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JP7748804B2 - Method for forming grafts of cells derived from pluripotent stem cells - Google Patents
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JP7748804B2 - Method for forming grafts of cells derived from pluripotent stem cells - Google Patents

Method for forming grafts of cells derived from pluripotent stem cells

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JP7748804B2 JP2020549442A JP2020549442A JP7748804B2 JP 7748804 B2 JP7748804 B2 JP 7748804B2 JP 2020549442 A JP2020549442 A JP 2020549442A JP 2020549442 A JP2020549442 A JP 2020549442A JP 7748804 B2 JP7748804 B2 JP 7748804B2
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Description

本開示は、平成30年度、国立研究開発法人日本医療研究開発機構 再生医療実現拠点ネットワークプログラム 疾患・組織別実用化研究拠点(拠点A)「iPS細胞を用いた心筋再生治療創成拠点」に係る委託研究開発、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願であって、多能性幹細胞由来の分化誘導細胞から細胞を含有する移植片、例えばシート状細胞培養物を製造する方法、当該方法を用いて製造されたシート状細胞培養物などの移植片、当該シート状細胞培養物などの移植片を用いた疾患の処置方法などに関する。 This disclosure relates to commissioned research and development conducted in fiscal year 2018 for the "Center for the Creation of Myocardial Regenerative Therapy Using iPS Cells," a Disease/Tissue-Specific Practical Research Center (Center A) of the Regenerative Medicine Realization Center Network Program of the Japan Agency for Medical Research and Development (AMED), a National Research and Development Agency, and a patent application subject to Article 19 of the Industrial Technology Enhancement Act, and relates to a method for producing a cell-containing graft, such as a sheet-shaped cell culture, from differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells, a graft such as a sheet-shaped cell culture produced using the method, and a method for treating diseases using the graft such as the sheet-shaped cell culture.

成体の心筋細胞は自己複製能に乏しく、心筋組織が損傷を受けた場合、その修復は極めて困難である。近年、損傷した心筋組織の修復のために、細胞工学的手法により作製した心筋細胞を含む移植片を患部に移植する試みが行われている(特許文献1、非特許文献1)。かかる移植片の作製に用いる心筋細胞の供給源として最近注目されているのが、胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)などの多能性幹細胞から誘導した心筋細胞であり、このような多能性幹細胞由来の心筋細胞を含むシート状細胞培養物の作製や動物での治療実験が試みられている(非特許文献2~3)。しかしながら、多能性幹細胞由来の心筋細胞を含むシート状細胞培養物の開発は始まったばかりであり、その機能的特性や、それに影響する因子などについては依然不明な部分が多い。Adult cardiomyocytes have poor self-renewal capacity, making it extremely difficult to repair damaged myocardial tissue. In recent years, attempts have been made to repair damaged myocardial tissue by transplanting grafts containing cardiomyocytes produced using tissue engineering techniques into the affected area (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). Cardiomyocytes induced from pluripotent stem cells, such as embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells), have recently attracted attention as a source of cardiomyocytes for use in producing such grafts. Attempts have been made to produce sheet-shaped cell cultures containing cardiomyocytes derived from such pluripotent stem cells, and to conduct therapeutic experiments in animals (Non-Patent Documents 2-3). However, the development of sheet-shaped cell cultures containing cardiomyocytes derived from pluripotent stem cells has only just begun, and much remains unknown about their functional properties and the factors that influence them.

多能性幹細胞から生体移植の用途に供する細胞を分化誘導する場合、得られる細胞集団中に存在する未分化状態の幹細胞は造腫瘍性を有しているため、未分化細胞の残存は大きな問題となる。そこで、多能性幹細胞から目的細胞を分化誘導した後、未分化状態の幹細胞を除去するために様々な方法が研究されている(特許文献2~4)。When inducing differentiation from pluripotent stem cells into cells for use in in vivo transplantation, the undifferentiated stem cells present in the resulting cell population have tumorigenic properties, making the residual undifferentiated cells a major problem. Therefore, various methods have been researched for removing undifferentiated stem cells after inducing differentiation of pluripotent stem cells into target cells (Patent Documents 2 to 4).

特表2007-528755号公報Special Publication No. 2007-528755 国際公開第2017/038562号International Publication No. 2017/038562 国際公開第2016/072519号International Publication No. 2016/072519 国際公開第2007/088874号WO 2007/088874

Shimizu et al., Circ Res. 2002 Feb 22;90(3):e40-e48Shimizu et al., Circ Res. 2002 Feb 22;90(3):e40-e48 Matsuura et al., Biomaterials. 2011 Oct;32(30):7355-62Matsuura et al., Biomaterials. 2011 Oct;32(30):7355-62 Kawamura et al., Circulation. 2012 Sep 11;126(11 Suppl 1):S29-37Kawamura et al., Circulation. 2012 Sep 11;126(11 Suppl 1):S29-37

本開示は、多能性幹細胞由来の分化誘導細胞から高品質な移植片、例えばシート状細胞培養物を製造する方法、当該方法を用いて製造された移植片、当該移植片を用いた疾患の処置方法などを提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a method for producing high-quality grafts, such as sheet-shaped cell cultures, from differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells, grafts produced using this method, and methods for treating diseases using this graft.

多能性幹細胞から分化誘導した細胞を臨床応用する場合、基礎研究の段階では求められない様々な条件が求められる。例えば、生体移植用の細胞集団を調製するにあたっては、材料から用いる試薬に至るまですべて移植の用途に用い得る、すなわちゼノフリーであることが求められ、また分化誘導され、生体移植用に調製された細胞集団は、未分化細胞の残存率が極力低いことや、凍結保存できることが求められる。 When cells induced to differentiate from pluripotent stem cells are applied clinically, various conditions that are not met at the basic research stage are required. For example, when preparing cell populations for in vivo transplantation, all materials and reagents used must be suitable for transplantation purposes, i.e., xeno-free. Furthermore, cell populations induced to differentiate and prepared for in vivo transplantation must have as low a residual rate of undifferentiated cells as possible and be able to be cryopreserved.

本発明者らは、多能性幹細胞由来の心筋細胞を用いた生体移植用のシート状細胞培養物を研究する中で、臨床応用に耐え得るシート状細胞培養物を製造しようとすると、従来の方法では高品質なシート状細胞培養物を製造することが困難であるという新たな課題に直面した。そこでかかる課題を解決すべく研究を進める中で、臨床用に用いるために未分化細胞を除去したり、凍結保存したりする工程において、細胞のバイアビリティが低下するためにシート状細胞培養物の製造が困難となっているという新たな知見を見出した。 While researching sheet-shaped cell cultures for in vivo transplantation using cardiomyocytes derived from pluripotent stem cells, the inventors encountered a new challenge: when attempting to produce sheet-shaped cell cultures suitable for clinical application, it was difficult to produce high-quality sheet-shaped cell cultures using conventional methods. In conducting research to resolve this issue, they discovered a new finding: the process of removing undifferentiated cells for clinical use and cryopreserving them reduces cell viability, making it difficult to produce sheet-shaped cell cultures.

かかる知見に基づいてさらに研究を進め、従来知られた移植片形成方法とは異なる条件での移植片形成培養を行うことにより、臨床応用に耐え得る高品質な移植片、例えばシート状細胞培養物を製造することが可能であることを見出し、さらに研究を進めた結果、本発明を完成させるに至った。 Based on this finding, we conducted further research and discovered that by performing graft formation culture under conditions different from those of previously known graft formation methods, it is possible to produce high-quality grafts suitable for clinical use, such as sheet-shaped cell cultures. As a result of further research, we have completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記に掲げるものに関する:
[1]シート形成細胞を含む細胞集団を培養基材に播種してシート化することを含む、シート状細胞培養物の製造方法であって、前記細胞集団から死細胞を除去する工程を含む、前記方法。
[2]死細胞の除去が、フィルター処理により行われる、[1]の方法。
[3]フィルター処理が、500μm以下のポアサイズを有するフィルターにより行われる、[2]の方法。
[4]シート化する前に、細胞集団を接着培養基材に播種して培養した後、該細胞集団を回収する工程をさらに含む、[1]~[3]に記載の方法。
[5]シート形成細胞が、多能性幹細胞由来の分化誘導細胞である、[1]~[4]に記載の方法。
[6]多能性幹細胞が、ヒトiPS細胞である、[5]の方法。
[7]シート形成細胞が、筋芽細胞または心筋細胞である、[1]~[6]の方法。
[8]細胞集団が、コンフルエントに達する密度で培養基材に播種される、[1]~[7]の方法。
[9]細胞集団が、凍結保存後に解凍されたものである、[1]~[8]の方法。
[10](a)多能性幹細胞由来の心筋細胞を含む細胞集団において、少なくとも1種の未分化細胞除去操作を実施する工程、
(b)(a)で得られた細胞集団を凍結保存する工程、
(c)(b)で凍結保存した細胞集団を解凍する工程、
(d)(c)で解凍した細胞集団をフィルター処理する工程、および
(e)(d)でフィルター処理した細胞集団を、コンフルエントに達する密度で培養基材に播種し、シート化培養する工程、
を含む、シート状細胞培養物の製造方法。
[11](c)から(e)までの間、細胞を増殖させないことを特徴とする、[10]の方法。
[12](a)の後かつ(e)の前に、細胞集団を培養基材に播種して接着培養し、その後細胞集団を回収する工程をさらに含む、[10]または[11]の方法。
[13](A)多能性幹細胞由来の分化誘導細胞を含む細胞集団において、少なくとも1種の未分化細胞除去操作を実施する工程、
(B)(A)で得られた細胞集団を凍結保存する工程、および
(C)(B)の凍結保存細胞を解凍して得られる細胞集団を、コンフルエントに達する密度で培養基材に播種し、シート化培養する工程、
を含む、シート状細胞培養物の製造方法。
[14]多能性幹細胞が、iPS細胞である、[13]の方法。
[15]分化誘導細胞が、心筋細胞である、[13]または[14]の方法。
[16](A)の後かつ(C)の前に、細胞集団を接着培養基材に播種して培養した後、該細胞集団を回収する工程をさらに含む、[13]~[15]の方法。
[17](A)において、2種以上の異なる未分化細胞除去操作が実施される、[13]~[16]の方法。
[18]コンフルエントに達する密度が、0.40~2.33×10個/cmである、[13]~[17]の方法。
[19]シート化培養が、2~3日間行われる、[13]~[18]の方法。
[20]シート化培養において、1日目の培養に用いるシート化媒体にRhoキナーゼ阻害剤が含まれる、[13]~[19]の方法。
[21](a)多能性幹細胞由来の心筋細胞を含む細胞集団において、少なくとも1種の未分化細胞除去操作を実施する工程、
(b)(a)で得られた細胞集団を凍結保存する工程、
(c)(b)で凍結保存した細胞集団を解凍する工程、
(d)(c)で解凍した細胞集団をフィルター処理する工程、および
(e)(d)でフィルター処理した細胞集団を、コンフルエントに達する密度で培養基材に播種し、シート化培養する工程、
を含む、[13]~[20]の方法。
[22](c)から(e)までの間、細胞を増殖させないことを特徴とする、[21]に記載の方法。
[23](a)の後かつ(e)の前に、細胞集団を培養基材に播種して接着培養し、その後細胞集団を回収する工程をさらに含む、[21]または[22]の方法。
[24](A)多能性幹細胞由来の分化誘導細胞を含む細胞集団において、少なくとも2種の異なる未分化細胞除去操作を実施する工程、および
(B)(A)で得られた細胞集団を、培養基材に播種し、移植片形成培養する工程、
を含む、シート状細胞培養物の製造方法。
[25]多能性幹細胞が、iPS細胞である、[24]の方法。
[26]分化誘導細胞が、心筋細胞である、[24]または[25]の方法。
[27](A)の後、細胞集団を接着培養基材に播種して培養した後、該細胞集団を回収する工程をさらに含む、[24]~[26]の方法。
[28](A)の後、細胞集団が凍結保存される、[24]~[27]の方法。
[29]移植片が、シート状細胞培養物であり、(B)において、細胞集団が、コンフルエントに達する密度で播種される、[24]~[28]の方法。
[30]コンフルエントに達する密度が、0.40~2.33×10個/cmである、[29]に記載の方法。
[31]移植片形成培養が、2~3日間行われる、[29]または[30]の方法。
[32]シート化培養において、1日目のシート化培養に用いるシート化媒体にRhoキナーゼ阻害剤が含まれる、[29]~[31]の方法。
[33]未分化細胞除去操作が、熱処理法、無糖培養法および特異抗体を用いる方法からなる群から選択される少なくとも2種である、[24]~[32]の方法。
[34](a)多能性幹細胞由来の心筋細胞を含む細胞集団において、少なくとも2種の未分化細胞除去操作を実施する工程、
(b)(a)で得られた細胞集団を凍結保存する工程、
(c)(b)で凍結保存した細胞集団を解凍する工程、
(d)(c)で解凍した細胞集団をフィルター処理する工程、および
(e)(d)でフィルター処理した細胞集団を、コンフルエントに達する密度で培養基材に播種し、シート化培養する工程、
を含む、[24]~[33]に記載の方法。
[35](c)から(e)までの間、細胞を増殖させないことを特徴とする、[34]の方法。
[36](a)の後かつ(e)の前に、細胞集団を培養基材に播種して接着培養し、その後細胞集団を回収する工程をさらに含む、[34]または[35]の方法。
[37](i)胚様体を分散して細胞集団を得る工程、
(ii)(i)で得られた細胞集団を、培養基材に播種して接着培養した後、該細胞集団を回収する工程、および
(iii)(ii)で得られた細胞集団を、培養基材に播種し、移植片形成培養する工程、
を含む、移植片の製造方法。
[38](ii)の後、得られた細胞集団を凍結保存することをさらに含む、[37]に記載の方法。
That is, the present invention relates to the following:
[1] A method for producing a sheet-shaped cell culture, comprising seeding a cell population containing sheet-forming cells onto a culture substrate and forming the cell culture into a sheet, the method further comprising a step of removing dead cells from the cell population.
[2] The method according to [1], wherein the removal of dead cells is carried out by filtration.
[3] The method of [2], wherein the filtering is performed using a filter having a pore size of 500 μm or less.
[4] The method according to any one of [1] to [3], further comprising the step of seeding a cell population on an adhesive culture substrate, culturing the cell population, and then recovering the cell population before forming the cell into a sheet.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the sheet-forming cells are differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells.
[6] The method of [5], wherein the pluripotent stem cells are human iPS cells.
[7] The method according to [1] to [6], wherein the sheet-forming cells are myoblasts or cardiomyocytes.
[8] The method of [1] to [7], wherein the cell population is seeded onto the culture substrate at a density that reaches confluence.
[9] The method according to any one of [1] to [8], wherein the cell population is thawed after cryopreservation.
[10] (a) performing at least one undifferentiated cell removal procedure on a cell population containing cardiomyocytes derived from pluripotent stem cells;
(b) cryopreserving the cell population obtained in (a);
(c) thawing the cell population cryopreserved in (b);
(d) filtering the cell population thawed in (c); and (e) seeding the cell population filtered in (d) onto a culture substrate at a density sufficient to reach confluence and culturing the cell population in the form of a sheet.
A method for producing a sheet-shaped cell culture, comprising:
[11] The method of [10], wherein the cells are not allowed to proliferate during the steps (c) to (e).
[12] The method of [10] or [11], further comprising the step of seeding the cell population on a culture substrate and culturing it in adherence after (a) and before (e), and then recovering the cell population.
[13] (A) performing at least one undifferentiated cell removal procedure on a cell population containing differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells;
(B) cryopreserving the cell population obtained in (A); and (C) thawing the cryopreserved cells of (B) to obtain a cell population, seeding the cell population on a culture substrate at a density sufficient to achieve confluence and culturing the cell population into a sheet.
A method for producing a sheet-shaped cell culture, comprising:
[14] The method of [13], wherein the pluripotent stem cells are iPS cells.
[15] The method according to [13] or [14], wherein the differentiation-induced cells are cardiomyocytes.
[16] The method according to any one of [13] to [15], further comprising the step of seeding and culturing the cell population on an adherent culture substrate after (A) and before (C), and then recovering the cell population.
[17] The method according to [13] to [16], wherein in (A), two or more different types of undifferentiated cell removal procedures are carried out.
[18] The method according to any one of [13] to [17], wherein the density at which the cells reach confluence is 0.40 to 2.33 × 10 6 cells/cm 2 .
[19] The method according to any one of [13] to [18], wherein the sheet culture is carried out for 2 to 3 days.
[20] The method according to any one of [13] to [19], wherein the sheet-form medium used for the first day of the sheet-form culture contains a Rho kinase inhibitor.
[21] (a) performing at least one undifferentiated cell removal procedure on a cell population containing cardiomyocytes derived from pluripotent stem cells;
(b) cryopreserving the cell population obtained in (a);
(c) thawing the cell population cryopreserved in (b);
(d) filtering the cell population thawed in (c); and (e) seeding the cell population filtered in (d) onto a culture substrate at a density sufficient to reach confluence and culturing the cell population in the form of a sheet.
The method according to any one of [13] to [20],
[22] The method according to [21], wherein the cells are not allowed to proliferate during the steps (c) to (e).
[23] The method of [21] or [22], further comprising the step of seeding the cell population on a culture substrate and culturing it in adherence after (a) and before (e), and then recovering the cell population.
[24] (A) performing at least two different undifferentiated cell removal procedures on a cell population containing differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells; and (B) seeding the cell population obtained in (A) on a culture substrate and culturing it to form explants.
A method for producing a sheet-shaped cell culture, comprising:
[25] The method of [24], wherein the pluripotent stem cells are iPS cells.
[26] The method according to [24] or [25], wherein the differentiation-induced cells are cardiomyocytes.
[27] The method according to any one of [24] to [26], further comprising the step of seeding and culturing the cell population on an adherent culture substrate after (A), and then recovering the cell population.
[28] The method according to [24] to [27], wherein the cell population is cryopreserved after (A).
[29] The method according to [24] to [28], wherein the graft is a sheet-shaped cell culture, and in (B), the cell population is seeded at a density that reaches confluence.
[30] The method according to [29], wherein the density at which confluence is reached is 0.40 to 2.33 × 10 6 cells/cm 2 .
[31] The method according to [29] or [30], wherein the explant-forming culture is carried out for 2 to 3 days.
[32] The method according to any one of [29] to [31], wherein the sheet-forming medium used in the sheet-forming culture on day 1 contains a Rho kinase inhibitor.
[33] The method according to any one of [24] to [32], wherein the undifferentiated cell removal procedure is at least two selected from the group consisting of heat treatment, sugar-free culture, and a method using a specific antibody.
[34] (a) performing at least two types of undifferentiated cell removal procedures on a cell population containing cardiomyocytes derived from pluripotent stem cells;
(b) cryopreserving the cell population obtained in (a);
(c) thawing the cell population cryopreserved in (b);
(d) filtering the cell population thawed in (c); and (e) seeding the cell population filtered in (d) onto a culture substrate at a density sufficient to reach confluence and culturing the cell population in the form of a sheet.
The method according to any one of [24] to [33], comprising:
[35] The method of [34], wherein the cells are not allowed to proliferate during the steps (c) to (e).
[36] The method of [34] or [35], further comprising the step of seeding the cell population on a culture substrate and culturing it in adherence after (a) and before (e), and then recovering the cell population.
[37] (i) dispersing embryoid bodies to obtain a cell population;
(ii) seeding the cell population obtained in (i) onto a culture substrate and culturing it in an adherent manner, followed by recovering the cell population; and (iii) seeding the cell population obtained in (ii) onto a culture substrate and culturing it to form a graft.
A method for producing a graft, comprising:
[38] The method according to [37], further comprising cryopreserving the obtained cell population after (ii).

本発明によれば、多能性幹細胞から分化誘導した臨床用の細胞集団から、従来よりも高品質な移植片、例えばシート状細胞培養物を高効率に製造することができる。特に未分化細胞の残存率を極力低減させることができ、細胞集団を凍結保存した場合であっても、品質を低減することなく移植片、例えばシート状細胞培養物を製造することが可能となるため、生体移植用に非常に好適な移植片を提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to efficiently produce higher quality grafts, such as sheet-shaped cell cultures, from clinical cell populations induced to differentiate from pluripotent stem cells. In particular, it is possible to minimize the residual rate of undifferentiated cells, and even when the cell population is cryopreserved, it is possible to produce grafts, such as sheet-shaped cell cultures, without compromising quality, thereby providing grafts that are highly suitable for in vivo transplantation.

図1は、製造例2の製造方法において、シート化媒体のFBS濃度を変化させた場合のシート状細胞培養物の様子を比較した表である。製造例2の条件であっても、FBS濃度20%、3日間のシート化培養により、シートが形成されることが確認された。1 is a table comparing the appearance of sheet-shaped cell cultures when the FBS concentration of the sheet-forming medium was changed in the production method of Production Example 2. Even under the conditions of Production Example 2, it was confirmed that a sheet was formed by culturing the medium for three days at an FBS concentration of 20%. 図2は、フィルター処理による細胞集団の変化を確認した結果である。上のグラフはフィルター処理をした細胞集団としていない細胞集団での回収細胞数の違いを表すグラフである。フィルター処理しても回収細胞数にはほぼ変化が見られないことがわかる。下の表は各ロットの細胞集団で、フィルター処理をしたものとしていないものにおけるバイアビリティおよびLin28値を表した表である。フィルター処理をした場合は、していない場合と比較してバイアビリティが上昇するが、Lin28の値にはほぼ変化がないことがわかる。Figure 2 shows the results of confirming changes in cell populations due to filter treatment. The upper graph shows the difference in the number of recovered cells between cell populations that were filtered and those that were not. It can be seen that there is almost no change in the number of recovered cells even after filter treatment. The lower table shows the viability and Lin28 values for cell populations of each lot that were filtered and those that were not. It can be seen that viability increases when filter treatment is performed compared to when not performed, but there is almost no change in the Lin28 values. 図3は、フィルター処理工程によるシート状細胞培養物の品質への影響を示す写真図である。フィルター処理した場合は、フィルター処理をしなかった場合と比較して、顕著に穴あきや破損が軽減された。図中、□で囲われた部分は穴あきまたは破損が確認された箇所である。○が付してある写真は穴あきや破損がないシート状細胞培養物が形成されたものであり、×が付してある写真は、シート化されなかったものである。Figure 3 is a photograph showing the effect of the filter treatment process on the quality of a sheet-shaped cell culture. When filter treatment was performed, holes and breakage were significantly reduced compared to when filter treatment was not performed. In the figure, the areas surrounded by squares are areas where holes or breakage were confirmed. Photographs marked with a circle show the formation of a sheet-shaped cell culture without holes or breakage, and photographs marked with an x show the formation of a sheet-shaped cell culture. 図4は、フィルター処理をした細胞集団としていない細胞集団を培養基材に播種した際の、10倍視野中の凝集体を観察した写真図である。図中、○で囲まれた部分が、凝集体が確認された箇所である。フィルターなしの場合には19箇所で凝集体が確認されたのに対し、フィルター処理をした場合には、凝集体が確認されたのはわずか4箇所であった。Figure 4 is a photograph showing aggregates observed in a 10x field of view when filter-treated and unfiltered cell populations were seeded on a culture substrate. The areas circled in the figure are the locations where aggregates were confirmed. Aggregates were confirmed in 19 locations without a filter, whereas in the filtered setting, aggregates were confirmed in only four locations. 図5は、異なる処理を施した異なるロットの心筋細胞を、所定の密度で培養基材に播種してシート化培養した場合の、培養3日目の様子を表す写真図である。2.0×10個/cmの播種密度では、培養3日目でもほとんどシート化されていなかったのに対し、6.0×10個/cm以上の播種密度では、いずれのロットでもシート状細胞培養物が得られた。また4.0×10個/cmの場合は、平面培養を行っていないロットEはシート化があまり十分でなく、他と比較して脆弱なシート状細胞培養物が形成されていた。Figure 5 is a photograph showing the state of cardiomyocytes on day 3 of culture when different lots of cardiomyocytes that had been subjected to different treatments were seeded on a culture substrate at a predetermined density and cultured into sheets. At a seeding density of 2.0 x 10 cells/ cm2 , almost no sheet was formed even on day 3 of culture, whereas at a seeding density of 6.0 x 10 cells/ cm2 or higher, sheet-shaped cell cultures were obtained for all lots. Furthermore, at 4.0 x 10 cells/ cm2 , sheet formation was insufficient for lot E, which had not been subjected to plate culture, and a sheet-shaped cell culture that was more fragile than the others was formed.

以下、本発明を詳細に説明する。
本明細書において別様に定義されない限り、本明細書で用いる全ての技術用語および科学用語は、当業者が通常理解しているものと同じ意味を有する。本明細書中で参照する全ての特許、出願および他の出版物や情報は、その全体を参照により本明細書に援用する。また本明細書において参照された出版物と本明細書の記載に矛盾が生じた場合は、本明細書の記載が優先されるものとする。
The present invention will be described in detail below.
Unless otherwise defined herein, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those skilled in the art. All patents, applications, and other publications and information referenced herein are incorporated herein by reference in their entirety. In addition, in the event of any discrepancy between the publications referenced herein and the description herein, the description herein shall prevail.

本開示において、「多能性幹細胞」は、当該技術分野で周知の用語であり、三胚葉、すなわち内胚葉、中胚葉および外胚葉に属する全ての系列の細胞に分化することができる能力を有する細胞を意味する。多能性幹細胞の非限定例としては、例えば、胚性幹細胞(ES細胞)、核移植胚性幹細胞(ntES細胞)、人工多能性幹細胞(iPS細胞)などが挙げられる。ここで、iPS細胞とは、遺伝子を導入することにより誘導された、分化万能性および自己複製能を有する細胞である。通常多能性幹細胞を特定の細胞に分化誘導する際には、まず多能性幹細胞を浮遊培養して、上記三胚葉のいずれかの細胞の凝集体(以下、「胚様体」という場合がある)を形成し、その後凝集体を形成する細胞を目的とする特定の細胞に分化誘導させる。In this disclosure, the term "pluripotent stem cells" is a term well known in the art and refers to cells capable of differentiating into all lineages of cells belonging to the three germ layers, namely, endoderm, mesoderm, and ectoderm. Non-limiting examples of pluripotent stem cells include embryonic stem cells (ES cells), nuclear transfer embryonic stem cells (ntES cells), and induced pluripotent stem cells (iPS cells). Here, iPS cells are cells induced by gene introduction that possess pluripotency and the ability to self-renew. Typically, when inducing differentiation of pluripotent stem cells into specific cells, the pluripotent stem cells are first cultured in suspension to form aggregates of cells of one of the three germ layers (hereinafter sometimes referred to as "embryoid bodies"), and the cells forming the aggregates are then induced to differentiate into the specific cells of interest.

本開示において、「多能性幹細胞由来の分化誘導細胞」は、多能性幹細胞から特定の種類の細胞に分化するように分化誘導処理された任意の細胞を意味する。分化誘導細胞の非限定例は、心筋細胞、骨格筋芽細胞などの筋肉系の細胞、ニューロン細胞、オリゴデンドロサイト、ドーパミン産生細胞などの神経系の細胞、網膜色素上皮細胞などの網膜細胞、血球細胞、骨髄細胞などの造血系の細胞、T細胞、NK細胞、NKT細胞、樹状細胞、B細胞などの免疫関連の細胞、肝細胞、膵β細胞、腎細胞などの臓器を構成する細胞、軟骨細胞、生殖細胞などの他、これらの細胞に分化する前駆細胞や体性幹細胞などを含む。かかる前駆細胞や体性幹細胞の典型例としては、例えば心筋細胞における間葉系幹細胞、多分化性心臓前駆細胞、単能性心臓前駆細胞、神経系の細胞における神経幹細胞、造血系の細胞や免疫関連の細胞における造血幹細胞およびリンパ系幹細胞などが挙げられる。多能性幹細胞の分化誘導は、既知の任意の手法を用いて行うことができる。例えば、多能性幹細胞から心筋細胞への分化誘導は、Miki et al., Cell Stem Cell 16, 699-711, June 4, 2015やWO2014/185358に記載の手法に基づいて行うことができる。In this disclosure, "differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells" refers to any cells that have been induced to differentiate from pluripotent stem cells into a specific cell type. Non-limiting examples of differentiation-induced cells include muscle cells such as cardiomyocytes and skeletal myoblasts; nervous system cells such as neurons, oligodendrocytes, and dopamine-producing cells; retinal cells such as retinal pigment epithelial cells; hematopoietic cells such as blood cells and bone marrow cells; immune-related cells such as T cells, NK cells, NKT cells, dendritic cells, and B cells; organ-forming cells such as hepatocytes, pancreatic beta cells, and kidney cells; chondrocytes; and germ cells, as well as progenitor cells and somatic stem cells that differentiate into these cells. Typical examples of such progenitor cells and somatic stem cells include mesenchymal stem cells for cardiomyocytes, multipotent cardiac progenitor cells, unipotent cardiac progenitor cells, neural stem cells for nervous system cells, and hematopoietic stem cells and lymphoid stem cells for hematopoietic and immune-related cells. Pluripotent stem cells can be induced to differentiate using any known method. For example, differentiation of pluripotent stem cells into cardiomyocytes can be induced based on the techniques described in Miki et al., Cell Stem Cell 16, 699-711, June 4, 2015 and WO2014/185358.

例えばヒトiPS細胞から心筋細胞を得る方法としては、以下のステップ:
(1)樹立されたヒトiPS細胞を、フィーダー細胞を含まない培養液で維持培養するステップ(フィーダーフリー法)、
(2)得られたiPS細胞から胚様体(中胚葉細胞を含む胚様体)を形成するステップ、
(3)得られた胚様体をアクチビンA、骨形成タンパク質(BMP)4および塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)を含有する培養液中で培養するステップ、
(4)得られた胚様体をWnt阻害剤、BMP4阻害剤およびTGFβ阻害剤を含む培養液中で培養するステップ、および
(5)得られた胚様体をVEGFおよびbFGFを含む培養液中で培養するステップ
を含む方法が例示される。
For example, a method for obtaining cardiomyocytes from human iPS cells involves the following steps:
(1) maintaining and culturing the established human iPS cells in a culture medium that does not contain feeder cells (feeder-free method);
(2) forming embryoid bodies (embryoid bodies containing mesodermal cells) from the obtained iPS cells;
(3) culturing the obtained embryoid bodies in a culture medium containing activin A, bone morphogenetic protein (BMP) 4, and basic fibroblast growth factor (bFGF);
Examples of methods include (4) culturing the obtained embryoid bodies in a culture medium containing a Wnt inhibitor, a BMP4 inhibitor, and a TGFβ inhibitor, and (5) culturing the obtained embryoid bodies in a culture medium containing VEGF and bFGF.

(1)のステップにおいて、例えばWO2017038562に記載のように、StemFit AK03(味の素)を培地として用い、iMatrix511(ニッピ)上でiPS細胞を培養して適応させ、維持培養を行うことができる。また、例えばNakagawa M.,et al.A novel efficient feeder-free culture system for the derivation of human induced pluripotent stem cells.Sci Rep.2014;4:3594に記載のように、iPS細胞を、7~8日毎に、TrypLE(登録商標)Select(Thermo Fisher Scientific)を使用してシングルセルとして継代を行うことができる。上記(1)~(5)のステップのあとに、任意で、(6)得られた心筋細胞を精製するステップを選択的に行ってもよい。心筋細胞の精製としては、以下に詳述するとおり、グルコースフリー培地を用いて心筋細胞以外を減少させる方法やWO2017/038562に記載のように熱処理を用いて未分化細胞を減少させる方法などが挙げられる。In step (1), iPS cells can be cultured and adapted on iMatrix511 (Nippi) using StemFit AK03 (Ajinomoto) as the medium, for example, as described in WO2017038562. Furthermore, as described in Nakagawa M., et al., "A novel efficient feeder-free culture system for the derivation of human induced pluripotent stem cells," Sci Rep. 2014;4:3594, iPS cells can be passaged as single cells every 7 to 8 days using TrypLE® Select (Thermo Fisher Scientific). After steps (1) to (5) above, an optional step (6) of purifying the obtained cardiomyocytes may be performed. Examples of methods for purifying cardiomyocytes include, as described in detail below, a method using a glucose-free medium to reduce non-cardiomyocytes, and a method using heat treatment to reduce undifferentiated cells, as described in WO2017/038562.

また分化誘導細胞は、リプログラミングのための遺伝子以外の任意の有用な遺伝子が導入されたiPS細胞から誘導された細胞であってもよい。かかる細胞の非限定例としては、例えば、Themeli M. et al. Nature Biotechnology, vol. 31, no. 10, pp. 928-933, 2013に記載のキメラ抗原受容体の遺伝子が導入されたiPS細胞から誘導されるT細胞などが挙げられる。また、多能性幹細胞から分化誘導された後、任意の有用な遺伝子が導入された細胞もまた、本発明の分化誘導細胞に包含される。 Differentiation-induced cells may also be cells induced from iPS cells into which any useful gene other than a gene for reprogramming has been introduced. Non-limiting examples of such cells include T cells induced from iPS cells into which a chimeric antigen receptor gene has been introduced, as described in Themeli M. et al. Nature Biotechnology, vol. 31, no. 10, pp. 928-933, 2013. Furthermore, cells into which any useful gene has been introduced after being induced to differentiate from pluripotent stem cells are also encompassed by the differentiation-induced cells of the present invention.

本開示において、「移植片」とは、生体内へ移植するための構造物を意味し、特に細胞を構成成分として含む移植用構造物を意味する。移植片において細胞同士は接着して全体としてある形状を形成している状態を少なくとも一つ含み、一つ一つの細胞が全てバラバラに遊離して存在している、いわゆる懸濁状態は、本開示の「移植片」には含まれない。好ましい一態様においては、移植片は、細胞および細胞由来の物質以外の構造物(例えばスキャフォールドなど)を含まない移植用構造物である。本開示における移植片としては、これに限定するものではないが、例えばシート状細胞培養物、スフェロイド、細胞凝集塊などが挙げられ、好ましくはシート状細胞培養物またはスフェロイド、より好ましくはシート状細胞培養物である。In this disclosure, the term "graft" refers to a structure for transplantation into a living body, and in particular to a transplant structure containing cells as a component. The term "graft" as used herein includes at least one state in which cells adhere to each other to form a certain overall shape; it does not include a so-called suspension state in which individual cells exist separately and freely. In a preferred embodiment, the graft is a transplant structure that does not contain any structures (e.g., scaffolds) other than cells and cell-derived substances. Examples of grafts in this disclosure include, but are not limited to, sheet-shaped cell cultures, spheroids, and cell aggregates; preferably, sheet-shaped cell cultures or spheroids, and more preferably, sheet-shaped cell cultures.

本開示において、「シート状細胞培養物」は、細胞が互いに連結してシート状になったものをいう。本開示において、「スフェロイド」は細胞が互いに連結して略球状になったものをいう。細胞同士は、直接(接着分子などの細胞要素を介するものを含む)および/または介在物質を介して、互いに連結していてもよい。介在物質としては、細胞同士を少なくとも物理的(機械的)に連結し得る物質であれば特に限定されないが、例えば、細胞外マトリックスなどが挙げられる。介在物質は、好ましくは細胞由来のもの、特に、シート状細胞培養物やスフェロイドを構成する細胞に由来するものである。細胞は少なくとも物理的(機械的)に連結されるが、さらに機能的、例えば、化学的、電気的に連結されてもよい。シート状細胞培養物は、1の細胞層から構成されるもの(単層)であっても、2以上の細胞層から構成されるもの(積層体(多層)、例えば、2層、3層、4層、5層、6層など)であってもよい。また、シート状細胞培養物は、細胞が明確な層構造を示すことなく、細胞1個分の厚みを超える厚みを有する3次元構造を有してもよい。例えば、シート状細胞培養物の垂直断面において、細胞が水平方向に均一に整列することなく、不均一に(例えば、モザイク状に)垂直方向に複数の細胞が配置された状態で存在していてもよい。 In this disclosure, a "sheet-shaped cell culture" refers to cells interconnected in a sheet-like form. In this disclosure, a "spheroid" refers to cells interconnected in a roughly spherical form. Cells may be interconnected directly (including via cellular elements such as adhesion molecules) and/or via intervening substances. Intervening substances are not particularly limited as long as they can at least physically (mechanically) connect cells, but examples include extracellular matrix. Intervening substances are preferably derived from cells, particularly those derived from the cells that constitute the sheet-shaped cell culture or spheroid. Cells are at least physically (mechanically) connected, but may also be functionally connected, for example, chemically or electrically. A sheet-shaped cell culture may be composed of one cell layer (single layer) or two or more cell layers (a laminate (multilayer), e.g., two, three, four, five, six, etc.). Furthermore, a sheet-shaped cell culture may have a three-dimensional structure with a thickness exceeding the thickness of a single cell, without the cells exhibiting a distinct layered structure. For example, in the vertical cross section of a sheet-shaped cell culture, the cells may not be uniformly aligned in the horizontal direction, but may be arranged in a non-uniform manner (e.g., in a mosaic-like manner) with multiple cells arranged vertically.

本開示のシート状細胞培養物は、好ましくはスキャフォールド(支持体)を含まない。スキャフォールドは、その表面上および/またはその内部に細胞を付着させ、シート状細胞培養物の物理的一体性を維持するために当該技術分野において用いられることがあり、例えば、ポリビニリデンジフルオリド(PVDF)製の膜等が知られているが、本開示のシート状細胞培養物は、かかるスキャフォールドがなくともその物理的一体性を維持することができる。また、本開示のシート状細胞培養物は、好ましくは、シート状細胞培養物を構成する細胞由来の物質(細胞外マトリックスなど)のみからなり、それら以外の物質を含まない。 The sheet-shaped cell culture of the present disclosure preferably does not include a scaffold (support). Scaffolds are sometimes used in the art to attach cells to and/or within the scaffold and maintain the physical integrity of the sheet-shaped cell culture; for example, membranes made of polyvinylidene difluoride (PVDF) are known. However, the sheet-shaped cell culture of the present disclosure can maintain its physical integrity even without such a scaffold. Furthermore, the sheet-shaped cell culture of the present disclosure preferably consists only of substances derived from the cells that constitute the sheet-shaped cell culture (such as extracellular matrix), and does not include any other substances.

細胞は異種由来細胞であっても同種由来細胞であってもよい。ここで「異種由来細胞」は、シート状細胞培養物が移植に用いられる場合、そのレシピエントとは異なる種の生物に由来する細胞を意味する。例えば、レシピエントがヒトである場合、サルやブタに由来する細胞などが異種由来細胞に該当する。また、「同種由来細胞」は、レシピエントと同一の種の生物に由来する細胞を意味する。例えば、レシピエントがヒトである場合、ヒト細胞が同種由来細胞に該当する。同種由来細胞は、自己由来細胞(自己細胞または自家細胞ともいう)、すなわち、レシピエントに由来する細胞と、同種非自己由来細胞(他家細胞ともいう)を含む。自己由来細胞は、移植しても拒絶反応が生じないため、本開示においては好ましい。しかしながら、異種由来細胞や同種非自己由来細胞を利用することも可能である。異種由来細胞や同種非自己由来細胞を利用する場合は、拒絶反応を抑制するため、免疫抑制処置が必要となることがある。なお、本明細書中で、自己由来細胞以外の細胞、すなわち、異種由来細胞と同種非自己由来細胞を非自己由来細胞と総称することもある。本開示の一態様において、細胞は自家細胞(autologous cells)または他家細胞(allogeneic cells)である。本開示の一態様において、細胞は自家細胞(自家iPS細胞に由来する自家細胞、自家iPS細胞を分化誘導して得られた自家分化誘導細胞を含む)である。本開示の別の態様において、細胞は他家細胞(他家iPS細胞に由来する他家細胞、他家iPS細胞を分化誘導して得られた他家分化誘導細胞を含む)である。Cells may be xenogeneic or allogeneic. Here, "xenogeneic cells" refers to cells derived from an organism of a different species from the recipient when the sheet-shaped cell culture is used for transplantation. For example, if the recipient is human, cells derived from monkeys or pigs would be considered xenogeneic cells. Furthermore, "allogeneic cells" refers to cells derived from an organism of the same species as the recipient. For example, if the recipient is human, human cells would be considered allogeneic cells. Allogeneic cells include autologous cells (also known as autologous cells or autogenous cells), i.e., cells derived from the recipient, and allogeneic non-autologous cells (also known as allogeneic cells). Autologous cells are preferred in this disclosure because they do not induce rejection after transplantation. However, xenogeneic or allogeneic non-autologous cells can also be used. When using xenogeneic or allogeneic non-autologous cells, immunosuppressive treatment may be required to suppress rejection. Note that throughout this specification, cells other than autologous cells, i.e., xenogeneic and allogeneic non-autologous cells, are sometimes collectively referred to as non-autologous cells. In one aspect of the present disclosure, the cells are autologous cells or allogeneic cells. In one aspect of the present disclosure, the cells are autologous cells (including autologous cells derived from autologous iPS cells and autologous differentiation-induced cells obtained by inducing differentiation of autologous iPS cells). In another aspect of the present disclosure, the cells are allogeneic cells (including allogeneic cells derived from allogeneic iPS cells and allogeneic differentiation-induced cells obtained by inducing differentiation of allogeneic iPS cells).

本開示は一側面において、臨床グレードの移植片、例えばシート状細胞培養物を製造する方法に関する。本発明者らは、多能性幹細胞由来の分化誘導細胞を臨床応用するにあたって十分高品質な移植片、例えばシート状細胞培養物の製造においては、移植片の材料となる多能性幹細胞由来の分化誘導細胞を含む細胞集団から未分化細胞を除去する工程や、該細胞集団を凍結保存する工程は、必要であると同時に細胞集団に含まれる細胞にダメージを与える原因ともなっていることを見出した。そしてこれらの工程を2工程以上実施した場合、従来知られた方法では十分な品質の移植片を製造することができないことを見出し、上記工程を2工程以上実施した場合であっても高品質な移植片を得るための移植片の製造条件を検討した結果、多能性幹細胞由来の分化誘導細胞を含む細胞集団をコンフルエントに達する密度で播種してシート化することにより、高品質なシート状細胞培養物を得ることができることを見出した。In one aspect, the present disclosure relates to a method for producing a clinical-grade graft, such as a sheet-shaped cell culture. The inventors discovered that in producing a graft, such as a sheet-shaped cell culture, of sufficient quality for clinical applications of differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells, steps such as removing undifferentiated cells from a cell population containing differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells, which serve as the graft material, and cryopreserving the cell population, are necessary but also cause damage to the cells contained in the cell population. They also discovered that performing two or more of these steps using conventional methods makes it impossible to produce a graft of sufficient quality. After examining the conditions for producing a graft that achieves high quality even when two or more of the above steps are performed, they discovered that a high-quality sheet-shaped cell culture can be obtained by seeding a cell population containing differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells at a density that allows confluence and forming the cell into a sheet.

したがって本開示の方法の一側面において、多能性幹細胞由来の分化誘導細胞を含む細胞集団から未分化細胞を除去する少なくとも1種の工程および任意に細胞集団を凍結保存する工程を含む、移植片の製造方法に関する。
本開示の方法は、以下の工程を含む:
(a)多能性幹細胞由来の分化誘導細胞を含む細胞集団において、未分化細胞除去操作を実施する工程および任意に細胞集団を凍結し、その後解凍する工程、ならびに
(b)前記工程(a)で得られた細胞集団を培養基材に播種し、移植片形成培養する工程。
Thus, one aspect of the method disclosed herein relates to a method for producing a graft, which includes at least one step of removing undifferentiated cells from a cell population containing differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells, and optionally a step of cryopreserving the cell population.
The method of the present disclosure comprises the steps of:
(a) performing an undifferentiated cell removal procedure on a cell population containing differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells and optionally freezing and then thawing the cell population; and (b) seeding the cell population obtained in step (a) on a culture substrate and culturing it to form a graft.

本開示の方法に用い得る多能性幹細胞の非限定例としては、例えば、胚性幹細胞(ES細胞)、核移植胚性幹細胞(ntES細胞)、人工多能性幹細胞(iPS細胞)などが挙げられる。分化誘導細胞の非限定例は、心筋細胞、骨格筋芽細胞などの筋肉系の細胞、ニューロン細胞、オリゴデンドロサイト、ドーパミン産生細胞などの神経系の細胞、網膜色素上皮細胞などの網膜細胞、血球細胞、骨髄細胞などの造血系の細胞、T細胞、NK細胞、NKT細胞、樹状細胞、B細胞などの免疫関連の細胞、肝細胞、膵β細胞、腎細胞などの臓器を構成する細胞、軟骨細胞、生殖細胞などの他、これらの細胞に分化する前駆細胞や体性幹細胞、分化誘導前または後に他の有用な遺伝子を導入された細胞などを含む。
本開示の方法において、多能性幹細胞は、任意の生物に由来し得る。かかる生物には、限定されずに、例えば、ヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジ、げっ歯目動物(例えば、マウス、ラット、ハムスター、モルモットなど)、ウサギなどが含まれる。好ましくは、多能性幹細胞は、ヒト細胞である。好ましい一態様において、多能性幹細胞はヒトiPS細胞である。
Non-limiting examples of pluripotent stem cells that can be used in the methods of the present disclosure include, for example, embryonic stem cells (ES cells), nuclear transfer embryonic stem cells (ntES cells), induced pluripotent stem cells (iPS cells), etc. Non-limiting examples of differentiation-induced cells include muscle cells such as cardiomyocytes and skeletal myoblasts, nervous system cells such as neuronal cells, oligodendrocytes, and dopamine-producing cells, retinal cells such as retinal pigment epithelial cells, hematopoietic cells such as blood cells and bone marrow cells, immune-related cells such as T cells, NK cells, NKT cells, dendritic cells, and B cells, organ-constituting cells such as hepatocytes, pancreatic β cells, and kidney cells, chondrocytes, germ cells, as well as progenitor cells and somatic stem cells that differentiate into these cells, and cells into which other useful genes have been introduced before or after differentiation induction.
In the methods of the present disclosure, pluripotent stem cells can be derived from any organism. Such organisms include, but are not limited to, humans, non-human primates, dogs, cats, pigs, horses, goats, sheep, rodents (e.g., mice, rats, hamsters, guinea pigs, etc.), rabbits, etc. Preferably, the pluripotent stem cells are human cells. In a preferred embodiment, the pluripotent stem cells are human iPS cells.

本開示において、「未分化細胞除去操作」は、多能性幹細胞を分化誘導して得られた分化誘導細胞を含む細胞集団から、腫瘍形成能を有する未分化細胞を除去する操作を意味し、既知の任意の手法を用いて行うことができる。かかる手法の非限定例としては、未分化細胞に特異的なマーカー(例えば、細胞表面マーカーなど)を用いた種々の分離法、例えば、磁気細胞分離法(MACS)、フローサイトメトリー法、アフィニティ分離法や、特異的プロモーターにより選択マーカー(例えば、抗生物質耐性遺伝子など)を発現させる方法、未分化細胞の生存に必要な因子(メチオニン等の栄養源やbFGF等の未分化状態の維持因子など)を除いた培地で培養して未分化細胞を駆逐する方法、分化を促進する因子(SB431542、ドルソモルフィン、CHIR99021など)の存在下で培養し、未分化細胞の分化を促進させる方法、未分化細胞の表面抗原をターゲットにした薬剤で処理する方法などが挙げられる。また、WO2014/126146、WO2012/056997に記載の方法、WO2012/147992に記載の方法、WO2012/133674に記載の方法、WO2012/012803(特表2013-535194)に記載の方法、WO2012/078153(特表2014-501518)に記載の方法、特開2013-143968およびTohyama S. et al., Cell Stem Cell Vol.12 January 2013, Page 127-137に記載の方法、Lee MO et al., PNAS 2013 Aug 27;110(35):E3281-90に記載の方法、WO2016/072519に記載の方法、WO2013/100080に記載の方法、特開2016-093178に記載の方法、WO2017/038526に記載の熱処理を用いる方法なども挙げられる。好ましくは、未分化細胞の除去操作は、WO2007/088874に記載されるような無糖培地で培養する方法、WO2016/072519に記載されるような特異抗体を用いる方法およびWO2017/038526に記載されるような熱処理を用いる方法などが挙げられる。In this disclosure, the term "undifferentiated cell removal" refers to a procedure for removing undifferentiated cells with tumorigenic potential from a cell population containing differentiation-induced cells obtained by inducing the differentiation of pluripotent stem cells. This procedure can be performed using any known method. Non-limiting examples of such procedures include various separation methods using markers specific to undifferentiated cells (e.g., cell surface markers), such as magnetic cell sorting (MACS), flow cytometry, and affinity separation; methods for expressing selection markers (e.g., antibiotic resistance genes) using specific promoters; methods for eliminating undifferentiated cells by culturing in a medium lacking factors necessary for the survival of undifferentiated cells (e.g., nutrient sources such as methionine and factors for maintaining an undifferentiated state such as bFGF); methods for promoting differentiation of undifferentiated cells by culturing in the presence of differentiation-promoting factors (e.g., SB431542, dorsomorphin, CHIR99021); and methods for treating undifferentiated cells with drugs that target surface antigens. Further, the method described in WO2014/126146, WO2012/056997, WO2012/147992, WO2012/133674, WO2012/012803 (JP Patent Publication No. 2013-535194), WO2012/078153 (JP Patent Publication No. 2014-501518), JP-A No. 2013-143968, and Tohyama S. et al., Cell Stem Cell Vol. 12 January 2013, Pages 127-137, Lee MO et al., PNAS 2013 Aug. 27;110(35):E3281-90, the method described in WO2016/072519, the method described in WO2013/100080, the method described in JP2016-093178A, and the method using heat treatment described in WO2017/038526. Preferably, the procedure for removing undifferentiated cells includes the method of culturing in a sugar-free medium described in WO2007/088874, the method using a specific antibody described in WO2016/072519, and the method using heat treatment described in WO2017/038526.

特異抗体を用いる方法とは、例えば未分化細胞特異的なマーカーを認識する抗体を用いて、該未分化細胞マーカーを発現する細胞を除去する方法などが挙げられる。未分化細胞特異的なマーカーとして例えば、CD30、Lin28などが挙げられる。
かかる方法の具体例としては、例えばブレンツキシマブ・ベドチンを用いた方法が挙げられる。ブレンツキシマブ・ベドチンは、CD30抗原を標的とする抗体と微小管阻害作用有する低分子薬剤(モノメチルアウリスタチンE:MMAE)とを結合させた抗体薬物複合体であり、再発・難治性のCD30陽性のホジキンリンパ腫等に対する治療薬であり、アドセトリスの商標名で販売されている。ブレンツキシマブ・ベドチンは、CD30抗原を発現する細胞に選択的に作用することができ、CD30抗原は上述のとおり未分化細胞において高度に発現しているため、ブレンツキシマブ・ベドチンにより未分化細胞を除去することができる。具体的な操作としては、ブレンツキシマブ・ベドチンを培養培地に添加してインキュベートすることにより行われる。
Examples of methods using specific antibodies include methods that use antibodies that recognize undifferentiated cell-specific markers to remove cells expressing the undifferentiated cell markers, such as CD30 and Lin28.
A specific example of such a method is a method using brentuximab vedotin. Brentuximab vedotin is an antibody-drug conjugate that combines an antibody targeting the CD30 antigen with a small molecule drug (monomethyl auristatin E: MMAE) that has microtubule inhibitory activity. It is a therapeutic agent for relapsed/refractory CD30-positive Hodgkin's lymphoma and the like, and is sold under the trademark Adcetris. Brentuximab vedotin can selectively act on cells that express the CD30 antigen, and since the CD30 antigen is highly expressed in undifferentiated cells as described above, brentuximab vedotin can remove undifferentiated cells. A specific procedure involves adding brentuximab vedotin to a culture medium and incubating the medium.

未分化細胞除去操作は、単一の除去操作のみを行ってもよいし、複数の異なる除去操作を組み合わせて行ってもよい。ある態様において、未分化細胞除去操作は単一の除去操作のみ行われる。かかる除去操作としては、例えば無糖培地で培養する方法、特異抗体を用いる方法、熱処理を用いる方法などが挙げられる。別の態様において、未分化細胞除去操作は、2種の異なる除去操作を組み合わせて行われる。さらに別の態様において、未分化細胞除去操作は、3種またはそれ以上の異なる除去操作を組み合わせて行われる。かかる組み合わせとしては、例えば無糖培地で培養する方法と特異抗体を用いる方法との組み合わせ、無糖培地で培養する方法と熱処理を用いる方法との組み合わせ、特異抗体を用いる方法と熱処理を用いる方法との組み合わせ、ならびに無糖培地で培養する方法、特異抗体を用いる方法および熱処理を用いる方法の組み合わせなどが挙げられる。これらの未分化細胞除去操作を複数組み合わせることにより、相乗的な未分化細胞除去効果を得ることができる。未分化細胞除去操作の組み合わせの具体例としては、まずiPS細胞由来の分化誘導細胞を、WO2017/038562に記載されている方法などにより熱処理し、その後WO2007/088874に記載されている方法などにより無糖培地で培養し、その後WO2016/072519に記載されている抗CD30抗体結合薬剤処理法などの特異的抗体処理を行うことなどが挙げられる。
好ましい一態様において、未分化細胞除去操作として、熱処理法、無糖培地での培養法および特異抗体を用いる方法からなる群から選択される、少なくとも2種の方法を用いて行われる。
The undifferentiated cell removal procedure may involve a single removal procedure or a combination of multiple different removal procedures. In one embodiment, the undifferentiated cell removal procedure involves only a single removal procedure. Examples of such removal procedures include culturing in a sugar-free medium, using a specific antibody, and using heat treatment. In another embodiment, the undifferentiated cell removal procedure involves a combination of two different removal procedures. In yet another embodiment, the undifferentiated cell removal procedure involves a combination of three or more different removal procedures. Examples of such combinations include a combination of culturing in a sugar-free medium and a method using a specific antibody, a combination of culturing in a sugar-free medium and a method using heat treatment, a combination of a method using a specific antibody and a method using heat treatment, and a combination of culturing in a sugar-free medium, a method using a specific antibody, and a method using heat treatment. Combining multiple of these undifferentiated cell removal procedures can achieve a synergistic undifferentiated cell removal effect. A specific example of a combination of undifferentiated cell removal procedures is to first heat-treat differentiated cells derived from iPS cells using a method such as that described in WO2017/038562, then culture them in a sugar-free medium using a method such as that described in WO2007/088874, and then treat them with a specific antibody such as the anti-CD30 antibody-binding drug treatment method described in WO2016/072519.
In a preferred embodiment, the undifferentiated cell removal procedure is carried out using at least two methods selected from the group consisting of heat treatment, culture in a sugar-free medium, and a method using a specific antibody.

多能性幹細胞由来の分化誘導細胞を含む細胞集団は、未分化細胞除去操作を行った後、任意に、培養基材上(好ましくは平面状の培養基材上)に播種して接着培養を行い、その後培養細胞を回収するステップを実施してよい。かかる接着培養ステップは、後述する凍結保存ステップの前に実施されても、凍結保存および解凍後に実施されてもよい。接着培養ステップを実施することにより、死細胞を効率的に取り除くことができ、その後の移植片の形成において、高品質な移植片の形成を、高確率で達成することが可能となる。After the undifferentiated cell removal procedure, the cell population containing differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells may optionally be seeded onto a culture substrate (preferably a planar culture substrate) for adherent culture, followed by a step of recovering the cultured cells. This adherent culture step may be performed before the cryopreservation step described below, or after cryopreservation and thawing. By performing the adherent culture step, dead cells can be efficiently removed, making it possible to achieve a high probability of forming high-quality grafts in the subsequent graft formation.

かかる接着培養ステップにおいて、培養条件などは、通常の接着培養を行う場合の条件に準じてよい。例えば、市販の接着培養用培養容器を用いて、37℃、5%CO条件下での培養などであってよい。細胞の播種密度は、細胞同士の接着および/または細胞と培養基材との接着の形成を妨げない密度であればいかなる密度であってもよく、例えばサブコンフルエントな密度であってもよいし、コンフルエントに達する密度またはそれ以上であってもよい。培養時間は、細胞同士の接着および/または細胞と培養基材との接着が形成される程度の時間であればよく、具体的には例えば2~168時間、2~144時間、2~120時間、2~96時間、2~72時間、2~48時間、2~24時間、2~12時間、2~6時間、2~4時間程度であればよい。
また、上記未分化細胞除去操作を接着培養ステップにおいて行っても良い。例えば、接着培養ステップでの接着培養中に熱や特異抗体で処理したり、接着培養の一部を無糖培地で行ったりしてもよい。
In this adhesion culture step, the culture conditions may be similar to those used for conventional adhesion culture. For example, culture may be performed using a commercially available culture vessel for adhesion culture at 37°C and 5% CO2 . The cell seeding density may be any density that does not prevent cell-to-cell adhesion and/or adhesion between the cells and the culture substrate, for example, a subconfluent density, or a density that achieves confluence or higher. The culture time may be a time sufficient to allow cell-to-cell adhesion and/or adhesion between the cells and the culture substrate to form, specifically, for example, 2 to 168 hours, 2 to 144 hours, 2 to 120 hours, 2 to 96 hours, 2 to 72 hours, 2 to 48 hours, 2 to 24 hours, 2 to 12 hours, 2 to 6 hours, or 2 to 4 hours.
Alternatively, the undifferentiated cell removal procedure may be performed during the adhesion culture step. For example, the cells may be treated with heat or a specific antibody during the adhesion culture step, or part of the adhesion culture may be performed in a sugar-free medium.

接着培養した細胞の回収は、当該技術分野において公知の方法を用いてよい。具体例としては、例えば接着培養した細胞を、トリプシン、TrypLETM Selectなどのプロテアーゼで処理し、解離した細胞を回収する、などが挙げられる。さらに任意に、回収した細胞を洗浄してもよい。
接着培養ステップは、複数の未分化細胞除去操作と組み合わせて行われ得る。複数の未分化細胞除去操作と組み合わせて行われる場合、接着培養ステップは、未分化細胞除去操作の前、未分化細胞除去操作の後または各未分化細胞除去操作の間に行われてよい。すなわち、複数の未分化細胞除去操作と、接着培養ステップとは、任意の組み合わせで行われてよい。これに限定するものではないが、具体例としては、例えば複数の未分化細胞除去操作を操作A、操作B、操作Cとし、接着培養ステップをXとする場合、各操作の順番は、A→B→X、A→C→X、B→C→X、A→B→C→X、A→C→B→X、B→A→C→X、B→C→A→X、C→B→A→X、C→A→B→X、X→A→B、X→A→C、X→B→C、X→A→B→C、X→A→C→B、X→B→A→C、X→B→C→A、X→C→B→A、X→C→A→B、A→X→B、A→X→C、B→X→C、A→X→B→C、A→X→C→B、B→X→A→C、B→X→C→A、C→X→A→B、C→X→B→A、A→B→X→C、A→C→X→B、B→A→X→C、B→C→X→A、C→A→X→BまたはC→B→X→Aなどであってよい。
Adherent cultured cells may be recovered by methods known in the art. Specific examples include treating adherent cultured cells with a protease such as trypsin or TrypLE Select, and recovering the dissociated cells. Optionally, the recovered cells may be washed.
The adhesion culture step may be performed in combination with multiple undifferentiated cell removal operations. When performed in combination with multiple undifferentiated cell removal operations, the adhesion culture step may be performed before the undifferentiated cell removal operations, after the undifferentiated cell removal operations, or between each undifferentiated cell removal operation. That is, multiple undifferentiated cell removal operations and the adhesion culture step may be performed in any combination. As a specific example, and not limited to this, if the multiple undifferentiated cell removal operations are operation A, operation B, and operation C, and the adhesion culture step is X, the order of each operation is A → B → X, A → C → X, B → C → X, A → B → C → X, A → C → B → X, B → A → C → X, B → C → A → X, C → B → A → X, C → A → B → X, X → A → B, X → A → C, X → B → C, X → A → B →C, X →A →C →B, X →B →A →C, X →B →C →A, X →C →B →A, X →C →A →B, A →X →B, A →X →C, B →X →C, A →X →B →C, A →X →C →B, B →X →A →C, B →X →C →A, C →X →A →B, C →X →B →A, A →B →X →C, A →C →X →B, B →A →X →C, B →C →X →A, C →A →X →B or C →B →X →A.

多能性幹細胞由来の分化誘導細胞を含む細胞集団は、未分化細胞除去操作を行った後、任意に凍結保存されてよい。かかる凍結保存は、細胞(細胞集団)を凍結するステップと凍結細胞を解凍するステップとを含んでもよい。細胞の凍結は、既知の任意の手法により行うことができる。かかる手法としては、限定されずに、例えば、容器内の細胞を、凍結手段、例えば、フリーザー、ディープフリーザー、低温の媒体(例えば、液体窒素等)に供することなどが挙げられる。凍結手段の温度は、容器内の細胞集団の一部、好ましくは全体を凍結させ得る温度であれば特に限定されないが、典型的には約0℃以下、好ましくは約-20℃以下、より好ましくは約-40℃以下、さらに好ましくは約-80℃以下である。また、凍結操作における冷却速度は、凍結解凍後の細胞の生存率や機能を大きく損なうものでなければ特に限定されないが、典型的には4℃から冷却を始めて約-80℃に達するまで約1時間~約5時間、好ましくは約2時間~約4時間、特に約3時間かける程度の冷却速度である。具体的には、例えば、約0.46℃/分の速度で冷却することができる。かかる冷却速度は、所望の温度に設定した凍結手段に、細胞を含む容器を直接、または、凍結処理容器に収容して供することにより達成することができる。凍結処理容器は、容器内の温度の下降速度を所定の速度に制御する機能を有していてもよい。かかる凍結処理容器としては、既知の任意のもの、例えば、BICELL(R)(日本フリーザー)、プログラムフリーザーなどを用いることができる。 A cell population containing differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells may be optionally cryopreserved after the undifferentiated cell removal procedure. Such cryopreservation may include the steps of freezing the cells (cell population) and thawing the frozen cells. Cell freezing can be performed by any known method. Examples of such methods include, but are not limited to, subjecting the cells in a container to a freezing method such as a freezer, deep freezer, or low-temperature medium (e.g., liquid nitrogen). The temperature of the freezing method is not particularly limited as long as it is capable of freezing a portion, or preferably the entire cell population, in the container. It is typically about 0°C or below, preferably about −20°C or below, more preferably about −40°C or below, and even more preferably about −80°C or below. The cooling rate in the freezing procedure is not particularly limited as long as it does not significantly impair the viability or function of the cells after freezing and thawing. It typically takes about 1 to about 5 hours, preferably about 2 to about 4 hours, and particularly about 3 hours from 4°C to about −80°C. Specifically, cooling can be achieved at a rate of, for example, about 0.46°C/min. Such a cooling rate can be achieved by subjecting the container containing the cells directly to a freezing means set at the desired temperature, or by placing the container in a freezing container. The freezing container may have a function to control the rate at which the temperature inside the container drops to a predetermined rate. Any known freezing container can be used, such as a BICELL® ( Nippon Freezer) or a programmable freezer.

凍結操作は、細胞を培養液や生理緩衝液などに浸漬させたまま行ってもよいが、細胞を凍結・解凍操作から保護するための凍結保護剤を培養液に加えたり、培養液を、凍結保護剤を含む凍結保存液と置換するなどの処理を施したうえで行ってもよい。したがって、凍結ステップを含む本開示の製造方法は、培養液に凍結保護剤を添加するステップ、または、培養液を凍結保存液に置換するステップをさらに含んでもよい。培養液を凍結保存液に置換する場合、凍結時に細胞が浸漬している液に有効濃度の凍結保護剤が含まれていれば、培養液を実質的に全て除去してから凍結保存液を添加しても、培養液を一部残したまま凍結保存液を添加してもよい。ここで、「有効濃度」とは、凍結保護剤が、毒性を示すことなく、凍結保護効果、例えば、凍結保護剤を用いない場合と比べた、凍結解凍後の細胞の生存率、活力、機能などの低下抑制効果を示す濃度を意味する。かかる濃度は当業者に知られているか、ルーチンの実験などにより適宜決定することができる。 The freezing procedure may be performed while the cells are immersed in culture medium or physiological buffer solution. Alternatively, the freezing procedure may be performed after adding a cryoprotectant to the culture medium to protect the cells from freezing and thawing, or after replacing the culture medium with a cryopreservation solution containing a cryoprotectant. Therefore, the manufacturing method of the present disclosure, which includes a freezing step, may further include a step of adding a cryoprotectant to the culture medium or a step of replacing the culture medium with a cryopreservation solution. When replacing the culture medium with a cryopreservation solution, as long as the solution in which the cells are immersed contains an effective concentration of the cryoprotectant, the cryopreservation solution may be added after substantially all of the culture medium is removed, or the cryopreservation solution may be added while leaving some of the culture medium. Here, "effective concentration" refers to the concentration at which the cryoprotectant exhibits a cryoprotective effect, e.g., the effect of suppressing a decline in cell viability, vitality, function, etc. after freezing and thawing, without exhibiting toxicity, compared to when the cryoprotectant is not used. Such concentrations are known to those skilled in the art or can be determined appropriately through routine experiments.

凍結保護剤は、細胞に対して凍結保護作用を示すものであれば特に限定されずに、例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、セリシン、プロパンジオール、デキストラン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルデンプン、コンドロイチン硫酸、ポリエチレングリコール、ホルムアミド、アセトアミド、アドニトール、ペルセイトール、ラフィノース、ラクトース、トレハロース、スクロース、マンニトールなどを含む。凍結保護剤は、単独で用いても、2種または3種以上を組み合わせて用いてもよい。 Cryoprotectants are not particularly limited as long as they exhibit cryoprotective properties against cells, and include, for example, dimethyl sulfoxide (DMSO), glycerol, ethylene glycol, propylene glycol, sericin, propanediol, dextran, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl starch, chondroitin sulfate, polyethylene glycol, formamide, acetamide, adonitol, perseitol, raffinose, lactose, trehalose, sucrose, mannitol, etc. Cryoprotectants may be used alone or in combination of two or more.

培養液への凍結保護剤の添加濃度、または、凍結保存液中の凍結保護剤の濃度は、上記で定義した有効濃度であれば特に限定されず、典型的には、例えば、培養液または凍結保存液全体に対して約2%~約20%(v/v)である。しかしながら、この濃度範囲からは外れるが、それぞれの凍結保護剤について知られているか、実験的に決定した代替的な使用濃度を採用することもでき、かかる濃度も本開示の範囲内である。 The concentration of the cryoprotectant added to the culture medium or the cryopreservation medium is not particularly limited as long as it is an effective concentration as defined above, and is typically, for example, about 2% to about 20% (v/v) of the total culture medium or cryopreservation medium. However, alternative known or experimentally determined concentrations for each cryoprotectant outside this concentration range may also be employed, and such concentrations are within the scope of this disclosure.

凍結した細胞を解凍するステップは、既知の任意の細胞解凍手法により行うことができ、典型的には、例えば、凍結した細胞を、解凍手段、例えば、凍結温度より高い温度の固形、液状もしくはガス状の媒体(例えば、水)、ウォーターバス、インキュベーター、恒温器などに供したり、または、凍結した細胞を、凍結温度より高い温度の媒体(例えば、培養液)で浸漬することにより達成されるが、これに限定されない。解凍手段または浸漬媒体の温度は、細胞を所望の時間内に解凍できる温度であれば特に限定されないが、典型的には約4℃~約50℃、好ましくは約30℃~約40℃、より好ましくは約36℃~約38℃である。また、解凍時間は、解凍後の細胞の生存率や機能を大きく損なうものでなければ特に限定されないが、典型的には約2分以内であり、特に約20秒以内とすることで生存率の低下を大幅に抑制することができる。解凍時間は、例えば、解凍手段または浸漬媒体の温度、凍結時の培養液または凍結保存液の容量もしくは組成などを変化させて調節することができる。凍結した細胞は、任意の手法により凍結させた細胞を含み、その非限定例としては、例えば、上記の細胞を凍結するステップにより凍結された細胞などが挙げられる。一態様において、凍結した細胞は、凍結保護剤の存在下で凍結された細胞である。一態様において、凍結した細胞は、本開示の製造方法に用いるためのものである。 The step of thawing frozen cells can be performed by any known cell thawing technique. Typical examples include, but are not limited to, subjecting frozen cells to a thawing means, such as a solid, liquid, or gaseous medium (e.g., water), a water bath, an incubator, or a thermostat, which is higher than the freezing temperature, or immersing frozen cells in a medium (e.g., culture medium) which is higher than the freezing temperature. The temperature of the thawing means or immersion medium is not particularly limited as long as it allows cells to thaw within the desired time. It is typically about 4°C to about 50°C, preferably about 30°C to about 40°C, and more preferably about 36°C to about 38°C. The thawing time is not particularly limited as long as it does not significantly impair the viability or function of the cells after thawing. It is typically about 2 minutes or less, and a time of about 20 seconds or less can significantly reduce the loss of viability. The thawing time can be adjusted, for example, by changing the temperature of the thawing means or immersion medium, or the volume or composition of the culture medium or cryopreservation solution used during freezing. Frozen cells include cells frozen by any method, including, but not limited to, cells frozen by the above-described cell freezing step. In one embodiment, the frozen cells are cells frozen in the presence of a cryoprotectant. In one embodiment, the frozen cells are for use in the manufacturing method of the present disclosure.

本開示の方法は、凍結した細胞を解凍するステップの後、かつ、移植片を形成するステップの前に、細胞を洗浄するステップを含んでいてもよい。細胞の洗浄は、既知の任意の手法により行うことができ、典型的には、例えば、細胞を洗浄液(例えば、血清や血清成分(血清アルブミンなど)を含むもしくは含まない、培養液(例えば、培地等)または生理緩衝液(例えば、PBS、HBSS等)など)に懸濁し、遠心分離し、上清を廃棄し、沈殿した細胞を回収することにより達成されるが、これに限定されない。細胞を洗浄するステップにおいては、かかる懸濁、遠心分離、回収のサイクルを1回または複数回(例えば、2、3、4、5回など)行ってもよい。本開示の一態様において、細胞を洗浄するステップは、凍結した細胞を解凍するステップの直後に行われる。The method of the present disclosure may include a step of washing the cells after the step of thawing the frozen cells and before the step of forming the graft. Washing the cells can be performed by any known method, and is typically achieved, for example, by suspending the cells in a washing solution (e.g., a culture medium or a physiological buffer solution (e.g., PBS, HBSS, etc.) with or without serum or a serum component (e.g., serum albumin)), centrifuging the cells, discarding the supernatant, and recovering the precipitated cells, but is not limited to this. In the step of washing the cells, the cycle of suspension, centrifugation, and recovery may be performed one or more times (e.g., two, three, four, five, etc.). In one aspect of the present disclosure, the step of washing the cells is performed immediately after the step of thawing the frozen cells.

本開示の方法は、凍結した細胞集団を解凍した後、当該細胞集団を培養基材に播種し、移植片を形成するステップを含む。移植片の形状により、播種する培養基材や細胞の密度などは異なり得る。例えば移植片がシート状である場合、平面の細胞接着性培養基材に細胞を播種し、移植片がスフェアである場合は、細胞非接着性の培養基材に細胞を播種する、などが挙げられ、当業者であれば適宜最適な条件を選択し得る。以下に移植片がシート状細胞培養物である場合を例として、本発明を詳述する。移植片がシート状細胞培養物である場合、本開示の方法は、前記細胞集団をコンフルエントに達する密度で培養基材に播種し、シート化するステップを含む。細胞のシート化は、既知の任意の手法および条件で行うことができる。シート化は、細胞同士が接着分子や、細胞外マトリックスなどの細胞間接着機構を介して互いに接着することにより達成されると考えられている。したがって、播種した細胞をシート化するステップは、例えば、細胞を、細胞間接着を形成する条件下で培養することにより達成することができる。かかる条件は、細胞間接着を形成することができればいかなるものであってもよいが、通常は一般的な細胞培養条件と同様の条件であれば細胞間接着を形成することができる。かかる条件としては、例えば、37℃、5%COでの培養が挙げられる。また、培養は通常の気圧(大気圧)下で行うことができる。当業者であれば、播種する細胞の種類に応じて最適な条件を選択することができる。本明細書において、播種した細胞を培養して移植片を形成することを「移植片形成培養」と称し、移植片がシート状細胞培養物である場合の移植片形成培養を特に、「シート化培養」と呼ぶ場合もある。シート化培養の非限定例は、例えば、特許文献1、特開2010-081829、特開2010-226991、特開2011-110368、特開2011-172925、WO2014/185517などに記載されている。 The method disclosed herein includes the step of thawing a frozen cell population and then seeding the cell population on a culture substrate to form a graft. The seeding culture substrate and cell density may vary depending on the shape of the graft. For example, if the graft is sheet-shaped, cells may be seeded on a flat cell-adhesive culture substrate, while if the graft is sphere-shaped, cells may be seeded on a non-cell-adhesive culture substrate. Those skilled in the art can select the optimal conditions as appropriate. The present invention will be described in detail below using a sheet-shaped cell culture as an example. When the graft is a sheet-shaped cell culture, the method disclosed herein includes the step of seeding the cell population on a culture substrate at a density that achieves confluence and forming a cell sheet. Cell sheeting can be performed using any known method and conditions. Cell sheeting is believed to be achieved by cells adhering to each other via intercellular adhesion mechanisms such as adhesion molecules and extracellular matrix. Therefore, the step of forming a cell sheet from seeded cells can be achieved, for example, by culturing the cells under conditions that allow intercellular adhesion to form. The conditions may be any as long as they allow for the formation of cell-cell adhesion, but typically, cell-cell adhesion can be formed under conditions similar to those of general cell culture. Examples of such conditions include culturing at 37°C and 5% CO2 . Culture can also be performed under normal pressure (atmospheric pressure). Those skilled in the art can select optimal conditions depending on the type of cells to be seeded. Herein, culturing seeded cells to form a graft is referred to as "graft-forming culture," and when the graft is a sheet-shaped cell culture, the graft-forming culture is sometimes specifically referred to as "sheet-forming culture." Non-limiting examples of sheet-forming culture are described, for example, in Patent Document 1, JP 2010-081829 A, JP 2010-226991 A, JP 2011-110368 A, JP 2011-172925 A, WO 2014/185517, and the like.

培養基材は、刺激、例えば、温度や光に応答して物性が変化する材料で表面が被覆されていてもよい。かかる材料としては、限定されずに、例えば、(メタ)アクリルアミド化合物、N-アルキル置換(メタ)アクリルアミド誘導体(例えば、N-エチルアクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-シクロプロピルアクリルアミド、N-シクロプロピルメタクリルアミド、N-エトキシエチルアクリルアミド、N-エトキシエチルメタクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド等)、N,N-ジアルキル置換(メタ)アクリルアミド誘導体(例えば、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-エチルメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド等)、環状基を有する(メタ)アクリルアミド誘導体(例えば、1-(1-オキソ-2-プロペニル)-ピロリジン、1-(1-オキソ-2-プロペニル)-ピペリジン、4-(1-オキソ-2-プロペニル)-モルホリン、1-(1-オキソ-2-メチル-2-プロペニル)-ピロリジン、1-(1-オキソ-2-メチル-2-プロペニル)-ピペリジン、4-(1-オキソ-2-メチル-2-プロペニル)-モルホリン等)、またはビニルエーテル誘導体(例えば、メチルビニルエーテル)のホモポリマーまたはコポリマーからなる温度応答性材料、アゾベンゼン基を有する光吸収性高分子、トリフェニルメタンロイコハイドロオキシドのビニル誘導体とアクリルアミド系単量体との共重合体、および、スピロベンゾピランを含むN-イソプロピルアクリルアミドゲル等の光応答性材料などの公知のものを用いることができる(例えば、特開平2-211865、特開2003-33177参照)。これらの材料に所定の刺激を与えることによりその物性、例えば、親水性や疎水性を変化させ、同材料上に付着した細胞培養物の剥離を促進することができる。温度応答性材料で被覆された培養皿は市販されており(例えば、CellSeed Inc.のUpCell(R))、これらを本開示の製造方法に使用することができる。 The surface of the culture substrate may be coated with a material whose physical properties change in response to a stimulus, for example, temperature or light. Examples of such materials include, but are not limited to, (meth)acrylamide compounds, N-alkyl-substituted (meth)acrylamide derivatives (e.g., N-ethylacrylamide, N-n-propylacrylamide, N-n-propylmethacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, N-cyclopropylmethacrylamide, N-ethoxyethylacrylamide, N-ethoxyethylmethacrylamide, N-tetrahydrofurfurylacrylamide, N-tetrahydrofurfurylmethacrylamide, etc.), N,N-dialkyl-substituted (meth)acrylamide derivatives (e.g., N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N,N-ethylmethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide, etc.), (meth)acrylamide derivatives having a cyclic group (e.g., 1-(1 Examples of suitable materials include temperature-responsive materials made of homopolymers or copolymers of vinyl ether derivatives (e.g., methyl vinyl ether), 1-(1-oxo-2-methyl-2-propenyl)-pyrrolidine, 1-(1-oxo-2-methyl-2-propenyl)-piperidine, 4-(1-oxo-2-propenyl)-morpholine, 1-(1-oxo-2-methyl-2-propenyl)-pyrrolidine, 1-(1-oxo-2-methyl-2-propenyl)-piperidine, 4-(1-oxo-2-methyl-2-propenyl)-morpholine, or vinyl ether derivatives (e.g., methyl vinyl ether); light-absorbing polymers having an azobenzene group; copolymers of vinyl derivatives of triphenylmethane leucohydroxide and acrylamide monomers; and photoresponsive materials such as spirobenzopyran-containing N-isopropylacrylamide gel (e.g., see JP-A-2-211865 and JP-A-2003-33177). By applying a specific stimulus to these materials, their physical properties, such as hydrophilicity or hydrophobicity, can be changed, thereby facilitating the detachment of cell cultures attached to the materials. Culture dishes coated with temperature-responsive materials are commercially available (e.g., UpCell® from CellSeed Inc.), and these can be used in the manufacturing method of the present disclosure.

上記培養基材は、種々の形状であってもよいが、平坦であることが好ましい。また、その面積は特に限定されないが、例えば、約1cm~約200cm、約2cm~約100cm、約3cm~約50cmなどであってよい。 The culture substrate may have various shapes, but is preferably flat. Its area is not particularly limited, but may be, for example, about 1 cm to about 200 cm , about 2 cm to about 100 cm , or about 3 cm to about 50 cm , etc.

培養基材は血清および/または細胞接着性成分などの他のコーティング剤(合わせて「コーティング成分」と記載する場合がある)でコート(被覆またはコーティング)されていてもよい。コーティング成分でコートされた培養基材を用いることにより、より高密度のシート状細胞培養物を形成することができる。「コーティング成分でコートされている」とは、培養基材の表面にコーティング成分が付着している状態を意味する。かかる状態は、限定されずに、例えば、培養基材をコーティング成分で処理することにより得ることができる。コーティング成分による処理は、コーティング成分を培養基材に接触させること、および、必要に応じて所定期間インキュベートすることを含む。また、インキュベートする温度は特に限定されないが、例えば、4℃~37℃などであってもよい。血清としては、異種血清および同種血清を用いることができる。異種血清は、細胞培養物を移植に用いる場合、そのレシピエントとは異なる種の生物に由来する血清を意味する。例えば、レシピエントがヒトである場合、ウシやウマに由来する血清、例えば、ウシ胎仔血清(FBS、FCS)、仔ウシ血清(CS)、ウマ血清(HS)などが異種血清に該当する。また、「同種血清」は、レシピエントと同一の種の生物に由来する血清を意味する。例えば、レシピエントがヒトである場合、ヒト血清が同種血清に該当する。同種血清は、自己血清(自家血清ともいう)、すなわち、レシピエントに由来する血清、およびレシピエント以外の同種個体に由来する同種他家血清を含む。なお、本明細書中で、自己血清以外の血清、すなわち、異種血清と同種他家血清を非自己血清と総称することもある。他のコーティング剤としては、細胞外マトリクスや細胞接着因子などの細胞接着性成分などが挙げられる。細胞接着性成分としては、これに限定するものではないが、例えばコラーゲン、フィブロネクチン、ラミニン、ビトロネクチン、プロテオグリカン、グリコサミノグリカンなどの細胞外マトリックス、カドヘリンファミリー、セレクチンファミリー、インテグリンファミリーなどの細胞接着因子などが挙げられる。また、これらの改変物(例えば機能的ドメインを含むポリペプチドなど)も、本開示の細胞接着性成分に包含される。これらの改変物としては、例えばラミニン511およびラミニン211(ラミニンの改変物)、VTN-N(ビトロネクチンの改変物)、レトロネクチン(R)(フィブロネクチンの改変物)などが挙げられる。 The culture substrate may be coated with serum and/or other coating agents such as cell adhesive components (collectively referred to as "coating components"). Using a culture substrate coated with a coating component allows for the formation of a higher-density sheet-shaped cell culture. "Coated with a coating component" refers to a state in which the coating component is attached to the surface of the culture substrate. This state is not limited and can be achieved, for example, by treating the culture substrate with the coating component. Treatment with the coating component involves contacting the culture substrate with the coating component and, if necessary, incubating for a predetermined period of time. The incubation temperature is not particularly limited, but may be, for example, 4°C to 37°C. Serum can include xenogeneic and allogeneic serum. When a cell culture is used for transplantation, xenogeneic serum refers to serum derived from an organism of a species different from that of the recipient. For example, when the recipient is a human, serum derived from a cow or horse, such as fetal bovine serum (FBS, FCS), calf serum (CS), or horse serum (HS), is considered to be xenogeneic serum. Furthermore, "allogeneic serum" refers to serum derived from an organism of the same species as the recipient. For example, when the recipient is human, human serum corresponds to allogeneic serum. Allogeneic serum includes autologous serum (also referred to as autologous serum), i.e., serum derived from the recipient, and allogeneic serum derived from an individual of the same species other than the recipient. Note that, in this specification, serum other than autologous serum, i.e., xenogeneic serum and allogeneic serum, are sometimes collectively referred to as non-autologous serum. Other coating agents include cell adhesive components such as extracellular matrices and cell adhesion factors. Examples of cell adhesive components include, but are not limited to, extracellular matrices such as collagen, fibronectin, laminin, vitronectin, proteoglycans, and glycosaminoglycans, as well as cell adhesion factors such as the cadherin family, selectin family, and integrin family. Modified versions of these (e.g., polypeptides containing functional domains) are also encompassed within the cell adhesive components of the present disclosure. These modifications include, for example, laminin 511 and laminin 211 (modified laminins), VTN-N (modified vitronectin), and Retronectin® (modified fibronectin).

培養基材をコートするためのコーティング成分は、市販されているか、または、所望の生物から採取した生体試料から定法により調製することができる。具体的には、例えば血清を調製する方法として、採取した血液を室温で約20分~約60分程度放置して凝固させ、これを約1000×g~約1200×g程度で遠心分離し、上清を採取する方法などが挙げられる。 The coating components used to coat the culture substrate are commercially available, or can be prepared by standard methods from biological samples collected from the desired organism. Specifically, for example, serum can be prepared by leaving collected blood at room temperature for approximately 20 to 60 minutes to coagulate, then centrifuging the blood at approximately 1000 x g to 1200 x g to collect the supernatant.

培養基材上でインキュベートする場合、コーティング成分は原液で用いても、希釈して用いてもよい。希釈は、任意の媒体、例えば、限定することなく、水、生理食塩水、種々の緩衝液(例えば、PBS、HBSなど)、種々の液体培地(例えば、DMEM、MEM、F12、DME、RPMI1640、MCDB(MCDB102、104、107、120、131、153、199など)、L15、SkBM、RITC80-7、DMEM/F12など)等で行うことができる。希釈濃度は、コーティング成分が培養基材上に付着することができれば特に限定されず、例えば、約0.5%~約100%(v/v)、好ましくは約1%~約60%(v/v)、より好ましくは約5%~約40%(v/v)である。When incubating on a culture substrate, the coating components may be used in their original form or diluted. Dilutions can be made with any medium, including, but not limited to, water, physiological saline, various buffer solutions (e.g., PBS, HBS, etc.), various liquid media (e.g., DMEM, MEM, F12, DME, RPMI 1640, MCDB (MCDB 102, 104, 107, 120, 131, 153, 199, etc.), L15, SkBM, RITC 80-7, DMEM/F12, etc.). The dilution concentration is not particularly limited as long as the coating components can adhere to the culture substrate, and is, for example, about 0.5% to about 100% (v/v), preferably about 1% to about 60% (v/v), and more preferably about 5% to about 40% (v/v).

本開示において、「コンフルエントに達する密度」は、播種した際に細胞が培養容器の接着表面一面を覆うことが想定される程度の密度、例えば、播種した際に、細胞が互いに接触することが想定される程度の密度、接触阻害が発生する密度、または接触阻害により細胞の増殖を実質的に停止する密度であり、当業者であれば、目的細胞の大きさと培養容器の接着表面の面積から計算可能である。したがって当業者であれば、最適な播種密度もまた適宜決定することができる。播種密度の上限は、特に制限されないが、密度が過度に高い場合には、死滅する細胞が多くなり、非効率となる。本発明の一態様において、播種密度は、例えば約0.4×10個/cm~約1.0×10個/cm、約0.4×10個/cm~約5.0×10個/cm、約0.4×10個/cm~約3.0×10個/cm、約0.5×10個/cm~約1.0×10個/cm、約0.5×10個/cm~約5.0×10個/cm、約0.5×10個/cm~約3.0×10個/cm、約1.0×10個/cm~約1.0×10個/cm、約1.0×10個/cm~約5.0×10個/cm、約1.0×10個/cm~約3.0×10個/cm、約1.5×10個/cm~約1.0×10個/cm、約1.5×10個/cm~約5.0×10個/cm、約1.5×10個/cm~約3.0×10個/cm、約2.0×10個/cm~約1.0×10個/cm、約2.0×10個/cm~約5.0×10個/cm、約2.0×10個/cm~約3.0×10個/cmなどであり得る。好ましい一態様において、播種密度は、約0.40~2.33×10個/cmであり、より好ましくは約1.05×10個/cm~約2.33×10個/cmであり、さらに好ましくは約1.76×10個/cm~約2.33×10個/cmである。 In the present disclosure, the "density at which confluence is achieved" refers to a density at which cells are expected to cover the entire adhesive surface of the culture vessel when seeded, for example, a density at which cells are expected to come into contact with each other when seeded, a density at which contact inhibition occurs, or a density at which cell growth is substantially halted due to contact inhibition. This density can be calculated by a person skilled in the art based on the size of the target cells and the area of the adhesive surface of the culture vessel. Therefore, a person skilled in the art can also appropriately determine the optimal seeding density. While there is no particular upper limit to the seeding density, excessively high densities result in inefficiency due to the death of many cells. In one embodiment of the present invention, the seeding density is, for example, about 0.4×10 6 cells/cm 2 to about 1.0×10 7 cells/cm 2 , about 0.4×10 6 cells/cm 2 to about 5.0×10 6 cells/cm 2 , about 0.4×10 6 cells/cm 2 to about 3.0×10 6 cells/cm 2 , about 0.5×10 6 cells/cm 2 to about 1.0×10 7 cells/cm 2 , about 0.5×10 6 cells/cm 2 to about 5.0×10 6 cells/cm 2 , about 0.5×10 6 cells/cm 2 to about 3.0×10 6 cells/cm 2 , about 1.0×10 6 cells/cm 2 to about 1.0×10 7 cells/cm 2 , or about 1.0×10 6 cells/cm 2 to about 5.0×10 6 cells/cm 2 , about 1.0×10 6 cells/cm 2 to about 3.0×10 6 cells/cm 2 , about 1.5×10 6 cells/cm 2 to about 1.0×10 7 cells/cm 2 , about 1.5×10 6 cells/cm 2 to about 5.0×10 6 cells/cm 2 , about 1.5×10 6 cells/cm 2 to about 3.0×10 6 cells/cm 2 , about 2.0×10 6 cells/cm 2 to about 1.0×10 7 cells/cm 2 , about 2.0×10 6 cells/cm 2 to about 5.0×10 6 cells/cm 2 , about 2.0×10 6 cells/cm 2 to about 3.0×10 6 cells/cm 2 , etc. In a preferred embodiment, the seeding density is about 0.40 to 2.33×10 6 cells/cm 2 , more preferably about 1.05×10 6 cells/cm 2 to about 2.33×10 6 cells/cm 2 , and even more preferably about 1.76×10 6 cells/cm 2 to about 2.33×10 6 cells/cm 2 .

シート化培養の時間は、播種する細胞の種類や細胞密度により異なり得る。例えばiPS細胞から心筋細胞を調製してシート化する場合、例えば約2.1×10個/cmなどの密度で播種し、4日以上培養することによりシート化を行っていた。これに対し、本開示の方法では、播種密度をコンフルエントに達する密度、すなわち従来よりも高密度で播種することにより、シート化培養の期間を短縮することが可能である。また、高密度で播種してシート化培養する場合、シート形成後に形成されたシート状細胞培養物が培養基材から剥離しやすくなるため、長期間のシート化培養を行うことは好ましくない。したがって本開示の一態様において、シート化培養は、2~4日、より好ましくは2~3日行われる。 The time for sheet-forming culture may vary depending on the type of cells seeded and the cell density. For example, when preparing cardiomyocytes from iPS cells and forming them into a sheet, the cells are seeded at a density of, for example, approximately 2.1 x 10 cells/ cm and cultured for four or more days to form the sheet. In contrast, the method disclosed herein can shorten the sheet-forming culture period by seeding at a density that achieves confluence, i.e., at a higher density than conventionally. Furthermore, when seeding at a high density and culturing the sheet into a sheet, the sheet-shaped cell culture formed after sheet formation is prone to detachment from the culture substrate, making it undesirable to perform sheet-forming culture for a long period of time. Therefore, in one aspect of the present disclosure, sheet-forming culture is performed for two to four days, more preferably two to three days.

シート化に用いる媒体(シート化媒体と称する場合もある)としては、細胞のシート化を可能にするものであれば特に限定されず、例えば、生理食塩水、種々の生理緩衝液(例えば、PBS、HBSS等)、種々の細胞培養用の基礎培地をベースにしたものなどを使用してもよい。かかる基礎培地には、限定されずに、例えば、DMEM、MEM、F12、DME、RPMI1640、MCDB(MCDB102、104、107、120、131、153、199など)、L15、SkBM、RITC80-7、DMEM/F12などが含まれる。これらの基礎培地の多くは市販されており、その組成も公知となっている。基礎培地は、標準的な組成のまま(例えば、市販されたままの状態で)用いてもよいし、細胞種や細胞条件に応じてその組成を適宜変更してもよい。したがって、本発明に用いる基礎培地は、公知の組成のものに限定されず、1または2以上の成分が追加、除去、増量もしくは減量されたものを含む。シート化媒体は、血清(例えば、ウシ胎仔血清などのウシ血清、ウマ血清、ヒト血清等)、種々の成長因子(例えば、FGF、EGF、VEGF、HGF等)などの添加物を含んでもよい。FBSを用いる場合、FBS20%(10%以上25%未満、より好ましくは15%以上25%未満)が好ましい。The medium used for sheeting (sometimes referred to as sheeting medium) is not particularly limited as long as it enables cell sheeting. For example, physiological saline, various physiological buffer solutions (e.g., PBS, HBSS, etc.), and media based on various basal media for cell culture may be used. Examples of such basal media include, but are not limited to, DMEM, MEM, F12, DME, RPMI 1640, MCDB (MCDB 102, 104, 107, 120, 131, 153, 199, etc.), L15, SkBM, RITC 80-7, DMEM/F12, and the like. Many of these basal media are commercially available, and their compositions are publicly known. Basal media may be used with standard compositions (e.g., as commercially available), or the composition may be modified appropriately depending on the cell type and cell conditions. Therefore, the basal media used in the present invention are not limited to those with known compositions, and include those in which one or more components have been added, removed, increased, or decreased. The sheet-shaped medium may contain additives such as serum (e.g., bovine serum such as fetal bovine serum, horse serum, human serum, etc.), various growth factors (e.g., FGF, EGF, VEGF, HGF, etc.), etc. When FBS is used, 20% FBS (10% or more and less than 25%, more preferably 15% or more and less than 25%) is preferred.

シート化媒体は、シート化培養中に適宜入れ替えてよい。また、シート化の進行に合わせて媒体の組成を変化させてもよい。本発明者らは、Rhoキナーゼ(ROCK)阻害剤を添加したシート化媒体を、シート化培養1日目の媒体として用いることにより、効果的にシート状細胞培養物が形成されることを新たに見出した。したがって本開示の好適な一態様において、1日目のシート化培養に用いるシート化媒体は、Rhoキナーゼ阻害剤を含む。かかる態様においては、2日目以降のシート化媒体にはRhoキナーゼ阻害剤を含んでも含まなくてもよいが、好ましくはRhoキナーゼ阻害剤を含まない。
また、上記未分化細胞除去操作をシート化培養中に行っても良い 。例えば、シート化培養中に熱や特異抗体で処理したり、シート化培養の一部を無糖培地で行ったりしてもよい。
The sheet-forming medium may be replaced as appropriate during sheet-forming culture. Furthermore, the composition of the medium may be changed as the sheet formation progresses. The present inventors have newly discovered that sheet-shaped cell cultures can be effectively formed by using a sheet-forming medium containing a Rho kinase (ROCK) inhibitor as the medium on the first day of sheet-forming culture. Therefore, in a preferred embodiment of the present disclosure, the sheet-forming medium used for sheet-forming culture on the first day contains a Rho kinase inhibitor. In this embodiment, the sheet-forming medium on the second day or later may or may not contain a Rho kinase inhibitor, but preferably does not contain a Rho kinase inhibitor.
The undifferentiated cell removal procedure may also be carried out during sheet culture. For example, the sheet culture may be treated with heat or a specific antibody, or part of the sheet culture may be carried out in a sugar-free medium.

本発明者らはまた、培養基材に播種される細胞集団において、死細胞が存在すると、死細胞同士がくっついて凝集体を形成しやすいという知見に着目した。そしてかかる死細胞の凝集体が、シート化においてシート状細胞培養物の破損や穴あきに影響していることを見出し、これらを播種前に除去することでシート状細胞培養物が破損するリスクを低減できることを新たに見出した。したがって本開示は別の一側面において、シート形成細胞(例えば多能性幹細胞由来の分化誘導細胞など)を含む細胞集団を培養基材に播種する前に、死細胞除去のための処理を行うステップを含む、シート状細胞培養物の製造方法に関する。 The inventors also focused on the finding that when dead cells are present in a cell population seeded on a culture substrate, the dead cells tend to stick together and form aggregates. They then discovered that these dead cell aggregates contribute to breakage and holes in the sheet-shaped cell culture during sheet formation, and newly discovered that removing these cells before seeding can reduce the risk of breakage in the sheet-shaped cell culture. Therefore, in another aspect, the present disclosure relates to a method for producing a sheet-shaped cell culture, which includes a step of performing a process to remove dead cells before seeding a cell population containing sheet-forming cells (e.g., differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells) on a culture substrate.

本開示において、死細胞の除去には、既知の任意の死細胞除去手段を用いることができる。かかる死細胞除去手段としては、これに限定するものではないが、例えばセルストレーナーなどのフィルターを用いてフィルター処理する方法、セルソーターにより分離する方法、磁気ビーズにより分離する方法、密度勾配遠心分離を用いる方法、DNaseなどの酵素で生細胞と死細胞の凝集を乖離する方法などが挙げられる。簡便性などの観点から、フィルター処理する方法が好ましい。In the present disclosure, any known means for removing dead cells can be used to remove dead cells. Examples of such means for removing dead cells include, but are not limited to, filtering using a filter such as a cell strainer, separating using a cell sorter, separating using magnetic beads, using density gradient centrifugation, and using an enzyme such as DNase to separate aggregates of live and dead cells. Filtering is preferred from the standpoint of simplicity and convenience.

死細胞やそれらが凝集した凝集体などが播種される細胞集団に混在している場合、形成されたシート状細胞培養物中の厚みが不均一になったり、シートの一部が形成されなくなったりすることにより、シート状細胞培養物に破損や穴あきが生じるリスクが高まる。そこでこれらの細胞を除去することにより、培養基材上に均一に生細胞が分布し、形成されるシート状細胞培養物の厚みが均一となるため、シート状細胞培養物の破損のリスクを低減することができる。 If dead cells or their aggregates are present in the cell population to be seeded, the thickness of the resulting sheet-shaped cell culture may become uneven or parts of the sheet may not form, increasing the risk of damage or holes in the sheet-shaped cell culture. Therefore, by removing these cells, live cells are distributed evenly on the culture substrate, and the thickness of the resulting sheet-shaped cell culture becomes uniform, reducing the risk of damage to the sheet-shaped cell culture.

本開示において「フィルター処理」とは、所定のポアサイズを有するフィルターで細胞集団をろ過して、ポアサイズ以上の粒径を有する物質を分離除去することを意味する。例えば市販のセルストレーナーなど、所定のポアサイズ、例えば500μm、200μm、100μmなど、を有するフィルターを用いて細胞集団をろ過すると、死細胞により凝集した凝集体が除去されるため、フィルターを通った細胞集団から死細胞を除去することができる。
フィルターのポアサイズは、細胞凝集体を生細胞と分離できるポアサイズであればよく、したがってポアサイズの上限値は、例えば500μm以下、200μm以下、150μm以下、100μm以下、85μm以下、70μm以下、40μm以下など、死細胞の凝集体よりも小さいサイズであればよい。またポアサイズの下限値は、例えば10μm以上、15μm以上、20μm以上、40μm以上など、生細胞が通れるサイズよりも大きければよい。また、異なる2種類のポアサイズのフィルターを組み合わせて通しても良い。
In the present disclosure, "filtering" refers to filtering a cell population through a filter having a predetermined pore size to separate and remove substances having a particle size equal to or larger than the pore size. For example, when a cell population is filtered through a filter having a predetermined pore size, such as a commercially available cell strainer, for example, 500 μm, 200 μm, or 100 μm, aggregates formed by dead cells are removed, thereby removing dead cells from the cell population that has passed through the filter.
The pore size of the filter may be any pore size that can separate cell aggregates from live cells, and therefore the upper limit of the pore size may be, for example, 500 μm or less, 200 μm or less, 150 μm or less, 100 μm or less, 85 μm or less, 70 μm or less, or 40 μm or less, as long as it is smaller than the size of dead cell aggregates. The lower limit of the pore size may be, for example, 10 μm or more, 15 μm or more, 20 μm or more, or 40 μm or more, as long as it is larger than the size through which live cells can pass. Furthermore, filters with two different pore sizes may be used in combination.

細胞集団中の死細胞は、その細胞膜が破壊されて細胞内の核酸(DNAなど)が溶出すると、そこに生細胞をトラップして凝集体(凝集塊)を形成する傾向にあることが知られている。かかる凝集体は、移植片(特にシート状細胞培養物など)の形成において均一性を損なわせるなどの悪影響を及ぼし得、穴あきなどの原因となり得る。上述のようなポアサイズのフィルターを通すことにより、かかる凝集体が細胞集団から分離され、フィルター処理前では一視野あたり(例えば10倍拡大下で視野面積は約3cm)の死細胞による凝集体(凝集塊)が、例えば6個以上存在したのにもかかわらず、フィルター処理後では同条件下で死細胞による凝集体(凝集塊)が、例えば5個以下からゼロ、4個以下からゼロ、3個以下からゼロ、2個以下からゼロ、または1個以下からゼロ、へ減少する。かかる凝集体は、その数がすくないほど好ましい移植片を得ることができる。凝集塊の除去との観点では、フィルターのポアサイズは上述のとおり、40μm~100μmが好ましい。 It is known that dead cells in a cell population tend to trap viable cells and form aggregates (clusters) when their cell membranes are disrupted and intracellular nucleic acids (e.g., DNA) are released. Such aggregates can have adverse effects on the formation of grafts (e.g., sheet-shaped cell cultures), such as reducing uniformity, and can cause holes. By passing the cells through a filter with the above-described pore size, such aggregates are separated from the cell population. While there may be, for example, six or more dead cell aggregates (clusters) per field of view (e.g., a field of view area of approximately 3 cm 2 under 10x magnification) before filter treatment, after filter treatment, the number of dead cell aggregates (clusters) decreases under the same conditions, for example, from five or less to zero, from four or less to zero, from three or less to zero, from two or less to zero, or from one or less to zero. The fewer such aggregates, the more preferable the graft obtained. From the perspective of removing aggregates, the filter pore size, as described above, is preferably 40 μm to 100 μm.

本側面の方法は、特に多能性幹細胞から分化誘導された細胞を用いてシートを形成する場合など、限られたリソースを用いてシート状細胞培養物を形成する場合に特に効果を発揮する。したがって好ましい一態様において、シート形成細胞は、多能性幹細胞(例えばヒトiPS細胞など)から分化誘導された細胞(例えば筋芽細胞または心筋細胞など)である。一態様において、形成された心筋細胞シートには心筋細胞のほかに血管内皮細胞、細胞壁、線維芽細胞を含んでもよい。本開示のシート状細胞培養物に含まれる細胞の構成比は、例えば、心筋細胞約30~70%、血管内皮細胞0.1%~約20%、および壁細胞約1%~約40%であってもよい。 The method of this aspect is particularly effective when forming a sheet-shaped cell culture using limited resources, such as when forming a sheet using cells induced to differentiate from pluripotent stem cells. Therefore, in a preferred embodiment, the sheet-forming cells are cells (e.g., myoblasts or cardiomyocytes) induced to differentiate from pluripotent stem cells (e.g., human iPS cells). In one embodiment, the formed cardiomyocyte cell sheet may contain vascular endothelial cells, cell wall cells, and fibroblasts in addition to cardiomyocytes. The composition of cells contained in the sheet-shaped cell culture of the present disclosure may be, for example, approximately 30-70% cardiomyocytes, 0.1%-20% vascular endothelial cells, and approximately 1%-40% mural cells.

本側面の方法において、シート化培養は、既知の任意の方法を用いてよいが、特に細胞増殖が起こらないシート化培養によりシート形成する際に顕著に効果を発揮する。細胞増殖が起こらないシート化培養の例としては、例えば心筋細胞などの増殖性の低い細胞のシート化培養や、コンフルエントに達する密度で細胞集団を播種した場合のシート化培養などが挙げられる。一態様において、細胞増殖が起こらないシート化培養は、凍結された細胞を解凍する工程から死細胞除去の行程を介してシート化培養の行程まで細胞増殖がおこらない条件で行う。 In the method of this aspect, any known method may be used for sheet culture, but the method is particularly effective when forming a sheet by sheet culture that does not induce cell proliferation. Examples of sheet culture that does not induce cell proliferation include sheet culture of cells with low proliferation properties, such as cardiomyocytes, and sheet culture in which a cell population is seeded at a density that leads to confluence. In one embodiment, sheet culture that does not induce cell proliferation is carried out under conditions that do not induce cell proliferation from the process of thawing frozen cells through the process of removing dead cells to the process of sheet culture.

上述のとおり、シート状細胞培養物の臨床応用においては、シート形成細胞を凍結保存できることが好ましい。しかしながら、例えば多能性幹細胞由来の分化誘導細胞などを凍結保存し、その後解凍をすると、ある程度の量の細胞が死細胞となってしまう。したがって本側面の方法は、特にシート形成細胞を含む細胞集団をいったん凍結保存し、その後解凍して回収する場合に好適に用いることができる。As mentioned above, in clinical applications of sheet-shaped cell cultures, it is preferable to be able to cryopreserve the sheet-forming cells. However, for example, if differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells are cryopreserved and then thawed, a certain number of cells will die. Therefore, the method of this aspect is particularly suitable for use when a cell population containing sheet-forming cells is cryopreserved and then thawed for recovery.

本開示のシート状細胞培養物の製造方法の特に好ましい一態様は、以下のステップを含む:
(a)多能性幹細胞由来の心筋細胞を含む細胞集団において、少なくとも1種の未分化細胞除去操作を実施する工程、
(b)(a)で得られた細胞集団を凍結保存する工程、
(c)(b)で凍結保存した細胞集団を解凍する工程、
(d)(c)で解凍した細胞集団をフィルター処理する工程、および
(e)(d)でフィルター処理した細胞集団を、コンフルエントに達する密度で培養基材に播種し、シート化培養する工程。
かかる態様において、(a)~(e)の各工程は、上記において詳述したとおりである。さらに他の工程、例えば;
(f)(e)で形成されたシート状細胞培養物を培養基材から剥離する工程、
(g)細胞集団を接着培養基材に播種して接着培養を行い、その後該細胞集団を回収する工程、
等を含んでもよい。
A particularly preferred embodiment of the method for producing a sheet-shaped cell culture of the present disclosure comprises the following steps:
(a) performing at least one undifferentiated cell removal procedure on a cell population containing cardiomyocytes derived from pluripotent stem cells;
(b) cryopreserving the cell population obtained in (a);
(c) thawing the cell population cryopreserved in (b);
(d) filtering the cell population thawed in (c); and (e) seeding the cell population filtered in (d) onto a culture substrate at a density sufficient to reach confluence and culturing the cell population in the form of a sheet.
In such an embodiment, each of steps (a) to (e) is as detailed above. Further steps, such as:
(f) peeling the sheet-shaped cell culture formed in (e) from the culture substrate;
(g) seeding the cell population on an adhesion culture substrate to perform adhesion culture, and then recovering the cell population;
etc. may be included.

本開示の別の側面は、接着培養ステップを含む移植片の製造方法に関する。本側面の移植片の製造方法は、以下の工程を含む:
(a)胚様体を分散して細胞集団を得る工程;
(b)(a)で得られた細胞集団を、培養基材に播種して接着培養した後、該細胞集団を回収する工程;
(c)(b)で得られた細胞集団を、培養基材に播種し、移植片形成培養する工程。
Another aspect of the present disclosure relates to a method for producing a graft, including an adherent culture step. The method for producing a graft of this aspect includes the following steps:
(a) dissociating embryoid bodies to obtain a cell population;
(b) seeding the cell population obtained in (a) on a culture substrate and culturing it in an adherent culture medium, and then recovering the cell population;
(c) A step of seeding the cell population obtained in (b) onto a culture substrate and culturing it to form a graft.

工程(a)において、iPS細胞などの多能性幹細胞から分化誘導して得られた胚様体を、トリプシンやTrypLETM Selectなどのプロテアーゼで処理して分散させ、細胞集団を得る。かかる胚様体の分散は、当該技術分野において公知であり、例えばMiki et al., Cell Stem Cell 16, 699-711, June 4, 2015やWO2014/185358などに記載の手法に基づいて行うことができる。 In step (a), embryoid bodies obtained by inducing differentiation from pluripotent stem cells such as iPS cells are treated with a protease such as trypsin or TrypLE Select to dissociate the embryoid bodies, thereby obtaining a cell population. Dissociation of such embryoid bodies is known in the art and can be carried out based on the techniques described, for example, in Miki et al., Cell Stem Cell 16, 699-711, June 4, 2015 and WO2014/185358.

工程(b)において、胚様体を分散して得られた細胞集団を、接着培養に供し、その後培養細胞を回収する。かかる接着培養ステップおよび回収ステップについては、上記において詳述したとおりである。上述したとおり、かかる接着培養により、死細胞を効率的に取り除くことができ、回収して得られた細胞集団は高いバイアビリティを示す。
工程(b)で得られた細胞集団は、そのまま移植片形成培養に供されてもよいが、(b)の後任意に凍結保存ステップおよび解凍ステップを含んでもよい。凍結保存ステップおよび解凍ステップについては、上記において詳述したとおりである。
In step (b), the cell population obtained by dispersing the embryoid bodies is subjected to adhesion culture, and then the cultured cells are recovered. The adhesion culture step and recovery step are as described above in detail. As described above, such adhesion culture allows efficient removal of dead cells, and the recovered cell population exhibits high viability.
The cell population obtained in step (b) may be directly subjected to explant-forming culture, or may optionally include a cryopreservation step and a thawing step after step (b), as described above in detail.

工程(c)において、細胞集団を培養基材に播種して移植片を形成する。かかる移植片を形成するステップについてもまた、上記において詳述したとおりである。In step (c), the cell population is seeded onto a culture substrate to form a graft. The step of forming such a graft is also as described in detail above.

本開示の別の側面は、上記製造方法により製造された移植片に関する。上述のとおり本開示の方法により得られる移植片は、特に臨床目的、すなわち疾患の処置に好適に用いることができる。したがって本開示の移植片は、それを必要とする対象の臓器・器官に適用することが想定される任意の移植片形成細胞(例えば多能性幹細胞由来の分化誘導細胞)を含む。かかる移植片形成細胞の非限定的な例としては、例えば、心臓、血液、血管、肺、肝臓、膵臓、腎臓、大腸、小腸、脊髄、中枢神経系、骨、眼、または皮膚などに適用される細胞などが挙げられる。また、本開示の移植片は疾患を処置するために対象に適用されるものである。したがって、本開示の一側面として、本開示の方法により調製された移植片を有効成分として含む、疾患を処置するための細胞培養物や組成物に関する。疾患としては、限定されずに、例えば、心疾患、血液疾患、血管疾患、肺疾患、肝疾患、膵臓疾患、腎臓疾患、大腸疾患、小腸疾患、脊髄疾患、中枢神経系疾患、骨疾患、眼疾患、または皮膚疾患などが挙げられる。移植片形成細胞が心筋細胞である場合には、心筋梗塞(心筋梗塞に伴う慢性心不全を含む)、拡張型心筋症、虚血性心筋症、収縮機能障害(例えば、左室収縮機能障害)を伴う心疾患(例えば、心不全、特に慢性心不全)などが挙げられる。疾患は、本開示の移植片が、その処置に有用なものであってもよい。Another aspect of the present disclosure relates to a graft produced by the above-described production method. As described above, the graft obtained by the method of the present disclosure is particularly suitable for clinical purposes, i.e., for the treatment of disease. Therefore, the graft of the present disclosure includes any graft-forming cells (e.g., differentiation-induced cells derived from pluripotent stem cells) that are expected to be applied to an organ or organ of a subject in need thereof. Non-limiting examples of such graft-forming cells include cells applied to the heart, blood, blood vessels, lungs, liver, pancreas, kidneys, large intestine, small intestine, spinal cord, central nervous system, bone, eye, or skin. The graft of the present disclosure is also applied to a subject to treat a disease. Therefore, one aspect of the present disclosure relates to a cell culture or composition for treating a disease, comprising as an active ingredient a graft prepared by the method of the present disclosure. Examples of diseases include, but are not limited to, heart disease, blood disease, vascular disease, lung disease, liver disease, pancreatic disease, kidney disease, large intestine disease, small intestine disease, spinal cord disease, central nervous system disease, bone disease, eye disease, or skin disease. When the graft-forming cells are cardiomyocytes, examples of such diseases include myocardial infarction (including chronic heart failure associated with myocardial infarction), dilated cardiomyopathy, ischemic cardiomyopathy, and heart diseases (e.g., heart failure, particularly chronic heart failure) associated with systolic dysfunction (e.g., left ventricular systolic dysfunction). The disease may be one for which the graft of the present disclosure is useful for treating.

本開示の別の側面は、本開示の方法により製造された移植片の有効量を、それを必要とする対象に適用することを含む、前記対象における疾患を処置する方法に関する。処置の対象となる疾患は、上記したとおりである。Another aspect of the present disclosure relates to a method for treating a disease in a subject in need thereof, comprising administering to the subject an effective amount of a graft produced by the method of the present disclosure. The disease to be treated is as described above.

本開示において、用語「処置」は、疾患の治癒、一時的寛解または予防などを目的とする医学的に許容される全ての種類の予防的および/または治療的介入を包含するものとする。例えば、「処置」の用語は、組織の異常に関連する疾患の進行の遅延または停止、病変の退縮または消失、当該疾患発症の予防または再発の防止などを含む、種々の目的の医学的に許容される介入を包含する。In this disclosure, the term "treatment" is intended to encompass all types of medically acceptable prophylactic and/or therapeutic interventions aimed at curing, temporarily ameliorating, or preventing a disease. For example, the term "treatment" encompasses medically acceptable interventions for various purposes, including delaying or halting the progression of a disease associated with a tissue abnormality, causing a lesion to regress or disappear, preventing the onset or recurrence of the disease, and the like.

本開示の処置方法においては、移植片の生存性、生着性および/または機能などを高める成分や、対象疾患の処置に有用な他の有効成分などを、本開示の移植片等と併用することができる。 In the treatment method of the present disclosure, components that enhance the survival, engraftment, and/or function of the graft, as well as other active ingredients useful for treating the target disease, can be used in combination with the graft, etc. of the present disclosure.

本開示の処置方法は、本開示の製造方法に従って、本開示の移植片を製造するステップをさらに含んでもよい。本開示の処置方法は、移植片を製造するステップの前に、対象から移植片を製造するための細胞(iPS細胞を用いる場合は、例えば、皮膚細胞、血球等)または細胞の供給源となる組織(iPS細胞を用いる場合は、例えば、皮膚組織、血液等)を採取するステップをさらに含んでもよい。一態様において、細胞または細胞の供給源となる組織を採取する対象は、細胞培養物、組成物、または移植片等の投与を受ける対象と同一の個体である。別の態様において、細胞または細胞の供給源となる組織を採取する対象は、細胞培養物、組成物、または移植片等の投与を受ける対象とは同種の別個体である。別の態様において、細胞または細胞の供給源となる組織を採取する対象は、移植片等の投与を受ける対象とは異種の個体である。The treatment method of the present disclosure may further include a step of producing the graft of the present disclosure according to the manufacturing method of the present disclosure. The treatment method of the present disclosure may further include a step of collecting cells (e.g., skin cells, blood cells, etc., when iPS cells are used) or tissue that will serve as a source of cells (e.g., skin tissue, blood, etc., when iPS cells are used) from the subject before the step of producing the graft. In one aspect, the subject from which the cells or tissue that will serve as a source of cells are collected is the same individual as the subject receiving the cell culture, composition, graft, etc. In another aspect, the subject from which the cells or tissue that will serve as a source of cells are collected is a different individual of the same species as the subject receiving the cell culture, composition, graft, etc. In another aspect, the subject from which the cells or tissue that will serve as a source of cells are collected is a different individual of the same species as the subject receiving the cell culture, composition, graft, etc.

本開示において、有効量とは、例えば、疾患の発症や再発を抑制し、症状を軽減し、または進行を遅延もしくは停止し得る量(例えば、シート状細胞培養物のサイズ、重量、枚数等)であり、好ましくは、当該疾患の発症および再発を予防し、または当該疾患を治癒する量である。また、投与による利益を超える悪影響が生じない量が好ましい。かかる量は、例えば、マウス、ラット、イヌまたはブタなどの実験動物や疾患モデル動物における試験などにより適宜決定することができ、このような試験法は当業者によく知られている。また、処置の対象となる組織病変の大きさは、有効量決定のための重要な指標となり得る。In the present disclosure, an effective amount refers to, for example, an amount (e.g., size, weight, number of sheets, etc.) that can suppress the onset or recurrence of a disease, alleviate symptoms, or slow or halt progression, and is preferably an amount that prevents the onset or recurrence of the disease or cures the disease. Furthermore, an amount that does not cause adverse effects that outweigh the benefits of administration is preferred. Such amounts can be appropriately determined, for example, through tests using laboratory animals or disease model animals such as mice, rats, dogs, or pigs; such test methods are well known to those skilled in the art. Furthermore, the size of the tissue lesion to be treated can be an important indicator for determining the effective amount.

投与方法としては、例えば、静脈投与、筋肉内投与、骨内投与、髄腔内投与、組織への直接的な適用などが挙げられる。投与頻度は、典型的には1回の処置につき1回であるが、所望の効果が得られない場合には、複数回投与することも可能である。組織に適用する際、本発明の細胞培養物、組成物、または移植片等を対象の組織に縫合糸やステープルなどの係止手段により固定してもよい。 Administration methods include, for example, intravenous administration, intramuscular administration, intraosseous administration, intrathecal administration, and direct application to tissue. Administration frequency is typically once per treatment, but multiple administrations are possible if the desired effect is not achieved. When applied to tissue, the cell culture, composition, or graft of the present invention may be fixed to the target tissue with a fastening means such as sutures or staples.

本発明を以下の例を参照してより詳細に説明するが、これらは本発明の特定の具体例を示すものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will now be described in more detail with reference to the following examples, which illustrate specific embodiments of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

以下の実施例において、多能性幹細胞には、京都大学iPS細胞研究所(CiRA)で樹立された臨床用ヒトiPS細胞を用い、M. Nakagawa et al., Scientific Reports, 4:3594 (2014)を参考に、フィーダーフリー法で維持した。また胚様体は、Miki et al., Cell Stem Cell 16, 699-711, June 4, 2015やWO2014/185358およびWO2017/038562の記載を参考にして、心筋細胞へと分化誘導して得た。具体的には、フィーダー細胞を含まない培養液で維持培養したヒトiPS細胞を、EZ Sphere(旭硝子)上で10μMのY27632(和光純薬)を含有するStemFit AK03培地(味の素)中で1日培養し、得られた胚様体をアクチビンA、骨形成タンパク質(BMP)4および塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)を含有する培養液中で培養し、さらにWnt阻害剤(IWP3)およびBMP4阻害剤(Dorsomorphin)およびTGFβ阻害剤(SB431542)を含む培養液中で培養し、その後VEGFおよびbFGFを含む培養液中で培養を行った。得られた細胞集団における心筋細胞の割合は50%~90%であった。In the following examples, clinical-grade human iPS cells established at the Center for iPS Cell Research and Application (CiRA), Kyoto University, were used as pluripotent stem cells and maintained using a feeder-free method, following the procedures described in M. Nakagawa et al., Scientific Reports, 4:3594 (2014). Embryoid bodies were obtained by inducing differentiation into cardiomyocytes, following the procedures described in Miki et al., Cell Stem Cell 16, 699-711, June 4, 2015, and WO2014/185358 and WO2017/038562. Specifically, human iPS cells maintained in a culture medium without feeder cells were cultured on EZ Sphere (Asahi Glass) in StemFit AK03 medium (Ajinomoto) containing 10 μM Y27632 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) for one day. The resulting embryoid bodies were cultured in a culture medium containing activin A, bone morphogenetic protein (BMP) 4, and basic fibroblast growth factor (bFGF), and further cultured in a culture medium containing a Wnt inhibitor (IWP3), a BMP4 inhibitor (Dorsomorphin), and a TGFβ inhibitor (SB431542), followed by culture in a culture medium containing VEGF and bFGF. The proportion of cardiomyocytes in the resulting cell population was 50% to 90%.

例1.シート化培養条件の検討
上記で得られた、ヒトiPS細胞から分化誘導した心筋細胞を含む細胞集団を用いて臨床用のシート状細胞培養物を形成する場合、未分化細胞の除去、細胞集団の凍結および解凍などの細胞のバイアビリティが低下する工程が追加されればされるほど、シート状細胞培養物の形成が困難になる傾向にあった。そこで、培養日数、シート化媒体等を変えた様々な条件下でシート化培養を行い、細胞バイアビリティが低下したと考えられる細胞集団においても好適にシート状細胞培養物を形成できるシート化培養条件を検討した。
Example 1. Investigation of Sheet-Forming Culture Conditions When forming a sheet-form cell culture for clinical use using the cell population obtained above, including cardiomyocytes induced to differentiate from human iPS cells, the formation of a sheet-form cell culture tends to become more difficult the more steps that reduce cell viability are added, such as removing undifferentiated cells and freezing and thawing the cell population. Therefore, sheet-form culture was performed under various conditions, changing the number of culture days, sheet-forming medium, etc., to investigate sheet-formation culture conditions that would allow the formation of a suitable sheet-form cell culture even from a cell population that is thought to have reduced cell viability.

比較例として、WO2017/038562の実施例2に記載の方法を用い、製造例1および2と比較した。各例におけるシート化手順の概要は以下のとおりである。
比較例:上記方法によりヒトiPS細胞から心筋細胞を分化誘導し、その後42℃で熱処理により未分化細胞を除去し、シート化培養した。
製造例1:上記方法によりヒトiPS細胞から心筋細胞を分化誘導し、その後WO2016/072519に記載の抗CD30抗体結合薬剤処理を用いて未分化細胞を除去し、その後かかる細胞集団を、プログラムフリーザーを用いて-1℃/分の速度で-80℃まで低下させたのちに液体窒素中で凍結保存した後解凍し、シート化培養した。培養基材は、細胞播種の前日にFBS含有DMEMを温度応答性培養皿に添加し、37℃でコーティングを行ったものを用いた。シート化培養においては細胞を播種したのち、37℃、5%CO条件下で培養を行い、一日ごとに培地交換を実施した。培養後は温度を低下させることで、細胞をシート状に剥離した。また、シート化培養の1日目のみ、シート化媒体にRhoキナーゼ阻害剤Y27632を加えた。シート化培養の2日目以降からシート化媒体からRhoキナーゼ阻害剤Y27632を除いた(「シート化培養の1日目のみ、シート化媒体にRhoキナーゼ阻害剤Y27632を加えた」とはシート化培養の2日目以降からシート化媒体はRhoキナーゼ阻害剤Y27632を含まないことを意味する、以下同様)。
As a comparative example, the method described in Example 2 of WO2017/038562 was used and compared with Production Examples 1 and 2. The outline of the sheet formation procedure in each example is as follows.
Comparative Example: Human iPS cells were induced to differentiate into cardiomyocytes by the above method, and then undifferentiated cells were removed by heat treatment at 42°C, followed by sheet-forming and culture.
Production Example 1: Cardiomyocyte differentiation was induced from human iPS cells using the method described above, followed by removal of undifferentiated cells using an anti-CD30 antibody-binding drug treatment described in WO 2016/072519. The resulting cell population was then cooled to -80°C at a rate of -1°C/min using a programmed freezer, then frozen and stored in liquid nitrogen, thawed, and cultured into sheets. The culture substrate used was a temperature-responsive culture dish prepared by adding FBS-containing DMEM to the dish the day before cell seeding and coating it at 37°C. For sheet culture, cells were seeded and then cultured at 37°C under 5% CO2 conditions, with the medium replaced daily. After culture, the temperature was lowered to release the cells into a sheet. Furthermore, on the first day of sheet culture only, the Rho kinase inhibitor Y27632 was added to the sheet medium. From the second day of sheet-forming culture onwards, the Rho kinase inhibitor Y27632 was removed from the sheet-forming medium ("Rho kinase inhibitor Y27632 was added to the sheet-forming medium only on the first day of sheet-forming culture" means that from the second day of sheet-forming culture onwards, the sheet-forming medium did not contain the Rho kinase inhibitor Y27632; the same applies below).

製造例2:上記方法によりヒトiPS細胞から心筋細胞を分化誘導し、その後WO2017/038562に記載の熱処理、WO2007/088874に記載の無糖培地培養法、WO2016/072519に記載の抗CD30抗体結合薬剤処理を順に用いて未分化細胞を除去し、その後かかる細胞集団を、プログラムフリーザーを用いて-1℃/分の速度で-80℃まで低下させたのちに液体窒素中で凍結保存した後解凍し、シート化培養した。培養基材は、細胞播種の前日にFBS含有DMEMを温度応答性培養皿に添加し、37℃でコーティングを行ったものを用いた。シート化培養においては細胞を播種したのち、37℃、5%CO条件下で培養を行い、一日ごとに培地交換を実施した。培養後は温度を低下させることで、細胞をシート状に剥離した。また、シート化培養の1日目のみ、シート化媒体にRhoキナーゼ阻害剤Y27632を加えた。以下に、シート化培養の行程を示す。
Production Example 2: Cardiomyocyte differentiation was induced from human iPS cells using the method described above. Undifferentiated cells were then removed using the heat treatment described in WO 2017/038562, the sugar-free medium culture method described in WO 2007/088874, and the anti-CD30 antibody-binding drug treatment described in WO 2016/072519, in that order. The resulting cell population was then cooled to -80°C at a rate of -1°C/min using a programmed freezer, then frozen and stored in liquid nitrogen, thawed, and cultured into a sheet. The culture substrate used was a temperature-responsive culture dish prepared by adding FBS-containing DMEM to the dish the day before cell seeding and coating it at 37°C. For sheet culture, cells were seeded and then cultured at 37°C under 5% CO2 conditions, with the medium replaced daily. After culture, the temperature was lowered to release the cells into a sheet. Furthermore, the Rho kinase inhibitor Y27632 was added to the sheet medium only on the first day of sheet culture. The steps of sheet culture are shown below.

上記各培養条件を下表に示す。
播種密度を高めた製造例1および2では、細胞バイアビリティに影響する未分化除去工程および凍結工程を合わせて複数回実施しても、比較例より短い時間でシート化が可能であった。
The above culture conditions are shown in the table below.
In Production Examples 1 and 2, in which the seeding density was increased, sheet formation was possible in a shorter time than in the Comparative Example, even when the undifferentiated cell removal step and the freezing step, which affect cell viability, were performed multiple times in combination.

比較例と製造例1とを比較すると、熱処理による未分化細胞除去だけを行い、低い播種密度でシート化培養した場合(比較例)はシート形成に4日かかったのに対して、アドセトリス処理による未分化細胞除去および凍結保存後解凍したものを高密度播種してシート化培養し、さらにシート化培養時にRhoキナーゼ阻害剤処理(day1のみ)する(製造例1)と、より短い時間でシート形成することができた。また比較例と製造例2とを比較すると、熱処理、無糖培養およびアドセトリス処理により未分化細胞除去を行い、さらに凍結保存後解凍したものを高密度播種してシート化培養し、シート化培養時にRhoキナーゼ阻害剤処理(day1のみ)した場合であっても、より短い時間でシート形成することができた。 Comparing the Comparative Example with Production Example 1, when undifferentiated cells were removed only by heat treatment and sheet culture was performed at a low seeding density (Comparative Example), it took four days to form a sheet. However, when undifferentiated cells were removed by Adcetris treatment, the cells were cryopreserved, thawed, and then seeded at a high density for sheet culture, and further treated with a Rho-kinase inhibitor (day 1 only) during sheet culture (Production Example 1), sheet formation was possible in a shorter time. Furthermore, comparing the Comparative Example with Production Example 2, when undifferentiated cells were removed by heat treatment, sugar-free culture, and Adcetris treatment, the cells were cryopreserved, thawed, and then seeded at a high density for sheet culture, and further treated with a Rho-kinase inhibitor (day 1 only) during sheet culture, sheet formation was possible in a shorter time.

例2.培養日数の検討
次にシート化媒体中の血清濃度の影響を比較するため、製造例2と同様に、FBS濃度のみ20%または30%としてシート化培養した。
結果を図1に示す。20%のFBSで3日間培養することにより、シート化することが可能であった。したがって、製造例2の条件において、FBS濃度は30%ではなく20%が好ましいことが明らかになった。
Example 2: Study of culture period Next, in order to compare the effect of serum concentration in the sheet-form medium, sheet-form culture was carried out in the same manner as in Production Example 2, except that the FBS concentration was changed to 20% or 30%.
The results are shown in Figure 1. It was possible to form a sheet by culturing for 3 days with 20% FBS. Therefore, it was revealed that under the conditions of Production Example 2, an FBS concentration of 20% is preferable rather than 30%.

さらに20%FBSを添加したシート化媒体を用いた場合の、培養日数を変化させた場合のシート状細胞培養物の品質への影響を検討した。培養日数を2日にした場合、9例中7例でシート化が確認されたのに対し、培養日数を3日にした場合は9例全てにおいてシート化が確認された。また、未分化細胞マーカーであるLin28の発現率を確認したところ、培養開始時は0.022%であったのに対し、培養2日目では若干増加して0.033%であった。しかし培養3日目では0.014%に低下していた。これらのことに鑑みると、製造例2の条件において、FBS濃度を20%にした場合、シート化培養日数は3日(72時間)が好ましいことが明らかになった。すなわち、高密度播種でシート化することにより、従来よりも短い時間でシート化することが可能となるが、未分化細胞除去工程や凍結保存工程などの細胞のバイアビリティを低下させると考えらえる工程が繰り返された場合、その中でもシート化培養期間を長めに設定する(シート化培養日数を少なくとも3日(72時間))ことにより、シート形成の成功率が向上し、未分化細胞の残存率が低減するという効果が期待できることがわかった。 Furthermore, we investigated the effect on the quality of sheet-shaped cell cultures of varying the number of days of culture when using sheet-forming media supplemented with 20% FBS. When the culture period was set to two days, sheet formation was confirmed in seven of nine cases, whereas when the culture period was set to three days, sheet formation was confirmed in all nine cases. Furthermore, when the expression rate of the undifferentiated cell marker Lin28 was examined, it was 0.022% at the start of culture, but increased slightly to 0.033% by the second day of culture. However, it had decreased to 0.014% by the third day of culture. Considering these findings, it became clear that under the conditions of Production Example 2, when the FBS concentration was set to 20%, a sheet-forming culture period of three days (72 hours) is preferable. That is, by forming sheets using high-density seeding, it is possible to form sheets in a shorter time than conventional methods. However, when steps that are thought to reduce cell viability, such as the undifferentiated cell removal step and the cryopreservation step, are repeated, it was found that by setting the sheeting culture period longer (at least 3 days (72 hours) of sheeting culture), it is possible to improve the success rate of sheet formation and reduce the rate of remaining undifferentiated cells.

例3.フィルター処理工程のシート化への影響
凍結保存細胞を解凍した後フィルター処理を行うことによるシート化への影響を比較した。上記製造例2において、凍結保存細胞を解凍後、すぐに播種した場合(フィルターなし群)およびFalcon(R)100μmセルストレーナーでフィルター処理した後に播種した場合(フィルター群)で、シート状細胞培養物の品質に差ができるか否かを、心筋細胞3ロットを用いて検討した。
結果を図2および3に示す。フィルターなし群(N群)とフィルター群(F群)と比べると回収生細胞数に変化がないことが分かる。一方、バイアビリティはフィルター処理をすることで上昇することがわかった。また、フィルター処理群ではシート播種後に凝集している細胞が減少していることが観察された。フィルター処理前後でトロポニン陽性率を測定したところ、処理前が86%に対して、処理後も86%で変化がないことを確認した。また、未分化細胞率Lin28値には大きな差は見られなかった。
Example 3. Effect of filter treatment process on sheet formation The effect of thawing cryopreserved cells followed by filter treatment on sheet formation was compared. Using three lots of cardiomyocytes, an investigation was conducted to determine whether there was a difference in the quality of the sheet-shaped cell cultures between the cryopreserved cells in Production Example 2 above, which were seeded immediately after thawing (no filter group), and the cells in which they were seeded after filtering with a Falcon® 100 μm cell strainer (filter group).
The results are shown in Figures 2 and 3. It can be seen that there was no change in the number of viable cells recovered when comparing the no-filter group (Group N) with the filter group (Group F). On the other hand, it was found that viability increased with filter treatment. Furthermore, a decrease in cell aggregation was observed after sheet seeding in the filter-treated group. The troponin positivity rate was measured before and after filter treatment, and it was confirmed that there was no change, remaining at 86% after treatment. Furthermore, no significant difference was observed in the undifferentiated cell rate Lin28 value.

フィルターなし群ではいくつかのシート状細胞培養物に穴あきや破損が観察された(図3中□で囲まれた部分)確率が78%だったのに対して、フィルター群では穴あきや破損はの発生確率が30%に低下した。すなわち、細胞を解凍後播種前にフィルター処理によって細胞集団から死細胞を除去することにより、穴あきや破損がない臨床適用可能なシート状細胞培養物を高確率で得ることができた。すなわち、細胞を解凍後播種前にフィルター処理することにより、シート化培養中の細胞死を減らすことができると考えられた。In the group without a filter, holes and breaks were observed in some of the sheet-shaped cell cultures (areas surrounded by a square in Figure 3) with a probability of 78%, whereas in the group with a filter, the probability of holes and breaks occurring was reduced to 30%. In other words, by removing dead cells from the cell population by filtering after thawing and before seeding, it was possible to obtain clinically applicable sheet-shaped cell cultures without holes or breaks with a high probability. This suggests that filtering after thawing and before seeding can reduce cell death during sheet culture.

例4.フィルター処理工程の凝集体形成への影響
例3で得られたフィルター群とフィルターなし群において、顕微鏡下でシート化前の播種細胞を観察した。一視野あたり(10倍拡大下で視野面積約3cm)の死細胞による凝集体(凝集塊)形成により生じる隙間の数が減少していることが明らかになった。死細胞による凝集体(凝集塊)一つあたり一つの隙間としてカウントした。フィルタなし群では一視野あたり(10倍拡大下で視野面積約3cm)19個の凝集体(凝集塊)が観察されたのに対し、フィルター群では5個以下であった(図4)。凝集体(凝集塊)が少ないほど穴あきや破損がない臨床適用可能なシート状細胞培養物を得ることができた。
Example 4. Effect of filter treatment process on aggregate formation The seeded cells before sheet formation were observed under a microscope in the filter group and the no-filter group obtained in Example 3. A decrease in the number of gaps caused by the formation of aggregates (clusters) of dead cells per field (visual area of approximately 3 cm2 under 10x magnification) was evident. Each dead cell aggregate (cluster) was counted as one gap. In the no-filter group, 19 aggregates (clusters) were observed per field (visual area of approximately 3 cm2 under 10x magnification), while fewer than five were observed in the filter group (Figure 4). The fewer the aggregates (clusters), the less holes and damage there were in clinically applicable sheet-shaped cell cultures.

例5.播種密度と培養日数のシート化への影響
製造例3:ヒトiPS細胞から心筋細胞を分化誘導し、その後WO2016/072519に記載の抗CD30抗体結合薬剤処理を用いて未分化細胞を除去し、その後かかる細胞集団を、プログラムフリーザーを用いて-1℃/分の速度で-80℃まで低下させたのちに液体窒素中で凍結保存した。その後細胞集団を解凍し、Falcon(R)100μmセルストレーナーでフィルター処理した後に、シート化培養に供した。培養基材は、細胞播種の前日に20%FBS含有DMEMを温度応答性培養皿に添加し、37℃で一晩インキュベートしてコーティングを行ったものを用いた。シート化培養においては細胞を播種したのち、37℃、5%CO条件下で培養を行い、一日ごとに培地交換を実施した。培養後は温度を低下させることで、細胞をシート状に剥離した。また、シート化培養の1日目のみ、シート化媒体にRhoキナーゼ阻害剤Y27632を加えた。播種密度を2×10個/cm~1.2×10個/cmで、シート化培養日数は2日または3日とした。同一の条件を5ロットの心筋細胞でn=1~2で実施した。
Example 5. Effect of Seeding Density and Culture Period on Sheet Formation Production Example 3: Human iPS cells were induced to differentiate into cardiomyocytes, followed by removal of undifferentiated cells using an anti-CD30 antibody-conjugated drug treatment described in WO 2016/072519. The resulting cell population was then cooled to -80°C at a rate of -1°C/min using a programmed freezer and then cryopreserved in liquid nitrogen. The cell population was then thawed, filtered through a Falcon® 100 μm cell strainer, and subjected to sheet culture. The culture substrate was prepared by adding 20% FBS-containing DMEM to a temperature-responsive culture dish the day before cell seeding and incubating overnight at 37°C to coat the dish. For sheet culture, cells were seeded and cultured at 37°C under 5% CO2 conditions, with the medium replaced daily. After culture, the temperature was lowered to detach the cells into a sheet. Furthermore, on the first day of sheet culture only, the Rho kinase inhibitor Y27632 was added to the sheet culture medium. The seeding density was 2×10 5 cells/cm 2 to 1.2×10 6 cells/cm 2 , and the sheet-forming culture period was 2 or 3 days. The same conditions were carried out with 5 lots of cardiomyocytes (n=1 to 2).

各ロットの処理条件は下表にまとめたとおりである。
The processing conditions for each lot are summarized in the table below.

結果を下表および図5に示す。
The results are shown in the table below and in FIG.

WO2017/038562の実施例2にあるような低播種密度(2×10個/cm)で凍結・解凍ステップを含む場合は、シート化培養が2~3日においてほとんどの心筋細胞ロットでシート形成できないことが分かる。また、シート化培養日数2日においては高播種密度(1.2×10個/cm)にしてもシート形成できない心筋細胞があることが分かる。一方、シート化培養日数3日においては6×10個/cm~1.2×10個/cmの範囲においてすべての心筋細胞ロットでシート形成が問題なくできることが分かった。
また平面培養を含まない心筋細胞ロットEでは他の細胞ロットと比べてシート形成がしにくいことが分かる。
When a freezing/thawing step is included at a low seeding density (2 x 10 cells/cm 2 ) as in Example 2 of WO 2017/038562 , it is clear that most cardiomyocyte lots are unable to form a sheet after 2 to 3 days of sheet culture. It is also clear that some cardiomyocytes are unable to form a sheet even at a high seeding density (1.2 x 10 cells/cm 2 ) after 2 days of sheet culture. On the other hand, it was found that after 3 days of sheet culture, sheets could be formed without any problems for all cardiomyocyte lots within the range of 6 x 10 cells/cm 2 to 1.2 x 10 cells/cm 2 .
It is also clear that cardiomyocyte lot E, which does not involve plate culture, is less likely to form a sheet than other cell lots.

本発明により、多能性幹細胞から分化誘導した細胞等を用いてシート状細胞培養物などの移植片を形成する際に、高品質な移植片を高確率で得ることができる。特に臨床用に用いる移植片に要求される様々な条件のため、バイアビリティが低下した分化誘導細胞を用いる場合であっても、高品質な移植片を簡便に形成することが可能となる。 The present invention makes it possible to obtain high-quality grafts with a high probability when forming grafts such as sheet-shaped cell cultures using cells induced to differentiate from pluripotent stem cells. In particular, due to the various conditions required for grafts used clinically, it is possible to easily form high-quality grafts even when using differentiation-induced cells with reduced viability.

Claims (11)

iPS細胞由来の心筋細胞を含む細胞集団において、
(A)熱処理法および無糖培養法を含む未分化細胞除去操作を実施する工程、
(B)(A)で得られた細胞集団を接着培養基材に播種して培養した後、該細胞集団を回収する工程、
(C)(B)で得られた細胞集団を凍結保存する工程
(D)(C)の凍結保存細胞を解凍して得られる細胞集団をフィルター処理する工程、および
(E)(D)でフィルター処理した細胞集団を、6.0×10個/cm~2.33×10個/cmの密度で培養基材に播種し、少なくとも3日間培養することでシート化培養する工程
を含む、シート状細胞培養物の製造方法。
In a cell population containing iPS cell-derived cardiomyocytes,
(A) performing an undifferentiated cell removal procedure including a heat treatment method and a sugar-free culture method;
(B) seeding the cell population obtained in (A) on an adhesive culture substrate, culturing the cell population, and then recovering the cell population;
(C) cryopreserving the cell population obtained in (B) ;
(D) thawing the cryopreserved cells of (C) and filtering the resulting cell population; and
(E) A method for producing a sheet-shaped cell culture, comprising the step of seeding the cell population filtered in (D) onto a culture substrate at a density of 6.0 x 10 cells/ cm to 2.33 x 10 cells/ cm and culturing for at least 3 days to form a sheet.
熱処理法が、42℃で行われるか、および/または
無糖培養法が、グルコースフリー培地を用いて行われる、請求項1に記載の方法。
The method according to claim 1, wherein the heat treatment method is carried out at 42°C and/or the sugar-free culture method is carried out using a glucose-free medium.
培養基材が、温度もしくは光に応答して物性が変化する材料で表面が被覆されている、請求項1または2に記載の方法。 The method of claim 1 or 2, wherein the surface of the culture substrate is coated with a material whose physical properties change in response to temperature or light. (B)の接着培養基材が、平面状である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the adherent culture substrate (B) is planar. 未分化細胞除去操作が、抗CD30抗体結合薬剤処理をさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。 The method of any one of claims 1 to 4, wherein the undifferentiated cell removal procedure further comprises treatment with an anti-CD30 antibody-binding drug. 播種密度が、0.60~1.2×10個/cmである、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the seeding density is 0.60 to 1.2 x 10 cells/ cm2 . シート化培養において、シート化媒体に血清が10%以上25%未満含まれる、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the sheet-forming medium contains 10% or more and less than 25% serum during sheet-forming culture. シート化培養において、1日目の培養に用いるシート化媒体にRhoキナーゼ阻害剤が含まれる、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the sheet-forming medium used for the first day of culture contains a Rho kinase inhibitor. iPS細胞由来の心筋細胞を含む細胞集団において、
(a)熱処理法および無糖培地培養法を含む未分化細胞除去操作を実施する工程、
(a')(a)で得られた細胞集団を培養基材に播種して接着培養し、その後細胞集団を回収する工程、
(b)(a')で得られた細胞集団を凍結保存する工程、
(c)(b)で凍結保存した細胞集団を解凍する工程、
(d)(c)で解凍した細胞集団をフィルター処理する工程、および
(e)(d)でフィルター処理した細胞集団を、6.0×10個/cm~2.33×10個/cmの密度で培養基材に播種し、少なくとも3日間培養することでシート化培養する工程
を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
In a cell population containing iPS cell-derived cardiomyocytes,
(a) performing an undifferentiated cell removal procedure including a heat treatment method and a sugar-free medium culture method;
(a') seeding the cell population obtained in (a) onto a culture substrate, culturing the cell population in an adherent manner, and then recovering the cell population;
(b) cryopreserving the cell population obtained in (a');
(c) thawing the cell population cryopreserved in (b);
The method according to any one of claims 1 to 8, comprising: (d) filtering the cell population thawed in (c); and (e) seeding the cell population filtered in ( d ) onto a culture substrate at a density of 6.0 x 10 cells/cm to 2.33 x 10 cells/cm and culturing for at least 3 days to form a sheet.
(c)から(e)までの間、細胞を増殖させないことを特徴とする、請求項9に記載の方法。 The method of claim 9, wherein the cells are not allowed to proliferate during steps (c) to (e). (a')の培養基材が、平面状である、請求項9または10に記載の方法。 The method of claim 9 or 10, wherein the culture substrate (a') is planar.
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