有されている成分は、以下のものを用いた。
 ・N2:N-2 Supplement(100X)
(gibco:17502-048)
 ・B27:B-27TM Plus SupplementビタミンA不含(50X) (gibco:A35828-01)
 ・Heparin: ヘパリンナトリウム(ナカライテスク(商品コード:17513-96、17513-41、17513-54)
 ・抗生物質:ペニシリン―ストレプトマイシン(WAKO:168-23191)
 ・bFGF:bFGF(funakoshi:100-18B)
 ・EGF:EGF(funakoshi:315-09)
 ・プロテオグリカン:プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来(富士フイルム和光純薬会社(商品コード:162-22131、168-22133))、なおこのプロテオグリカンから常法によりGAGのみを精製し作製したものが実験3で用いたGAGである。
 NSの形成数の測定結果を次に記載する。コントロールの群のNSの形成数を100(%)とした場合のNSの形成割合(%)である。培地2の群は118.7%であり、培地7の群は58.8%であった。プロテオグリカンの構造(コアタンパク質とGAG構造との結合構造)により、NSの形成ができることが示唆された。
[実験16:神経幹細胞におけるプロテオグリカンの局在の確認]
 プロテオグリカン等と含有する培地にて増殖された神経幹細胞において、プロテオグリカンがどこに局在するかを確認した。
 この確認の手順を以下説明する。なお、図24には、この実験手順の模式図を示す。
 まず、神経幹細胞を準備した。日本エスエルシー株式会社製のICRマウスを用いて妊娠14日目のメスのマウスを作製した。そして、そのマウスの体内に存在するマウス胎児を取り出し、そのマウス胎児の大脳皮質から分散した細胞を準備した。この分散では、0.05w/v%トリプシン(富士フイルム和光純薬株式会社の製品(0.25w/v% トリプシン-1mmol/l EDTA・4Na溶液(フェノールレッド含有)(商品コード:201-16945、209-16941))をPBSにて希釈したもの)を用いた。この分散した細胞のうち18万個の細胞を用いて、以下の培地群(培地2、培地8)を作製した。この細胞を、6万個/1サンプルずつ、分けて用いた。所定の液体培地が存在している6ウェルプレート(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社、CAT#140675)に播種する。6ウェルプレートに、1ウェルあたり、所定の液体培地(当該培地群に記載の培地)が2ml、この細胞が1万個存在するように、各ウェルに均等に播種した。この播種後、37℃、5%COの環境下で、24時間培養して、神経幹細胞を増殖させて、観察用の神経幹細胞を準備した。なお、観察で用いる神経幹細胞を回収する1時間前に、培地にヘキスト33342(最終濃度10mg/mL、HoechstTM 33342イメージングプロトコル(Thermo Fisher Scientific))を添加して神経幹細胞の核と染色した。観察は、蛍光顕微鏡(オリンパス株式会社:倒立型リサーチ顕微鏡IX81)を用い、倍率20倍で当該24時間培養後の各投与群の6ウェルプレート中の形成された細胞におけるプロテオグリカンの局在を観察した。
 この実験16で用いた各培地群(培地2、培地8)の液体培地の組成は以下である。培地2は、上述の実験1で用いた液体培地と同じ組成である。なお、どの投与群でも、基礎培地としてDMEM/ハムF-12(ナカライテスク株式会社、08460-95)を用いたが、以下では、50ml中の各成分の組成を示す。
(培地2)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度100μg/ml
(培地8)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・蛍光標識したプロテオグリカン 最終濃度100μg/ml
 この各培地群(培地2、培地8)に含有されている成分については、以
下のものを用いた。
 ・N2:N-2 Supplement(100X)
(gibco:17502-048)
 ・B27:B-27TM Plus SupplementビタミンA不含(50X) (gibco:A35828-01)
 ・Heparin: ヘパリンナトリウム(ナカライテスク(商品コード:17513-96、17513-41、17513-54)
 ・抗生物質:ペニシリン―ストレプトマイシン(WAKO:168-23191)
 ・bFGF:bFGF(funakoshi:100-18B)
 ・EGF:EGF(funakoshi:315-09)
 ・プロテオグリカン:プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来(富士フイルム和光純薬会社(商品コード:162-22131、168-22133))
 培地8に含有の「蛍光標識したプロテオグリカン」については、次のように作製した。ATTO 488 NHS ester(Sigma-Aldrich)とプロテオグリカンとを、メーカー推奨の方法(製品:ATTO 488 NHS ester (Sigma-Aldrich)に示す方法)にて、室温で2時間反応させた。この反応の後、Zeba Spin Desalting Column(Thermo Fisher Scientific)を用いて精製を行い、蛍光標識したプロテオグリカンを回収した。この回収した蛍光標識したプロテオグリカンを、この実験4で用いた。
 観察した結果を図25に示す。図25では、培地2の群(培地8の群と異なり、蛍光標識していないプロテオグリカンを含有した培地)の群と、培地8の群(培地8の群と異なり、蛍光標識したプロテオグリカンを含有した培地)の群の蛍光顕微鏡での観察結果である。図7では、「Hoechst」はヘキスト染色(HoechstTM 33342イメージングプロトコル(Thermo Fisher Scientific))により神経幹細胞の核を標識したことを示し、「Fluorescein-PG」は蛍光染色により局在しているプロテオグリカンを標識したことを示す。培地8の群において、蛍光標識されたプロテオグリカンが、神経幹細胞の細胞周囲に局在していることが確認できた。この確認結果から、神経幹細胞の培養液中に添加したプロテオグリカンは、神経幹細胞の細胞周囲に局在し、細胞周囲環境(PCM)の構築に関わっている可能性が示唆された。
[実験17:神経幹細胞におけるプロテオグリカンの局在の確認(コンフォーカル顕微鏡による確認)]
 プロテオグリカン等と含有する培地にて増殖された神経幹細胞において、プロテオグリカンがどこに局在するかについて、コンフォーカル顕微鏡を用いての確認も行った。
 この確認の手順を以下説明する。
 まず、神経幹細胞を準備した。日本エスエルシー株式会社製のICRマウスを用いて妊娠14日目のメスのマウスを作製した。そして、そのマウスの体内に存在するマウス胎児を取り出し、そのマウス胎児の大脳皮質から分散した細胞を準備した。この分散では、0.05w/v%トリプシン(富士フイルム和光純薬株式会社の製品(0.25w/v% トリプシン-1mmol/l EDTA・4Na溶液(フェノールレッド含有)(商品コード:201-16945、209-16941))をPBSにて希釈したもの)を用いた。この分散した細胞のうち18万個の細胞を用いて、以下の培地群(培地9)を作製した。この細胞を、6万個/1サンプルずつ、分けて用いた。所定の液体培地が存在している6ウェルプレート(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社、CAT#140675)に播種する。6ウェルプレートに、1ウェルあたり、所定の液体培地(当該培地群に記載の培地)が2ml、この細胞が1万個存在するように、各ウェルに均等に播種した。この播種後、37℃、5%COの環境下で、24時間培養して、神経幹細胞を増殖させて、観察で用いる神経幹細胞を準備した。なお、観察で用いる神経幹細胞を回収する1時間前に、神経幹細胞の核を染色するためにヘキスト33342(最終濃度10 mg/mL、HoechstTM 33342イメージングプロトコル(Thermo Fisher Scientific))及び神経幹細胞の細胞膜を染色するためにCell mask(最終濃度5mg/mL、CellMasTM染色(Thermo Fisher Scientific))を添加して染色し、これを400gで3分間遠心分離することで細胞を回収した後、4%パラホルムアルデドで10分間固定した。こうして準備した細胞をPBSで洗い、スライドガラス上に封入剤でマウントすることで観察資料を作製した。観察は、コンフォーカル顕微鏡(オリンパス株式会社:共焦点レーザー走査型顕微鏡FV3000)を用い、倍率40倍で、神経幹細胞の核、神経幹細胞の細胞膜及びプロテオグリカンの局在を比較した。
 この実験17で用いた各培地群(培地9)の液体培地の組成は以下である。なお、基礎培地としてDMEM/ハムF-12(ナカライテスク株式会社、08460-95)を用いたが、以下では、50ml中の各成分の組成を示す。
(培地9)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF    50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・蛍光標識したプロテオグリカン 最終濃度100μg/ml
 この培地9に含有されている成分については、以下のものを用いた。
 ・N2:N-2 Supplement(100X)
(gibco:17502-048)
 ・B27:B-27TM Plus SupplementビタミンA不含(50X)(gibco:A35828-01)
 ・Heparin: ヘパリンナトリウム(ナカライテスク(商品コード:17513-96、17513-41、17513-54)
 ・抗生物質:ペニシリン―ストレプトマイシン(WAKO:168-23191)
 ・bFGF:bFGF(funakoshi:100-18B)
 ・EGF:EGF(funakoshi:315-09)
 ・プロテオグリカン:プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来(富士フイルム和光純薬会社(商品コード:162-22131、168-22133))
 培地9含有の「蛍光標識したプロテオグリカン」については、次のように作製した。Atto 590(Sigma-Aldrich、70425)とプロテオグリカンとを、メーカー推奨の方法(製品:Atto 590(Sigma-Aldrich、70425)に示す方法)にて、室温で2時間反応させた。この反応の後、Zeba Spin Desalting Column(Thermo Fisher Scientific)を用いて精製を行い、蛍光標識したプロテオグリカンを回収した。この回収した蛍光標識したプロテオグリカンを、この実験5で用いた。
 観察した結果を図26に示す。「Hoechst」はヘキスト染色により神経幹細胞の核を標識したことを示し、「Cell mask」はCellMaskTM染色により神経幹細胞の細胞膜を標識したことを示し、「PG-Atto590」はプロテオグリカンを標識したことを示し、「Merge」は当該核の標識と当該細胞膜の標識と当該プロテオグリカンの標識とを合わせて示す。図26で示す確認結果により、図25で示す結果と同じように、神経幹細胞の培養液中に添加したプロテオグリカンが神経幹細胞の細胞周囲に局在し、細胞周囲環境(PCM)の構築に関わっている可能性が示唆された。
 以上、本発明の実施の形態(実施例も含め)について、図面も参照して説明してきたが、本発明の具体的構成は、これに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、設計変更等があっても、本発明に含まれるものである。

Claims (9)

  1.  ゲル成分と、プロテオグリカンと、を含む、血管新生促進及び/又は神経再生のために用いられるユニット。
  2.  VEGFを含む、請求項1に記載のユニット。
  3.  FGF-2を含有する、請求項1又は2に記載のユニット。
  4.  EGFを含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載のユニット。
  5.  血管新生促進を起こすための細胞を更に含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のユニット。
  6.  ゲル成分の上に、VEGFを含有する液体培地と血管新生促進を起こすための細胞とが積層される、請求項2~5のいずれか1項に記載のユニット。
  7.  プロテオグリカンの含有量が、0.1μg/ml以上である、請求項1~6のいずれかに記載のユニット。
  8.  プロテオグリカンがVEGFを含有する液体培地に含まれる、請求項2~7のいずれかに記載のユニット。
  9.  プロテオグリカンがゲル成分に含まれる、請求項1~8のいずれかに記載のユニット。

     
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