WO2023063187A1 - Production method for organoid - Google Patents

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一憲 清水
裕之 本多
一貴 山本
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Abstract

The present invention provides a technology for more easily and efficiently producing a neural-muscle organoid. This method for producing a neural-muscle organoid comprises: a step (1a) for obtaining a muscle organoid by, in a culture device provided with at least two pillars extending from the culturing bottom surface toward a culturing vessel, inducing muscle differentiation in, in a state of covering the peripheries of the pillars, an organoid-forming composition containing at least one type of cells selected from the group consisting of pluripotent stem cells and early induction cells obtained through transient expression of MyoD in pluripotent stem cells; and a step (2) for obtaining a neural-muscle organoid by culturing the muscle organoid obtained in the step (1a) in a culture medium containing a neurotrophic factor to induce neural differentiation in same.

Description

オルガノイドの製造方法Organoid production method
 本発明は、オルガノイドの製造方法等に関する。 The present invention relates to an organoid production method and the like.
 様々な神経筋疾患に於いて、運動神経細胞や骨格筋細胞の変性、あるいは、運動神経細胞と骨格筋組織の接合部である神経筋接合部(neuromuscular junction:NMJ)の異常により、生命も脅かされる進行性の運動機能障害がもたらされる。神経筋疾患の例としては、筋萎縮性側索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis:ALS)、球脊髄性筋萎縮症(Spinal and BulbarMuscular Atrophy:SBMA)、等が知られている。 In various neuromuscular diseases, life is threatened by degeneration of motor neurons and skeletal muscle cells, or by abnormalities of the neuromuscular junction (NMJ), which is the junction between motor neurons and skeletal muscle tissue. resulting in progressive motor dysfunction. Known examples of neuromuscular diseases include amyotrophic lateral sclerosis (ALS), spinal and bulbar muscular atrophy (SBMA), and the like.
 神経筋疾患の発症メカニズムの研究や治療薬のスクリーニングをin vitroで行うための評価モデルが知られている。例えば、iPS細胞から筋細胞、神経細胞、シュワン細胞等を分化誘導し、神経筋接合部を形成させる技術が知られている(特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1に記載された方法で得られるのは平面状組織であり、生体中の神経筋組織(立体状)とは異なる。 An evaluation model for in vitro research on the onset mechanism of neuromuscular diseases and screening of therapeutic agents is known. For example, a technique is known in which iPS cells are induced to differentiate into muscle cells, nerve cells, Schwann cells, and the like to form neuromuscular junctions (see Patent Document 1). However, what is obtained by the method described in Patent Document 1 is planar tissue, which is different from neuromuscular tissue (three-dimensional) in a living body.
 特許文献2では、筋細胞と神経細胞とを別々の区画で培養し、両者の区画を連結する孔を介して神経組織を立体状の筋組織に連結させる技術が記載されている。しかし、この技術は、2種の細胞を準備し、別々に培養する必要がある。 Patent Document 2 describes a technique in which muscle cells and nerve cells are cultured in separate compartments, and the nerve tissue is connected to the three-dimensional muscle tissue through holes that connect the two compartments. However, this technique requires two types of cells to be prepared and cultured separately.
国際公開第2019/078263号WO2019/078263 国際公開第2020/171052号WO 2020/171052
 本発明は、神経-筋オルガノイドをより簡便且つ効率的に製造する技術を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique for producing neuromuscular organoids more simply and efficiently.
 本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意研究を進めた結果、(1a)培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイス中で、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、及び多能性幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有するオルガノイド形成用組成物を、前記ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させ、筋オルガノイドを得る工程、並びに(2)工程(1a)で得られた筋オルガノイドを、神経栄養因子を含む培地で培養して神経分化誘導させ、神経-筋オルガノイドを得る工程を含む、神経-筋オルガノイドの製造方法、であれば、上記課題を解決できることを見出した。本発明者はこの知見に基づいてさらに研究を進めた結果、本発明を完成させた。即ち、本発明は、下記の態様を包含する。 As a result of extensive research in view of the above problems, the present inventors have found that (1a) MyoD is transiently applied to pluripotent stem cells in a culture device having at least two pillars extending from the culture bottom to the culture tank side. and an organoid-forming composition containing at least one type of cell selected from the group consisting of pluripotent stem cells and early-induced cells expressed in the pillars to induce muscle differentiation while covering the periphery of the pillars, and (2) culturing the muscle organoids obtained in step (1a) in a medium containing neurotrophic factors to induce neuronal differentiation to obtain neuro-muscle organoids. We have found that the above problems can be solved by a method for producing organoids. Based on this finding, the inventors have further studied and completed the present invention. That is, the present invention includes the following aspects.
 項1. (1a)培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイス中で、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、及び多能性幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有するオルガノイド形成用組成物を、前記ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させ、筋オルガノイドを得る工程、並びに
(2)工程(1a)で得られた筋オルガノイドを、神経栄養因子を含む培地で培養して神経分化誘導させ、神経-筋オルガノイドを得る工程を含む、
神経-筋オルガノイドの製造方法。
Section 1. (1a) A group consisting of pluripotent stem cells and initial induced cells obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells in a culture device having at least two pillars extending from the bottom of the culture to the culture tank side. The organoid-forming composition containing at least one cell selected from the above is covered with the pillar to induce muscle differentiation to obtain a muscle organoid, and (2) obtained in step (1a) culturing the obtained muscle organoids in a medium containing neurotrophic factors to induce neuronal differentiation to obtain neuro-muscle organoids;
Methods for producing neuro-muscular organoids.
 項2. 前記筋分化誘導が、前記細胞にMyoDを一過的に発現させること、及び/又は前記オルガノイド形成用組成物を低血清培地若しくは無血清培地で培養することを含む、項1に記載の製造方法。 Section 2. Item 1, wherein the induction of muscle differentiation includes transiently expressing MyoD in the cells and/or culturing the organoid-forming composition in a low serum medium or serum-free medium. .
 項3. 前記筋分化誘導が、薬剤を用いた発現誘導により、前記細胞にMyoDを一過的に発現させることを含み、項1又は2に記載の製造方法。 Section 3. The production method according to item 1 or 2, wherein the muscle differentiation induction includes transient expression of MyoD in the cells by expression induction using a drug.
 項4. 前記薬剤がドキシサイクリンである、項3に記載の製造方法。 Section 4. Item 3, wherein the drug is doxycycline.
 項5. 前記ドキシサイクリンの培地中濃度が0.05μg/ml以上である、項4に記載の製造方法。 Item 5. Item 4, wherein the concentration of doxycycline in the medium is 0.05 μg/ml or more.
 項6. 工程(1a)の筋分化誘導開始時において、前記オルガノイド形成用組成物における細胞濃度が5×106cells/ml以上である、項1~5のいずれかに記載の製造方法。 Item 6. Item 6. The production method according to any one of Items 1 to 5, wherein the cell concentration in the organoid-forming composition is 5×10 6 cells/ml or more at the start of muscle differentiation induction in step (1a).
 項7. 前記筋分化誘導の培養期間の一部又は全部において、ロック阻害剤含有培地で培養する、項1~6のいずれかに記載の製造方法。 Item 7. The production method according to any one of Items 1 to 6, wherein the culture is performed in a medium containing a lock inhibitor during part or all of the muscle differentiation induction culture period.
 項8. 工程(1a)における培地量が、工程(1a)の筋分化誘導開始時における前記細胞1×104あたり5~50μlである、項1~7のいずれかに記載の製造方法。 Item 8. Item 8. The production method according to any one of items 1 to 7, wherein the amount of medium in step (1a) is 5 to 50 μl per 1×10 4 cells at the start of muscle differentiation induction in step (1a).
 項9. 前記オルガノイド形成用組成物が細胞足場材料を含有する、項1~8のいずれかに記載の製造方法。 Item 9. Items 1 to 8, wherein the organoid-forming composition contains a cell scaffolding material.
 項10. 前記細胞足場材料がフィブリン、マトリゲル、及びコラーゲンからなる群より選択される少なくとも1種を含む、項1~8のいずれかに記載の製造方法。 Item 10. Items 1 to 8, wherein the cell scaffolding material contains at least one selected from the group consisting of fibrin, matrigel, and collagen.
 項11. 前記神経栄養因子がGlial cell line-derived Neurotrophic Factor(GDNF)、及びBrain-derived Neurotrophic Factor(BDNF)からなる群より選択される少なくとも1種を含む、項1~10のいずれかに記載の製造方法。 Item 11. Item 11. The production method according to any one of Items 1 to 10, wherein the neurotrophic factor includes at least one selected from the group consisting of glial cell line-derived Neurotrophic Factor (GDNF) and brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF). .
 項12. さらに、(3)前記オルガノイド形成用組成物及び/又はその分化誘導物を遠心操作により前記ピラー上部に移動させる工程を含む、項1~11のいずれかに記載の製造方法。 Item 12. Item 12. The production method according to any one of Items 1 to 11, further comprising (3) moving the organoid-forming composition and/or its differentiation inducer to the upper part of the pillar by centrifugation.
 項13. (1b)培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイス中で、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、多能性幹細胞、及び筋芽細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有するオルガノイド形成用組成物を、前記ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させる工程を含み、
さらに、(3)前記オルガノイド形成用組成物及び/又はその分化誘導物を遠心操作により前記ピラー上部に移動させる工程を含む、
オルガノイドの製造方法。
Item 13. (1b) Initial induced cells, pluripotent stem cells, and myoblasts obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells in a culture device having at least two pillars extending from the bottom of the culture to the culture tank side a step of inducing muscle differentiation with an organoid-forming composition containing at least one cell selected from the group consisting of cells covering the pillars,
Furthermore, (3) moving the organoid-forming composition and/or its differentiation inducer to the top of the pillar by centrifugation,
Methods of producing organoids.
 項14. (1b)培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイス中で、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、多能性幹細胞、及び筋芽細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有するオルガノイド形成用組成物を、前記ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させる工程を含み、
前記細胞が多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、及び多能性幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種であり、且つ
前記筋分化誘導の培養期間の一部又は全部において、ロック阻害剤含有培地で培養する、オルガノイドの製造方法。
Item 14. (1b) Initial induced cells, pluripotent stem cells, and myoblasts obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells in a culture device having at least two pillars extending from the bottom of the culture to the culture tank side a step of inducing muscle differentiation with an organoid-forming composition containing at least one cell selected from the group consisting of cells covering the pillars,
The cells are at least one type selected from the group consisting of initial induction cells obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells, and pluripotent stem cells, and one of the culture periods for the muscle differentiation induction. A method for producing organoids, in part or in whole, culturing in a medium containing a lock inhibitor.
 項15. 工程(1b)における培地量が、工程(1b)の筋分化誘導開始時における前記細胞1×104あたり5~50μlである、項14に記載の製造方法。 Item 15. Item 15. The production method according to item 14, wherein the amount of medium in step (1b) is 5 to 50 μl per 1×10 4 cells at the start of muscle differentiation induction in step (1b).
 項16. 項1~15のいずれかに記載の製造方法により得られる、オルガノイド。 Item 16. An organoid obtained by the production method according to any one of Items 1 to 15.
 項17. 培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイスを含み、且つ前記培養デバイスは培養槽が1つである、神経-筋オルガノイド製造用キット。 Item 17. A kit for producing nerve-muscle organoids, comprising a culture device with at least two pillars extending from the bottom of the culture to the side of the culture tank, and wherein the culture device has one culture tank.
 項18. 培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイスと前記ピラーの周囲に形成された神経―筋オルガノイドを含む、神経―筋オルガノイド筋収縮試験キット。 Item 18. A nerve-muscle organoid muscle contraction test kit comprising a culture device having at least two pillars extending from the culture bottom toward the culture tank and nerve-muscle organoids formed around the pillars.
 項19. (Aa)項1~15のいずれかに記載の製造方法の一部又は全部の工程を被験物質の存在下で行い、オルガノイドを得る工程、或いは
(Ab)項16に記載の神経-筋オルガノイドと被験物質とを接触させる工程、
並びに
(B)オルガノイドの機能及び/又は状態を評価する工程、
を含む、神経筋疾患の治療薬のスクリーニング方法。
Item 19. (Aa) performing some or all of the steps of the production method according to any one of items 1 to 15 in the presence of a test substance to obtain an organoid, or (Ab) the nerve-muscle organoid according to item 16; contacting with a test substance;
and (B) assessing the function and/or condition of the organoids;
A method of screening for therapeutic agents for neuromuscular diseases, comprising:
 本発明によれば、神経-筋オルガノイドをより簡便且つ効率的に製造する技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique for producing neuromuscular organoids more simply and efficiently.
本発明の培養デバイスの一例の立体図を示す。1 shows a three-dimensional view of an example of a culture device of the present invention; FIG. 本発明の培養デバイスの一例の平面図を示す。1 shows a plan view of an example of a culture device of the present invention; FIG. 本発明の培養デバイスの一例の断面図を示す。本図は、図2のA-A線に沿った断面図である。1 shows a cross-sectional view of an example of a culture device of the present invention; FIG. This figure is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 本発明の培養デバイスの一例の立体図を示す。1 shows a three-dimensional view of an example of a culture device of the present invention; FIG. 実施例で得られた本発明のデバイスのサイズを示す。数値の単位は全てmmである。Figure 2 shows the size of the device of the invention obtained in the example. All numerical values are in mm. 培養デバイス設置型マイクロウェルプレートのウェルの模式図を示す。FIG. 4 shows a schematic diagram of a well of a culture device-mounted microwell plate. 試験例1の神経-筋オルガノイド製造工程の概要を示す。An outline of the nerve-muscle organoid production process of Test Example 1 is shown. 試験例1で得られた神経筋オルガノイドの模式図を示す。ピラー上部のリボン形状の組織が神経筋オルガノイドである。1 shows a schematic diagram of a neuromuscular organoid obtained in Test Example 1. FIG. The ribbon-shaped tissue above the pillars is the neuromuscular organoid. 試験例2-1の測定結果を示す。縦軸はピラー上部の変位量を示し、横軸は経過時間を示す。2 shows the measurement results of Test Example 2-1. The vertical axis indicates the amount of displacement of the upper part of the pillar, and the horizontal axis indicates the elapsed time. 試験例2-2の測定結果を示す。縦軸は、MNX1遺伝子発現量の相対値を示す。横軸は、組織化(図7:D0)からの経過日数を示す。2 shows the measurement results of Test Example 2-2. The vertical axis indicates the relative value of the MNX1 gene expression level. The horizontal axis indicates the number of days elapsed since the organization (FIG. 7: D0). 試験例2-3で得られた免疫染色画像を示す。FIG. 2 shows an immunostained image obtained in Test Example 2-3. FIG. 試験例2-4の測定結果を示す。縦軸はピラー上部の変位量を示し、横軸は薬剤添加からの経過時間を示す。クラーレは臭化ベクロニウムを示し、TTXはテトロドトキシンを示す。4 shows the measurement results of Test Example 2-4. The vertical axis indicates the amount of displacement of the upper part of the pillar, and the horizontal axis indicates the elapsed time from the addition of the chemical. Curare indicates vecuronium bromide and TTX indicates tetrodotoxin. 試験例3の測定結果を示す。縦軸は組織の収縮力を示し、横軸は筋誘導培地に添加するDoxycyclineの濃度を示す。The measurement results of Test Example 3 are shown. The vertical axis indicates the contractile force of the tissue, and the horizontal axis indicates the concentration of Doxycycline added to the muscle induction medium. 試験例4の測定結果を示す。縦軸は組織の収縮力を示し、横軸はROCK inhibitorの有無(有り:Y+、無し:Y-)を示す。The measurement results of Test Example 4 are shown. The vertical axis indicates the contractile force of the tissue, and the horizontal axis indicates the presence or absence of the ROCK inhibitor (yes: Y+, no: Y-). 試験例5の測定結果を示す。縦軸は組織の収縮力を示し、横軸は筋分化誘導開始時におけるフィブリンゲル中の細胞濃度を示す。4 shows the measurement results of Test Example 5. FIG. The vertical axis indicates the contractile force of the tissue, and the horizontal axis indicates the cell concentration in the fibrin gel at the start of muscle differentiation induction. 試験例5の測定結果を示す。縦軸は組織の収縮力を示し、横軸は、組織化(図7:D0)からの経過日数を示す。凡例において、「96MNM」は96ウェルプレート(培地量200 μl)での培養結果を示し、「48MNM-S」は48ウェルプレート(培地量700 μl)での培養結果を示す。4 shows the measurement results of Test Example 5. FIG. The vertical axis indicates the contractile force of the tissue, and the horizontal axis indicates the number of days elapsed since the organization (FIG. 7: D0). In the legend, "96MNM" indicates the results of culture in a 96-well plate (200 µl of medium), and "48MNM-S" indicates the results of culture in a 48-well plate (700 µl of medium). 試験例6の測定結果を示す。縦軸は組織の収縮力を示し、横軸は、組織化(図7:D0)からの経過日数を示す。凡例において、「96MNM」は96ウェルプレート(培地量200 μl)での神経栄養因子を含む培地で培養した培養結果を示し、「96HS」は筋分化培地(2%馬血清、1% ITS supplement I3146、及び100 unitsペニシリンを含むDMEM)の培養結果を示す。The measurement results of Test Example 6 are shown. The vertical axis indicates the contractile force of the tissue, and the horizontal axis indicates the number of days elapsed since the organization (FIG. 7: D0). In the legend, "96MNM" indicates the results of culturing in a medium containing neurotrophic factors in a 96-well plate (200 µl of medium), and "96HS" indicates a muscle differentiation medium (2% horse serum, 1% ITS supplement I3146 , and DMEM containing 100 units penicillin). 試験例7の収縮力の測定結果を示す。2 shows the measurement results of contractile force in Test Example 7. FIG. 試験例7で測定された収縮力の変動係数を示す。横軸は、筋分化培地へ交換後からの経過日数を示す。2 shows the coefficient of variation of contractile force measured in Test Example 7. FIG. The horizontal axis indicates the number of days elapsed after the medium was replaced with the muscle differentiation medium.
 本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。 In this specification, the expressions "contain" and "include" include the concepts of "contain", "include", "consist essentially of" and "consist only of".
 1.オルガノイドの製造方法
 本発明は、その一態様において、
(1a)培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイス中で、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、及び多能性幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有するオルガノイド形成用組成物を、前記ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させ、筋オルガノイドを得る工程、並びに
(2)工程(1a)で得られた筋オルガノイドを、神経栄養因子を含む培地で培養して神経分化誘導させ、神経-筋オルガノイドを得る工程を含む、
神経-筋オルガノイドの製造方法
、に関する。
1. In one aspect of the method for producing organoids of the present invention,
(1a) A group consisting of pluripotent stem cells and initial induced cells obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells in a culture device having at least two pillars extending from the bottom of the culture to the culture tank side. The organoid-forming composition containing at least one cell selected from the above is covered with the pillar to induce muscle differentiation to obtain a muscle organoid, and (2) obtained in step (1a) culturing the obtained muscle organoids in a medium containing neurotrophic factors to induce neuronal differentiation to obtain neuro-muscle organoids;
and methods for producing neuro-muscular organoids.
 また、本発明は、その一態様において、
(1b)培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイス中で、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、多能性幹細胞、及び筋芽細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有するオルガノイド形成用組成物を、前記ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させる工程を含む、
オルガノイドの製造方法
、に関する。
Further, in one aspect of the present invention,
(1b) Initial induced cells, pluripotent stem cells, and myoblasts obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells in a culture device having at least two pillars extending from the bottom of the culture to the culture tank side A step of inducing muscle differentiation with an organoid-forming composition containing at least one cell selected from the group consisting of cells covering the pillars,
and a method for producing organoids.
 以下に、これらについて説明する。工程(1a)と工程(1b)をまとめて、「工程(1)」と示すこともある。上記製造方法をまとめて、「本発明の製造方法」と示すこともある。 These will be explained below. Process (1a) and process (1b) are collectively referred to as "process (1)" in some cases. The above manufacturing methods may be collectively referred to as "the manufacturing method of the present invention".
 培養デバイスについて、図1~4を参照しながら説明する。培養デバイスは、培養底面11、及び少なくとも2本のピラーを備える。代表的には、培養デバイス1は、ピラー12a、ピラー12bの2本のピラーを備える。 The culture device will be explained with reference to Figures 1 to 4. The culture device comprises a culture bottom 11 and at least two pillars. Typically, culture device 1 includes two pillars, pillar 12a and pillar 12b.
 ピラー12a、12bは、培養底面11から培養槽14側に伸びている。ピラー12a、12bは培養底面11に対して略垂直であることが好ましい。例えば、ピラー12a、12bと培養底面11とが形成する最も小さな鋭角の角度は、例えば75~90°、好ましくは80~90°、より好ましくは85~90°である。 The pillars 12a and 12b extend from the culture bottom surface 11 toward the culture tank 14 side. The pillars 12a, 12b are preferably substantially perpendicular to the bottom surface 11 of culture. For example, the smallest acute angle formed by the pillars 12a, 12b and the culture bottom surface 11 is, for example, 75-90°, preferably 80-90°, more preferably 85-90°.
 ピラー12a、12bの形状は特に制限されず、例えば円柱状、角柱状、円錐状、角錐状等、それらが組み合わさった形状であることができる。 The shape of the pillars 12a and 12b is not particularly limited, and may be, for example, a cylindrical shape, a prismatic shape, a conical shape, a pyramidal shape, or a combination thereof.
 ピラー12a、12bの断面の最大径は、特に制限されないが、例えば0.1~2mm、好ましくは0.2~1mm、より好ましくは0.3~0.7mmである。 The maximum cross-sectional diameter of the pillars 12a and 12b is not particularly limited, but is, for example, 0.1-2 mm, preferably 0.2-1 mm, and more preferably 0.3-0.7 mm.
 ピラー12a、12bの高さは、特に制限されないが、例えば0.5~15mm、好ましくは1~10mm、より好ましくは2~6mmである。 Although the height of the pillars 12a and 12b is not particularly limited, it is, for example, 0.5-15 mm, preferably 1-10 mm, and more preferably 2-6 mm.
 ピラー12aの支点16aとピラー12bの支点16bとの距離は、ピラー間で筋オルガノイドを形成できれば特に制限されず、例えば0.5~5mm、好ましくは1~4mm、より好ましくは2~3mmである。 The distance between the fulcrum 16a of the pillar 12a and the fulcrum 16b of the pillar 12b is not particularly limited as long as a muscle organoid can be formed between the pillars, and is, for example, 0.5-5 mm, preferably 1-4 mm, more preferably 2-3 mm.
 ピラー12a、12bは、上端に、障壁構造体13a、13bを備えることが好ましい。障壁構造体13a、13bにより、オルガノイドがピラー12a、12bの上端から抜けてしまうことをより確実に防ぐことができる。 The pillars 12a, 12b are preferably provided with barrier structures 13a, 13b at their upper ends. The barrier structures 13a, 13b can more reliably prevent the organoids from slipping out of the upper ends of the pillars 12a, 12b.
 ピラー12a、12bは、障壁構造体13a、13bを備えない場合は、図4に示されるように上方で連結してピラー連結体12を形成することが好ましい。 The pillars 12a, 12b, if not provided with barrier structures 13a, 13b, are preferably joined at the top to form a pillar link 12 as shown in FIG.
 障壁構造体13a、13bの形状は特に制限されない。障壁構造体13a、13bは、例えば板状であることができる。障壁構造体13a、13bは、ピラー12a、12bの断面の最大径よりも長い辺又は径を有することが好ましい。 The shape of the barrier structures 13a and 13b is not particularly limited. The barrier structures 13a, 13b can be plate-shaped, for example. The barrier structures 13a, 13b preferably have a side or diameter that is longer than the maximum cross-sectional diameter of the pillars 12a, 12b.
 培養デバイス1は、壁15を備えることが好ましい。壁15により、培養底面11の形状及び面積を調整することができる。培養底面11の形状は、特に制限されないが、好ましい一態様においては、ダンベル形状であることができる。培養底面11の面積は、特に制限されないが、例えば1~30mm2、好ましくは2~20mm2、より好ましくは3~10mm2である。 Culture device 1 preferably comprises a wall 15 . The wall 15 allows the shape and area of the culture bottom surface 11 to be adjusted. The shape of the culture bottom surface 11 is not particularly limited, but in a preferred embodiment, it can be dumbbell-shaped. The area of the culture bottom surface 11 is not particularly limited, but is, for example, 1-30 mm 2 , preferably 2-20 mm 2 , more preferably 3-10 mm 2 .
 培養デバイス1は、培養槽として培養槽14のみを備えるものであってもよいし、培養槽14以外の培養槽を含むものであってもよい。本発明によれば、1つのみの培養槽中で、神経-筋オルガノイドを形成できることから、培養デバイス1は培養槽が1つのみであることが好ましい。 The culture device 1 may include only the culture tank 14 as a culture tank, or may include culture tanks other than the culture tank 14. According to the present invention, the culture device 1 preferably has only one fermenter, as neuro-muscular organoids can be formed in only one fermenter.
 培養デバイスの形成方法は、特に制限はない。例えば、切削加工で形成、3Dプリンタで形成等が挙げられる。また、フォトリソグラフィ技術を用いて先ず鋳型を作製し、次いで、転写してもよい。なお、鋳型を転写して作製する場合は、必要に応じて複数の鋳型を用いてもよい。 There are no particular restrictions on the method of forming the culture device. For example, it may be formed by cutting, formed by a 3D printer, or the like. Alternatively, a template may be produced first using a photolithographic technique and then transferred. In addition, when manufacturing by transferring a template, a plurality of templates may be used as necessary.
 培養デバイスの材料としては切削または鋳型を転写できるものであれば特に制限はない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂、AS(アクリロニトリルスチレン)樹脂、テフロン(登録商標)等のフッ素樹脂、アクリル樹脂(PMMA)等の熱可塑性樹脂;フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、シリコンゴム等の熱硬化性樹脂が挙げられる。なお、第1ユニット2に形成した骨格筋組織を染色して観察する場合は、光透過性がある樹脂が望ましい。その場合の樹脂としては、例えば、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、硬質ポリエチレン製等のプラスチック、シリコン等が挙げられる。また、樹脂に代え、金属を用いてもよい。 There are no particular restrictions on the material of the culture device as long as it can be cut or the template can be transferred. For example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, polytetrafluoroethylene, ABS (acrylonitrile butadiene styrene) resin, AS (acrylonitrile styrene) resin, fluorine resin such as Teflon (registered trademark), Thermoplastic resins such as acrylic resins (PMMA); Thermosetting resins such as phenolic resins, epoxy resins, melamine resins, urea resins, unsaturated polyester resins, alkyd resins, polyurethanes, thermosetting polyimides, and silicone rubbers. In addition, when the skeletal muscle tissue formed in the first unit 2 is to be stained and observed, a resin having optical transparency is desirable. Examples of the resin in that case include cycloolefin polymer (COP), polydimethylsiloxane (PDMS), polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), plastics such as rigid polyethylene, and silicon. Also, metal may be used instead of resin.
 培養デバイスは、通常、培養皿、又はマイクロウェルプレートのウェルの底面(好ましくはウェルの底面)に、図6に示されるように設置して使用する。 The culture device is usually used by installing it on the culture dish or the bottom surface of the well of the microwell plate (preferably the bottom surface of the well) as shown in FIG.
 多能性幹細胞とは、生体に存在する多くの細胞に分化可能である多能性を有し、かつ、増殖能をも併せもつ幹細胞であり、本発明で使用される中間中胚葉細胞に誘導される任意の細胞が包含される。多能性幹細胞には、特に限定されないが、例えば、胚性幹(ES)細胞、核移植により得られるクローン胚由来の胚性幹(ntES)細胞、精子幹細胞(「GS細胞」)、胚性生殖細胞(「EG細胞」)、人工多能性幹(iPS)細胞、培養線維芽細胞や骨髄幹細胞由来の多能性細胞(Muse細胞)などが含まれる。好ましい多能性幹細胞は、製造工程において胚、卵子等の破壊をしないで入手可能であるという観点から、iPS細胞であり、より好ましくはヒトiPS細胞である。 Pluripotent stem cells are stem cells that have pluripotency capable of differentiating into many cells existing in the body and also have proliferative ability, and are induced to intermediate mesoderm cells used in the present invention. Any cell that is Examples of pluripotent stem cells include, but are not limited to, embryonic stem (ES) cells, cloned embryo-derived embryonic stem (ntES) cells obtained by nuclear transfer, spermatogonial stem cells (“GS cells”), embryonic These include germ cells (“EG cells”), induced pluripotent stem (iPS) cells, cultured fibroblasts and pluripotent cells derived from bone marrow stem cells (Muse cells). Preferred pluripotent stem cells are iPS cells, more preferably human iPS cells, from the viewpoint that they can be obtained without destroying embryos, ova, etc. in the manufacturing process.
 iPS細胞の製造方法は当該分野で公知であり、任意の体細胞へ初期化因子を導入することによって製造され得る。ここで、初期化因子とは、例えば、Oct3/4、Sox2、Sox1、Sox3、Sox15、Sox17、Klf4、Klf2、c-Myc、N-Myc、L-Myc、Nanog、Lin28、Fbx15、ERas、ECAT15-2、Tcl1、beta-catenin、Lin28b、Sall1、Sall4、Esrrb、Nr5a2、Tbx3またはGlis1等の遺伝子または遺伝子産物が例示され、これらの初期化因子は、単独で用いても良く、組み合わせて用いても良い。初期化因子の組み合わせとしては、WO2007/069666、WO2008/118820、WO2009/007852、WO2009/032194、WO2009/058413、WO2009/057831、WO2009/075119、WO2009/079007、WO2009/091659、WO2009/101084、WO2009/101407、WO2009/102983、WO2009/114949、WO2009/117439、WO2009/126250、WO2009/126251、WO2009/126655、WO2009/157593、WO2010/009015、WO2010/033906、WO2010/033920、WO2010/042800、WO2010/050626、WO2010/056831、WO2010/068955、WO2010/098419、WO2010/102267、WO2010/111409、WO2010/111422、WO2010/115050、WO2010/124290、WO2010/147395、WO2010/147612、Huangfu D,et al.(2008),Nat.Biotechnol.,26:795-797、Shi Y,et al.(2008),Cell Stem Cell,2:525-528、Eminli S,et al.(2008),Stem Cells.26:2467-2474、Huangfu D,et al.(2008),Nat.Biotechnol.26:1269-1275、Shi Y,et al.(2008),Cell Stem Cell,3,568-574、Zhao Y,et al.(2008),Cell Stem Cell,3:475-479、Marson A,(2008),Cell Stem Cell,3,132-135、Feng B,et al.(2009),Nat.Cell Biol.11:197-203、R.L.Judson et al.,(2009),Nat.Biotechnol.,27:459-461、Lyssiotis CA,et al.(2009),Proc Natl Acad Sci U S A.106:8912-8917、Kim JB,et al.(2009),Nature.461:649-643、Ichida JK,et al.(2009),Cell Stem Cell.5:491-503、Heng JC,et al.(2010),Cell Stem Cell.6:167-74、Han J,et al.(2010),Nature.463:1096-100、Mali P,et al.(2010),Stem Cells.28:713-720、Maekawa M,et al.(2011),Nature.474:225-9.に記載の組み合わせが例示される。 A method for producing iPS cells is known in the art, and can be produced by introducing a reprogramming factor into any somatic cell. Here, the reprogramming factors are, for example, Oct3/4, Sox2, Sox1, Sox3, Sox15, Sox17, Klf4, Klf2, c-Myc, N-Myc, L-Myc, Nanog, Lin28, Fbx15, ERas, ECAT15 -2, Tcl1, beta-catenin, Lin28b, Sall1, Sall4, Esrrb, Nr5a2, Tbx3 or Glis1 genes or gene products are exemplified, these reprogramming factors may be used alone or in combination Also good. Combinations of initialization factors include WO2007/069666, WO2008/118820, WO2009/007852, WO2009/032194, WO2009/058413, WO2009/057831, WO2009/075119, WO2009/079007, WO2009/091659, WO2009/091659, and WO2009/091659. 101407、WO2009/102983、WO2009/114949、WO2009/117439、WO2009/126250、WO2009/126251、WO2009/126655、WO2009/157593、WO2010/009015、WO2010/033906、WO2010/033920、WO2010/042800、WO2010/050626、 WO2010/056831, WO2010/068955, WO2010/098419, WO2010/102267, WO2010/111409, WO2010/111422, WO2010/115050, WO2010/124290, WO2010/147395, WO2010/147, et al. (2008), Nat. Biotechnol. , 26:795-797, Shi Y, et al. (2008), Cell Stem Cell, 2:525-528, Eminli S, et al. (2008), Stem Cells. 26:2467-2474, Huangfu D, et al. (2008), Nat. Biotechnol. 26: 1269-1275, Shi Y, et al. (2008), Cell Stem Cell, 3, 568-574, Zhao Y, et al. (2008), Cell Stem Cell, 3: 475-479, Marson A, (2008), Cell Stem Cell, 3, 132-135, Feng B, et al. (2009), Nat. Cell Biol. 11:197-203, R. L. Judson et al. , (2009), Nat. Biotechnol. , 27:459-461, Lyssiotis CA, et al. (2009), Proc Natl Acad Sci USA. 106:8912-8917, Kim JB, et al. (2009), Nature. 461: 649-643, Ichida JK, et al. (2009), Cell Stem Cell. 5:491-503, HengJC, et al. (2010), Cell Stem Cell. 6:167-74, HanJ, et al. (2010), Nature. 463:1096-100, Mali P, et al. (2010), Stem Cells. 28:713-720, Maekawa M, et al. (2011), Nature. 474:225-9. The combination described in is exemplified.
 体細胞には、非限定的に、胎児(仔)の体細胞、新生児(仔)の体細胞、および成熟した健全なもしくは疾患性の体細胞のいずれも包含されるし、また、初代培養細胞、継代細胞、および株化細胞のいずれも包含される。具体的には、体細胞は、例えば(1)神経幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、歯髄幹細胞等の組織幹細胞(体性幹細胞)、(2)組織前駆細胞、(3)血液細胞(末梢血細胞、臍帯血細胞等)、リンパ球、上皮細胞、内皮細胞、筋肉細胞、線維芽細胞(皮膚細胞等)、毛細胞、肝細胞、胃粘膜細胞、腸細胞、脾細胞、膵細胞(膵外分泌細胞等)、脳細胞、肺細胞、腎細胞および脂肪細胞等の分化した細胞などが例示される。 Somatic cells include, but are not limited to, fetal (pup) somatic cells, neonatal (pup) somatic cells, and mature healthy or diseased somatic cells, as well as primary cultured cells. , passaged cells, and cell lines are all included. Specifically, somatic cells include, for example, (1) tissue stem cells (somatic stem cells) such as neural stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, and dental pulp stem cells, (2) tissue progenitor cells, and (3) blood cells (peripheral stem cells). blood cells, umbilical cord blood cells, etc.), lymphocytes, epithelial cells, endothelial cells, muscle cells, fibroblasts (skin cells, etc.), hair cells, hepatocytes, gastric mucosa cells, enterocytes, splenocytes, pancreatic cells (pancreatic exocrine cells) etc.), differentiated cells such as brain cells, lung cells, kidney cells and adipocytes.
 初期誘導細胞は、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させて得られる、筋分化初期段階の細胞であり、この限りにおいて特に制限されない。初期誘導細胞は、筋芽細胞へと分化する前の分化段階の細胞である。 Early-stage induced cells are cells at the early stage of muscle differentiation obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells, and are not particularly limited in this respect. Early induced cells are cells at a stage of differentiation prior to differentiation into myoblasts.
 本発明で用いられるMyoDとしては、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるヒトmyogenic differentiation 1(MYOD1)および他の哺乳動物におけるそのオルソログ、並びにそれらの転写変異体、スプライシング変異体などが挙げられる。あるいは、上記いずれかのタンパク質と90%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上のアミノ酸同一性を有し、且つ該タンパク質と同等の機能(例、筋特異的プロモーターの転写活性化など)を有するタンパク質であってもよい。 MyoD used in the present invention includes human myogenic differentiation 1 (MYOD1) consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, its orthologs in other mammals, and transcriptional and splicing variants thereof. . Alternatively, it has 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 97% or more amino acid identity with any of the above proteins, and has a function equivalent to the protein (e.g., activation of transcription of a muscle-specific promoter) etc.).
 MyoDをコードする核酸としては、配列番号1の塩基番号213~1175で表されるヌクレオチド配列からなるヒトmyogenic differentiation 1(MYOD1)cDNAおよび他の哺乳動物におけるそのオルソログ、並びにそれらの転写変異体、スプライシング変異体などが挙げられる。あるいは、上記いずれかの核酸と90%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上のヌクレオチド同一性を有し、且つ該核酸にコードされるタンパク質と同等の機能(例、筋特異的プロモーターの転写活性化など)を有するタンパク質をコードする核酸であってもよい。あるいは、上記いずれかの核酸の相補鎖とストリンジェントな条件でハイブリダイズすることができる程度の相補関係を有するセンス鎖を有するものであってもよい。なお、ここでストリンジェントな条件は、Berger and Kimmel(1987, Guide to Molecular Cloning Techniques Methods in Enzymology, Vol. 152, Academic Press, San Diego CA)に教示されるように、複合体或いはプローブを結合する核酸の融解温度(Tm)に基づいて決定することができる。例えばハイブリダイズ後の洗浄条件として、「0. 1×SSC、0.1%SDS、60℃」の条件を挙げることができ、かかる条件で洗浄してもハイブリダイズ状態を維持するものであることが好ましい。  Nucleic acids encoding MyoD include human myogenic differentiation 1 (MYOD1) cDNA consisting of the nucleotide sequence represented by nucleotide numbers 213 to 1175 in SEQ ID NO: 1, its orthologues in other mammals, transcriptional variants thereof, splicing Examples include mutants. Alternatively, it has 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 97% or more nucleotide identity with any of the above nucleic acids, and has a function equivalent to the protein encoded by the nucleic acid (e.g., muscle-specific It may be a nucleic acid encoding a protein having a transcriptional activation of a promoter, etc.). Alternatively, it may have a sense strand having such a degree of complementarity that it can hybridize with the complementary strand of any of the above nucleic acids under stringent conditions. Here, stringent conditions are binding complexes or probes as taught by Berger and Kimmel (1987, Guide to Molecular Cloning Techniques Methods in Enzymology, Vol. 152, Academic Press, San Diego CA). It can be determined based on the melting temperature (Tm) of the nucleic acid. For example, washing conditions after hybridization include conditions of "0.1×SSC, 0.1% SDS, 60° C.", and it is preferable that the hybridized state is maintained even after washing under such conditions. . 
 MyoDをコードする核酸は、DNAであってもRNAであってもよく、あるいはDNA/RNAキメラであってもよい。また、該核酸は、一本鎖であっても、二本鎖DNA、二本鎖RNAもしくはDNA: RNAハイブリッドであってもよい。好ましくは二本鎖DNAもしくは一本鎖RNAである。当該RNAは、分解を抑制するため、5-メチルシチジンおよびシュードウリジン(pseudouridine)(TriLink Biotechnologies)を取り込ませたRNAを用いても良く、フォスファターゼ処理による修飾RNAであってもよい。  The nucleic acid encoding MyoD may be DNA, RNA, or a DNA/RNA chimera. Also, the nucleic acid may be single-stranded, double-stranded DNA, double-stranded RNA, or a DNA:RNA hybrid. Double-stranded DNA or single-stranded RNA is preferred. The RNA may be RNA incorporated with 5-methylcytidine and pseudouridine (TriLink Biotechnologies) to suppress degradation, or modified RNA by phosphatase treatment. 
 MyoDを多能性幹細胞において一過的に発現させる方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法を用いることができる。尚、ここで「発現」とは、MyoDをコードする核酸である場合においては、細胞内で、該核酸からMyoDタンパク質が転写および翻訳され生成することを意味し、MyoDタンパク質である場合においては、該タンパク質が細胞内に導入されることと同義である。 Although the method for transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells is not particularly limited, for example, the following method can be used. Here, the term "expression" means that, in the case of a nucleic acid encoding MyoD, the MyoD protein is generated by transcription and translation from the nucleic acid in the cell, and in the case of the MyoD protein, It is synonymous with introducing the protein into the cell.
 MyoDがDNAの形態の場合、例えば、ウイルス、プラスミド、人工染色体などのベクターをリポフェクション、リポソーム、マイクロインジェクションなどの手法によって多能性幹細胞内に導入することができる。ウイルスベクターとしては、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、センダイウイルスベクターなどが例示される。また、人工染色体ベクターとしては、ヒト人工染色体(HAC)、酵母人工染色体(YAC)、細菌人工染色体(BAC、PAC)などが例示される。プラスミドとしては、哺乳動物細胞用プラスミドが例示される。 When MyoD is in the form of DNA, vectors such as viruses, plasmids, and artificial chromosomes can be introduced into pluripotent stem cells by methods such as lipofection, liposomes, and microinjection. Examples of viral vectors include retroviral vectors, lentiviral vectors, adenoviral vectors, adeno-associated viral vectors, Sendai viral vectors and the like. Examples of artificial chromosome vectors include human artificial chromosomes (HAC), yeast artificial chromosomes (YAC), bacterial artificial chromosomes (BAC, PAC), and the like. Examples of plasmids include plasmids for mammalian cells.
 ベクターには、MyoDをコードするDNAが発現可能なように、プロモーター、エンハンサー、リボゾーム結合配列、ターミネーター、ポリアデニル化サイトなどの制御配列を含むことができるし、さらに、必要に応じて、薬剤耐性遺伝子(例えば、カナマイシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、ピューロマイシン耐性遺伝子など)、チミジンキナーゼ遺伝子、ジフテリアトキシン遺伝子などの選択マーカー配列、蛍光タンパク質、βグルクロニダーゼ(GUS)、FLAGなどのレポーター遺伝子配列などを含むことができる。プロモーターとして、SV40プロモーター、LTRプロモーター、CMV(cytomegalovirus)プロモーター、RSV(Rous sarcoma virus)プロモーター、MoMuLV(Moloney mouse leukemia virus)LTR、HSV-TK(herpes simplex virus thymidine kinase)プロモーター、EF-αプロモーター、CAGプロモーターおよびTREプロモーター(tetO配列が7回連続したTet応答配列をもつCMV最小プロモーター)が例示される。 The vector can contain regulatory sequences such as a promoter, an enhancer, a ribosome binding sequence, a terminator, and a polyadenylation site so that the DNA encoding MyoD can be expressed. (e.g., kanamycin resistance gene, ampicillin resistance gene, puromycin resistance gene, etc.), selectable marker sequences such as thymidine kinase gene, diphtheria toxin gene, etc., reporter gene sequences such as fluorescent protein, β-glucuronidase (GUS), FLAG, etc. can be done. Promoters include SV40 promoter, LTR promoter, CMV (cytomegalovirus) promoter, RSV (Rous sarcoma virus) promoter, MoMuLV (Moloney mouse leukemia virus) LTR, HSV-TK (herpes simplex virus thymidine kinase) promoter, EF-α promoter, CAG A promoter and a TRE promoter (a CMV minimal promoter with a Tet response element consisting of 7 consecutive tetO sequences) are exemplified.
 MyoDを一過的に発現させるためには、一過的発現ベクターを用いてMyoD遺伝子を多能性幹細胞に導入してもよいが、より厳密に発現を制御するためには、誘導発現システムを使用することが好ましい。誘導発現システムとしてはテトラサイクリンやその誘導体(例えば、ドキシサイクリン)などを用いた薬剤誘導発現システムが挙げられ、予めMyoDの薬剤誘導発現が可能な遺伝子コンストラクトが導入された多能性幹細胞を用いることが好ましい。 In order to transiently express MyoD, the MyoD gene may be introduced into pluripotent stem cells using a transient expression vector. It is preferred to use Examples of inducible expression systems include drug-induced expression systems using tetracycline and its derivatives (e.g., doxycycline). It is preferable to use pluripotent stem cells into which a gene construct capable of drug-induced expression of MyoD has been previously introduced. .
 例えば、上記のTREプロモーターを用いた場合、同一の細胞において、tetRおよびVP16ADとの融合タンパク質またはリバース(reverse)tetR(rtetR)およびVP16ADとの融合タンパク質(rtTA)を同時に発現させることが望ましい。このTet-Onシステムでは薬剤が存在しないときは該融合タンパク質がTREに結合せず、転写は起こらないが、薬剤を添加することにより該融合タンパク質がTREプロモーターに結合し、転写が起こるので、薬剤を添加している間に一過的にMyoDを発現させることができる。 For example, when using the above TRE promoter, it is desirable to simultaneously express a fusion protein with tetR and VP16AD or a fusion protein with reverse tetR (rtetR) and VP16AD (rtTA) in the same cell. In this Tet-On system, the fusion protein does not bind to the TRE and transcription does not occur in the absence of the drug. MyoD can be expressed transiently during the addition of
 また、上記ベクターには、多能性幹細胞の染色体へ、プロモーターとそれに結合するMyoDをコードするDNAからなる発現カセットを取り込み、さらに必要に応じて切除するために、この発現カセットの前後にトランスポゾン配列を有していてもよい。トランスポゾン配列として特に限定されないが、piggyBacが例示される。他の態様として、発現カセットを除去する目的のため、発現カセットの前後にLoxP配列を有してもよい。 In addition, the above vector incorporates an expression cassette consisting of a DNA encoding a promoter and MyoD linked thereto into the chromosome of the pluripotent stem cell, and, if necessary, excises it. may have Examples of transposon sequences include, but are not limited to, piggyBac. As another embodiment, the expression cassette may be preceded and followed by LoxP sequences for the purpose of removing the expression cassette.
 また、MyoDがRNAの形態の場合、例えばエレクトロポレーション、リポフェクション、マイクロインジェクションなどの手法によって多能性幹細胞内に導入してもよい。MyoDがタンパク質の形態の場合、例えばリポフェクション、細胞膜透過性ペプチド(例えば、HIV由来のTATおよびポリアルギニン)との融合、マイクロインジェクションなどの手法によって多能性幹細胞内に導入してもよい。 Also, when MyoD is in the form of RNA, it may be introduced into pluripotent stem cells by techniques such as electroporation, lipofection, and microinjection. When MyoD is in protein form, it may be introduced into pluripotent stem cells by techniques such as lipofection, fusion with cell membrane penetrating peptides (eg, TAT and polyarginine from HIV), microinjection, and the like.
 初期誘導細胞は、MyoD自身の発現を直接制御する(例えばMyoDをコードする核酸を導入する、人為的に導入したMyoD発現カセットのプロモーター活性を制御する薬剤を用いて発現させる等)ことのみならず、MyoDの上流の転写因子(例えばPax7等)の発現を制御することや、サイトカイン等の化合物濃度を制御することによって最終的にMyoDを発現させる等の、MyoDの発現を間接的に制御することによって、得ることができる。 Early-induced cells directly control the expression of MyoD itself (for example, introducing a nucleic acid encoding MyoD, expressing it using an agent that controls the promoter activity of an artificially introduced MyoD expression cassette, etc.) , Indirectly controlling the expression of MyoD, such as controlling the expression of transcription factors (e.g., Pax7, etc.) upstream of MyoD, and finally expressing MyoD by controlling the concentration of compounds such as cytokines can be obtained by
 MyoDを多能性幹細胞内で一過的に発現させる期間は、筋分化初期段階の細胞が得られる程度の期間であればよく、用いる多能性幹細胞の種類や性質によって適宜変更できるが、例えば12~48時間、好ましくは18~30時間である。例えば、上記の薬剤誘導発現システムを使用する場合は、この期間薬剤を加えて培養することが好ましい。また、他の態様として、トランスポゾン配列を有するベクターを用いる場合、上記の期間経過後、トランスポゼースを細胞内に導入することで発現を停止する方法およびLoxP配列を有するベクターを用いる場合、所望の期間経過後、Creを細胞内に導入することで発現を停止する方法などが例示される。 The period during which MyoD is transiently expressed in pluripotent stem cells may be a period during which cells in the early stage of muscle differentiation can be obtained, and can be appropriately changed depending on the type and properties of the pluripotent stem cells used. 12-48 hours, preferably 18-30 hours. For example, when using the drug-inducible expression system described above, it is preferable to add the drug and culture for this period. In another embodiment, when a vector having a transposon sequence is used, expression is stopped by introducing a transposase into the cell after the above-mentioned period of time has passed, and when a vector having a LoxP sequence is used, a desired period of time has passed. Later, a method of terminating expression by introducing Cre into cells is exemplified.
 一方、MyoDがRNAまたはタンパク質の場合、上記の期間においてMyoDが細胞内で存在するように導入を複数回行ってもよい。 On the other hand, when MyoD is RNA or protein, introduction may be performed multiple times so that MyoD is present in the cell during the above period.
 初期誘導細胞の作製の際には、MyoDを一過的に発現させる前に、多能性幹細胞をロック阻害剤の存在下で培養することが好ましい。ロック阻害剤としては、特に制限されず、例えばY-27632、CloneRTM、RevitaCell、SMC4、CEPT等が挙げられる。 When generating early-induced cells, it is preferable to culture the pluripotent stem cells in the presence of a lock inhibitor before transiently expressing MyoD. Lock inhibitors are not particularly limited and include, for example, Y-27632, CloneR , RevitaCell, SMC4, CEPT and the like.
 初期誘導細胞の作製における培養条件は、接着培養条件であることが好ましい。例えば、細胞外マトリクスなどの細胞接着分子、具体的には、マトリゲル(BD)、I型コラーゲン、IV型コラーゲン、ゼラチン、ラミニン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン、またはエンタクチン、およびこれらの組み合わせを用いてコーティング処理された培養皿を用い、動物細胞の培養に用いられる培地を基本培地として血清または血清代替物を添加した培地で培養することが好ましい。ここで、基本培地としては、例えば、GMEM(グラスゴー最小必須培地:Glasgow Minimum Essential Medium)、IMDM(イスコフ改変ダルベッコ培地:Iscove's Modified Dulbecco's Medium)、199培地、イーグル最小必須培地(Eagle’s Minimum Essential Medium)(EMEM)、αMEM培地、ダルベッコ改変イーグル培地(Dulbecco’s modified Eagle’s Medium)(DMEM)、Ham’s F12培地、RPMI 1640培地、フィッシャー培地(Fischer’s medium)、およびこれらの混合培地などが包含される。また、血清代替物として、アルブミン、トランスフェリン、脂肪酸、インスリン、コラーゲン前駆体、微量元素、Knockout Serum Replacement(KSR)(ES細胞培養時のFBSの血清代替物)、ITS-サプリメントおよびこれらの混合物などが包含される。 The culture conditions in the preparation of initial induced cells are preferably adherent culture conditions. For example, cell adhesion molecules such as extracellular matrices, specifically matrigel (BD), type I collagen, type IV collagen, gelatin, laminin, heparan sulfate proteoglycans, or entactin, and combinations thereof. It is preferable to culture in a culture dish with the addition of serum or a serum substitute, using a medium used for culturing animal cells as a basal medium. Here, as the basal medium, for example, GMEM (Glasgow Minimum Essential Medium), IMDM (Iscove's Modified Dulbecco's Medium), 199 medium, Eagle's Minimum Essential Medium ( EMEM), αMEM medium, Dulbecco's modified Eagle's Medium (DMEM), Ham's F12 medium, RPMI 1640 medium, Fischer's medium, and mixed media thereof. In addition, as serum substitutes, albumin, transferrin, fatty acids, insulin, collagen precursors, trace elements, Knockout Serum Replacement (KSR) (serum substitute for FBS during ES cell culture), ITS-supplements and mixtures thereof, etc. subsumed.
 培養温度は、特に限定されないが、約30~40℃、好ましくは約37℃であり、CO2含有空気の雰囲気下で培養が行われ、CO2濃度は、好ましくは約2~5%である。 The culture temperature is not particularly limited, but is about 30 to 40°C, preferably about 37°C, culture is performed in an atmosphere of air containing CO 2 , and the CO 2 concentration is preferably about 2 to 5%. .
 筋芽細胞とは、好ましくは骨格筋芽細胞であり、CD56、MyoDまたはmyogeninなどのマーカー遺伝子の発現で特徴づけられる。筋芽細胞は、例えば、単離されたもの、或いはそれを継代培養して得られた株化細胞でもよい。筋芽細胞は哺乳動物由来であることが好ましく、ヒト由来であることがより好ましい。 Myoblasts are preferably skeletal myoblasts and are characterized by the expression of marker genes such as CD56, MyoD or myogenin. Myoblasts may be, for example, isolated cells or established cell lines obtained by subculturing them. Myoblasts are preferably of mammalian origin, more preferably of human origin.
 オルガノイド形成用組成物は、初期誘導細胞、多能性幹細胞、及び筋芽細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有する。オルガノイド形成用組成物は、好ましくは、初期誘導細胞を含むことができ、さらに多能性幹細胞を含むこともできる。 The organoid-forming composition contains at least one type of cell selected from the group consisting of early induced cells, pluripotent stem cells, and myoblasts. The organoid-forming composition preferably comprises early-derived cells and may also comprise pluripotent stem cells.
 オルガノイド形成用組成物は、細胞足場材料を含有することが好ましい。 The organoid-forming composition preferably contains a cell scaffolding material.
 細胞足場材料は、細胞の足場となる材料である限り、特に制限されない。細胞足場材料としては、例えばフィブリン、コラーゲン、マトリゲル、ゼラチン、エラスチン、ケラチン、ラミニン、エンタクチン、フィブロネクチン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン、ヒアルロン酸、キトサン、アルギン酸、アガロース、ポリエチレングリコールハイドロゲル、ペプチドゲル、DNAゲル、超分子ゲル、ポリ乳酸、ポリエチレングリコール、シリカゲル、セルロース等が挙げられる。これらの中でも、フィブリン、マトリゲル、コラーゲン等が特に好ましい。 The cell scaffold material is not particularly limited as long as it is a material that serves as a scaffold for cells. Examples of cell scaffold materials include fibrin, collagen, matrigel, gelatin, elastin, keratin, laminin, entactin, fibronectin, heparan sulfate proteoglycan, hyaluronic acid, chitosan, alginic acid, agarose, polyethylene glycol hydrogel, peptide gel, DNA gel, ultra Molecular gel, polylactic acid, polyethylene glycol, silica gel, cellulose and the like. Among these, fibrin, Matrigel, collagen and the like are particularly preferred.
 オルガノイド形成用組成物は、ゲル状、又はゾル状であり、好ましくはゲル状である。 The organoid-forming composition is gel-like or sol-like, preferably gel-like.
 オルガノイド形成用組成物は、細胞と、細胞足場材料とを混合することにより得ることができる。例えば、細胞足場材料としてフィブリンを採用する場合であれば、細胞、フィブリノゲン、及びトロンビンを液体中で混合することにより、フィブリノゲンにトロンビンが作用してフィブリンを形成し、ゲル状のオルガノイド形成用組成物を得ることができる。オルガノイド形成用組成物は、好ましくは細胞を含むフィブリンゲルであることができる。 The organoid-forming composition can be obtained by mixing cells with a cell scaffold material. For example, when fibrin is employed as a cell scaffolding material, cells, fibrinogen, and thrombin are mixed in a liquid so that thrombin acts on fibrinogen to form fibrin, thereby forming a gel-like organoid-forming composition. can be obtained. The organoid-forming composition can preferably be a fibrin gel containing cells.
 工程(1)の筋分化誘導開始時において、オルガノイド形成用組成物における細胞濃度は、オルガノイド形成用組成物から筋オルガノイドが形成可能である限り、特に制限されない。当該細胞濃度は、例えば1×106cells/ml以上、好ましくは2×106cells/ml以上、より好ましくは3×106cells/ml以上、さらに好ましくは4×106cells/ml以上、よりさらに好ましくは5×106cells/ml以上である。当該細胞濃度は、上記濃度範囲の中でも、好ましくは6×106cells/ml以上、より好ましくは7×106cells/ml以上、さらに好ましくは7.5×106cells/ml以上である。当該細胞濃度の上限は、例えば40×106cells/ml、20×106cells/ml、15×106cells/ml、10×106cells/mlである。細胞濃度を上記のように設定することにより、得られる筋オルガノイド、さらには神経-筋オルガノイドの筋収縮力をより高めることができ、これらのオルガノイドを薬剤スクリーニングにより適したものとすることができる。 At the start of muscle differentiation induction in step (1), the cell concentration in the organoid-forming composition is not particularly limited as long as muscle organoids can be formed from the organoid-forming composition. The cell concentration is, for example, 1×10 6 cells/ml or more, preferably 2×10 6 cells/ml or more, more preferably 3×10 6 cells/ml or more, still more preferably 4×10 6 cells/ml or more, More preferably, it is 5×10 6 cells/ml or more. The cell concentration is preferably 6×10 6 cells/ml or higher, more preferably 7×10 6 cells/ml or higher, and even more preferably 7.5× 10 6 cells /ml or higher, within the above concentration range. The upper limits of the cell concentration are, for example, 40×10 6 cells/ml, 20×10 6 cells/ml, 15×10 6 cells/ml and 10×10 6 cells/ml. By setting the cell concentration as described above, the muscle contractile force of the resulting muscle organoids, as well as neuro-muscle organoids, can be increased, making these organoids more suitable for drug screening.
 工程(1)では、培養デバイス中で、オルガノイド形成用組成物を、ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させる。オルガノイド形成用組成物を、ピラーの周囲を覆った状態にするための方法は特に制限されないが、例えば、オルガノイド形成用組成物の前駆体溶液を培養デバイスの培養底面上に載せて培養底面全体に広げた状態で、当該前駆体溶液をゲル化又はゾル化させる方法が挙げられる。 In step (1), muscle differentiation is induced in a culture device with the organoid-forming composition covering the periphery of the pillars. The method for covering the perimeter of the pillars with the organoid-forming composition is not particularly limited, but for example, the precursor solution of the organoid-forming composition is placed on the culture bottom surface of the culture device and spread over the entire culture bottom surface. A method of gelling or solifying the precursor solution in a spread state may be mentioned.
 工程(1)の筋分化誘導の方法は、オルガノイド形成用組成物から筋オルガノイドを形成可能な方法である限り、特に制限されない。筋分化誘導は、好ましくは細胞にMyoDを一過的に発現させること、及び/又は前記オルガノイド形成用組成物を低血清培地(血清濃度が、例えば8%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下の培地)若しくは無血清培地で培養することを含むことができる。 The method for inducing muscle differentiation in step (1) is not particularly limited as long as it is a method capable of forming muscle organoids from the organoid-forming composition. Induction of muscle differentiation is preferably performed by transiently expressing MyoD in cells, and/or adding the organoid-forming composition to a low serum medium (serum concentration is, for example, 8% or less, preferably 5% or less, more preferably 3% or less medium) or serum-free medium.
 工程(1)において、MyoDを一過的に発現させる方法については、以下に言及すること以外は、上記した初期誘導細胞の作製方法と同様である。 In step (1), the method for transiently expressing MyoD is the same as the method for producing the initial induced cells described above, except for the following.
 工程(1)において、MyoDを細胞内で一過的に発現させて筋細胞を誘導する期間は、筋分化が十分行われる期間であればよく、用いる細胞の種類や性質によって適宜変更できる。当該期間は、例えば、約3~12日が挙げられ、約4~10日が好ましく、約5~8日がより好ましい。例えば、上記の薬剤誘導発現システムを使用する場合は、この期間薬剤を加えて培養することが好ましい。また、他の態様として、トランスポゾン配列を有するベクターを用いる場合、上記の期間経過後、トランスポゼースを細胞内に導入することで発現を停止する方法およびLoxP配列を有するベクターを用いる場合、所望の期間経過後、Creを細胞内に導入することで発現を停止する方法などが例示される。 In step (1), the period during which MyoD is transiently expressed in cells to induce muscle cells should be sufficient for muscle differentiation, and can be changed as appropriate depending on the type and properties of the cells used. The period is, for example, about 3 to 12 days, preferably about 4 to 10 days, more preferably about 5 to 8 days. For example, when using the drug-inducible expression system described above, it is preferable to add the drug and culture for this period. In another embodiment, when a vector having a transposon sequence is used, expression is stopped by introducing a transposase into the cell after the above-mentioned period of time has passed, and when a vector having a LoxP sequence is used, a desired period of time has passed. Later, a method of terminating expression by introducing Cre into cells is exemplified.
 工程(1)において、筋分化誘導が、薬剤を用いた発現誘導により、前記細胞にMyoDを一過的に発現させることを含むことが好ましい。薬剤としては、好ましくはドキシサイクリンが挙げられる。この場合、MyoDを一過的に発現させるためにドキシサイクリンを含有する培地で培養を行う。ドキシサイクリンの当該培地中濃度は、例えば0.01μg/ml以上、好ましくは0.02μg/ml以上、より好ましくは0.05μg/ml以上、さらに好ましくは0.07μg/ml以上、よりさらに好ましくは0.09μg/ml以上、とりわけ好ましくは0.1μg/ml以上である。当該濃度の上限は、例えば5μg/ml、4μg/ml、3μg/ml、又は2μg/mlである。ドキシサイクリンの培地中濃度を上記のように設定することにより、得られる筋オルガノイド、さらには神経-筋オルガノイドの筋収縮力をより高めることができ、これらのオルガノイドを薬剤スクリーニングにより適したものとすることができる。 In step (1), the induction of muscle differentiation preferably includes transient expression of MyoD in the cells by induction of expression using a drug. The drug preferably includes doxycycline. In this case, culture is performed in a medium containing doxycycline to transiently express MyoD. The concentration of doxycycline in the medium is, for example, 0.01 μg/ml or more, preferably 0.02 μg/ml or more, more preferably 0.05 μg/ml or more, still more preferably 0.07 μg/ml or more, and even more preferably 0.09 μg/ml or more. , particularly preferably 0.1 μg/ml or more. The upper limit of the concentration is, for example, 5 μg/ml, 4 μg/ml, 3 μg/ml, or 2 μg/ml. By setting the concentration of doxycycline in the medium as described above, the muscle contractile force of the resulting muscle organoids, as well as the neuro-muscle organoids, can be increased, making these organoids more suitable for drug screening. can be done.
 本発明の一態様においては、工程(1)の筋分化誘導の培養期間の一部又は全部において、ロック阻害剤含有培地で培養することが好ましい。これにより、得られる筋オルガノイド、さらには神経-筋オルガノイドの筋収縮力をより高めることができ、これらのオルガノイドを薬剤スクリーニングにより適したものとすることができる。ロック阻害剤としては、前述のものを使用することができる。ロック阻害剤の培地中濃度は、例えば1~50μM、好ましくは2~40μM、より好ましくは5~20μMである。ロック阻害剤含有培地で培養する期間は、例えば1~4日間、好ましくは1~3日間、より好ましくは1~2日間である。 In one aspect of the present invention, it is preferable to culture in a lock inhibitor-containing medium during part or all of the culture period for inducing muscle differentiation in step (1). This can lead to higher muscle contractility of the resulting muscle organoids, and even neuro-muscle organoids, making these organoids more suitable for drug screening. As lock inhibitors, those described above can be used. The concentration of the lock inhibitor in the medium is, for example, 1-50 μM, preferably 2-40 μM, more preferably 5-20 μM. The period of culture in the lock inhibitor-containing medium is, for example, 1 to 4 days, preferably 1 to 3 days, more preferably 1 to 2 days.
 工程(1)における培地量は、特に制限されない。工程(1)における培地量は、工程(1a)の筋分化誘導開始時における前記細胞(オルガノイド形成用組成物中の細胞)1×104あたり、例えば5~200μlである。当該培地量は、好ましくは5~100μl、より好ましくは5~50μl、さらに好ましくは10~40μl、よりさらに好ましくは10~30μlである。上記培地量とすることにより、得られる筋オルガノイド、さらには神経-筋オルガノイドの筋収縮力をより高めることができ、これらのオルガノイドを薬剤スクリーニングにより適したものとすることができる。 The medium amount in step (1) is not particularly limited. The amount of medium in step (1) is, for example, 5 to 200 μl per 1×10 4 of the cells (cells in the organoid-forming composition) at the start of muscle differentiation induction in step (1a). The volume of the medium is preferably 5-100 μl, more preferably 5-50 μl, even more preferably 10-40 μl, still more preferably 10-30 μl. By adjusting the medium amount to the above range, the muscle contractile force of the obtained muscle organoids, and furthermore, the muscle contractility of the nerve-muscle organoids can be increased, making these organoids more suitable for drug screening.
 工程(1)により、オルガノイド形成用組成物から、筋オルガノイドが得られる。筋オルガノイドが得られたことは、MHCやMEF2cなどの筋マーカーの存在により確認できる。なお、このように製造された筋オルガノイドは、単一の細胞集団ではなくふく数種の細胞が含有された細胞集団であることができる。筋オルガノイドは、電気刺激により収縮することができる。収縮力は、後述の試験例3に記載の方法に従って又は準じて測定することができる。 Muscle organoids are obtained from the organoid-forming composition in step (1). The availability of muscle organoids can be confirmed by the presence of muscle markers such as MHC and MEF2c. It should be noted that the muscle organoids produced in this manner may be a cell population containing several types of cells rather than a single cell population. Muscle organoids can be contracted by electrical stimulation. The contractile force can be measured according to or according to the method described in Test Example 3 below.
 工程(2)では、工程(1)で得られた筋オルガノイドを、神経栄養因子を含む培地で培養して神経分化誘導させ、神経-筋オルガノイドを得る。 In step (2), the muscle organoids obtained in step (1) are cultured in a medium containing neurotrophic factors to induce neuronal differentiation to obtain nerve-muscle organoids.
 神経栄養因子とは、運動ニューロンの生存と機能維持に重要な役割を果たしている膜受容体へのリガンドであり、例えば、Nerve Growth Factor (NGF)、Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF)、Neurotrophin 3 (NT-3)、Neurotrophin 4/5 (NT-4/5)、Neurotrophin 6 (NT-6)、basic FGF、acidic FGF、FGF-5、Epidermal Growth Factor (EGF)、Hepatocyte Growth Factor (HGF)、Insulin、Insulin Like Growth Factor 1 (IGF 1)、Insulin Like Growth Factor 2 (IGF 2)、Glia cell line-derived Neurotrophic Factor (GDNF)、TGF-b2、TGF-b3、Interleukin 6 (IL-6)、Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF)およびLIFなどが挙げられる。本発明において好ましい神経栄養因子は、GDNF、BDNFである。神経栄養因子は、例えばWako社やR&D systems社等から市販されており容易に利用することが可能であるが、当業者に公知の方法によって細胞へ強制発現させることによって得てもよい。 Neurotrophic factors are ligands to membrane receptors that play an important role in the survival and maintenance of motor neuron function. NT-3), Neurotrophin 4/5 (NT-4/5), Neurotrophin 6 (NT-6), basic FGF, acidic FGF, FGF-5, Epidermal Growth Factor (EGF), Hepatocyte Growth Factor (HGF), Insulin , Insulin Like Growth Factor 1 (IGF 1), Insulin Like Growth Factor 2 (IGF 2), Glia cell line-derived Neurotrophic Factor (GDNF), TGF-b2, TGF-b3, Interleukin 6 (IL-6), Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) and LIF. Preferred neurotrophic factors in the present invention are GDNF and BDNF. Neurotrophic factors are commercially available from, for example, Wako, R&D systems, etc. and can be easily used, but may be obtained by forced expression in cells by methods known to those skilled in the art.
 培養液中におけるGDNFの濃度は、例えば、0.1ng/mL~100 ng/mL、好ましくは1ng/mL~50ng/mL、より好ましくは5ng/mL~20ng/mLとすることができる。 The concentration of GDNF in the culture medium can be, for example, 0.1 ng/mL to 100 ng/mL, preferably 1 ng/mL to 50 ng/mL, more preferably 5 ng/mL to 20 ng/mL.
 培養液中におけるBDNFの濃度は、例えば、0.1ng/mL~100 ng/mL、好ましくは1ng/mL~50ng/mL、より好ましくは5ng/mL~20ng/mLとすることができる。 The concentration of BDNF in the culture medium can be, for example, 0.1 ng/mL to 100 ng/mL, preferably 1 ng/mL to 50 ng/mL, more preferably 5 ng/mL to 20 ng/mL.
 本発明において、工程(2)で用いる培養液は、動物細胞の培養に用いられる培地を基礎培地として調製することができる。基礎培地としては、例えば、Glasgow's Minimal Essential Medium(GMEM)培地、IMDM培地、Medium 199培地、Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM)培地、αMEM培地、Dulbecco's modified Eagle's Medium (DMEM)培地、Ham's F12培地、RPMI 1640培地、Fischer's培地、Neurobasal Medium(ライフテクノロジーズ)およびこれらの混合培地などが包含される。培地には、血清が含有されていてもよいし、あるいは無血清でもよい。必要に応じて、培地は、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FBSの血清代替物)、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し、脂質、アミノ酸、L-グルタミン、Glutamax(Invitrogen)、非必須アミノ酸、ビタミン、増殖因子、低分子化合物、抗生物質、抗酸化剤、ピルビン酸、緩衝剤、無機塩類などの1つ以上の物質も含有し得る。好ましい培養液は、非必須アミノ酸、B27サプリメント、cAMP、GDNF、BDNF、IGF、レチノイン酸、プルモルファミン、及びアスコルビン酸を含有する培養液である。 In the present invention, the culture medium used in step (2) can be prepared using a medium used for culturing animal cells as a basal medium. Examples of basal media include Glasgow's Minimal Essential Medium (GMEM) medium, IMDM medium, Medium 199 medium, Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) medium, αMEM medium, Dulbecco's modified Eagle's Medium (DMEM) medium, Ham's F12 medium, and RPMI 1640. Medium, Fischer's medium, Neurobasal Medium (Life Technologies) and mixed medium of these are included. The medium may contain serum or may be serum-free. If necessary, the medium contains, for example, albumin, transferrin, Knockout Serum Replacement (KSR) (serum replacement for FBS during ES cell culture), N2 supplement (Invitrogen), B27 supplement (Invitrogen), fatty acids, insulin, collagen May contain one or more serum replacements such as precursors, trace elements, 2-mercaptoethanol, 3'-thiolglycerol, lipids, amino acids, L-glutamine, Glutamax (Invitrogen), non-essential amino acids, vitamins, It may also contain one or more substances such as growth factors, small molecules, antibiotics, antioxidants, pyruvate, buffers, inorganic salts, and the like. Preferred media are media containing non-essential amino acids, B27 supplement, cAMP, GDNF, BDNF, IGF, retinoic acid, purmorphamine, and ascorbic acid.
 工程(1)において筋分化を誘導した後、MyoDの発現を停止し、培地を神経分化用の培地に変更することで、神経分化を誘導することができる。 After inducing muscle differentiation in step (1), neural differentiation can be induced by stopping MyoD expression and changing the medium to a medium for neural differentiation.
 培養条件について、培養温度は、特に限定されないが、約30~40℃、好ましくは約37℃であり、CO2含有空気の雰囲気下で培養が行われ、CO2濃度は、好ましくは約2~5%である。 Regarding the culture conditions, the culture temperature is not particularly limited, but is about 30 to 40°C, preferably about 37°C . 5%.
 培養期間は、運動ニューロンおよびシュワン細胞が出現する期間であれば、特に限定されないが、工程(2)は、少なくとも3日間行われることが望ましい。より好ましくは4日間以上、さらに好ましくは5日間以上である。培養期間の上限は、特に制限されず、例えば30日間、50日間、100日間、又は200日間である。長い期間の培養により、より成熟したオルガノイドを得ることができる。ただ、コストや簡便さの観点から、培養期間の上限は、好ましくは20日間、より好ましくは12日間、さらに好ましくは10日間である。 The culture period is not particularly limited as long as motor neurons and Schwann cells appear, but step (2) is preferably performed for at least 3 days. It is more preferably 4 days or more, still more preferably 5 days or more. The upper limit of the culture period is not particularly limited, and is, for example, 30 days, 50 days, 100 days, or 200 days. Longer periods of culture can yield more mature organoids. However, from the viewpoint of cost and convenience, the upper limit of the culture period is preferably 20 days, more preferably 12 days, and even more preferably 10 days.
 これにより、人工神経筋接合部、すなわち、運動ニューロン、筋細胞、シュワン細胞等を含む神経-筋オルガノイドを得ることができる。 As a result, artificial neuromuscular junctions, that is, neuromuscular organoids containing motor neurons, muscle cells, Schwann cells, etc., can be obtained.
 工程(1)及び工程(2)においては、オルガノイド形成用組成物又はその分化誘導物(オルガノイド形成用組成物から筋オルガノイドに分化する途中段階の分化誘導物、筋オルガノイド、筋オルガノイドから神経-筋オルガノイドに分化する途中段階の分化誘導物、又は神経-筋オルガノイド)は、収縮力が高まるにつれて、ピラーの上端方向に移動する傾向にある。ただ、様々な要因により、ピラーの上端方向に移動しない、或いは移動量が少ないサンプルも存在する。収縮力を測定するためには、ピラーの上方にオルガノイドが存在することが重要であるところ、上記のようなサンプルについては、工程(1)及び工程(2)のいずれかの段階で1回又は複数回、オルガノイド形成用組成物又はその分化誘導物をピラー上方(好ましくは上端)まで引き上げる操作を行うことが好ましい。この引き上げ操作の方法は、特に制限されず、例えば遠心操作、吸引操作等を採用することができる。筋収縮率のサンプル間のばらつきを低減させるためには、この引き上げ操作を、遠心操作で行うことが好ましい。 In steps (1) and (2), an organoid-forming composition or a differentiation inducer thereof (a differentiation inducer in the middle of differentiation from an organoid-forming composition to a muscle organoid, a muscle organoid, a muscle organoid to a nerve-muscle Differentiation inducers in the middle stages of differentiation into organoids, or neuro-muscle organoids) tend to migrate toward the top of the pillar as the contractile force increases. However, due to various factors, there are samples that do not move toward the upper end of the pillar, or that move only a little. In order to measure the contractile force, it is important that the organoids are present above the pillars. It is preferable to carry out the operation of pulling up the composition for forming an organoid or its differentiation inducer to the upper part of the pillar (preferably to the upper end) a plurality of times. The method of this lifting operation is not particularly limited, and for example, a centrifugal operation, a suction operation, or the like can be employed. In order to reduce sample-to-sample variability in muscle contractility, this lifting operation is preferably performed by centrifugation.
 上記観点から、本発明の製造方法は、さらに、工程(3)前記オルガノイド形成用組成物及び/又はその分化誘導物を遠心操作により前記ピラー上部に移動させる工程を含むことが好ましい。 From the above viewpoint, the production method of the present invention preferably further includes a step (3) of moving the organoid-forming composition and/or its differentiation inducer to the upper part of the pillar by centrifugation.
 遠心操作は、オルガノイド形成用組成物及び/又はその分化誘導物がピラー上部に移動できる態様である限り、特に制限されない。典型的には、培地がこぼれないように蓋をした上で、遠心の中心と反対側の方向にピラー上部が向くように、培養デバイスを備える培養皿又はマイクロウェルプレートを遠心機に設置し、遠心することによって、オルガノイド形成用組成物及び/又はその分化誘導物がピラー上部に移動させることができる。 The centrifugation operation is not particularly limited as long as the composition for forming an organoid and/or its differentiation inducer can move to the upper part of the pillar. Typically, a culture dish or microwell plate equipped with a culture device is placed in a centrifuge with a lid so that the medium does not spill out, and the pillar top faces in the direction opposite to the center of centrifugation, By centrifuging, the organoid-forming composition and/or its differentiation inducer can be moved to the top of the pillars.
 遠心力は、ピラーの長さ、ピラーの形状、ピラー上端の構造等に応じて適宜設定することができる。遠心力は、例えば50~500 ×g、好ましくは80~300 ×g、より好ましくは100~250 ×gである。 The centrifugal force can be appropriately set according to the length of the pillar, the shape of the pillar, the structure of the upper end of the pillar, etc. The centrifugal force is, for example, 50-500×g, preferably 80-300×g, more preferably 100-250×g.
 遠心時間は、ピラーの長さ等に応じて適宜設定することができる。遠心時間は、例えば1秒間~1分間、好ましくは3~30秒間、より好ましくは5~15秒間である。 The centrifugation time can be set as appropriate according to the length of the pillar, etc. The centrifugation time is, for example, 1 second to 1 minute, preferably 3 to 30 seconds, more preferably 5 to 15 seconds.
 工程(3)の回数は、特に制限されない。当該回数は、コストや簡便さの観点から、例えば1~10回、又は1~5回であることができる。 The number of times of step (3) is not particularly limited. The number of times can be, for example, 1 to 10 times or 1 to 5 times from the viewpoint of cost and convenience.
 2.キット1
 本発明は、その一態様において、培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイスを含み、且つ前記培養デバイスは培養槽が1つである、神経-筋オルガノイド製造用キット、に関する。以下にこれについて説明する。
2. kit 1
In one aspect of the present invention, a kit for producing nerve-muscle organoids, comprising a culture device having at least two pillars extending from the bottom surface of the culture to the side of the culture tank, and the culture device has one culture tank, Regarding. This will be explained below.
 培養デバイスについては、上述の説明のとおりである。 The culture device is as explained above.
 本発明のキットは、好ましくは、本発明の製造方法において用いるためのキットである。 The kit of the present invention is preferably a kit for use in the production method of the present invention.
 本発明のキットには、好ましくは上述した工程(1)および(2)に使用する細胞、培養液、添加剤等が含まれる。例えば、MyoDが誘導可能な状態で導入された多能性幹細胞、テトラサイクリンまたはその誘導体などの薬剤、神経栄養因子、培養皿、マイクロウェルプレート、基礎培地から成る群より選択される1種類以上の試薬を含むキットが挙げられる。本発明のキットは、さらに製造工程の手順を記載した書面や説明書を含んでもよい。 The kit of the present invention preferably contains the cells, culture medium, additives, etc. used in steps (1) and (2) described above. For example, one or more reagents selected from the group consisting of pluripotent stem cells introduced in a MyoD-inducible state, drugs such as tetracycline or derivatives thereof, neurotrophic factors, culture dishes, microwell plates, and basal medium A kit containing The kit of the present invention may further include a document or an instruction describing the procedure of the manufacturing process.
 3.スクリーニング方法
 本発明は、その一態様において、
(Aa)本発明の製造方法の一部又は全部の工程を被験物質の存在下で行い、オルガノイドを得る工程、或いは
(Ab)本発明の製造方法により得られる神経-筋オルガノイドと被験物質とを接触させる工程、
並びに
(B)オルガノイドの機能及び/又は状態を評価する工程、
を含む、神経筋疾患の治療薬のスクリーニング方法
、に関する。以下に、これについて説明する。
3. Screening method In one aspect of the present invention,
(Aa) a step of performing some or all of the steps of the production method of the present invention in the presence of a test substance to obtain an organoid, or (Ab) a neuro-muscle organoid obtained by the production method of the present invention and a test substance contacting;
and (B) assessing the function and/or condition of the organoids;
and screening methods for therapeutic agents for neuromuscular diseases, including This will be explained below.
 神経筋疾患としては、運動神経細胞と骨格筋組織との間のシグナル伝達に関する疾患であれば特に制限はない。例えば、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、球脊髄性筋萎縮症(SBMA)等の遺伝子変異が原因となる遺伝性疾患が挙げられる。また、遺伝子疾患以外には、例えば、加齢や寝たきりによる筋萎縮、腕神経叢損傷や顔面神経麻痺等の運動神経細胞の細胞体から伸びた軸索が、物理的衝撃や神経毒性物質によって変性して引き起こされる疾患が挙げられる。  There are no particular restrictions on neuromuscular diseases as long as they are diseases related to signal transmission between motor neurons and skeletal muscle tissue. Examples include genetic diseases caused by gene mutations such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and spinobulbar muscular atrophy (SBMA). In addition to genetic diseases, for example, muscle atrophy due to aging or bedridden, brachial plexus injury, facial nerve paralysis, etc. Axons extending from the cell body of motor nerve cells are degenerated by physical impact or neurotoxic substances. diseases caused by 
 被験物質は、例えば、細胞抽出物、細胞培養上清、微生物発酵産物、海洋生物由来の抽出物、植物抽出物、精製タンパク質又は粗タンパク質、ペプチド、非ペプチド化合物、合成低分子化合物、及び天然化合物が例示される。  Test substances are, for example, cell extracts, cell culture supernatants, microbial fermentation products, extracts from marine organisms, plant extracts, purified or crude proteins, peptides, non-peptide compounds, synthetic low-molecular-weight compounds, and natural compounds. are exemplified. 
 被検物質はまた、(1)生物学的ライブラリー、(2)デコンヴォルーションを用いる合成ライブラリー法、(3)「1ビーズ1化合物(one-bead one-compound)」ライブラリー法、及び(4)アフィニティクロマトグラフィ選別を使用する合成ライブラリー法を含む当技術分野で公知のコンビナトリアルライブラリー法における多くのアプローチのいずれかを使用して得ることができる。アフィニティクロマトグラフィー選別を使用する生物学的ライブラリー法はペプチドライブラリーに限定されるが、その他の4つのアプローチはペプチド、非ペプチドオリゴマー、又は化合物の低分子化合物ライブラリーに適用できる(Lam (1997) Anticancer Drug Des. 12: 145-67)。分子ライブラリーの合成方法の例は、当技術分野において見出され得る(DeWitt et al. (1993) Proc. Natl.Acad. Sci. USA 90: 6909-13; Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 11422-6; Zuckermann et al. (1994) J. Med. Chem. 37: 2678-85; Cho et al. (1993) Science 261: 1303-5; Carell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2059; Carell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2061; Gallop et al. (1994) J. Med. Chem. 37: 1233-51)。化合物ライブラリーは、溶液(Houghten (1992) Bio/Techniques 13: 412-21を参照のこと)又はビーズ(Lam (1991) Nature 354: 82-4)、チップ(Fodor (1993) Nature 364: 555-6)、細菌(米国特許第5,223,409号)、胞子(米国特許第5,571,698号、同第5,403,484号、及び同第5,223,409号)、プラスミド(Cull et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 1865-9)若しくはファージ(Scott and Smith (1990) Science 249: 386-90; Devlin (1990) Science 249: 404-6; Cwirla et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 6378-82; Felici (1991) J. Mol. Biol. 222: 301-10; 米国特許出願第2002103360号)として作製され得る。 Test substances can also be used in (1) biological libraries, (2) synthetic library methods using deconvolution, (3) "one-bead one-compound" library methods, and (4) can be obtained using any of the many approaches in combinatorial library methods known in the art, including synthetic library methods using affinity chromatography selection; Biological library methods using affinity chromatography sorting are limited to peptide libraries, whereas the other four approaches can be applied to small compound libraries of peptides, non-peptide oligomers, or compounds (Lam (1997 ) Anticancer Drug Des. 12: 145-67). Examples of methods for synthesizing molecular libraries can be found in the art (DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6909-13; Erb et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 11422-6; Zuckermann et al. (1994) J. Med. Chem. 37: 2678-85; Cho et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2059; Carell et al. (1994) Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2061; 37: 1233-51). Compound libraries can be in solution (see Houghten (1992) Bio/Techniques 13: 412-21) or beads (Lam (1991) Nature 354: 82-4), chips (Fodor (1993) Nature 364: 555-4), 6), bacteria (U.S. Pat. No. 5,223,409), spores (U.S. Pat. Nos. 5,571,698, 5,403,484, and 5,223,409), plasmids (Cull et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 1865-9) or phage (Scott and Smith (1990) Science 249: 386-90; Devlin (1990) Science 249: 404-6; Cwirla et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87 Felici (1991) J. Mol. Biol. 222: 301-10; U.S. Patent Application No. 2002103360).
 工程(Aa)においては、例えば被験物質を工程(1)及び/又は工程(2)の培養培地に添加することにより、実行することができる。工程(Ab)は、例えば神経-筋オルガノイドを含む培地中に被験物質を添加することにより、実行することができる。培地中の被験物質の濃度は、被験物質の種類等に応じて、適宜設定することができる。 Step (Aa) can be carried out, for example, by adding the test substance to the culture medium of step (1) and/or step (2). Step (Ab) can be carried out, for example, by adding the test substance to the medium containing the neuro-muscle organoids. The concentration of the test substance in the medium can be appropriately set according to the type of the test substance.
 工程(Aa)及び工程(Ab)においては、神経筋疾患を誘発或いは増悪させる物質を、被験物質と共に用いることもできる。また、工程(Aa)及び工程(Ab)においては、オルガノイド形成用組成物中の細胞として、神経筋疾患を誘発或いは増悪させる遺伝子変異を有する細胞を使用する、或いは当該細胞を使用して得られたオルガノイドを使用することもできる。 In steps (Aa) and (Ab), a substance that induces or exacerbates neuromuscular disease can be used together with the test substance. Further, in step (Aa) and step (Ab), as cells in the organoid-forming composition, cells having gene mutations that induce or exacerbate neuromuscular diseases are used, or obtained using the cells Organoids can also be used.
 被験物質との接触状態を保つ期間は、特に制限されないが、例えば1時間~14日間とすることができる。 The period of contact with the test substance is not particularly limited, but can be, for example, 1 hour to 14 days.
 工程(B)における評価対象は、オルガノイドの機能及び/又は状態である。オルガノイドの機能としては、特に制限されないが、例えば収縮力が挙げられる。収縮力は、例えば後述の試験例2-4、試験例3に記載の方法に従って又は準じて測定することができる。オルガノイドの状態としては、特に制限されないが、例えばオルガノイドの形状及びサイズ、オルガノイドにおける筋細胞マーカー、神経細胞マーカー等の遺伝子の発現量、発現場所等が挙げられる。これらは、従来公知の方法に従って又は準じて、例えばPCR、ウェスタンブロッティング、免疫染色等によって測定することができる。 The evaluation target in step (B) is the function and/or state of the organoid. Organoid functions include, but are not limited to, contractile force. The contractile force can be measured, for example, according to or according to the methods described in Test Examples 2-4 and 3 below. The state of the organoid is not particularly limited, but includes, for example, the shape and size of the organoid, and the expression level and location of genes such as muscle cell markers and nerve cell markers in the organoid. These can be measured by, for example, PCR, Western blotting, immunostaining, etc., according to or in accordance with conventionally known methods.
 工程(B)の評価の結果、被験物質を使用しない以外は同じ条件の対照サンプルの評価結果と比較して、神経筋疾患の治療効果を示す評価が得られた場合(例えば、オルガノイドの形態の正常化、収縮力の増加、マーカー遺伝子の発現量の増加等の場合)は、被験物質を神経筋疾患の治療薬(或いはその候補物質)として選別することができる。 If the results of the evaluation in step (B) yield an evaluation that indicates a therapeutic effect on a neuromuscular disease in comparison with the evaluation results of a control sample under the same conditions except that the test substance is not used (e.g., organoid morphology) normalization, increase in contractile force, increase in expression level of marker gene, etc.), the test substance can be selected as a therapeutic drug (or a candidate substance thereof) for neuromuscular diseases.
 4.キット2
 本発明は、その一態様において、培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイスと前記ピラーの周囲に形成された神経―筋オルガノイドを含む、神経―筋オルガノイド筋収縮試験キット、に関する。
Four. kit 2
In one aspect of the present invention, a nerve-muscle organoid muscle contraction test kit comprising a culture device having at least two pillars extending from the bottom surface of the culture to the culture tank side and a nerve-muscle organoid formed around the pillars , concerning.
 培養デバイス等については、上記説明のとおりである。 The culture device, etc. are as explained above.
 本発明のキットは、好ましくは、本発明のスクリーニング方法において用いるためのキットである。 The kit of the present invention is preferably a kit for use in the screening method of the present invention.
 本発明のキットには、好ましくは本発明のスクリーニング方法に使用する細胞、培養液、添加剤等が含まれる。例えば、被験物質、培養皿、マイクロウェルプレート、基礎培地から成る群より選択される1種類以上の試薬を含むキットが挙げられる。本発明のキットは、さらに筋収縮試験、スクリーニング工程等の手順を記載した書面や説明書を含んでもよい。 The kit of the present invention preferably contains the cells, culture medium, additives, etc. used in the screening method of the present invention. Examples include kits containing one or more reagents selected from the group consisting of test substances, culture dishes, microwell plates, and basal media. The kit of the present invention may further include written documents or instructions describing procedures such as a muscle contraction test, screening steps, and the like.
 以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limited by these examples.
 参考例1.培養デバイスの作製
 図1~3に示される培養デバイスを作製した。培養デバイスのサイズを図5に示す。図1~3を参照して培養デバイスの構造を説明する。培養デバイス1は、培養底面11、及び2本のピラー(ピラー12a、ピラー12b)を備える。2本のピラーは、培養底面11から培養槽14側に伸びている。培養デバイス1は、培養底面11がダンベル形状になるように、壁15を備えている。ピラー12a、12bは、上端(培養底面11と反対側の端)に半円状の障壁構造体13a、13bを備える。
Reference example 1. Preparation of Culture Device A culture device shown in FIGS. 1 to 3 was prepared. The size of the culture device is shown in FIG. The structure of the culture device will be described with reference to FIGS. The culture device 1 includes a culture bottom surface 11 and two pillars (pillar 12a, pillar 12b). The two pillars extend from the culture bottom surface 11 toward the culture tank 14 side. The culture device 1 has a wall 15 so that the culture bottom surface 11 has a dumbbell shape. The pillars 12a, 12b are provided with semicircular barrier structures 13a, 13b at their upper ends (ends opposite to the culture bottom surface 11).
 培養デバイスの作製方法は次のとおりである。培養デバイスはPDMS (Polydimetylsiloxane) (SILPOT 184, DuPont Toray Spacialty Materials, Tokyo, Japan)を用いて作製した。テフロンで作製した鋳型にPDMSを流し込み、70℃で1時間加熱し固化した。型から外した後、ピラー上部に薄膜PDMSで作製した円盤を乗せた。薄膜円盤は、次のようにして作製した:テフロンシートの上にPDMSを数滴滴下し、30秒間で回転数を1000 rpmまで上げ、30秒スピンコートし、その後70℃で1時間加熱して固化し、さらにPDMSを数滴滴下し、30秒で回転数を2000 rpmまで上げ30秒スピンコートし、得られた薄膜から直径1.5 mmの円をバイオプシーでくり抜いて薄膜円盤を得た。薄膜円盤を、培養デバイスのピラー上部に乗せ、70℃で1時間加熱することでピラー上部に固定した。その後、薄膜円盤を半分に切断し、半円状にした。 The manufacturing method of the culture device is as follows. The culture device was fabricated using PDMS (Polydimethylsiloxane) (SILPOT 184, DuPont Toray Spacialty Materials, Tokyo, Japan). PDMS was poured into a mold made of Teflon and solidified by heating at 70°C for 1 hour. After removing from the mold, a disk made of thin film PDMS was placed on top of the pillar. A thin film disc was prepared as follows: a few drops of PDMS were dropped on a Teflon sheet, the rotation speed was increased to 1000 rpm for 30 seconds, spin-coated for 30 seconds, and then heated at 70°C for 1 hour. After solidification, a few drops of PDMS were added, the rotation speed was increased to 2000 rpm in 30 seconds, and spin coating was performed for 30 seconds. The thin film disk was placed on the top of the pillars of the culture device and fixed to the top of the pillars by heating at 70°C for 1 hour. The thin film disk was then cut in half to give a semicircular shape.
 参考例2.培養デバイス設置型マイクロウェルプレートの作製
 作製した培養デバイスは、70% エタノールに浸漬し、滅菌した後、十分に乾かしてから使用した。マイクロウェルプレートの底に未硬化のPDMSを垂らし、その上に培養デバイスを乗せ、向きを整えた。70℃に設定されたホットプレート上で30分間加熱して固定し、培養デバイス設置型マイクロウェルプレートを得た。培養デバイス設置型マイクロウェルプレートのウェルの模式図を図6に示す。図6の下側がウェル底部である。作製したプレートはフタを開けた状態で少なくとも30分間UV光により滅菌した。筋組織の付着を防ぐため、培養を開始する前日に2%プルロニック(登録商標)溶液で培養デバイスを満たし、4℃で静置した。プルロニック溶液は使用する直前に除去した。
Reference example 2. Preparation of culture device-mounted microwell plate The prepared culture device was immersed in 70% ethanol, sterilized, and dried thoroughly before use. Uncured PDMS was dropped on the bottom of the microwell plate, and the culture device was put on it and oriented. It was fixed by heating on a hot plate set at 70°C for 30 minutes to obtain a culture device-mounted microwell plate. FIG. 6 shows a schematic diagram of the wells of the culture device-mounted microwell plate. The bottom of FIG. 6 is the bottom of the well. The prepared plates were sterilized by UV light with the lid open for at least 30 minutes. In order to prevent attachment of muscle tissue, the culture device was filled with a 2% Pluronic (registered trademark) solution the day before the start of culture and allowed to stand at 4°C. Pluronic solution was removed immediately before use.
 試験例1.神経-筋オルガノイドの製造
 多能性幹細胞(試験例1-1、試験例1-2)にMyoDを一過的に発現させてなる誘導細胞を調製し(試験例1-3)、これを培養デバイスの2本のピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させて筋オルガノイドを得た(試験例1-4)後、得られた筋オルガノイドを、2本のピラーと接触した状態のまま、神経栄養因子を含む培地で培養して神経分化誘導させ、神経-筋オルガノイドを得た(試験例1-5)。製造工程の概要を図7に示す。使用した材料、方法の詳細は以下のとおりである。
Test example 1. Production of nerve-muscle organoids Induced cells were prepared by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells (Test Examples 1-1 and 1-2) and cultured (Test Example 1-3). After inducing muscle differentiation to obtain a muscle organoid while covering the two pillars of the device (Test Example 1-4), the obtained muscle organoid was kept in contact with the two pillars. The cells were cultured in a medium containing neurotrophic factors to induce neuronal differentiation to obtain nerve-muscle organoids (Test Example 1-5). An outline of the manufacturing process is shown in FIG. Details of the materials and methods used are as follows.
 <試験例1-1.薬剤依存的MyoD過剰発現ヒトiPS細胞株409B2MyoD
 未分化ヒトiPS細胞株409B2MyoD(Uchimura, T., et al., A human iPS cell myogenic differentiation system permitting high-throughput drug screening, Stem Cell res. 25: 98-106 (2017))は京都大学iPS細胞研究所より提供された。409B2MyoD細胞は、Doxycyclineにより外因性のMyoDの過剰発現が誘導され、iPS細胞を骨格筋細胞へと直接誘導することが出来る。また、409B2MyoD細胞は、ピューロマイシン耐性が導入されており、培地にピューロマイシンを添加することで、遺伝子導入されていない細胞を除去することが出来る。
<Test Example 1-1. Drug-dependent MyoD overexpressing human iPS cell line 409B2 MyoD
Undifferentiated human iPS cell line 409B2 MyoD (Uchimura, T., et al., A human iPS cell myogenic differentiation system permitting high-throughput drug screening, Stem Cell res. 25: 98-106 (2017)) is Kyoto University iPS cell Provided by the laboratory. 409B2 MyoD cells are induced to overexpress exogenous MyoD by Doxycycline, and iPS cells can be directly induced to become skeletal muscle cells. In addition, 409B2 MyoD cells have been introduced with puromycin resistance, and by adding puromycin to the medium, non-transfected cells can be removed.
 <試験例1-2.iPS細胞の未分化培養>
 ヒトiPS細胞である409B2MyoDは以下の手順で培養された。培養しているT25フラスコから培地を除去し、PBSで1度洗浄した後、TrypLETM Select CTSTM (A12859-01, Life Technologies, Californica, USA)とPBSで1000倍に希釈されたUltraPureTM 0.5 M EDTA pH 8.0(15575-038, Life Technologies, California, USA)を等量で混合したトリプシン溶液を350 μl加え37℃インキュベーター内で4分間インキュベートした。トリプシン溶液を除去し、PBSで一度洗浄後、ロック阻害剤であるY-27632 (08945-71, Nacalai Tesque, Japan)を10 μMとなるように添加したStemFitTM (AK02N, Ajinomoto, Tokyo, Japan)を2 ml加え、セルスクレーパー(99002, Techno Plastic Products, Trasadingen, Switzerland)で細胞を回収した。回収した細胞は1 mlのピペットマンで10回懸濁した後に、全自動セルカウンター (TC20TM, Bio-Rad Laboratories, California, USA)で細胞数を算出し、25000 cells/mlとなるようにT25フラスコに播種し、Y-27632を10 μM添加したAK02N 3 mlと、10 μlのiMatrix-511 silkともに37℃、5%CO2のインキュベーター内で培養した。48時間後、Y-27632及びiMatrix-511 Silkを含まないAK02Nに交換し、その後72時間後に培地を交換した。さらに48時間後、サブコンフルエント状態となった細胞は再度継代された。
<Test example 1-2. Undifferentiated culture of iPS cells>
409B2 MyoD, human iPS cells, were cultured according to the following procedure. Media was removed from the growing T25 flask and washed once with PBS, followed by TrypLE Select CTS (A12859-01, Life Technologies, California, USA) and UltraPure 0.5 M diluted 1:1000 in PBS. 350 µl of a trypsin solution mixed with an equal volume of EDTA pH 8.0 (15575-038, Life Technologies, California, USA) was added and incubated in a 37°C incubator for 4 minutes. After removing the trypsin solution and washing once with PBS, the lock inhibitor Y-27632 (08945-71, Nacalai Tesque, Japan) was added to 10 μM StemFit TM (AK02N, Ajinomoto, Tokyo, Japan). was added, and the cells were harvested with a cell scraper (99002, Techno Plastic Products, Trasadingen, Switzerland). After suspending the recovered cells 10 times with a 1 ml pipetman, the cell count was calculated using a fully automatic cell counter (TC20 TM , Bio-Rad Laboratories, California, USA), and the cells were added to a T25 flask at 25,000 cells/ml. 3 ml of AK02N containing 10 μM of Y-27632 and 10 μl of iMatrix-511 silk were cultured together in an incubator at 37° C. and 5% CO 2 . After 48 hours, the medium was replaced with AK02N without Y-27632 and iMatrix-511 Silk, and then after 72 hours, the medium was replaced. After an additional 48 hours, subconfluent cells were passaged again.
 <試験例1-3.ヒトiPS細胞の骨格筋細胞への初期分化誘導>
 6 well plate(TR5000, Trueline, Japan)にCorning(登録商標) Matrigel(登録商標) Basement Membrane Matrix(354234, Corning. USA)を無血清のDMEM/F-12 (Dulbecco’s Modified Eagle Medium : Nutrient Mixture F-12)(042-30555, Wako, Japan)で100倍に希釈したマトリゲル溶液を1 ml/wellで加え37℃インキュベーター内で1時間静置した。その後マトリゲル溶液を抜き、継代時と同様の操作で得られたヒトiPS細胞を10 μMのY-27632を添加したStemFitに懸濁し、1ウェル当たり1 mlで1.5*105cell/mlになるように播種し、37℃、5% CO2インキュベーター内で培養した。48時間後ヒトES細胞培地(DMEM/F-12 + 20% Knockout Serum Replacement(KSR, 10828028, Sigma-Aldrich), 1% MEM Non-Essential Amino Acids solution (NEAA, 11140050, GibcoTM, USA), 2 mM L-glutamine, 100 μM 2-Mercaptoethanol(2-ME, 21438-82, Wako, Japan))に10 μMのY-27632を添加した培地に交換し、37℃、5%CO2インキュベーター内で24時間培養した。その後、培地を、ヒトES細胞培地に1 μg/mlのDoxycycline Hyclate (Dox, D4116, Tokyo Chemical Industry)を添加した培地に交換し、37℃、5%CO2インキュベーター内で24時間培養した。
<Test example 1-3. Early differentiation induction of human iPS cells into skeletal muscle cells>
Corning (registered trademark) Matrigel (registered trademark) Basement Membrane Matrix (354234, Corning. USA) was added to a 6-well plate (TR5000, Trueline, Japan) in serum-free DMEM/F-12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F- 12) Matrigel solution diluted 100-fold with (042-30555, Wako, Japan) was added at 1 ml/well and allowed to stand in a 37°C incubator for 1 hour. After that, the matrigel solution is removed, and the human iPS cells obtained by the same procedure as at the time of passage are suspended in StemFit containing 10 μM Y-27632, and 1 ml per well is 1.5*10 5 cells/ml. and cultured in a 37°C, 5% CO 2 incubator. 48 hours later Human ES cell medium (DMEM/F-12 + 20% Knockout Serum Replacement (KSR, 10828028, Sigma-Aldrich), 1% MEM Non-Essential Amino Acids solution (NEAA, 11140050, Gibco TM , USA), 2 Replace the medium with 10 μM Y-27632 added to mM L-glutamine, 100 μM 2-Mercaptoethanol (2-ME, 21438-82, Wako, Japan) and incubate at 37°C in a 5% CO 2 incubator for 24 hours. cultured for hours. Thereafter, the medium was replaced with a human ES cell medium supplemented with 1 μg/ml Doxycycline Hyclate (Dox, D4116, Tokyo Chemical Industry), and cultured at 37° C. in a 5% CO 2 incubator for 24 hours.
 <試験例1-4.ヒトiPS細胞骨格筋組織の作製と誘導>
 ヒトiPS細胞を初期分化誘導した6 well plateから培地を除去し、PBSで3度洗浄した。Accutase を350 μl加え、37℃インキュベーター内で4分間静置した。10 μMとなるようにY-27632を添加した筋誘導培地(αMEM + 10% KSR, 2% UltroserG, 200 μM 2-ME, 0.5% penicillin/streptomycin)を1 ml加え、10回ピペッティングを行い、遠沈管に回収した。800 rpmで5分間遠心し上清を取り除いた。細胞数を計測し増殖培地を用いて16.67*106cells/mlとなるように懸濁した。48.4% 細胞懸濁液、20% DMEM (2X), 20% Fibrinogen from bovine plasma (10 mg/ml) (F8630, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA)、10% Matrigel(登録商標) Basement Membrane Matrix(354234, Corning. USA)、1.6% Thrombin (2%) (T4648, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA)の比率で混合した細胞混合ハイドロゲル溶液を、12 μlずつ培養デバイスに播種し、37℃で30分間インキュベートすることで固化させた。その後、10μMのY-27632、1 μg/mlのDoxを含む筋誘導培地にゲルの分解を防ぐためと1 mg/mlのTAを加えたものを200 μl/wellで加え37℃、5% CO2インキュベーター内で培養した。その後24時間毎に、培地を、Y-27632を含まずDox、TAを添加した筋誘導培地に交換した。
<Test Example 1-4. Preparation and induction of human iPS cell skeletal muscle tissue>
The medium was removed from the 6-well plate in which the human iPS cells were initially differentiated, and the plate was washed with PBS three times. 350 µl of Accutase was added, and the mixture was allowed to stand in a 37°C incubator for 4 minutes. Add 1 ml of muscle induction medium (αMEM + 10% KSR, 2% UltroserG, 200 μM 2-ME, 0.5% penicillin/streptomycin) supplemented with Y-27632 to 10 μM, pipette 10 times, Collected in a centrifuge tube. It was centrifuged at 800 rpm for 5 minutes and the supernatant was removed. The cells were counted and suspended in a growth medium to a concentration of 16.67*10 6 cells/ml. 48.4% cell suspension, 20% DMEM (2X), 20% Fibrinogen from bovine plasma (10 mg/ml) (F8630, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA), 10% Matrigel® Basement Membrane Matrix (354234) , Corning. USA) and 1.6% Thrombin (2%) (T4648, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA). Solidified by incubating. Then, 200 μl/well of muscle induction medium containing 10 μM Y-27632 and 1 μg/ml Dox plus 1 mg/ml TA to prevent gel degradation was added at 37°C, 5% CO. 2 cultured in an incubator. Every 24 hours thereafter, the medium was changed to myogenic induction medium without Y-27632 and supplemented with Dox, TA.
 <試験例1-5.ヒトiPS細胞神経筋オルガノイドの誘導>
 フィブリンゲルを作製して6日間の筋誘導の後(図7:D6)、組織はピラー上部に持ち上げられ、培地を1.0 mg/ml TAを含む神経誘導培地(KBM Neural stem cell (16050100, Kohjin Bio, Saitama, Japan) に2% B-27TM supplement, serum free (17504-44, Gibco TM, USA)、1% NEAA、1 μM N6,2′-O-Dibutyryladenosine 3′,5′-cyclic monophosphate sodium salt (cAMP, D0260, Sigma-Aldrich)、10 ng/ml Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF, 248-BD-025, R&D Systems, Minesota, USA)、10 ng/ml Glial cell Derived Neurotrophic Factor (GDNF, 212-GD-025, R&D Systems)、10 ng/ml Insulin like Growth Factor-1 (IGF-1, 291-G1-050, R&D Systems)、50 nM Retinoic Acid (RA, 180-01114, Wako)、500 nM Purmorphamine (540220, Calbiochem, California, USA)、Ascorbic Acid (AA, 012-04802, Wako)を添加した培地)に交換し神経細胞を誘導した。37℃、5% CO2インキュベーター内で培養し、2日に一度新鮮なTAを含む神経誘導培地に交換した。得られた神経筋オルガノイドの模式図を図8に示す。
<Test Example 1-5. Induction of human iPS cell neuromuscular organoids>
After fibrin gel preparation and muscle induction for 6 days (Fig. 7: D6), the tissue was lifted to the top of the pillars, and the medium was changed to neural induction medium (KBM Neural stem cell (16050100, Kohjin Bio)) containing 1.0 mg/ml TA. 2% B-27 TM supplement, serum free (17504-44, Gibco TM , USA), 1% NEAA, 1 μM N6,2′-O-Dibutyryladenosine 3′,5′-cyclic monophosphate sodium salt (cAMP, D0260, Sigma-Aldrich), 10 ng/ml Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF, 248-BD-025, R&D Systems, Minesota, USA), 10 ng/ml Glial cell Derived Neurotrophic Factor (GDNF, 212- GD-025, R&D Systems), 10 ng/ml Insulin like Growth Factor-1 (IGF-1, 291-G1-050, R&D Systems), 50 nM Retinoic Acid (RA, 180-01114, Wako), 500 nM Purmorphamine (540220, Calbiochem, California, USA), medium supplemented with Ascorbic Acid (AA, 012-04802, Wako)) to induce nerve cells. The cells were cultured in a 37°C, 5% CO 2 incubator and replaced with a fresh neural induction medium containing TA once every two days. A schematic diagram of the obtained neuromuscular organoid is shown in FIG.
 試験例2.神経-筋オルガノイドの評価
 <試験例2-1.収縮特性の取得>
 組織化(図7:D0)から14日目の神経筋オルガノイドに電圧4 V/mm, 周波数30Hz, パルス持続時間2 msの電気刺激を3秒間与え、その応答を正立顕微鏡 (BX53F, OLYMPUS, Japan)に組み込んだ顕微鏡用デジタルカメラ(ORCA-Spark, Hamamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan)で60Hzのフレームレートで動画撮影した。撮影した動画はPV Studio 2D (OA Science, Miyazaki, Japan)を用いてモーショントラッキングを行い、収縮の様子を数値化した。
Test example 2. Evaluation of nerve-muscle organoids <Test Example 2-1. Acquisition of Shrinkage Characteristics>
On the 14th day after organization (Fig. 7: D0), electrical stimulation with a voltage of 4 V/mm, a frequency of 30 Hz, and a pulse duration of 2 ms was applied to the neuromuscular organoids for 3 seconds. A digital camera for microscopes (ORCA-Spark, Hamamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan) incorporated in Japan) was used to shoot movies at a frame rate of 60 Hz. Motion tracking was performed on the captured video using PV Studio 2D (OA Science, Miyazaki, Japan), and the state of contraction was quantified.
 結果を図9に示す。神経筋オルガノイドが電気刺激に応じて収縮することが分かった。 The results are shown in Figure 9. Neuromuscular organoids were found to contract in response to electrical stimulation.
 <試験例2-2.遺伝子発現変化の取得>
 組織化(図7:D0)から6日目と16日目のオルガノイドの神経細胞マーカー遺伝子(MNX1)の発現を解析した。RNA抽出はNucleo Spin(登録商標) RNA XS (740902.50, MACHEREY-NAGEL, Germany)を用いて行った。デバイス上の組織をPBSで3回洗浄し、培養デバイスから外してPBSをふき取り3サンプルをまとめてマイクロチューブに回収した。以降はキットのプロトコルに従ってRNAを抽出した。RNAの定量はQubit 3.0 Fluorometer (Invitrogen, USA)とQubit RNA HS assay (Q32852, Invirogen)を用いて行った。cDNAへの逆転写はReverTra Ace qPCR RT Master Mix with gDNA Remover (FSQ-301, TOYOBO, Japan)を用いて行った。サンプルのRNA濃度が16.7 ng/μlとなるようにNuclease free Waterで希釈してからプロトコルに従って行った。作製したcDNAは-80℃で保存した。RT-PCR は THUNDERBIRD SYBR qPCR Mix (QPS201, TOYOBO)を用いてStepOne real-time PCR System (Applied Biosystems, USA)で検出した。初めに95℃で1分間加熱し、cDNAを変性させ、60℃で1分間アニーリング及び伸長を行うサイクルを40サイクル行った。使用したプライマーの配列は以下に示す。遺伝子発現の相対変化を比較Ct (ΔΔCt)法により計算し、内因性対照遺伝子としてGAPDHに対して標準化した。
<Test example 2-2. Acquisition of gene expression changes>
The expression of the nerve cell marker gene (MNX1) in the organoids on the 6th and 16th days after the organization (Fig. 7: D0) was analyzed. RNA extraction was performed using Nucleo Spin® RNA XS (740902.50, MACHEREY-NAGEL, Germany). The tissue on the device was washed with PBS three times, removed from the culture device, the PBS was wiped off, and the three samples were collectively collected in a microtube. After that, RNA was extracted according to the protocol of the kit. RNA quantification was performed using Qubit 3.0 Fluorometer (Invitrogen, USA) and Qubit RNA HS assay (Q32852, Invirogen). Reverse transcription to cDNA was performed using ReverTra Ace qPCR RT Master Mix with gDNA Remover (FSQ-301, TOYOBO, Japan). Samples were diluted with Nuclease-free Water so that the RNA concentration was 16.7 ng/μl, and the protocol was followed. The generated cDNA was stored at -80°C. RT-PCR was detected with StepOne real-time PCR System (Applied Biosystems, USA) using THUNDERBIRD SYBR qPCR Mix (QPS201, TOYOBO). First, the cDNA was denatured by heating at 95°C for 1 minute, followed by 40 cycles of annealing and extension at 60°C for 1 minute. The sequences of the primers used are shown below. Relative changes in gene expression were calculated by the comparative Ct (ΔΔCt) method and normalized to GAPDH as an endogenous control gene.
 結果を図10に示す。神経筋オルガノイド(組織化(図7:D0)から16日目)において、神経細胞マーカー遺伝子(MNX1)の発現が亢進していることが分かった。 The results are shown in Fig. 10. In neuromuscular organoids (16 days after organization (FIG. 7: D0)), it was found that the expression of the neuronal cell marker gene (MNX1) is enhanced.
 <試験例2-3.免疫蛍光画像の取得>
 培養した組織はPBSで3回洗浄した後、培養デバイス上で4%パラホルムアルデヒド・りん酸緩衝液(163-20145, Wako)に1時間反応させ固定化した。固定化液を除去し、培養デバイスをウェルプレートから取り外し組織を培養デバイスから取り外しマイクロチューブに回収した。PBSで10分間、3回洗浄し、PBSで希釈した3% Triton X-100 (T8787, Sigma-Aldrich)溶液を加え、常温で1時間処理することで膜貫通を行った。PBSで3回洗浄した後、基本液(PBS + 10% Goat serum (S-1000, Vector Laboratories, USA)、0.01% Triton X-100)を加え室温で1時間反応させブロッキングを行った。基本液に1次抗体を加え、室温で一晩反応させた。用いた1次抗体はそれぞれ、抗α-actinin マウス IgG抗体 (A7811-2ML, Sigma-Aldrich)、抗tubulin β-3 ラビット IgG抗体 (802001, Biolegend, USA)である。PBSで3回洗浄した後、基本液に2次抗体とDAPI(340-07971, Dojindo)を加え、室温で2時間反応させた。用いた2次抗体はCF488A TM Goat anti rabbit IgG (H+L) (2 mg/ml, 20012, biotium)、CF555TM Goat anti mouse IgG (H+L) (2 mg/ml, 20231, biotiium)である。PBSで3回洗浄した後、組織をスライドガラスに乗せ、蛍光染色用封入剤 (H-1400, Vector Laboratories)を数滴たらし、乾いたことを確認後、蛍光顕微鏡(BZ-X700, Keyence, Osaka, Japan)を用いて蛍光画像を取得した。
<Test Example 2-3. Acquisition of Immunofluorescence Image>
After the cultured tissue was washed with PBS three times, it was fixed by reacting with 4% paraformaldehyde/phosphate buffer (163-20145, Wako) for 1 hour on a culture device. The fixative was removed, the culture device was removed from the well plate, and the tissue was removed from the culture device and collected in a microtube. The cells were washed with PBS for 10 minutes three times, added with a 3% Triton X-100 (T8787, Sigma-Aldrich) solution diluted with PBS, and treated at room temperature for 1 hour to permeabilize the membrane. After washing with PBS three times, a base solution (PBS + 10% Goat serum (S-1000, Vector Laboratories, USA), 0.01% Triton X-100) was added and allowed to react at room temperature for 1 hour for blocking. A primary antibody was added to the base solution and allowed to react overnight at room temperature. The primary antibodies used were anti-α-actinin mouse IgG antibody (A7811-2ML, Sigma-Aldrich) and anti-tubulin β-3 rabbit IgG antibody (802001, Biolegend, USA), respectively. After washing with PBS three times, a secondary antibody and DAPI (340-07971, Dojindo) were added to the base solution and allowed to react at room temperature for 2 hours. The secondary antibodies used were CF488A TM Goat anti rabbit IgG (H+L) (2 mg/ml, 20012, biotium) and CF555 TM Goat anti mouse IgG (H+L) (2 mg/ml, 20231, biotium). be. After washing with PBS three times, the tissue was placed on a slide glass, and a few drops of mounting medium for fluorescent staining (H-1400, Vector Laboratories) were added. Osaka, Japan) was used to acquire fluorescence images.
 結果を図11に示す。筋細胞マーカーであるα-actininと、神経細胞マーカーであるtubulin β-3の両方の発現が確認できた。 The results are shown in Fig. 11. Expression of both α-actinin, a muscle cell marker, and tubulin β-3, a nerve cell marker, were confirmed.
 <試験例2-4.神経筋接合部の機能評価>
 神経筋接合部の形成を機能的に評価するため、運動神経細胞の単独刺激による骨格筋の収縮の確認を作製した神経筋オルガノイドで行った。運動神経細胞の刺激にはNMDA受容体のアゴニストであるグルタミン酸 (070-00502, Wako)を用いた。グルタミン酸は下位運動神経に作用して神経発火を促すことが出来る神経伝達物質であることが知られている。先ず、最終濃度が400 μMとなるようにグルタミン酸が添加し、組織の様子を正立顕微鏡 (BX53F, OLYMPUS, Japan)に組み込んだ顕微鏡用デジタルカメラ(ORCA-Spark, Hamamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan)で60Hzのフレームレートで動画撮影した。次に運動神経細胞の刺激によって収縮していることを確認するため、最終濃度2 μMとなるようにテトロドトキシンを添加し、組織の様子を観察した。テトロドトキシンは運動神経細胞の興奮性膜の電位依存的ナトリウムチャネルを選択的に阻害することで神経発火を阻害することが出来る。また、神経細胞の刺激が神経筋接合部を介して骨格筋の収縮を起こしていることを確認するため、グルタミン酸を添加、組織の様子の観察に次いで、最終濃度20 μMの臭化ベクロニウム(Curare, 223-01811, Wako)を添加し、組織の様子を観察した。収縮の様子はPV Studio 2Dを用いたモーショントラッキングにより、数値化された。
<Test Example 2-4. Functional Evaluation of Neuromuscular Junction>
In order to functionally evaluate the formation of the neuromuscular junction, we confirmed the contraction of skeletal muscle by single stimulation of motor neurons in the constructed neuromuscular organoids. Glutamic acid (070-00502, Wako), an agonist of NMDA receptors, was used to stimulate motor neurons. Glutamate is known to be a neurotransmitter that can act on lower motor neurons to promote neuronal firing. First, glutamic acid was added to a final concentration of 400 μM, and the appearance of the tissue was observed with a microscope digital camera (ORCA-Spark, Hamamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan) incorporated into an upright microscope (BX53F, OLYMPUS, Japan). The video was shot at a frame rate of 60Hz. Next, in order to confirm contraction due to stimulation of motor neurons, tetrodotoxin was added to a final concentration of 2 μM, and the state of the tissue was observed. Tetrodotoxin can inhibit neuronal firing by selectively blocking voltage-gated sodium channels in the excitatory membrane of motor neurons. In addition, in order to confirm that nerve cell stimulation causes skeletal muscle contraction via the neuromuscular junction, we added glutamic acid, observed the state of the tissue, and then added vecuronium bromide (Curare , 223-01811, Wako) was added and the state of the tissue was observed. Contractions were quantified by motion tracking using PV Studio 2D.
 結果を図12に示す。製造した神経筋オルガノイドには、運動神経、及びNMJ(神経筋接合部)が形成されていることが分かった。 The results are shown in Fig. 12. It was found that motor nerves and NMJs (neuromuscular junctions) were formed in the produced neuromuscular organoids.
 試験例3.Doxycycline添加濃度の最適化
 ヒトiPS細胞骨格筋組織の作製(試験例1-1~1-4)と同様の方法で骨格筋組織を構築した。本試験例では、培養する際の筋誘導培地に添加するDoxycyclineの濃度を0, 0.01, 0.1, 1 μg/mlとして6日間(図7:D6まで)培養を行った。組織の持ち上げ操作を行い筋収縮力の測定を行った。筋収縮力の測定方法の詳細は以下のとおりである。
Test example 3. A skeletal muscle tissue was constructed in the same manner as the production of human iPS cell skeletal muscle tissue with optimized Doxycycline concentration (Test Examples 1-1 to 1-4). In this test example, the concentration of Doxycycline added to the muscle induction medium during culture was set to 0, 0.01, 0.1, and 1 μg/ml, and culture was performed for 6 days (up to D6 in FIG. 7). The tissue was lifted and the muscle contraction force was measured. The details of the method for measuring muscle contractility are as follows.
 <収縮力測定用電気刺激装置の作製>
 筋組織に電気刺激を与えて収縮力を測定するために3Dプリンターと白金電極を用いて電極を作製した。電極には化学的に安定である白金を採用し、直径0.5 mmの円柱形電極とし電極間距離は5 mmに設計した。3Dプリンターで作製した電極の基盤には各wellの上部に窓が開いており、筋組織の観察が可能になっている。それぞれの電極はセレクタ―スイッチにより制御され、well毎に電気刺激を可能にしている。
<Production of electrical stimulator for measuring contractile force>
Electrodes were fabricated using a 3D printer and platinum electrodes in order to measure the contractile force by applying electrical stimulation to muscle tissue. Chemically stable platinum was used as the electrode, and it was designed as a cylindrical electrode with a diameter of 0.5 mm and a distance between the electrodes of 5 mm. The 3D-printed electrode base has a window at the top of each well, allowing observation of the muscle tissue. Each electrode is controlled by a selector switch, enabling electrical stimulation per well.
 <筋収縮力の測定>
 筋組織に対する電気刺激はC-PACE (C-PACE 100, IonOptix, Massachusetts, USA)により生成した。電気刺激はC-PACEによって生成され、作製された電極により、各wellに振り分けられる。測定には電圧4 V/mm, 周波数30Hz, パルス持続時間2 msecを使用し、正立顕微鏡 (BX53F, OLYMPUS, Japan)に組み込んだ顕微鏡用デジタルカメラ(ORCA-Spark, Hamamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan)によって筋組織の動きを撮影した。電気刺激を与える前後の筋組織の写真からマイクロポストの変位を画像解析ソフトImageJを使用して計算した。計測したマイクロポストの変位は以下の式を用いて収縮力に変換した。E (PDMSの弾性係数)は1.7 MN/m2、R (円柱の半径)は 0.25 mm、L (円柱の長さ)は4 mmとし、δは各筋組織が収縮した距離である。 式:F=3πER4δ/4L3
 結果を図13に示す。Doxycyclineの濃度が一定以上である場合に収縮力が強くなることが分かった。
<Measurement of muscle contraction force>
Electrical stimulation to muscle tissue was generated by C-PACE (C-PACE 100, IonOptix, Massachusetts, USA). Electrical stimulation is generated by C-PACE and distributed to each well by the fabricated electrodes. A voltage of 4 V/mm, a frequency of 30 Hz, and a pulse duration of 2 msec were used for the measurements, using a microscope digital camera (ORCA-Spark, Hamamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan) incorporated in an upright microscope (BX53F, OLYMPUS, Japan). The movement of muscle tissue was imaged by The micropost displacement was calculated using image analysis software ImageJ from photographs of muscle tissue before and after electrical stimulation. The measured micropost displacement was converted to contractile force using the following equation. E (modulus of elasticity of PDMS) is 1.7 MN/m 2 , R (radius of cylinder) is 0.25 mm, L (length of cylinder) is 4 mm, and δ is the distance contracted by each muscle tissue. Formula: F= 3πER4δ / 4L3
The results are shown in FIG. It was found that the contractile force increased when the concentration of doxycycline was above a certain level.
 試験例4.ROCK inhibitorの効果の解析
 ヒトiPS細胞骨格筋組織の作製(試験例1-1~1-4)と同様の方法で骨格筋組織を構築した。本試験例では、培養初期2日間(図7:D0~1まで)に筋誘導培地にY-27632(ROCK inhibitor)を添加する/添加しない(PBSのみ)条件で培養した。6日間(図7:D6まで)の培養の後、持ち上げ操作を行い、試験例3と同様にして筋収縮力の測定を行った。
Test example 4. Analysis of Effect of ROCK Inhibitor Skeletal muscle tissue was constructed in the same manner as in the preparation of human iPS cell skeletal muscle tissue (Test Examples 1-1 to 1-4). In this test example, the cells were cultured under the condition that Y-27632 (ROCK inhibitor) was added/not added (PBS only) to the muscle induction medium during the initial two days of culture (Fig. 7: D0 to 1). After culturing for 6 days (up to D6 in FIG. 7), lifting operation was performed, and muscle contraction force was measured in the same manner as in Test Example 3.
 結果を図14に示す。筋分化誘導時にロック阻害剤を添加することにより、収縮力が強くなることが分かった。 The results are shown in FIG. It was found that the addition of a lock inhibitor during the induction of muscle differentiation increased the contractile force.
 試験例5.細胞密度の最適化
 試験例1-3で得られた初期分化誘導細胞をAccutaseで回収し、細胞数を計測した。組織の細胞密度を検討するため16.67、12.5、8.33、4.17*106cells/mlとなるように細胞懸濁液を作製し、試験例1-4に記載の通りフィブリンゲルを作製した。フィブリンゲル中の細胞密度はそれぞれ8、6、4、2*106cell/mlである。以降は試験例1-4の通りに培養を行い、6日間(図7:D6まで)の培養の後、持ち上げ操作を行い、試験例3と同様にして筋収縮力の測定を行った。
Test example 5. Optimization of Cell Density The early differentiation-induced cells obtained in Test Example 1-3 were collected with Accutase, and the number of cells was counted. In order to examine the tissue cell density, cell suspensions were prepared at concentrations of 16.67, 12.5, 8.33 and 4.17*10 6 cells/ml, and fibrin gels were prepared as described in Test Example 1-4. The cell densities in the fibrin gel are 8, 6, 4, 2*10 6 cells/ml respectively. Thereafter, culture was performed as in Test Example 1-4, and after culturing for 6 days (up to D6 in FIG. 7), lifting operation was performed, and muscle contraction force was measured in the same manner as in Test Example 3.
 結果を図15に示す。筋分化誘導開始時におけるフィブリンゲル中の細胞濃度が一定以上である場合に収縮力が強くなることが分かった。 The results are shown in FIG. It was found that when the cell concentration in the fibrin gel at the start of muscle differentiation induction was above a certain level, the contractile force became stronger.
 試験例6.培地量の比較
 培養デバイスを96ウェルプレート及び48ウェルプレートに固定した。固定方法は参考例2と同様である。得られたウェルプレートを用いて、ヒトiPS細胞骨格筋組織の作製(試験例1-1~1-4)と同様の方法で骨格筋組織を構築した。培地量は、96ウェルプレートでは200 μl、48 ウェルプレートでは700 μlである。6日間(図7:D6まで)の培養後、経時的に、試験例3と同様にして筋収縮力を測定した。
Test example 6. Comparison of medium amount Culture devices were fixed to 96-well plates and 48-well plates. The fixing method is the same as in Reference Example 2. Using the obtained well plate, skeletal muscle tissue was constructed in the same manner as in the preparation of human iPS cell skeletal muscle tissue (Test Examples 1-1 to 1-4). Medium volume is 200 μl for 96-well plates and 700 μl for 48-well plates. After culturing for 6 days (up to D6 in FIG. 7), muscle contractility was measured over time in the same manner as in Test Example 3.
 結果を図16及び17に示す。一定の細胞数あたりの培地量を調整することにより、収縮力が強くなることが分かった。 The results are shown in Figures 16 and 17. It was found that the contractile force was strengthened by adjusting the amount of medium for a certain number of cells.
 試験例7.培養法の改善
 筋分化誘導における組織の持ち上げ方法を検討した。使用した材料、方法の詳細は以下のとおりである。
Test example 7. We investigated the method of lifting the tissue in the improvement of the culture method and the induction of muscle differentiation. Details of the materials and methods used are as follows.
 <試験例7-1.骨格筋細胞の継代培養>
 骨格筋細胞にはHu5/KD3(国立長寿医療センターから譲渡)を用い、以下の手順で培養を行った。初めにフラスコのコラーゲンコートを行った。0.02N酢酸にコラーゲン(Cellmatrix typeI-C : 新田ゼラチン株式会社, Osaka, Japan)を50 μg/mlの濃度で溶かし、コラーゲン溶液を作製した。作製したコラーゲン溶液をT75フラスコに5 ml加え、室温で1時間静置した。その後、コラーゲン溶液を除去し、PBS 5 mlで2度洗浄した。培養しているT75フラスコから培地を除去し、PBSで2度洗浄した後、0.05% トリプシンを1 ml加え、37℃インキュベーター内で2分間インキュベートした。筋増殖培地(DMEM(20% FBS, 2mM L-glutamine (073-05391, Wako, Tokyo, Japan), 0.5% penicillin/streptomycin, 2% UltroserG (15950-017, Sartorius, Gottingen, Deutschland)))を5 ml加え、1000 rpmで5分間遠心することで細胞のペレットを回収した。得られたペレットを筋増殖培地2 mlで懸濁し、全自動セルカウンター (TC20TM, Bio-Rad Laboratories, California, USA)で細胞数を算出し、コートされたフラスコに2.0*105 cellsを、筋増殖培地10 mlに加え。T75に播種し37℃、10% CO2、5% O2のインキュベーター内で培養した。72時間後、サブコンフルエント状態となった細胞は再度継代した。
<Test Example 7-1. Subculture of skeletal muscle cells>
Hu5/KD3 (transferred from the National Center for Geriatrics and Gerontology) was used as skeletal muscle cells and cultured according to the following procedure. Collagen coating of the flask was performed first. A collagen solution was prepared by dissolving collagen (Cellmatrix type I-C: Nitta Gelatin Co., Ltd., Osaka, Japan) in 0.02N acetic acid at a concentration of 50 μg/ml. 5 ml of the prepared collagen solution was added to a T75 flask and allowed to stand at room temperature for 1 hour. After that, the collagen solution was removed and washed twice with 5 ml of PBS. The culture medium was removed from the cultured T75 flask, washed twice with PBS, added with 1 ml of 0.05% trypsin, and incubated in a 37° C. incubator for 2 minutes. muscle growth medium (DMEM (20% FBS, 2mM L-glutamine (073-05391, Wako, Tokyo, Japan), 0.5% penicillin/streptomycin, 2% UltroserG (15950-017, Sartorius, Gottingen, Deutschland))) ml and centrifuged at 1000 rpm for 5 minutes to collect the cell pellet. The resulting pellet was suspended in 2 ml of muscle growth medium, the number of cells was calculated using a fully automatic cell counter (TC20 , Bio-Rad Laboratories, California, USA), and 2.0*10 5 cells were added to a coated flask. Add to 10 ml of muscle growth medium. The cells were seeded on T75 and cultured in an incubator at 37°C, 10% CO 2 , 5% O 2 . After 72 hours, the subconfluent cells were subcultured again.
 <試験例7-2.骨格筋組織の作製と遠心操作による筋組織持ち上げ>
 T75フラスコで培養した細胞を継代操作と同様の手法で回収し、細胞数を計測し増殖培地を用いて4.17*106 cells/mlとなるように懸濁した。48.4% 細胞懸濁液、20% DMEM (2X), 20% Fibrinogen from bovine plasma (10 mg/ml) (F8630, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA)、10% Matrigel(登録商標) Basement Membrane Matrix(354234, Corning. USA), 1.6% Thrombin (2%) (T4648, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA)の比率で混合した細胞混合ハイドロゲル溶液を、12 μlずつ培養デバイスに播種し、37℃で30分間インキュベートすることで固化させた。その後、筋増殖培地にゲルの分解を防ぐため2.0 mg/mlの6-Amino caproic Acid (6-AA, A2504, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA)と1 mg/mlのtrans-4- (Aminomethyl) cyclohexanecarboxylic Acid(TA, A0236, Tokyo Chemical industry, Tokyo, Japan)を加えたものを200 μl/wellで添加し37℃、5% CO2インキュベーター内で培養した。48時間後、培地を抜き、筋組織を持ち上げた。
<Test Example 7-2. Preparation of skeletal muscle tissue and lifting of muscle tissue by centrifugal operation>
The cells cultured in the T75 flask were collected by the same method as the subculture operation, the number of cells was counted, and the cells were suspended in a growth medium to a concentration of 4.17*10 6 cells/ml. 48.4% cell suspension, 20% DMEM (2X), 20% Fibrinogen from bovine plasma (10 mg/ml) (F8630, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA), 10% Matrigel® Basement Membrane Matrix (354234) , Corning. USA), 1.6% Thrombin (2%) (T4648, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA), 12 μl of the cell-mixed hydrogel solution was seeded in a culture device and incubated at 37°C for 30 minutes. Solidified by incubating. After that, 2.0 mg/ml 6-Amino caproic Acid (6-AA, A2504, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA) and 1 mg/ml trans-4- (Aminomethyl) were added to muscle growth medium to prevent gel degradation. A mixture containing cyclohexanecarboxylic Acid (TA, A0236, Tokyo Chemical Industry, Tokyo, Japan) was added at 200 μl/well and cultured at 37° C. in a 5% CO 2 incubator. After 48 hours, medium was removed and muscle tissue was lifted.
 持ち上げには、従来の吸引操作と新規の遠心操作を用いた。吸引操作では、アスピレーターにゲルローディングチップ (Q-010, QSP)をセットし、筋組織を吸引することで組織を把持し、ピラー上部に持ち上げた。遠心操作では、テーブルトップ遠心機(5010, KUBOTA, Japan)に上下逆さまにプレートを設置し、200 ×gで10秒間すること筋組織を上部に持ち上げた。その後、6-AA、TAを含む筋分化培地(DMEM(+ 2% FBS, 1% penicillin/streptomycin, 1% ITS supplement (I3146, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA))を200 μl/wellで加え、37℃、5% CO2インキュベーター内で培養した。48時間後にもう一度同様の操作で持ち上げを行い、筋分化培地を加えた。以降48時間毎に新鮮な筋分化培地に培地を交換し、試験例3と同様にして筋組織の収縮力を測定した。 A conventional aspiration operation and a new centrifugation operation were used for lifting. In the suction operation, a gel loading tip (Q-010, QSP) was set on an aspirator, and muscle tissue was grasped by suction and lifted to the top of the pillar. For centrifugation, the plate was placed upside down in a tabletop centrifuge (5010, KUBOTA, Japan) and 200 xg for 10 seconds to lift the muscle tissue upwards. After that, 200 μl/well of muscle differentiation medium (DMEM (+ 2% FBS, 1% penicillin/streptomycin, 1% ITS supplement (I3146, Sigma-Aldrich, Massachusetts, USA))) containing 6-AA and TA was added. It was cultured in a 5% CO 2 incubator at 37° C. After 48 hours, it was lifted again by the same operation, and a muscle differentiation medium was added.After that, the medium was replaced with a fresh muscle differentiation medium every 48 hours. The contractile force of the muscle tissue was measured in the same manner as in 3.
 結果を図18及び19に示す。組織の持ち上げを遠心操作により行うことにより、筋収縮率のサンプル間のばらつきが低くなることが分かった。 The results are shown in Figures 18 and 19. It was found that the sample-to-sample variability in muscle contractility was reduced by centrifuging tissue lifting.

Claims (19)

  1. (1a)培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイス中で、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、及び多能性幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有するオルガノイド形成用組成物を、前記ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させ、筋オルガノイドを得る工程、並びに
    (2)工程(1a)で得られた筋オルガノイドを、神経栄養因子を含む培地で培養して神経分化誘導させ、神経-筋オルガノイドを得る工程を含む、
    神経-筋オルガノイドの製造方法。
    (1a) A group consisting of pluripotent stem cells and initial induced cells obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells in a culture device having at least two pillars extending from the bottom of the culture to the culture tank side. The organoid-forming composition containing at least one cell selected from the above is covered with the pillar to induce muscle differentiation to obtain a muscle organoid, and (2) obtained in step (1a) culturing the obtained muscle organoids in a medium containing neurotrophic factors to induce neuronal differentiation to obtain neuro-muscle organoids;
    Methods for producing neuro-muscular organoids.
  2. 前記筋分化誘導が、前記細胞にMyoDを一過的に発現させること、及び/又は前記オルガノイド形成用組成物を低血清培地若しくは無血清培地で培養することを含む、請求項1に記載の製造方法。 The muscle differentiation induction comprises transiently expressing MyoD in the cells and/or culturing the organoid-forming composition in a low serum medium or serum-free medium, The production according to claim 1 Method.
  3. 前記筋分化誘導が、薬剤を用いた発現誘導により、前記細胞にMyoDを一過的に発現させることを含み、請求項1又は2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the induction of muscle differentiation includes transiently expressing MyoD in the cells by expression induction using a drug.
  4. 前記薬剤がドキシサイクリンである、請求項3に記載の製造方法。 4. The manufacturing method according to claim 3, wherein the drug is doxycycline.
  5. 前記ドキシサイクリンの培地中濃度が0.05μg/ml以上である、請求項4に記載の製造方法。 5. The production method according to claim 4, wherein the concentration of doxycycline in the medium is 0.05 μg/ml or more.
  6. 工程(1a)の筋分化誘導開始時において、前記オルガノイド形成用組成物における細胞濃度が5×106cells/ml以上である、請求項1~5のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 5, wherein the cell concentration in the organoid-forming composition is 5 × 10 6 cells/ml or more at the start of muscle differentiation induction in step (1a).
  7. 前記筋分化誘導の培養期間の一部又は全部において、ロック阻害剤含有培地で培養する、請求項1~6のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 6, wherein the cell is cultured in a lock inhibitor-containing medium during part or all of the muscle differentiation-inducing culture period.
  8. 工程(1a)における培地量が、工程(1a)の筋分化誘導開始時における前記細胞1×104あたり5~50μlである、請求項1~7のいずれかに記載の製造方法。 8. The production method according to any one of claims 1 to 7, wherein the amount of medium in step (1a) is 5 to 50 μl per 1×10 4 cells at the start of muscle differentiation induction in step (1a).
  9. 前記オルガノイド形成用組成物が細胞足場材料を含有する、請求項1~8のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 8, wherein the organoid-forming composition contains a cell scaffolding material.
  10. 前記細胞足場材料がフィブリン、マトリゲル、及びコラーゲンからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1~8のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 8, wherein the cell scaffolding material contains at least one selected from the group consisting of fibrin, matrigel, and collagen.
  11. 前記神経栄養因子がGlial cell line-derived Neurotrophic Factor(GDNF)、及びBrain-derived Neurotrophic Factor(BDNF)からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1~10のいずれかに記載の製造方法。 The production according to any one of claims 1 to 10, wherein the neurotrophic factor comprises at least one selected from the group consisting of glial cell line-derived Neurotrophic Factor (GDNF) and brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF). Method.
  12. さらに、(3)前記オルガノイド形成用組成物及び/又はその分化誘導物を遠心操作により前記ピラー上部に移動させる工程を含む、請求項1~11のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 11, further comprising (3) moving the organoid-forming composition and/or its differentiation inducer to the upper part of the pillar by centrifugation.
  13. (1b)培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイス中で、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、多能性幹細胞、及び筋芽細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有するオルガノイド形成用組成物を、前記ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させる工程を含み、
    さらに、(3)前記オルガノイド形成用組成物及び/又はその分化誘導物を遠心操作により前記ピラー上部に移動させる工程を含む、
    オルガノイドの製造方法。
    (1b) Initial induced cells, pluripotent stem cells, and myoblasts obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells in a culture device having at least two pillars extending from the bottom of the culture to the culture tank side a step of inducing muscle differentiation with an organoid-forming composition containing at least one cell selected from the group consisting of cells covering the pillars,
    Furthermore, (3) moving the organoid-forming composition and/or its differentiation inducer to the top of the pillar by centrifugation,
    Methods of producing organoids.
  14. (1b)培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイス中で、多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、多能性幹細胞、及び筋芽細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞を含有するオルガノイド形成用組成物を、前記ピラーの周囲を覆った状態で筋分化誘導させる工程を含み、
    前記細胞が多能性幹細胞にMyoDを一過的に発現させてなる初期誘導細胞、及び多能性幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種であり、且つ
    前記筋分化誘導の培養期間の一部又は全部において、ロック阻害剤含有培地で培養する、オルガノイドの製造方法。
    (1b) Initial induced cells, pluripotent stem cells, and myoblasts obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells in a culture device having at least two pillars extending from the bottom of the culture to the culture tank side a step of inducing muscle differentiation with an organoid-forming composition containing at least one cell selected from the group consisting of cells covering the pillars,
    The cells are at least one type selected from the group consisting of initial induction cells obtained by transiently expressing MyoD in pluripotent stem cells, and pluripotent stem cells, and one of the culture periods for the muscle differentiation induction. A method for producing organoids, in part or in whole, culturing in a medium containing a lock inhibitor.
  15. 工程(1b)における培地量が、工程(1b)の筋分化誘導開始時における前記細胞1×104あたり5~50μlである、請求項14に記載の製造方法。 15. The production method according to claim 14, wherein the amount of medium in step (1b) is 5 to 50 μl per 1×10 4 cells at the start of muscle differentiation induction in step (1b).
  16. 請求項1~15のいずれかに記載の製造方法により得られる、オルガノイド。 An organoid obtained by the production method according to any one of claims 1 to 15.
  17. 培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイスを含み、且つ前記培養デバイスは培養槽が1つである、神経-筋オルガノイド製造用キット。 A kit for producing nerve-muscle organoids, comprising a culture device having at least two pillars extending from the bottom of the culture to the side of the culture tank, and wherein the culture device has one culture tank.
  18. 培養底面から培養槽側に伸びる少なくとも2本のピラーを備える培養デバイスと前記ピラーの周囲に形成された神経―筋オルガノイドを含む、神経―筋オルガノイド筋収縮試験キット。 A nerve-muscle organoid muscle contraction test kit, comprising a culture device having at least two pillars extending from the bottom surface of the culture to the culture tank side, and nerve-muscle organoids formed around the pillars.
  19. (Aa)請求項1~15のいずれかに記載の製造方法の一部又は全部の工程を被験物質の存在下で行い、オルガノイドを得る工程、或いは
    (Ab)請求項16に記載の神経-筋オルガノイドと被験物質とを接触させる工程、
    並びに
    (B)オルガノイドの機能及び/又は状態を評価する工程、
    を含む、神経筋疾患の治療薬のスクリーニング方法。
    (Aa) performing some or all of the steps of the production method according to any one of claims 1 to 15 in the presence of a test substance to obtain an organoid, or (Ab) the nerve-muscle according to claim 16. contacting the organoid with the test substance;
    and (B) assessing the function and/or condition of the organoids;
    A method of screening for therapeutic agents for neuromuscular diseases, comprising:
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