JP5792622B2 - ナチュラルキラー細胞の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、医療分野において有用な高純度ナチュラルキラー細胞集団を取得する方法に関する。
なお、本願は、2009年9月11日出願の日本国特許出願第2009−210178号に対して優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2009−210178号の全内容を本願に組み込むものである。
ナチュラルキラー細胞(NK細胞)は、免疫反応の一翼を担うリンパ球系の細胞である。この細胞には様々な機能があるが、特に腫瘍細胞を殺す強い活性があることから、体内では腫瘍化した、あるいは腫瘍化しつつある異常な細胞を取り除く免疫監視機構の重要メンバーであると考えられている。したがって、この細胞を腫瘍治療に有効利用しようという研究は古くから行われていた。
例えば、リンホカインの一種であるインターロイキン(IL)−2を大量に培養液に添加し、末梢血単核球細胞(PBMC)を培養すると、ヒトの場合には1週間前後でいわゆるリンホカイン活性化キラーリンパ球(LAK細胞)が増殖してくるが、この中にはNK細胞が多く含まれていることはよく知られている。LAK細胞は腫瘍の養子免疫療法に広く使用されている。また、LAK細胞は感染症にも有効であることが知られており、抗生物質では治しにくい感染症対策として注目されている。
これまで、生体外でのNK細胞の培養方法が数多く報告されていて(例えば非特許文献1)、補助細胞(accessory cell)を使用する方法と使用しない方法に分けられる。補助細胞を使用しない方法は、例えばPBMCをIL−2又はIL−15などにより刺激する方法である。しかし、この方法は多くの場合拡大培養率及び培養後のNK細胞含有率が低く、PBMCのドナーにより治療に必要なNK細胞を得られないことがある。さらに、大量のNK細胞を得るために培養期間を延長すると、細胞傷害活性が低下することが報告されている。
一方、補助細胞を使用する方法は、例えばBリンパ腫細胞株であるK562細胞、悪性リンパ腫細胞株であるDaudi細胞、Wilms腫瘍細胞株であるHFWT細胞などに放射性線照射を施したものを使用する方法である。さらにこれらの腫瘍細胞にサイトカイン発現遺伝子を導入した補助細胞を使用する方法も報告されている。しかし、これらの補助細胞は腫瘍細胞であること、非自己の細胞であること、及び遺伝子導入細胞であることから、補助細胞と混合培養したNK細胞を生体に注入することを考えると、安全性の確保に多くの注意を必要とする。また、放射線照射したPBMCを補助細胞として使用する方法も報告されている(特許文献1)。しかし、この方法はNK細胞を含有する細胞集団としてCD3陽性細胞を除去する工程を必要とし、さらにドナーから大量のPBMCを調製する必要がある。この方法の拡大培養率は、培養開始後22日で最大約140倍である。
また、がんの免疫療法において、生体の免疫機構を調節し、種々の疾患に対する治療効果が期待される物質である生物応答修飾剤が用いられている。しかし、これら薬剤は期待されたほどリンパ球機能を活性化しないことが知られている。このためリンパ球機能の活性化を必要としている患者にそれらを直接投与して同機能を活性化させるような治療は一般的には行われておらず、限られた症例に対してのみ使用されているのが現状である。その作用機序は、腫瘍細胞に対して直接的な作用を行うのではなく、生物応答修飾剤を投与する生体固有の免疫細胞を活性化し、免疫細胞の作用を介して抗腫瘍効果を発揮すると考えられている。したがって、生物応答修飾剤の投与による効果は、その投与を受けた生体の本来有する免疫状態に大きく左右され、生体の背景因子の影響を受け、抗腫瘍効果の個体差、及び患者の臨床状態による作用の強度に差が認められやすいと言われている。
国際公開第2007/103901号パンフレット
Cho D及びCampana D、Korean J Lab Med、2009年、第29巻、第89−96頁
高い治療効果が期待されるNK細胞について、高純度のNK細胞を効率よく取得する方法は確立されていないのが現状である。したがって、NK細胞の製造のために、更なる細胞増殖方法の開発が求められていた。
本発明者らは、リンパ球の培養、特に拡大培養の諸条件について鋭意検討を重ねた結果、NK細胞の効率のよい拡大培養方法を見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
[1]ナチュラルキラー細胞及び/又はナチュラルキラー細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団を、生物応答修飾剤及び増殖能を奪う処理が施された細胞の存在下で拡大培養する工程を包含することを特徴とする、ナチュラルキラー細胞を含有する細胞集団の製造方法、
[2]生物応答修飾剤が細菌由来製剤である、[1]記載の方法、
[3]生物応答修飾剤が、OK−432、BCG、Streptcoccus pyogenes、Corynebacterium parvum及びこれらの細胞壁骨格からなる群より選択される細菌由来製剤である、[2]記載の方法、
[4]増殖能を奪う処理が施された細胞が、末梢血単核球細胞、T細胞、T細胞サブセット及びB細胞からなる群より選択される細胞に増殖能を奪う処理を施したものである、[1]〜[3]いずれか記載の方法、
[5]増殖能を奪う処理が施された細胞が、人為的に拡大培養されたT細胞に増殖能を奪う処理を施したものである、[4]記載の方法、
[6]増殖能を奪う処理が施された細胞が、ナチュラルキラー細胞又はナチュラルキラー細胞に分化し得る細胞と同一の個体に由来する細胞である、[1]〜[5]いずれか記載の方法、
[7]増殖能を奪う処理が施された細胞の存在下で拡大培養する工程において、当該細胞を添加することを複数回実施することを特徴とする、[1]〜[6]いずれか記載の方法、
[8]ナチュラルキラー細胞及び/又はナチュラルキラー細胞に分化し得る細胞として末梢血単核球細胞が使用される、請求項[1]〜[6]いずれか記載の方法、
[9][1]〜[8]いずれか記載の方法により得られる細胞集団、
[10][9]記載の細胞集団より分離されるNK細胞を含有する細胞亜集団、
[11][9]記載の細胞集団及び/又は[10]記載の細胞亜集団を含有する医薬、
[12]医薬の製造のための、[9]記載の細胞集団及び/又は[10]記載の細胞亜集団の使用、
[13]有効量の[9]記載の細胞集団及び/又は[10]記載の細胞亜集団を対象に投与する工程を含む、疾患の治療方法又は予防方法、
[14][9]記載の細胞集団及び/又は[10]記載の細胞亜集団を凍結し、凍結した細胞集団及び/又は細胞亜集団を解凍後、サイトカイン存在下で培養する工程を包含するナチュラルキラー細胞を含有する細胞集団及び/又は細胞亜集団の製造方法、ならびに
[15]ナチュラルキラー細胞及び/又はナチュラルキラー細胞に分化し得る細胞を含有する単離及び/又は純化した細胞集団を、生物応答修飾剤の存在下で拡大培養する工程を包含することを特徴とする、ナチュラルキラー細胞を含有する細胞集団の製造方法、
に関する。
本発明により、新規なNK細胞の製造方法が提供される。当該方法は細胞増殖率が高く、強い細胞傷害活性を示す細胞を得られることから、本発明により得られるNK細胞は、例えば、養子免疫療法に好適に使用することが可能である。したがって、本発明の方法は、医療分野への多大な貢献が期待される。
本明細書において「NK細胞」とは、抗原感作なしにMHC非拘束性に腫瘍細胞、ウイルス感染細胞などを傷害し、生体の恒常性維持のために働く大型顆粒リンパ球を含む細胞集団を意味する。代表的な表面マーカーとして、CD56、CD94及びCD16が知られている。また、CD3に関して陰性である。
本明細書において「末梢血単核球細胞(PBMC)」とは、末梢血由来のリンパ球及び単球を含む細胞集団を意味し、T細胞、B細胞、NK細胞などを含む。
本明細書において「フィブロネクチン由来のアミノ酸配列を有するポリペプチド」とは、分子内にフィブロネクチン由来のアミノ酸配列、もしくはその一部を含有するポリペプチドを意味し、フィブロネクチン又はフィブロネクチンのフラグメントが例示される。フィブロネクチン又はフィブロネクチンのフラグメントは、天然由来の単離されたポリペプチド、人為的に合成されたポリペプチド、又は遺伝子工学的に調製された組換えポリペプチドのいずれでもよい。フィブロネクチンは、例えば、ルオスラーティ E.ら〔Ruoslahti E.,et al.、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J.Biol.Chem.)、第256巻、第14号、第7277〜7281頁(1981)〕の開示に基づき、天然起源の物質から実質的に純粋な形態で製造することができる。ここで、本発明に使用されるフィブロネクチン、又はフィブロネクチン由来のアミノ酸配列を有するポリペプチドは、これらが天然においてフィブロネクチンと一緒に存在する他のタンパク質を実質的に含有していない。上記のポリペプチドは、それぞれ単独で、もしくは複数の種類のものを混合して本発明に使用することができる。
なお、フィブロネクチンには多くのスプライシングバリアントの存在が知られているが、本発明に使用されるポリペプチドは、本発明の所望の効果を発現するものであれば、いずれのバリアント由来のアミノ酸配列を有するものであってもよい。例えば、血漿由来のフィブロネクチンの場合、細胞結合ドメインの上流に存在するED−Bと呼ばれる領域、及び細胞結合ドメインとヘパリン結合ドメインとの間に存在するED−Aと呼ばれる領域が欠失していることが知られているが、このような血漿由来のフィブロネクチンのアミノ酸配列を有するものも本発明に使用することができる。
本発明に使用できるフィブロネクチン フラグメント、ならびに該フラグメントの調製に関する有用な情報は、ジャーナル・オブ・バイオケミストリー(J.Biochem.)、第110巻、第284〜291頁(1991)、EMBO ジャーナル(EMBO J.)、第4巻、第7号、第1755〜1759頁(1985)、及びバイオケミストリー(Biochemistry)、第25巻、第17号、第4936〜4941頁(1986)、国際公開第2007/142300号パンフレット等より得ることができる。また、フィブロネクチンをコードする核酸配列及びフィブロネクチンのアミノ酸配列は、Genbank Accession No.NM_002026、NP_002017にて開示されている。
フィブロネクチンのドメイン構造は7つに分けられており、またそのアミノ酸配列中には3種類の類似の配列が含まれている。これらの各配列の繰り返しで全体が構成されている。3種類の類似の配列は、I型、II型及びIII型とそれぞれ呼ばれ、このうち、III型は71〜96個のアミノ酸残基で構成されており、これらのアミノ酸残基の一致率は17〜40%である。フィブロネクチン中には14個のIII型の配列が存在するが、そのうち、8番目、9番目及び10番目(以下、それぞれIII−8、III−9及びIII−10と称する)は細胞結合ドメインに、また12番目、13番目及び14番目(以下、それぞれIII−12、III−13及びIII−14と称する)はヘパリン結合ドメインに含有されている。また、ヘパリン結合ドメインのC末端側に、IIICSと呼ばれる領域が存在する。IIICSには、25アミノ酸からなるVLA−4に対して結合活性を有するCS−1と呼ばれる領域が存在する。本発明に使用できるフィブロネクチンフラグメントは、III−7、8、9、11、12、13又はCS−1のいずれかのドメインを含むフラグメントであればよく、さらに複数のドメインが繰り返し連結されたフラグメントであってもよい。例えば、VLA−5へのリガンドを含む細胞接着ドメイン、ヘパリン結合ドメイン、VLA−4へのリガンドであるCS−1ドメイン等を含有するフラグメントが本発明に使用される。前記フラグメントとしては、例えば、前記のJ.Biochem.、第110巻、284〜291頁(1991)に記載されたCH−271、CH−296、H−271、H−296、ならびにこれらの誘導体や改変物が例示される。前記のCH−296はレトロネクチン(登録商標)の名称で市販されている。
本明細書において「生物応答修飾剤」とは、Biological response modifier(BRM)とも呼ばれる、生体において非特異的な免疫応答能を向上される一群の物質を意味する。生物応答修飾剤には細菌由来製剤[OK−432、BCG(Bacillus Calmette Guerin)、Streptcoccus pyogenes、Corynebacterium parvum及びこれらの細胞壁骨格]や担子菌由来多糖(レンチナン、シゾフィラン、PSK等)、合成物質(ピランコポリマー、レバミゾール等)、サイトカイン類が知られている。「OK−432」とは、A群3型溶血性連鎖球菌(Streptococcus pyogenes)の弱毒性自然変異株(Su株)をペニシリンで処理した細菌由来製剤の一般名を意味する。本製剤はピシバニール(登録商標)の商品名で市販されている。
以下、本発明を具体的に説明する。
本明細書において「増殖能を奪う処理」とは、細胞の増殖能を喪失させるか、もしくは低下させる処理であれば特に限定はなく、例えば、化学的処理及び/又は物理的処理により実施することができる。前記の化学的処理としては、例えば化学薬剤(ホルマリン等)又は抗癌剤(有糸***インヒビター、例えばマイトマイシンC等)による処理が例示される。また、前記の物理的処理として、放射線、温熱(加熱・加温)、凍結・解凍又は超音波による処理が例示される。例えば、放射線の照射により前記の処理を実施する場合、例えば、γ線やX線が使用され得る。
増殖能を奪う処理が施された細胞は、細胞***、DNA合成といった増殖に関わる能力を失ったか、あるいは当該能力が低下した細胞であるため、処理しない細胞と比較して増殖能が低下している。例えば、放射線処理を行った細胞は、増殖能が低下しているが、処理直後は生細胞と同様の形態及び形質を示し、サイトカイン等のタンパク質を分泌する代謝能を維持している。
1.NK細胞の製造方法
本発明のNK細胞の製造方法は、NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団を、生物応答修飾剤及び増殖能を奪う処理が施された細胞の存在下で拡大培養する工程を包含することを特徴とする方法である。本発明のNK細胞の製造方法によれば、従来の方法に比べて、拡大培養率、NK細胞の含有率、及びNK細胞が有する細胞傷害活性が極めて高い細胞集団を安定して調製することが可能である。ここで拡大培養率とは、培養開始時と比較しての増殖倍率を意味し、培養開始時の細胞数で培養終了時の細胞数を除し、さらに継代時に継代に使用した細胞数の割合で除して算出した倍率である。
本発明の方法の特徴の一つとして、増殖能を奪う処理が施された細胞の使用が挙げられる。増殖能を奪う処理を施す細胞に特に限定はない。本発明の好適な態様においては、PBMC、T細胞、T細胞サブセット(例えばCD4陽性T細胞、CD8陽性T細胞等)、B細胞又はこれらの細胞を培養して調製される細胞集団が使用される。
PBMCの製造方法に特に限定はない。血液もしくは血液から血漿を分離して得られる血球成分から公知の方法、例えば、密度勾配遠心分離法により製造することができる。B細胞、T細胞又はT細胞サブセットは、PBMC又はその他の生体試料(末梢血、骨髄液、臍帯血等)から公知の方法で分離することができる。さらに、前記の細胞を培養して細胞数を増やすことにより得られる細胞集団も、本発明に使用することができる。例えば、T細胞もしくはT細胞の前駆細胞を含有する細胞集団を拡大培養操作に供して得られるT細胞集団が例示される。前記のT細胞集団の調製の際に、前出のフィブロネクチン由来のアミノ酸配列を有するポリペプチドをさらに共存させておくことにより、T細胞の増殖効率が向上する。すなわち、少量の材料(血液又はPBMC)から大量のT細胞を取得することができる。
前記の、フィブロネクチン由来のアミノ酸配列を有するポリペプチド共存下でのT細胞の拡大培養は、下記のように実施される。
フィブロネクチン由来のアミノ酸配列を有するポリペプチドの存在下で培養する細胞集団は、T細胞又はT細胞の前駆細胞を含有する細胞集団であればよく、末梢血、骨髄液、臍帯血、リンパ液などの体液を使用することができる。またこれらの体液、各臓器又は器官から分離した細胞集団、例えば、PBMC、T細胞、T細胞サブセット又はこれらの混合物が使用できる。なお、治療を目的として生体に移植されるNK細胞を調製する際には、これらの細胞又は細胞集団は、後述の「NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞」と同一の個体、すなわち同一のドナー由来のものとすることができる。特に好適には、「NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞」と「増殖能を奪う処理が施された細胞」はともに患者自身に由来するものであることが望ましい。
フィブロネクチン由来のアミノ酸配列を有するポリペプチドの存在下での細胞集団の培養は、国際公開第03/080817号パンフレットに詳細に記載されており、これを参照して実施することができる。フィブロネクチン由来のアミノ酸配列を有するポリペプチドの存在下での細胞集団の培養は、極めて拡大培養率が高く、大量の細胞を容易に調製することができる。
前記のT細胞拡大培養における培養開始時の細胞濃度としては、特に限定はないが、例えば、1〜1×10cells/mL、好適には10〜5×10cells/mL、さらに好適には1×10〜2×10cells/mLが例示される。
前記のT細胞拡大培養に使用される培地としては、細胞培養に使用される公知の培地を使用すればよく、各種サイトカイン類、適当なタンパク質又はその他の成分をさらに含んでいてもよい。サイトカイン類としては、例えば、IL−2、IL−7、IL−12、IL−15、IFN−γ等が例示される。好適には、IL−2を含有する培地が使用される。IL−2の培地中の濃度に特に限定はないが、例えば、好適には0.01〜1×10U/mL、より好適には1〜1×10U/mLであってもよい。また、適当なタンパク質としては、例えば、抗CD3抗体又は抗IL−4抗体が例示される。本発明に使用される抗CD3抗体としては、特に本発明を限定するものではないが、好適には抗ヒトCD3モノクローナル抗体、より好適にはOKT3[Science(サイエンス)、1979年、第206巻、第347〜349頁]が例示される。また、レクチン等のリンパ球刺激因子を添加することもできる。さらに、パミドロネート、ゾレドロネートなどのビスホスフォン酸系の化合物、イソペンテニルピロリン酸、2−メチル−3−ブテニル−1−ピロリン酸などのピロリン酸モノエステル系化合物、ホスホハロヒドリン類、ホスホエポキシド類等を含む培地を使用してもよい。当該成分の培地中の濃度は、所望の効果が得られれば、特に限定されるものではない。
さらに、培地中に血清又は血漿を添加することもできる。これらの培地中への添加量は特に限定はないが、0超〜20容量%、好ましくは0超〜10容量%である。例えば、自己由来の血清又は血漿を使用することができる。
培養に使用される細胞培養器材としては、特に限定はないが、例えば、シャーレ、フラスコ、バッグ、バイオリアクター等を使用することができる。なお、バッグとしては、例えば、細胞培養用COガス透過性バッグを使用することができる。また、工業的に大量のリンパ球を製造する場合には、バイオリアクターの使用が有利である。また、培養は開放系又は閉鎖系のいずれでも実施することができるが、得られるリンパ球の安全性の観点から、閉鎖系で培養を行うことが好ましい。
培養は、公知の培養条件で行ってもよく、通常の細胞培養に使用される条件を適用することができる。例えば、37℃、5%CO等の条件で培養することができる。また、適当な時間間隔で細胞培養液に新鮮な培地を加えて希釈したり、培地を新鮮なものに交換したり、又は細胞培養器材を交換することができる。使用される培地、同時に使用されるその他の成分等は、後述のとおり、製造するリンパ球の種類に応じて適宜設定することができる。培養期間は、例えば1〜40日、好適には2〜35日、より好適には3〜30日であることが好ましく、より高い拡大培養率を実現する観点から、3〜25日の培養期間が好ましい。
前記の培養において使用されるフィブロネクチン由来のアミノ酸配列を有するポリペプチドをはじめとする成分は、培地中に溶解して共存してもよく、適切な固相、例えば、細胞培養器材、ビーズ、メンブレン、スライドガラス等の細胞培養用担体に固定化してもよい。例えば、抗CD3抗体の固定化は国際公開第97/18318号パンフレットに記載の方法に従って、フィブロネクチン由来のアミノ酸配列を有するポリペプチドの固定化は国際公開第00/09168号パンフレットに記載の方法に従って実施することができる。
増殖能を奪う処理には、抗がん剤、例えば、マイトマイシンCを使用することができる。抗がん剤処理の条件は、処理された細胞の増殖能が失われるか、もしくは低下する処理条件であれば特に限定はない。マイトマイシンCの濃度は、例えば、1〜100μg/mL、好ましくは2〜50μg/mL、好適には5〜30μg/mLである。処理温度は、例えば、30〜40℃、好ましくは35〜38℃である。処理時間は、例えば、0.1〜2時間、好ましくは0.5〜1時間である。
また、γ線又はX線といった放射線の照射により増殖能を奪う処理を実施する場合、放射線の照射量は照射された細胞の増殖能が失われる量であれば特に限定はないが、例えば、100〜20000R(0.88〜176Gy)、好ましくは1000〜8000R(8.8〜70Gy)である。
また、温熱処理により増殖能を奪う処理を実施する場合、処理温度及び処理時間は細胞の増殖能が失われる量であれば特に限定はないが、例えば、40〜55℃、好ましくは42〜50℃で、例えば、0.1〜8時間、好ましくは0.2〜4時間である。
NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団の培養において、増殖能を奪う処理が施された細胞の細胞濃度としては、特に限定はないが、例えば、1〜1×10cells/mL、好適には1×10〜5×10cells/mL、さらに好適には1×10〜2×10cells/mLが例示される。
本発明の方法は、NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団を、生物応答修飾剤及び増殖能を奪う処理が施された細胞の存在下で拡大培養することを特徴とする。
本発明には、NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団が使用される。ここで、NK細胞に分化し得る細胞とは、当該細胞に分化する能力を有している細胞であればよく、特に限定はない。当該細胞集団として、末梢血、骨髄液、臍帯血、リンパ液などの体液、あるいはこれらの体液、各臓器又は器官から分離した細胞集団(例えばPBMC、臍帯血単核球、骨髄細胞、造血幹細胞等)を本発明に使用することができる。前記細胞又は細胞集団として、生体から採取されたものをそのままもしくは凍結保存したもののいずれも使用することができる。さらに、前記の細胞集団から種々の誘導操作又は分離操作を経て得られた細胞集団、例えば、PBMC等から特定の細胞表面マーカーに基づいて分離された細胞のサブセット、例えば、単離された(isolated)NK細胞集団又はCD3陽性細胞を除去した細胞集団を本発明に使用することもできる。また、純化した(purified)NK細胞集団又はNK細胞株を本発明に使用することができる。本発明の方法は、例えば、NK細胞の含有率が低いPBMCから直接培養を始めても、NK細胞含有率が高く、かつ細胞傷害活性が強い細胞集団を効率よく得ることができることに特徴がある。
本発明の方法におけるNK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団の培養期間は、例えば、3〜40日、好適には5〜35日、より好適には10〜30日が好ましく、より高い拡大培養率を実現する観点から、14〜25日の培養期間が好ましい。
また、NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団の培養において、NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞濃度に特に限定はないが、例えば、1〜1×10cells/mL、好適には1×10〜5×10cells/mL、さらに好適には1×10〜2×10cells/mLが例示される。当該細胞集団と増殖能を奪う処理が施された細胞集団の細胞数の比は、特に限定はないが、例えば、1:0.1〜20、好適には1:1〜10である。
増殖能を奪う処理が施された細胞集団は、NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団の培養開始時に培地に添加される。さらに、培養開始時以外に、培養の途中で、例えば、1回、2回又は3回添加し、培養開始時に加えて複数回添加することにより、NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団を刺激し、拡大培養率をさらに向上させることができる。特に限定はされないが、例えば、NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団の培養開始後、5〜9日目の間の好適な時期及び/又は11〜15日目の間の好適な時期に増殖能を奪う処理が施された細胞を再添加してもよい。また、増殖能を奪う処理が施された細胞集団は、使用するまで適当な方法により凍結保管してもよい。
本発明の方法のもう一つの特徴である生物応答修飾剤は、所望のNK細胞増殖誘導活性を有するものであれば特に限定はない。好適な態様において、本発明には微生物由来製剤である生物応答修飾剤が使用され、特に好適にはOK−432、BCG、Streptcoccus pyogenes、Corynebacterium parvum又はこれらの細胞壁骨格が使用される。
培地への生物応答修飾剤の添加量に特に限定はなく、拡大培養に供される細胞及び併用される増殖能を奪う処理が施された細胞集団の使用量に応じて、適切な量を選択すればよい。特に本発明を限定するものではないが、OK−432を使用する場合、0.001〜1KE/mL、好ましくは0.005〜0.5KE/mL、さらに好ましくは0.01〜0.2KE/mLの終濃度でOK−432が培地に添加される。通常、生物応答修飾剤は、培養開始時に培地に添加され得る。
本発明の製造方法に使用される培地について、生物応答修飾剤及び増殖能を奪う処理が施された細胞の使用を除いて特に限定はなく、リンパ球の培養に適した公知の培地を使用することができる。例えば、NK細胞培養用として市販されている培地(CellGenix社のCellGro SCGM、タカラバイオ社のGT−T502等)を使用してもよい。また、本発明の有効成分以外に適当なタンパク質、サイトカイン類又はその他の成分を含んでいてもよい。好適には、IL−2を含有する培地が本発明に使用される。IL−2の培地中の濃度は、特に限定はないが、例えば、0.01〜1×10U/mL、好適には0.1〜1×10U/mLである。
培地中に血清又は血漿を添加してもよい。これらの培地中への添加量は、特に限定はないが、0超〜20容量%、好ましくは0超〜5容量%である。製造されたNK細胞を含有する細胞集団又は当該細胞集団から分離された細胞亜集団が生体に移入される場合、NK細胞及び/又はNK細胞に分化し得る細胞と由来を同じとする(すなわち、同一個体由来の)血清又は血漿を使用することが好ましい。また、血液由来タンパク質、例えば、血清アルブミンを培地に添加してもよい。この場合、単離された血液由来タンパク質、すなわち血液由来の他の成分を実質的に含有しない血液由来タンパク質が好適に使用される。また、入手可能な組換え血液由来タンパク質を使用してもよい。
本発明の製造方法における培養の過程で、適当な時間間隔もしくは細胞数の増加に応じて、細胞培養液の希釈、培地の交換もしくは細胞培養器材の交換を行っても良い。
この他、本発明の製造方法は、NK細胞又はLAK細胞を培養するための一般的な条件等に準じて実施することもできる。例えば、Klin Padiatr、2005年、第217巻、第345〜350頁;Journal of Experimental Medicine、1982年、第155巻、第1823〜1841頁;Current Protocols in Immunology、補遺17、UNIT7.7に従えばよい。
本発明は、ナチュラルキラー細胞及び/又はナチュラルキラー細胞に分化し得る細胞を含有する単離及び/又は純化した細胞集団を、生物応答修飾剤の存在下で拡大培養する工程を包含することを特徴とする、ナチュラルキラー細胞を含有する細胞集団の製造方法をさらに提供する。例えば、純化されたCD3陰性CD56陽性細胞をOK−432の存在下で培養するナチュラルキラー細胞を含有する細胞集団の製造方法が提供される。この製造方法において、増殖能を奪う処理が施された細胞の存在下で培養することにより、ナチュラルキラー細胞を含有する細胞集団の拡大培養率が向上する。
2.本発明の製造方法により得られるNK細胞を含有する細胞集団、当該細胞集団を含有する医薬、当該細胞集団の使用、ならびに当該細胞集団を用いた治療方法又は予防方法
さらに、本発明は、上記本発明のNK細胞の製造方法で得られたNK細胞を含有する細胞集団及び前記細胞集団から分離された細胞亜集団を提供する。また、本発明は、当該細胞集団及び/又は細胞亜集団を有効成分として含有する医薬(治療剤)、当該細胞集団及び/又は細胞亜集団の医薬の製造のための使用、ならびに有効量の当該細胞集団及び/又は細胞亜集団を対象に投与する工程を含む疾患の治療方法又は予防方法を提供する。
本発明の製造方法により得られるNK細胞を含有する細胞集団及び/又は細胞亜集団(以下、単に本発明の細胞集団と記載する)は、従来の方法により得られる細胞集団と比べて、NK細胞の含有率、抗体依存性細胞傷害活性(ADCC)を含む細胞傷害活性、及びマルチファンクション能が極めて高い細胞集団である。特に、本発明の細胞集団では、NK細胞の表面マーカーであるCD3陰性かつCD56陽性の細胞が少なくとも50%以上を占める。また、本発明の細胞集団は、細胞傷害活性の高いCD16及びCD56が陽性である細胞を多く含み、細胞集団の少なくとも50%、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上がCD16陽性かつCD56陽性の細胞である。さらに、本発明の細胞集団は、成熟したNK細胞であるCD94及びCD56が陽性である細胞を多く含み、細胞集団の少なくとも50%、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上がCD94陽性かつCD56陽性の細胞である。また、本発明の細胞集団は、NK細胞の細胞傷害活性に関与していると言われるNKp44及びNKG2D、NK細胞共通の表面抗原マーカーであるNKp46、活性化NK細胞で発現するCD25、リンパ球のホーミングに関与するCD62L、activation inducer molecule(AIM)としても知られ、白血球の活性化初期に表出され、NK細胞では標的細胞融解作用に関与するCD69、あるいはケモカインであるCXCL9及びCXCL10のリガンドであり、これらのケモカイン発現がん細胞への高い遊走能や集積能を示すと考えられるCXCR3を発現する細胞を多く含む、高機能性NK細胞集団である。
NK細胞のマルチファンクション能は、一般に、インターフェロン(IFN)−γもしくは腫瘍壊死因子(TNF)−αなどのサイトカインの産生、又はCD107aなどの細胞表面抗原により細胞集団の免疫応答を評価することが可能である。本発明で製造されるNK細胞を含有する細胞集団は、複数のサイトカイン産生又は細胞表面抗原を示す細胞を高含有し、マルチファンクション能を有するマルチファンクション性細胞集団として細胞免疫療法において極めて有用である。
また本発明の細胞集団を適当なサイトカイン、例えばインターフェロンα(IFN−α)と共存させることにより、その細胞傷害性を増強させることができ、当該処理された細胞集団は、さまざまながん細胞に対して細胞傷害性を発揮することが可能になる。
本発明の細胞集団に遺伝子を導入してもよい。例えば、標的物質に対する親和性タンパク質[例えば、T細胞受容体(TCR)、抗体、レセプターなど]、細胞表面抗原、酵素、シグナル伝達分子(例えば、サイトカイン)、これらの機能的ドメイン(例えば、抗体又はTCRの可変領域、一本鎖抗体、レセプターのシグナル伝達ドメイン)、又はこれらの機能的ドメインを有するキメラタンパク質をコードする遺伝子を導入してもよい。なお、遺伝子の導入手段には特に限定はなく、公知の遺伝子導入方法により適切なものを選択して使用することができる。前記の遺伝子導入方法としては、ウイルスベクターを使用する方法、又は該ベクターを使用しない方法のいずれも本発明に使用できる。それらの方法の詳細については、既に多くの文献が公表されている。
本発明の細胞集団は、凍結保存してもよい。本発明の細胞集団の凍結・解凍を行う場合、解凍後の細胞集団を再培養することにより、凍結する前の細胞傷害活性を保持した細胞に復帰させることができる。当該細胞集団の培養は、例えば、1日(一晩)行えばよい。再培養時に適当なサイトカイン、例えば、IL−2を共存させることによりその細胞傷害能を更に増強することができる。
本発明のNK細胞を含有する細胞集団から分離される細胞亜集団としては、例えば、CD16、CD56、NKp44、NKG2D、NKp46、CD25、CD62L、CD69、CXCR3及びCD94からなる群より選択される少なくとも1つのNK細胞の表面マーカーを指標としてNK細胞から分離した細胞亜集団が挙げられる。
本発明の細胞集団を含有する医薬(治療剤)は、養子免疫療法への使用に適している。養子免疫療法において、患者の治療に適した本発明の細胞集団は、例えば、経静脈的に患者に投与される。当該医薬は、後述の疾患及びドナーリンパ球輸注での使用において非常に有用である。当該医薬は製薬分野で公知の方法に従い、例えば、本発明の細胞集団を有効成分として、公知の非経口投与に適した有機又は無機の担体、賦形剤、安定剤等と混合することにより調製できる。なお、医薬における本発明の細胞集団の含有量、医薬の投与量及び当該医薬に関する諸条件は、公知の養子免疫療法に従って適宜決定でき、特に限定はないが、例えば、本発明の細胞集団を成人一日あたり、好適には1×10〜1×1012cells/日、より好ましくは5×10〜5×1011cells/日、さらに好ましくは1×10〜1×1011cells/日投与することが例示される。通常、NK細胞を含む細胞集団は、注射、点滴などにより静脈、動脈、皮下、腹腔、腫瘍内等へ投与される。
本発明の医薬の投与において、特に限定はないが、例えば、治療しようとする疾病に対してワクチンとして機能しうる成分と一緒に投与することもできる。例えば、がんの治療に際して、腫瘍抗原、抗原を提示しうる能力を有する細胞、抗原の提示された細胞、人為的操作により増殖能を失った腫瘍組織由来の細胞、腫瘍組織からの抽出物などを投与することもできる。また、当該医薬の投与において、リンパ球刺激因子、例えば、抗CD3抗体、抗CD28抗体、サイトカイン(IL−2、IL−15、IL−7、IL−12、IFN−γ、IFN−α、IFN−β等)、ケモカイン等を適宜投与することもできる。本発明の医薬は、これらのリンパ球刺激因子によって処理した本発明の細胞集団を有効成分として含有するものであってもよい。なお、本願明細書において、リンパ球刺激因子はリンパ球増殖因子を包含する。
本発明の細胞集団が投与される疾患として、特に限定はないが、例えば、癌、白血病等の悪性腫瘍疾患、肝炎、インフルエンザ、HIV等のウイルス、細菌又は真菌が原因となる感染性疾患(例えば、結核、MRSA、VRE又は深在性真菌症)が例示される。また、本発明の方法により製造されるNK細胞を含有する細胞集団は、骨髄移植又は放射線照射後の感染症予防、再発白血病の寛解を目的としたドナーリンパ球輸注、抗がん剤治療、放射線治療、抗体療法、温熱療法、他の免疫療法等といった従来の治療法と組み合わせて利用できる。
本発明の細胞集団の医薬の製造における使用、例えばがん性疾患や感染性疾患治療用の医薬の製造における使用も本発明に包含される。
また、疾患の治療に用いるための本発明の細胞集団も本発明に包含される。
また、本発明の別の態様として、前記医薬を用いた疾患の治療方法が提供される。当該疾患の治療方法は、本発明の細胞集団を用いることを特徴とし、当該医薬の投与の諸条件については、公知の養子免疫療法又は前述の医薬の投与の開示に従って実施できる。
以下に実施例を示して本発明をさらに具体的かつ詳細に説明するが、実施例は本発明を限定するものと解してはならない。
実施例1 OK−432及びAutologous−Irradiated cell(AIC)を用いたNK細胞培養
(1)PBMCの分離及び保存
インフォームド・コンセントの得られたヒト健常人ドナーにおいて、成分採血を実施した(ここでいう成分採血とは、単核球採取を目的とした採血である)。得られた成分採血液をダルベッコPBS(インビトロジェン社製又は日水製薬社製;以下、DPBSと記載する)又は1%ヒト血清アルブミン(製剤名 ブミネート:バクスター社製、以下、HSAと記載する)を含む生理食塩水(以下、1%HSA/生理食塩水と記載する)で約2倍希釈した後、Ficoll−Paque PREMIUM又はFicoll−Paque PLUS(いずれもGEヘルスケア バイオサイエンス社製)15mLの上に希釈した成分採血液を30mLずつそれぞれ重層して、700×g、室温で20分間遠心した。遠心後、分離した層のうち、PBMC層をピペットで回収し、RPMI1640培地又は1%HSA/生理食塩水を用いて45mLにフィルアップした後、650×g、4℃にて10分間遠心し、上清を除去した。同様に、600×g、500×gと段階的に遠心Gを落としながら順次遠心操作を行い、計3回洗浄を繰り返し、PBMCを採取した。
採取したPBMCは8%HSAを含むCP−1(極東製薬社製)とRPMI1640培地(インビトロジェン社製、シグマ社製又は和光純薬社製)との等量混合液からなる保存液(以下、CP1/HSAと記載する)に懸濁し、液体窒素中にて保存した。NK細胞拡大培養時にはこれら保存PBMCを37℃水浴中にて急速解凍し、10μg/mL DNase(カルビオケム社製)を含むRPMI1640培地又は0.5%ヒトAB型血清(Lonza社製)を含むGT−T551(タカラバイオ社製;以下、0.5HGT−T551と記載する)で洗浄後、トリパンブルー染色法にて生細胞数を算出して各実験に供した。
(2)PBMC AICの調製
実施例1−(1)で調製した必要量のPBMCを5%ヒトAB型血清、0.1mM NEAA mixture、1mM Sodium pyruvate、2mM L−グルタミン(全てLonza社製)、1% ペニシリン−ストレプトマイシン(ギブコBRL社製)又は100μg/mL 硫酸ストレプトマイシン(明治製菓社製)を含むRPMI1640培地(以下、5HRPMIと記載する)に懸濁後、X線照射装置を使用し3400R(29.8Gy)のX線を照射した(このX線照射後の細胞を以下、PBMC AICと記載する)。調製したPBMC AICを2×10cells/mLとなるように5HRPMIに懸濁した。
(3)NK細胞の拡大培養
5HRPMIに2×10cells/mLとなるように実施例1−(1)で調製したPBMC(PBMC AICと同一ドナー由来)を懸濁後、Responder細胞とした。24穴細胞培養プレート(ベクトン ディッキンソン社製又はコーニング社製)に、上記Responder細胞及びPBMC AICを0.5mL/ウェルずつ添加し、計1mL/ウェルとした(AIC刺激群)。この際、PBMC AICを添加しない群(AIC非刺激群)を作製した。
各ウェルにOK−432(製剤名 ピシバニール:中外製薬社製)を終濃度0.05KE/mLとなるように添加した。全てのウェルに終濃度500U/mLとなるようにIL−2(製剤名 プロロイキン:カイロン社製又はノバルティス社製)を添加し、これらのプレートを5%CO存在下、37℃で培養を開始した(培養0日目)。2日目には、各ウェルに5HRPMIを1mLずつ添加し、終濃度500U/mLとなるようにIL−2を添加した。
4日目には、各ウェルに終濃度500U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目、9日目には各ウェルの細胞液を、5HRPMIを用いてそれぞれ3倍希釈し、各ウェルに終濃度500U/mLとなるようにIL−2を添加した後、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液2mLを移した。培養開始11日目には4倍希釈し、新しい12穴細胞培養プレート(ベクトン ディッキンソン社製又はコーニング社製)に希釈した細胞液4mLを移した後、終濃度500U/mLとなるようにIL−2を添加した。培養開始14日目まで培養を継続し、培養開始後14日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表1に示す。なお、以下の表中、−は無添加、+は添加をそれぞれ意味する。また、実施例において、AIC添加はAIC刺激と同義であり、AIC非添加はAIC非刺激と同義である。
Figure 0005792622
表1に示されるように、OK−432及びAICを組み合わせることによって、PBMC AIC添加群(AIC刺激群)は、PBMC AIC無添加群(AIC非刺激群)と比較して高い拡大培養率を示した。
すなわち、拡大培養時にOK−432及びAICを組み合わせることにより、高い拡大培養率でNK細胞が得られることが明らかとなった。
(4)CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)含有比率の解析
実施例1−(3)で調製した培養開始後14日目の細胞についてCD3陰性CD56陽性細胞含有比率(以下、NK細胞含有比率と記載する)をフローサイトメーター(Cytomics FC500:ベックマンコールター社製)で解析した。すなわち、培養開始後14日目の細胞をDPBSで洗浄した後、細胞を1%ウシ血清アルブミン(シグマ社製、以下、BSAと記載)を含むDPBS(以下、1%BSA/DPBSと記載)中に懸濁し、FITC標識又はPC5標識マウス抗ヒトCD3抗体及びRD1標識マウス抗ヒトCD56抗体(全てベックマンコールター社製)を添加した。同様に、各細胞集団の一部に、ネガティブコントロールとしてFITC標識マウスIgG1/RD1標識マウスIgG1/PC5標識マウスIgG1(ベックマンコールター社製)を添加した。各々の抗体を添加後、4℃で30分インキュベートした。インキュベート後、細胞を0.1%BSAを含むDPBS(以下、0.1%BSA/DPBSと記載する)で洗浄し、再度DPBSに懸濁した。これらの細胞をフローサイトメトリーに供し、CD3陰性かつCD56陽性細胞群をNK細胞として、NK細胞含有比率を算出した。結果を表2に示す。
Figure 0005792622
表2に示されるように、OK−432及びAICを組み合わせた培養によって、PBMC AIC無添加群と比較して高いNK細胞含有比率の細胞集団が得られた。
(5)細胞傷害活性の測定
実施例1−(3)で調製した培養開始後14日目の細胞について、細胞傷害活性を測定した。細胞傷害活性は、Calcein−AMを用いた細胞傷害活性測定法〔リヒテンフェルズ R.ら(Lichtenfels R.et al.)、J. Immunol. Methods、第172巻、第2号、第227〜239頁(1994)〕にて評価した。すなわち慢性骨髄性白血病細胞株K562細胞(ヒューマンサイエンス研究資源バンク JCRB0019)、バーキットリンパ腫細胞株Daudi細胞(ヒューマンサイエンス研究資源バンク JCRB9071)、バーキットリンパ腫細胞株Raji(ヒューマンサイエンス研究資源バンク IFO50046)をそれぞれ1〜2×10cells/mLとなるように5%ウシ胎児血清を含むRPMI1640培地に懸濁後、終濃度25μMとなるようにCalcein−AM(同仁化学研究所社製)を添加し、37℃で1時間培養した。細胞をCalcein−AMを含まない培地にて洗浄後、Calcein標識標的細胞とした。
実施例1−(3)で調製した培養開始後14日目の細胞をエフェクター細胞として1×10cells/mL、3×10cells/mL又は1×10cells/mLとなるよう5HRPMIで希釈後、96穴細胞培養プレート(コーニング社製)の各ウェルに100μL/ウェルずつ分注しておき、これらに1×10cells/mLとなるように調製したCalcein標識標的細胞を100μL/ウェルずつ添加した。この際、Calcein標識標的細胞(T)に対するエフェクター細胞(E)の比、すなわちE/T比は10、3、1の3通りとした。上記細胞懸濁液の入ったプレートを400×gで1分間遠心後、37℃、5%CO存在下で4時間インキュベートした。その後、各ウェルから培養上清100μLを採取し、蛍光プレートリーダー(Mithras LB 940:ベルトールド社製)(励起485nm/測定535nm)によって培養上清中に放出されたCalcein量を測定した。「細胞傷害活性(%)」は以下の式(1)に従って算出した。
Figure 0005792622
上式において、最小放出量は、Calcein標識標的細胞のみ含有するウェルのCalcein放出量であり、Calcein標識標的細胞からのCalcein自然放出量を示す。また、最大放出量は、Calcein標識標的細胞に0.1%界面活性剤Triton X−100(ナカライテスク社製)を加えて細胞を完全破壊した際のCalcein放出量を示している。細胞傷害活性測定の結果を表3に示す。
Figure 0005792622
表3に示されるように、OK−432及びAICを組み合わせた培養で得られた細胞集団は、AICを組み合わせずに得られた細胞集団と同等の細胞傷害活性を発揮した。
すなわち、培養時にOK−432及びAICを組み合わせることにより、高い細胞傷害活性を発揮するNK細胞を含む細胞集団が効率よく拡大され、大量に得られることが明らかとなった。
実施例2 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養(AICに対するX線照射量の比較)
(1)PBMC AICの調製
実施例1−(2)と同様の方法でPBMC AICを調製した。ただし、X線照射量を3400R(29.8Gy)及び8000R(70.2Gy)として、2種のPBMC AICをそれぞれ調製した。
(2)NK細胞の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法で、NK細胞の拡大培養を行った。ただし、OK−432を添加しない群、PBMC AICを添加しない群及びPBMC AICの代わりに、等量のPBMC(X線未照射)を添加する群を作製した。培養開始7日目には各ウェルの細胞液を5HRPMIを用いて2倍希釈し、各ウェルに終濃度500U/mLとなるようにIL−2を添加した後、新しい24穴細胞培養プレートに細胞液2mLを移した。9日目及び13日目に同様の継代操作を行った。なお、9日目及び11日目の細胞液の希釈倍率は、それぞれ4倍及び2倍とした。各継代日に、終濃度500U/mLとなるようにIL−2を添加した。14日目まで培養を継続し、トリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。さらに、実施例1−(4)と同様の方法で、NK細胞含有比率を解析した。結果を表4に示す。
Figure 0005792622
表4に示されるように、OK−432及びPBMC AICを組み合わせた場合の拡大培養率は、OK−432無添加群、PBMC AIC無添加群及びPBMC(X線照射なし)添加群と比較して高く、また、得られた細胞集団におけるNK細胞含有比率も高いものであった。さらに、PBMC AIC調製時に照射するX線照射量にかかわらず、その効果が発揮された。すなわち、培養時にOK−432及びAICを組み合わせることにより、高率でNK細胞を含む細胞集団を高い拡大培養率で得られることが明らかとなった。
実施例3 OK−432及び各種AICを用いたNK細胞培養(PBMC AICとRN−T AICの比較)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
12穴細胞培養プレートに終濃度5μg/mLの抗ヒトCD3抗体(製剤名:オルソクローンOKT3注、ヤンセンファーマ社製)及び終濃度25μg/mLのレトロネクチン(登録商標名、タカラバイオ社製)を含むACD−A液(テルモ社製)を0.45mL/ウェルずつ添加して必要ウェル数作製し、5%CO存在下、37℃で5時間インキュベートした。なお、抗CD3抗体/レトロネクチン固定化プレートは使用直前にDPBSで2回、RPMI1640培地で1回洗浄した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
1%ヒトAB型血清(Lonza社製)を含むGT−T551(タカラバイオ社製;以下、1HGT−T551と記載する)に、1×10cells/mLとなるように実施例1−(1)で調製したPBMCを懸濁した。実施例3−(1)で調製した抗ヒトCD3抗体/レトロネクチン固定化プレートに1HGT−T551を4.77mL/ウェル添加しておき、前記の細胞懸濁液を0.53mL/ウェルずつ添加して必要ウェル数作製した。続いて終濃度200U/mLとなるように各ウェルにIL−2を添加し、これらのプレートを5%CO存在下、37℃で培養を開始した(培養0日目)。培養開始4日目に、培養液を1HGT−T551を用いて適宜希釈後、T75細胞培養フラスコ(コーニング社製)に移した。このフラスコに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加し、7日目まで培養を継続した(以下、抗CD3抗体/レトロネクチン刺激により拡大培養して得られたT細胞をRN−Tと記載する)。
(3)PBMC及びRN−Tを用いたAICの調製
実施例1−(2)と同様の方法でAICを調製した。ただし、AICとして実施例1−(1)と同様の方法で調製したPBMC及び実施例3−(2)で調製した培養開始7日目のRN−Tのそれぞれに、3400R(29.8Gy)のX線を照射した(以下、このX線照射後のRN−TをRN−T AICと記載する)。調製したPBMC AIC及びRN−T AICを2×10cells/mLとなるように1%ヒトAB型血清を含むCellGro SCGM(CellGenix社製;以下、1HCellGroと記載する)又は5%ヒトAB型血清を含むCellGro(以下、5HCellGroと記載する)に懸濁して、以下の実験で使用した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養用培地として1HCellGro又は5HCellGroを使用し、AICとして実施例3−(3)で調製したPBMC AIC及びRN−T AICを使用した。
培養開始2日目に、各ウェルに1HCellGro又は5HCellGroを1mLずつ添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。5日目に、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目に、各ウェルの細胞液を1HCellGro又は5HCellGroを用いて3倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液2mLを移した。9日目及び13日目に同様の継代操作を行った。なお、9日目及び13日目目の細胞液の希釈倍率はそれぞれ5倍及び4倍とした。こうして、培養開始16日目まで培養を継続した。各継代日にはそれぞれ各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。培養開始後16日目にトリパンブルー染色法によって生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。さらに、実施例1−(4)と同様の方法で、NK細胞含有比率を解析した。結果を表5に示す。
Figure 0005792622
表5に示されるように、RN−T AICの使用によって、PBMC AIC添加群と比較して同等の拡大培養率が得られた。得られた細胞集団におけるNK細胞含有比率にも違いは見られなかった。すなわち、NK細胞培養時にOK−432とPBMC AIC又はRN−T AICとを組み合わせることにより、培養用培地中の血清濃度にかかわらず、高率でNK細胞を含む細胞集団が効率よく得られることが明らかとなり、低血清濃度での拡大培養法が確立された。
実施例4 OK−432及び各種AICを用いたNK細胞培養(AICによる再刺激−1)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例3−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。ただし、培養期間は19日間とし、培養開始4日目以降、1HGT−T551を用いて適宜希釈し、各継代日ごとに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加して培養を継続した。
(3)RN−T AICの調製
実施例3−(3)と同様の方法でAICを調製した。実施例4−(2)において培養されたRN−Tについて、培養開始6、13及び19日目に回収した細胞にX線照射装置を使用して3400R(29.8Gy)のX線を照射して1HCellGroに懸濁して以下の実験に使用した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養用培地として1HCellGroを使用し、AICとして実施例4−(3)で調製した各RN−T AICを使用した。
培養開始2日目に、各ウェルに1HCellGroを1mLずつ添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。
5日目に、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目に、各ウェルの細胞液を1HCellGroを用いて3倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液2mLを移した。9、13、16及び20日目に同様の継代操作を行った。なお、9、13、16及び20日目の細胞液の希釈倍率は、それぞれ5倍、3倍、5倍及び2倍とした。各継代日に、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。培養開始7日目及び13日目に、それぞれ実施例4−(3)で調製したRN−T AICを1×10cells/ウェルずつ添加した。培養開始後16日目、20日目及び22日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表6に示す。
Figure 0005792622
表6に示されるように、NK細胞拡大培養期間にてRN−T AICによる刺激を組み合わせることによって、培養開始16日目、20日目及び22日目において高いNK細胞拡大培養率が得られた。
また、NK細胞の培養期間中におけるRN−T AICでの刺激回数が多くなるに従って、高いNK細胞拡大培養率が得られた。
すなわち、AICによる刺激によりNK細胞の増殖性が高くなることが明らかとなり、ゆえにNK細胞培養時にRN−T AICを組み合わせることにより、高い拡大培養率でNK細胞が得られることが明らかとなった。
実施例5 OK−432及び各種AICを用いたNK細胞培養(AICによる再刺激−2)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例3−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例4−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−T AICの調製
実施例3−(3)と同様の方法でAICを調製した。実施例5−(2)において培養開始7及び14日目にそれぞれ回収したRN−Tに、X線照射装置を使用して3400R(29.8Gy)のX線を照射し、5HCellGroに懸濁して、以下の実験に使用した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養用培地として5HCellGroを使用し、AICとして実施例5−(3)で調製した各RN−T AICを使用した。
培養開始2日目に、各ウェルに5HCellGroを1mLずつ添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。
5日目に、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目に、各ウェルの細胞液を5HCellGroを用いて3倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液2mLを移した。同様の継代操作を9日目、13日目、16日目及び20日目に行い、22日目まで培養を継続した。なお、9、13、16及び20日目の細胞液の希釈倍率は、それぞれ3倍、2.5倍、4倍及び2倍とした。各継代日に各ウェルに5HCellGroを1mLずつ添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目に実施例5−(4)で調製したRN−T AICを1×10cells/ウェルずつ添加した。培養開始後20日目及び22日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表7に示す。
Figure 0005792622
表7に示されるように、NK細胞拡大培養途中にRN−T AICによる刺激を再度行うことによって、当該操作を行っていない群と比較して高い拡大培養率が得られた。
すなわち、NK細胞培養時にOK−432とRN−T AICによる複数回刺激を組み合わせることにより、高い拡大培養率でNK細胞が得られることが明らかとなった。
(5)CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)含有比率の解析
実施例1−(4)と同様の方法で、実施例5−(4)で調製した培養開始後22日目の細胞について、NK細胞含有比率を測定した。結果を表8に示す。
Figure 0005792622
表8に示されるように、NK細胞拡大培養途中にRN−T AICによる刺激を再度与えることによって、このような刺激を行っていない群と同等の高いNK細胞含有比率が得られた。すなわち、RN−T AICによる複数回の刺激を行っても、NK細胞含有比率は低下しなかった。
(6)細胞傷害活性の測定
実施例1−(5)と同様の方法で、実施例5−(4)で調製した培養開始後22日目の細胞について、その細胞傷害活性を測定した。ただし、標的細胞としてK562及びDaudiを使用した。細胞傷害活性測定の結果を表9に示す。
Figure 0005792622
表9に示されるように、NK細胞拡大培養途中にRN−T AICによる刺激を再度行った細胞群には、培養開始0日目のみにRN−T AICによる刺激行った群よりも高い細胞傷害活性が付与されることが明らかとなった。
すなわち、NK細胞培養時にてOK−432と複数回のRN−T AIC刺激とを組み合わせることにより、より高い細胞傷害活性を発揮するNK細胞を含む細胞集団が効率よく得られることが明らかとなった。
実施例6 OK−432及び各種AICを用いたNK細胞培養(X線照射量の比較)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例3−(1)と同様の方法に従って、抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例4−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。ただし、培養期間は14日間とした。
(3)RN−T AICの調製
実施例3−(3)と同様の方法でAICを調製した。実施例6−(2)において培養開始7及び14日目にそれぞれ回収したRN−TにX線照射装置を使用して1000R(8.8Gy)、2000R(17.6Gy)、3400R(29.8Gy)又は5500R(48.2Gy)のX線を照射し、5HCellGroに懸濁して、以下の実験に使用した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養用培地として5HCellGroを使用し、AICとして実施例6−(3)で調製した各RN−T AICを使用した。
培養開始1日目又は3日目に、各ウェルに5HCellGroを1mLずつ添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。
4日目又は5日目に、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目に、各ウェルの細胞液を5HCellGroを用いて9倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液2mLを移し、それぞれ実施例6−(3)で調製したRN−T AICを1×10cells/ウェルずつ添加した。前記の、細胞液を希釈して、希釈した細胞液2mLを新たなプレートに移す継代操作を、11日目、14日目、15日目、17日目又は18日目に行い、培養開始21日目まで培養を継続した。なお、11、14、15、17及び18日目の細胞液の希釈倍率は、それぞれ5倍、3倍、4倍、4倍及び2倍とした。各継代日に各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目にはそれぞれ実施例6−(3)で調製したRN−T AICを1×10cells/ウェルずつ添加した。培養開始後21日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表10に示す。
Figure 0005792622
表10に示されるように、NK細胞拡大培養途中にRN−T AICによる刺激を再度与えることによって、このような刺激を行っていない群と比較して、高いNK細胞拡大培養率が得られた。RN−T AIC調製時のX線照射量を1000、2000、3400又は5500Rに変えてもその効果は発揮された。
すなわち、NK細胞培養時にX線照射量の異なるRN−T AICを組み合わせても、高い拡大培養率でNK細胞が得られることが明らかとなった。
(5)CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)含有比率の解析
実施例1−(4)と同様の方法で、実施例6−(4)で調製した培養開始後21日目の細胞について、NK細胞含有比率を測定した。結果を表11に示す。
Figure 0005792622
表11に示されるように、NK細胞拡大培養途中にRN−T AICによる刺激を再度与えた群では、何も刺激しない群と同等の高いNK細胞含有比率が得られた。また、RN−T AIC調製時のX線照射量を1000、2000、3400又は5500Rに変えてもその効果は発揮された。
すなわち、NK細胞培養時にOK−432とAICを組み合わせることにより、高含有比率でNK細胞を含む細胞集団が得られることが明らかとなった。
実施例7 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養(培養用基本培地の比較−1)
(1)PBMCを用いたAICの調製
実施例1−(2)と同様の方法でPBMC AICを調製した。
(2)NK細胞の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法で、NK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養用基本培地として、5HRPMI、5%ヒトAB型血清及び0.2%HSAを含むGT−T503(タカラバイオ社製;以下、5H0.2%HSA/GT−T503と記載する)又は5HCellGroを使用した。
培養開始7日目に各ウェルの細胞液をそれぞれの培養用基本培地を用いて3倍希釈し、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した後、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液2mLを移した。9日目に、同様に3倍希釈した細胞液2mLを新しい24細胞培養プレートに移し、さらに11日目に5倍希釈した細胞液4mLを新しい12穴細胞培養プレートに移した。各継代日に各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2をそれぞれ添加した。培養開始15日目まで培養を継続し、培養開始後15日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を12に示す。
Figure 0005792622
表12に示されるように、OK−432、PBMC AIC及びCellGroを組み合わせた場合、他の培地と比較して高い拡大培養率が得られた。
(3)CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)含有比率の解析
実施例7−(2)で調製した培養開始後15日目の細胞について、実施例1−(4)と同様の方法でNK細胞含有比率を解析した。結果を表13に示す。
Figure 0005792622
表13に示されるように、どの培地でも70%以上の比率でNK細胞を含む細胞集団が得られたが、使用した中ではCellGro使用群のNK細胞含有比率が最も高かった。
実施例8 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養(培養用基本培地の比較−2)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例3−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例6−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−Tを用いたAICの調製
実施例8−(2)で調製したRN−Tを用いて、実施例5−(3)と同様の方法でAICを調製した。ただし、X線照射後のRN−T AICは、1HCellGro、1%ヒトAB型血清を含むGT−T502(タカラバイオ社製;以下、1HGT−T502と記載する)、1%ヒトAB型血清及び0.2%HSAを含むGT−T503(タカラバイオ社製;以下、1H0.2%HSA/GT−T503と記載する)にそれぞれに懸濁して、以下の実験に使用した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養用基本培地として、培養開始時には1HCellGroを使用し、培養開始7日目又は9日目以降の培地を1HGT−T502又は1H0.2%HSA/GT−T503に変更する群も設定した。また培養開始14日目に培地を1HGT−T502に変更するする群、さらに培養開始時から終了時まで1HCellGroと1HGT−T502を比率1:1で混合した基本培地(以下、1HCellGro/GT−T502と記載する)を使用する群も設定した。
培養開始4日目に、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目に、各ウェルの細胞液を各培養用培地を用いて3倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに細胞液2mLを移した。同様の継代を9日目、14日目及び18日目に実施し、22日目まで培養を継続した。なお、9、14及び18日目の細胞液の希釈倍率は、それぞれ5倍、3倍及び2倍とした。各継代日に各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。培養開始7日目にそれぞれ実施例8−(3)で調製したRN−T AICを1×10cells/ウェルずつ添加した。
培養開始後14日目、18日目及び21日目にトリパンブルー染色法によって生細胞数をそれぞれ計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表14に示す。
Figure 0005792622
表14に示されるように、NK細胞拡大培養初期にてOK−432、RN−T AIC及びCellGroを組み合わせることによって、培養期間途中に基本培地を変更しても培養開始14、18及び21日目において高い拡大培養率がそれぞれ得られた。また、1HCellGro/GT−T502のような基本培地2種からなる混合培地(希釈したCellGro)を使用しても、同様に高い拡大培養率が得られた。
(5)CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)含有比率の解析
実施例8−(4)で調製した培養開始後21日目の細胞について、実施例1−(4)と同様の方法でNK細胞含有比率を解析した。結果を表15に示す。
Figure 0005792622
表15に示されるように、NK細胞拡大培養初期にOK−432、RN−T AIC及びCellGroを組み合わせることによって、培養期間途中に基本培地を変更しても培養開始14、18、21日目において高いNK細胞含有比率が得られた。また、1HCellGro/GT−T502のような基本培地2種からなる混合培地(希釈したCellGro)を使用しても同様に、高いNK細胞含有比率が得られた。
以上のとおり、培養途中で培地を変更した場合であっても、本発明によれば、高い比率でNK細胞を含む細胞集団を効率よく取得できることが明らかになった。
実施例9 ガス透過性培養バッグを用いたNK細胞培養
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化CultiLife(登録商標) 215の作製
培養面積を86cmになるようにシールしたガス透過性培養バッグCultiLife 215(タカラバイオ社製)に終濃度5μg/mLの抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンを含むACD−A液を10.4mL添加し、5%CO存在下、37℃で5時間インキュベートした。抗CD3抗体/レトロネクチン固定化CultiLife 215を、使用直前に1%HSA/生理食塩水で3回洗浄した。
(2)新鮮血液からのPBMC分離
インフォームド・コンセントの得られたヒト健常人ドナーにて、30mL分のへパリン加採血を実施した。得られた血液を700×g、室温で20分間遠心し、遠心後の上清である血漿画分とPBMCを含む細胞画分とに分離した。血漿画分は、56℃にて30分間非働化処理を行い、900×g、4℃で30分間遠心し、その上清を非働化済み自己血漿(以下、血漿と記載する)として、以後の工程で使用した。
PBMCを含む細胞画分を、1%HSA/生理食塩水を用いて、それぞれ20mLにフィルアップし、希釈した。得られた希釈細胞液を、Ficoll−Paque PREMIUM20mLの上にそれぞれ重層して、700×g、室温で20分間遠心した。遠心後、分離した層のうちPBMC層をピペットで回収し、1%HSA/生理食塩水を用いて20mLにフィルアップし、650×g、4℃にて10分間遠心して上清を除去した。同様に、600×g及び500×gと段階的に遠心Gを落としながら順次遠心操作を行い、計3回洗浄を繰り返し、得られたPBMCを1HGT−T551に懸濁後、生細胞数及び生存率をトリパンブルー染色法にて算出して、各実験に供した。
(3)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例9−(2)で分離したPBMC 1.2×10cellsを1HGT−T551 120mLに懸濁し、実施例9−(1)で作製した抗CD3抗体及びレトロネクチン固定化CultiLife 215に添加した。終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加し、5%CO存在下、37℃で培養を開始した(培養0日目)。培養開始4日目に、各CultiLife 215内の細胞液を懸濁し、40mLを培養面積を430cmとなるようにシールした何も固定化していないガス透過性培養バッグCultiLife(登録商標) Eva(タカラバイオ社製)に移した。この際、1HGT−T551を292.6mL添加し、CultiLife Eva内の総液量を336mLとし、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した後、5%CO中37℃で培養した。培養を7日目まで継続し、7日目に必要量の培養RN−Tを分取(AIC材料として、以後の工程で使用する)後、バッグ内に残った細胞液と等量の無血漿GT−T551及び終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。11日目にCultiLife Eva内の細胞液を無血漿GT−T551を用いて2倍希釈した後、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。14日目に必要量のRN−Tを分取し、AIC材料として以後の工程で使用した。
(4)RN−Tを用いたAICの調製
実施例9−(3)で調製したRN−Tを用いて、実施例5−(3)と同様の方法でAICを調製した。培養開始7日目のRN−Tを用いて調製したRN−T AICを2×10cells/mLとなるように0.8%血漿を含むCellGro(以下、0.8%血漿/CellGroと記載する)に懸濁し、また、培養開始14日目のRN−Tを用いて調製したRN−T AICを4×10cells/mLとなるように0.8%血漿/CellGroに懸濁した。
(5)NK細胞集団の拡大培養
ガス透過性培養バッグCultiLife(登録商標) Spin(タカラバイオ社製)に、実施例9−(2)で調製したPBMC及び実施例9−(4)で調製したRN−T AIC(培養開始7日目のRN−Tを用いて調製したもの)をそれぞれ3×10cellsずつ添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を、終濃度0.05KE/mLとなるようにOK−432をそれぞれ添加し、0.8%血漿/CellGroを用いて最終的に総液量を30mLとした。細胞液を添加した培養バッグを5%CO存在下、37℃で培養を開始した(培養0日目)。培養開始2日目に、培養バッグに0.8%血漿/CellGroを30mL添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。4日目に、培養バッグに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目に、培養バッグ内の総細胞数をトリパンブルー染色法により算出後、細胞液30mLをCultiLife 215に移し、実施例9−(4)で調製したRN−T AIC(培養開始14日目のRN−Tを使用したもの)を細胞数比が1:1になるように添加した。この培養バッグに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した後、0.8%血漿/CellGroを用いて総液量が180mLとなるようにした。11日目に、CultiLife 215内の細胞液90mLをCultiLife Evaに移し替え0.8%血漿及び0.2%HSAを含むGT−T503(以下、0.8%血漿/0.2%HSA/GT−T503と記載する)を用いて5倍希釈し総液量を450mLとした後、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。13日目には、CultiLife Eva内の細胞液225mLを0.26%血漿及び0.2%HSAを含むGT−T503(以下、0.26%血漿/0.2%HSA/GT−T503と記載する)を用いて3倍希釈し総液量を675mLとした後、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した後、CultiLife Evaに移し替えた。培養は16日目まで継続した。培養開始後13及び16日目にそれぞれサンプリングした細胞についてトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表16に示す。
Figure 0005792622
表16に示されるように、ガス透過性培養バッグを用いて培養を実施しても、高い拡大培養率が得られることが明らかとなった。
(6)CD3陽性CD56陰性細胞(T細胞)、CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)及びCD16陽性CD56陽性細胞含有比率の解析
実施例9−(5)で調製した培養開始後16日目の細胞について、実施例1−(4)と同様の方法でNK細胞含有比率を解析した。ただし、PC5標識マウス抗ヒトCD16抗体(ベックマンコールター社製)を組み合わせて、CD3陽性CD56陰性細胞(T細胞)及びCD16陽性CD56陽性細胞含有比率についても併せて解析した。結果を表17に示す。
Figure 0005792622
表17に示されるように、ガス透過性培養バッグを用いてOK−432及びRN−T AICを用いる培養を実施しても、高いNK細胞含有比率が得られた。また、培養後に得られるNK細胞では高い比率でCD16が発現しており、抗体依存性細胞傷害活性の発揮に重要な役割を果たすCD16分子を発現する高機能性NK細胞を高含有することが確認された。また、得られた細胞集団中ではわずかなT細胞しか認められなかった。
(7)細胞傷害活性の測定
実施例9−(5)で調製した培養開始後16日目の細胞について、実施例1−(5)と同様の方法で、細胞傷害活性を測定した。ただし、標的細胞として、下表のK562、Daudi、食道扁平上皮癌細胞株T.Tn、乳腺癌由来細胞株MCF7、肺がん細胞株A549、メラノーマ細胞株A375、胃癌細胞株MKN45及び大腸癌細胞株HT29を使用し、E/T比30、10、3、1について測定を行った。細胞傷害活性測定の結果を表18に示す。
Figure 0005792622
表18に示されるように、OK−432、RN−T AIC及びガス透過性培養バッグを用いて実施した培養により得られた細胞集団は、各種の標的細胞に高い細胞傷害活性を示すことが明らかとなった。また、その活性は、NK細胞感受性細胞株として知られるK562、及びMHC classI非発現細胞株として知られるDaudiのみならず、様々なMHC classI発現細胞株に対しても確認され、これらの細胞集団が様々な癌細胞株に対して細胞傷害活性を発揮する高機能性NK細胞であることが確認された。
すなわち本発明によりCD3陰性CD56陽性CD16陽性の表現型を示し、高い細胞傷害性を有する細胞集団を高い純度で得ることが可能になった。
実施例10 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養(Allogeneic−Irradiated cellとの比較)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例3−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例6−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。ただし、NK細胞培養を行う際に材料となるPBMCを提供するドナーと同一ドナー由来PBMCからRN−Tを培養するもの(以下自己RN−Tと記載)、及び異なるドナー由来PBMCからRN−Tを培養するもの(以下非自己RN−Tと記載)をそれぞれ培養した。
(3)RN−Tを用いたX線照射細胞の調製
実施例10−(2)で調製した自己RN−T及び非自己RN−Tそれぞれを用いて、実施例5−(3)と同様の方法でX線照射細胞を調製した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養用培地として5HCellGroを使用し、AICとして実施例10−(3)で調製した自己RN−TX線照射細胞(RN−T AICと同義)及び非自己RN−TX線照射細胞を使用した。
培養開始2日目に、各ウェルに5HCellGroを1mLずつ添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。4日目に、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目に、各ウェルの細胞液を5HCellGroを用いて3倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに細胞液2mLを移した。9日目に、各ウェルの細胞液を同様に3倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液2mLを移した。さらに、11日目に、各ウェルの細胞液を同様に2.5倍希釈し、新しい12穴細胞培養プレートに希釈した細胞液4mLを移した。各継代日に各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。これらの細胞の培養は15日目まで継続した。培養開始後11及び15日目にそれぞれサンプリングした細胞についてトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表19に示す。
Figure 0005792622
表19に示されるように、使用するRN−Tが自己又は非自己であるに関わらず、同等の拡大培養率が得られた。
異なるドナーの2種のリンパ球細胞を混合すると、自己細胞を混合した際には起こらない非自己混合リンパ球反応(Allogeneic mixed lymphocyte reaction;以下、Allo−MLRと記載する)により、非自己抗原を認識してリンパ球が増殖することが一般的に知られ、X線照射非自己細胞はフィーダー細胞として汎用されている。しかし、X線照射非自己細胞の代わりに、X線照射自己細胞であるRN−T AICをNK細胞培養時に用いた場合にも同様のNK細胞拡大培養効果が得られたことは、驚くべきことである。さらには、培養後のNK細胞を当該ドナーに投与する医療の安全性の点からも、自己由来のRN−T AICをNK培養時に用いることは、その安全性を著しく向上させることになる。
(5)CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)及びCD16陽性CD56陽性細胞含有比率の解析
実施例10−(4)で調製した培養開始後15日目の細胞について、実施例9−(6)と同様の方法でNK細胞含有比率及びCD16陽性CD56陽性細胞比率を解析した。結果を表20に示す。
Figure 0005792622
表20に示されるように、自己RN−T AICを使用した場合、非自己RN−TX線照射細胞添加群と比較して高いNK細胞含有比率及びCD16陽性NK細胞含有比率が得られた。
すなわち、OK−432及び自己RN−T AICを組み合わせたNK細胞培養方法は、高いNK細胞含有比率及びCD16陽性NK細胞比率を有し、かつ安全性の高いNK細胞が得られる方法であることが明らかとなった。
実施例11 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養(培養NK細胞の分化ステージ)
(1)PBMCを用いたX線照射細胞の調製
実施例1−(1)で調製したPBMCを用いて、実施例3−(3)と同様の方法でPBMC AICを調製した。調製したPBMC AICを5HCellGroに懸濁し、以下の実験で使用した。
(2)NK細胞集団の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養用培地として5HCellGroを使用し、AICとして実施例11−(1)で調製したPBMC AICを使用した。
培養開始7日目に、各ウェルの細胞液を5HCellGroを用いて8倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに細胞液2mLを移した。この際、各ウェルに実施例11−(1)で調製したPBMC AIC 1×10cellsを添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。同様の継代操作を10日目及び15日目に実施した。なお、10日目及び15日目の細胞液の希釈率は、それぞれ6倍及び3倍とした。さらに、18日目に、各ウェルの細胞液を同様に4倍希釈し、新しい12穴細胞培養プレートに希釈した細胞液を4mL移した。各継代日に終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。これらの細胞を培養開始22日目まで培養を継続し、その一部についてトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果(拡大培養率)を表21に示す。
Figure 0005792622
(3)CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)、CD16陽性CD56陽性細胞、CD34陰性CD117陰性細胞、及びCD94陽性CD56陽性含有比率の解析
実施例11−(2)で調製した培養開始後22日目の細胞について、実施例9−(6)と同様の方法でNK細胞含有比率及びCD16陽性CD56陽性細胞比率を解析した。ただし、この際、FITC標識マウス抗ヒトCD34抗体(ベクトン ディッキンソン社製)、PE標識マウス抗ヒトCD117抗体(R&D systems社製)及びFITC標識マウス抗ヒトCD94抗体(eBioscience社製)を用いて、CD34陽性CD117陽性細胞及びCD94陽性CD56陽性含有比率についても同様に解析した。結果を表22に示す。
Figure 0005792622
表22に示されるように、OK−432及びPBMC AICを組み合わせた方法で得られる細胞集団中において、CD56陽性、CD16陽性、CD34陰性、CD117陰性かつCD94陽性細胞が大部分を占めていた。
NK細胞はその表面抗原の発現により4つの分化段階に分けられることが知られているが、その中でも特にCD56陽性、CD16陽性、CD34陰性、CD117陰性かつCD94陽性細胞は最終分化段階の細胞にみられる表現型であり、高い細胞傷害活性を発揮する成熟化NK細胞であることが知られている。
すなわち、本発明の方法により、成熟化したNK細胞が効率的に得られることが明らかとなり、本発明により成熟NK細胞の効率良い製造方法が提供された。
実施例12 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養(OK−432、AIC有効性の比較)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例3−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例6−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。ただし、培養開始7日目以降は無血漿GT−T551を使用した。
(3)RN−Tを用いたAICの調製
実施例12−(2)で調製したRN−Tを用いて、実施例5−(3)と同様の方法でRN−T AICを調製した。ただし、培養開始7日目のRN−Tは、0.8%ヒトAB型血清を含むCellGro(以下、0.8HCellGroと記載)に懸濁し、14日目のRN−Tは0.8%ヒトAB型血清を含むGT−T502(以下、0.8HGT−T502と記載)に懸濁した後、以下の実験に使用した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、OK−432又はRN−T AICを添加しない群も設定した。また培養用基本培地として、培養開始時から4日目までは0.8HCellGroを使用し、7日目には0.8HGT−T502を、13日目には0.29%ヒトAB型血清を含むGT−T502(以下、0.29HGT−T502と記載)を使用した。培養開始1日目には、各ウェルに0.8HCellGro1mL及び終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。4日目には、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目には、各ウェルの細胞液を0.8HGT−T502を用いて6倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに細胞液2mLを移した。同様の継代操作を11日目及び13日目にそれぞれ実施し、17日目まで培養を継続した。なお、10日目及び15日目の細胞液の希釈は、それぞれ0.8HGT−T502による5倍希釈、0.29HGT−T502による3倍希釈とした。培養開始7日目には一部条件については、実施例12−(3)で調製したRN−T AICを1×10cells/ウェルずつ添加した。
培養開始後11日目、13日目及び17日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数をそれぞれ計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表23に示す。
Figure 0005792622
表23に示されるように、OK−432及びRN−T AICを組み合わせることによって、OK−432無添加群、AIC無添加群、OK−432及びAIC無添加群と比較して、11、13及び17日目において高い拡大培養率が得られた。
(5)CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)含有比率、CD3陽性CD56陰性細胞(T細胞)含有比率、及びCD16陽性CD56陽性細胞(NK細胞)含有比率の解析
実施例12−(4)で調製した培養開始後17日目の細胞について実施例9−(6)と同様の方法で、NK細胞含有比率、CD3陽性CD56陰性細胞比率、及びCD16陽性CD56陽性細胞を解析した。結果を表24に示す。
Figure 0005792622
表24に示されるように、OK−432及びRN−T AICを組み合わせることによって、OK−432無添加群、AIC無添加群、OK−432及びAIC無添加群と比較して、高いNK細胞含有比率が得られた。またOK−432無添加群、AIC無添加群、OK−432及びAIC無添加群においてはNK細胞の比率が低く、特にAIC無添加群、OK−432及びAIC無添加群ではCD3陽性CD56陰性すなわちT細胞が優位に増殖していた。これらの群に対し、OK−432及びRN−T AICを組み合わせた群では、NK細胞が極めて高い比率で増殖しており、また、得られたNK細胞は抗体依存性細胞傷害活性を発揮するために重要な分子であるCD16を高発現していた。すなわち、OK−432及びAICを組み合わせることにより、高いNK含有率及びCD16陽性比率を有するNK細胞が得られることが明らかとなった。
(6)NK細胞拡大培養率の解析
培養開始前のPBMC及び実施例12−(4)で調製した培養開始後17日目の細胞について、それぞれ実施例9−(6)と同様の方法でNK細胞含有比率を解析した。また、実施例12−(4)で得られた拡大培養率(総細胞換算)を用いて、培養開始時のNK細胞数と比較して、培養17日目におけるNK細胞拡大培養率を算出した(以下の式(2)を参照のこと)。結果を表25に示す。
Figure 0005792622
Figure 0005792622
表25に示されるように、OK−432及びRN−T AICを組み合わせることによって、OK−432無添加群、AIC無添加群、OK−432及びAIC無添加群と比較して、高いNK細胞拡大培養率が得られることが明らかとなった。
実施例13 拡大培養後のNK細胞集団の表面抗原の解析
(1)NK細胞集団の拡大培養
実施例9−(5)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養13日目には、CultiLife Eva内の細胞液225mLを0.29%血漿及び0.2%HSAを含むGT−T503(以下、0.29%血漿/0.2%HSA/GT−T503と記載する)を用いて3倍希釈し総液量を675mLとした後、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加し、CultiLife Evaに移し替えた。培養15日目に、培養バッグに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。培養18日目に、CultiLife Eva内の細胞液338mLを0.29%血漿/0.2%HSA/GT−T503を用いて総液量を675mLとした後、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加し、CultiLife Evaに移し替えた。培養は20日目まで継続した。培養開始後18及び20日目にそれぞれサンプリングした細胞について、トリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表26に示す。
Figure 0005792622
(2)培養後のNK細胞の表面抗原の解析
実施例13−(1)で調製した培養開始後20日目の細胞について、実施例9−(6)と同様の方法で、T細胞含有比率、NK細胞含有比率及びCD16陽性CD56陽性細胞含有比率を解析した。ただし、この際、FITC標識マウス抗ヒトNKp44抗体(SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY社製)、FITC標識マウス抗ヒトNKp46抗体(R&D Systems社製)、FITC標識マウス抗ヒトCD25抗体(DakoCytomation社製)、及びPC5標識マウス抗ヒトCD62L抗体(ベックマンコールター社製)を用いて、NKp44陽性CD56陽性細胞、NKp46陽性CD56陽性細胞、CD25陽性CD56陽性細胞及びCD62L陽性CD56陽性細胞含有比率についても解析した。結果を表27に示す。
Figure 0005792622
表27に示されるように、OK−432及びRN−T AICを組み合わせた方法で得られる細胞集団中は、CD56、CD16、NKp44、NKp46、CD25、CD62Lを発現していた。
NKp44及びNKp46は、natural cytotoxicity receptor(NCR)ファミリーに属し、NK細胞による細胞傷害活性にそれぞれ関与していると言われる。NKp44は静止期NK細胞には発現せず活性化NK細胞だけに発現し、NKp46はNK細胞にのみ発現するNK細胞共通の表面抗原であり、CD25はIL−2で刺激され、活性化したNK細胞に発現する。CD62Lはリンパ球のホーミングの際に重要な役割を果たし、血流から炎症部位への集積にも関与することが知られている。
すなわち、本発明の方法により、成熟化かつ活性化したNK細胞が効率的に得られることが明らかとなり、本発明により成熟NK細胞の効率よい製造方法が提供された。
実施例14 ガス透過性培養バッグを用いたNK細胞培養
(1)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例9−(2)と同様の方法で分離したPBMC1.2×10cellsを1HGT−T551 120mLに懸濁し、実施例9−(1)と同様の方法で作製した抗CD3抗体及びレトロネクチン固定化CultiLife 215に添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加し、5%CO存在下、37℃で培養を開始した(培養0日目)。培養開始4日目に、CultiLife 215内の細胞液を懸濁し、30mLを培養面積が320cmとなるようにシールした何も固定化していないガス透過性培養バッグCultiLife Evaに移した。この際、1HGT−T551を220mL添加し、CultiLife Eva内の総液量を250mLとし、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した後、5%CO中37℃で培養した。培養を7日目まで継続し、7日目に必要量の培養RN−Tを分取(AIC材料として、以後の工程で使用する)後、バッグ内に残った細胞液と等量の無血漿GT−T551及び終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。11日目にCultiLife Eva内の細胞液を無血漿GT−T551を用いて2倍希釈した後、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。14日目に、必要量のRN−Tを分取し、AIC材料として以後の工程で使用した。
(2)RN−Tを用いたAICの調製
実施例14−(1)で調製したRN−Tを用いて、実施例5−(3)と同様の方法でAICを調製した。培養開始7日目のRN−Tを用いて調製したRN−T AICを2×10cells/mLとなるように、培養開始14日目のRN−Tを用いて調製したRN−T AICを4×10cells/mLとなるように、それぞれ0.8%血漿/CellGroに懸濁した。
(3)NK細胞集団の拡大培養
実施例9−(5)と同様の方法でNK細胞集団の拡大培養を行った。ただし、培養開始時にはCultiLife 215を使用し、13日目の希釈操作を14日目に実施した。培養は18日目まで継続した。培養開始後18日目にサンプリングした細胞について、トリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表28に示す。
Figure 0005792622
表28に示されるように、ガス透過性培養バッグCultiLife 215を培養開始時に使用しても、高い拡大培養率が得られることが明らかとなった。すなわち、培養開始時のガス透過性培養バッグの種類によらず、所望の効果が発揮されることが明らかとなった。
(4)CD3陽性CD56陰性細胞(T細胞)、CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)及びCD16陽性CD56陽性細胞含有比率の解析
実施例14−(3)で調製した培養開始後18日目の細胞について、実施例9−(6)と同様の方法で、T細胞含有比率、NK細胞含有比率及びCD16陽性CD56陽性細胞含有比率を解析した。ただし、PE標識マウス抗ヒトNKG2D抗体(ベックマンコールター社製)を組み合わせて、CD56陽性NKG2D陽性細胞含有比率についても併せて解析した。結果を表29に示す。
Figure 0005792622
表29に示されるように、ガス透過性培養バッグCultiLife 215を培養開始時に使用してOK−432及びRN−T AICを用いる培養を実施しても、高いNK細胞含有比率が得られた。また、培養後に得られたNK細胞では高い比率でCD16及びNKG2Dが発現しており、抗体依存性細胞傷害活性の発揮に重要な役割を果たすCD16分子を発現する高機能性NK細胞及びNKG2Dを介した高い細胞傷害活性を示す高機能性NK細胞を高含有することが確認された。
(5)細胞傷害活性の測定
実施例14−(3)で調製した培養開始後18日目の細胞について、実施例1−(5)と同様の方法で、細胞傷害活性を測定した。ただし、標的細胞としてK562及びA549をそれぞれ使用し、E/T比10、3、1及び0.3について測定を行った。細胞傷害活性測定の結果を表30に示す。
Figure 0005792622
表30に示されるように、OK−432、RN−T AIC及びガス透過性培養バッグCultiLife 215を培養開始時に用いて実施した培養により得られた細胞集団は、各種の標的細胞に高い細胞傷害活性を示すことが明らかとなった。また、その活性は、NK細胞感受性細胞株として知られるK562のみならず、MHC classI発現細胞株A549に対しても確認され、これらの細胞集団が様々な癌細胞株に対して細胞傷害活性を発揮する高機能性NK細胞であることが確認された。
すなわち、本発明により、CD3陰性CD56陽性CD16陽性の表現型を示し、高い細胞傷害性を有する細胞集団を高い純度で得ることが可能になった。
実施例15 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養(細胞傷害活性の比較)
(1)PBMCを用いたAICの調製
実施例1−(2)と同様の方法でPBMC AICを調製した。ただし、調製したPBMC AICを2×10cells/mLとなるように0.8HCellGroに懸濁して、以下の実験に使用した。
(2)NK細胞集団の拡大培養
実施例1−(3)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養用培地として0.8HCellGroを使用し、AICとして実施例15−(1)で調製したPBMC AICを使用した。
培養開始1日目に、各ウェルに0.8HCellGroを1mLずつ添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。3日目に、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目に、各ウェルの細胞液を0.8HCellGroを用いて6倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液1.674mLを移した。10日目に、各ウェルの細胞液を0.8HGT−T502を用いて5倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液2mLを移した。各継代日に各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。培養開始14日目の細胞を5HRPMIを用いて1×10cells/mLとなるよう調製し、インターフェロン(IFN)アルファ(製剤名 スミフェロン:大日本住友製薬;以下、IFN−αと記載する)を終濃度1000U/mLとなるように添加し、37℃、5%COインキュベーター内で1時間静置した。この細胞液を洗浄した後、5HRPMIで懸濁した(IFNα処理)。この際、IFN−αを添加しない群(IFNα未処理)も作製した。
(3)細胞傷害活性の測定
実施例15−(2)で調製した培養開始後14日目の細胞について、実施例1−(5)と同様の方法で、細胞傷害活性を測定した。ただし、標的細胞としてK562、A549及びHT29を使用し、E/T比10、3、1及び0.3について測定を行った。細胞傷害活性測定の結果を表31に示す。
Figure 0005792622
表31に示されるように、OK−432及びRN−T AICを用いた培養により得られた細胞集団をIFN−αで処理することによって、各種の標的細胞に対しての細胞傷害活性が増強されることが明らかとなった。また、この細胞集団は、その活性がNK細胞感受性細胞株として知られるK562のみならず、様々な癌細胞株に対して細胞傷害活性を発揮する高機能性NK細胞であることが確認された。
実施例16 OK−432及び温熱処理細胞を用いたNK細胞培養(温熱処理細胞数の比較)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例3−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−Tを用いた温熱処理細胞の調製
実施例16−(2)で培養したRN−Tを5HRPMIで5×10cells/mLとなるように調製し、1.5mLチューブ(ワトソン社製又はトレフ社製)に0.6mLずつ移し、45℃で1時間ウォーターバスを用いて温熱処理を行った。処理した細胞液を回収、遠心した後、上清を除去し、0.8HCellGroで2、4及び10×10cells/mLとなるようにそれぞれ調整した(以下、この温熱処理後のRN−T細胞を温熱処理RN−Tと記載する)。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例12−(4)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養開始時には12穴細胞培養プレートに、Responder細胞及び実施例16−(3)で各細胞濃度に調整した温熱処理RN−Tを0.95mL/ウェルずつ添加し、計1.9mL/ウェルとした。この際、温熱処理RN−T条件及びOK−432のみを添加する群(以下、対照群と記載)を設定した。実施例12−(4)における13日目の操作を当該実施例においては14日目に行い、18日目まで培養を継続した。培養用基本培地として、培養開始時7日目までは0.8HCellGroを使用し、11日目には0.8HGT−T502を、14日目には0.3HGT−T502を使用した。培養開始後18日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。さらに、実施例1−(4)と同様の方法で、NK細胞含有比率を解析した。結果を表32に示す。
Figure 0005792622
表32に示されるように、OK−432及び温熱処理RN−Tを使用することで、温熱処理RN−T添加群は、対照群と比較して高い拡大培養率及びNK細胞含有比率が得られた。また、これらの効果は培養開始時のResponder細胞に対する温熱処理RN−Tとの比に限定されるものではなく、広範囲の条件で効果が確認された。
すなわち、NK細胞培養時にOK−432及び温熱処理RN−Tを組み合わせることで高い拡大培養率で高純度のNK細胞が得られることが明らかとなった。
実施例17 NK細胞の抗体依存性細胞傷害活性(ADCC)測定
(1)NK細胞集団の拡大培養
実施例16−(4)と同様の方法で、NK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養開始時にはResponder細胞及び実施例5−(3)と同様の方法で調製したAICを0.95mL/ウェルずつ添加し、計1.9mL/ウェルとした。20日目まで培養を継続し、18日目には血清を含まないGT−T502を用いて2倍希釈した後、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。
(2)NK細胞の抗体依存性細胞傷害活性(ADCC)測定
実施例1−(5)と同様の方法で実施例17−(1)で調製した培養開始20日目の細胞について、細胞傷害活性を測定した。ただし、乳癌細胞株であるBT−474、SKBR3、及び胃癌細胞株NCI−N87を使用し、1%BSA/DPBSを用いて1×10cells/mLとなるよう調製した各細胞株にトラスツズマブ製剤(製剤名 ハーセプチン注射用:中外製薬社製)を終濃度10μL/mLとなるよう添加し、4℃で30分間インキュベートした。これを遠心、洗浄した後、2×10cells/mLとなるよう5%ウシ胎児血清を含むRPMI1640培地で調製した細胞液を標的細胞とした。この際、E/T比は10、3及び1とし、トラスツズマブ製剤を添加しない群も作製した。細胞傷害活性測定の結果を表33に示す。
Figure 0005792622
トラスツズマブ製剤は、がん遺伝子として働くHer2(Human Epidermal Growth Factor Receptor Type2)結合抗体であり、NK細胞のFc受容体(CD16分子等)を介した抗体依存性細胞傷害活性(Antibody−Dependent Cell−mediated Cytotoxicity:ADCC)を惹起する。表33に示されるように、OK−432及びRN−T AICを用いた培養により得られた細胞集団は、トラスツズマブ製剤で処理した各種標的細胞に対して、さらに高い細胞傷害活性を示すことが明らかとなった。また当該実施例で使用した細胞株はHer2高発現株であり、これらの細胞集団が様々なHer2発現癌細胞株に対し高い抗体依存性細胞傷害活性を発揮する高機能性NK細胞であることが確認された。
実施例18 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養(添加AIC量の比較)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例3−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。ただし、抗CD3抗体/レトロネクチン固定化プレートは、使用直前にDPBSで2回、GT−T551で1回洗浄した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−Tを用いたAICの調製
実施例18−(2)で調製したRN−Tを用いて、実施例3−(3)と同様の方法でAICを調製した。ただし、培養開始7日目に回収したRN−Tは、X線照射後0.8HCellGroに懸濁して、以下の実験に使用した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例12−(4)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、添加するRN−T AIC細胞数をResponder細胞に対して1倍、5倍及び10倍にそれぞれ設定し、全ての群にOK−432を添加した。また、培養用基本培地として、培養開始時から11日目までは0.8HCellGroを使用し、実施例12−(4)における4、7及び13日目の操作を当該実施例では5、8及び15日目にそれぞれ行った。培養開始後18日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。さらに、実施例1−(4)と同様の方法で、NK細胞含有比率を解析した。結果を表34に示す。
Figure 0005792622
表34に示されるように、添加するRN−T AICの比率を5倍又は10倍と増やすことによって、高い拡大培養率及びNK細胞含有比率(%)が得られた。
すなわち、RN−T AIC量依存的にNK細胞の増殖性が高くなることが明らかとなり、NK細胞培養時においてRN−T AICが好適に使用されることが明らかとなった。
実施例19 OK−432及びAICを用いて培養したNK細胞の凍結・解凍後の細胞傷害活性測定
(1)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例14−(1)と同様の方法で、抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養を行った。
(2)RN−Tを用いたAICの調製
実施例19−(1)で調製したRN−Tを用いて、実施例14−(2)と同様の方法でAICを調製した。
(3)NK細胞集団の拡大培養
実施例14−(3)と同様の方法でNK細胞集団の拡大培養を行った。
(4)NK細胞の保存
実施例19−(3)で調製した16日目の細胞を1×10cells/vialとなるように実施例1−(1)と同様にCP−1/HSAを用いて液体窒素中にて保存した。
(5)NK細胞の解凍
実施例19−(4)で凍結保存した細胞を37℃のウォーターバスで急速解凍後GT−T502を用いて洗浄した。これらの細胞を約2×10cells/mLとなるように0.2H GT−T503を用いて調整し、12穴細胞培養プレートに4mLずつ添加した。また、これらのプレートにIL−2を0(非添加群)、200又は1000U/mLとなるように添加し、5%CO存在下、37℃で一晩インキュベーションした。
(6)NK細胞の細胞傷害活性の測定
実施例19−(3)及び(5)で調製した細胞を用いて、実施例1−(5)と同様の方法により標的細胞A549及びA375に対して凍結保存前後の細胞傷害活性を測定した。ただし、E/T比は10とした。結果を表35に示す。
Figure 0005792622
表35に示されるように、NK細胞は凍結・解凍直後に一旦細胞傷害活性が低下するものの、一晩培養することによって凍結・解凍直後と比較して同等の細胞傷害活性が得られた。また、その活性は、IL−2を添加して培養することによってさらに増強され、凍結前の活性を上回る高い細胞傷害活性を示した。
すなわち、凍結解凍後のNK細胞を一晩培養することにより活性が回復し、更にIL−2を添加することによって細胞傷害活性が高くなることが明らかとなった。
実施例20 OK−432及び温熱処理細胞を用いたNK細胞培養(温熱処理条件の比較−1)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で、抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−Tを用いた温熱処理細胞の調製
実施例20−(2)で調製したRN−Tを、実施例16−(3)と同様の方法で温熱処理RN−Tを調製した。ただし、温熱処理時の温度は45及び48℃とし、処理時間は0.5、1、2又は4時間を設定し、処理時の細胞濃度は0.8HCellGroで2×10cells/mLとなるように調整した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例12−(4)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、AICの代わりに温熱処理RN−Tを用いOK−432添加を組み合わせた群、及びOK−432のみを添加する群(以下、対照群と記載する)を設定した。実施例12−(4)での1及び13日目の操作を当該実施例においては2及び14日目にそれぞれ行い、培養開始後16日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。さらに、実施例1−(4)と同様の方法で、NK細胞含有比率を解析した。結果を表36に示す。
Figure 0005792622
表36に示されるように、OK−432及び温熱処理したRN−Tを使用することで、温熱処理細胞無添加群(対照群)と比較して、高い拡大培養率及びNK細胞含有比率(%)が得られた。また、温熱処理時の温度及び時間は特に限定されるものではなく、広範囲の処理条件で所望の効果が確認された。
すなわち、NK細胞培養時にOK−432及びRN−T温熱処理細胞を組み合わせることで、高い拡大培養率で高純度のNK細胞が得られることが明らかとなった。
実施例21 OK−432及び温熱処理細胞を用いたNK細胞培養(温熱処理条件の比較−2)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−Tを用いた温熱処理細胞の調製
実施例21−(2)で調製したRN−Tを、1又は2×10cells/mLとなるようにGT−T551を用いて懸濁した。200mL分離バッグ(テルモ社製)に調製した細胞液50mLを移し、45℃で0.25又は0.5時間ウォーターバスを用いて温熱処理を行った。ただし、細胞濃度2×10cells/mLの条件では、45℃で0.5時間の温熱処理のみ行った。温熱処理後の細胞液を50mLコニカルチューブ(コーニング社製)に回収し、440×g、室温で5分間遠心した。遠心後、上清を除去し、0.8HCellGroに2×10cells/mLとなるように細胞を懸濁した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例12−(4)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養開始時には12穴細胞培養プレートに、Responder細胞及び実施例21−(3)で調製した温熱処理RN−Tを0.95mL/ウェルずつ添加し、計1.9mL/ウェルとした。3日目に、各ウェルに0.8HCellGro1.9mLを添加した。7日目に、各ウェルの細胞液を0.8HCellGroを用いて6倍希釈し、新しいT25細胞培養フラスコ(ファルコン社製またはコーニング社製)に細胞液1.4mLを移し、立てて培養した。同様の継代操作を11日目及び14日目に実施し、17日目まで培養を継続した。なお、11日目び14日目の細胞液の希釈は、それぞれ0.8HGT−T502による5倍希釈、0.29HGT−T502による3倍希釈とした。培養開始後17日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。さらに、実施例1−(4)と同様の方法で、NK細胞含有比率を解析した。結果を表37に示す。
Figure 0005792622
表37に示されるように、OK−432のみを添加し、温熱処理細胞を添加しなかった対照群と比較して、OK−432及び温熱処理したRN−Tを添加した群では、温熱処理時の時間及び細胞濃度が特に限定されることなく、広範囲の処理条件で所望の効果が確認された。
すなわち、NK細胞培養時にOK−432及びRN−T温熱処理細胞を組み合わせることによって、高い拡大培養率と高純度のNK細胞が得られることが明らかとなった。
実施例22 NK細胞を用いたマルチファンクション能の測定
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で、抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−Tを用いたAICの調製
実施例18−(3)と同様の方法で、AICの調製を行った。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例21−(4)と同様の方法で、NK細胞の拡大培養を行った。ただし、温熱処理細胞の代わりに実施例22−(3)で調製したAICを使用し、実施例21−(4)における3日目の操作を当該実施例では2日目に行い、培養を22日目まで継続した。
(5)NK細胞のマルチファンクション能の測定
実施例22−(4)で調製した培養開始後22日目の細胞を、エフェクター細胞として3×10cells/mLとなるように5HRPMIで希釈後、96穴細胞培養プレートの各ウェルに100μL/ウェルずつ分注しておき、これらに1×10cells/mLとなるように調製した標的細胞(K562)を100μL/ウェルずつ添加した。この際、標的細胞(T)に対するエフェクター細胞(E)の比、すなわちE/T比は、3とした。PE/Cy5標識マウスCD107a抗体(abcam社製)を1μL/ウェルずつ添加し、37℃1時間インキュベーションした。さらに、BrefeldinA(シグマ社製)を終濃度10μg/mLとなるように添加後、37℃3時間インキュベーションした。インキュベーション後のプレートを250×g、5分遠心し、上清を除去後、1%BSA/DPBS中に懸濁し、ECD標識マウス抗ヒトCD3抗体及びPC7標識マウス抗ヒトCD56抗体(全てベックマンコールター社製)を添加した。同様に、各細胞集団の一部には、ネガティブコントロールとしてFITC標識マウスIgG1/RD1標識マウスIgG1/PC5標識マウスIgG1(ベックマンコールター社製)を添加した。各々の抗体を添加した後で、4℃で30分インキュベートし、その後、細胞を0.1%BSA/DPBSで洗浄した。細胞内サイトカイン測定のために、IntraPrep(ベックマンコールター社製)を使用した。細胞の固定化及び膜透過処理を目的としてIntraPrepReagentを使用した後、FITC標識マウス抗ヒトTNF−α抗体(BD Biosciences社製)及びPE標識マウス抗ヒトIFN−γ抗体(ベックマンコールター社製)を添加した。各々の抗体を添加した後で、室温で15分インキュベートした。インキュベーション後のプレートを250×g、5分遠心し、上清を除去後、0.1%BSA/DPBSで懸濁した。これらの細胞をフローサイトメトリーに供し、CD3陰性及びCD56陽性細胞群をNK細胞として、NK細胞中のCD107a、TNF−α及びIFN−γ陽性率を算出して、マルチファンクション能の解析を行った。CD107a、TNF−α及びIFN−γのうち3つを同時に発現する細胞を+++、うち2つを発現する細胞を++、うち1つを発現する細胞を+、いずれも発現しない細胞を−として、マルチファンクション性を解析した。結果を表38に示す。
Figure 0005792622
表38に示されるように、NK細胞を標的細胞と混合することで、マルチファンクション能が上がることが確認された。
すなわち、当該培養法で培養したNK細胞は高い多機能性を有し、その機能は腫瘍細胞と混合した際さらに高くなることが明らかとなり、機能性の高いNK細胞であることが示された。
実施例23 OK−432及びマイトマイシン処理細胞を用いたNK細胞培養
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−Tを用いたマイトマイシンC処理細胞の調製
実施例23−(2)で調製したRN−Tを、2×10cells/mLとなるように5HRPMIを用いて懸濁した。15mLコニカルチューブ(コーニング社製)に調製した細胞液5mLを移し、マイトマイシンC(製剤名:マイトマイシン協和S、協和発酵キリン社製)を終濃度10又は20μg/mLとなるように添加し、37℃で0.5又は1.0時間インキュベーションした。反応後、440×g、室温で5分間遠心した。遠心後、上清を除去し、5HRPMIを用いて同様に2回洗浄を行った後、0.8%HCellGroを用いて2×10cells/mLとなるように調整した。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例21−(4)と同様の方法で、NK細胞の拡大培養を行った。ただし、温熱処理細胞の代わりにマイトマイシンC処理細胞条件群を設定した。また、対照群はOK−432のみ添加した。実施例21−(4)における3日目の操作を当該実施例では1日目に行い、培養を18日目まで継続した。培養開始後18日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。さらに、実施例1−(4)と同様の方法で、NK細胞含有比率を解析した。結果を表39に示す。
Figure 0005792622
表39に示されるように、OK−432のみを添加し、マイトマイシンC処理細胞を添加しなかった対照群と比較して、OK−432及びマイトマイシンC処理したRN−Tを添加した群ではマイトマイシンC処理時の濃度及び時間は特に限定されることなく、広範囲の処理条件で所望の効果が確認された。
すなわち、NK細胞培養時にOK−432及びマイトマイシンC処理RN−T細胞を組み合わせることで、高い拡大培養率で高純度のNK細胞が得られることが明らかとなった。
実施例24 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養(AIC処理細胞の比較)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で、抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。また、抗ヒトCD3抗体のみを固定化するプレートも作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞及び抗CD3抗体刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。また、同様に、実施例24−(1)で作製した抗ヒトCD3抗体のみを固定化したプレートを用いて、抗CD3抗体刺激により拡大培養したT細胞(以下OKT3−Tと記載)も調製した。
(3)RN−T及びOKT3−Tを用いたAICの調製
実施例18−(3)と同様の方法で、RN−T AICの調製を行った。この際、実施例24−(2)で調製したOKT3−Tを用いて、AICを同様に調製した(以下、OKT3−T AICと記載する)。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例23−(4)と同様の方法で、NK細胞の拡大培養を行った。ただし、実施例24−(3)で調製したRN−T AIC、OKT3−T AIC、又は実施例1−(2)と同様の方法で調製したPBMC AICを初日に添加する群も設定した。また、培養7日目にもRN−T AIC、OKT3−T AIC又はPBMC AICを1×10cells/フラスコずつ添加した。また、OK−432のみを添加したものを対照群とした。培養開始後18日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。さらに、実施例1−(4)と同様の方法で、NK細胞含有比率を解析した。結果を表40に示す。
Figure 0005792622
表40に示されるように、PBMC AICを用いた場合と比較して、RN−T AIC又はOKT3−T AICを用いた群では、高い拡大培養率とNK細胞含有比率が得られた。
すなわち、NK細胞培養時に用いるAICをOKT3−T又はRN−Tにすることによって、高い拡大培養率で高純度のNK細胞が得られることが明らかとなった。
また、AICを調製するためにPBMCを使用することはその分血液を多量に必要とするが、少量の血液から拡大培養したOKT3−T又はRN−Tを使用することで、患者本人への肉体的負担を低減しながら、より純度の高い高機能NK細胞を大量に得ることができる。よって、当該発明により、より肉体的負担の少ないNK拡大培養技術が利用可能となる。
実施例25 OK−432及び温熱処理細胞を用いたNK細胞培養(温熱処理細胞の比較)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例24−(1)と同様の方法で、抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレート、ならびに抗ヒトCD3抗体のみを固定化するプレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞及び抗CD3抗体刺激T細胞の拡大培養
実施例24−(2)と同様の方法で、RN−T及びOKT3−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−T及びOKT3−Tを用いた温熱処理細胞の調製
実施例16−(3)と同様の方法で、温熱処理細胞の調製を行った。この際、実施例25−(2)で調製したOKT3−Tを用いて同様に温熱処理細胞を調製した(以下、温熱処理OKT3−T細胞と記載する)。
(4)NK細胞集団の拡大培養
実施例24−(4)と同様の方法で、NK細胞の拡大培養を行った。ただし、実施例25−(3)で調製した温熱処理RN−T細胞及び温熱処理OKT3−T細胞を使用するか、または対照群としてOK432のみ添加する群も設定した。培養開始後18日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。さらに、実施例9−(6)と同様の方法で、NK細胞含有比率及びCD16陽性CD56陽性細胞含有比率を解析した。結果を表41に示す。
Figure 0005792622
表41に示されるように、温熱処理OKT3−T細胞を用いた場合と比較して、温熱処理RN−T細胞を用いた群では、高い拡大培養率及びNK細胞含有比率、ならびに16陽性CD56陽性細胞含有比率が得られた。
すなわち、NK細胞培養時に用いる温熱細胞をRN−Tにすることによって、より高い拡大培養率で高純度、高機能のNK細胞が得られることが明らかとなった。
実施例26 免疫不全マウス異種腫瘍モデルを用いたヒトNK細胞の抗腫瘍活性の評価
(1)マウスと群構成
NOD/scidマウス(日本クレア社製)7週齢、雌16匹を、以下の表42に示す群構成とした。ヒトNK細胞投与群はB−D群である。なお、各群はN=4とした。
Figure 0005792622
(2)抗アシアロGM1抗体の投与
抗アシアロGM1抗体処理は、NOD/scidマウスにおいてマウスNK細胞を除去し、ヒト細胞の生着を高めることが知られている。A549の接種前日及びヒトNK細胞1回目投与前日に、抗アシアロGM1抗体溶液(和光純薬社製)20μLを0.4%HSA含有生理食塩水(大塚製薬社製)0.38mLで希釈し、全量をマウスの腹腔内に投与した。
(3)NOD/scid−A549の異種腫瘍モデル
NOD/scidマウスの全群にX線照射(3Gy)し、麻酔下で右鼠蹊部を9平方センチメントール程剃毛し、RPMI1640培地に5×10cells/mLとなるように調製したA549を0.1mL皮下接種した。
(4)投与ヒトNK細胞の培養・調製
実施例14−(3)と同様の方法で、ヒトNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養16日目に、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加し、18日目に、CultiLife Eva内の細胞液338mLを0.2%HSA/GT−T503を用いて総液量を675mLとした後、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加し、CultiLife Evaに移し替えた。培養は、21日目まで継続した。
(5)ヒトNK細胞の投与
腫瘍接種7日後、9日後及び12日後の計3回、以下の処置を行った。
A群には、4%HSA含有生理食塩水を0.3mL尾静脈投与した。B群には、4%HSA含有生理食塩水にて3.33×10cells/mLに調製したヒトNK細胞を0.3mL尾静脈投与した。C群には、実施例(15)−2と同様の方法でIFNα処理を行ったヒトNK細胞を4%HSA含有生理食塩水にて3.33×10cells/mLに調製し、0.3mL尾静脈投与した。D群には、4%HSA含有生理食塩水にて1.00×10cells/mLに調製したヒトNK細胞を0.1mL腫瘍内投与した。
(6)NOD/scid−A549の異種腫瘍モデルにおけるヒトNK細胞投与後の抗腫瘍活性の評価
各個体における腫瘍体積を腫瘍接種後42日目に、電子ノギスを用いて測定した。その結果を表43に示す。
腫瘍体積を、以下の式(3):
Figure 0005792622
[式中、R1は短直径、R2は長直径を表す]
を用いて算出した。
Figure 0005792622
また、各個体における腫瘍接種後42日目の腫瘍重量を測定した。結果を表44に示す。
Figure 0005792622
表43及び44に示されるように、当該培養法で拡大培養したヒトNK細胞を投与した群は、コントロール群(A群)と比較して腫瘍体積及び重量ともに小さく、高い抗腫瘍活性を有することが明らかとなった。この効果は、ヒトNK細胞をIFNαで処理して投与することにより増強された。また、腫瘍内投与を行った場合、より顕著な抗腫瘍活性が示され、当該培養法で拡大培養したヒトNK細胞の高い有効性が認められた。
以上の結果により、当該培養法で培養したヒトNK細胞投与による治療が極めて有効であることが確認された。
実施例27 免疫不全マウス異種腫瘍転移モデルを用いたヒトNK細胞の転移抑制活性の評価
(1)マウスと群構成
NOD/scidマウス7週齢、雌20匹を、以下の表45に示す群構成とした。ヒトNK細胞投与群はB−E群である。なお、各群はN=4とした。
Figure 0005792622
(2)抗アシアロGM1抗体の投与
A549接種前日に、抗アシアロGM1抗体溶液20μLを0.4%HSA含有生理食塩水0.38mLで希釈し、全量をマウスの腹腔内に投与した。
(3)NOD/scid−A549の異種腫瘍転移モデル
NOD/scidマウスの全群にX線照射(3Gy)し、RPMI1640培地に6.6×10cells/mLとなるように調製したA549を0.3mL尾静脈投与した。
(4)ヒトNK細胞の培養
実施例26−(4)と同様の方法で、NK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養21日目に、CultiLife Eva内の細胞液338mLを0.2%HSA/GT−T503を用いて総液量を675mLとした後、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。培養は23日目まで継続した。
(5)投与用細胞の調製
培養開始18日目、21日目及び23日目の細胞を、実施例15−(2)と同様の方法でIFNαで処理した群を作製した(IFN−α処理NK細胞)。ただし、GT−T503で5×10cells/mLとなるよう調製した細胞液を用いてIFNα処理をした。同様に、IL−2を終濃度1000U/mLとなるように添加するか(IL−2処理NK細胞)又はIFN−αとIL−2をそれぞれ終濃度1000U/mLとなるように添加(IFNα+IL−2処理NK細胞)する条件を設定し、それぞれ37℃、5%COインキュベーター内で1時間静置した。その他に、37℃、5%COインキュベーター内で1時間静置のみの条件を設定した。
ヒトNK細胞及び各処理ヒトNK細胞を、4%HSA含有生理食塩水を用いて3.33×10cells/mLに調製した。
(6)ヒトNK細胞の投与
腫瘍投与したのち、3日後、6日後及び8日後の計3回、以下の処置を行った。
A群には、4%HSA含有生理食塩水を0.3mL尾静脈投与した。B群にはヒトNK細胞を、C群にはIFNα処理ヒトNK細胞を、D群にはIL−2処理ヒトNK細胞を、E群にはIFNα+IL−2処理ヒトNK細胞を、それぞれ0.3mL尾静脈投与した。
(7)NOD/scid−A549の異種腫瘍転移モデルにおけるヒトNK細胞投与後の抗腫瘍活性の評価
各個体における腫瘍投与後31日目の肝重量を測定した。その結果を表46に示す。
Figure 0005792622
表46に示されるように、当該培養法で拡大培養したヒトNK細胞を投与した群は、コントロール群と比較して肝重量が低く、高い転移抑制活性を有することが明らかとなった。以上の結果により、当該培養法で培養したヒトNK細胞投与による治療が極めて有効であることが確認された。
実施例28 OK−432及びAICを用いたNK細胞拡大培養法とOKT−3を用いたNK細胞拡大培養法との比較
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で、抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−T AICの調製
実施例18−(3)と同様の方法でRN−T AICを調製した。
(4)OK−432及びAICを用いたNK細胞集団の拡大培養
実施例1−(1)と同様の方法でPBMCの分離を行い、凍結保存を実施せずにNK細胞拡大培養に使用した。分離したPBMCを0.8HCellGroで2×10cellsとなるように調製し、0.25mLずつ48穴細胞培養プレート(コーニング社製)に添加した。実施例28−(3)で調製したRN−T AICを0.25mLずつ添加し、OK−432を終濃度0.05KE/mL、IL−2を終濃度200U/mLとなるように添加し、培養を開始した。
培養開始2日目に、プレートの各ウェルに0.8HCellGroを0.5mLずつ添加し、終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。4日目に、各ウェルに終濃度200U/mLとなるようにIL−2を添加した。7日目には、各ウェルの細胞液を0.8HCellGroを用いて6倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液1.596mLを移した。11日目に、各ウェルの細胞液を0.8HGT−T502を用いて5倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液1.330mLを移した。14日目には、0.3HGT−T502を用いて3倍希釈し、新しい24穴細胞培養プレートに希釈した細胞液2.0mLを移し、18日目まで培養を継続した。当該実施例において、以下、本法をA法と記載する。
(5)OKT−3を用いたNK細胞集団の拡大培養
(参考文献 Aliciら、BLOOD、2008年、第111巻、第3155−3162頁、及び米国公開第2003/0068306号公報)
実施例1−(1)と同様の方法でPBMCの分離を行い、凍結保存を実施せずにNK細胞拡大培養に使用した。分離したPBMCを、5HCellGroで0.5×10cells/mLとなるように調整し、1mLずつ48穴細胞培養プレートに添加した。OKT−3を終濃度10ng/mL、IL−2を終濃度500U/mLとなるように添加し、培養を開始した。
培養5日目に細胞を500×gで5分間遠心分離した後、上清を捨て、2mLの5HCellGroで懸濁した。全量を新しい24穴細胞培養プレートに添加後、IL−2を終濃度500U/mLとなるように添加した。培養7日目、9日目、11日目、13日目及び15日目に細胞液1mLを新しい24穴細胞培養プレートに移し、1mLの5HCellGroを添加した後、IL−2を終濃度500U/mLとなるように添加した。18日目まで培養を継続した。当該実施例において、以下、本法をB法と記載する。
(6)表面抗原の解析
実施例28−(4)及び実施例28−(5)のNK細胞集団の拡大培養において、実施例14−(4)と同様の方法で、T細胞含有比率、NK細胞含有比率、CD16陽性CD56陽性細胞含有比率及びNKG2D陽性CD56陽性細胞含有比率を解析した。結果を表47に示す。
Figure 0005792622
表47に示されるように、培養後のNK細胞の比率はA法の方が顕著に高く、さらに高い比率でCD16及びNKG2Dが発現しており、抗体依存性細胞傷害活性の発揮に重要な役割を果たすCD16分子を発現する高機能性NK細胞及びNKG2Dを介した高い細胞傷害活性を示す高機能性NK細胞を高含有することが確認された。
(7)細胞傷害活性の測定
実施例28−(4)及び実施例28−(5)で調製した培養開始後18日目の細胞について、実施例14−(5)と同様の方法で、細胞傷害活性を測定した。結果を表48に示す。
Figure 0005792622
表48に示すように、A法で得られた細胞集団は、各種の標的細胞に対して、B法で得られた細胞集団よりも高い細胞傷害活性を示すことが明らかとなった。またその活性の差は、MHC classI発現細胞株A549に対して顕著に確認され、様々な癌細胞株に対して細胞傷害活性を発揮する高機能性NK細胞であることが確認された。
すなわち本発明の方法により拡大培養されたNK細胞集団は、他の培養法と比較して、CD3陰性CD56陽性細胞の純度が高く、高い比率でCD16及びNKG2Dを発現しており、高い細胞傷害性を有する高機能性NK細胞集団であることが明らかとなった。
実施例29 純化したCD3陰性CD56陽性細胞の拡大培養
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−T AICの調製
実施例18−(3)と同様の方法で、RN−T AICを調製した。
(4)CD3陰性CD56陽性細胞の純化
実施例1−(1)と同様の方法でPBMCの分離を行い、凍結保存を実施せずにCD3陰性CD56陽性細胞の純化に使用した。5×10個の細胞を0.4mLの0.5%BSA及び2mMのエチレンジアミン四酢酸(EDTA、ナカライテスク社製)を添加したDPBS(以下セレクションバッファーと記載)に懸濁し、0.1mLのCD3マイクロビーズ(ミルテニーバイオテク社製)を添加し、4℃で15分間インキュベートした。セレクションバッファーを5mL添加し、300×gで10分間遠心分離した後、上清を除き、0.5mLのセレクションバッファーに懸濁した。あらかじめ磁場に固定し、3mLのセレクションバッファーを通したLSカラム(ミルテニーバイオテク社製)に細胞懸濁液を通し、3mLのセレクションバッファーでカラムを3回洗浄することで、カラムへの非結合画分を回収し、3.5×10個のCD3陰性細胞を得た。
得られたCD3陰性細胞を0.28mLのセレクションバッファーに懸濁し、70μLのCD56マイクロビーズ(ミルテニーバイオテク社製)を添加し、4℃で15分間インキュベートした。セレクションバッファーを5mL添加し、300×gで10分間遠心分離した後、上清を除き、0.5mLのセレクションバッファーに懸濁した。あらかじめ磁場に固定し、0.5mLのセレクションバッファーを通したMSカラム(ミルテニーバイオテク社製)に細胞懸濁液を通し、0.5mLのセレクションバッファーでカラムを3回洗浄した。カラムを磁場からはずし、1mLのセレクションバッファーをカラムに通すことで、7.2×10個のCD3陰性CD56陽性細胞を得た。
(5)OK−432及びAICを用いたNK細胞集団の拡大培養
実施例29−(4)で純化したCD3陰性CD56陽性細胞を0.8HCellGroで2×10cellsとなるように調製し、0.25mLずつ48穴細胞培養プレートに添加した。AICは添加又は非添加条件で実施し、添加条件では実施例29−(3)で調製したRN−T AICを0.25mLずつ添加し、非添加条件では0.8HCellGroを0.25mLずつ添加した。OK−432を終濃度0.05KE/mL、IL−2を終濃度200U/mLとなるように添加し、培養を開始した。
培養開始2日目以降、培養を実施例28−(4)と同様に実施した。当該実施例において、以下、本法をA’法と記載する。
(6)X−VIVO 10培地(Lonza社製)を用いたNK細胞集団の拡大培養
(参考文献Koehlら、BLOOD Cells,Molecules,and Diseases、2004年、第33巻、第261−266頁)
実施例29−(4)で純化したCD3陰性CD56陽性細胞を、10%ヒトAB型血清を含むX−VIVO 10培地(以下10HX−VIVOと記載)で1×10cells/mLとなるように調製し、0.5mLずつ48穴細胞培養プレートに添加した。IL−2を終濃度1000U/mLとなるように添加し、培養を開始した。
培養3日目に0.5mLの10HX−VIVOを添加し、IL−2を終濃度1000U/mLとなるように添加した。培養6日目に細胞液全量を新しい24穴細胞培養プレートに移した後、1mLの10HX−VIVOを添加し、IL−2を終濃度1000U/mLとなるように添加した。9日目、12日目及び15日目に培養上清1mLを除去し、1mLの10HX−VIVOを添加した後、IL−2を終濃度1000U/mLとなるように添加した。18日目まで培養を継続した。当該実施例において、以下、本法をC法と記載する。
(7)細胞数測定及び表面抗原の解析
実施例29−(5)及び実施例29−(6)のNK細胞集団の拡大培養において、培養開始後18日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。また、実施例14−(4)と同様の方法で、T細胞含有比率、NK細胞含有比率、CD16陽性CD56陽性細胞含有比率及びNKG2D陽性CD56陽性細胞含有比率を解析した。結果を表49に示す。
Figure 0005792622
表49に示されるように、純化した末梢血CD3陰性CD56陽性細胞を用いた培養における拡大培養率は、X−VIVO 10培地を用いた拡大培養法(C法)に比べてOK−432を用いた拡大培養法(A’法)の方が顕著に高かった。A’法においてAICを用いた条件でより高い拡大培養率となった。また、培養後のNK細胞の比率及びNKG2D発現率はA’法とC法で同等であったが、抗体依存性細胞傷害活性の発揮に重要な役割を果たすCD16分子の発現はAICの有無に関わらずA’法の方が高く、高い細胞傷害活性を示す高機能性NK細胞を高含有することが確認された。
(8)細胞傷害活性の測定
実施例29−(5)及び実施例29−(6)で調製した培養開始後18日目の細胞について、実施例1−(5)と同様の方法で、細胞傷害活性を測定した。ただし、標的細胞としてA549を使用し、E/T比10、3、1及び0.3について測定を行った。細胞傷害活性測定の結果を表50に示す。
Figure 0005792622
表50に示すように、A’法で得られた細胞集団は、AICの使用の有無に関わらず、MHC classI発現細胞株A549に対してC法よりも高い細胞障害活性を示すことが明らかとなった。
すなわち、本発明によるNK細胞拡大培養では、培養開始細胞として純化した末梢血CD3陰性CD56陽性細胞を用いた場合においても、他の培養法と比較して顕著に高い拡大培養率を示し、高い細胞傷害性を有するNK細胞を高純度で培養できることが明らかとなった。
実施例30 拡大培養後のNK細胞と末梢血由来CD3陰性CD56陽性細胞との活性比較
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチンの固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で、抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例3−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−T AICの調製
実施例18−(3)と同様の方法で、RN−T AICを調製した。
(4)末梢血CD3陰性CD56陽性細胞の純化
実施例29−(4)と同様の方法で、CD3陰性CD56陽性細胞を純化した。
(5)OK−432及びAICを用いたNK細胞集団の拡大培養
NK細胞集団の拡大培養を、PBMC又は純化したCD3陰性CD56陽性細胞を用いて実施した。PBMCを用いた拡大培養は、実施例28−(4)と同様の方法によって実施した。また、純化したCD3陰性CD56陽性細胞を用いた拡大培養は、実施例29−(5)と同様に実施した。ただし、AIC添加条件のみ実施した。
(6)拡大培養後の細胞数測定
実施例30−(5)のNK細胞集団の拡大培養において、培養開始後18日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表51に示す。
Figure 0005792622
表51に示すように、OK−432及びAICを用いたNK細胞集団の拡大培養では、培養開始細胞がPBMCあるいは純化したCD3陰性CD56陽性細胞のいずれであっても、同等の拡大培養率が得られることが明らかとなった。
(7)表面抗原の解析
実施例14−(4)と同様の方法で、実施例30−(4)の純化した末梢血CD3陰性CD56陽性細胞及び実施例30−(5)の培養後の細胞にて、T細胞含有比率、NK細胞含有比率及びCD16陽性CD56陽性細胞含有比率を解析した。結果を表52に示す。
Figure 0005792622
表52に示すように、OK−432及びAICを用いたNK細胞集団の拡大培養では、培養開始細胞としてPBMCあるいは純化したCD3陰性CD56陽性細胞のいずれを用いた場合においても、同等に高純度および高CD16陽性率を示す高機能NK細胞が得られることが明らかとなった。また、培養18日目の細胞は、培養前のCD3陰性CD56陽性細胞と比較してCD16発現率が高く、本発明により拡大培養された細胞集団は、機能的に優れた細胞集団であることが示された。
(8)細胞傷害活性の測定
実施例30−(4)の純化した末梢血CD3陰性CD56陽性細胞及び実施例30−(5)の培養後細胞にて、実施例14−(5)と同様の方法で細胞傷害活性を測定した。結果を表53に示す。
Figure 0005792622
表53に示すように、OK−432及びAICを用いたNK細胞集団の拡大培養で得られた細胞集団は、培養開始細胞としてPBMCあるいは純化したCD3陰性CD56陽性細胞のいずれを用いた場合においても、各種の標的細胞に対して、純化末梢血CD3陰性CD56陽性細胞よりも高い細胞障害活性を示すことが明らかとなった。また、その活性の差は、MHC classI発現細胞株A549に対して顕著に確認され、これらの細胞集団が様々な癌細胞株に対して細胞傷害活性を発揮する高機能性NK細胞であることが確認された。さらに、培養開始細胞に純化したCD3陰性CD56陽性細胞を用いることで、さらに高い細胞障害活性を示すNK細胞集団が得られることが明らかとなった。
すなわち本発明は、末梢血CD3陰性CD56陽性細胞の機能性を高める効果のある培養法であることが明らかとなった。
実施例31 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養と各種NK細胞培養方法との比較
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で、抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例12−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。ただし、培養期間は15日間とした。
(3)RN−Tを用いたAICの調製
実施例31−(2)で調製したRN−Tを用いて、実施例5−(3)と同様の方法でAICを調製した。ただし、培養開始8日目のRN−Tを用いて調製したRN−T AICを2×10cells/mLとなるように、培養開始15日目のRN−Tを用いて調製したRN−T AICは1×10cells/mLとなるように、それぞれ0.8HCellGroに懸濁した。
(4)OK−432及びAICを用いたNK細胞集団の拡大培養
実施例17−(1)と同様の方法でNK細胞の拡大培養を行った。ただし、培養7日目には、各ウェルの細胞液1.4mLを新しいT25細胞培養フラスコに移し、0.8HCellGroを用いて6倍希釈した。同様の継代操作を11日目及び14日目に実施し、16日目まで培養を継続した。培養11日目及び14日目の細胞液の希釈は、それぞれ0.8HGT−T502による5倍希釈、0.3HGT−T502による3倍希釈とした。培養開始7日目に実施例31−(3)で調製した2種のRN−T AICをそれぞれ2.5×10cells/フラスコずつ添加した。培養開始後16日目まで培養を継続した。当該実施例及び実施例32において、以下、本法をA’’法と記載する。
(5)抗ヒトCD16抗体固定化フラスコの作製
T25細胞培養フラスコに終濃度1μg/mLのLEAF purified anti−human CD16(BioLegend社製;以下、抗ヒトCD16抗体と記載する)を含むDPBSを0.57mL/フラスコずつ添加して、必要本数のフラスコを作製し、5%CO存在下、37℃で一晩インキュベートした。なお、抗ヒトCD16抗体固定化フラスコは、使用直前にDPBSで2回洗浄した。
(6)OK−432及び抗ヒトCD16抗体を用いたNK細胞集団の拡大培養
(参考文献 特許公開第2007−297291号公報、特許第4275680号公報)
実施例1−(1)と同様の方法で調製したPBMCを、1×10cells/mLとなるように5%ヒトAB型血清を含むAIM V Medium(インビトロジェン社製、以下5HAIM Vと記載)で懸濁後、実施例31−(5)で作製した抗ヒトCD16抗体固定化フラスコに1.7mL/フラスコずつ添加した。各フラスコにOK−432を終濃度0.01KE/mL、IL−2を終濃度700U/mLとなるように添加し、これらのフラスコを5%CO存在下、39℃で培養を開始した(培養0日目)。ただし、1日目以降、これらのフラスコを5%CO存在下、37℃で培養した。4日目に、各フラスコの細胞液を全量回収し、320×g、室温で遠心した後、上清を除去した。各フラスコより回収した細胞をそれぞれ1×10cells/mLとなるように5HAIM Vで懸濁後、新しいT25細胞培養フラスコに全量添加した。6日目に、各フラスコの細胞液を0.1×10cells/mL、計1.3mL/フラスコとなるように5HAIM Vを用いて希釈し、新しいT25細胞培養フラスコに添加した。11日目に、各フラスコへ5HAIM Vを2.6mL添加し、計3.9mL/フラスコとした。上記培養4日目、6日目及び11日目に加え、14日目には各フラスコヘIL−2を終濃度700U/mLとなるように添加し、16日目まで培養を継続した。当該実施例において、以下、本法をD法と記載する。
(7)抗ヒトCD52抗体及び抗ヒトCD3抗体固定化プレートの作製
24穴細胞培養プレートに終濃度0.1μg/mLの抗ヒトCD3抗体及び終濃度20μg/mLのRAT ANTI HUMAN CD52(AbD Serotec社製;以下、抗ヒトCD52抗体と記載する)を含むDPBSを0.5mL/ウェルずつ添加して必要ウェル数を作製し、4℃で一晩静置した。なお、抗ヒトCD52抗体/抗ヒトCD3抗体固定化プレートは、使用直前にDPBSで2回洗浄した。
(8)抗ヒトCD3抗体及び抗ヒトCD52抗体を用いたNK細胞集団の拡大培養
(参考文献 特許公開第2006−340698号公報)
実施例1−(1)と同様の方法で調製したPBMCを1×10cells/mLとなるようにKBM540(コージンバイオ社製)で懸濁後、実施例31−(7)で作製した抗ヒトCD52抗体/抗ヒトCD3抗体固定化プレートに、1mL/ウェルずつ添加した。3日目に、各フラスコへKBM540を1mLずつ添加し、計2mL/フラスコとした。5日目に、各フラスコの細胞液1mLを新しい6穴細胞培養プレート(ベクトン ディッキンソン社製又はコーニング社製)に移し、KBM540を用いて11倍希釈した。同様の継代操作を9日目及び14日目に実施し、それぞれの細胞液の希釈はKBM540による2倍希釈とした。上記培養3日目、5日目、9日目及び14日目に加え、7日目及び11日目には各ウェルヘIL−2を終濃度200U/mLとなるように添加し、16日目まで培養を継続した。当該実施例において、以下、本法をE法と記載する。
(9)細胞数測定
実施例31−(4)、実施例31−(6)及び実施例31−(8)のNK細胞集団の拡大培養において、培養開始後16日目にトリパンブルー染色法にて生細胞数を計測し、培養開始時の細胞数と比較して拡大培養率を算出した。結果を表54に示す。
Figure 0005792622
(10)培養後細胞集団の表面抗原の解析
実施例31−(4)、実施例31−(6)及び実施例31−(8)で調製した培養開始後16日目の細胞について、実施例14−(4)と同様の方法で、CD3陽性CD56陰性細胞(T細胞)、CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)、CD16陽性CD56陽性細胞含有比率及びCD56陽性NKG2D陽性細胞含有比率を解析した。ただし、この際、FITC標識マウス抗ヒトCD69抗体(eBioscience社製)、及びFITC標識マウス抗ヒトCXCR3抗体(R&D Systems社製)を用いて、CD69陽性CD56陽性細胞含有比率及びCXCR3陽性CD56陽性細胞含有比率を解析した。結果を表55に示す。
Figure 0005792622
表54に示されるように、拡大培養率は、OK432及びAICを用いた拡大培養法(A’’法)では、抗ヒトCD3抗体及び抗ヒトCD52抗体を用いた拡大培養法(E法)と同等であり、OK432及び抗ヒトCD16抗体を用いた拡大培養法(D法)に比べて高かった。表55に示されるように、培養後のNK細胞の比率はA’’法にて顕著に高く、さらに高い比率でCD16、NKG2D、CD69及びCXCR3を発現していた。CD69は、activation inducer molecule(AIM)としても知られており、白血球の活性化初期に表出され、NK細胞では標的細胞融解作用に関与する。CXCR3はケモカインであるCXCL9及びCXCL10のリガンドであり、これらのケモカイン発現がん細胞への高い遊走能及び集積能を示すと考えられる。したがって、A’’法で得られたNK細胞には、高い比率でCD16、NKG2D、CD69及びCXCR3を発現する高機能性NK細胞を高含有し、また同時に、生体内での癌細胞への遊走能及び局所への集積能の高いと考えられるNK細胞が高含有されていることが確認され、極めて優れた抗腫瘍活性を発揮することが期待されるNK細胞集団であることが明らかとなった。
(11)細胞傷害活性の測定
実施例31−(4)、実施例31−(6)及び実施例31−(8)で調製した培養開始後16日目の細胞について、実施例14−(5)と同様の方法で、細胞傷害活性を測定した。細胞傷害活性測定の結果を表56に示す。
Figure 0005792622
表56に示されるように、A’’法で得られた細胞集団は、各種の標的細胞に高い細胞傷害活性を示すことが明らかとなった。また、その活性は、NK細胞感受性細胞株として知られるK562のみならず、MHC classI発現細胞株A549に対しても確認され、この細胞集団が、様々ながん細胞株に対して細胞傷害活性を発揮する高機能性NK細胞であることが確認された。
すなわち、本発明A’’法は、既知のNK細胞培養方法であるD法及びE法と比較して、CD3陰性CD56陽性CD16陽性の表現型を示し、より高い細胞傷害性を有する細胞集団を純度良く得ることが可能な培養方法であることが明らかとなった。
実施例32 OK−432及びAICを用いたNK細胞培養と各種NK細胞培養方法との比較(同じ培養用基本培地条件下での初期刺激の比較)
(1)抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートの作製
実施例18−(1)と同様の方法で、抗ヒトCD3抗体及びレトロネクチン固定化プレートを作製した。
(2)抗CD3抗体/レトロネクチン刺激T細胞の拡大培養
実施例31−(2)と同様の方法で、RN−Tの拡大培養を行った。
(3)RN−Tを用いたAICの調製
実施例31−(3)同様の方法で、AICを調製した。
(4)NK細胞集団の拡大培養(OK−432及びAICを用いたNK細胞培養)
実施例31−(4)と同様の方法で、NK細胞の拡大培養を行った(A’’法)。
(5)抗ヒトCD16抗体の固定化プレートの作製
12穴細胞培養プレートに終濃度1μg/mLの抗ヒトCD16抗体を含むDPBSを0.217mL/ウェルずつ添加して、必要ウェル数を作製し、5%CO存在下、37℃で一晩インキュベートした。なお、抗ヒトCD16抗体固定化プレートは、使用直前にDPBSで2回洗浄した。
(6)OK−432及び抗ヒトCD16抗体を用いたNK細胞集団の拡大培養
(参考文献 特許公開第2007−297291号公報、特許第4275680号公報)
実施例1−(1)と同様の方法で調製したPBMCを1×10cells/mLとなるように0.8HCellGroで懸濁後、実施例32−(5)で作製した抗ヒトCD16抗体固定化プレートに、1.9mL/ウェルずつ添加した。各ウェルにOK−432を終濃度0.05KE/mL、IL−2を終濃度200U/mLとなるように添加し、5%CO存在下、39℃で培養を開始した(培養0日目)。ただし、1日目以降、5%CO存在下37℃で培養した。2日目に、各ウェルへ0.8HCellGroを1.9mLずつ添加し、計3.8mL/ウェルとした。4日目に、各ウェルの細胞液を全量回収し、320×g、室温で遠心した後、上清を除去した。各ウェルより回収した細胞を3.8mLの0.8HCellGroで懸濁後、新しい12穴細胞培養プレートに全量添加した。7日目に、各フラスコの細胞液1.4mLを0.8HCellGroで6倍希釈し、新しいT25細胞培養フラスコに添加した。上記培養2日目、4日目及び7日目に加え、11日目及び14日目に各フラスコヘIL−2を終濃度200U/mLとなるように添加し、16日目まで培養を継続した。当該実施例において、以下、本法をD’法と記載する。
(7)抗ヒトCD52抗体及び抗ヒトCD3抗体固定化プレートの作製
24穴細胞培養プレートに、終濃度0.1μg/mLの抗ヒトCD3抗体及び終濃度20μg/mLの抗ヒトCD52抗体を含むDPBSを0.95mL/ウェルずつ添加して必要ウェル数を作製し、4℃で一晩静置した。なお、抗ヒトCD52抗体/抗ヒトCD3抗体固定化プレートは、使用直前にDPBSで2回洗浄した。
(8)抗ヒトCD3抗体及び抗ヒトCD52抗体を用いたNK細胞集団の拡大培養
(参考文献 特許公開第2006−340698号公報)
実施例1−(1)と同様の方法で調製したPBMCを1×10cells/mLとなるように0.8HCellGroで懸濁後、実施例32−(7)で作製した抗ヒトCD52抗体/抗ヒトCD3抗体固定化プレートに、1.9mL/ウェルずつ添加した。3日目に、各ウェルへ0.8HCellGroを1.9mLずつ添加し、計3.8mL/ウェルとした。5日目に、各フラスコの細胞液1.4mLを0.8HCellGroで6倍希釈し、新しいT25細胞培養フラスコに添加した。同様の継代操作を9日目、11日目及び14日目に実施し、16日目まで培養を継続した。培養9日目、11日目及び14日目の細胞液の希釈は、それぞれ0.8HCellGroによる2倍希釈、0.8HGT−T502による5倍希釈、及び0.3HGT−T502による3倍希釈とした。上記培養3日目、5日目、9日目、11日目及び14日目に加え、7日目に各フラスコヘIL−2を終濃度200U/mLとなるように添加し、16日目まで培養を継続した。当該実施例において、以下、本法をE’法と記載する。
(9)培養後の細胞集団の表面抗原の解析
実施例32−(4)、実施例32−(6)及び実施例32−(8)で調製した培養開始後16日目の細胞について、実施例31−(10)と同様の方法で、CD3陽性CD56陰性細胞(T細胞)、CD3陰性CD56陽性細胞(NK細胞)、CD16陽性CD56陽性細胞含有比率、CD56陽性NKG2D陽性細胞含有比率、CD69陽性CD56陽性細胞含有比率及びCXCR3陽性CD56陽性細胞含有比率を解析した。結果を表57に示す。
Figure 0005792622
表57に示されるように、培養後のNK細胞の比率はA’’法が顕著に高く、さらに高い比率でCD16、NKG2D、CD69及びCXCR3を発現していた。A’’法で得られたNK細胞は、高い比率でCD16、NKG2D、CD69及びCXCR3を発現する高機能性NK細胞を高含有し、また同時に、生体内での癌細胞への遊走能、及び局所への集積能が高いと考えられるNK細胞を高含有することが確認され、極めて優れた抗腫瘍活性を発揮することが期待されるNK細胞集団であることが明らかとなった。
(10)細胞傷害活性の測定
実施例32−(4)、実施例32−(6)及び実施例32−(8)で調製した培養開始後16日目の細胞について、実施例14−(5)と同様の方法で、細胞傷害活性を測定した。ただし、E/T比3、1及び0.3について測定を行った。細胞傷害活性測定の結果を表58に示す。
Figure 0005792622
表58に示されるように、A’’法で得られた細胞集団は、各種の標的細胞に高い細胞傷害活性を示すことが明らかとなった。また、その活性は、NK細胞感受性細胞株として知られるK562のみならず、MHC classI発現細胞株A549に対しても確認され、この細胞腫団が、様々な癌細胞株に対して細胞傷害活性を発揮する高機能性NK細胞であることが確認された。
すなわち、本発明であるA’’法は、既知のNK細胞培養方法であるD’法及びE’法と比較して、CD3陰性CD56陽性CD16陽性の表現型を示し、より高い細胞傷害性を有する細胞集団を純度良く得ることが可能な培養方法であることが明らかとなった。よって、本発明の培養方法(NK細胞刺激方法)は、同じ培養用培地条件下においても、既知のNK細胞培養方法(NK細胞刺激方法)よりも極めて優れた発明であり、高い治療効果が期待できる免疫療法を提供することができることが示唆された。
本発明により、NK細胞の拡大培養方法が提供される。当該方法は細胞増殖率が高く、本発明により得られるNK細胞を含有する細胞集団は、細胞傷害活性において優れており、養子免疫療法をはじめとする医療分野において極めて有用である。

Claims (6)

  1. ナチュラルキラー細胞及び/又はナチュラルキラー細胞に分化し得る細胞を含有する細胞集団を、細菌由来製剤及び人為的に拡大培養された細胞に増殖能を奪う処理を施した細胞の存在下で拡大培養する工程を包含することを特徴とする、ナチュラルキラー細胞を含有する細胞集団の製造方法であって、細菌由来製剤が、BCG、Streptcoccus pyogenes、Corynebacterium parvum及びこれらの細胞壁骨格からなる群より選択される、方法
  2. 細菌由来製剤が、OK−432である、請求項1記載の方法。
  3. 人為的に拡大培養された細胞に増殖能を奪う処理を施した細胞が、末梢血単核球細胞、T細胞、T細胞サブセット及びB細胞からなる群より選択される細胞である、請求項1または2記載の方法。
  4. 人為的に拡大培養された細胞に増殖能を奪う処理を施した細胞が、ナチュラルキラー細胞又はナチュラルキラー細胞に分化し得る細胞と同一の個体に由来する細胞である、請求項1〜3いずれか1項に記載の方法。
  5. 人為的に拡大培養された細胞に増殖能を奪う処理を施した細胞の存在下で拡大培養する工程において、当該細胞を添加することを複数回実施することを特徴とする、請求項1〜4いずれか1項に記載の方法。
  6. ナチュラルキラー細胞及び/又はナチュラルキラー細胞に分化し得る細胞として末梢血単核球細胞が使用される、請求項1〜5いずれか1項に記載の方法。
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