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JP7760144B2 - Method for producing inner ear cells - Google Patents
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JP7760144B2 - Method for producing inner ear cells - Google Patents

Method for producing inner ear cells

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Description

本発明は、コネキシン26ギャップ結合を有する内耳細胞の新たな製造法に関する。 The present invention relates to a new method for producing inner ear cells that have connexin 26 gap junctions.

難聴は、最もよくみられる先天性感覚障害であり、約1000人に1人は、出生時又は幼児期に重度の難聴を発症し、これは言語習得時前難聴と定義されており、その約半分は遺伝的要因によるものである。同定された遺伝子座と関連して100以上の形式の非症候性難聴があることが知られている。
コネキシン26(CX26)をコードするギャップ結合ベータ2遺伝子(Gjb2)における変異は、非症候性感音性難聴の原因の50%を占める。Gjb2及びGjb6にコードされるCX26及びCX30は、集合し細胞間のギャップ結合形成に関わる。これらのコネキシンは、蝸牛で最も豊富に発現するギャップ結合形成タンパク質の2つである。
ギャップ結合は、蝸牛有毛細胞からのK+イオンの急速な除去を促進し、K+を内リンパに戻すことによって、蝸牛の恒常性が維持される。CX26及びCX30は、多くの蝸牛ギャップ結合プラーク(GJPs)及びインビトロの実験において、異種及び異型チャンネルを形成する。本発明者の最近の研究では、CX GJPの崩壊がGJB2関連難聴発症に関し、蝸牛GJPの集合がCX26に依存することが分かった(非特許文献1)。また、アデノ関連性ウイルスを使用したGjb2の蝸牛遺伝子導入により、顕著にGJP形成及び聴覚機能が改善したことを報告した(非特許文献2)。本発明者は、また骨髄間葉系幹細胞を用いた内耳細胞治療のための新たな戦略を開発した(非特許文献3)。
さらに、本発明者らは、マウスiPSCなどの多能性幹細胞を、BMP、TGF-β1受容体阻害剤及びFGFから選ばれる1種又は2種以上の添加剤との存在下に培養して得られた胚様体を、蝸牛由来フィーダー細胞の存在下に培養すれば、CX26ギャップ結合を有する内耳細胞が製造できることを報告した(非特許文献4、特許文献1)。
Hearing loss is the most common congenital sensory disability, with approximately 1 in 1000 people developing severe hearing loss at birth or during infancy, defined as prelingual deafness, about half of which is genetically determined. There are over 100 known forms of nonsyndromic hearing loss associated with identified genetic loci.
Mutations in the gap junction beta 2 gene (Gjb2), which encodes connexin 26 (CX26), account for 50% of nonsyndromic sensorineural hearing loss. CX26 and CX30, encoded by Gjb2 and Gjb6, respectively, assemble and participate in the formation of intercellular gap junctions. These connexins are two of the most abundant gap junction-forming proteins in the cochlea.
Gap junctions maintain cochlear homeostasis by facilitating the rapid removal of K+ ions from cochlear hair cells and returning them to the endolymph. CX26 and CX30 form heterogeneous and heterotypic channels in many cochlear gap junction plaques (GJPs) and in vitro experiments. Our recent research has shown that disruption of CX GJPs is associated with the development of GJB2-related hearing loss and that cochlear GJP assembly is dependent on CX26 (Non-Patent Document 1). We have also reported that cochlear gene transfer of GJB2 using adeno-associated viruses significantly improved GJP formation and hearing function (Non-Patent Document 2). We have also developed a novel strategy for inner ear cell therapy using bone marrow mesenchymal stem cells (Non-Patent Document 3).
Furthermore, the present inventors have reported that inner ear cells with CX26 gap junctions can be produced by culturing pluripotent stem cells such as mouse iPSCs in the presence of one or more additives selected from BMP, a TGF-β1 receptor inhibitor, and FGF, and then culturing the resulting embryoid bodies in the presence of cochlear-derived feeder cells (Non-Patent Document 4, Patent Document 1).

国際公開第2017/146035号パンフレットInternational Publication No. 2017/146035

J.Clin.Invest.124,1598-1607(2014)J. Clin. Invest. 124, 1598-1607 (2014) Hum.Mol.Genet.24,3651-3661(2015)Hum. Mol. Genet. 24, 3651-3661 (2015) Am.J.Pathol.171,214-226(2007)Am. J. Pathol. 171, 214-226 (2007) Stem Cell Reports(2016)7(6),1023-1036Stem Cell Reports (2016) 7(6), 1023-1036

しかしながら、本発明者らが以前に報告した多能性幹細胞からCX26ギャップ結合を有する内耳細胞の製造法は、収率の点で未だ十分ではなく、さらに効率的なCX26ギャップ結合を有する内耳細胞の製造法の提供が望まれる。 However, the method for producing inner ear cells with CX26 gap junctions from pluripotent stem cells previously reported by the inventors is still insufficient in terms of yield, and it is desirable to provide a more efficient method for producing inner ear cells with CX26 gap junctions.

そこで本発明者は、多能性幹細胞から胚様体への分化誘導の際の添加剤について検討した結果、従来使用していたBMP、TGF-β1受容体阻害剤、FGFなどの増殖因子や成長因子に代えてインスリンの存在下に多能性幹細胞を培養して胚様体を形成し、次いで当該胚様体を蝸牛由来のフィーダー細胞の存在下に培養すれば、CX26ギャップ結合を有する内耳細胞が高い効率で得られることを見出し、本発明を完成した。 The inventors therefore investigated additives used when inducing differentiation of pluripotent stem cells into embryoid bodies. As a result, they discovered that by culturing pluripotent stem cells in the presence of insulin instead of the conventionally used growth factors such as BMP, TGF-β1 receptor inhibitor, and FGF to form embryoid bodies, and then culturing these embryoid bodies in the presence of cochlear-derived feeder cells, they were able to obtain inner ear cells with CX26 gap junctions with high efficiency, leading to the completion of the present invention.

すなわち、本発明は、次の[1]~[4]を提供するものである。 That is, the present invention provides the following [1] to [4].

[1]インスリンの存在下に多能性幹細胞を培養して得られた胚様体を、蝸牛由来フィーダー細胞の存在下に培養することを特徴とする、コネキシン26ギャップ結合を有する内耳細胞の製造法。
[2]蝸牛由来フィーダー細胞が、蝸牛細胞をトリプシン処理した後、培養によりコロニーを形成した細胞である[1]記載の内耳細胞の製造法。
[3]多能性幹細胞が、iPS細胞又はES細胞である[1]又は[2]記載の内耳細胞の製造法。
[4]多能性幹細胞が、ヒトiPS細胞又はヒトES細胞である[1]~[3]のいずれか1項記載の内耳細胞の製造法。
[1] A method for producing inner ear cells having connexin 26 gap junctions, characterized by culturing embryoid bodies obtained by culturing pluripotent stem cells in the presence of insulin, in the presence of cochlear-derived feeder cells.
[2] The method for producing inner ear cells according to [1], wherein the cochlea-derived feeder cells are cells formed by trypsinizing cochlear cells and culturing them to form colonies.
[3] A method for producing inner ear cells according to [1] or [2], wherein the pluripotent stem cells are iPS cells or ES cells.
[4] The method for producing inner ear cells according to any one of [1] to [3], wherein the pluripotent stem cells are human iPS cells or human ES cells.

本発明方法により得られる内耳細胞は、蝸牛と同様にCX26及びCX26を含有するギャップ結合プラークを形成するとともに、耳前駆細胞のマーカーであるGJB2、GJB6、PAX2、PAX8、GATA3をアップレギュレートしており、蝸牛細胞のマーカーであるCX3、SOX2、SPARCL1、KCC3、KIAA1199、MIA、OTORを発現している。また、難聴患者iPSC由来のコネキシン26ギャップ結合を有する内耳細胞を製造し、GJB2関連難聴の病態を再現することができた。従って、本発明により得られる内耳細胞を用いれば、GJB2変異型難聴の遺伝性難聴の薬剤のスクリーニング、内耳再生医療に応用可能である。 The inner ear cells obtained by the method of the present invention form CX26 and CX26-containing gap junction plaques, similar to those in the cochlea, and upregulate the otic progenitor cell markers GJB2, GJB6, PAX2, PAX8, and GATA3. They also express the cochlear cell markers CX3, SOX2, SPARCL1, KCC3, KIAA1199, MIA, and OTOR. Furthermore, inner ear cells with connexin26 gap junctions derived from iPSCs of hearing-loss patients were produced, and the pathology of GJB2-related hearing loss was successfully reproduced. Therefore, the inner ear cells obtained by the present invention can be used to screen for drugs for hereditary hearing loss caused by GJB2 mutations and for inner ear regenerative medicine.

インスリンによる処理が、iPSCsにおけるGJB2/GJB6遺伝子及び耳前駆体マーカー遺伝子を誘導することを示す。(A)SFEBq培養におけるヒトiPSCからのCX26発現細胞の分化の手順。(B)NANOG、GJB2、GJB6、PAX2、PAX8、及びGATA3の発現について、未分化ヒトiPSC(0日目)及びiPSC由来集合体(7日目)に関する定量的PCR分析(2回から4回の独立した実験からn = 4)。mRNA発現レベルは、インスリンなしでの7日目集合体(Ins(-))に対して計算した。SF:StemFit AK02N;Y:Y-27632;Ins:インスリン。統計学的有意差はScheffeの多重比較検定により決定した。平均値±標準誤差(SE)、*p<0.05、**p<0.01。Figure 1 shows that insulin treatment induces GJB2/GJB6 genes and otic progenitor marker genes in iPSCs. (A) Procedure for differentiation of CX26-expressing cells from human iPSCs in SFEBq culture. (B) Quantitative PCR analysis of undifferentiated human iPSCs (day 0) and iPSC-derived aggregates (day 7) for expression of NANOG, GJB2, GJB6, PAX2, PAX8, and GATA3 (n = 4 from two to four independent experiments). mRNA expression levels were calculated relative to day 7 aggregates without insulin (Ins(-)). SF: StemFit AK02N; Y: Y-27632; Ins: insulin. Statistical significance was determined by Scheffe's multiple comparison test. Mean ± standard error (SE), *p<0.05, **p<0.01. インスリンによる処理が、iPSCsにおけるCX26発現細胞を誘導することを示す。(A→D)7日目のCX26(赤色)の免疫染色は凝集している。矢印はCX26+小胞を示す。枠線(A)と(B)の領域をそれぞれ(C)と(D)で拡大してある。(E)7日目凝集体のmm3当たりのCX26+小胞の数(n=9又は2又は3からの15の凝集体)(独立実験)。(F)7日目のCX26+小胞の平均直径は凝集する(n=8又は3個からの20個のCX26+小胞)(独立実験)。(G)7日目のCX26+小胞から成る細胞の平均数は、3つの独立した実験からの集合体(n=12のCX26+小胞)であった。(H)7日目の集合体におけるCX26陽性細胞対CX26陰性細胞の割合(7日目からn=9又は14)2から3つの独立した実験)の集合体。白色のカラムはCX26陰性(CX26-)細胞である。黒いカラムはCX26陽性(CX26+)細胞である。(I~N)7日目のCX26+小胞上のCX26(赤色)とF-ACTIN(緑)の免疫染色は凝集する。核DAPIによる対比染色(L~Nで青)。(I)、(J)、(L)、(M)の四角で囲んだ部分を(J)で拡大し、(K)、(M)それぞれ(N)(O,P)GJPを示す。3次元画像を(M)の画像から再構成した。矢印はGJPを指す。スケールバー:200μm(AとB);50μm(CとD);20μm(IとL);10μm(J、M、P)、5μm(K、N、O)。統計学的有意差はスチューデントt検定、平均±SE; *p <0.05; **** p < 0.01。Insulin treatment induces CX26-expressing cells in iPSCs. (A-D) Immunostaining of CX26 (red) on day 7 aggregates. Arrows indicate CX26+ vesicles. Boxed areas in (A) and (B) are enlarged in (C) and (D), respectively. (E) Number of CX26+ vesicles per mm3 of day 7 aggregates (n = 9 or 15 aggregates from 2 or 3 independent experiments). (F) Average diameter of CX26+ vesicles on day 7 aggregates (n = 8 or 20 CX26+ vesicles from 3 independent experiments). (G) Average number of cells consisting of CX26+ vesicles on day 7 aggregates (n = 12 CX26+ vesicles) from three independent experiments. (H) Percentage of CX26-positive versus CX26-negative cells in day 7 aggregates (n = 9 or 14 from day 7, 2 to 3 independent experiments). White columns represent CX26-negative (CX26-) cells. Black columns represent CX26-positive (CX26+) cells. (I-N) Immunostaining for CX26 (red) and F-ACTIN (green) on day 7 CX26+ vesicles aggregates. Nuclear DAPI counterstaining (blue in L-N). Boxed areas in (I), (J), (L), and (M) are enlarged in (J), and (K) and (M) show (N) and (O,P) GJPs, respectively. 3D images were reconstructed from the image in (M). Arrows indicate GJPs. Scale bars: 200 μm (A and B); 50 μm (C and D); 20 μm (I and L); 10 μm (J, M, P); 5 μm (K, N, O). Statistical significance determined by Student's t test, mean ± SE; *p < 0.05; ****p < 0.01. 付着培養上のiCX26GJCの増殖を示す。(A)付着培養を用いたヒトiPSC集合体からのiCX26GJCの増殖のための手順。(B)21日目の付着培養物からの位相差顕微鏡(PCM)画像。(C)CX26(赤色)とPCM(白色)の染色(B)の枠付き領域の拡大図。(D~G)CX26(赤色)とF-ACTIN(緑)の染色。(D)、(E)、(F)の四角で囲んだ領域を拡大して示す。(E)、(F)それぞれ(G)、及び(G)(HとI)CX26(赤色)とDAPI(青)の染色(H)、(F)と(G)では(I)と(H)は同じ領域である。枠線(H)の領域を(I)で拡大する。(J,K)GJPを示す3次元画像を(I)の画像から再構成した。矢頭GJPを指摘する。スケールバー (B);100μm 、(D);50μm、 (C及びE);10μm、 (F及びH);5μm (G及びI~K)Figure 1 shows the growth of iCX26GJC on adherent culture. (A) Procedure for the growth of iCX26GJC from human iPSC aggregates using adherent culture. (B) Phase-contrast microscopy (PCM) image from a 21-day adherent culture. (C) Enlarged view of the boxed area in (B) staining for CX26 (red) and PCM (white). (D-G) Staining for CX26 (red) and F-ACTIN (green). Enlarged views of the boxed areas in (D), (E), and (F). (E), (F), (G), and (G), respectively. (H and I) Staining for CX26 (red) and DAPI (blue). (H) is the same area in (F) and (G). The boxed area in (H) is enlarged in (I). (J, K) A 3D image showing GJP was reconstructed from the image in (I). Arrowheads indicate the GJP. Scale bars: (B); 100 μm, (D); 50 μm, (C and E); 10 μm, (F and H); 5 μm (G and I-K). 付着性で増殖したiCX26GJCにおける既知蝸牛マーカーの免疫染色と遺伝子発現を示す。(A~G)CX26(赤色)とCX30(A、緑)、SOX2(B、緑)、SPARCL1(C、緑)、SLC12A6(KCC3; D、緑)、Pan-cytokeratin (P-CK; E、緑)、CK8(F、緑)、CK18(G、緑)の核はDAPI(青)で染色した。(H) 発現のための未分化ヒトiPSC(hiPSC)及びiCX26GJCに関する定量的PCR分析。NANOG, SOX2, KIAA1199, SPARCl1, MIA,及び OTOR(2回から3回の独立した実験からn=4)。mRNA発現レベルは、未分化ヒトiPSC(hiPSC)に対して計算した。スケールバー(A~G)20μm(A:2列目、3列目、4列目)10μm。統計学的有意差はスチューデントt検定、平均±SE; *p <0.05; ** p<0.01で決定した。Immunostaining and gene expression of known cochlear markers in adherently grown iCX26GJCs are shown. (A-G) Nuclei of CX26 (red), CX30 (A, green), SOX2 (B, green), SPARCL1 (C, green), SLC12A6 (KCC3; D, green), Pan-cytokeratin (P-CK; E, green), CK8 (F, green), and CK18 (G, green) were stained with DAPI (blue). (H) Quantitative PCR analysis of undifferentiated human iPSCs (hiPSCs) and iCX26GJCs for the expression of NANOG, SOX2, KIAA1199, SPARCL1, MIA, and OTOR (n = 4 from two to three independent experiments). mRNA expression levels were calculated relative to undifferentiated human iPSCs (hiPSCs). Scale bars (A-G) 20 μm (A: columns 2, 3, and 4) 10 μm. Statistical significance was determined by Student's t-test, mean ± SE; *p < 0.05; **p < 0.01. 正常又は患者iPSC由来iCX26GJCにおけるCX30 GJP形成及びGJP長さを示す。(A)これらiCX26GJCが由来した個人の家族歴。四角は男性を示す。家族;円は女性を示す;塗りつぶした形状は診断された家族を示す。(B及びC)患者1(B)及び患者2(C)の聴力検査表現型は、重度の難聴を示す。(D) 通常(201B7)又は患者(GP05-235delC、GP06-235delC) iPSCによるiCX26GJCの形成。これらの試料を抗CX26(赤色)及び抗CX30(緑)抗体で共標識した。(E)単一細胞境界に沿った最大のGJPの長さ(平均±SE、n = 27、30、3個からの37個の細胞境界)4つの独立した実験)。統計学的有意差はScheffeの多重比較検定により決定した。平均値±標準誤差、*p <0.05、** p<0.01。CX30 GJP formation and GJP length in normal or patient iPSC-derived iCX26 GJCs. (A) Family history of the individuals from whom these iCX26 GJCs were derived. Squares indicate male family members; circles indicate female family members; filled shapes indicate diagnosed family members. (B and C) Audiometric phenotypes of patient 1 (B) and patient 2 (C) indicate severe hearing loss. (D) Formation of iCX26 GJCs by normal (201B7) or patient (GP05-235delC, GP06-235delC) iPSCs. These samples were co-labeled with anti-CX26 (red) and anti-CX30 (green) antibodies. (E) Maximum GJP length along a single cell boundary (mean ± SE, n = 27, 30, and 37 cell boundaries from 34 independent experiments). Statistical significance was determined by Scheffe's multiple comparison test. Mean ± standard error, *p < 0.05, **p < 0.01. 細胞のスクレープ‐ローディング及びその後の定量分析後の色素転写を示す。(A~O)スクレープ負荷後の培養細胞のデジタル蛍光画像。健常なヒトiPSCs (201B7)(A~C)、フィーダー細胞(TRICs)(D~F)、健常なヒトiPSCs (201B7-iCX26GJCs)(G~I)から誘導されたiCX26GJCs、健常な対照として患者1のiPSCs (GP5-235delC-iCX26GJCs)(J~L)及び患者2のiPSCs (GP6-235delC-iCX26GJCs)(M~O)から誘導されたiCX26GJCsを含むiPSC由来の付着培養。(A, D, G, J, M)ルシファーイエローを用いた色素転写(B, E, H, K, N)。 以下を示す擬似カラー画像。上図と同じ領域の低(黒)信号強度から高(赤色)信号強度への転写範囲画像。(C, F, I, L, O) 同部位の位相差顕微鏡観察の画像を示す。(P)スクレープ負荷後の細胞間色素転写の定量分析。カラムは平均値を表す。スクラップラインからの染料移動距離(TRICsと無差別201B7:5個の独立した実験からn=40;201B7-iCX26JCs、GP5-235delC-iCX26JCs、GP6-235delC-iCX26JCs:n=40、2、3回の独立した実験から)。統計学的有意差はScheffeの多重比較検定で求めた。平均±SE;異なる文字(a~c)は有意差を表し、p<0.01。スケールバーは50mを表す。Dye transfer after cell scrape-loading and subsequent quantitative analysis is shown. (A-O) Digital fluorescence images of cultured cells after scrape-loading. iPSC-derived adherent cultures including healthy human iPSCs (201B7) (A-C), feeder cells (TRICs) (D-F), iCX26GJCs derived from healthy human iPSCs (201B7-iCX26GJCs) (G-I), and iCX26GJCs derived from iPSCs from patient 1 (GP5-235delC-iCX26GJCs) (J-L) and patient 2 (GP6-235delC-iCX26GJCs) (M-O) as healthy controls. (A, D, G, J, M) Dye transfer using Lucifer Yellow (B, E, H, K, N). Pseudocolor images showing the transfer range from low (black) to high (red) signal intensity in the same area as above. (C, F, I, L, O) Phase-contrast microscopy images of the same area. (P) Quantitative analysis of intercellular dye transfer after scraping. Columns represent mean values. Distance of dye migration from the scrape line (TRICs and random 201B7: n = 40 from five independent experiments; 201B7-iCX26JCs, GP5-235delC-iCX26JCs, GP6-235delC-iCX26JCs: n = 40 from two or three independent experiments). Statistical significance was determined by Scheffe's multiple comparison test. Mean ± SE; different letters (a to c) indicate significant differences, p<0.01. Scale bar represents 50 m. BMP及び/又はSB処理による、ヒトiPSC培養からCX26発現細胞への分化の手順を示す。7日目にgfCDMにBMP4(10ng/ml)及び/又はSB(10μm)を添加した。1 shows the procedure for differentiation of human iPSC culture into CX26-expressing cells by BMP and/or SB treatment. On day 7, BMP4 (10 ng/ml) and/or SB (10 μM) were added to gfCDM. BMP及び/又はSB処理による、SFEBq/gfCDM培養におけるCX26発現細胞の誘導を促進しないことを示す。GJB2(B)及びGJB6(C)(3つの独立した実験からn=3)の発現について、7日目の(B及びC)qPCR分析。(D→I)7日目のCX26(赤:D→F)とF-ACTIN(緑:G→I)の免疫染色は集合体。矢印はCX26陽性小胞を示す。(J)7日目のCX26陽性小胞の平均は凝集する(3つの独立した実験からのn=8-16凝集体)。BMP、BMP4、SB、SB431542.各棒は平均±SEを表す。検体間の差は、一元配置分散分析及びシェフェの多重比較検定により評価した; *p <0.05; ** p<0.01。Figure 1 shows that BMP and/or SB treatment did not promote the induction of CX26-expressing cells in SFEBq/gfCDM cultures. (B and C) qPCR analysis of the expression of GJB2 (B) and GJB6 (C) (n = 3 from three independent experiments) at day 7. (D→I) Immunostaining of CX26 (red: D→F) and F-ACTIN (green: G→I) aggregates at day 7. Arrows indicate CX26-positive vesicles. (J) Average CX26-positive vesicle aggregates at day 7 (n = 8-16 aggregates from three independent experiments). BMP, BMP4, SB, SB431542. Each bar represents the mean ± SE. Differences between samples were assessed by one-way ANOVA and Scheffe's multiple comparison test; *p < 0.05; **p < 0.01. 培養7日目集合体の形態を示す。(A)0日目または7日目の形態が凝集する。インスリン(-)を含まないgfCDMにおけるヒトiPSC凝集体の分化は、インスリン(+)を伴うgfCDMよりも細胞破片を産生した。(B)7日目の直径は(+)インスリンの有無にかかわらず凝集する。(3つの独立した実験からのn=30集計)統計学的有意差はスチューデントt検定、平均±SE *p <0.05; ** p<0.01により決定した。スケールバー:200μm(A)。The morphology of aggregates on day 7 of culture is shown. (A) The morphology of aggregates on day 0 or day 7. Differentiation of human iPSC aggregates in gfCDM without insulin (-) produced more cell debris than gfCDM with insulin (+). (B) The diameter of aggregates on day 7 with or without insulin (+). (n=30 aggregates from three independent experiments) Statistical significance was determined by Student's t-test, mean ± SE *p<0.05; **p<0.01. Scale bar: 200 μm (A). ヒトiPSC培養からのCX26発現細胞の分化の手順を示す。7日目にgfCDMにBMP4(10ng/ml)及び/又はSB(10μM)を添加した。1 shows the procedure for differentiation of CX26-expressing cells from human iPSC culture. On day 7, BMP4 (10 ng/ml) and/or SB (10 μM) were added to gfCDM. BMP及び/又はSBによる処理は、インスリンによるSFEBq/gfCDM培養におけるCX26発現細胞の誘導を促進しないことを示す。GJB2(B)及びGJB6(C)(4つの独立した実験からn=4)の発現について、7日目の(B及びC)qPCR分析。(D→I)7日目のCX26(赤:D→F)とF-ACTIN(緑:G→I)の免疫染色は集合体。矢印はCX26陽性小胞を示す。(J)7日目のCX26陽性小胞の平均は凝集する(3つの独立した実験からのn=8-16凝集体)。インスリン(Ins, Insulin)、BMP、BMP4、SB、SB431542.各棒は平均±SEを表す。検体間の有意差は、一元配置分散分析及びシェフェの多重比較検定により評価した; *p <0.05; ** p<0.01Figure 1 shows that treatment with BMP and/or SB does not enhance insulin-induced induction of CX26-expressing cells in SFEBq/gfCDM cultures. (B and C) qPCR analysis of the expression of GJB2 (B) and GJB6 (C) (n=4 from four independent experiments) at day 7. (D→I) Immunostaining of CX26 (red: D→F) and F-ACTIN (green: G→I) aggregates at day 7. Arrows indicate CX26-positive vesicles. (J) Average CX26-positive vesicle aggregates at day 7 (n=8-16 aggregates from three independent experiments). Insulin (Ins), BMP, BMP4, SB, SB431542. Each bar represents the mean ± SE. Significant differences between samples were assessed by one-way ANOVA and Scheffe's multiple comparison test; *p<0.05; **p<0.01. 皮膚に発現する他のサイトケラチンは、ヒトiCX26GJCでは観察されないことを示す。付着培養におけるCX26(赤色)及びCK5、10、14(緑)の免疫染色DAPI(青)による核対比染色を示す。スケールバー:10μm。Other cytokeratins expressed in the skin are not observed in human iCX26GJC. Immunostaining of CX26 (red) and CK5, 10, and 14 (green) in adherent cultures with nuclear counterstaining by DAPI (blue) is shown. Scale bar: 10 μm.

本発明は、インスリンの存在下に多能性幹細胞を培養して得られた胚様体を、蝸牛由来フィーダー細胞の存在下に培養することを特徴とする、CX26ギャップ結合を有する内耳細胞の製造法である。 The present invention provides a method for producing inner ear cells with CX26 gap junctions, which comprises culturing embryoid bodies obtained by culturing pluripotent stem cells in the presence of insulin, and then culturing the resulting embryoid bodies in the presence of cochlear-derived feeder cells.

本発明に用いられる多能性幹細胞としては、iPS細胞及びES細胞が挙げられる。また、多能性幹細胞としては、マウスなどの非ヒト動物由来の多能性幹細胞を用いることもできるが、ヒト由来のiPS細胞、ヒトES細胞を用いるのが好ましい。本明細書において、iPS細胞をiPSCと略すことがある。また、ES細胞をESCと略すことがある。 Pluripotent stem cells used in the present invention include iPS cells and ES cells. Furthermore, while pluripotent stem cells derived from non-human animals such as mice can also be used, it is preferable to use iPS cells and human ES cells derived from humans. In this specification, iPS cells may be abbreviated as iPSCs. ES cells may be abbreviated as ESCs.

本発明における、多能性幹細胞を原料とする胚様体の形成は、インスリンの存在下に多能性幹細胞を培養して行うことができる。特許文献1及び非特許文献4に記載の方法で用いたBMP、TGF-β1受容体阻害剤及びFGFなどは用いる必要がない。
インスリンの培地への添加濃度は、1~20μg/mLが好ましく、1~15μg/mLがより好ましい。
In the present invention, embryoid bodies can be formed from pluripotent stem cells by culturing the pluripotent stem cells in the presence of insulin. There is no need to use BMP, TGF-β1 receptor inhibitors, FGF, and the like used in the methods described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 4.
The concentration of insulin added to the medium is preferably 1 to 20 μg/mL, more preferably 1 to 15 μg/mL.

多能性幹細胞由来胚様体の形成には、多能性幹細胞を培養するための公知の培地、例えば、gfCDM培地、DFNB培地、N2β27培地、GEM培地等の培地中、多能性幹細胞にインスリンを添加し、30~40℃で7~10日培養するのが好ましい。胚様体の形成は細胞の凝集体の形成、感覚上皮細胞への分化により確認することができる。また、感覚上皮細胞への分化は、CX26及びCX30のmRNA濃度の上昇により確認することができる。 To form embryoid bodies derived from pluripotent stem cells, it is preferable to add insulin to the pluripotent stem cells in a known medium for culturing pluripotent stem cells, such as gfCDM medium, DFNB medium, N2β27 medium, or GEM medium, and culture them at 30-40°C for 7-10 days. Embryoid body formation can be confirmed by the formation of cell aggregates and differentiation into sensory epithelial cells. Furthermore, differentiation into sensory epithelial cells can be confirmed by an increase in the mRNA levels of CX26 and CX30.

得られた多能性幹細胞由来胚様体を、蝸牛由来フィーダー細胞上で培養すれば、CX26ギャップ結合を有する内耳細胞が得られる。
当該蝸牛内耳フィーダー細胞は、例えば、蝸牛細胞をトリプシン処理した後、培養によってコロニーを形成した細胞であるのが好ましい。蝸牛外側壁及びコルチ器を含む蝸牛膜迷路組織にトリプシン0.25%を添加して培養し、コロニーを形成した細胞を取得するのが好ましい。
分解した胚様体を培養するために用いる蝸牛由来フィーダー細胞の播種量は、5×103cells/cm2~5×104cells/cm2が好ましい。培地は、gfCDM培地、DFNB培地、DMEM GlutaMAX+10%ウシ胎児血清が用いられる。培養は30~40℃で3~4日間が好ましい。
If the resulting pluripotent stem cell-derived embryoid bodies are cultured on cochlear-derived feeder cells, inner ear cells having CX26 gap junctions can be obtained.
The cochlear inner ear feeder cells are preferably cells formed by trypsinizing cochlear cells and culturing them to form colonies, for example. Preferably, 0.25% trypsin is added to cochlear labyrinth tissue including the lateral cochlear wall and the organ of Corti, followed by culturing, to obtain cells that have formed colonies.
The seeding density of cochlea-derived feeder cells used to culture the disaggregated embryoid bodies is preferably 5 x 10 cells/ cm to 5 x 10 cells/ cm . The culture medium used may be gfCDM medium, DFNB medium, or DMEM GlutaMAX + 10% fetal bovine serum. Culture is preferably carried out at 30 to 40°C for 3 to 4 days.

前記培養により、CX26ギャップ結合を有する内耳細胞が効率良く得られる。ここでCX26発現の確認は、Cx26のmRNA濃度の上昇により確認することができる。
本発明により得られる内耳細胞は、蝸牛と同様にCX26及びCX26を含有するギャップ結合プラークを形成するとともに、耳前駆細胞のマーカーであるGJB2、GJB6、PAX2、PAX8、GATA3をアップレギュレートしており、蝸牛細胞のマーカーであるCX3、SOX2、SPARCL1、KCC3、KIAA1199、MIA、OTORを発現している。また、難聴患者iPSC由来のコネキシン26ギャップ結合を有する内耳細胞を製造し、GJB2関連難聴の病態を再現することができた。従って、本発明により得られる内耳細胞を用いれば、GJB2変異型難聴の遺伝性難聴の薬剤のスクリーニング、内耳再生医療に応用可能である。
By the above-described culture, inner ear cells having CX26 gap junctions can be efficiently obtained. Here, CX26 expression can be confirmed by an increase in the concentration of Cx26 mRNA.
The inner ear cells obtained by the present invention form CX26 and CX26-containing gap junction plaques, similar to those in the cochlea, and upregulate the otic progenitor cell markers GJB2, GJB6, PAX2, PAX8, and GATA3. They also express the cochlear cell markers CX3, SOX2, SPARCL1, KCC3, KIAA1199, MIA, and OTOR. Furthermore, inner ear cells possessing connexin 26 gap junctions derived from iPSCs of hearing-impaired patients were produced, and the pathology of GJB2-related hearing loss was successfully reproduced. Therefore, the inner ear cells obtained by the present invention can be used for screening drugs for hereditary hearing loss caused by GJB2 mutations and for inner ear regenerative medicine.

次に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。 The present invention will now be described in more detail using examples.

実施例1
(方法)
(1)ヒトiPSCの培養
健康なヒトiPSC株(201B7)はRIKENバイオリソースセンター細胞バンクから提供された。
GPSC-235delC/235delCとGP6-235delC/235delCの2つの表現型iPSCライン(すなわち、GP5-235delCとGP6-235delC;家族歴と聴力像を図5、A~Cに示す)は、兄弟患者から発生したPBMCから発生した2つの表現型iPSCライン(それぞれ、JUFMDOi005-AとJUFMDOi006、特定細胞株名)が、知られている。
これら3つのヒトiPSC系統をStemFit AK02N(AjinomotoWako)によるiMatrix―511(Nippi)被覆プレート上で、フィーダーフリー培養システム下で維持した。
Example 1
(method)
(1) Culture of human iPSCs. A healthy human iPSC line (201B7) was provided by the RIKEN BioResource Center Cell Bank.
Two phenotypic iPSC lines, GPSC-235delC/235delC and GP6-235delC/235delC (i.e., GP5-235delC and GP6-235delC; family history and audiograms are shown in Fig. 5, A–C ), were generated from PBMCs from sibling patients, and two phenotypic iPSC lines (JUFMDOi005-A and JUFMDOi006, specific cell line names, respectively) were known.
These three human iPSC lines were maintained in a feeder-free culture system on iMatrix-511 (Nippi)-coated plates with StemFit AK02N (Ajinomoto Wako).

(2)ヒトiPSCの分化
ヒトiPSCを0.5%TrypLEセレクトで解離させ、Y-27632(20μM)を添加した維持培地(Stem Fit)に懸濁した後、96ウェル低細胞付着V-ボトムプレート(Thermo Fisher Scientific)に100μL/ウェル(9000細胞)で平板培養した。
37℃、3%CO2で2日間インキュベーション後、2%マトリゲル(コーニング)を含むgfCDM(下記表1)100μL中の96穴低細胞付着V底板(住友ベークライト)に凝集体を移した。
7~11日目に、凝集体を、鉗子を用いて半切開した。
DFNB培地(下記表1)に蝸牛由来フィーダー細胞(TRIC、後述)を含む付着培養物に凝集物を移した。7日間のインキュベーション後、培地を増殖培地(10% FBS添加DMEM GlutaMAX;下記表1)に変更した。
(2) Differentiation of human iPSCs. Human iPSCs were dissociated with 0.5% TrypLE Select and suspended in maintenance medium (Stem Fit) supplemented with Y-27632 (20 μM). The cells were then plated onto a 96-well low-cell-attachment V-bottom plate (Thermo Fisher Scientific) at 100 μL/well (9,000 cells).
After 2 days of incubation at 37°C and 3% CO 2 , the aggregates were transferred to a 96-well low cell attachment V-bottom plate (Sumitomo Bakelite) in 100 μL of gfCDM (Table 1 below) containing 2% Matrigel (Corning).
On days 7-11, the aggregates were hemi-dissected using forceps.
The aggregates were transferred to adherent cultures containing cochlear-derived feeder cells (TRIC, see below) in DFNB medium (Table 1 below). After 7 days of incubation, the medium was changed to growth medium (DMEM GlutaMAX supplemented with 10% FBS; Table 1 below).

(3)蝸牛由来フィーダー細胞(トリプシン耐性内耳細胞:TRIC)の調製
TRICを調製するために、蝸牛組織を、コルチ器官、基底膜、及び側壁を含み、主に基底膜の支持細胞、有毛細胞、蝸牛線維細胞、及び他の細胞から成る10週齢マウス(CLEA Japan, Inc.)から得た。
TRICは、蝸牛組織をトリプシンに曝露し、トリプシン耐性細胞をスクリーニングすることにより作製し、これらの細胞を増殖培地下で維持した。
この細胞株を、耳前駆細胞を増殖させる内耳由来フィーダー細胞として用いた。フィーダー細胞層については、3時間のマイトマイシンC(10mg/mL)処理後に、3×105 TRICs/cm2を24ウェル培養プレートのゼラチン被覆ウェルに播種した。
(3) Preparation of cochlear-derived feeder cells (trypsin-resistant inner ear cells: TRIC) To prepare TRIC, cochlear tissue, including the organ of Corti, basilar membrane, and lateral wall, and consisting mainly of supporting cells of the basilar membrane, hair cells, cochlear fibrocytes, and other cells, was obtained from 10-week-old mice (CLEA Japan, Inc.).
TRICs were generated by exposing cochlear tissue to trypsin and screening for trypsin-resistant cells, which were maintained under growth medium.
This cell line was used as an inner ear-derived feeder cell for expanding otic progenitor cells. For the feeder cell layer, 3 × 10 5 TRICs/cm 2 were seeded onto gelatin-coated wells of a 24-well culture plate after 3 hours of mitomycin C (10 mg/mL) treatment.

(4)GJB2及びGJB6 mRNA発現の定量的逆転写PCR
7日目の集合体を採取し、DPBSで洗浄した後、全RNAを単離した。Neasy Plus Miniキット(Qiagen)の試薬を用いて全RNAを単離し、PrimeScript II第一鎖cDNA合成キット(Takara)の試薬を用いてcDNAに逆転写した。
逆転写産物であるTaqMan Fast Advanced Master Mix試薬(アプライドバイオシステムズ)、及びStepOne Real-Time PCRシステム(アプライドバイオシステムズ)上の遺伝子特異的TaqManプローブ(下記参照;アプライドバイオシステムズ)を用いてリアルタイムPCRを実施した。各サンプルを3回ずつ実施した。StepOneソフトウェア(アプライドバイオシステムズ)を用いて、各mRNAのCt値を分析し、その発現を内因性コントロールであるアクチンβmRNAに対して標準化した。
TaqManプローブ(アッセイID; Applied Biosystems)を用いて、ヒトGJB2(Hs00269615_S1)、GJB6(Hs00922742_S1)、NANOG (Hs02387400_G1)、PAX2(Hs01057416_M1)、PAX8(Hs00247586_M1)、GATA3(Hs00231122_M1)、OTOR (Hs00375304_M1)、MIA (Hs00197954_M1)、SOX2(Hs01053049_S1)、SPARCL1(Hs00949886_M1)、ACTB (Hs99999903_M1)、及び18S (Hs99999901_S1) mRNAの発現を検出した。
(4) Quantitative reverse transcription PCR of GJB2 and GJB6 mRNA expression
The 7-day-old aggregates were harvested and washed with DPBS, after which total RNA was isolated using reagents from the Neasy Plus Mini Kit (Qiagen) and reverse transcribed into cDNA using reagents from the PrimeScript II First-Strand cDNA Synthesis Kit (Takara).
Real-time PCR was performed using the reverse transcription products, TaqMan Fast Advanced Master Mix reagent (Applied Biosystems), and gene-specific TaqMan probes (see below; Applied Biosystems) on a StepOne Real-Time PCR system (Applied Biosystems). Each sample was run in triplicate. The Ct values of each mRNA were analyzed using StepOne software (Applied Biosystems), and their expression was normalized to the endogenous control, actin β mRNA.
TaqMan probes (assay ID; Applied Biosystems) were used to detect human GJB2 (Hs00269615_S1), GJB6 (Hs00922742_S1), NANOG (Hs02387400_G1), PAX2 (Hs01057416_M1), PAX8 (Hs00247586_M1), GATA3 (Hs00231122_M1), OTOR (Hs00375304_M1), MIA (Hs00197954_M1), SOX2 (Hs01053049_S1), SPARCL1 (Hs00949886_M1), and ACTB. (Hs99999903_M1), and 18S (Hs99999901_S1) mRNA expression was detected.

(5)免疫染色と画像取得
凝集体を0.01M PBS中室温で4%(w/v)パラホルムアルデヒドで1時間固定した。ホールマウントについては、0.01M PBS中0.5%(w/v)Triton X-100(Sigma-Aldrich)で30分間凝集体を透過処理した。次に、試料を0.01MのPBSで2回洗浄し、0.01MのPBS中の2%(w/v)BSAで30分間ブロックした。付着培養由来の細胞を0.01M PBS中の4%(w/v)パラホルムアルデヒドで室温15分間固定した後、0.01M PBS中の0.5% (w/v) Triton X-100で5分間透過処理した。サンプルを0.01M PBSで2回洗浄し、2%(w/v)のBSAで30分間0.01M PBSで遮断した。
免疫蛍光染色には、0.01M PBS中の1%(w/v) BSAを用いて、一次及び二次抗体溶液を希釈した。一次抗体溶液は、CX26(ウサギIgG、71-500;マウスIgG、33-5800、ライフテクノロジーズ)、CX30(ウサギIgG,71-2200、ライフテクノロジーズ)、Pan-Cytokeratin(マウスIgG、C2562、Sigma-Aldrich)、Cytokeratin 8(マウスIgG、MA5-14428、Invitrogen)、Cytokeratin 18(マウスIgG、MA5-12104、Invitrogen)、SOX2(ヤギIgG、SC-17320、Santa Cruz)、SPARC-like1(マウスIgG、AF2728、R&Dシステム)、及びSLC12A6(KCC3、ウサギIgG)を使用した。二次抗体は、Alexa Fluor 488結合抗{mouse IgG又は抗]ヤギIgG、Cy3結合抗]ウサギIgG (Invitrogen, A11070)、F-actinに対するファロイジンFITC染色(Invitrogen, 12379)であった。
検体は0.01M PBSで2回洗浄し、装着媒体(ベクター社DAPI添加VECTASHIELD Mounting Medium)を装着した。
LSM780共焦点顕微鏡(Zeiss)で蛍光共焦点画像を得た。画像は0.5μm間隔(z-スタック)で収集し、単一画像スタックはLSM画像Browser (Zeiss)を用いて構築した。IMARIS (Bitplane)を用いてz積層共焦点画像から三次元画像を構築した。
(5) Immunostaining and Imaging. Aggregates were fixed with 4% (w/v) paraformaldehyde in 0.01 M PBS at room temperature for 1 hour. For whole mount imaging, aggregates were permeabilized with 0.5% (w/v) Triton X-100 (Sigma-Aldrich) in 0.01 M PBS for 30 minutes. The samples were then washed twice with 0.01 M PBS and blocked with 2% (w/v) BSA in 0.01 M PBS for 30 minutes. Cells from adherent cultures were fixed with 4% (w/v) paraformaldehyde in 0.01 M PBS for 15 minutes at room temperature and then permeabilized with 0.5% (w/v) Triton X-100 in 0.01 M PBS for 5 minutes. Samples were washed twice with 0.01 M PBS and blocked with 2% (w/v) BSA for 30 min in 0.01 M PBS.
For immunofluorescence staining, primary and secondary antibody solutions were diluted with 1% (w/v) BSA in 0.01 M PBS. The primary antibody solutions used were CX26 (rabbit IgG, 71-500; mouse IgG, 33-5800, Life Technologies), CX30 (rabbit IgG, 71-2200, Life Technologies), Pan-Cytokeratin (mouse IgG, C2562, Sigma-Aldrich), Cytokeratin 8 (mouse IgG, MA5-14428, Invitrogen), Cytokeratin 18 (mouse IgG, MA5-12104, Invitrogen), SOX2 (goat IgG, SC-17320, Santa Cruz), SPARC-like1 (mouse IgG, AF2728, R&D Systems), and SLC12A6 (rabbit IgG, KCC3). Secondary antibodies were Alexa Fluor 488-conjugated anti-mouse IgG or anti-goat IgG, Cy3-conjugated anti-rabbit IgG (Invitrogen, A11070), and phalloidin FITC staining for F-actin (Invitrogen, 12379).
The specimens were washed twice with 0.01 M PBS and mounted with a mounting medium (Vector DAPI-added VECTASHIELD Mounting Medium).
Fluorescence confocal images were obtained with an LSM780 confocal microscope (Zeiss). Images were collected at 0.5 μm intervals (z-stacks), and single image stacks were constructed using the LSM Image Browser (Zeiss). Three-dimensional images were constructed from z-stacked confocal images using IMARIS (Bitplane).

(6)スクレープローディング/色素転写(SL/DT)アッセイ
SL/DTアッセイは、Mol.Med.,17,550-556(2011)及びJ.Hum.Genet.50,76-83(2005)に従って実施した。iCX26GJC含有増殖細胞を、TRIC(フィーダー細胞)への移入後7~14日間増殖させた。未分化iPSC及びTRICを対照として皿上でコンフルエントに増殖させた。
培地をHBSS+0.1%ルシファーイエローCH(L453、Invitrogen)に変更した。多くの平行線をかみそりブレードで皿に切断し、Lucifer yellowを負荷した15分後の細胞をHBSSで3回洗浄し、画像化した。スクレープ負荷は、スクレープラインから蛍光強度がバックグラウンド強度に落ちる点までの距離を測定することにより定量化した。画像を処理し、NIH ImageJソフトウェアで解析し、平均距離はMicroWeb Excelソフトウェアを用いて算出した。
(6) Scrape-loading/dye transfer (SL/DT) assay. The SL/DT assay was performed according to Mol. Med., 17, 550-556 (2011) and J. Hum. Genet., 50, 76-83 (2005). iCX26GJC-containing expanded cells were grown for 7 to 14 days after transfer onto TRIC (feeder cells). Undifferentiated iPSCs and TRIC were grown to confluence on dishes as controls.
The medium was changed to HBSS + 0.1% Lucifer Yellow CH (L453, Invitrogen). Many parallel lines were cut into the dish with a razor blade, and 15 minutes after loading with Lucifer Yellow, the cells were washed three times with HBSS and imaged. Scrape loading was quantified by measuring the distance from the scrape line to the point where the fluorescence intensity dropped to background intensity. Images were processed and analyzed with NIH ImageJ software, and the average distance was calculated using MicroWeb Excel software.

(7) 統計
このデータはMicroWeb Excelソフトウェアを用いて分析し、平均値±標準誤差(SE)で表示した。mRNAレベル、色素移動距離、GJP長の比較には、p<0.05を有意基準とした一元配置分散分析とScheffeの多重比較検定又は両側スチューデントt検定を用いた。
(7) Statistics The data were analyzed using MicroWeb Excel software and presented as mean ± standard error (SE). Comparisons of mRNA levels, dye migration distance, and GJP length were performed using one-way analysis of variance and Scheffe's multiple comparison test or two-tailed Student's t-test, with p<0.05 as the significance criterion.

(結果)
(1)ヒトiPSCのCX26発現細胞への分化
SFEBq培養と接着培養技術の組合せであるヒトiPSCsからのiCX26GJCsの誘導方法を、マウスiPSCsに対する発明者らの以前の方法(特許文献1)から改変し、次に分化に必要な条件を評価した。
SFEBq培養では、ヒトiPSCを再凝集(9000個/well)し、維持培地(StemFit AK02N)で2日間(day ♯2~day 0)培養した。 次に、凝集体を、増殖因子を含まない化学的に規定された培地(gfCDM;前記表1)に移した。
SFEBq培養の3日目に、マウスiCX26GJC誘導法に従い、gfCDMにBMP4(BMP)及び/又はアクチビン/Nodal/TGF-β経路阻害剤(SB431542:SB)を添加した(図7)。
しかし、これらのサプリメントの追加は、GJB2/GJB6 mRNA発現とCX26陽性細胞質量(CX26+小胞)産生を増大させなかった。
逆に、SBの添加はGJB2 mRNA発現とCX26+小胞製造の低下を誘導した(図8)。
これらの結果から、以下の実験では、0日目からgfCDMにインスリン(7μg/mL)を加えた。
ヒトiPSCのCX26発現細胞への分化のための改変SFEBq培養を、図1A(SFEBq培養)及び3A(接着培養)に示す。
(result)
(1) Differentiation of human iPSCs into CX26-expressing cells. The method for inducing iCX26GJCs from human iPSCs, which combines SFEBq culture and adherent culture techniques, was modified from our previous method for mouse iPSCs (Patent Document 1), and the conditions required for differentiation were then evaluated.
For SFEBq culture, human iPSCs were reaggregated (9,000 cells/well) and cultured in maintenance medium (StemFit AK02N) for 2 days (day #2 to day 0). The aggregates were then transferred to a chemically defined medium (gfCDM; Table 1) lacking growth factors.
On day 3 of SFEBq culture, BMP4 (BMP) and/or an activin/Nodal/TGF-β pathway inhibitor (SB431542: SB) was added to gfCDM according to the mouse iCX26GJC induction method (Figure 7).
However, the addition of these supplements did not increase GJB2/GJB6 mRNA expression or CX26-positive cell mass (CX26+ vesicles) production.
Conversely, addition of SB induced a decrease in GJB2 mRNA expression and CX26+ vesicle production (Fig. 8).
Based on these results, in the following experiments, insulin (7 μg/mL) was added to gfCDM from day 0.
The modified SFEBq culture for differentiation of human iPSCs into CX26-expressing cells is shown in Figures 1A (SFEBq culture) and 3A (adherent culture).

(2)SFEBq培養における高CX26発現のスクリーニング
改良SFEBq培養では、7日目に凝集体を採取し、各培養群のmRNA(GJB2, GJB6, PAX2,PAX8,GATA3)を測定した。
GJB6遺伝子はCX30蛋白質をコードしており、蝸牛支持細胞においてCX26と共発現している(J.Comp.Neurol.,467,207-231(2003),J.Comp.Neurol.,499,506-518(2006))。
PAX2, PAX8、及びGATA3遺伝子セットは、ESC/iPSCの内耳細胞への分化を目的としたいくつかの研究において、耳前駆細胞マーカーとして用いられている(Cell 141,704-716(2010),Nature,490,278-282(2012)等)。
7日目の集合体では、GJB2、GJB6、PAX2、PAX8、及びGATA3遺伝子が未分化iPSC(0日目)におけるそれらよりもアップレギュレートされていた。さらに、PAX2、PAX8及びGATA3遺伝子の発現は、未分化iPSCと比較して有意に増加した(図1B)。
インスリンを添加したgfCDMで培養したiPSCは、インスリン非添加培養と比較して、これらのmRNAの発現が有意に高かった(GJB2:20.3倍増加、GJB6:13.7倍増加、PAX8:1.7倍増加、GATA3:304.0倍増加)(図1B)。インスリンを含まない7日目の凝集体では、凝集体の周囲に細胞破片が観察された。対照的に、骨材にインスリンを添加した場合、破片は観察されなかった(図9A)。
さらに、7日目の凝集体の直径は、インスリンあり(平均=876.6±6.90μm)の方がインスリンなし(平均=644.8±24.58μm)よりも有意に大きかった(図9B)。
(2) Screening for high CX26 expression in SFEBq cultures In the improved SFEBq cultures, aggregates were collected on day 7, and mRNA (GJB2, GJB6, PAX2, PAX8, GATA3) in each culture group was measured.
The GJB6 gene encodes the CX30 protein, which is co-expressed with CX26 in cochlear supporting cells (J. Comp. Neurol., 467, 207-231 (2003), J. Comp. Neurol., 499, 506-518 (2006)).
The PAX2, PAX8, and GATA3 gene set has been used as an otic progenitor cell marker in several studies aimed at differentiating ESC/iPSC into inner ear cells (Cell 141, 704-716 (2010), Nature, 490, 278-282 (2012), etc.).
In the day 7 aggregates, the GJB2, GJB6, PAX2, PAX8, and GATA3 genes were upregulated compared to those in undifferentiated iPSCs (day 0). Furthermore, the expression of PAX2, PAX8, and GATA3 genes was significantly increased compared to undifferentiated iPSCs (Figure 1B).
iPSCs cultured in insulin-supplemented gfCDM showed significantly higher expression of these mRNAs (GJB2: 20.3-fold increase, GJB6: 13.7-fold increase, PAX8: 1.7-fold increase, GATA3: 304.0-fold increase) compared with those cultured in insulin-free medium (Figure 1B). Cell debris was observed around the aggregates in day 7 aggregates without insulin. In contrast, no debris was observed when insulin was added to the aggregates (Figure 9A).
Furthermore, the diameter of the aggregates on day 7 was significantly larger with insulin (mean = 876.6 ± 6.90 μm) than without insulin (mean = 644.8 ± 24.58 μm) (Figure 9B).

iPSC凝集体におけるCX26の局在を解析するため、7日目の凝集体で免疫組織化学を行った。インスリンの有無にかかわらず、7日目の凝集体では、CX26発現細胞質量(CX26+小胞)が観察された(図2AD)。
インスリンで処理した細胞は、インスリンなしで培養した細胞(平均=1.7±0.37)に比べ、CX26+小胞が有意に多かった(平均=2.7±0.21)(図2E)。
一方、インスリン添加gfCDMにSB及び/又はBMPを添加しても、mRNA発現及びCX26+小胞製造は増加しなかった(図10、11)。
CX26+小胞の直径に関して、インスリンで処理した細胞(平均=161.3±10.83μm)は、インスリンなしの細胞(平均=129.2±4.70μm)よりも有意に大きかった(図2F)。
さらに、これらのCX26+小胞は、それぞれ281.9±41.4細胞(インスリンあり)又は184.2±12.07細胞(インスリンなし)から構成されていた(図2G)。
凝集体からなるCX26陽性細胞(CX26(+))及びCX26陰性細胞(CX26(-))の割合は、インスリン(-)凝集体でそれぞれ4.18%及び95.8%、インスリン(+)凝集体でそれぞれ8.86%及び9.13%であった(図2H)。
インスリン投与7日目集合体の共焦点解析では、CX26発現細胞はCX26+小胞全体に播種していた(図2,I-N)。これらの細胞は細胞-細胞境界でCX26+GJを形成した(図2,J,K,M及びN)。共焦点画像の三次元再構成では、平面CX26含有GJPsを観察した(図2、O及びP)。
To analyze the localization of CX26 in iPSC aggregates, immunohistochemistry was performed on day 7 aggregates. CX26-expressing cell masses (CX26 + vesicles) were observed in day 7 aggregates, regardless of the presence or absence of insulin (Fig. 2A-D).
Cells treated with insulin had significantly more CX26+ vesicles (mean = 2.7 ± 0.21) compared with cells cultured without insulin (mean = 1.7 ± 0.37) (Fig. 2E).
On the other hand, addition of SB and/or BMP to insulin-supplemented gfCDM did not increase mRNA expression or CX26+ vesicle production (Figs. 10 and 11).
The diameter of CX26+ vesicles was significantly larger in cells treated with insulin (mean = 161.3 ± 10.83 μm) than in cells without insulin (mean = 129.2 ± 4.70 μm) (Figure 2F).
Furthermore, these CX26+ vesicles were composed of 281.9 ± 41.4 cells (with insulin) or 184.2 ± 12.07 cells (without insulin), respectively (Fig. 2G).
The proportions of CX26-positive cells (CX26(+)) and CX26-negative cells (CX26(-)) that comprised the aggregates were 4.18% and 95.8%, respectively, for insulin(-) aggregates, and 8.86% and 9.13%, respectively, for insulin(+) aggregates (Fig. 2H).
Confocal analysis of the 7-day insulin-treated aggregates revealed that CX26-expressing cells were seeded throughout the CX26+ vesicles (Fig. 2, I–N). These cells formed CX26+ GJs at cell-cell boundaries (Fig. 2, J, K, M, and N). Three-dimensional reconstruction of the confocal images revealed planar CX26-containing GJPs (Fig. 2, O and P).

iCX26GJCは典型的な蝸牛細胞マーカーを発現した。iCX26GJC含有CX26+小胞を有する領域を7~11日目に凝集体から分離し、N2/B27を添加したDMEM/Ham‘s F12(DFNB培地)でマウス蝸牛由来フィーダー細胞(トリプシン耐性内耳細胞、TRIC)に移入した(図3A)。移入されたiCX26GJC含有領域は実際にTRICフィーダー細胞上でコロニーを形成し、コロニーはiCX26GJCsを含んでいた(図3、B及びC)。これらの増殖細胞は細胞-細胞境界にCX26陽性のGJを形成していた(図3、D-H)。共焦点画像の三次元構築において、大きな平面CX26含有GJPsを観察した(図3、I-K)。 iCX26GJCs expressed typical cochlear cell markers. Regions containing iCX26GJC-containing CX26+ vesicles were isolated from the aggregates on days 7–11 and transferred to mouse cochlear feeder cells (trypsin-resistant inner ear cells, TRIC) in DMEM/Ham's F12 (DFNB medium) supplemented with N2/B27 (Figure 3A). The transferred iCX26GJC-containing regions actually formed colonies on TRIC feeder cells, and the colonies contained iCX26GJCs (Figure 3, B and C). These proliferating cells formed CX26-positive GJs at the cell-cell boundaries (Figure 3, D–H). Three-dimensional reconstructions of confocal images revealed large, planar CX26-containing GJPs (Figure 3, I–K).

iCX26GJCが蝸牛支持細胞と類似しているかどうかを決定するために、蝸牛支持細胞及び/又は線維細胞で観察された以下の蛋白質(CX30、SOX2、SPARCL1、KCC3、及びいくつかのサイトケラチン)及び遺伝子(SOX2、SPARCL1、KIAA1199、MIA、及びOTOR)の発現を調べた。
iCX26GJCの免疫染色及びqPCRの結果を表2及び3にまとめた。
To determine whether iCX26GJC resembles cochlear supporting cells, we examined the expression of the following proteins (CX30, SOX2, SPARCL1, KCC3, and several cytokeratins) and genes (SOX2, SPARCL1, KIAA1199, MIA, and OTOR) observed in cochlear supporting cells and/or fibrocytes.
The results of immunostaining and qPCR for iCX26GJC are summarized in Tables 2 and 3.

ヒトiCX26GJCでは、CX30とCX26の発現が同じ細胞で観察されたが、これらのタンパク質は必ずしもギャップ結合プラークで共集合しなかった(図4A)。ヒト蝸牛らせん靭帯の線維細胞では、CX26/CX30タンパク質は別々のGJPを形成し、GJPでは必ずしも共集合しない(Cell Tissue Res.,365,13-27(2016))。しかし、これらの蛋白質が蝸牛線維細胞と同様に蝸牛支持細胞においてギャップ結合プラークを形成するかどうかは不明である。一方、げっ歯類では、CX26/CX30蛋白質の発現パターンは蝸牛支持細胞(六角形を形成)と側壁線維芽細胞(多角形を形成しない)で異なる(Cell Tissue Res.,333,395-403(2008),J. Clin. Invest.,124,1598-1607(2014))。
以上より、我々の標的であるヒト蝸牛支持細胞において、CX26/CX30蛋白質はラセン靭帯の線維細胞のようにGJPを共集合させないと結論することはできない。
In human iCX26GJC, CX26 and CX30 expression was observed in the same cells, but these proteins did not necessarily co-assemble in gap junction plaques (Figure 4A). In human cochlear spiral ligament fibrocytes, CX26/CX30 proteins form separate GJPs and do not necessarily co-assemble in GJPs (Cell Tissue Res., 365, 13-27 (2016)). However, it is unclear whether these proteins form gap junction plaques in cochlear supporting cells as well as in cochlear fibrocytes. On the other hand, in rodents, the expression patterns of CX26/CX30 proteins differ between cochlear supporting cells (which form hexagons) and lateral wall fibroblasts (which do not form polygons) (Cell Tissue Res., 333, 395-403 (2008), J. Clin. Invest., 124, 1598-1607 (2014)).
From the above, we cannot conclude that in our target, human cochlear supporting cells, CX26/CX30 proteins do not coassemble GJPs as in fibrocytes of the spiral ligament.

さらに、iCX26GJCはSOX2, SPARCL1, KCC3, p-CK, CK8, CK18蛋白質を共発現していた(図4、B-G)。
対照的に、iCX26GJCsでは皮膚マーカーであるCK5、CK10、CK14の免疫標識は検出されなかった(図12)。さらに、GJB2、GJB6、KIAA1199、SPARCL1、MIA、OTOR遺伝子は、未分化iPSCと比較して有意にアップレギュレートされていた(図4H)。一方、未分化マーカーであるNANOGの発現レベルは、未分化iPSCと比較して有意に減少した。NANOGと同じ未分化マーカーであるSOX2遺伝子の発現レベルは減少したが、NANOGほど激減しなかった。
蝸牛非感覚細胞には、SOX2を発現する細胞(内指節細胞、内柱細胞、外柱細胞、Deiters細胞、Hensens細胞)(Proc. Natl. Acad. Sci. USA,105,18396-18401(2008))とSOX2を発現しない細胞(内溝細胞、外溝細胞、線維細胞)があることが知られている。
また、本発明者らが特許文献1で報告したマウスiPSC由来iCX26GJCでは、蝸牛支持細胞と同様にSOX2発現の有無を観察していた。
以上より、ヒトiPSC由来iCX26GJCではNANOGのようなmRNA発現の有意な低下は認められないと考えた。
Furthermore, iCX26GJC coexpressed SOX2, SPARCL1, KCC3, p-CK, CK8, and CK18 proteins ( Fig. 4, B–G ).
In contrast, immunolabeling of the skin markers CK5, CK10, and CK14 was not detected in iCX26GJCs (Figure 12). Furthermore, the GJB2, GJB6, KIAA1199, SPARCL1, MIA, and OTOR genes were significantly upregulated compared to undifferentiated iPSCs (Figure 4H). On the other hand, the expression level of the undifferentiated marker NANOG was significantly decreased compared to undifferentiated iPSCs. The expression level of SOX2, another undifferentiated marker, was also decreased, but not as dramatically as NANOG.
It is known that cochlear non-sensory cells include cells that express SOX2 (inner phalangeal cells, inner pillar cells, outer pillar cells, Deiters cells, and Hensens cells) (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 18396-18401 (2008)) and cells that do not express SOX2 (inner sulcus cells, outer sulcus cells, and fibrocytes).
Furthermore, in the mouse iPSC-derived iCX26GJCs reported by the present inventors in Patent Document 1, the presence or absence of SOX2 expression was observed, as in the case of cochlear supporting cells.
Based on the above, it was considered that no significant decrease in mRNA expression, such as that of NANOG, was observed in human iPSC-derived iCX26GJC.

(3)健常及び疾患iPSCに由来するiCX26GJCにおけるCX26/CX30ギャップ結合プラークの形成
GJB2におけるホモ接合体235delCの突然変異を有する兄弟患者から作成した2つのiPSC系列から、疾患固有のiCX26GJCを生成した(図5A)。
235delC突然変異は、日本を含むアジアで最も一般的なGJB2突然変異であり、重度聴覚障害の聴力像をもたらす。
ヒトiPSCの2系列、GP5-235delC/235delC及びGP6-235delC/235delC(以下、それぞれGP5-235delC及びGP6-235delC;重度難聴の聴力像を図5、B及びCに示す)は、先に(それぞれ特殊細胞株名:JUFMDOi005-A及びJUFMDOi006)として特徴づけられている。
マウスモデルで観察されたGJB2難聴の病態であるCX26/CX30高分子複合体(15, 29)の破壊が、患者iPSC由来iCX26GJCでも観察されるかどうかを調べるために、免疫染色によりCX26とCX30について確認した。
健常iPSC(201B7)由来iCX26GJCは、細胞境界部に大型で平面的なCX30 GJPを示した(図5D、左列)。対照的に、患者iPSC(GP5-235delC、GP6-235delC)導出のiCX26JCsは、部分的にGJPsを短縮した(図5D、中、右列)。
図5Eに示すように、罹患iPSC由来iCX26GJCs(GP5―235delC―iCX26GJC:6.13±0.35μm;GP6―235delC―iCX26GJC:5.91±0.37μm)におけるGJP長さは、正常iPSC由来iCX26GJC:(8.62±0.31μm)よりも有意に短かった。
(3) Formation of CX26/CX30 gap junction plaques in iCX26GJC derived from healthy and diseased iPSCs. Disease-specific iCX26GJCs were generated from two iPSC lines generated from sibling patients with a homozygous 235delC mutation in GJB2 (Figure 5A).
The 235delC mutation is the most common GJB2 mutation in Asia, including Japan, and results in a profoundly deaf audiogram.
Two human iPSC lines, GP5-235delC/235delC and GP6-235delC/235delC (hereafter referred to as GP5-235delC and GP6-235delC, respectively; audiograms of patients with profound hearing loss are shown in Fig. 5, B and C), have been previously characterized (specialized cell line names: JUFMDOi005-A and JUFMDOi006, respectively).
To examine whether disruption of the CX26/CX30 macromolecular complex (15, 29), a pathological condition of GJB2 hearing loss observed in mouse models, was also observed in patient iPSC-derived iCX26GJCs, we examined CX26 and CX30 by immunohistochemistry.
iCX26GJCs derived from healthy iPSCs (201B7) displayed large, planar CX30 GJPs at the cell boundaries (Fig. 5D, left column).In contrast, iCX26JCs derived from patient iPSCs (GP5-235delC, GP6-235delC) partially shortened GJPs (Fig. 5D, middle, right column).
As shown in Figure 5E , the GJP length in diseased iPSC-derived iCX26GJCs (GP5-235delC-iCX26GJC: 6.13 ± 0.35 μm; GP6-235delC-iCX26GJC: 5.91 ± 0.37 μm) was significantly shorter than that in normal iPSC-derived iCX26GJCs (8.62 ± 0.31 μm).

(4)健常及び罹患iPSCに由来するiCX26GJCにおけるギャップ結合細胞間コミュニケーション(GJIC)の機能評価
健常iCX26GJCと罹患iCX26GJCの間でGJICネットワークの機能に差があるかどうかを調べるために、ルシファーイエロー(Stem Cell Reports,7,1023-1036(2016),Am.J.Physiol. Cell Physiol.,293,C1032-1048(2007))によるスクレープローディング/色素透過性試験(SL/DT)を行った。
SL/DTは、健常人(201B7-iCX26GJC)由来のiPSCに由来するiCX26GJC及びGP5-235delC-iCX26GJC及びGP6-235delC―iCX26GJCに実施した。比較のために未分化iPSC(201B7)とフィーダー細胞(TRIC)を含めた。
スクレープ線から蛍光強度がバックグラウンド蛍光強度に落ちる点までの距離を測定することにより、色素移動の程度を定量した。
これらのiCX26GJC培養において、ルシファーイエローが傷ついた親細胞(図6、G、H、J、K、M、及びN)を越えて拡散することを観察し、GJICの存在を示した。対照的に、未分化iPSC又はTRICフィーダー細胞では、この程度の色素透過性は観察されなかった(図6、A、B、D、及びE)。図6Pに示すように、201B7-iCX26GJCs(114.3±4.05μm)、GP5-235delC-iCX26GJCs(36.4±1.55μm)、及びGP6-235delC-iCX26GJCs(33.3±0.69μm)における色素透過性の定量距離は、未分化iPSCs(22.4±0.65μm)又はTRICフィーダー細胞(23.8±0.99μm)よりも有意に長かった。さらに、患者由来のiCX26JC(GP5-235delC-iCX26JC及びGP06-235delC-iCX26JC)のいずれにおいても、色素透過距離は、GJB2突然変異なしでiPSCから作成したiCX26JCよりも著しく短かった(201B7-iCX26JC)。
(4) Functional evaluation of gap junction intercellular communication (GJIC) in iCX26GJCs derived from healthy and diseased iPSCs. To examine whether there were differences in the function of the GJIC network between healthy and diseased iCX26GJCs, a scrape-loading/dye permeability test (SL/DT) using Lucifer Yellow (Stem Cell Reports, 7, 1023-1036 (2016), Am. J. Physiol. Cell Physiol., 293, C1032-1048 (2007)) was performed.
SL/DT was performed on iCX26GJC, GP5-235delC-iCX26GJC, and GP6-235delC-iCX26GJC derived from iPSCs from a healthy donor (201B7-iCX26GJC). For comparison, undifferentiated iPSCs (201B7) and feeder cells (TRIC) were included.
The extent of dye transfer was quantified by measuring the distance from the scrape line to the point where the fluorescence intensity dropped to background fluorescence intensity.
In these iCX26GJC cultures, we observed Lucifer Yellow diffusing beyond the injured parental cells (Figure 6, G, H, J, K, M, and N), indicating the presence of GJIC. In contrast, this degree of dye permeability was not observed in undifferentiated iPSCs or TRIC feeder cells (Figure 6, A, B, D, and E). As shown in Figure 6P, the quantitative distances of dye permeability in 201B7-iCX26GJCs (114.3 ± 4.05 μm), GP5-235delC-iCX26GJCs (36.4 ± 1.55 μm), and GP6-235delC-iCX26GJCs (33.3 ± 0.69 μm) were significantly longer than those in undifferentiated iPSCs (22.4 ± 0.65 μm) or TRIC feeder cells (23.8 ± 0.99 μm). Furthermore, the dye penetration distance of both patient-derived iCX26JC (GP5-235delC-iCX26JC and GP06-235delC-iCX26JC) was significantly shorter than that of iCX26JC generated from iPSCs without the GJB2 mutation (201B7-iCX26JC).

(考察)
(1)ヒトiPS細胞のiCX26GJCへの効率的な分化方法
本試験では、特許文献1のようにSFEBq培養と接着培養を用いることにより、ヒトiPSCから蝸牛支持細胞の特性を有するCX26ギャップ結合形成細胞(iCX26GJC)を作製した。さらに、 この誘導法を患者由来iPSCに応用し、GJB2関連難聴の病態を再現した。
SFEBq培養系は、各種外胚葉由来組織、例えば、前脳、中脳、後脳、視神経カップ、及びESCs/iPSCsからの耳カップを誘導するのに最も適した方法である。SFEBq培養でのgfCDMの使用とインスリンの添加は、中脳及び後脳領域への分化を促進し、胚様体に含まれるこれらの領域を増加させる。
我々の標的であった内耳は、後脳の一部に隣接する非神経外胚葉(NNE)の表面の一部である耳プラコードに由来する。
以上より、SFEBq培養におけるこれらの条件は耳誘発に適していると仮定した。
ESC/iPSCの耳前駆細胞(OPC)への分化に関するいくつかの報告では、OPCマーカーとしてPAX2、PAX8、GATA3が用いられている。本試験では、これらの遺伝子セットに加えて、培養条件の指標としてGJB2とGJB6を用いた。GJB6遺伝子はCX30蛋白質をコードしており、蝸牛支持細胞においてCX26と共発現している。これらのマーカー遺伝子は、SFEBq培養においてインスリンの添加によりアップレギュレートされることを確認した。
これらの結果は、SFEBq培養においてgfCDMにインスリンを添加することがiCX26GJCsを誘導するために最も適した方法であることを示唆した。いくつかの報告では、ESC/iPSCから誘導された蝸牛細胞様細胞を、複数のマーカーを用いて特性化している。免疫染色(CX30、SOX2、SPARCL1、KCC3、及び一部のサイトケラチン)及びqPCR(SOX2、KIAA1199、SPARCL1、MIA、及びOTOR)を用いることにより、これらのマーカーがSFEBq培養後である接着培養中の増殖したヒトiCX26GJCに発現することを確認した。これらの蛋白質あるいは遺伝子マーカーは、いくつかの研究により蝸牛支持細胞あるいは線維細胞に発現していることが報告されている。これらの特性により、iCX26GJCは、哺乳類蝸牛支持細胞又は線維細胞と考えられる。
(Consideration)
(1) Efficient method for differentiating human iPS cells into iCX26GJCs In this study, CX26 gap junction-forming cells (iCX26GJCs) with the properties of cochlear supporting cells were generated from human iPSCs using SFEBq culture and adherent culture as described in Patent Document 1. Furthermore, this induction method was applied to patient-derived iPSCs to reproduce the pathology of GJB2-related hearing loss.
The SFEBq culture system is the most suitable method for inducing various ectoderm-derived tissues, such as the forebrain, midbrain, hindbrain, optic cup, and ear cup from ESCs/iPSCs. The use of gfCDM and the addition of insulin in SFEBq culture promotes differentiation into the midbrain and hindbrain regions and increases the number of these regions contained in embryoid bodies.
Our target, the inner ear, originates from the otic placode, a superficial part of the non-neural ectoderm (NNE) adjacent to part of the hindbrain.
Based on the above, we hypothesized that these conditions for SFEBq culture are suitable for ear induction.
Several reports on the differentiation of ESCs/iPSCs into otic progenitor cells (OPCs) have used PAX2, PAX8, and GATA3 as OPC markers. In addition to these gene sets, this study also used GJB2 and GJB6 as indicators of culture conditions. The GJB6 gene encodes the CX30 protein and is co-expressed with CX26 in cochlear supporting cells. These marker genes were confirmed to be upregulated by the addition of insulin in SFEBq cultures.
These results suggest that adding insulin to gfCDM in SFEBq culture is the most suitable method for inducing iCX26GJCs. Several reports have characterized cochlear-like cells derived from ESCs/iPSCs using multiple markers. Using immunostaining (CX30, SOX2, SPARCL1, KCC3, and some cytokeratins) and qPCR (SOX2, KIAA1199, SPARCL1, MIA, and OTOR), we confirmed that these markers were expressed in human iCX26GJCs expanded in adherent culture after SFEBq culture. Several studies have reported that these protein or gene markers are expressed in cochlear supporting cells or fibrocytes. Based on these characteristics, iCX26GJCs are considered to be mammalian cochlear supporting cells or fibrocytes.

(2) 患者iPSC由来iCX26GJCはGJB2関連難聴の病態を再現した。
哺乳類の蝸牛では、コネキシンギャップ結合を介した細胞間イオン移動が蝸牛の恒常性を維持している。トランスフェクトされたCOS-7細胞を用いた先行研究では、235delCによる変質したCX26蛋白質の異常なサブセル局所化が機能の喪失をもたらし、深刻な聴覚障害をもたらすことが示唆されている。
(2) Patient iPSC-derived iCX26GJC reproduced the pathology of GJB2-related hearing loss.
In the mammalian cochlea, intercellular ion movement via connexin gap junctions maintains cochlear homeostasis. Previous studies using transfected COS-7 cells suggest that abnormal subcellular localization of the 235delC-altered CX26 protein leads to loss of function and severe hearing impairment.

Claims (4)

インスリンを1~20μg/mL添加した培地中で多能性幹細胞を培養して得られた胚様体を、蝸牛由来フィーダー細胞の存在下に培養することを特徴とする、コネキシン26ギャップ結合を有する内耳細胞の製造法。 A method for producing inner ear cells having connexin 26 gap junctions, comprising culturing pluripotent stem cells in a medium supplemented with 1 to 20 μg/mL of insulin, and culturing the resulting embryoid bodies in the presence of cochlear-derived feeder cells. 蝸牛由来フィーダー細胞が、蝸牛細胞をトリプシン処理した後、培養によりコロニーを形成した細胞である請求項1記載の内耳細胞の製造法。 The method for producing inner ear cells according to claim 1, wherein the cochlear-derived feeder cells are cells that form colonies by culturing cochlear cells after trypsinization. 多能性幹細胞が、iPS細胞又はES細胞である請求項1又は2記載の内耳細胞の製造法。 The method for producing inner ear cells according to claim 1 or 2, wherein the pluripotent stem cells are iPS cells or ES cells. 多能性幹細胞が、ヒトiPS細胞又はヒトES細胞である請求項1~3のいずれか1項記載の内耳細胞の製造法。 The method for producing inner ear cells according to any one of claims 1 to 3, wherein the pluripotent stem cells are human iPS cells or human ES cells.
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