WO2022149615A1 - ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地、ネフロン前駆細胞を拡大培養する方法、腎臓オルガノイドの製造方法 - Google Patents

ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地、ネフロン前駆細胞を拡大培養する方法、腎臓オルガノイドの製造方法 Download PDF

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inhibitor
medium
cells
tbk1
nephron progenitor
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健二 長船
利和 荒岡
達之 井上
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国立大学法人京都大学
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/10Cells modified by introduction of foreign genetic material

Definitions

  • the present invention relates to a medium for expanding and culturing nephron progenitor cells, a method for expanding and culturing nephron progenitor cells, and a method for producing renal organoids.
  • kidney transplantation is one of the radical treatments for chronic kidney disease including end-stage chronic renal failure, but the supply has not caught up with the demand due to a serious shortage of donor organs.
  • the kidney is derived from the intermediate mesoderm, which is a tissue in the early embryonic period. In vertebrates, the intermediate mesoderm forms three kidneys, the anterior kidney, the middle kidney, and the posterior kidney, and in mammals, the posterior kidney becomes the adult kidney.
  • the posterior kidney is a tissue that will differentiate into the nephron of the adult kidney called the mesenchymal and the interstitial space, and a tissue that will differentiate into the lower renal pelvis, ureter, and part of the bladder from the collecting duct of the adult kidney called the ureteral bud. It occurs through the interaction of two tissues.
  • NPCs nephron progenitor cells
  • Non-Patent Document 3 includes BMP7, fibroblast growth factor (FGF) 2, heparin, Y-27632, CHIR99021, leukemia inhibitory factor (LIF), A83-01, LDN193189. It has been reported that mNPC was grown over a year using the containing medium (NPSR medium).
  • FGF fibroblast growth factor
  • LIF leukemia inhibitory factor
  • the present invention is obtained by a medium for expanding and culturing Neflon progenitor cells capable of efficiently expanding and culturing Neflon progenitor cells, a method for expanding and culturing Neflon progenitor cells using the medium, and the above-mentioned expansion culture method. It is an object of the present invention to provide a method for producing a kidney organoid from the obtained Neflon progenitor cells.
  • the present invention includes the following aspects.
  • the medium according to the embodiment of the present invention is a medium for expanding and culturing Neflon progenitor cells, and comprises a TBK1 inhibitor, a CSF1R inhibitor, a FLT3 inhibitor, a DYRK1 inhibitor, and a STAT6 inhibitor. Includes at least one selected from the group.
  • the medium according to ⁇ 1> above is at least selected from the group consisting of FGF2, heparin, ROCK inhibitor, GSK3 ⁇ inhibitor, leukemia inhibitor (LIF), ALK inhibitor, BMP inhibitor, and BMP7. One may be further included.
  • the medium according to the embodiment of the present invention is a medium for expanding and culturing Neflon precursor cells, and comprises a TBK1 inhibitor, a CSF1R inhibitor, a FLT3 inhibitor, a DYRK1 inhibitor, and a STAT6 inhibitor. It comprises at least one selected from the group and FGF2, heparin, ROCK inhibitor, GSK3 ⁇ inhibitor, leukemia inhibitor (LIF), ALK inhibitor, BMP inhibitor, and BMP7.
  • the ALK inhibitor may be A83-01.
  • the BMP inhibitor may be at least one selected from the group consisting of LDN193189, Dorsomorphin, Noggin, and DMH1. good.
  • the medium described in ⁇ 1> above may further contain a GSK3 ⁇ inhibitor, a ROCK inhibitor, and FGF9.
  • the ROCK inhibitor may be Y-27632.
  • the GSK3 ⁇ inhibitor may be CHIR99021.
  • the TBK1 inhibitor may be MRT67307 or BX795.
  • the CSF1R inhibitor may be GW2580.
  • the FLT3 inhibitor may be ASP2215.
  • the DYRK1 inhibitor may be ID-8.
  • the STAT6 inhibitor may be AS1517499.
  • the method for producing a kidney organoid according to an embodiment of the present invention includes a step of expanding and culturing Neflon progenitor cells by the method of expanding and culturing Neflon progenitor cells according to ⁇ 14> above, and the expanded culture of Neflon. It comprises the steps of differentiating progenitor cells into renal organoids.
  • the present invention was obtained by a medium for expanding and culturing Neflon precursor cells capable of efficiently expanding and culturing Neflon precursor cells, a method for expanding and culturing Neflon precursor cells using the medium, and the above-mentioned expansion culture method. It has the effect of providing a method for producing renal organoids from Neflon precursor cells.
  • the number of cells of mNPC cultured in mNPSR medium (medium containing CHIR99021, Y-27632, FGF-2, LIF, BMP7, heparin, LDN193189, A83-01) with a final concentration of 0 to 1000 nM MRT67307 is shown.
  • the number of cells of mNPC cultured in the medium in which BX795 having a final concentration of 0 to 16 nM was added to the mNPSR medium is shown.
  • the number of cells of mNPC cultured in the medium in which GW2580 with a final concentration of 0 to 1000 nM was added to the mNPSR medium is shown.
  • the number of cells of mNPC cultured in the medium in which ASP2215 having a final concentration of 0 to 3.2 nM was added to the mNPSR medium is shown.
  • the number of cells of mNPC cultured in the medium in which ID-8 having a final concentration of 0 to 30,000 nM was added to the mNPSR medium is shown.
  • the number of cells of mNPC cultured in the medium in which AS1517499 with a final concentration of 0 to 200 nM was added to the mNPSR medium is shown.
  • the number of cells in each passage number of mNPC subcultured in a medium in which DMSO (0.1%) or MRT67307 having a final concentration of 30 nM was added to mNPSR medium is shown.
  • MRT67307 was dissolved in DMSO and added to mNPSR medium.
  • the cumulative number of cells in each passage number of mNPC subcultured in a medium in which DMSO (0.1%) or MRT67307 with a final concentration of 30 nM was added to mNPSR medium is shown.
  • MRT67307 was dissolved in DMSO and added to mNPSR medium.
  • the number of cells in each passage number of mNPC subcultured in a medium in which DMSO (0.1%) or BX795 having a final concentration of 4 nM was added to mNPSR medium is shown.
  • BX795 was dissolved in DMSO and added to mNPSR medium.
  • FIG. 3 is a fluorescence microscope image showing the results of lectin staining and immunostaining analysis of CDH1 (CADHERIN1; distal tubule).
  • PODXL PODOCALLYXIN; glomerulus
  • LTL Litus Tetragonolobus Lectin; near
  • FIG. 3 is a fluorescence microscope image showing the results of lectin staining and immunostaining analysis of CDH1 (CADHERIN1; distal tubule).
  • FIG. 3 is a fluorescence microscopic image showing the results of immunostaining analysis of SIX2 in embryos taken out from mouse embryos in an FBS medium supplemented with DMSO (0.1%) or MRT67307 at a final concentration of 100 nM.
  • the number of cells in each passage number of the 4A6 strain-derived hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with DMSO (0.1%) or MRT67307 at a final concentration of 30 nM to hNPSR medium is shown.
  • MRT67307 was dissolved in DMSO and added to hNPSR medium.
  • MRT67307 The cumulative number of cells in each passage number of the 4A6 strain-derived hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with DMSO (0.1%) or MRT67307 having a final concentration of 30 nM in hNPSR medium is shown. MRT67307 was dissolved in DMSO and added to hNPSR medium. Number of cells in each passage number of ASe16 strain (disease-specific iPS cell line derived from Allport syndrome patient) -derived hiPSC-NPC subcultured in hNPSR medium supplemented with DMSO (0.1%) or MRT67307 with a final concentration of 30 nM. Is shown. MRT67307 was dissolved in DMSO and added to hNPSR medium.
  • the cumulative number of cells in each passage number of the ASe16-derived hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with DMSO (0.1%) or MRT67307 at a final concentration of 30 nM in hNPSR medium is shown. MRT67307 was dissolved in DMSO and added to hNPSR medium.
  • PODXL PODOCALLYXIN; glomerulus
  • LTL Litus Tetragonolobus Lectin; proximal tubule
  • CADHERIN1; distal tubule is a fluorescent microscopic image showing the results of lectin staining and immunostaining analysis (Scale bar; 100 ⁇ m).
  • the number of cells in each passage number of c-MET (+)-hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with DMSO (0.1%) or AS1517499 having a final concentration of 100 nM in CFY medium is shown.
  • AS1517499 was dissolved in DMSO and added to CFY medium.
  • the cumulative number of cells in each passage of c-MET (+)-hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with DMSO (0.1%) or AS1517499 with a final concentration of 100 nM in CFY medium is shown.
  • AS1517499 was dissolved in DMSO and added to CFY medium.
  • PODXL PODOCALLYXIN; glomerulus
  • LTD Litus Tetragonolobus Lectin; It is a fluorescence microscope image showing the results of lectin staining and immunostaining analysis of CDH1 (CADHERIN1; distal tubule) (Square bar; 100 ⁇ m).
  • CADHERIN1 distal tubule
  • Square bar 100 ⁇ m.
  • the number of cells in each passage number of hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with DMSO (0.1%), MRT67307 with a final concentration of 30 nM, or TG101348 with a final concentration of 3 nM in CFY medium is shown.
  • MRT67307 and TG101348 were dissolved in DMSO and added to CFY medium.
  • PODXL PODOCALLYXIN; glomerulus
  • LTL Litus Tetragonolobus Lectin; proximal tubule
  • CADHERIN1; distal tubule is a fluorescent microscopic image showing the results of lectin staining and immunostaining analysis (Scale bar; 100 ⁇ m).
  • PODXL PODOCALLYXIN; glomerulus
  • LTL Litus Terragonolobus Lectin; proximal tubule
  • CADHERIN1; distal tubule is a fluorescent microscopic image showing the results of lectin staining and immunostaining analysis (Scale bar; 100 ⁇ m).
  • the first aspect of the present invention is a medium for expanding and culturing nephron progenitor cells.
  • the medium of this embodiment comprises at least one selected from the group consisting of a TBK1 inhibitor, a CSF1R inhibitor, a FLT3 inhibitor, a DYRK1 inhibitor, and a STAT6 inhibitor.
  • the medium of this embodiment is FGF2, heparin, in addition to at least one selected from the group consisting of a TBK1 inhibitor, a CSF1R inhibitor, a FLT3 inhibitor, a DYRK1 inhibitor, and a STAT6 inhibitor.
  • ROCK inhibitor ROCK inhibitor, GSK3 ⁇ inhibitor, leukemia inhibitor (LIF), ALK inhibitor, BMP inhibitor and at least one selected from the group consisting of BMP7.
  • the medium of this embodiment is FGF2, heparin, in addition to at least one selected from the group consisting of a TBK1 inhibitor, a CSF1R inhibitor, a FLT3 inhibitor, a DYRK1 inhibitor, and a STAT6 inhibitor.
  • ROCK inhibitor, GSK3 ⁇ inhibitor, leukemia inhibitor (LIF), ALK inhibitor, BMP inhibitor and BMP7 ROCK inhibitor, GSK3 ⁇ inhibitor, leukemia inhibitor (LIF), ALK inhibitor, BMP inhibitor and BMP7.
  • NPCs are cells that can differentiate into organ structures such as glomerular and tubular structures of the kidney in vitro. The ability of nephron progenitor cells to differentiate into organ structures is described, for example, in Osafune K, et al. (2006), it can be evaluated by the method described in Development 133: 151-61. SIX2 is known as a characteristic factor for maintaining the state as a nephron progenitor cell (Cell Stem Cell 3: 169-181 (2008)), and as an example of a nephron progenitor cell cultured by the method of this embodiment. , SIX2-positive nephron progenitor cells.
  • pluripotent stem cells having a reporter gene for example, tdTomato
  • a reporter gene for example, tdTomato
  • SIX2 promoter for example, OSR1-GFP / SIX2-tdTomato reporter human iPS cells described in Examples below
  • SIX2-positive Neflon precursor cells can be isolated by a method known in the art (for example, a method using a cell sorter) using the expression of SIX2-positive as an index. It is also possible to confirm the expression of SIX2 in nephron progenitor cells by a method for analyzing gene expression such as quantitative RT-PCR (NatCommun 4,1367, (2013)).
  • SIX2-positive nephron progenitor cells include cells expressing the SIX2 protein and cells expressing the protein encoded by the gene under the control of the SIX2 promoter.
  • the human SIX2 gene (NCBI Gene ID: 10736) is a gene having a nucleotide sequence registered at NCBI accession number: NM_016932.5
  • the mouse SIX2 gene (NCBI Gene ID: 20472) is the NCBI accession number. : Examples include, but are not limited to, genes having a nucleotide sequence registered in NM_011380.2.
  • the nephron progenitor cells cultured in the medium of this embodiment are preferably OSR1 positive and HOX11, WT1, SIX2 and SALL1 positive.
  • Neflon progenitor cells may be those isolated from the posterior renal mesenchyme of a living body or those induced to differentiate from pluripotent stem cells (ES cells, iPS cells, etc.).
  • Induction of differentiation of nephron progenitor cells from pluripotent stem cells can be performed by a known method.
  • Examples of the method for inducing nephron progenitor cells from pluripotent stem cells include the methods described in International Publication No. 2014/200115, International Publication No. 2017/0436666, International Publication No. 2018/216743 and the like.
  • Neflon progenitor cells Isolation of Neflon progenitor cells from a cell population collected from the posterior mesenchyme or a cell population induced to differentiate from pluripotent stem cells is described, for example, in OSR1, HOX11, WT1, SIX2, which are markers of the Neflon progenitor cells described above.
  • OSR1, HOX11, WT1, SIX2 markers of the Neflon progenitor cells described above.
  • the expression of SALL1 can be used as an index.
  • MET or AGTR2 can be used as an index (International Publication No. 2020/022261).
  • the nephron progenitor cells expanded and cultured in the medium of this embodiment may be provided as a cell population containing other cell types, or may be provided as a cell population of purified nephron progenitor cells.
  • the ratio of the number of nephron progenitor cells is 30%, 40% or more, 50% or more, 60% or more with respect to the total number of cells (100%). , 70% or more, 80% or more, or 90% or more is preferable.
  • “Expanded culture” means a culture in which nephron progenitor cells are proliferated while maintaining the properties of the nephron progenitor cells. That is, the expanded-cultured nephron progenitor cells can be differentiated into organ structures such as glomerular-like structure and tubular structure of the kidney in vitro. In the medium of this embodiment, the nephron progenitor cells can be expanded and cultured while maintaining the properties of the nephron progenitor cells even after repeated passages.
  • the medium of this embodiment is a medium obtained by adding at least one selected from the group consisting of a TBK1 inhibitor, a CSF1R inhibitor, a FLT3 inhibitor, a DYRK1 inhibitor, and a STAT6 inhibitor to a basal medium used for animal culture. There may be. In addition, at least one selected from the group consisting of TBK1 inhibitor, CSF1R inhibitor, FLT3 inhibitor, DYRK1 inhibitor, and STAT6 inhibitor, and FGF2, heparin, and ROCK inhibitor are added to the basal medium used for animal culture. , GSK3 ⁇ inhibitor, leukemia inhibitor (LIF), ALK inhibitor, BMP inhibitor and at least one selected from the group consisting of BMP7 may be added.
  • LIF leukemia inhibitor
  • BMP inhibitor at least one selected from the group consisting of BMP7
  • At least one selected from the group consisting of TBK1 inhibitor, CSF1R inhibitor, FLT3 inhibitor, DYRK1 inhibitor, and STAT6 inhibitor, and FGF2, heparin, and ROCK inhibitor are added to the basal medium used for animal culture.
  • GSK3 ⁇ inhibitor, leukemia inhibitor (LIF), ALK inhibitor, BMP inhibitor and BMP7 may be added.
  • the basal medium is not particularly limited, and those usually used for animal culture can be used without particular limitation.
  • Examples of the basal medium include IMDM medium, Medium 199 medium, Eagle's Medium Essential Medium (EMEM) medium, ⁇ MEM medium, Dulvecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) medium, Ham's F12 (F12), and Ham's F12 (F12).
  • Examples include, but are not limited to, a medium, Fisher's medium, and a mixed medium thereof.
  • the medium may contain serum (eg, fetal bovine serum (FBS)) or may be serum-free.
  • FBS fetal bovine serum
  • albumin transferase, KnockOut Serum Replacement (KSR) (Invitrogen), N2 supplement (Invitrogen), B27 supplement (Invitrogen), fatty acids, insulin, collagen precursors, for example.
  • KSR KnockOut Serum Replacement
  • N2 supplement Invitrogen
  • B27 supplement Invitrogen
  • fatty acids insulin, collagen precursors
  • Trace elements 2-mercaptoethanol, 3'-thiolglycerol and the like may contain one or more serum substitutes.
  • the basal medium may be, for example, a mixed medium of DMEM / F12 medium (for example, a mixed medium in which DMEM: F12 is mixed at a ratio of 1: 1) to which amino acids, non-essential amino acids, serum substitutes and the like are added. ..
  • the medium of this embodiment contains at least one selected from the group consisting of a TBK1 inhibitor, a CSF1R inhibitor, a FLT3 inhibitor, a DYRK1 inhibitor, and a STAT6 inhibitor.
  • the TBK1 inhibitor contained in the medium of this embodiment is a substance that inhibits the activity of TANK binding kinase 1 (TBK1).
  • the TBK1 inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit the activity of TANK binding kinase 1.
  • Examples of the TBK1 inhibitor include MRT67307 (CAS No. 1190378-57-4), BX795 (CAS No. 702675-74-9), TBK1 / IKK ⁇ -IN-1 (CAS No. 2058264-32-5), and TBK1 / IKK ⁇ .
  • -IN-2 CAS No. 1292310-49-6
  • TBK1 / IKK ⁇ -IN-5 CAS No.
  • MRT67307 and BX795 are preferable as TBK1 inhibitors.
  • the TBK1 inhibitor may be used alone or in combination of two or more.
  • the TBK1 inhibitor is not limited to the small molecule compound as described above, and may be an antisense nucleic acid for TBK1, an RNA interference-inducing nucleic acid (eg, siRNA), a dominant negative mutant, and an expression vector thereof. ..
  • the concentration of the TBK1 inhibitor in the medium of this embodiment can be appropriately selected depending on the type of the TBK1 inhibitor.
  • the TBK1 inhibitor is preferably used at a concentration near, for example, IC50.
  • the TBK1 inhibitor can be used, for example, at a concentration of 0.5 nM or higher, 1 nM or higher, 2 nM or higher, 3 nM or higher, 4 nM or higher, 5 nM or higher, 6 nM or higher, 7 nM or higher, 8 nM or higher, 9 nM or higher, or 10 nM or higher.
  • Examples of the upper limit of the concentration of the TBK1 inhibitor include 1000 nM or less, 500 nM or less, 200 nM or less, 100 nM or less, 50 nM or less, 35 nM or less, and the like.
  • the concentration of MRT67307 in the medium may be, for example, 0.5 to 1000 nM, 5 to 500 nM, 5 to 200 nM, 5 to 100 nM, 5 to 50 nM, 10 to 35 nM, or 20 to 35 nM.
  • the concentration of BX795 in the medium may be 0.5 to 16 nM, 0.5 to 8 nM, 1 to 8 nM, or 2 to 8 nM.
  • the CSF1R inhibitor included in this embodiment is a substance that inhibits the activity of the colony stimulating factor 1 receptor (CSF1R).
  • the CSF1R inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit the activity of the colony stimulating factor 1 receptor.
  • Examples of the CSF1R inhibitor include GW2580 (CAS No. 870843-87-7), CSF1R-IN-1 (CAS No. 2095884-04-8), AZD7507 (CAS No. 1041852-85-0), and PRN1371 (CAS No. 1802929). 433-6), cFMS Receiver Inhibitor II (CAS No. 959860-85-6), PLX-3397 hydride (CAS No. 2040295-03-0), Ki20227 (CAS No.
  • GW2580 is preferable as the CSF1R inhibitor.
  • the CSF1R inhibitor one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the CSF1R inhibitor is not limited to the small molecule compound as described above, and may be an antisense nucleic acid for CSF1R, an RNA interference-inducing nucleic acid (eg, siRNA), a dominant negative mutant, and an expression vector thereof. ..
  • the concentration of the CSF1R inhibitor in the medium of this embodiment can be appropriately selected depending on the type of the CSF1R inhibitor.
  • the CSF1R inhibitor is preferably used at a concentration near, for example, IC50.
  • the CSF1R inhibitor is, for example, 0.5 nM or more, 1 nM or more, 2 nM or more, 3 nM or more, 4 nM or more, 5 nM or more, 6 nM or more, 7 nM or more, 7.5 nM or more, 8 nM or more, 9 nM or more, 10 nM or more, 50 nM or more, Alternatively, it can be used at a concentration of 100 nM or more.
  • Examples of the upper limit of the concentration of the CSF1R inhibitor include 5000 nM or less, 3000 nM or less, 2000 nM or less, 1000 nM or less, and the like.
  • the concentrations of GW2580 in the medium are, for example, 0.5-5000 nM, 7.5-3000 nM, 15-2000 nM, 30-1000 nM, 60-1000 nM, 120-1000 nM, 240-1000 nM, Alternatively, 250 to 1000 nM and the like can be mentioned.
  • the FLT3 inhibitor included in this embodiment is a substance that inhibits the activity of FMS-like tyrosine kinase 3 (FLT3).
  • the FLT3 inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit the activity of FMS-like tyrosine kinase 3.
  • Examples of FLT3 inhibitors include ASP2215 (CAS No. 1254053-43-4), SKLB4771 (CAS No. 1370256-78-2), CCT241736 (CAS No. 1402709-93-6), and BPR1K871 (CAS No. 2443767-35-7). ), But not limited to this. Among them, ASP2215 (Gilteritinib) is preferable as the FLT3 inhibitor.
  • the FLT3 inhibitor may be used alone or in combination of two or more.
  • the FLT3 inhibitor is not limited to the small molecule compound as described above, and may be an antisense nucleic acid for FLT3, an RNA interference-inducing nucleic acid (eg, siRNA), a dominant negative mutant, and an expression vector thereof. ..
  • the concentration of the FLT3 inhibitor in the medium of this embodiment can be appropriately selected depending on the type of the FLT3 inhibitor.
  • the FLT3 inhibitor is preferably used at a concentration near, for example, IC50.
  • the FLT3 inhibitor is, for example, 0.1 nM or more, 0.2 nM or more, 0.3 nM or more, 0.4 nM or more, 0.5 nM or more, 0.6 nM or more, 0.7 nM or more, 0.8 nM or more, 0.9M. As mentioned above, it can be used at a concentration of 1.0 nM or more, or 1.5 nM or more.
  • Examples of the upper limit of the concentration of the FLT3 inhibitor include 1000 nM or less, 500 nM or less, 200 nM or less, 100 nM or less, 50 nM or less, 35 nM or less, 20 nM or less, 10 nM or less, or 5 nM or less.
  • the concentrations of ASP2215 in the medium are, for example, 0.1-10 nM, 0.2-10 nM, 0.4-10 nM, 0.8-10 nM, 0.8-5.0 nM. Alternatively, 0.8 to 3.2 nM and the like can be mentioned.
  • the DYRK1 inhibitor contained in the medium of this embodiment is a substance that inhibits the activity of bispecific tyrosine phosphorylation-regulating kinase 1 (DYRK1).
  • the DYRK1 inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit the activity of bispecific tyrosine phosphorylation-regulating kinase 1.
  • the DYRK1 inhibitor is preferably a substance (DYRK1A inhibitor) that inhibits the activity of the bispecific tyrosine phosphorylation-regulating kinase 1A (DYRK1A).
  • Examples of the DYRK1 inhibitor include ID-8 (CAS No. 147591-46-6), INDY (CAS No.
  • ID-8 is preferable as the DYRK1 inhibitor.
  • One type of DYRK1 inhibitor may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • DYRK1 inhibitors are not limited to small molecule compounds such as those described above, but are antisense nucleic acids against DYRK1 (DYRK1A, DYRK1B, etc.), RNA interference-inducing nucleic acids (eg, siRNA), dominant negative variants, and expression vectors thereof. And so on.
  • the concentration of the DYRK1 inhibitor in the medium of this embodiment can be appropriately selected depending on the type of the DYRK1 inhibitor.
  • the DYRK1 inhibitor is preferably used at a concentration near, for example, IC50.
  • the DYRK1 inhibitor can be used at a concentration of, for example, 0.5 nM or more, 1 nM or more, 2 nM or more, 3 nM or more, 4 nM or more, 5 nM or more, 6 nM or more, 7 nM or more, 8 nM or more, 9 nM or more, or 10 nM or more. ..
  • Examples of the upper limit of the concentration of the DYRK1 inhibitor include 30,000 nM or less, 10,000 nM or less, 1000 nM or less, 500 nM or less, and the like.
  • the concentrations of ID-8 in the medium are, for example, 0.5-30000 nM, 0.5-10000 nM, 0.5-3000 nM, 0.5-1000 nM, 100-1000 nM, Alternatively, 250 to 1000 nM and the like can be mentioned.
  • the STAT6 inhibitor contained in the medium of this embodiment is a substance that inhibits the activity of the signal transduction transcription factor 6 (STAT6).
  • STAT6 inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit the activity of the signal transduction transcription factor 6.
  • Examples of the STAT6 inhibitor include, but are not limited to, AS151499 (CAS No. 919486-40-1).
  • the STAT6 inhibitor is preferably AS1517499.
  • One type of STAT6 inhibitor may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the STAT6 inhibitor is not limited to the small molecule compound as described above, and may be an antisense nucleic acid for STAT6, an RNA interference-inducing nucleic acid (eg, siRNA), a dominant negative mutant, and an expression vector thereof. ..
  • the concentration of the STAT6 inhibitor in the medium of this embodiment can be appropriately selected depending on the type of the STAT6 inhibitor.
  • the STAT6 inhibitor is preferably used, for example, at a concentration near the IC50.
  • the STAT6 inhibitor is, for example, at a concentration of 1 nM or higher, 2 nM or higher, 3 nM or higher, 4 nM or higher, 5 nM or higher, 6.25 nM or higher, 7 nM or higher, 8 nM or higher, 9 nM or higher, 10 nM or higher, 12.5 nM or higher, or 25 nM or higher. Can be used.
  • the concentration of AS1517499 in the medium may be, for example, 1 to 1000 nM, 6.25 to 1000 nM, 12.5 to 1000 nM, 25 to 1000 nM, 25 to 500 nM, or 25 to 200 nM. ..
  • the medium of this embodiment preferably contains FGF2.
  • FGF2 Fibroblast Growth Factor 2
  • bFGF basic FGF
  • the organism from which FGF2 is derived is not particularly limited.
  • FGF2 for example, human FGF2 can be used.
  • human FGF2 NCBI Gene ID: 2247) include proteins having the amino acid sequence of NCBI accession number: NP_001348594.1.
  • FGF2 may be a fragment or a functional variant thereof as long as it has an activity of promoting the proliferation of nephron progenitor cells.
  • Commercially available FGF2 may be used, or a protein purified from cells or a protein produced by genetic recombination may be used.
  • the concentration of FGF2 in the medium is, for example, 1 to 1000 ng / mL, preferably 10 to 500 ng / mL, more preferably 20 to 400 ng / mL, still more preferably 50 to 350 ng / mL.
  • Heparin is preferably in the form of a salt.
  • heparin salts include salts with alkali metals such as lithium, sodium and potassium; salts with alkaline earth metals such as calcium, barium and magnesium; salts with metals such as aluminum, zinc, copper and iron; Examples include ammonium salts; salts with organic bases; and salts with amino acids.
  • heparin is preferably an alkali metal salt, more preferably a sodium salt.
  • the concentration of heparin in the medium is, for example, 0.01 to 100 ⁇ g / mL, preferably 0.05 to 50 ⁇ g / mL, and more preferably 0.1 to 10 ⁇ g / mL.
  • the medium of this embodiment preferably contains a ROCK inhibitor.
  • a ROCK inhibitor is a substance that inhibits the function of Rho-kinase (ROCK).
  • Examples of the ROCK inhibitor include Y-27632 (see, eg, Ishizaki et al., Mol. Pharmacol. 57, 976-983 (2000); Narumiya et al., Methods Enzymol. 325, 273-284 (2000)).
  • Fasudil / HA1077 eg, Uenta et al., Nature 389: 990-994 (1997)
  • H-1152 eg, Sasaki et al., Pharmacol. Ther. 93: 225-232 (2002)
  • Wf-536 see, eg, Nakajima et al., Cancer Chemother Pharmacol. 52 (4): 319-324 (2003)
  • antisense nucleic acids for ROCK RNA interference-inducing nucleic acids
  • RNA interference-inducing nucleic acids eg, siRNA
  • Dominant negative variants and their expression vectors.
  • other known low molecular weight compounds can also be used as the ROCK inhibitor (for example, US Patent Application Publication No.
  • the ROCK inhibitor may be used alone or in combination of two or more.
  • Preferred ROCK inhibitors include Y-27632.
  • the concentration of the ROCK inhibitor in the medium can be appropriately selected depending on the type of the ROCK inhibitor.
  • the ROCK inhibitor is preferably used, for example, at a concentration near the IC50.
  • the concentration of Y-27632 in the medium is, for example, 0.1-100 ⁇ M, preferably 1-75 ⁇ M, more preferably 5-50 ⁇ M.
  • the medium of this embodiment preferably contains a GSK3 ⁇ inhibitor.
  • a GSK3 ⁇ inhibitor is a substance that inhibits the function of GSK (Glycogen Synthase Kinase) 3 ⁇ , for example, kinase activity (for example, phosphorylation ability for ⁇ -catenin).
  • GSK3 ⁇ inhibitor examples include BIO (also known as GSK-3 ⁇ inhibitor IX; 6-bromoinsylbin 3'-oxym), which is an indylbin derivative, and SB216763 (3- (2,4-dichlorophenyl)-), which is a maleimide derivative.
  • GSK3 ⁇ Peptide Inhibitor Myr-N-GKEAPAPPQSpP-NH2
  • CHIR99021 (6- [2- [2- [4- (2,4-dichlorophenyl) -5- (4-methyl-1H-imidazol-2-yl) pyrimidin) -2-Ilamino] ethylamino] pyridine-3-carbonitrile), and derivatives thereof and the like.
  • These compounds can be obtained from, for example, Stemgent, Calbiochem, Biomol, etc., or may be prepared by themselves.
  • the GSK3 ⁇ inhibitor may be an antisense nucleic acid against GSK3 ⁇ , an RNA interference-inducing nucleic acid (eg, siRNA), a dominant negative mutant, and an expression vector thereof.
  • GSK3 ⁇ inhibitor one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • Preferred GSK3 ⁇ inhibitors include CHIR99021.
  • the concentration of the GSK3 ⁇ inhibitor in the medium can be appropriately selected depending on the type of the GSK3 ⁇ inhibitor.
  • the GSK3 ⁇ inhibitor is preferably used, for example, at a concentration near the IC50.
  • the concentration of CHIR99021 in the medium is, for example, 0.01 to 100 ⁇ M, preferably 0.1 to 10 ⁇ M, more preferably 0.5 to 3 ⁇ M, and particularly preferably 0.5 to 3 ⁇ M. It is 0.5 to 1.5 ⁇ M.
  • the medium of this embodiment preferably contains a leukemia inhibitor (LIF).
  • LIF leukemia inhibitor
  • the inclusion of LIF in addition to at least one selected from the group consisting of TBK1 inhibitor, CSF1R inhibitor, FLT3 inhibitor, DYRK1 inhibitor, and STAT6 inhibitor results in better proliferation of nephron progenitor cells. ..
  • the organism from which LIF is derived is not particularly limited. Examples of the LIF include humans (Japanese Patent Publication No. 1-502985), mice (Japanese Patent Publication No. 1-502985), sheep (Japanese Patent Publication No. 4-502554), and pigs (Japanese Patent Publication No. 4-502554). No.), cows (Japanese Patent Publication No.
  • human or mouse LIF is preferred.
  • human LIF (NCBI Gene ID: 3976) include proteins having an amino acid sequence of NCBI accession number: NP_00124464.1 or NP_002300.1.
  • mouse LIF (NCBI Gene ID: 16878) include proteins having the amino acid sequence of NCBI accession number: NP_001034626.1 or NP_032527.1.
  • the LIF can be appropriately selected depending on the organism from which the nephron progenitor cells are derived. For example, when the nephron progenitor cells are derived from mice, it is preferable to use mouse LIF.
  • LIF may be a fragment and a functional variant thereof as long as it has an activity of promoting the proliferation of nephron progenitor cells.
  • LIF a commercially available product may be used, or a protein purified from cells or a protein produced by genetic recombination may be used.
  • the concentration of LIF in the medium is, for example, 1 to 1000 ng / mL, preferably 10 to 500 ng / mL, and more preferably 50 to 250 ng / mL.
  • the concentration of LIF in the medium is, for example, 10 to 5000 units / mL, preferably 100 to 3000 units / mL, and more preferably 500 to 2000 units / mL.
  • the medium of this embodiment preferably contains an ALK inhibitor.
  • An ALK inhibitor in addition to at least one selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of TBK1 inhibitors, CSF1R inhibitors, FLT3 inhibitors, DYRK1 inhibitors, and STAT6 inhibitors. Therefore, the proliferation of Neflon progenitor cells becomes better.
  • ALK inhibitors are substances that inhibit the function of the ALK (Activin receptor-Like Kinase) family. Examples of the ALK inhibitor include a substance that inhibits the binding of TGF ⁇ to the ALK family, a substance that inhibits the phosphorylation of SMAD by the ALK family, and the like.
  • Examples of the ALK inhibitor include inhibitors of ALK4, ALK5 or ALK7.
  • Examples of the ALK inhibitor include Lefty-1 (as NCBI accession numbers, mouse: NP_034224.1 and human: NP_066277.1 are exemplified), SB431542, SB202190 (hereinafter, RK Lindemann et al., Mol.
  • ALK inhibitor may be an antisense nucleic acid for the ALK family, an RNA interference-in
  • the ALK inhibitor may be used alone or in combination of two or more.
  • Preferred ALK inhibitors include A83-01.
  • the concentration of the ALK inhibitor in the medium can be appropriately selected depending on the type of the ALK inhibitor.
  • the ALK inhibitor is preferably used, for example, at a concentration near the IC50.
  • the concentration of A83-01 in the medium is, for example, 0.01 to 1000 nM, preferably 0.1 to 500 nM, more preferably 1 to 100 nM, and particularly preferably. Is 10 to 80 nM.
  • the medium of this embodiment contains a BMP inhibitor.
  • BMP inhibitor proliferation is better with BMP inhibitor in addition to at least one selected from the group consisting of TBK1 inhibitor, CSF1R inhibitor, FLT3 inhibitor, DYRK1 inhibitor, and STAT6 inhibitor.
  • a BMP inhibitor is a substance that inhibits BMP (Bone morphogenetic Protein) signal transduction.
  • the BMP inhibitor may be, for example, a substance that inhibits the kinase activity of ALK2 or ALK3, which is a receptor for BMP.
  • BMP inhibitor examples include proteinin inhibitors such as Chordin, Noggin, and Follistatin; Dorsomorphin (6- [4- (2-piperidin-1-yl-ethoxy) phenyl] -3-pyridin-4-yl-pyrazolo. [1,5-a] pyrimidine) (P. B. Yu et al. (2007), Circulation, 116: II_60; P. B. Yu et al. (2008), Nat. Chem. Biol., 4:33. -41; J. Hao et al.
  • proteinin inhibitors such as Chordin, Noggin, and Follistatin
  • Dorsomorphin 6- [4- (2-piperidin-1-yl-ethoxy) phenyl] -3-pyridin-4-yl-pyrazolo. [1,5-a] pyrimidine
  • the BMP inhibitor may be an antisense nucleic acid for BMP, an RNA interference-inducing nucleic acid (eg, siRNA), a dominant negative mutant, an expression vector thereof, or the like.
  • the BMP inhibitor one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • Preferred BMP inhibitors include LDN193189, Dorsomorphin, Noggin, and DMH1, with LDN193189 being more preferred.
  • the concentration of the BMP inhibitor in the medium can be appropriately selected depending on the type of the ALK inhibitor.
  • the BMP inhibitor is preferably used, for example, at a concentration near the IC50.
  • the concentration of LDN193189 in the medium is, for example, 0.01 to 1000 nM, preferably 0.1 to 500 nM, more preferably 0.5 to 100 nM, and particularly preferably 0.5 to 100 nM. It is 1 to 50 nM.
  • the medium of this embodiment preferably contains BMP7.
  • BMP7 in addition to at least one selected from the group consisting of TBK1 inhibitors, CSF1R inhibitors, FLT3 inhibitors, DYRK1 inhibitors, and STAT6 inhibitors results in better proliferation of nephron progenitor cells. ..
  • the organism from which BMP7 is derived is not particularly limited.
  • a human BMP7 can be used as the BMP7.
  • Examples of human BMP7 include proteins having an amino acid sequence of NCBI accession number: NP_001710.1.
  • BMP7 may be a fragment or a functional variant thereof as long as it has an activity of promoting the proliferation of nephron progenitor cells.
  • BMP7 a commercially available product may be used, or a protein purified from cells or a protein produced by genetic recombination may be used.
  • the concentration of BMP7 in the medium is, for example, 0.1 to 500 ng / mL, preferably 1 to 300 ng / mL, and more preferably 10 to 100 ng / mL.
  • the medium of this embodiment may contain Fibroblast Growth Factor (FGF) 9.
  • FGF Fibroblast Growth Factor
  • the organism from which FGF9 is derived is not particularly limited.
  • FGF9 for example, human FGF9 can be used.
  • human FGF9 NCBI Gene ID: 22544
  • FGF9 may be a fragment or a functional variant thereof as long as it has an activity of promoting the proliferation of nephron progenitor cells.
  • Commercially available FGF9 may be used, or a protein purified from cells or a protein produced by genetic recombination may be used.
  • the concentration of FGF9 in the medium is, for example, 1 to 800 ng / ml, preferably 5 to 500 ng / ml, more preferably 10 to 400 ng / ml, still more preferably 100 to 300 ng / ml.
  • the medium of this embodiment can contain components other than the above as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • components other than the above include JAK inhibitors.
  • the medium of this embodiment may contain a JAK inhibitor.
  • a JAK inhibitor is a substance that inhibits the activity of one or more enzymes of the Janus kinase family (eg, JAK1, JAK2, JAK3, TYK2). JAK inhibitors inhibit signal transduction of the JAK-STAT system by inhibiting the enzymatic activity of the Janus kinase family.
  • the medium contains a JAK inhibitor in addition to the GSK3 ⁇ inhibitor, ROCK inhibitor, and FGF9, the proliferation of nephron progenitor cells is further promoted.
  • the JAK inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit the activity of enzymes of the Janus kinase family.
  • the JAK inhibitor is preferably one that inhibits the enzyme activity of at least one selected from the group consisting of JAK1, JAK2, and JAK3, and more preferably one that inhibits the enzyme activity of JAK2 (JAK2 inhibitor).
  • the JAK3 inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit the activity of JAK3.
  • Examples of the JAK3 inhibitor include TCS21311 (CAS number 1260181-14-3), WHI-P154 (CAS 211555-04-3), PF-06651600 (CAS number 1792180-81-4), FM-381 (CAS number). 2226521-65-7), CP690550 (CAS No.
  • JAK3 INHIBITOR IV (CAS number 58753-54-1), ZM449829 (CAS number 4452-06-6), AZD1480 (CAS number 935666-88-9) ), Selective JAK3 inhibitor 1 (CAS No. 14432235-95-7), and derivatives thereof, but are not limited thereto.
  • TCS21311 is preferable as the JAK3 inhibitor.
  • the JAK2 inhibitor is not particularly limited as long as it can inhibit the activity of JAK2.
  • Examples of the JAK2 inhibitor include NVP-BSK805 2HCl (CAS No. 1949219-79-0), TG101209 (CAS No. 936091-14-4), TG101348 (CAS No. 936091-26-8), 1, 2, 3, and so on. 4,5,6-hexabromocyclohexane (CAS No. 1837-91-8), CEP-337779 (CAS No. 1257704-57-6), NSC33994 (CAS No. 82058-16-0), and derivatives thereof.
  • TG101348 is preferable as the JAK2 inhibitor.
  • the JAK inhibitor may be a JAK2 / 3 inhibitor.
  • a JAK2 / 3 inhibitor is an inhibitor that inhibits JAK2 and JAK3.
  • Examples of the JAK2 / 3 inhibitor include AG490 (CAS No. 133550-30-8), AT9283 (CAS No. 896466-04-9), LY3009104 (CAS No. 1187594-09-7), and derivatives thereof. However, but not limited to these.
  • the JAK inhibitor may be a JAK1 / 2 inhibitor.
  • JAK1 / 2 inhibitors are inhibitors that inhibit JAK1 and JAK2.
  • Examples of JAK1 / 2 inhibitors include CYT387 (CAS No. 1056634-68-4), S-Ruxolitinib (INCB018424) (CAS No. 941685-37-6), and LY2784544 (CAS No. 1229236-86-5), and Examples thereof include, but are not limited to, these derivatives.
  • JAK inhibitors are not limited to low molecular weight compounds as described above, but are antisense nucleic acids for the Janus kinase family (JAK1, JAK2, JAK3, TYK2), RNA interference-inducing nucleic acids (eg, siRNA), dominant negative variants, etc. And their expression vectors and the like.
  • the JAK inhibitor may be used alone or in combination of two or more.
  • a JAK2 inhibitor is preferable, and TG101348 is more preferable.
  • the concentration of the JAK inhibitor in the medium of this embodiment can be appropriately selected according to the type of the JAK inhibitor.
  • the JAK inhibitor is preferably used, for example, at a concentration near the IC50.
  • the JAK inhibitor can be used, for example, at a concentration of 0.01 nM or more, 0.05 nM or more, 0.1 nM or more, 0.5 nM or more, or 1 nM or more.
  • Examples of the upper limit of the concentration of the JAK inhibitor include 100 nM or less, 50 nM or less, 30 nM or less, 20 nM or less, 10 nM or less, 5 nM or less, and the like.
  • the concentration of TG101348 in the medium may be, for example, 0.5 to 50 nM, 1 to 30 nM, 1 to 20 nM, 1 to 10 nM, or 1 to 5 nM.
  • the medium of this embodiment comprises at least one selected from the group consisting of TBK1 inhibitor, CSF1R inhibitor, FLT3 inhibitor, DYRK1 inhibitor, and STAT6 inhibitor, and JAK inhibitor, FGF2, heparin. , ROCK inhibitor, GSK3 ⁇ inhibitor, leukemia inhibitor (LIF), ALK inhibitor, BMP inhibitor, and BMP7.
  • examples include TBK1 inhibitors, FGF2, heparin, ROCK inhibitors, GSK3 ⁇ inhibitors, leukemia inhibitors (LIFs), ALK inhibitors, BMP inhibitors, and BMP7.
  • the medium of this embodiment can contain MRT67307, FGF2, heparin, Y-27632, LIF, CHIR99021, LDN193189, and A83-01.
  • the medium of this embodiment is a GSK3 ⁇ inhibitor, ROCK, in addition to at least one selected from the group consisting of TBK1 inhibitor, CSF1R inhibitor, FLT3 inhibitor, DYRK1 inhibitor, and STAT6 inhibitor. Includes inhibitors and FGF9.
  • the medium of this embodiment may further contain a JAK inhibitor.
  • the medium of this embodiment can contain CHIR99021, Y-27632, and FGF9.
  • the medium of this embodiment maintained the differentiation potential of Neflon progenitor cells by containing at least one selected from the group consisting of TBK1 inhibitor, CSF1R inhibitor, FLT3 inhibitor, DYRK1 inhibitor, and STAT6 inhibitor. As it is, Neflon progenitor cells can be satisfactorily proliferated.
  • a second aspect of the present invention is a method for expanding and culturing nephron progenitor cells using the medium of the first aspect.
  • Nephron progenitor cells can be cultured under the culture conditions normally used for culturing animal cells.
  • the culture temperature is not particularly limited as long as the nephron progenitor cells can proliferate, but is usually 25 to 40 ° C, preferably 30 to 40 ° C. Specific examples of the culture temperature include about 37 ° C.
  • Nephron progenitor cells can usually be cultured in an atmosphere of CO 2 -containing air.
  • the CO 2 concentration can usually be about 0.3-5%, preferably about 2-5%. Specific examples of the CO 2 concentration include about 5%.
  • the culture period is not particularly limited and can be any period.
  • by using the medium of the first aspect it is possible to culture for a long period of time while maintaining the properties of the nephron progenitor cells.
  • the culture of the nephron progenitor cells can be continued while maintaining the properties of the nephron progenitor cells.
  • Subculture can be performed by collecting a cell mass of nephron progenitor cells from the culture medium and seeding the cells in a new medium.
  • a cell dispersion containing an enzyme such as protease, collagenase, and DNase may be used to disperse the cell mass and then seeded in a new medium.
  • the interval between passages is not particularly limited, but may be, for example, about 2 to 10 days, or about 3 to 7 days.
  • the nephron progenitor cells are cultured using the medium of the first aspect, so that the nephron progenitor cells can be efficiently proliferated.
  • the nephron progenitor cells expanded and cultured by the method of this embodiment can be administered to a subject having renal disease and used for treating renal disease. It can also be used as a pharmaceutical composition for treating or preventing renal diseases. It can also be used for the production of renal organoids described below.
  • a third aspect of the present invention is a method for producing a renal organoid.
  • the method for producing a renal organoid of this embodiment includes a step of expanding and culturing nephron progenitor cells (expansion culture step) and a step of differentiating the expanded and cultured nephron precursor cells into renal organoids by the method of the second aspect (differentiation). Step) and.
  • the expansion culture step is performed by the method of the second aspect. By this step, nephron progenitor cells can be efficiently grown to a desired number.
  • nephron progenitor cells into renal organoids can be performed by known methods. For example, the methods reported in Nature, 526, 564-568 (2015) can be used.
  • the cell mass of the nephron progenitor cells obtained in the expansion culture step may be co-cultured with feeder cells such as 3T3-Wnt4 cells, mouse fetal spinal cells, or mouse fetal kidney cells.
  • the cell mass of Neflon progenitor cells is cultured in semi-gastric culture (preferably gas-liquid phase culture; see Nature, 526,564-568 (2015)) using a basal medium containing a GSK3 ⁇ inhibitor. You may.
  • the medium used in the semi-gastric culture may contain FGF9, FGF2, etc. in addition to the GSK3 ⁇ inhibitor.
  • the basal medium, GSK3 ⁇ inhibitor, and FGF2 include the same as above.
  • a preferred basal medium is KSR.
  • Preferred GSK3 ⁇ inhibitors include CHIR99021.
  • Preferred FGF2 includes human FGF2.
  • Preferred FGF9 includes human FGF9.
  • human FGF9 include a protein having an amino acid sequence of NCBI accession number: NP_002001.1.
  • FGF9 includes fragments and functional variants thereof as long as it has the activity of inducing differentiation into renal organoids. Commercially available FGF9 may be used, or a protein purified from cells or a protein produced by genetic recombination may be used.
  • the culture conditions in the differentiation step the culture conditions usually used for culturing animal cells can be used.
  • the culture temperature is not particularly limited as long as it can induce differentiation into renal organoids, but is usually 25 to 40 ° C, preferably 30 to 40 ° C. Specific examples of the culture temperature include about 37 ° C.
  • the CO 2 concentration can usually be about 0.3-5%, preferably about 2-5%. Specific examples of the CO 2 concentration include about 5%.
  • the renal organoid obtained by the production method of this embodiment can be administered to a subject having a renal disease and used for treating the renal disease. It can also be used as a pharmaceutical composition for treating or preventing renal diseases.
  • the present invention also provides a pharmaceutical composition comprising nephron progenitor cells obtained by the method of the second aspect or renal organoids obtained by the production method of the third aspect.
  • the present invention also provides a renal disease therapeutic agent comprising said nephron progenitor cells or said renal organoids.
  • the present invention also provides a method for treating or preventing renal disease, comprising the step of administering a therapeutically effective amount of the nephron precursor cells or the renal organoid to a subject having renal disease or a subject at risk of renal disease. ..
  • a method of administering the Neflon precursor cell to a subject requiring treatment or prevention of renal disease for example, a method of sheeting the Neflon precursor cell and attaching it to the target kidney; the Neflon precursor cell in physiological saline.
  • the transplantation site is not particularly limited as long as it is within the kidney, but is preferably under the renal capsule.
  • Examples of the method for administering the renal organoid to a subject in need of treatment or prevention of renal disease include a method of transplanting into the body of the subject (for example, intraperitoneally).
  • the renal disease to be treated or prevented is not particularly limited, and examples thereof include acute renal disorder, chronic renal failure, and chronic kidney disease that does not lead to chronic renal failure.
  • the number of cells of the nephron progenitor cell to be transplanted or the size of the renal organoid is not particularly limited as long as it can be engrafted after transplantation, and is appropriately adjusted according to the size of the diseased site, the body, age, sex, etc. of the administration target. be able to.
  • Example 1 [Materials and methods] ⁇ Animal experiment> All animal experiments were conducted with the approval of the Animal Experiment Committee of Kyoto University. B6; 129-Six2 tm3 (EGFP / cr / ERT2) Amc / J mice are available from Jackson Laboratory Inc. Purchased from (A. Kobayashi, et al., Cell Stem Cell. 3 (2008) 169-181.). B6. Alport syndrome model mouse. Col4a5 tm1Yseg / J mice are available from Jackson Laboratory Inc. Purchased from (MN Rheaut, et al., JAm Soc Nephrol. 15 (2004) 1466-1474.).
  • the Pkd1 ⁇ / ⁇ (del2-6) mouse which is an ADPKD model mouse, was provided by Fujita Medical University (S Muto, et al., Hum Mol Genet. 11 (2002) 1731-1742.). The animals were bred under specific pathogen-free (SPF) conditions at the experimental animal facility of the Center for iPS Cell Research and Application, Kyoto University. Mice were free-fed with food and water.
  • SPF pathogen-free
  • ⁇ Cell culture> Experiments using human iPS cells (hiPSC) were approved by the Institutional Review Board of the graduate School of Medicine, Kyoto University, and informed consent was obtained from the provider of hiPSC according to the Institutional Review Board.
  • the hiPSC was maintained in a feeder-free culture using Stem Fit AK02N medium (Takara Bio Inc.) on a cell culture plate coated with Synthemax (Corning). Cells were passaged every 5 days using 0.5 mM EDTA / PBS (Thermo Fisher Scientific) and routinely tested for mycoplasma contamination.
  • ⁇ Cell proliferation> The cell mass of mNPC (Z. Li, et al., Cell Stem Cell. 19 (2016) 516-529) expanded and cultured in mNPSR medium was transferred to a 1.5 mL tube, and the supernatant was completely removed. 30 ⁇ L of Accumax (Innovative Cell Technologies, Inc.) was added, and the mixture was allowed to stand in an incubator at 37 ° C. and 5 % CO for 10 minutes. After 10 minutes, the cells were diluted with 470 ⁇ L of 10% FBS and the number of cells was measured with TC20 (Bio-Rad).
  • TBK1 inhibitor MRT67307, BX795
  • CSF1R inhibitor GW2580
  • FLT3 inhibitor ASP2215
  • DYRK1 inhibitor ID-8
  • STAT6 inhibitor AS1517499
  • concentration gradients were prepared and added to the center (MRT67307: 5 nM, 10 nM, 20 nM, 25 nM, 30 nM, 35 nM, 50 nM, 100 nM, 200 nM, 500 nM, 1000 nM, BX795: 0.5 nM, 1 nM, 2 nM, 4 nM. , 8nM, 16nM, GW2580 are 7.5nM, 15nM, 30nM, 60nM, 120nM, 240nM, 250nM, 500nM, 1000nM, ASP2215 are 0.1nM, 0.2nM, 0.4nM, 0.8nM, 1.6nM.
  • ID-8 is 250 nM, 500 nM, 1000 nM, 3000 nM, 10000 nM, 30000 nM, AS1517499 is 6.25 nM, 12.5 nM, 25 nM, 50 nM, 100 nM, 200 nM).
  • a 96-well plate inoculated with cells suspended in 1 was centrifuged at 300 g for 3 minutes and statically cultured in an incubator at 37 ° C. and 25 % CO. A cell mass was formed 6 hours after the start of static culture.
  • TBK1 inhibitor MRT67307, BX795
  • CSF1R inhibitor GW2580
  • FLT3 inhibitor ASP2215
  • DYRK1 inhibitor ID-8
  • An additional 100 ⁇ L of mNPSR medium supplemented with a STAT6 inhibitor AS1517499 was added to each well.
  • the cell mass of each well was transferred to a 1.5 mL tube, the supernatant was completely removed, 30 ⁇ L of Accumax (Incubative Cell Technologies, Inc.) was added, and 37 ° C., CO 2
  • the cells were allowed to stand in a 5% incubator for 10 minutes. After 10 minutes, the cells were suspended in 470 ⁇ L of 10% FBS and the number of cells was measured by TC20 (Bio-Rad).
  • Table 1 shows the composition of the mNPSR medium used in the experiment.
  • the mNPSR medium was prepared by adding the reagents shown in Table 1 to the Basic medium shown in Table 1.
  • ⁇ Preparation of renal organoids> The cell mass of the subcultured mNPC was placed on Transwell (Corning) in a medium in which 30 nM MRT67307 or 4 nM BX795 was added to the mNPSR medium, and the surrounding medium was removed. Next, a Transwell with a cell mass was set in a culture dish previously filled with 5% KSR (Knock-out serum reaction) (Thermo Fisher Scientific) supplemented with 200 ng / mL FGF2 and 5 ⁇ M CHIR99021. After 48 hours, the medium was replaced with 5% KSR without the addition of growth factors and small molecule compounds.
  • KSR Kerat-out serum reaction
  • the medium was exchanged with 5% KSR to which growth factors and small molecule compounds were not added, and on the 10th day after the start of differentiation culture, the cells were fixed at 4 ° C. for 3 hours using 4% PFA as Transwell. .. After fixation, the cells were replaced with PBS and allowed to stand at 4 ° C. overnight for immunostaining.
  • the FBS medium used in the ex vivo experiment was prepared by adding 10% fetal bovine serum (FBS) and PS (Penicillin Strepromycin) to DMEM / F12 Glutamax medium at 500 U / ml.
  • Kidneys were collected from mouse embryos (E12.5), placed on Transwell (Corning), and the surrounding medium was removed. Next, the Transwell on which the kidney was placed was set in a culture dish previously filled with an FBS medium supplemented with 100 nM MRT67307. After 24 to 72 hours from the start of culturing, the cells were fixed at 4 ° C. for 3 hours using 4% PFA in Transwell. After fixation, the cells were replaced with PBS and allowed to stand at 4 ° C. overnight for immunostaining.
  • FIG. 1 shows the results of a cell proliferation assay in a medium in which MRT67307 was added to mNPSR medium. From the literature information, the IC50 of MRT67307 is predicted to be around 19nM. MRT67307 was confirmed to have a significant cell proliferation promoting effect at a concentration near IC50.
  • FIG. 2 shows the results of the cell proliferation assay in a medium in which BX795 was added to mNPSR medium. From the literature information, the IC50 of BX795 is predicted to be around 2nM. BX795 was confirmed to have a significant cell proliferation promoting effect at a concentration near IC50.
  • FIG. 3 shows the results of the cell proliferation assay in a medium in which GW2580 was added to the mNPSR medium. GW2580 was confirmed to have a significant cell proliferation promoting effect at 240 nM to 1000 nM.
  • FIG. 4 shows the results of the cell proliferation assay in a medium in which ASP2215 was added to the mNPSR medium. From the literature information, the IC50 of ASP2215 is predicted to be around 0.29 nM. It was confirmed that ASP2215 had a significant cell proliferation promoting effect near 3.2 nM. This was presumed to be a growth promoting effect due to FLT3 inhibition.
  • FIG. 5 shows the results of the cell proliferation assay in a medium in which ID-8 was added to the mNPSR medium. ID-8 was confirmed to have a significant cell proliferation promoting effect at around 500 nM.
  • FIG. 6 shows the results of the cell proliferation assay in a medium in which AS151479 was added to the mNPSR medium. From the literature information, the IC50 of AS151499 is predicted to be around 21 nM. The AS1517499 was confirmed to have a significant cell proliferation promoting effect at around 25 to 200 nM.
  • FIG. 7 shows the change in the number of cells when subcultured in a medium in which 30 nM MRT67307 was added to the mNPSR medium.
  • Cell proliferation was promoted in mNPC subcultured in mNPSR medium supplemented with 30 nM MRT67307 as compared with mNPC subcultured in mNPSR medium supplemented with DMSO.
  • the cumulative number of cells increased as compared with the case of subculturing in the medium in which DMSO was added to the mNPSR medium (FIG. 8).
  • the cumulative number of cells in P1 is the number of cells grown in P0 a, the volume of the culture medium of P0 b, the volume of the culture medium of P0 used for passage c, and the number of cells obtained by growing in P1.
  • the cumulative number of cells in the subsequent subcultures is calculated in the same manner.
  • FIG. 9 shows the change in the number of cells when subcultured in a medium in which 4 nM BX795 was added to the mNPSR medium.
  • Cell proliferation was promoted in mNPC subcultured in mNPSR medium supplemented with 4 nM BX795 as compared with mNPC subcultured in mNPSR medium supplemented with DMSO.
  • the cumulative number of cells increased as compared with the case of subculturing in a medium in which DMSO was added to the mNPSR medium (FIG. 10).
  • Renal organoids were induced to differentiate from 4-passaged mNPC in mNPSR medium supplemented with 30 nM MRT67307 or 4 nM BX795. As a result, it was confirmed that none of the TBK1 inhibitors affected the formation of renal organoids (FIGS. 11 and 12).
  • ⁇ Proliferation assay using mNPC derived from ADPKD model mouse> A cell proliferation assay was performed in the same manner as above, except that mNPC extracted from the fetal kidney of an ADPKD (autosomal dominant polycystic kidney disease) model mouse was used as the mNPC. As the TBK1 inhibitor, 30 nM MRT67307 was used. It was confirmed that the addition of MRT67307 promoted the growth of mNPCs derived from ADPKD model mice (FIG. 13).
  • ⁇ Proliferation assay using mNPC derived from Alport syndrome model mouse> A cell proliferation assay was performed in the same manner as above, except that mNPC extracted from the fetal kidney of Alport syndrome model mouse was used as mNPC. 100 nM AS1517489 was used as the STAT6 inhibitor and 500 nM ID-8 was used as the DYRK1 inhibitor. It was confirmed that the addition of AS1517489 or ID-8 promotes the proliferation of mNPCs derived from Alport syndrome model mice (Fig. 14).
  • Kidneys were removed from embryonic mice, and the kidneys were placed on Transwell and cultured. As a TBK1 inhibitor, 100 nM MRT67307 was used. It was confirmed that the addition of MRT67307 promoted the growth of ex vivo as well (FIG. 15).
  • Example 2 [Materials and methods] ⁇ Cell proliferation> 4A6 strain (derived from 201B7), which is a healthy human-derived hiPS cell line, or ASe16 strain, which is an Alport syndrome disease-specific iPS cell line, is used as a human iPS cell on a 24-well plate using the method described in International Publication No. 2018/216743. After inducing differentiation into the derived NPCs, 100 ⁇ L of Accumax was added and the cells were allowed to stand in an incubator at 37 ° C. and 5 % CO for 30 minutes. After 30 minutes, it was suspended in 900 ⁇ L of 10% FBS.
  • 4A6 strain derived from 201B7
  • ASe16 strain which is an Alport syndrome disease-specific iPS cell line
  • the suspended cells were counted by TC20, and the cells required for flow cytometry were transferred to a 1.5 ml tube and centrifuged at 200 g for 5 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and suspended at a ratio of 100 ⁇ L of 2% FBS to 1.0x10 6 cells. To 100 ⁇ L of 2% FBS in which cells were suspended, 10 ⁇ L of human-HGFR / cMET antibody (R & D systems, FAB 3582A) to which the fluorescent substance APC was conjugated was added, and the cells were allowed to stand on ice for 30 minutes.
  • human-HGFR / cMET antibody R & D systems, FAB 3582A
  • the supernatant was removed by centrifugation at 200 g for 5 minutes, washed with 1 mL of PBS, and again centrifuged at 200 g for 5 minutes. This operation was performed twice.
  • the cells from which the supernatant had been removed were suspended in 2% FBS diluted with DAPI 1,000 times, passed through a 40 ⁇ m filter, and then cMET-positive cells were extracted using flow cytometry.
  • the extracted cells were suspended in 50 ⁇ L of hNPSR medium alone or hNPSR medium supplemented with 30 nM MRT67307 so as to be 2.0x10 4 cells per well, and seeded in a low-adhesion 96-well plate (Nunc) to 300 g.
  • the cells were centrifuged at 37 ° C. for 3 minutes and statically cultured in an incubator at 37 ° C. and 25 % CO. A cell mass was formed 6 hours after the start of static culture.
  • Table 2 shows the composition of the hNPSR medium used in the experiment.
  • the hNPSR medium was prepared by adding the reagents shown in Table 2 to the Basic medium shown in Table 2.
  • hNPSR-NPC human iPS cell-derived NPCs
  • hNPSR medium hNPSR medium supplemented with 30 nM MRT67307
  • Accumax Incubative Cell Technologies, Incubative Cell Technologies, Inc. 30 ⁇ L was added, and the cells were allowed to stand in an incubator at 37 ° C. and 25 % CO for 10 minutes. After 10 minutes, the cells were suspended in 470 ⁇ L of 10% FBS and the number of cells was measured by TC20 (Bio-Rad).
  • a low-adhesion 96-well plate (Nunc) 2.0x10 4 cells of human iPS cell-derived NPCs per well were suspended and seeded in hNPSR medium alone and hNPSR medium supplemented with 30 nM MRT67307.
  • Low-attainment 96-well plates seeded with cells were centrifuged at 300 g for 3 minutes and statically cultured in an incubator at 37 ° C. and 25 % CO. Forty-eight hours after the start of static culture, 100 ⁇ L of hNPSR medium supplemented with the same concentration of inhibitor as when the cells were seeded was additionally administered to each well. Forty-eight hours after the additional administration of the medium, the same operation as above was performed to measure the cell number and subculture.
  • FIG. 16 shows the change in the number of cells when subcultured in a medium in which 30 nM MRT67307 was added to the hNPSR medium.
  • the 4A6 strain-derived hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with 30 nM MRT67307 in the hNPSR medium showed cell proliferation compared with the 4A6 strain-derived hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with DMSO in the hNPSR medium. It was promoted.
  • the cumulative number of cells increased as compared with the case of subculturing in the medium in which DMSO was added to the hNPSR medium (FIG. 17).
  • FIG. 18 shows the change in the number of cells when subcultured in a medium in which 30 nM MRT67307 was added to the hNPSR medium.
  • the ASe16-derived hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with 30 nM MRT67307 in the hNPSR medium had cell proliferation higher than that in the ASe16 strain-derived hiPSC-NPC subcultured in a medium supplemented with DMSO in the hNPSR medium. It was promoted.
  • the cumulative number of cells increased as compared with the case of subculturing in the medium in which DMSO was added to the hNPSR medium (FIG. 19).
  • Example 3 ⁇ Induction of nephron progenitor cells (hiPSC-NPC) from human iPS cells> After inducing differentiation of 4A6 strain (derived from 201B7), which is a healthy human-derived hiPS cell line, into human iPS cell-derived NPCs on a 24-well plate using the method described in International Publication No. 2018/216743, 100 ⁇ L of Accumax was added 30 The cells were allowed to stand in an incubator at 37 ° C. and 25 % CO for a minute. After 30 minutes, it was suspended in 900 ⁇ L of 10% FBS.
  • 4A6 strain derived from 201B7
  • the suspended cells were counted by TC20, the cells required for flow cytometry were transferred to a 1.5 ml tube, and the cells were centrifuged at 200 g for 5 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and suspended at a ratio of 100 ⁇ L of 2% FBS to 1.0x10 6 cells.
  • ⁇ Purification of c-MET positive cells To 100 ⁇ L of 2% FBS in which the hiPSC-NPC induced as described above was suspended, 10 ⁇ L of human-HGFR / c-MET antibody (R & D systems, FAB 3582A) to which the fluorescent substance APC was conjugated was added. It was allowed to stand on ice for 30 minutes. After 30 minutes, the supernatant was removed by centrifugation at 200 g for 5 minutes, washed with 1 mL of PBS, and again centrifuged at 200 g for 5 minutes. This operation was performed twice. The cells from which the supernatant had been removed were suspended in 2% FBS diluted with DAPI 1,000 times, passed through a 40 ⁇ m filter, and then c-MET-positive cells were extracted using flow cytometry.
  • human-HGFR / c-MET antibody R & D systems, FAB 3582A
  • the hiPSC-NPC obtained by purifying c-MET-positive cells may be referred to as "c-MET (+)-hiPSC-NPC”.
  • DMSO dissolved in CFY medium STAT6 inhibitor dissolved in DMSO (STAT6 inhibitor: AS1517499 (final concentration 100 nM)), TBK1 inhibitor dissolved in DMSO (TBK1 inhibitor: MRT67307 (final concentration 30 nM)).
  • STAT6 inhibitor AS1517499 (final concentration 100 nM)
  • TBK1 inhibitor TBK1 inhibitor dissolved in DMSO
  • MRT67307 final concentration 30 nM
  • a medium supplemented with a JAK2 inhibitor dissolved in DMSO JAK2 inhibitor: TG101348 (final concentration 3 nM) was used.
  • the composition of the CFY medium is shown in Table 3.
  • the CFY medium was prepared by adding the reagents shown in Table 3 to the Basic medium shown in Table 3.
  • HiPSC-NPCs were suspended in 50 ⁇ L of test medium to 2.0x10 4 cells per well, seeded on a low-adhesion 96-well plate (Nunc), centrifuged at 300 g for 3 minutes, 37 ° C., CO2 5 The cells were statically cultured in a% incubator. A cell mass was formed 6 hours after the start of static culture.
  • hiPSC-NPC human iPS cell-derived NPC
  • the cell mass of human iPS cell-derived NPC (hiPSC-NPC) cultured in the test medium was transferred to a 1.5 ml tube, the supernatant was completely removed, and 30 ⁇ L of Accumax (Incubative Cell Technologies, Inc.) was added at 37 ° C.
  • the cells were allowed to stand in an incubator with a CO of 25 % for 10 minutes. After 10 minutes, the cells were suspended in 470 ⁇ L of 10% FBS and the number of cells was measured by TC20 (Bio-Rad).
  • TC20 Bio-Rad
  • Low-attainment 96-well plates seeded with cells were centrifuged at 300 g for 3 minutes and statically cultured in an incubator at 37 ° C. and 25 % CO. Forty-eight hours after the start of static culture, 100 ⁇ L of the test medium was additionally administered to each well. Forty-eight hours after the additional administration of the medium, the same operation as above was performed to measure the cell number and subculture.
  • the cell mass of the subcultured hiPSC-NPC was placed on Transwell (Corning), and the surrounding medium was removed.
  • a Transwell with a cell mass was set in a culture dish previously filled with 5% KSR (Knock-out serum reaction) (Thermo Fisher Scientific) supplemented with 200 ng / mL FGF2 and 5 ⁇ M CHIR99021.
  • KSR Knock-out serum reaction
  • the medium was replaced with 5% KSR without the addition of growth factors and small molecule compounds.
  • the medium was exchanged with 5% KSR to which growth factors and small molecule compounds were not added, and on the 10th day after the start of differentiation culture, the cells were fixed at 4 ° C. for 3 hours using 4% PFA as Transwell. .. After fixation, the cells were replaced with PBS and allowed to stand at 4 ° C. overnight for immunostaining.
  • OSR1 and SIX2 A hiPS cell having an OSR1-GFP reporter gene in which a GFP coding region was introduced at the OSR1 locus and a SIX2-tdTomato reporter gene in which the tdTomato coding region was linked to the SIX2 gene was established.
  • the expression of OSR1 and SIX2 was confirmed by conducting a culture test using the hiPS cells and detecting each fluorescence of GFP and tdTomato with a fluorescence microscope.
  • FIG. 20 shows the number of cells in each subculture.
  • the CPHY medium supplemented with the STAT6 inhibitor promoted the growth of hiPSC-NPCs. It was
  • HiPSC-NPC was subcultured using a CFY medium supplemented with a STAT6 inhibitor (AS151499, final concentration 100 nM), and an attempt was made to prepare renal organoids from the cells of the first passage.
  • Kidney organoids were formed from the cells of the first passage in a medium supplemented with 100 nM AS1517499 to CFY medium. From this result, it was confirmed that hiPSC-NPC can be subcultured by using a medium in which a STAT6 inhibitor is added to a CFY medium while maintaining the ability to form renal organoids.
  • ⁇ C-MET (+)-hiPSC-NPC growth promoting effect of STAT6 inhibitor> A STAT6 inhibitor (AS151499, final concentration 100 nM) was added to CFY medium, c-MET (+)-hiPSC-NPC was expanded and cultured, the number of cells was measured, and the cumulative number of cells was calculated. The number of cells and the cumulative number of cells for each 1, 2 and 3 passages were compared with the case where only DMSO was added to CFY medium.
  • FIGS. 22 and 23 show the results.
  • STAT6 inhibitor improved the growth promoting effect of c-MET (+)-hiPSC-NPC in the CFY medium.
  • C-MET (+)-hiPSC-NPC was subcultured using a CFY medium supplemented with a STAT6 inhibitor (AS151499, final concentration 100 nM), and an attempt was made to produce renal organoids from the cells of the first passage. ..
  • Kidney organoids were formed from the cells of the first passage in a medium supplemented with 100 nM AS1517499 to CFY medium. From this result, it was confirmed that c-MET (+)-hiPSC-NPC can be subcultured using a medium obtained by adding a STAT6 inhibitor to a CFY medium while maintaining the ability to form renal organoids.
  • FIG. 25 shows the number of cells in each subculture. As shown in FIG. 25, the growth of hiPSC-NPC was promoted by the CFY medium supplemented with the TBK1 inhibitor or the JAK2 inhibitor.
  • HiPSC-NPC was subcultured using a medium supplemented with a TBK1 inhibitor (MRT67307, final concentration 30 nM) or JAK2 inhibitor (TG101348, final concentration 3 nM) in CFY medium, and kidney organoids were transferred from the cells of the first passage. I tried to make it.
  • FIGS. 26 and 27 show the results of the TBK1 inhibitor.
  • FIG. 27 shows the results of JAK2 inhibitors. Kidney organoids were formed from the cells of the first passage in a medium obtained by adding MRT67307 with a final concentration of 30 nM or TG101348 with a final concentration of 3 nM to CFY medium. From this result, it was confirmed that hiPSC-NPC can be subcultured by using a medium in which a TBK1 inhibitor or a JAK2 inhibitor is added to a CFY medium while maintaining the ability to form renal organoids.
  • ⁇ C-MET (+)-hiPSC-NPC growth promoting effect of TBK1 inhibitor or JAK2 inhibitor> A TBK1 inhibitor (MRT67307, final concentration 30 nM) or JAK2 inhibitor (TG101348, final concentration 3 nM) was added to CFY medium, c-MET (+)-hiPSC-NPC was expanded and cultured, the number of cells was measured, and cumulative. The number of cells was calculated. The number of cells and the cumulative number of cells for each 1, 2 and 3 passages were compared with the case where only DMSO was added to CFY medium.
  • FIGS. 28 and 29 show the results.
  • CFY medium supplemented with TBK1 inhibitor or JAK2 inhibitor cell proliferation was promoted in all passages as compared with culture in CFY medium supplemented with DMSO. From this result, it was confirmed that the growth promoting effect of c-MET (+)-hiPSC-NPC in the CFY medium was improved by adding the TBK1 inhibitor or the JAK2 inhibitor.
  • ⁇ Preparation of renal organoids from c-MET (+)-hiPSC-NPC subcultured in CFY medium supplemented with TBK1 inhibitor> A subculture of c-MET (+)-hiPSC-NPC was performed using a medium in which a TBK1 inhibitor (MRT67307, final concentration 30 nM) was added to a CFY medium, and an attempt was made to prepare renal organoids from the cells of the second passage. ..
  • Kidney organoids were formed from the cells of the second passage in the medium in which MRT67307 with a final concentration of 30 nM was added to the CFY medium. From this result, it was confirmed that c-MET (+)-hiPSC-NPC can be subcultured using a medium obtained by adding a TBK1 inhibitor to a CFY medium while maintaining the ability to form renal organoids.
  • a medium for expanding and culturing Neflon precursor cells capable of efficiently expanding and culturing Neflon precursor cells, a method for expanding and culturing Neflon precursor cells using the medium, and the above-mentioned expansion culture method can be used.
  • a method for producing a renal organoid from the obtained Neflon precursor cells is provided.
  • the nephron progenitor cells and renal organoids obtained by the method of the present invention can be applied to the treatment or prevention of renal diseases.

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Abstract

この培地は、ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地であって、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、及びSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種を含む。

Description

ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地、ネフロン前駆細胞を拡大培養する方法、腎臓オルガノイドの製造方法
 本発明は、ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地、ネフロン前駆細胞を拡大培養する方法、腎臓オルガノイドの製造方法に関する。
 本願は、2021年1月8日に、日本に出願された特願2021-02202号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 現在、本邦において慢性腎臓病(CKD)の患者数は、約1,300万人と推計されており、新たな国民病と呼ばれている。慢性腎臓病に対する根治的治療法は少なく、その進行によって透析療法を必要とする末期慢性腎不全患者は34万人以上であり、医学的のみならず医療経済的にも大きな問題となっている。末期慢性腎不全を含む慢性腎臓病の根治療法として腎移植が挙げられるが、深刻なドナー臓器不足のため需要に対し供給が全く追いついていない状態である。
 腎臓は、胎生初期の組織である中間中胚葉に由来し、脊椎動物では中間中胚葉から前腎、中腎、後腎の3つの腎臓が形成され、哺乳類では後腎が成体の腎臓となる。後腎は、間葉と呼ばれる成体腎のネフロンと間質に将来分化する組織と尿管芽と呼ばれる成体腎の集合管から下部の腎盂、尿管、膀胱の一部に将来分化する組織の2つの組織の相互作用で発生する。さらに、後腎間葉の中にネフロンを構成する糸球体と数種類の尿細管上皮細胞に分化する多分化能を有するネフロン前駆細胞(Nephron Progenitor Cell:NPC)の存在が示されている(非特許文献1,2)。
 マウスネフロン前駆細胞(mouse Nephron Progenitor Cell:mNPC)の拡大培養法としては、骨形成因子(Bone morphogenetic protein:BMP)7を用いた方法が報告されている。例えば、非特許文献3には、BMP7、線維芽細胞増殖因子(Fibroblast growth factor:FGF)2、ヘパリン、Y-27632、CHIR99021、白血病阻害因子(Leukemia inhibitory factor:LIF)、A83-01、LDN193189を含む培地(NPSR培地)を用いて、1年以上にわたってmNPCを増殖させたことが報告されている。
Osafune K., et al., Identification of multipotent progenitors in the embryonic mouse kidney by a novel colony-forming assay. Development 2006; 133: 151-61. Kobayashi A., et al., Six2 defines and regulates a multipotent self-renewing nephron progenitor population throughout mammalian kidney development. Cell Stem Cell 2008; 3: 169-81. Z. Li, T. Araoka, J.C.I. Belmonte, Gene Editing in 3D Cultured Nephron Progenitor Cell Lines, in: S. Vainio (Ed.), Kidney Organog Methods Protoc, Hummana Press, New York, 2019: pp. 151-159.
 培養コスト、培養時間の低減のためには、より効率よくネフロン前駆細胞を増殖させることができる拡大培養法の開発が望まれる。
 そこで、本発明は、効率よくネフロン前駆細胞を拡大培養することが可能なネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地、前記培地を用いたネフロン前駆細胞の拡大培養方法、及び前記拡大培養方法で得られたネフロン前駆細胞から腎臓オルガノイドを製造する方法を提供することを課題とする。
 本発明は、以下の態様を含む。
<1> 本発明の一実施形態に係る培地は、ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地であって、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、及びSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種を含む。
<2> 上記<1>に記載の培地は、FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤、及びBMP7からなる群より選択される少なくとも1種をさらに含んでもよい。
<3> 本発明の一実施形態に係る培地は、ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地であって、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、及びSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種と、FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤、及びBMP7と、を含む。
<4> 上記<2>または<3>に記載の培地において、前記ALK阻害剤は、A83-01であってもよい。
<5> 上記<2>~<4>のいずれか1つに記載の培地において、前記BMP阻害剤は、LDN193189、Dorsomorphin、Noggin、及びDMH1からなる群より選択される少なくとも1種であってもよい。
<6> 上記<1>に記載の培地において、GSK3β阻害剤、ROCK阻害剤、及びFGF9をさらに含んでもよい。
<7> 上記<2>~<6>のいずれか1つに記載の培地において、前記ROCK阻害剤は、Y-27632であってもよい。
<8> 上記<2>~<7>のいずれか1つに記載の培地において、前記GSK3β阻害剤は、CHIR99021であってもよい。
<9> 上記<1>~<8>のいずれか1つに記載の培地において、前記TBK1阻害剤がMRT67307またはBX795であってもよい。
<10> 上記<1>~<9>のいずれか1つに記載の培地において、前記CSF1R阻害剤が、GW2580であってもよい。
<11> 上記<1>~<10>のいずれか1つに記載の培地において、前記FLT3阻害剤が、ASP2215であってもよい。
<12> 上記<1>~<11>のいずれか1つに記載の培地において、前記DYRK1阻害剤が、ID-8であってもよい。
<13> 上記<1>~<12>のいずれか1つに記載の培地において、前記STAT6阻害剤が、AS1517499であってもよい。
<14> 本発明の一実施形態に係るネフロン前駆細胞を拡大培養する方法は、上記<1>~<13>のいずれか1つに記載の培地を用いる。
<15> 本発明の一実施形態に係る腎臓オルガノイドの製造方法は、上記<14>に記載のネフロン前駆細胞を拡大培養する方法により、ネフロン前駆細胞を拡大培養する工程と、前記拡大培養したネフロン前駆細胞を腎臓オルガノイドに分化させる工程と、を含む。
 本発明は、効率よくネフロン前駆細胞を拡大培養することが可能なネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地、前記培地を用いたネフロン前駆細胞の拡大培養方法、及び前記拡大培養方法で得られたネフロン前駆細胞から腎臓オルガノイドを製造する方法を提供できるという効果を奏する。
mNPSR培地(CHIR99021、Y-27632、FGF-2、LIF、BMP7、ヘパリン、LDN193189、A83-01を含む培地)に終濃度0~1000nMのMRT67307を添加した培地で培養したmNPCの細胞数を示す。 mNPSR培地に終濃度0~16nMのBX795を添加した培地で培養したmNPCの細胞数を示す。 mNPSR培地に終濃度0~1000nMのGW2580を添加した培地で培養したmNPCの細胞数を示す。 mNPSR培地に終濃度0~3.2nMのASP2215を添加した培地で培養したmNPCの細胞数を示す。 mNPSR培地に終濃度0~30000nMのID-8を添加した培地で培養したmNPCの細胞数を示す。 mNPSR培地に終濃度0~200nMのAS1517499を添加した培地で培養したmNPCの細胞数を示す。 mNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養したmNPCの各継代数における細胞数を示す。MRT67307はDMSOに溶解してmNPSR培地に添加した。 mNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養したmNPCの各継代数における累積細胞数を示す。MRT67307はDMSOに溶解してmNPSR培地に添加した。 mNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度4nMのBX795を添加した培地で継代培養したmNPCの各継代数における細胞数を示す。BX795はDMSOに溶解してmNPSR培地に添加した。 mNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度4nMのBX795を添加した培地で継代培養したmNPCの各継代数における累積細胞数を示す。BX795はDMSOに溶解してmNPSR培地に添加した。 mNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で4回継代した後のmNPCから形成した腎臓オルガノイドにおけるPODXL(PODOCALYXIN;糸球体)、LTL(Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管)、CDH1(CADHERIN1;遠位尿細管)のレクチン染色および免疫染色分析の結果を示す蛍光顕微鏡画像である。 mNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度4nMのBX795を添加した培地で4回継代した後のmNPCから形成した腎臓オルガノイドにおけるPODXL(PODOCALYXIN;糸球体)、LTL(Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管)、CDH1(CADHERIN1;遠位尿細管)のレクチン染色および免疫染色分析の結果を示す蛍光顕微鏡画像である。 mNPSR培地にDMSO(0.1%%)又は終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で、ADPKD(常染色体優性多発性嚢胞腎)モデルマウス由来のmNPCを培養したときの細胞数を示す。MRT67307はDMSOに溶解してmNPSR培地に添加した。 mNPSR培地にDMSO(0.1%)、終濃度100nMのAS1517499、または終濃度500nMのID-8を添加した培地で、Alport症候群モデルマウス由来のmNPCを培養したときの細胞数を示す。AS1517499およびID-8はDMSOに溶解してmNPSR培地に添加した。 FBS培地にDMSO(0.1%)又は終濃度100nMのMRT67307を添加した培地でマウスの胎仔から取り出し、培養した腎臓におけるSIX2の免疫染色分析の結果を示す蛍光顕微鏡画像である。 hNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養した4A6株由来hiPSC-NPCの各継代数における細胞数を示す。MRT67307はDMSOに溶解してhNPSR培地に添加した。 hNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養した4A6株由来hiPSC-NPCの各継代数における累積細胞数を示す。MRT67307はDMSOに溶解してhNPSR培地に添加した。 hNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養したASe16株(Alport症候群患者由来疾患特異的iPS細胞株)由来hiPSC-NPCの各継代数における細胞数を示す。MRT67307はDMSOに溶解してhNPSR培地に添加した。 hNPSR培地にDMSO(0.1%)又は終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養したASe16株由来hiPSC-NPCの各継代数における累積細胞数を示す。MRT67307はDMSOに溶解してhNPSR培地に添加した。 CFY培地(CHIR99021、FGF-9、Y-27632を含む培地)にDMSO(0.1%)または終濃度100nMのAS1517499を添加した培地で継代培養したhiPSC-NPCの各継代数における細胞数を示す。AS1517499は、DMSOに溶解してCFY培地に添加した。 CFY培地に終濃度100nMのAS1517499を添加した培地で1回継代した後のhiPSC-NPCから形成した腎臓オルガノイドにおけるPODXL(PODOCALYXIN;糸球体)、LTL(Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管)、CDH1(CADHERIN1;遠位尿細管)のレクチン染色および免疫染色分析の結果を示す蛍光顕微鏡画像である(Scale bar; 100μm)。 CFY培地にDMSO(0.1%)又は終濃度100nMのAS1517499を添加した培地で継代培養したc-MET(+)-hiPSC-NPCの各継代数における細胞数を示す。AS1517499はDMSOに溶解してCFY培地に添加した。 CFY培地にDMSO(0.1%)又は終濃度100nMのAS1517499を添加した培地で継代培養したc-MET(+)-hiPSC-NPCの各継代数における累積細胞数を示す。AS1517499はDMSOに溶解してCFY培地に添加した。 CFY培地に終濃度100nMのAS1517499を添加した培地で1回継代した後のc-MET(+)-hiPSC-NPCから形成した腎臓オルガノイドにおけるPODXL(PODOCALYXIN;糸球体)、LTL(Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管)、CDH1(CADHERIN1;遠位尿細管)のレクチン染色および免疫染色分析の結果を示す蛍光顕微鏡画像である(Scale bar; 100μm)。 CFY培地にDMSO(0.1%)、終濃度30nMのMRT67307、又は終濃度3nMのTG101348を添加した培地で継代培養したhiPSC-NPCの各継代数における細胞数を示す。MRT67307、TG101348はDMSOに溶解してCFY培地に添加した。 CFY培地に終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で1回継代した後のhiPSC-NPCから形成した腎臓オルガノイドにおけるPODXL(PODOCALYXIN;糸球体)、LTL(Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管)、CDH1(CADHERIN1;遠位尿細管)のレクチン染色および免疫染色分析の結果を示す蛍光顕微鏡画像である(Scale bar; 100μm)。 CFY培地に終濃度3nMのTG101348を添加した培地で1回継代した後のhiPSC-NPCから形成した腎臓オルガノイドにおけるPODXL(PODOCALYXIN;糸球体)、LTL(Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管)、CDH1(CADHERIN1;遠位尿細管)のレクチン染色および免疫染色分析の結果を示す蛍光顕微鏡画像である(Scale bar; 100μm)。 CFY培地にDMSO(0.1%)、終濃度30nMのMRT67307、または終濃度3nMのTG101348を添加した培地で継代培養したc-MET(+)-hiPSC-NPCの各継代数における細胞数を示す。MRT67307、TG101348はDMSOに溶解してCFY培地に添加した。 CFY培地にDMSO(0.1%)、終濃度30nMのMRT67307、または終濃度3nMのTG101348を添加した培地で継代培養したc-MET(+)-hiPSC-NPCの各継代数における累積細胞数を示す。AS1517499はDMSOに溶解してCFY培地に添加した。 CFY培地に終濃度30nMのMRT67307を添加した培地で2回継代した後のc-MET(+)-hiPSC-NPCから形成した腎臓オルガノイドにおけるPODXL(PODOCALYXIN;糸球体)、LTL(Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管)、CDH1(CADHERIN1;遠位尿細管)のレクチン染色および免疫染色分析の結果を示す蛍光顕微鏡画像である(Scale bar; 100μm)。
<ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地>
 本発明の第1の態様は、ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地である。一実施形態において、本態様の培地は、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種を含む。また、一実施形態において、本態様の培地は、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤およびBMP7からなる群より選択される少なくとも1種と、を含む。また、一実施形態において、本態様の培地は、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤およびBMP7を含む。
(ネフロン前駆細胞:NPC)
 NPCは、in vitroで腎臓の糸球体様構造や尿細管様構造などの器官構造へ分化し得る細胞である。ネフロン前駆細胞の器官構造への分化能は、例えば、Osafune K,et al.(2006),Development 133:151-61に記載の方法によって評価し得る。ネフロン前駆細胞としての状態を維持するための特徴的な因子としてSIX2が知られており(Cell Stem Cell 3:169-181 (2008))、本態様の方法で培養されるネフロン前駆細胞の例として、SIX2陽性のネフロン前駆細胞が挙げられる。例えば、SIX2プロモーター制御下に導入されたレポーター遺伝子(例えば、tdTomato)を有する多能性幹細胞(例えば、後記実施例記載のOSR1-GFP/SIX2-tdTomatoレポーターヒトiPS細胞)を培養し、当該レポーター遺伝子の発現を指標に当該分野で公知の方法(例えば、細胞ソーターを用いる方法)によって、SIX2陽性のネフロン前駆細胞を単離することができる。また、定量的RT-PCR(NatCommun 4,1367,(2013))等の遺伝子発現を分析する方法によって、ネフロン前駆細胞におけるSIX2の発現を確認することもできる。本明細書において、SIX2陽性のネフロン前駆細胞には、SIX2タンパク質を発現している細胞、およびSIX2プロモーター制御下にある遺伝子にコードされるタンパク質を発現する細胞が包含される。ヒトのSIX2遺伝子(NCBI Gene ID:10736)としては、NCBIアクセッション番号:NM_016932.5で登録されたヌクレオチド配列を有する遺伝子、マウスのSIX2遺伝子(NCBI Gene ID:20472)としては、NCBIアクセッション番号:NM_011380.2で登録されたヌクレオチド配列を有する遺伝子等が挙げられるが、これらに限定されない。本態様の培地で培養されるネフロン前駆細胞は、好ましくは、OSR1が陽性であり、かつHOX11、WT1、SIX2及びSALL1が陽性である。
 ネフロン前駆細胞は、生体の後腎間葉から単離されたものであってもよく、多能性幹細胞(ES細胞、iPS細胞等)から分化誘導したものであってもよい。
 多能性幹細胞からのネフロン前駆細胞の分化誘導は、公知の方法により行うことができる。多能性幹細胞からネフロン前駆細胞を誘導する方法としては、例えば、国際公開第2014/200115号、国際公開第2017/043666号、国際公開第2018/216743号等に記載の方法が挙げられる。
 後腎間葉から採取された細胞集団又は多能性幹細胞から分化誘導された細胞集団からのネフロン前駆細胞の単離は、例えば、上記ネフロン前駆細胞のマーカーであるOSR1、HOX11、WT1、SIX2、又はSALL1の発現を指標として行うことができる。あるいは、MET、又はAGTR2の発現を指標として行うことができる(国際公開第2020/022261号)。
 本態様の培地で拡大培養されるネフロン前駆細胞は、他の細胞種が含まれる細胞集団として提供されてもよく、純化されたネフロン前駆細胞の細胞集団として提供されてもよい。ネフロン前駆細胞と他の細胞腫とを含む細胞集団である場合、ネフロン前駆細胞数の割合は、全細胞数(100%)に対して、30%、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、又は90%以上であることが好ましい。
(拡大培養)
 「拡大培養」とは、ネフロン前駆細胞の性質を維持させたままネフロン前駆細胞を増殖させる培養を意味する。すなわち、拡大培養したネフロン前駆細胞は、in vitroで腎臓の糸球体様構造や尿細管様構造などの器官構造へ分化することができる。本態様の培地は、継代を繰り返しても、ネフロン前駆細胞の性質を維持させたままネフロン前駆細胞を拡大培養することができる。
(培地)
 本態様の培地は、動物培養に用いられる基礎培地に、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種を添加した培地であってもよい。また、動物培養に用いられる基礎培地に、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種と、FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤およびBMP7からなる群より選択される少なくとも1種と、を添加したものであってもよい。また、動物培養に用いられる基礎培地に、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種と、FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤およびBMP7と、を添加したものであってもよい。
≪基礎培地≫
 基礎培地は、特に限定されず、動物培養に通常用いられるものを特に制限なく使用することができる。基礎培地としては、例えば、IMDM培地、Medium 199培地、Eagle’s Minimum Essential Medium(EMEM)培地、αMEM培地、Dulbecco’s ModifiedEagle’s Medium(DMEM)培地、Ham’sF12(F12)培地、RPMI 1640培地、Fischer’s培地、及びこれらの混合培地等が挙げられるが、これらに限定されない。培地には、血清(例えば、ウシ胎児血清(FBS))が含有されていてもよいし、または無血清でもよい。必要に応じて、例えば、アルブミン、トランスフェリン、KnockOut Serum Replacement(KSR)(ES細胞培養時の血清代替物)(Invitrogen)、N2サプリメント(Invitrogen)、B27サプリメント(Invitrogen)、脂肪酸、インスリン、コラーゲン前駆体、微量元素、2-メルカプトエタノール、3’-チオールグリセロールなどの1つ以上の血清代替物を含んでもよい。また、脂質、アミノ酸、L-グルタミン、GlutaMAX(Invitrogen)、非必須アミノ酸(NEAA)、ビタミン、増殖因子、抗生物質、抗酸化剤、ピルビン酸、緩衝剤、無機塩類、及びこれらの同等物などの1つ以上の物質を含んでいてもよい。
 基礎培地は、例えば、DMEM/F12培地の混合培地(例えば、DMEM:F12を1:1で混合した混合培地)に、アミノ酸、非必須アミノ酸、血清代替物等を添加したものであってもよい。
 本態様の培地は、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種を含む。
≪TBK1阻害剤≫
 本態様の培地に含まれるTBK1阻害剤は、TANKバインディングキナーゼ1(TBK1)の活性を阻害する物質である。TBK1阻害剤はTANKバインディングキナーゼ1の活性を阻害できるものである限り、特に限定されない。TBK1阻害剤としては、例えば、MRT67307(CAS番号1190378-57-4)、BX795(CAS番号702675-74-9)、TBK1/IKKε-IN-1(CAS番号2058264-32-5)、TBK1/IKKε-IN-2(CAS番号1292310-49-6)、TBK1/IKKε-IN-5(CAS番号1893397-65-3)、GSK8612(CAS番号2361659-62-1)、Amlexanox(CAS番号68302-57-8)、BAY-985(CAS番号2409479-29-2)、GSK319347A(CAS番号862812-98-4)などが挙げられるが、これに限定されない。中でも、TBK1阻害剤は、MRT67307およびBX795が好ましい。TBK1阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 TBK1阻害剤は、上記のような低分子化合物に限定されず、TBK1に対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクター等であってもよい。
 本態様の培地におけるTBK1阻害剤の濃度は、TBK1阻害剤の種類に応じて適宜選択可能である。TBK1阻害剤は、例えばIC50付近の濃度で用いることが好ましい。TBK1阻害剤は、例えば、0.5nM以上、1nM以上、2nM以上、3nM以上、4nM以上、5nM以上、6nM以上、7nM以上、8nM以上、9nM以上、または10nM以上の濃度で用いることができる。TBK1阻害剤の濃度の上限値としては、例えば1000nM以下、500nM以下、200nM以下、100nM以下、50nM以下、または35nM以下等が挙げられる。TBK1阻害剤がMRT67307である場合、MRT67307の培地における濃度は、例えば、0.5~1000nM、5~500nM、5~200nM、5~100nM、5~50nM、10~35nM、または20~35nMなどが挙げられる。TBK1阻害剤がBX795である場合、BX795の培地における濃度は、0.5~16nM、0.5~8nM、1~8nM、または2~8nMなどが挙げられる。
≪CSF1R阻害剤≫
 本態様に含まれるCSF1R阻害剤は、コロニー刺激因子1受容体(CSF1R)の活性を阻害する物質である。CSF1R阻害剤は、コロニー刺激因子1受容体の活性を阻害できるものである限り、特に限定されない。CSF1R阻害剤としては、例えば、GW2580(CAS番号870483-87-7)、CSF1R-IN-1(CAS番号2095849-04-8)、AZD7507(CAS番号1041852-85-0)、PRN1371(CAS番号1802929-43-6)、cFMS Receptor Inhibitor II(CAS番号959860-85-6)、PLX-3397 hydrochloride(CAS番号2040295-03-0)、Ki20227(CAS番号623142-96-1)、BLZ945(CAS番号 953769-46-5)、PLX5622(CAS番号1303420-67-8)などが挙げられるが、これに限定されない。中でもCSF1R阻害剤は、GW2580が好ましい。CSF1R阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 CSF1R阻害剤は、上記のような低分子化合物に限定されず、CSF1Rに対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクター等であってもよい。
 本態様の培地におけるCSF1R阻害剤の濃度は、CSF1R阻害剤の種類に応じて適宜選択可能である。CSF1R阻害剤は、例えばIC50付近の濃度で用いることが好ましい。CSF1R阻害剤は、例えば、0.5nM以上、1nM以上、2nM以上、3nM以上、4nM以上、5nM以上、6nM以上、7nM以上、7.5nM以上、8nM以上、9nM以上、10nM以上、50nM以上、または100nM以上の濃度で用いることができる。CSF1R阻害剤の濃度の上限値としては、例えば5000nM以下、3000nM以下、2000nM以下、または1000nM以下等が挙げられる。CSF1R阻害剤がGW2580である場合、GW2580の培地における濃度は、例えば、0.5~5000nM、7.5~3000nM、15~2000nM、30~1000nM、60~1000nM、120~1000nM、240~1000nM、または250~1000nMなどが挙げられる。
≪FLT3阻害剤≫
 本態様に含まれるFLT3阻害剤は、FMS様チロシンキナーゼ3(FLT3)の活性を阻害する物質である。FLT3阻害剤は、FMS様チロシンキナーゼ3の活性を阻害できるものである限り、特に限定されない。FLT3阻害剤としては、例えば、ASP2215(CAS番号1254053-43-4)、SKLB4771(CAS番号1370256-78-2)、CCT241736(CAS番号1402709-93-6)、BPR1K871(CAS番号2443767-35-7)などが挙げられるが、これに限定されない。中でもFLT3阻害剤は、ASP2215(Gilteritinib)が好ましい。FLT3阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 FLT3阻害剤は、上記のような低分子化合物に限定されず、FLT3に対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクター等であってもよい。
 本態様の培地におけるFLT3阻害剤の濃度は、FLT3阻害剤の種類に応じて適宜選択可能である。FLT3阻害剤は、例えばIC50付近の濃度で用いることが好ましい。FLT3阻害剤は、例えば、0.1nM以上、0.2nM以上、0.3nM以上、0.4nM以上、0.5nM以上、0.6nM以上、0.7nM以上、0.8nM以上、0.9M以上、1.0nM以上、または1.5nM以上の濃度で用いることができる。FLT3阻害剤の濃度の上限値としては、例えば1000nM以下、500nM以下、200nM以下、100nM以下、50nM以下、35nM以下、20nM以下、10nM以下、または5nM以下等が挙げられる。FLT3阻害剤がASP2215である場合、ASP2215の培地における濃度は、例えば、0.1~10nM、0.2~10nM、0.4~10nM、0.8~10nM、0.8~5.0nM、または0.8~3.2nMなどが挙げられる。
≪DYRK1阻害剤≫
 本態様の培地に含まれるDYRK1阻害剤は、二重特異性チロシンリン酸化調節キナーゼ1(DYRK1)の活性を阻害する物質である。DYRK1阻害剤は二重特異性チロシンリン酸化調節キナーゼ1の活性を阻害できるものである限り、特に限定されない。DYRK1阻害剤は、二重特異性チロシンリン酸化調節キナーゼ1A(DYRK1A)の活性を阻害する物質(DYRK1A阻害剤)であることが好ましい。DYRK1阻害剤としては、例えば、ID-8(CAS番号147591-46-6)、INDY(CAS番号1169755-45-6)、Mirk-IN-1(CAS番号1386979-55-0)、EHT5372(CAS番号1425945-60-3)などが挙げられるが、これに限定されない。中でも、DYRK1阻害剤は、ID-8が好ましい。DYRK1阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 DYRK1阻害剤は、上記のような低分子化合物に限定されず、DYRK1(DYRK1A、DYRK1Bなど)に対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクター等であってもよい。
 本態様の培地におけるDYRK1阻害剤の濃度は、DYRK1阻害剤の種類に応じて適宜選択可能である。DYRK1阻害剤は、例えばIC50付近の濃度で用いることが好ましい。DYRK1阻害剤は、例えば、0.5nM以上、1nM以上、2nM以上、3nM以上、4nM以上、5nM以上、6nM以上、7nM以上、8nM以上、9nM以上、または10nM以上、の濃度で用いることができる。DYRK1阻害剤の濃度の上限値としては、例えば30000nM以下、10000nM以下、1000nM以下、または500nM以下等が挙げられる。DYRK1阻害剤がID-8である場合、ID-8の培地における濃度は、例えば、0.5~30000nM、0.5~10000nM、0.5~3000nM、0.5~1000nM、100~1000nM、または250~1000nMなどが挙げられる。
≪STAT6阻害剤≫
 本態様の培地に含まれるSTAT6阻害剤は、シグナル伝達性転写因子6(STAT6)の活性を阻害する物質である。STAT6阻害剤はシグナル伝達性転写因子6の活性を阻害できるものである限り、特に限定されない。STAT6阻害剤としては、例えば、AS1517499(CAS番号919486-40-1)などが挙げられるが、これに限定されない。STAT6阻害剤は、AS1517499が好ましい。STAT6阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 STAT6阻害剤は、上記のような低分子化合物に限定されず、STAT6に対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクター等であってもよい。
 本態様の培地におけるSTAT6阻害剤の濃度は、STAT6阻害剤の種類に応じて適宜選択可能である。STAT6阻害剤は、例えばIC50付近の濃度で用いることが好ましい。STAT6阻害剤は、例えば、1nM以上、2nM以上、3nM以上、4nM以上、5nM以上、6.25nM以上、7nM以上、8nM以上、9nM以上、10nM以上、12.5nM以上、または25nM以上の濃度で用いることができる。STAT6阻害剤の濃度の上限値としては、例えば1000nM以下、500nM以下、または200nM以下等が挙げられる。STAT6阻害剤がAS1517499である場合、AS1517499の培地における濃度は、例えば、1~1000nM、6.25~1000nM、12.5~1000nM、25~1000nM、25~500nM、または25~200nMなどが挙げられる。
≪FGF2≫
 本態様の培地は、FGF2を含むことが好ましい。TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、FGF2を含むことで、ネフロン前駆細胞の増殖がより良好となる。線維芽細胞増殖因子(Fibroblast Growth Factor:FGF)2は、塩基性FGF(bFGF)とも呼ばれる。FGF2が由来する生物は特に限定されない。FGF2としては、例えば、ヒトFGF2を用いることができる。ヒトFGF2(NCBI Gene ID:2247)としては、例えば、NCBIアクセッション番号:NP_001348594.1のアミノ酸配列を有するタンパク質が挙げられる。FGF2はネフロン前駆細胞の増殖を促進する活性を有する限りその断片又は機能的改変体であってもよい。FGF2は市販されているものを使用してもよく、細胞から精製されたタンパク質や遺伝子組み換えで生産されたタンパク質を使用してもよい。
 培地におけるFGF2の濃度は、例えば、1~1000ng/mL、好ましくは、10~500ng/mL、より好ましくは、20~400ng/mL、さらに好ましくは50~350ng/mLである。
≪ヘパリン≫
 本態様の培地は、ヘパリンを含むことが好ましい。TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、ヘパリンを含むことで、ネフロン前駆細胞の増殖がより良好となる。ヘパリンは、塩の形態であることが好ましい。ヘパリンの塩としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属との塩;カルシウム、バリウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属との塩;アルミニウム、亜鉛、銅、鉄などの金属との塩;アンモニウム塩;有機塩基との塩;及びアミノ酸との塩等が挙げられる。中でも、ヘパリンは、アルカリ金属塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。
 培地におけるヘパリンの濃度は、例えば、0.01~100μg/mL、好ましくは、0.05~50μg/mL、より好ましくは、0.1~10μg/mLである。
≪ROCK阻害剤≫
 本態様の培地は、ROCK阻害剤を含むことが好ましい。TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、ROCK阻害剤を含むことで、ネフロン前駆細胞の増殖がより良好となる。ROCK阻害剤は、Rho-キナーゼ(ROCK)の機能を阻害する物質である。ROCK阻害剤としては、例えば、Y-27632(例、Ishizaki et al.,Mol.Pharmacol.57,976-983(2000); Narumiya et al.,Methods Enzymol.325, 273-284 (2000)参照)、Fasudil/HA1077(例、Uenata et al.,Nature 389:990-994(1997)参照)、H-1152(例、Sasaki et al., Pharmacol. Ther. 93: 225-232(2002)参照)、Wf-536(例、Nakajima et al.,Cancer Chemother Pharmacol. 52(4):319-324(2003)参照)及びそれらの誘導体、並びにROCKに対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクターが挙げられる。また、ROCK阻害剤としては他の公知の低分子化合物も使用できる(例えば、米国特許出願公開第2005/0209261号、同第2005/0192304号、同第2004/0014755号、同第2004/0002508号、同第2004/0002507号、同第2003/0125344号、同第2003/0087919号、及び国際公開第2003/062227号、同第2003/059913号、同第2003/062225号、同第2002/076976号、同第2004/039796号参照)。
 ROCK阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。好ましいROCK阻害剤としてはY-27632が挙げられる。培地におけるROCK阻害剤の濃度は、ROCK阻害剤の種類に応じて適宜選択することができる。ROCK阻害剤は、例えば、IC50付近の濃度で用いることが好ましい。ROCK阻害剤が、Y-27632である場合、培地におけるY-27632の濃度は、例えば、0.1~100μM、好ましくは、1~75μM、さらに好ましくは、5~50μMである。
≪GSK3β阻害剤≫
 本態様の培地は、GSK3β阻害剤を含むことが好ましい。TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、GSK3β阻害剤を含むことで、ネフロン前駆細胞の増殖がより良好となる。GSK3β阻害剤は、GSK(Glycogen Synthase Kinase)3βの機能、例えば、キナーゼ活性(例えば、βカテニンに対するリン酸化能)を阻害する物質である。GSK3β阻害剤としては、例えば、インジルビン誘導体であるBIO(別名、GSK-3β阻害剤IX;6-ブロモインジルビン3’-オキシム)、マレイミド誘導体であるSB216763(3-(2,4-ジクロロフェニル)-4-(1-メチル-1H-インドール-3-イル)-1H-ピロール-2,5-ジオン)、SB415286(3-[(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)アミノ]-4-(2-ニトロフェニル)-1H-ピロール-2,5-ジオン)、フェニルαブロモメチルケトン化合物であるGSK-3β阻害剤VII(4-ジブロモアセトフェノン)、細胞膜透過型のリン酸化ペプチドであるL803-mts(別名、GSK3βペプチド阻害剤;Myr-N-GKEAPPAPPQSpP-NH2)、及びCHIR99021(6-[2-[4-(2,4-ジクロロフェニル)-5-(4-メチル-1H-イミダゾール-2-イル)ピリミジン-2-イルアミノ]エチルアミノ]ピリジン-3-カルボニトリル)、並びにこれらの誘導体等が挙げられる。これらの化合物は、例えば、Stemgent社、Calbiochem社、Biomol社等から入手可能であり、また自ら作製してもよい。GSK3β阻害剤は、GSK3βに対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクター等であってもよい。
 GSK3β阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。好ましいGSK3β阻害剤としては、CHIR99021が挙げられる。培地におけるGSK3β阻害剤の濃度は、GSK3β阻害剤の種類に応じて適宜選択することができる。GSK3β阻害剤は、例えば、IC50付近の濃度で用いることが好ましい。GSK3β阻害剤がCHIR99021である場合、培地におけるCHIR99021の濃度としては、例えば、0.01~100μM、好ましくは、0.1~10μM、さらに好ましくは、0.5~3μMであり、特に好ましくは、0.5~1.5μMである。
≪LIF≫
 本態様の培地は、白血病阻害因子(Leukemia Inhibitory Factor:LIF)を含むことが好ましい。TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、LIFを含むことで、ネフロン前駆細胞の増殖がより良好となる。LIFが由来する生物は、特に限定されない。LIFとしては、例えば、ヒト(特表平1-502985号公報)、マウス(特表平1-502985号公報)、ヒツジ(特表平4-502554号公報)、ブタ(特表平4-502554号公報)、ウシ(特表平8-154681号公報)等のLIFを用いることができる。中でも、ヒト又はマウスのLIFが好ましい。ヒトLIF(NCBI Gene ID:3976)としては、例えば、NCBIアクセッション番号:NP_001244064.1又はNP_002300.1のアミノ酸配列を有するタンパク質が挙げられる。マウスLIF(NCBI Gene ID:16878)としては、例えば、NCBIアクセッション番号:NP_001034626.1又はNP_032527.1のアミノ酸配列を有するタンパク質が挙げられる。LIFは、ネフロン前駆細胞が由来する生物に応じて適宜選択することができる。例えば、ネフロン前駆細胞がマウス由来である場合、マウスLIFを用いることが好ましい。ネフロン前駆細胞がヒト由来である場合、ヒトLIFを用いることが好ましい。LIFはネフロン前駆細胞の増殖を促進する活性を有する限りその断片及び機能的改変体であってもよい。LIFは市販されているものを使用してもよいし、細胞から精製されたタンパク質や遺伝子組み換えで生産されたタンパク質を使用してもよい。
 培地におけるLIFの濃度は、例えば、1~1000ng/mL、好ましくは、10~500ng/mL、より好ましくは、50~250ng/mLである。また、培地におけるLIFの濃度は、例えば、10~5000units/mL、好ましくは、100~3000units/mL、より好ましくは、500~2000units/mLである。
≪ALK阻害剤≫
 本態様の培地は、ALK阻害剤を含むことが好ましい。TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、ALK阻害剤を含むことで、ネフロン前駆細胞の増殖がより良好となる。ALK阻害剤は、ALK(Activin receptor-Like Kinase)ファミリーの機能を阻害する物質である。ALK阻害剤としては、例えば、TGFβのALKファミリーへの結合を阻害する物質、又はALKファミリーによるSMADのリン酸化を阻害する物質等が挙げられる。ALK阻害剤としては、例えば、ALK4、ALK5又はALK7の阻害剤が挙げられる。ALK阻害剤としては、例えば、Lefty-1(NCBI アクセッション番号として、マウス:NP_034224.1、ヒト:NP_066277.1が例示される)、SB431542、SB202190(以上、R.K.Lindemann et al., Mol. Cancer, 2003, 2:20)、SB505124 (GlaxoSmithKline)、NPC30345、SD093、SD908、SD208 (Scios)、LY2109761、LY364947、LY580276 (Lilly Research Laboratories)、A83-01(3-(6-メチル-2-ピリジニル)-N-フェニル-4-(4-キノリニル)-1H-ピラゾール-1-カルボチオアミド、WO2009146408)、ALK5阻害剤II(2-[3-[6-メチルピリジン-2-イル]-1H-ピラゾル-4-イル]-1,5-ナフチリジン)、TGFβRIキナーゼ阻害剤VIII(6-[2-tert-ブチル-5-[6-メチル-ピリジン-2-イル]-1H-イミダゾル-4-イル]-キノキサリン)並びにこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されない。ALK阻害剤は、ALKファミリーに対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクター等であってもよい。
 ALK阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。好ましいALK阻害剤としては、A83-01が挙げられる。培地におけるALK阻害剤の濃度は、ALK阻害剤の種類に応じて適宜選択することができる。ALK阻害剤は、例えば、IC50付近の濃度で用いることが好ましい。ALK阻害剤がA83-01である場合、培地におけるA83-01の濃度としては、例えば、0.01~1000nM、好ましくは、0.1~500nM、さらに好ましくは、1~100nMであり、特に好ましくは、10~80nMである。
≪BMP阻害剤≫
 本態様の培地は、BMP阻害剤を含む。TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、BMP阻害剤を含むことで、ネフロン前駆細胞の増殖がより良好となる。BMP阻害剤は、BMP(Bone Morphogenetic Protein)シグナル伝達を阻害する物質である。BMP阻害剤は、例えば、BMPの受容体であるALK2又はALK3のキナーゼ活性を阻害する物質であってもよい。BMP阻害剤としては、例えば、Chordin、Noggin、Follistatinなどのタンパク質性阻害剤;Dorsomorphin(6-[4-(2-piperidin-1-yl-ethoxy)phenyl]-3-pyridin-4-yl-pyrazolo[1,5-a]pyrimidine)(P. B. Yu et al. (2007), Circulation, 116:II_60; P.B. Yu et al. (2008), Nat. Chem. Biol., 4:33-41; J. Hao et al. (2008), PLoS ONE, 3(8):e2904)、及びLDN193189(4-(6-(4-(piperazin-1-yl)phenyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidin-3-yl)quinoline)、DMH1(dorsomorphin homolog 1;4-[6-(4-isopropoxyphenyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidin-3-yl]quinoline)、並びにこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されない。BMP阻害剤は、BMPに対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクター等であってもよい。
 BMP阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。好ましいBMP阻害剤としては、LDN193189、Dorsomorphin、Noggin、及びDMH1が挙げられ、LDN193189がより好ましい。培地におけるBMP阻害剤の濃度は、ALK阻害剤の種類に応じて適宜選択することができる。BMP阻害剤は、例えば、IC50付近の濃度で用いることが好ましい。BMP阻害剤がLDN193189である場合、培地におけるLDN193189の濃度としては、例えば、0.01~1000nM、好ましくは、0.1~500nM、さらに好ましくは、0.5~100nMであり、特に好ましくは、1~50nMである。
≪BMP7≫
 本態様の培地は、BMP7を含むことが好ましい。TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、BMP7を含むことで、ネフロン前駆細胞の増殖がより良好となる。BMP7が由来する生物は特に限定されない。BMP7としては、例えば、ヒトBMP7を用いることができる。ヒトBMP7(NCBI Gene ID:655)としては、例えば、NCBIアクセッション番号:NP_001710.1のアミノ酸配列を有するタンパク質が挙げられる。BMP7はネフロン前駆細胞の増殖を促進する活性を有する限りその断片又は機能的改変体であってもよい。BMP7は市販されているものを使用してもよく、細胞から精製されたタンパク質や遺伝子組み換えで生産されたタンパク質を使用してもよい。
 培地におけるBMP7の濃度は、例えば、0.1~500ng/mL、好ましくは、1~300ng/mL、より好ましくは、10~100ng/mLである。
≪FGF9≫
 本態様の培地は、線維芽細胞増殖因子(Fibroblast Growth Factor:FGF)9を含んでもよい。FGF9が由来する生物は特に限定されない。FGF9としては、例えば、ヒトFGF9を用いることができる。ヒトFGF9(NCBI Gene ID:2254)としては、例えば、NCBIアクセッション番号:NP_002001.1のアミノ酸配列を有するタンパク質が挙げられる。FGF9はネフロン前駆細胞の増殖を促進する活性を有する限りその断片又は機能的改変体であってもよい。FGF9は市販されているものを使用してもよく、細胞から精製されたタンパク質や遺伝子組み換えで生産されたタンパク質を使用してもよい。
 培地におけるFGF9の濃度は、例えば、1~800ng/ml、好ましくは、5~500ng/ml、より好ましくは、10~400ng/ml、さらに好ましくは、100~300ng/mlである。
 本態様の培地は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の成分を含むことができる。上記以外の成分としては、例えば、JAK阻害剤が挙げられる。
 JAK阻害剤
 本態様の培地は、JAK阻害剤を含んでいてもよい。JAK阻害剤は、ヤヌスキナーゼ(Janus kinase)ファミリー(例えば、JAK1、JAK2、JAK3、TYK2)の1種類以上の酵素の活性を阻害する物質である。JAK阻害剤は、ヤヌスキナーゼファミリーの酵素活性を阻害することにより、JAK-STAT系のシグナル伝達を阻害する。培地が、GSK3β阻害剤、ROCK阻害剤、及びFGF9に加えて、JAK阻害剤を含むことで、ネフロン前駆細胞の増殖がより促進される。JAK阻害剤は、ヤヌスキナーゼファミリーの酵素の活性を阻害できるものである限り、特に限定されない。JAK阻害剤は、JAK1、JAK2、及びJAK3からなる群より選択される少なくとも1種の酵素活性を阻害するものが好ましく、JAK2の酵素活性を阻害するもの(JAK2阻害剤)がより好ましい。
 JAK3阻害剤は、JAK3の活性を阻害できるものであれば特に限定されない。JAK3阻害剤としては、例えば、TCS21311(CAS番号 1260181-14-3)、WHI-P154(CAS 211555-04-3)、PF-06651600(CAS番号 1792180-81-4)、FM-381(CAS番号 2226521-65-7)、CP690550(CAS番号 540737-29-9)、7H-ピロロ[2,3-d]ピリミジン-5-カルボン酸,4-[3-[(2-メチル-1-オキソ-2-プロペン-1-イル)アミノ]フェニル]-,エチルエステル、JAK3 INHIBITOR IV(CAS番号58753-54-1)、ZM449829(CAS番号4452-06-6)、AZD1480(CAS番号935666-88-9)、及びSelective JAK3 inhibitor 1(CAS番号1443235-95-7)、並びにこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されない。中でも、JAK3阻害剤は、TCS21311が好ましい。
 JAK2阻害剤は、JAK2の活性を阻害できるものであれば、特に限定されない。JAK2阻害剤としては、例えば、NVP-BSK805 2HCl(CAS番号1942919-79-0)、TG101209(CAS番号936091-14-4)、TG101348(CAS番号936091-26-8)、1,2,3,4,5,6-ヘキサブロモシクロヘキサン(CAS番号1837-91-8)、CEP-33779(CAS番号1257704-57-6)、及びNSC33994(CAS番号82058-16-0)、並びにこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されない。中でも、JAK2阻害剤は、TG101348が好ましい。
 JAK阻害剤は、JAK2/3阻害剤であってもよい。JAK2/3阻害剤は、JAK2及びJAK3を阻害する阻害剤である。JAK2/3阻害剤としては、例えば、AG490(CAS番号133550-30-8)、AT9283(CAS番号896466-04-9)、及びLY3009104(CAS番号1187594-09-7)、並びにこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されない。
 JAK阻害剤は、JAK1/2阻害剤であってもよい。JAK1/2阻害剤は、JAK1及びJAK2を阻害する阻害剤である。JAK1/2阻害剤としては、例えば、CYT387(CAS番号1056634-68-4)、S-Ruxolitinib(INCB018424)(CAS番号941685-37-6)、及びLY2784544(CAS番号1229236-86-5)、並びにこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されない。
 JAK阻害剤は、上記のような低分子化合物に限定されず、ヤヌスキナーゼファミリー(JAK1、JAK2、JAK3、TYK2)に対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例、siRNA)、ドミナントネガティブ変異体、及びそれらの発現ベクター等であってもよい。
 JAK阻害剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。JAK阻害剤は、JAK2阻害剤が好ましく、TG101348がより好ましい。
 本態様の培地におけるJAK阻害剤の濃度は、JAK阻害剤の種類に応じて適宜選択可能である。JAK阻害剤は、例えば、IC50付近の濃度で用いることが好ましい。JAK阻害剤は、例えば、0.01nM以上、0.05nM以上、0.1nM以上、0.5nM以上、又は1nM以上の濃度で用いることができる。JAK阻害剤の濃度の上限値としては、例えば、100nM以下、50nM以下、30nM以下、20nM以下、10nM以下、又は5nM以下等が挙げられる。JAK阻害剤が、TG101348である場合、TG101348の培地における濃度は、例えば、0.5~50nM、1~30nM、1~20nM、1~10nM、又は1~5nM等が挙げられる。
 一実施態様において、本態様の培地は、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種と、JAK阻害剤、FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤、およびBMP7と、を含む。一例として、TBK1阻害剤、FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤、およびBMP7を含む。一例としては、本態様の培地は、MRT67307、FGF2、ヘパリン、Y-27632、LIF、CHIR99021、LDN193189、及びA83-01を含むことができる。
 一実施態様において、本態様の培地は、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種に加えて、GSK3β阻害剤、ROCK阻害剤、及びFGF9を含む。本態様の培地は、さらにJAK阻害剤を含んでもよい。一例としては、本態様の培地は、CHIR99021、Y-27632、及びFGF9を含むことができる。
 本態様の培地は、TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、およびSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種を含むことで、ネフロン前駆細胞の分化能を維持したまま、良好にネフロン前駆細胞を増殖させることができる。
<ネフロン前駆細胞を拡大培養する方法>
 本発明の第2の態様は、前記第1の態様の培地を用いて、ネフロン前駆細胞を拡大培養する方法である。
 本態様の方法は、前記第1の態様の培地を用いる限り、培養方法は特に限定されない。ネフロン前駆細胞は、動物細胞の培養に通常用いられる培養条件で培養することができる。培養温度は、ネフロン前駆細胞が増殖できる限り特に限定されないが、通常、25~40℃とすることができ、好ましくは30~40℃である。培養温度の具体例としては、約37℃が挙げられる。ネフロン前駆細胞は、通常CO含有空気の雰囲気下で培養することができる。CO濃度は、通常、約0.3~5%とすることができ、好ましくは約2~5%である。CO濃度の具体例としては約5%が挙げられる。
 培養期間は、特に限定されず、任意の期間をすることができる。本態様の方法では、第1の態様の培地を用いることにより、ネフロン前駆細胞の性質を維持したまま、長期間培養することができる。長期間培養する場合、適宜、継代することが好ましい。前記第1の態様の培地を用いて継代を繰り返すことで、ネフロン前駆細胞の性質を維持したまま、ネフロン前駆細胞の培養を続けることができる。継代は、培養液からネフロン前駆細胞の細胞塊を採取し、新たな培地に播種することにより、行うことができる。継代の際には、プロテアーゼ、コラゲナーゼ、及びDNase等の酵素を含む細胞分散液を用いて、細胞塊を分散した後、新たな培地に播種してもよい。継代の間隔は、特に限定されないが、例えば、2~10日程度、又は3~7日程度とすることができる。
 本態様の方法は、前記第1の態様の培地を用いてネフロン前駆細胞を培養するため、効率よくネフロン前駆細胞を増殖させることができる。本態様の方法で拡大培養されたネフロン前駆細胞は、腎疾患を有する対象に投与して、腎疾患を治療するために使用することができる。また、腎疾患を治療又は予防するための医薬組成物として使用することができる。また、後述の腎臓オルガノイドの製造のために用いることができる。
<腎臓オルガノイドの製造方法>
 本発明の第3の態様は、腎臓オルガノイドの製造方法である。本態様の腎臓オルガノイドの製造方法は、前記第2の態様の方法により、ネフロン前駆細胞を拡大培養する工程(拡大培養工程)と、前記拡大培養したネフロン前駆細胞を腎臓オルガノイドに分化させる工程(分化工程)と、を含む。
(拡大培養工程)
 拡大培養工程は、前記第2の態様の方法により行う。本工程により、ネフロン前駆細胞を所望の数まで効率よく増殖させることができる。
(分化工程)
 ネフロン前駆細胞から腎臓オルガノイドへの分化は、公知の方法により行うことができる。例えば、Nature,526,564-568(2015)で報告されている方法等を用いることができる。例えば、前記拡大培養工程で得られたネフロン前駆細胞の細胞塊を、3T3-Wnt4細胞などのフィーダー細胞、マウス胎仔脊髄細胞、又はマウス胎仔腎細胞と共培養してもよい。あるいは、ネフロン前駆細胞の細胞塊を、GSK3β阻害剤を含む基礎培地を使用した半気相培養(好ましくは、気相-液相培養;Nature,526,564-568(2015)参照)で培養してもよい。前記半気相培養で使用する培地は、GSK3β阻害剤に加えて、FGF9及びFGF2等を含んでいてもよい。基礎培地、GSK3β阻害剤、FGF2としては、上記と同様のものが挙げられる。好ましい基礎培地としてはKSRが挙げられる。例えば、Stem Cell,19,516-519(2016)で報告されている培地等を用いることができる。好ましいGSK3β阻害剤としてはCHIR99021が挙げられる。好ましいFGF2としてはヒトFGF2が挙げられる。好ましいFGF9としては、ヒトFGF9が挙げられる。ヒトFGF9としては、例えば、NCBIアクセッション番号:NP_002001.1のアミノ酸配列を有するタンパク質が挙げられる。FGF9は腎臓オルガノイドへの分化誘導活性を有する限りその断片及び機能的改変体が包含される。FGF9は市販されているものを使用してもよいし、細胞から精製されたタンパク質や遺伝子組み換えで生産されたタンパク質を使用してもよい。
 分化工程における培養条件は、動物細胞の培養に通常用いられる培養条件を用いることができる。培養温度は、腎オルガノイドに分化誘導できる限り特に限定されないが、通常、25~40℃とすることができ、好ましくは30~40℃である。培養温度の具体例としては、約37℃が挙げられる。CO濃度は、通常、約0.3~5%とすることができ、好ましくは約2~5%である。CO濃度の具体例としては約5%が挙げられる。
 本態様の製造方法により得られた腎臓オルガノイドは、腎疾患を有する対象に投与して、腎疾患を治療するために使用することができる。また、腎疾患を治療又は予防するための医薬組成物として使用することができる。
<他の態様>
 本発明は、前記第2の態様の方法で得られたネフロン前駆細胞又は前記第3の態様の製造方法で得られた腎臓オルガノイドを含む医薬組成物もまた提供する。本発明は、前記ネフロン前駆細胞又は前記腎臓オルガノイドを含む腎疾患治療剤もまた提供する。本発明は、前記ネフロン前駆細胞又は前記腎臓オルガノイドの治療有効量を、腎疾患を有する対象又は腎疾患のリスクを有する対象に投与する工程を含む、腎疾患を治療又は予防する方法もまた提供する。
 腎疾患の治療又は予防を必要とする対象への前記ネフロン前駆細胞の投与方法としては、例えば、前記ネフロン前駆細胞をシート化して、対象の腎臓に貼付する方法;前記ネフロン前駆細胞を生理食塩水等に懸濁させた細胞懸濁液を対象の腎臓に移植する方法;前記ネフロン前駆細胞を三次元培養(例えば、Dev Cell.Sep 11,2012;23(3):637-651)し、得られた細胞塊を対象の腎臓に直接移植する方法;前記ネフロン前駆細胞をマトリゲル等から構成されたスキャフォールド上で三次元培養し、得られた細胞塊を対象の腎臓に移植する方法等が挙げられる。移植部位は、腎臓内であれば特に限定されないが、好ましくは、腎被膜下である。腎疾患の治療又は予防を必要とする対象への前記腎臓オルガノイドの投与方法としては、対象の体内(例えば、腹腔内)に移植する方法等が挙げられる。
 治療又は予防対象となる腎疾患は、特に限定されないが、例えば、急性腎障害、慢性腎不全、慢性腎不全にまで至らない慢性腎臓病等が挙げられる。移植する前記ネフロン前駆細胞の細胞数又は前記腎臓オルガノイドの大きさは、移植後に生着できれば特に限定されず、疾患部位の大きさ、投与対象の体躯、年齢、性別等に合わせて、適宜調整することができる。
 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
[材料と方法]
<動物実験>
 全ての動物実験は、京都大学動物実験委員会の承認を得て行った。B6;129-Six2tm3(EGFP/cre/ERT2)Amc/Jマウスは、Jackson Laboratory Inc.から購入した(A. Kobayashi, et al., Cell Stem Cell. 3 (2008) 169-181.)。Alport症候群モデルマウスであるB6.Col4a5tm1Yseg/Jマウスは、Jackson Laboratory Inc.から購入した(MN Rheault, et al., J Am Soc Nephrol. 15 (2004) 1466-1474.)。ADPKDモデルマウスであるPkd1-/- (del2-6)マウスは、藤田医科大学より提供いただいた(S Muto, et al., Hum Mol Genet.11 (2002) 1731-1742.)。京都大学iPS細胞研究所の実験動物施設で、特定病原体フリー(SPF)条件で飼育した。マウスには、餌及び水を自由給餌した。
<細胞培養>
 ヒトiPS細胞(hiPSC)を用いた実験は、京都大学医学部大学院医学研究科の倫理委員会の承認を受け、施設審査委員会に従い、hiPSCの提供者のインフォームドコンセントを得た。hiPSCは、Synthemax(Corning)でコーティングした細胞培養プレート上に、Stem Fit AK02N培地(タカラバイオ株式会社)を用いたフィーダーフリー培養で維持した。細胞を0.5mM EDTA/PBS(Thermo Fisher Scientific)を用いて5日毎に継代し、マイコプラズマ汚染の有無を定期的に検査した。マウスネフロン前駆細胞(mNPC)の回収及び維持培養は、既報のように実施した(Z. Li, et al., Cell Stem Cell. 19 (2016) 516-529.; Z. Li, et al., Kidney Organog Methods Protoc, Hummana Press, New York, 2019: pp. 151-159.)。
<細胞増殖>
 mNPSR培地で拡大培養したmNPC(Z. Li, et al., Cell Stem Cell. 19 (2016) 516-529)の細胞塊を、1.5mLチューブに移し、上清を完全に取り除いた。Accumax(Innovative Cell Technologies, Inc.)30μLを添加し、37℃、CO 5%のインキュベーターで10分静置した。10分後に、470μLの10%FBSで希釈し、TC20(Bio-Rad)で細胞数を測定した。
 低接着96ウェルプレート(Nunc)に、各ウェルあたり2.0X10cellsのmNPCを播種した。50μLのmNPSRに対して、TBK1阻害剤(MRT67307、BX795)、CSF1R阻害剤(GW2580)、FLT3阻害剤(ASP2215)、DYRK1阻害剤(ID-8)、またはSTAT6阻害剤(AS1517499)を、IC50を中心に下記の濃度勾配を作製して添加した(MRT67307は、5nM、10nM、20nM、25nM、30nM、35nM、50nM、100nM、200nM、500nM、1000nM、BX795は、0.5nM、1nM、2nM、4nM、8nM、16nM、GW2580は、7.5nM、15nM、30nM、60nM、120nM、240nM、250nM、500nM、1000nM、ASP2215は、0.1nM、0.2nM、0.4nM、0.8nM、1.6nM、3.2nM、ID-8は、250nM、500nM、1000nM、3000nM、10000nM、30000nM、AS1517499は、6.25nM、12.5nM、25nM、50nM、100nM、200nM)。mNPSR培地単独とmNPSR培地にTBK1阻害剤(MRT67307、BX795)、CSF1R阻害剤(GW2580)、FLT3阻害剤(ASP2215)、DYRK1阻害剤(ID-8)、またはSTAT6阻害剤(AS1517499)を添加した培地で懸濁した細胞を播種した96ウェルプレートを300gで3分間遠心して、37℃、CO 5%のインキュベーターで静置培養した。静置培養開始6時間後には細胞塊が形成された。
 静置培養開始48時間後に、細胞を播種した際と同じ濃度のTBK1阻害剤(MRT67307、BX795)、CSF1R阻害剤(GW2580)、FLT3阻害剤(ASP2215)、DYRK1阻害剤(ID-8)、またはSTAT6阻害剤(AS1517499)が添加されたmNPSR培地を100μLずつそれぞれのウェルに追加添加した。培地を追加添加してから48時間後に、各ウェルの細胞塊を1.5mLチューブに移し、上清を完全に取り除き、Accumax(Innovative Cell Technologies,Inc.)30μLを添加し、37℃、CO 5%のインキュベーターで10分静置した。10分後に、470μLの10% FBSで懸濁し、TC20(Bio-Rad)で細胞数を測定した。
 実験に使用したmNPSR培地の組成を表1に示す。mNPSR培地は、表1に示すBasal mediumに、表1に示す試薬を添加して作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<継代培養>
 mNPSR培地に30nMのTBK1阻害剤(MRT67307、図7および8)又はDMSOを添加した培地で培養したmNPCの細胞塊を1.5mLチューブに移し、上清を完全に取り除いた。Accumax(Innovative Cell Technologies, Inc.)30μLを添加し、37℃、CO 5%のインキュベーターで10分間静置した。10分後に、470μLの10% FBSで懸濁し、TC20(Bio-Rad)で細胞数を測定した。低接着96ウェルプレート(Nunc)に、各ウェルあたり2.0x10 cellsのmNPCを、mNPSR培地に30mMのTBK1阻害剤又はDMSOを添加した培地で懸濁して播種した。細胞を播種した低接着96ウェルプレートを300gで3分間遠心して、37℃、CO 5%のインキュベーターで静置培養した。静置培養開始から48時間後に、細胞を播種した際と同じ濃度のTBK1阻害剤又はDMSOが添加されたmNPSR培地を100μLずつそれぞれのウェルに追加添加した。培地を追加添加してから48時間後に、上記と同様の操作を行い、細胞数の測定と継代を行った。同様の方法で、4nMのBX795(図9および図10)についても細胞数の測定と継代を行った。
<腎オルガノイドの作製>
 mNPSR培地に30nMのMRT67307または4nMのBX795を添加した培地で、継代培養したmNPCの細胞塊を、Transwell(Corning)にのせ、周囲の培地を除去した。次に、あらかじめ、200ng/mLのFGF2及び5μMのCHIR99021を添加した5%KSR(Knock-out serum replacement)(Thermo Fisher Scientific)で満たした培養皿に、細胞塊がのったTranswellをセットした。48時間後に、成長因子及び低分子化合物の添加されていない5%KSRに培地交換した。以後、48時間毎に、成長因子及び低分子化合物の添加されていない5%KSRで培地交換し、分化培養開始10日目に、Transwellのまま4%PFAを用いて4℃で3時間固定した。固定後、PBSに置換し、4℃で一晩静置し、免疫染色を行った。
<ex vivoにおける細胞培養>
 ex vivoの実験に使用したFBS培地は、DMEM/F12 Glutamax mediumに、牛胎児血清(FBS)を10%、PS(Penicillin Strepromycin)を500U/mlで添加して作製した。
 マウス胚仔(E12.5)から腎臓を採取し、Transwell(Corning)にのせ、周囲の培地を除去した。次に、あらかじめ、100nMのMRT67307を添加したFBS培地で満たした培養皿に、前記腎臓がのったTranswellをセットした。培養開始から24~72時間後、Transwellのまま4%PFAを用いて4℃で3時間固定した。固定後、PBSに置換し、4℃で一晩静置し、免疫染色を行った。
[結果]
<TBK1阻害剤のmNPC増殖促進効果>
 TBK1阻害剤として、MRT67307、BX795を用いて、mNPCの細胞増殖アッセイを行った。図1は、mNPSR培地にMRT67307を添加した培地における細胞増殖アッセイの結果を示す。文献情報から、MRT67307のIC50は、19nM付近と予測される。MRT67307は、IC50付近の濃度で有意な細胞増殖促進効果が確認された。図2は、mNPSR培地にBX795を添加した培地における細胞増殖アッセイの結果を示す。文献情報からBX795のIC50は、2nM付近と予測される。BX795は、IC50付近の濃度で有意な細胞増殖促進効果が確認された。
<CSF1R阻害剤のmNPC増殖促進効果>
 CSF1R阻害剤として、GW2580を用いて、mNPCの細胞増殖アッセイを行った。図3は、mNPSR培地にGW2580を添加した培地における細胞増殖アッセイの結果を示す。GW2580は、240nM~1000nMで有意な細胞増殖促進効果が確認された。
<FLT3阻害剤のmNPC増殖促進効果>
 FLT3阻害剤として、ASP2215を用いて、mNPCの細胞増殖アッセイを行った。図4は、mNPSR培地にASP2215を添加した培地における細胞増殖アッセイの結果を示す。文献情報から、ASP2215のIC50は、0.29nM付近と予測される。ASP2215は、3.2nM付近で有意な細胞増殖促進効果が確認された。これは、FLT3阻害による増殖促進効果と推測された。
<DYRK1阻害剤のmNPC増殖促進効果>
 DYRK1阻害剤として、ID-8を用いて、mNPCの細胞増殖アッセイを行った。図5は、mNPSR培地にID-8を添加した培地における細胞増殖アッセイの結果を示す。ID-8は、500nM付近で有意な細胞増殖促進効果が確認された。
<STAT6阻害剤のmNPC増殖促進効果>
 STAT6阻害剤として、AS1517499を用いて、mNPCの細胞増殖アッセイを行った。図6は、mNPSR培地にAS1517499を添加した培地における細胞増殖アッセイの結果を示す。文献情報から、AS1517499のIC50は、21nM付近と予測される。AS1517499は、25~200nM付近で有意な細胞増殖促進効果が確認された。
<mNPCの継代培養におけるTBK1阻害剤の増殖促進効果>
 TBK1阻害剤として、MRT67307及びBX795を用いて、mNPCの継代培養を行い、継代毎に細胞数を測定した。
 図7は、mNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養したときの細胞数の変化を示す。mNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養したmNPCは、mNPSR培地にDMSOを添加した培地で継代培養したmNPCと比較して、細胞増殖が促進された。また、mNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養することにより、mNPSR培地にDMSOを添加した培地で継代培養したときと比較して、累積細胞数が増加した(図8)。P1における累積細胞数は、P0で増殖させた細胞数をa、P0の培養液の容量をb、継代に用いたP0の培養液の容量をc、P1で増殖させて得た細胞数をdとした場合、P1の累積細胞数=a×[d/(a×c/b)]×b/cで算出することができる。以降の継代培養における累積細胞数も同様に算出される。
 図9は、mNPSR培地に4nMのBX795を添加した培地で継代培養したときの細胞数の変化を示す。mNPSR培地に4nMのBX795を添加した培地で継代培養したmNPCは、mNPSR培地にDMSOを添加した培地で継代培養したmNPCと比較して、細胞増殖が促進された。また、mNPSR培地に4nMのBX795を添加した培地で継代培養することにより、mNPSR培地にDMSOを添加した培地で継代培養したときと比較して、累積細胞数が増加した(図10)。
<TBK1阻害剤が腎オルガノイド形成に及ぼす影響>
 mNPSR培地に30nMのMRT67307又は4nMのBX795を添加した培地で、4継代したmNPCから、腎オルガノイドを分化誘導した。その結果、いずれのTBK1阻害剤も腎オルガノイドの形成に影響しないことが確認された(図11および12)。
<ADPKDモデルマウス由来mNPCを用いた増殖アッセイ>
 mNPCとして、ADPKD(常染色体優性多発性嚢胞腎)モデルマウスの胎仔腎から抽出したmNPCを用いたこと以外は、上記と同様に細胞増殖アッセイを行った。TBK1阻害剤としては、30nMのMRT67307を用いた。ADPKDモデルマウス由来mNPCでも、MRT67307の添加により増殖が促進されることが確認された(図13)。
<Alport症候群モデルマウス由来mNPCを用いた増殖アッセイ>
 mNPCとして、Alport症候群モデルマウスの胎仔腎から抽出したmNPCを用いたこと以外は、上記と同様に細胞増殖アッセイを行った。STAT6阻害剤として100nMのAS1517489を用い、DYRK1阻害剤として500nMのID-8を用いた。Alport症候群モデルマウス由来mNPCでも、AS1517489またはID-8の添加により増殖が促進されることが確認された(図14)。
<ex vivoにおけるTBK1阻害剤の増殖促進効果>
 胎生期のマウスから腎臓を取り出し、Transwellに腎臓を乗せ培養した。TBK1阻害剤として、100nMのMRT67307を用いた。ex vivoにおいても、MRT67307の添加により増殖が促進されたことが確認された(図15)。
(実施例2)
[材料と方法]
<細胞増殖>
 健常人由来hiPS細胞株である4A6株(201B7由来)またはAlport症候群疾患特異的iPS細胞株であるASe16株を国際公開第2018/216743号に記載の方法を用いて24ウェルプレート上でヒトiPS細胞由来NPCsに分化誘導後、Accumax 100μLを添加し30分間、37℃、CO 5%のインキュベーターに静置した。30分後、10%FBS 900μLで懸濁した。懸濁した細胞をTC20で細胞数を測定し、フローサイトメトリーに必要な細胞を1.5mlチューブに移し、200gで5分間遠心した。遠心後、上清を除去して、1.0x10cellsに対して、2%FBS 100μLの比率となるように懸濁した。細胞を懸濁した2%FBS 100μLに対して、蛍光物質であるAPCが接合されたhuman-HGFR/cMET抗体(R&D systems,FAB 3582A)10μLを添加し、氷上で30分静置した。30分後、200gで5分間遠心し、上清を除去した後、1mLのPBSで洗浄し、再び、200gで5分間遠心し、上清を除去した。この操作を2回行った。上清を除いた細胞を、DAPIを1,000倍で希釈した2%FBSに懸濁し、40μmのFilterに通した後、フロ-サイトメトリーを用いて、cMET陽性の細胞を抽出した。抽出した細胞を、各ウェルあたり2.0x10cellsとなるように、hNPSR培地単独およびhNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地50μLで懸濁し、低接着96ウェルプレート(Nunc)に播種し、300gで3分間遠心して、37℃、CO 5%のインキュベーターで静置培養した。静置培養開始6時間後には細胞塊が形成された。
 静置培養開始48時間後に、細胞を播種した際と同じ培地を100μLずつ追加投与した。培地を追加投与してから48時間後に、各ウェルから100μLの上清を除去し、新しい培地100μLを添加した。以後、同様の操作を48時間毎に行った。浮遊培養開始後7日に、各ウェルの細胞塊を1.5mlチューブに移し、上清を完全に取り除き、Accumax(Innovative Cell Technologies, Inc.)30μLを添加し、37℃、CO 5%のインキュベーターで10分静置した。10分後に、470μLの10%FBSで懸濁し、TC20(Bio-Rad)で細胞数を測定した。
 実験に使用したhNPSR培地の組成を表2に示す。hNPSR培地は、表2に示すBasal mediumに、表2に示す試薬を添加して作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
<継代培養>
 hNPSR培地およびhNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で培養したヒトiPS細胞由来NPCs(hiPSC-NPC)の細胞塊を1.5mlチューブに移し、上清を完全に取り除き、Accumax(Innovative Cell Technologies, Inc.)30μLを添加し、37℃、CO 5%のインキュベーターで10分静置した。10分後に、470μLの10%FBSで懸濁し、TC20(Bio-Rad)で細胞数を測定した。低接着96ウェルプレート(Nunc)に、各ウェルあたり2.0x10cellsのヒトiPS細胞由来NPCsを、hNPSR培地単独とhNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で懸濁し播種した。細胞を播種したLow-attachment 96ウェルプレートを300gで3分間遠心して、37℃、CO 5%のインキュベーターで静置培養した。静置培養開始48時間後に、細胞を播種した際と同じ濃度の阻害剤が添加されたhNPSR培地を100μLずつそれぞれのウェルに追加投与した。培地の追加投与後48時間で、上記と同様の操作を行い、細胞数の測定と継代を行った。
[結果]
<hiPSC-NPCの継代培養におけるTBK1阻害剤の増殖促進効果>
 TBK1阻害剤として、MRT67307を用いて、hiPSC-NPCの継代培養を行い、継代毎に細胞数を測定した。
 図16は、hNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養したときの細胞数の変化を示す。hNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養した4A6株由来hiPSC-NPCは、hNPSR培地にDMSOを添加した培地で継代培養した4A6株由来hiPSC-NPCと比較して、細胞増殖が促進された。また、hNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養することにより、hNPSR培地にDMSOを添加した培地で継代培養したときと比較して、累積細胞数が増加した(図17)。
 図18は、hNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養したときの細胞数の変化を示す。hNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養したASe16株由来hiPSC-NPCは、hNPSR培地にDMSOを添加した培地で継代培養したASe16株由来hiPSC-NPCと比較して、細胞増殖が促進された。また、hNPSR培地に30nMのMRT67307を添加した培地で継代培養することにより、hNPSR培地にDMSOを添加した培地で継代培養したときと比較して、累積細胞数が増加した(図19)。
(実施例3)
 <ヒトiPS細胞からのネフロン前駆細胞(hiPSC-NPC)の誘導>
 健常人由来hiPS細胞株である4A6株(201B7由来)を国際公開第2018/216743号に記載の方法を用いて24ウェルプレート上でヒトiPS細胞由来NPCsに分化誘導後、Accumax 100μLを添加し30分間、37℃、CO 5%のインキュベーターに静置した。30分後、10%FBS 900μLで懸濁した。懸濁した細胞をTC20で細胞数を測定し、フローサイトメトリーに必要な細胞を1.5mlチューブに移し、200gで5分間遠心した。遠心後、上清を除去して、1.0x10cellsに対して、2%FBS 100μLの比率となるように懸濁した。
<c-MET陽性細胞の純化>
 上記のように誘導したhiPSC-NPCを懸濁した2%FBS 100μLに対して、蛍光物質であるAPCが接合されたhuman-HGFR/c-MET抗体(R&D systems,FAB 3582A)10μLを添加し、氷上で30分静置した。30分後、200gで5分間遠心し、上清を除去した後、1mLのPBSで洗浄し、再び、200gで5分間遠心し、上清を除去した。この操作を2回行った。上清を除いた細胞を、DAPIを1,000倍で希釈した2%FBSに懸濁し、40μmのFilterに通した後、フロ-サイトメトリーを用いて、c-MET陽性の細胞を抽出した。
 本明細書では、c-MET陽性細胞の純化を行ったhiPSC-NPCを「c-MET(+)-hiPSC-NPC」という場合がある。
<拡大培養用培地>
 拡大培養用の試験培地として、CFY培地にDMSO、DMSOに溶解したSTAT6阻害剤(STAT6阻害剤:AS1517499(終濃度100nM))、DMSOに溶解したTBK1阻害剤(TBK1阻害剤:MRT67307(終濃度30nM))、DMSOに溶解したJAK2阻害剤(JAK2阻害剤:TG101348(最終濃度3nM))を添加した培地を用いた。
 CFY培地の組成を表3に示す。CFY培地は、表3に示すBasal mediumに、表3に示す試薬を添加して作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 <細胞増殖>
 hiPSC-NPCを、各ウェルあたり2.0x10cellsとなるように、50μLの試験培地で懸濁し、低接着96ウェルプレート(Nunc)に播種し、300gで3分間遠心して、37℃、CO2 5%のインキュベーターで静置培養した。静置培養開始6時間後には細胞塊が形成された。
 静置培養開始48時間後に、細胞を播種した際と同じ培地を100μLずつ追加投与した。培地を追加投与してから48時間後に、各ウェルから100μLの上清を除去し、新しい培地100μLを添加した。以後、同様の操作を48時間毎に行った。浮遊培養開始後7日に、各ウェルの細胞塊を1.5mlチューブに移し、上清を完全に取り除き、Accumax(Innovative Cell Technologies, Inc.)30μLを添加し、37℃、CO 5%のインキュベーターで10分静置した。10分後に、470μLの10%FBSで懸濁し、TC20(Bio-Rad)で細胞数を測定した。
<継代培養>
 試験培地で培養したヒトiPS細胞由来NPC(hiPSC-NPC)の細胞塊を1.5mlチューブに移し、上清を完全に取り除き、Accumax(Innovative Cell Technologies, Inc.)30μLを添加し、37℃、CO 5%のインキュベーターで10分静置した。10分後に、470μLの10%FBSで懸濁し、TC20(Bio-Rad)で細胞数を測定した。低接着96ウェルプレート(Nunc)に、各ウェルあたり2.0x10cellsのhiPSC-NPCを、試験培地で懸濁し播種した。細胞を播種したLow-attachment 96ウェルプレートを300gで3分間遠心して、37℃、CO 5%のインキュベーターで静置培養した。静置培養開始48時間後に、試験培地を100μLずつそれぞれのウェルに追加投与した。培地の追加投与後48時間で、上記と同様の操作を行い、細胞数の測定と継代を行った。
<腎臓オルガノイドの作製>
 試験培地で、継代培養したhiPSC-NPCの細胞塊を、Transwell(Corning)にのせ、周囲の培地を除去した。次に、あらかじめ、200ng/mLのFGF2及び5μMのCHIR99021を添加した5%KSR(Knock-out serum replacement)(Thermo Fisher Scientific)で満たした培養皿に、細胞塊がのったTranswellをセットした。48時間後に、成長因子及び低分子化合物の添加されていない5%KSRに培地交換した。以後、48時間毎に、成長因子及び低分子化合物の添加されていない5%KSRで培地交換し、分化培養開始10日目に、Transwellのまま4%PFAを用いて4℃で3時間固定した。固定後、PBSに置換し、4℃で一晩静置し、免疫染色を行った。
<OSR1及びSIX2の発現確認>
 OSR1遺伝子座にGFPコード領域を導入したOSR1-GFPレポーター遺伝子を有し、且つSIX2遺伝子にtdTomatoコード領域を連結したSIX2-tdTomatoレポーター遺伝子が導入されたhiPS細胞を樹立した。OSR1及びSIX2の発現は、前記hiPS細胞を用いて培養試験を行い、GFP及びtdTomatoの各蛍光を蛍光顕微鏡で検出することで確認した。
<腎臓オルガノイドのイメージング>
 腎臓オルガノイドの明視野画像を、KEYENCE BZ-X700又は共焦点顕微鏡(Zeiss LSM710)で撮影した。画像解析は、Image J version 1.51j8(National Institutes of Health)を用いて行った(C.A.Schneider,et al.,Nat Methods.9(2012)671-675.)。
[結果]
<STAT6阻害剤のhiPSC-NPC増殖促進効果>
 CFY培地にSTAT6阻害剤(AS1517499、終濃度100nM)を添加し、hiPSC-NPCを拡大培養し、細胞数を測定した(n=3, t-test **p<0.01)。1,2,3継代毎の細胞数を、CFY培地にDMSOのみを添加した場合と比較した。
 結果を図20に示す。図20は、各継代培養における細胞数を示す。図20に示すように、STAT6阻害剤を添加したCFY培地によって、hiPSC-NPCの増殖が促進された。 
<STAT6阻害剤添加CFY培地で継代培養したhiPSC-NPCからの腎臓オルガノイドの作製>
 CFY培地にSTAT6阻害剤(AS1517499、終濃度100nM)を添加した培地を用いてhiPSC-NPCの継代培養を行い、1継代目の細胞から腎臓オルガノイドの作製を試みた。
 結果を図21に示す((PODXL;PODOCALYXIN;糸球体、LTL;Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管、CDH1; CADHERIN1;遠位尿細管)(Scale bar; 100μm))。CFY培地に100nMのAS1517499を添加した培地において、1継代目の細胞から腎臓オルガノイドが形成された。この結果から、CFY培地にSTAT6阻害剤を添加した培地を用いて、腎臓オルガノイドの形成能を維持したまま、hiPSC-NPCを継代培養できることが確認された。
<STAT6阻害剤のc-MET(+)-hiPSC-NPC増殖促進効果>
 CFY培地にSTAT6阻害剤(AS1517499、終濃度100nM)を添加し、c-MET(+)-hiPSC-NPCを拡大培養し、細胞数を測定し、累積細胞数を算出した。1,2,3継代毎の細胞数および累積細胞数を、CFY培地にDMSOのみを添加した場合と比較した。
 結果を図22および図23に示す。図22は、各継代培養における細胞数を示す(n=3, t-test p<0.05)。図23は、各継代培養における累積細胞数を示す(n=3, t-test p<0.05, **p<0.01)。CFY培地にAS1517499を添加した培地で培養した場合、CFY培地にDMSOを添加した培地での培養と比較して、いずれの継代においても細胞増殖が促進された。この結果から、STAT6阻害剤を添加することにより、CFY培地におけるc-MET(+)-hiPSC-NPCの増殖促進効果が向上することが確認された。
<STAT6阻害剤添加CFY培地で継代培養したc-MET(+)-hiPSC-NPCからの腎臓オルガノイドの作製>
 CFY培地にSTAT6阻害剤(AS1517499、終濃度100nM)を添加した培地を用いてc-MET(+)-hiPSC-NPCの継代培養を行い、1継代目の細胞から腎臓オルガノイドの作製を試みた。
 結果を図24に示す((PODXL;PODOCALYXIN;糸球体、LTL; Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管、CDH1; CADHERIN1;遠位尿細管)(Scale bar; 100μm))。CFY培地に100nMのAS1517499を添加した培地において、1継代目の細胞から腎臓オルガノイドが形成された。この結果から、CFY培地にSTAT6阻害剤を添加した培地を用いて、腎臓オルガノイドの形成能を維持したまま、c-MET(+)-hiPSC-NPCを継代培養できることが確認された。
<TBK1阻害剤またはJAK2阻害剤のhiPSC-NPC増殖促進効果>
 CFY培地にTBK1阻害剤(MRT67307、終濃度30nM)またはJAK2阻害剤(TG101348、終濃度3nM)を添加し、hiPSC-NPCを拡大培養し、細胞数を測定した(n=3, One-way ANOVA Tukey test p<0.05,**p<0.01)。1,2継代毎の細胞数を、CFY培地にDMSOのみを添加した場合と比較した。
 結果を図25に示す。図25は、各継代培養における細胞数を示す。図25に示すように、TBK1阻害剤またはJAK2阻害剤を添加したCFY培地によって、hiPSC-NPCの増殖が促進された。
<TBK1阻害剤またはJAK2阻害剤を添加したCFY培地で継代培養したhiPSC-NPCからの腎臓オルガノイドの作製>
 CFY培地にTBK1阻害剤(MRT67307、終濃度30nM)またはJAK2阻害剤(TG101348、終濃度3nM)を添加した培地を用いてhiPSC-NPCの継代培養を行い、1継代目の細胞から腎臓オルガノイドの作製を試みた。
 結果を図26および図27に示す((PODXL;PODOCALYXIN;糸球体、LTL; Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管、CDH1; CADHERIN1;遠位尿細管)(Scale bar; 100μm))。図26は、TBK1阻害剤の結果を示す。図27は、JAK2阻害剤の結果を示す。CFY培地に終濃度30nMのMRT67307または終濃度3nMのTG101348を添加した培地において、1継代目の細胞から腎臓オルガノイドが形成された。この結果から、CFY培地にTBK1阻害剤またはJAK2阻害剤を添加した培地を用いて、腎臓オルガノイドの形成能を維持したまま、hiPSC-NPCを継代培養できることが確認された。
<TBK1阻害剤またはJAK2阻害剤のc-MET(+)-hiPSC-NPC増殖促進効果>
 CFY培地にTBK1阻害剤(MRT67307、終濃度30nM)またはJAK2阻害剤(TG101348、終濃度3nM)を添加し、c-MET(+)-hiPSC-NPCを拡大培養し、細胞数を測定し、累積細胞数を算出した。1,2,3継代毎の細胞数および累積細胞数を、CFY培地にDMSOのみを添加した場合と比較した。
 結果を図28および図29に示す。図28は、各継代培養における細胞数を示す(n=3,One-way ANOVA Tukey test,p<0.05,**p<0.01,***p<0.001)。図29は、各継代培養における累積細胞数を示す(n=3,One-way ANOVA Tukey test,p<0.05,**p<0.01,***p<0.001)。CFY培地にTBK1阻害剤またはJAK2阻害剤を添加した培地で培養した場合、CFY培地にDMSOを添加した培地での培養と比較して、いずれの継代においても細胞増殖が促進された。この結果から、TBK1阻害剤またはJAK2阻害剤を添加することにより、CFY培地におけるc-MET(+)-hiPSC-NPCの増殖促進効果が向上することが確認された。
<TBK1阻害剤添加CFY培地で継代培養したc-MET(+)-hiPSC-NPCからの腎臓オルガノイドの作製>
 CFY培地にTBK1阻害剤(MRT67307、終濃度30nM)を添加した培地を用いてc-MET(+)-hiPSC-NPCの継代培養を行い、2継代目の細胞から腎臓オルガノイドの作製を試みた。
 結果を図30に示す((PODXL;PODOCALYXIN;糸球体、LTL; Lotus Tetragonolobus Lectin; 近位尿細管、CDH1; CADHERIN1;遠位尿細管)(Scale bar; 100μm))。CFY培地に終濃度30nMのMRT67307を添加した培地において、2継代目の細胞から腎臓オルガノイドが形成された。この結果から、CFY培地にTBK1阻害剤を添加した培地を用いて、腎臓オルガノイドの形成能を維持したまま、c-MET(+)-hiPSC-NPCを継代培養できることが確認された。
 本発明によれば、効率よくネフロン前駆細胞を拡大培養することが可能なネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地、前記培地を用いたネフロン前駆細胞の拡大培養方法、及び前記拡大培養方法で得られたネフロン前駆細胞から腎臓オルガノイドを製造する方法が提供される。本発明の方法で得られたネフロン前駆細胞及び腎臓オルガノイドは、腎疾患の治療又は予防に適用することができる。

Claims (15)

  1.  ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地であって、
     TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、及びSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種
     を含む培地。
  2.  FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤、及びBMP7からなる群より選択される少なくとも1種をさらに含む、
     請求項1に記載の培地。
  3.  ネフロン前駆細胞を拡大培養するための培地であって、
     TBK1阻害剤、CSF1R阻害剤、FLT3阻害剤、DYRK1阻害剤、及びSTAT6阻害剤からなる群より選択される少なくとも1種と、
     FGF2、ヘパリン、ROCK阻害剤、GSK3β阻害剤、白血病阻害因子(LIF)、ALK阻害剤、BMP阻害剤、及びBMP7と、
     を含む培地。
  4.  前記ALK阻害剤は、A83-01である、請求項2または3に記載の培地。
  5.  前記BMP阻害剤は、LDN193189、Dorsomorphin、Noggin、及びDMH1からなる群より選択される少なくとも1種である、
     請求項2~4のいずれか1項に記載の培地。
  6.  GSK3β阻害剤、ROCK阻害剤、及びFGF9をさらに含む、
     請求項1に記載の培地。
  7.  前記ROCK阻害剤は、Y-27632である、請求項2~6のいずれか1項に記載の培地。
  8.  前記GSK3β阻害剤は、CHIR99021である、請求項2~7のいずれか1項に記載の培地。
  9.  前記TBK1阻害剤がMRT67307またはBX795である、請求項1~8のいずれか1項に記載の培地。
  10.  前記CSF1R阻害剤が、GW2580である、請求項1~9のいずれか1項に記載の培地。
  11.  前記FLT3阻害剤が、ASP2215である、請求項1~10のいずれか1項に記載の培地。
  12.  前記DYRK1阻害剤が、ID-8である、請求項1~11のいずれか1項に記載の培地。
  13.  前記STAT6阻害剤が、AS1517499である、請求項1~12のいずれか1項に記載の培地。
  14.  請求項1~13のいずれか1項に記載の培地を用いて、ネフロン前駆細胞を拡大培養する方法。
  15.  請求項14に記載のネフロン前駆細胞を拡大培養する方法により、ネフロン前駆細胞を拡大培養する工程と、
     前記拡大培養したネフロン前駆細胞を腎臓オルガノイドに分化させる工程と、
     を含む、腎臓オルガノイドの製造方法。
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