JP6749595B2 - Es細胞及びその他の幹細胞から、涙腺上皮細胞を誘導する方法 - Google Patents
Es細胞及びその他の幹細胞から、涙腺上皮細胞を誘導する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6749595B2 JP6749595B2 JP2017508459A JP2017508459A JP6749595B2 JP 6749595 B2 JP6749595 B2 JP 6749595B2 JP 2017508459 A JP2017508459 A JP 2017508459A JP 2017508459 A JP2017508459 A JP 2017508459A JP 6749595 B2 JP6749595 B2 JP 6749595B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protein
- gene
- cells
- mrna
- lacrimal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
- C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
- C12N5/0602—Vertebrate cells
- C12N5/0618—Cells of the nervous system
- C12N5/0621—Eye cells, e.g. cornea, iris pigmented cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/46—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
- C07K14/47—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
- C07K14/4701—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
- C07K14/4702—Regulators; Modulating activity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/46—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
- C07K14/47—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
- C07K14/4701—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
- C07K14/4702—Regulators; Modulating activity
- C07K14/4703—Inhibitors; Suppressors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/85—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
- C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
- C12N5/0602—Vertebrate cells
- C12N5/0607—Non-embryonic pluripotent stem cells, e.g. MASC
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
- C12N5/10—Cells modified by introduction of foreign genetic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
- C12N5/10—Cells modified by introduction of foreign genetic material
- C12N5/12—Fused cells, e.g. hybridomas
- C12N5/16—Animal cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H21/00—Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
- C07H21/04—Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids with deoxyribosyl as saccharide radical
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2501/00—Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
- C12N2501/01—Modulators of cAMP or cGMP, e.g. non-hydrolysable analogs, phosphodiesterase inhibitors, cholera toxin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2501/00—Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
- C12N2501/10—Growth factors
- C12N2501/11—Epidermal growth factor [EGF]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2501/00—Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
- C12N2501/10—Growth factors
- C12N2501/117—Keratinocyte growth factors (KGF-1, i.e. FGF-7; KGF-2, i.e. FGF-12)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2501/00—Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
- C12N2501/60—Transcription factors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2501/00—Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
- C12N2501/65—MicroRNA
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2506/00—Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells
- C12N2506/02—Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells from embryonic cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2506/00—Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells
- C12N2506/45—Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells from artificially induced pluripotent stem cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2510/00—Genetically modified cells
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Neurology (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Description
本出願は、参照によりここに援用されるところの日本特願2015-062726号優先権を請求する。
すなわち、本発明は、以下の通りです。
1.以下の工程Aを有することを特徴とする、涙腺上皮細胞の製造方法;
工程A:多能性幹細胞において、Pax6遺伝子の発現を増加させるか又はPAX6タンパク質を導入し、かつ、Foxc1遺伝子若しくはFoxp1遺伝子の発現を増加させるか又はFOXC1タンパク質若しくはFOXP1タンパク質を導入する工程。
2.Pax6遺伝子の発現を増加させる工程が、PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチドを多能性幹細胞に導入する工程であり、Foxc1遺伝子の発現を増加させる工程が、FOXC1タンパク質をコードするポリヌクレオチドを多能性幹細胞に導入する工程であり、Foxp1遺伝子の発現を増加させる工程が、FOXP1タンパク質をコードするポリヌクレオチドを多能性幹細胞に導入する工程であることを特徴とする前項1に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
3.工程Aの多能性幹細胞において、さらに、Six1遺伝子の発現を増加させるか又はSIX1タンパク質を導入することを特徴とする前項1又は2に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
4.Six1遺伝子の発現を増加させることが、SIX1タンパク質をコードするポリヌクレオチドを多能性幹細胞に導入することであることを特徴とする前項3に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
5.さらに、前記工程Aで得られた細胞を角化細胞増殖用培地で培養する工程を含む前項1〜4のいずれか1に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
6.角化細胞増殖用培地が、上皮成長因子及び/又はコレラトキシンを含有することを特徴とする前項5に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
7.角化細胞増殖用培地中のカルシウム濃度が0.15mM以下であることを特徴とする前項5又は6に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
8.ポリヌクレオチドがmRNAであることを特徴とする前項2〜7のいずれか1に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
9.前項1〜8のいずれか1に記載の涙腺上皮細胞の製造方法により製造される涙腺上皮細胞。
10.涙腺器官の立体構造を再生する能力を有する前項9に記載の涙腺上皮細胞。
11.以下の(a)及び(b)を含む、多能性幹細胞から涙腺上皮細胞への分化誘導用試薬キット:
(a)PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はPAX6タンパク質:
(b)FOXC1タンパク質をコードするポリヌクレオチド若しくはFOXC1タンパク質、又は、FOXP1タンパク質をコードするポリヌクレオチド若しくはFOXP1タンパク質。
12.さらに、(c)SIX1タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はSIX1タンパク質を含む、前項11に記載の分化誘導用試薬キット。
本発明の涙腺上皮細胞の製造方法(以下、「本発明の製造方法」とも表示する)としては、多能性幹細胞において、Pax6遺伝子の発現を増加させるか又はPAX6タンパク質を導入し、かつ、Foxc1遺伝子若しくはFoxp1遺伝子の発現を増加させるか又はFOXC1タンパク質若しくはFOXP1タンパク質を導入する工程Aを有し、さらに、必要に応じて、前記工程Aで得られた細胞を、角化細胞(角膜上皮細胞)増殖用培地で培養する工程Bを有する。
ここで「培地」とは、細胞を培養できる「培地成分」に水を添加した状態のものをいう。本明細書において、「Pax6遺伝子」、及び、「Foxc1遺伝子又はFoxp1遺伝子」、好ましくはさらに「Six1遺伝子」、をまとめて「本発明における遺伝子」とも表示し、「PAX6タンパク質」、及び、「FOXC1タンパク質又はFOXP1タンパク質」、好ましくはさらに「SIX1タンパク質」、をまとめて「本発明におけるタンパク質」とも表示する。
(a−1)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(b−1)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつPAX6活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(c−1)配列番号2に示されるアミノ酸配列と少なくとも80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつPAX6活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(d−1)配列番号1に示されるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド;
(e−1)配列番号1に示されるヌクレオチド配列において、1若しくは数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたヌクレオチド配列からなり、かつPAX6活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(f−1)配列番号1に示されるヌクレオチド配列と少なくとも80%以上の同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつPAX6活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(g−1)配列番号1に示されるヌクレオチド配列と相補的な塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつPAX6活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
のいずれかのポリヌクレオチドからなるPax6遺伝子であれば特に制限されず、また、本発明におけるPAX6タンパク質としては、
(A−1)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質;
(B−1)配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつPAX6活性を有するタンパク質;
(C−1)配列番号2に示されるアミノ酸配列と少なくとも80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつPAX6活性を有するタンパク質;
のいずれかのタンパク質であれば特に制限されず、ここで、「PAX6活性を有するタンパク質」とは、そのタンパク質、又はそのタンパク質をコードするポリヌクレオチドを、FOXC1タンパク質をコードするポリヌクレオチド、又はFOXP1タンパク質と共に多能性幹細胞に導入し、次いで、該細胞を培養した場合に、涙腺上皮細胞を製造し得るタンパク質を意味する。
(a−2)配列番号4に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(b−2)配列番号4に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつFOXC1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(c−2)配列番号4に示されるアミノ酸配列と少なくとも80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつFOXC1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(d−2)配列番号3に示されるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド;
(e−2)配列番号3に示されるヌクレオチド配列において、1若しくは数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたヌクレオチド配列からなり、かつFOXC1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(f−2)配列番号3に示されるヌクレオチド配列と少なくとも80%以上の同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつFOXC1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(g−2)配列番号3に示されるヌクレオチド配列と相補的な塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつFOXC1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
のいずれかのポリヌクレオチドからなるFoxc1遺伝子であれば特に制限されず、また、本発明におけるFOXC1タンパク質としては、
(A−2)配列番号4に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質;
(B−2)配列番号4に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつFOXC1活性を有するタンパク質;
(C−2)配列番号4に示されるアミノ酸配列と少なくとも80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつFOXC1活性を有するタンパク質;
のいずれかのタンパク質であれば特に制限されず、ここで、「FOXC1活性を有するタンパク質」とは、そのタンパク質、又はそのタンパク質をコードするポリヌクレオチドを、PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチド、又はPAX6タンパク質と共に多能性幹細胞に導入し、次いで、該細胞を培地で培養した場合に、涙腺上皮細胞を製造し得るタンパク質を意味する。
(a−3)配列番号6に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(b−3)配列番号6に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつFOXP1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(c−3)配列番号6に示されるアミノ酸配列と少なくとも80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつFOXP1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(d−3)配列番号5に示されるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド;
(e−3)配列番号5に示されるヌクレオチド配列において、1若しくは数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたヌクレオチド配列からなり、かつFOXP1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(f−3)配列番号5に示されるヌクレオチド配列と少なくとも80%以上の同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつFOXP1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(g−3)配列番号5に示されるヌクレオチド配列と相補的な塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつFOXP1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
のいずれかのポリヌクレオチドからなるFoxp1遺伝子であれば特に制限されず、また、本発明におけるFOXP1タンパク質としては、
(A−3)配列番号6に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質;
(B−3)配列番号6に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつFOXP1活性を有するタンパク質;
(C−3)配列番号6に示されるアミノ酸配列と少なくとも80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつFOXP1活性を有するタンパク質;
のいずれかのタンパク質であれば特に制限されず、ここで、「FOXP1活性を有するタンパク質」とは、そのタンパク質、又はそのタンパク質をコードするポリヌクレオチドを、PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチド、又はPAX6タンパク質と共に多能性幹細胞に導入し、次いで、該細胞を培地で培養した場合に、涙腺上皮細胞を製造し得るタンパク質を意味する。
(a−4)配列番号8に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(b−4)配列番号8に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつSIX1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(c−4)配列番号8に示されるアミノ酸配列と少なくとも80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつSIX1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(d−4)配列番号7に示されるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド;
(e−4)配列番号7に示されるヌクレオチド配列において、1若しくは数個のヌクレオチドが欠失、置換及び/又は付加されたヌクレオチド配列からなり、かつSIX1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(f−4)配列番号7に示されるヌクレオチド配列と少なくとも80%以上の同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつSIX1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(g−4)配列番号7に示されるヌクレオチド配列と相補的な塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつSIX1活性を有するタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
のいずれかのポリヌクレオチドからなるSix1遺伝子であれば特に制限されず、また、本発明におけるSIX1タンパク質としては、
(A−4)配列番号8に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質;
(B−4)配列番号8に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつSIX1活性を有するタンパク質;
(C−4)配列番号8に示されるアミノ酸配列と少なくとも80%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつSIX1活性を有するタンパク質;
のいずれかのタンパク質であれば特に制限されない。
ここで、「SIX1活性を有するタンパク質」とは、そのタンパク質(P)又はそのタンパク質(P)をコードするポリヌクレオチドを、PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はPAX6タンパク質と、FOXC1タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はFOXC1タンパク質と共に多能性幹細胞に導入し、次いで、該細胞を培地で培養した場合(ケースA)と、PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はPAX6タンパク質と、FOXC1タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はFOXC1タンパク質と共に多能性幹細胞に導入し、次いで、該細胞を培地で培養した場合(ケースB)とを比較した際に、ケースAの方がBarx2遺伝子のmRNAレベルの発現量が高く、かつ、涙腺上皮細胞への形態変化がより明確であるタンパク質(P)を意味する。
本発明におけるmRNAは、本発明における遺伝子の配列情報に基づいて、常法により作製することができる。例えば化学合成により作製することもできるし、インビトロ転写により作製することもできる。インビトロ転写は、例えば本発明における発現ベクターと、インビトロ転写反応用の市販のキットとを用いて、常法により行うことができる。
[1]「PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチド、又は、PAX6タンパク質」:
[2]「FOXC1タンパク質若しくはFOXP1タンパク質をコードするポリヌクレオチド、又は、FOXC1タンパク質若しくはFOXP1タンパク質」:
の順であることが好ましく、またさらに
[3]「SIX1タンパク質をコードするポリヌクレオチド、又は、SIX1タンパク質」を逐次導入する場合は、上記[1]と[2]の間や、上記[2]の後や、上記[1]と同時や、上記[2]と同時であることを挙げることができる。
角化細胞増殖用培地とは、角化細胞を増殖及び維持できる培地を意味するが、便宜上、工程Aで得られた細胞を培養した場合に涙腺上皮細胞を製造し得るいかなる培地をも含む。かかる角化細胞増殖用培地としては、角化細胞を一定期間生存させ得る角化細胞基本培地に、添加因子が添加された培地を好ましく挙げることができる。かかる添加因子としては、上皮成長因子(EGF)、コレラトキシン等を好ましく挙げることができる。上皮成長因子やコレラトキシンは市販のものを用いることができ、例えばそれぞれ、Peprotech社製、List Biological Laboratories社製のものを用いることができる。上記上皮成長因子の使用濃度としては、涙腺上皮細胞を製造し得る限り特に制限されないが、例えば0.1〜1000ng/mLの範囲内、好ましくは1〜100ng/mLの範囲内、より好ましくは5〜20ng/mLの範囲内を挙げることができる。また、上記コレラトキシンの使用濃度としては、涙腺上皮細胞を製造し得る限り特に制限されないが、1μg/mL〜10mg/mLの範囲内、好ましくは10μg/mL〜1mg/mLの範囲内、より好ましくは50μg/mL〜200μg/mLの範囲内を挙げることができる。
本発明の涙腺上皮細胞としては、本発明の製造方法により製造される涙腺上皮細胞である限り特に制限されない。本発明の製造方法における記載や好適な態様は、本発明の涙腺上皮細胞においても適用される。
本発明における多能性幹細胞から涙腺上皮細胞への分化誘導用試薬キット(以下、「本発明の分化誘導用試薬キット」とも表示する。)としては、以下の(a)及び(b)を含んでいる限り特に制限されない。本発明の分化誘導用試薬キットは、以下の(a)及び(b)を、特定の用途(多能性幹細胞から涙腺上皮細胞への分化誘導用の試薬キット)に用いる用途発明であり、以下の(a)及び(b)の単なる組合せの発明ではない。
(a)PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はPAX6タンパク質:
(b)FOXC1タンパク質をコードするポリヌクレオチド若しくはFOXC1タンパク質、又は、FOXP1タンパク質をコードするポリヌクレオチド若しくはFOXP1タンパク質。
本発明の分化誘導用試薬キットにおけるポリヌクレオチドとしてはmRNAを好ましく挙げることができる。
本発明の分化誘導用試薬キットに含まれるポリヌクレオチドや、タンパク質の重量比としては、本発明の製造方法における前述のポリヌクレオチドやタンパク質の導入量の重量比を挙げることができる。
幹細胞から涙腺上皮細胞への分化誘導に関連する因子を特定するために、マウスの涙腺原基から分離した涙腺上皮細胞における遺伝子発現を、市販のDNAマイクロアレイにより網羅的に解析した。解析により得られたその発現様式を、涙腺原基由来の涙腺上皮と涙腺間葉、ハーダー腺原基由来のハーダー腺上皮とハーダー腺間葉、胎生期眼瞼結膜上皮と間葉、成体涙腺と成体ハーダー腺の発現様式と比較し、涙腺上皮細胞に特異的と思われる遺伝子を探索した。本発明者らは、これらの遺伝子の中から、涙腺上皮細胞で特に高発現している転写因子遺伝子として、Six2遺伝子とFoxc1遺伝子を見いだした。
多能性幹細胞を涙腺上皮細胞へ分化誘導し得る転写因子を探索するために、実施例1で見いだされた9種類の候補遺伝子(Six2遺伝子、Foxc1遺伝子、Six1遺伝子、Six4遺伝子、Foxc2遺伝子、Pax6遺伝子、Foxp1遺伝子、Runx1遺伝子、ILF2遺伝子)のmRNAを作製し、そのmRNAを多能性幹細胞に導入して、涙腺上皮細胞へ分化誘導できるかどうかを確認した。
ヒトにおける上記の9種類の候補遺伝子の配列情報を、NCBIのウェブサイトから入手し、それぞれの配列情報に基づいて、それぞれの遺伝子を増幅し得るプライマーセットを作製した。なお、候補遺伝子のうち、ヒトPax6の配列情報のアクセッション番号はNM_000280.4であり、ヒトFoxc1の配列情報のアクセッション番号はNM_001453.2であり、ヒトFoxp1の配列情報のアクセッション番号はNM_032682.5であり、ヒトSix1の配列情報のアクセッション番号はNM_005982.3である。また、9種の候補遺伝子のうち、これら4種の候補遺伝子を増幅し得るプライマーセットのヌクレオチド配列の配列番号を以下の表1に示す。
多能性幹細胞であるヒトES細胞を用意した。ラミニンでコーティングした培養ディッシュ(Corning社製)に培地を添加し、ES細胞を1×104cells/cm2となるように播種して培養を開始した。この培地としては、多能性幹細胞用培養液であるSTEM FIT(登録商標)(味の素社製)に、10μMのY27632(和光純薬工業社製)を添加した培地を用いた。培養開始の翌日(培養開始後1日目)に、0.25μg/mLのB18Rタンパク質(アフィメトリクス・ジャパン株式会社製)を含むSTEM FIT(登録商標)へ培地を交換した。その後、候補遺伝子のmRNA、Lipofectamin(登録商標)2000(Life Technologies社製)、Opti-MEM(登録商標)(Life Technologies社製)がそれぞれ1μg/3cm2、2μL/3cm2、200μL/3cm2となるように培地へ添加、混合し、2時間培養を続けることで、候補遺伝子のmRNAをES細胞に導入した(すなわち、1回目の導入)。なお、培養ディッシュ1cm2当たりの細胞数は約1万であったため、前述の候補遺伝子のmRNAの培地への添加量は33.33pg/1cellとなる。
mRNAの導入開始後2日目(培養開始後3日目)に、DKSFM培地(Life Technologies社製)に10ng/mLの上皮成長因子(EGF)(Peprotech社製)及び100μg/mLのコレラトキシン(List Biological Laboratories社製)を添加した培地へ、培地を交換し、培養を継続した。
候補遺伝子のmRNAを導入した後、上記の[人工mRNA導入後の細胞の、角化細胞増殖用培地での培養]の方法にしたがって、角化細胞増殖用培地で培養した。mRNAの導入開始後2日目(day2)(培養開始後3日目)又は5日目(day5)(培養開始後6日目)に細胞を分離し、かかる細胞内で涙腺上皮細胞マーカー遺伝子の発現が増加しているかをmRNAレベル(転写レベル)で確認した。また、陰性対照として、mRNAの導入日(培養開始後1日目)の、mRNA導入前の細胞における前記マーカー遺伝子の発現レベル(「hES day0」)や、mRNAを導入しなかったこと以外は同様に処理して培養したday6の細胞における前記マーカー遺伝子の発現レベル(「hES DKSFM day6」)も測定した。なお、前述の涙腺上皮細胞マーカー遺伝子としては、Pax6、Six1、Foxc1、Foxp1、FGF5、LEFTY2、FGF10、Barx2、Krt15、AQP5を用いた。
前述の実験により、多能性幹細胞に導入することによって、涙腺上皮細胞へ分化誘導させるのに必須の転写因子は、PAX6とFOXC1であることが示されたが、その2種の転写因子のmRNAに加えて、別のもう1種(3種目)の転写因子のmRNAを導入した場合に、よりよい結果が得られる転写因子があるかどうかを探索した。
特定の3種類の転写因子(PAX6、FOXC1、SIX1)のmRNAをES細胞に導入し、次いで、角化細胞増殖用培地で培養した細胞において、涙腺上皮細胞マーカーの発現が増加していることは先に述べたとおりである。mRNAの導入開始後5日目の細胞において涙腺上皮細胞マーカータンパク質が実際に発現しているかを免疫組織学的染色法により確認した。確認する涙腺上皮細胞マーカータンパク質としては、LTF(ラクトフェリン)、KRT15(サイトケラチン15)、AQP5(アクアポリン5)、FGF10(線維芽細胞増殖因子10)、BARX2を対象とした。かかる免疫組織学的染色の結果を図8に示す。
実施例2において、特定の2種又は3種の転写因子のmRNAを多能性幹細胞に導入した後、角化細胞増殖用培地で培養することにより、涙腺上皮細胞マーカー遺伝子の発現が増加することを述べた。特定の3種の転写因子(Pax6、Foxc1、Six1)のmRNAを多能性幹細胞に導入した後、角化細胞増殖用培地で培養した場合の細胞の形態変化を、位相差顕微鏡により観察した結果を図9に示す。図9から分かるように、mRNAの導入開始後5日目(Day5)(培養開始後6日目)に、ES細胞は、涙腺上皮細胞に特徴的な形態、すなわち、細長く外側に向かって伸びる長方形の形態の細胞へと変化を起こした。
転写因子のmRNAを導入することにより誘導した涙腺上皮細胞が、涙腺器官の立体構造を再生する能力を実際に有しているかどうかを確認することとした。
Claims (10)
- 以下の工程Aを有することを特徴とする、涙腺上皮細胞の製造方法;
工程A:多能性幹細胞において、Pax6遺伝子の発現を増加させるか又はPAX6タンパク質を導入し、かつ、Foxc1遺伝子若しくはFoxp1遺伝子の発現を増加させるか又はFOXC1タンパク質若しくはFOXP1タンパク質を導入する工程。
- Pax6遺伝子の発現を増加させる工程が、PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチドを多能性幹細胞に導入する工程であり、Foxc1遺伝子の発現を増加させる工程が、FOXC1タンパク質をコードするポリヌクレオチドを多能性幹細胞に導入する工程であり、Foxp1遺伝子の発現を増加させる工程が、FOXP1タンパク質をコードするポリヌクレオチドを多能性幹細胞に導入する工程であることを特徴とする請求項1に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
- 工程Aの多能性幹細胞において、さらに、Six1遺伝子の発現を増加させるか又はSIX1タンパク質を導入することを特徴とする請求項1又は2に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
- Six1遺伝子の発現を増加させることが、SIX1タンパク質をコードするポリヌクレオチドを多能性幹細胞に導入することであることを特徴とする請求項3に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
- さらに、前記工程Aで得られた細胞を角化細胞増殖用培地で培養する工程を含む請求項1〜4のいずれか1に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
- 角化細胞増増殖用培地が、上皮成長因子及び/又はコレラトキシンを含有することを特徴とする請求項5に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
- 角化細胞増殖用培地中のカルシウム濃度が0.15mM以下であることを特徴とする請求項5又は6に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
- ポリヌクレオチドがmRNAであることを特徴とする請求項2〜7のいずれか1に記載の涙腺上皮細胞の製造方法。
- 以下の(a)及び(b)を含み、多能性幹細胞から涙腺上皮細胞への分化誘導用試薬キット:
(a)PAX6タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はPAX6タンパク質:
(b)FOXC1タンパク質をコードするポリヌクレオチド若しくはFOXC1タンパク質、又は、FOXP1タンパク質をコードするポリヌクレオチド若しくはFOXC1タンパク質。
- さらに、(c)SIX1タンパク質をコードするポリヌクレオチド又はSIX1タンパク質を含む、請求項9に記載の分化誘導用試薬キット。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015062726 | 2015-03-25 | ||
| JP2015062726 | 2015-03-25 | ||
| PCT/JP2016/059585 WO2016153027A1 (ja) | 2015-03-25 | 2016-03-25 | Es細胞及びその他の幹細胞から、涙腺上皮細胞を誘導する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2016153027A1 JPWO2016153027A1 (ja) | 2018-02-22 |
| JP6749595B2 true JP6749595B2 (ja) | 2020-09-02 |
Family
ID=56978434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017508459A Active JP6749595B2 (ja) | 2015-03-25 | 2016-03-25 | Es細胞及びその他の幹細胞から、涙腺上皮細胞を誘導する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10392602B2 (ja) |
| JP (1) | JP6749595B2 (ja) |
| WO (1) | WO2016153027A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019189640A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 国立大学法人大阪大学 | 幹細胞由来涙腺組織の作製方法 |
| CN113444679B (zh) * | 2021-06-27 | 2023-12-15 | 深圳市眼科医院 | 一种人泪腺干细胞及其分化培养方法与应用 |
-
2016
- 2016-03-25 WO PCT/JP2016/059585 patent/WO2016153027A1/ja not_active Ceased
- 2016-03-25 US US15/557,476 patent/US10392602B2/en active Active
- 2016-03-25 JP JP2017508459A patent/JP6749595B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016153027A1 (ja) | 2016-09-29 |
| JPWO2016153027A1 (ja) | 2018-02-22 |
| US10392602B2 (en) | 2019-08-27 |
| US20180230425A1 (en) | 2018-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6131433B2 (ja) | 細胞rna発現のための方法 | |
| CN108884441B (zh) | 集落形成培养基及其用途 | |
| US11999972B2 (en) | Fibronectin fragment to be used for stem cell production | |
| Joseph et al. | Modeling keratoconus using induced pluripotent stem cells | |
| JP2015109833A (ja) | 線維芽細胞から血管内皮細胞を製造する方法 | |
| US20120219530A1 (en) | Compositions and methods of generating reprogrammed adipocyte cells and methods of use therefore | |
| Kanzaki et al. | KCNJ13 gene deletion impairs cell alignment and phagocytosis in retinal pigment epithelium derived from human-induced pluripotent stem cells | |
| JP6749595B2 (ja) | Es細胞及びその他の幹細胞から、涙腺上皮細胞を誘導する方法 | |
| JP7762490B2 (ja) | 細胞リプログラミングのための組成物および方法 | |
| US20230045590A1 (en) | Genetically corrected cells for therapeutic use | |
| WO2021212044A1 (en) | Methods and compositions for improving sc-beta cells or enhancing their utility | |
| JP5892554B2 (ja) | 未分化状態の制御剤およびその用途 | |
| US20250188421A1 (en) | Methods of making induced pluripotent stem cells | |
| JP6874994B2 (ja) | 多能性幹細胞の分化抵抗性を減弱する方法 | |
| JP2013009742A (ja) | 多能性幹細胞の増殖を抑制するための組成物及び方法 | |
| Qi et al. | Loss of sex-determining region Y-box 2 (Sox2) captures embryonic stem cells in a primed pluripotent state | |
| WO2012165740A1 (en) | Composition for improving dedifferentiation of cells and method for producing inducted pluripotent stem cells using the same | |
| EP4359513A1 (en) | A molecule capable of inhibiting the integration of calcineurin with a substrate and uses thereof | |
| Shishida et al. | Recombinant production of canine vitronectin for optimizing the culture of canine induced pluripotent stem cells | |
| EP1961810A1 (en) | Method for obtaining intestinal stem-precursor cell | |
| EP2646557B1 (en) | Method for cellular rna expression | |
| JP5804545B2 (ja) | 胚様体分化制御剤 | |
| Requena Osete | Advancing induced pluripotent stem cell (iPSC) technology by assessing genetic instability and immune response |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20171130 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171211 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190311 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200326 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200511 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200630 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200728 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6749595 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |