JP5844435B2 - 毛嚢生成のための細胞同時培養 - Google Patents
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Description
・毛髪移植の外科的処置は費用が嵩む−$10,000/処置;
・多くの場合、複数の手順が所望の効果を与えるために要求される;
・高密度の濾胞を有する毛髪も完全なパターンは、毛嚢移植を用いて容易に得ることができない。
・ドナーの組織利用可能性によって制限される;
・ドナー組織の過剰の除去を必要とする(2000〜5000個の濾胞);
・ドナーの部位が大きい場合には、瘢痕化に至る場合がある;
・移植中及び移植直後に疼痛、出血及び腫れがあり得る;及び
・現在、調節されていない。
皮膚乳頭細胞、角化細胞及びメラニン再往は、成人起源である。
1.細胞凝集体は、細胞の混合物の遠心分離によって微小遠心管において調製することができる。
2.細胞凝集体は、マルチウェルプレートにおいて調製することができる。
3.細胞凝集体は、マルチウェルプレートにおいてメチルセルロース溶液を用いて調製することができる。
4.細胞凝集体は、凝集体が培養ディッシュに懸濁された細胞の液滴に形成される「懸滴(hanging droplet)」法を用いて調製することができる。
5.細胞凝集体は、細胞を一緒にし、細胞−細胞接触のための環境を作る任意の方法によって調製することができる。
皮膚乳頭細胞及び角化細胞は、メラニン細胞の有無に関わらずに、毛髪成長を支持する培地中で培養することができる。培地は毛髪の成長及び発育をさらに支持する物質で補足されてもよい。例えば、増殖因子(単数又は複数)、例えばFGF、TGF−アルファ、PDGF、任意の分子(単数又は複数)、例えばWnt、GSK−3阻害剤、ソニック・ヘッジホッグアゴニスト、Noggin又はBMP阻害剤、抗体、iRNA、任意の化合物(単数又は複数)、例えばMinoxidil、任意の細胞馴らし培地、例えば角化細胞馴らし培地が、原毛髪発育を促進するために培地に添加されてもよい。
本発明のインビトロの組成物は、さらに、マトリックスを含んでもよい。
本発明は、毛嚢又は原毛髪をインビトロで生成するためのいずれかの組成物の使用を提供する。
本発明は、濾胞間又は濾胞内部位で毛嚢又は原毛髪を生成する方法を提供し、インビトロで生成された毛嚢又は原毛髪をこの部位で移植するか又は輸送することを含む。
移植に適した毛髪のインビトロ生成:
皮膚乳頭細胞の調製
1.ヒト毛嚢は小さな生検組織から切り出される。
2.皮膚乳頭は毛嚢から単離される。
3.皮膚乳頭はICX−チャン(Chang)培地で10日間、37℃、5%CO2で培養される。
4.培地をDPGMに変え、さらに4日間培養を続ける。
5.トリプシン−EDTAで細胞を継代する。
6.DPGM中で継代した細胞を培養し続けるか又は将来の使用のために凍結培地(DMEM10中の10%DMSO)で液体窒素中に細胞を凍結させる。
1.皮膚乳頭が取り出された後に毛嚢を回収する。
2.ディスパーゼ(Dispase)中で一晩40℃で毛嚢を培養する。
3.外毛根鞘(outer root sheet)を有する毛幹は毛嚢から取り出される
4.外毛根鞘を有する毛幹を回収し、15分間又は外毛根鞘がトリプシン−EDTA溶液に溶解されるまで、37℃でこの酵素で処理される。
5.血清含有の培地を等容積添加し、酵素活性を中和する。
6.連続して100μm及び40μmのセルドレイナー(cell drainer)を通過させて、組織/細胞溶液をろ過する。
7.細胞をペレットにし、DMEM10中で細胞を再懸濁させる。
8.フィーダー細胞上で回収した毛髪角化細胞を培養する。
9.コンフルエントになるまで培地を定期的に交換する。
10.EDTA処理でフィーダー細胞を除去する。
11.トリプシン−EDTAで細胞を継代する。
12.フィーダー細胞上で継代した細胞を培養し続けるか又は将来の使用のために凍結培地(DMEM10中の10%DMSO)で液体窒素中で細胞を凍結させる。
1.ヒトの毛嚢は頭皮生検組織の小片から切り出す。
2.毛嚢末端を切除する。
3.皮膚乳頭上のマトリックス組織は毛髪末端の外にとり出される(quizzed)
4.全てのマトリックス組織を回収する。
5.酵素(単数又は複数)とともにマトリックス組織をインキュベートし、単一の細胞懸濁液を得る。
6.血清を含まない培地で細胞を洗浄する。
7.初代細胞培養は、特別のメラニン細胞培地中で、被覆の有無又はフィーダー細胞の有無で適切な容器中で37℃、5%CO2で行われる。
8.培養物がコンフルエントになるまで培地を定期的交換する。
9.細胞を継代する。
10.培養を続けるか又は10%DMSO−DMEM10中で細胞を凍結させる。
1.培養した皮膚乳頭細胞の全量を等分する。
2.培養した毛髪角化細胞の全量を等分する。
3.培養したメラニン細胞(存在すれば)の全量を等分する。
4.細胞集団を混合する。
5.混合した細胞集団をペレットにする。
6.全細胞ペレットをトランスウェルメンブレン又は他のマトリックス上に移す。
7.適切な培地中で培養し、毛髪を発生さえる。
8.適切な培地はChang、Epilife、Melanocyte特別培地又は上記の混合物であり得る。任意の増殖因子(単数又は複数)、例えばFGF、TGF−アルファ、PDGF、任意の分子(単数又は複数)、例えばWnt、GSK−3阻害剤、shh又はアゴニスト、Noggin又はBMP阻害剤、抗体、iRNA、任意の化合物(単数又は複数)、例えばMinoxidil、任意の細胞馴らし培地、例えば角化細胞馴らし培地、wnt−3a馴らし培地が、原毛髪発育を促進するために培地に添加されてもよい。
1.細胞凝集体は、いくつかの方法によって、純粋な皮膚乳頭細胞又は乳頭細胞集団の混合物とともに作ることができる。
2.凝集体の形成のために、細胞をエッペンドルフチューブに分散させ、ペレットにし、次に、37℃、5%CO2で培養することができる。
3.または、凝集体の形成のために、細胞を特別の非付着96ウェルプレートに分散させ、37℃、5%CO2で培養することができる(特別な非付着96ウェルプレート法)。
4.または、凝集体の形成のために、メチルセルロース含有培地に細胞を再懸濁させ、次に、通常の96ウェルプレートに分散させ、37℃、5%CO2で培養することができる(通常の96ウェルプレート法)。
5.または、凝集体の形成のために、メチルセルロース含有培地に細胞を再懸濁させ、次に、ペトリディッスに液滴で分散させ、次に、ペトリディッスを逆さにし、上下逆さまにして液滴をぶら下げ、37℃、5%CO2で培養することができる(液滴法)。
6.細胞凝集体は、純粋な皮膚乳頭細胞、または角化細胞及び/又はメラニン細胞を含む細胞集団の混合物で作られてもよい。
7.細胞凝集体形成に応じて、原毛髪の発生のために、凝集体は、適切な培地の液滴中で、37℃、5%CO2で培養することができ、培地は一日おきに交換されてもよい。
8.あるいは、原毛髪の発生のために、凝集体は、エッペンドルフチューブ、非付着96ウェルプレート、メチルセルロース被覆の96ウェルプレート、マトリックス−ゲル材料、任意の生体適合性ポリマーに置かれ、適切な培地中で、37℃、5%CO2で培養されてもよく、培地は、一日おきに交換されたもい。
9.細胞凝集体は、適切な培地で培養され、毛髪発育を可能にしてもよく、適切な培地はChang、Epilife、Melanocyte特別培地又は上記の混合物であり得る。任意の増殖因子(単数又は複数)、例えばFGF、TGF−アルファ、PDGF、任意の分子(単数又は複数)、例えばWnt、GSK−3阻害剤、shh又はアゴニスト、Noggin又はBMP阻害剤、抗体、iRNA、任意の化合物(単数又は複数)、例えばMinoxidil、任意の細胞馴らし培地、例えば角化細胞馴らし培地、wnt−3a馴らし培地が、原毛髪発育を促進するために培地に添加されてもよい。
1.角化細胞は、コラーゲンゲルの層の表面上で培養し、角化細胞シートを生成することができる。
2.皮膚乳頭細胞又は皮膚乳頭細胞凝集体を導入して、角化細胞シートと接触させる。
3.適切な培地はChang、Epilife、Melanocyte特別培地又は上記の混合物であり得る。任意の増殖因子(単数又は複数)、例えばFGF、TGF−アルファ、PDGF、任意の分子(単数又は複数)、例えばWnt、GSK−3阻害剤、shh又はアゴニスト、Noggin又はBMP阻害剤、抗体、iRNA、任意の化合物(単数又は複数)、例えばMinoxidil、任意の細胞馴らし培地、例えば角化細胞馴らし培地、wnt−3a馴らし培地が、原毛髪発育を促進するために培地に添加されてもよい。
胚の皮膚由来の皮膚乳頭細胞及び角化細胞は、胚組織マトリックスにおいてインビトロで培養した。これらの条件下で、未成熟の毛嚢構造(原毛髪)は、6日以内に形成した(図1A及び1Bを参照されたい)。原毛髪は、マトリックスから分別され、無胸腺マウスの皮膚に移植され、成熟した毛髪を成長することができた(図2A及び2Bを参照されたい)。
皮膚乳頭細胞及び角化細胞を懸滴法を用いて凝集体に組み合わせた。凝集体を培地中でインキュベートし、原毛髪構造を形成した(図3A及び3Bを参照されたい)。個々の原毛髪は、無胸腺マウスの皮膚に移植され、原毛髪は成熟した毛髪に発育した(図4を参照されたい)。
皮膚乳頭細胞及び角化細胞は、胚の皮膚から単離され、トランスウェルメンブレン上で併せられ、7日間培養された。未成熟の毛嚢構造(原毛髪)が形成され、中には、組織切片で見られるように毛髪繊維を含んでいた(図5A及び5Bを参照されたい)。
培養した皮膚乳頭細胞は、コラーゲンマトリックス上で層にし、次に、上皮角化細胞のシートで覆った。未成熟の毛嚢構造が形成した(図6A及び6Bを参照されたい)。
肺の皮膚由来の皮膚乳頭細胞及び角化細胞を肺の組織マトリックスにインビトロで培養した。培養物を毛髪発育を阻害する抗体で処理した。原毛髪の数は、抗体の濃度に依存していた(図7A、7B、及び7Cを参照されたい)。
胚の皮膚由来の皮膚乳頭細胞及び角化細胞を胚の組織マトリックスでインビトロで培養した。培養物を毛髪発育を促進する増殖因子で処理した。原毛髪の数は、増殖因子の濃度に依存していた(図8A、B、及びCを参照されたい)。
胚の皮膚由来の皮膚乳頭細胞及び角化細胞を胚の組織マトリックスでインビトロで培養した。培養物を形成した原毛髪の数を増加させる試薬で処理した(図9A及びBを参照されたい)。
Claims (16)
- a.インビトロでヒト皮膚乳頭細胞と角化細胞、及び任意にメラニン細胞を同時に培養すること、
ここで該同時培養は培養細胞凝集体から成熟した毛嚢の多細胞前駆体である原毛髪または成熟した毛嚢が形成される条件下にて行われる、
b.試験薬物と工程aで得られる原毛髪または毛嚢とを接触させること、
c.原毛髪または毛嚢の発育に対する該試験薬物の効果を観察すること
を含む、毛髪成長又は発育に対する試験薬物の効果を測定するためのインビトロアッセイ。 - a.インビトロでヒト皮膚乳頭細胞と角化細胞、及び任意にメラニン細胞を試験薬物の存在下で同時に培養すること、
ここで該同時培養は試験薬物が無ければ培養細胞凝集体から成熟した毛嚢の多細胞前駆体である原毛髪または成熟した毛嚢が形成される条件下にて行われる、
b.原毛髪または毛嚢の発育に対する該試験薬物の効果を観察すること
を含む、毛髪成長又は発育に対する試験薬物の効果を測定するためのインビトロアッセイ。 - 工程aにおいてメラニン細胞を同時に培養する、請求項1または2に記載のインビトロアッセイ。
- 工程aにおいて皮膚乳頭細胞、角化細胞及びメラニン細胞が成人由来である、請求項1〜3いずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
- 工程aにおいて皮膚乳頭細胞、角化細胞及びメラニン細胞が胚由来である、請求項1〜3いずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
- 工程aにおいて皮膚乳頭細胞、角化細胞及びメラニン細胞が原発(primary)由来である、請求項1〜3いずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
- 工程aにおいて皮膚乳頭細胞、角化細胞及びメラニン細胞が、それぞれ、別々の皮膚乳頭細胞、角化細胞及びメラニン細胞培養物から得られる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
- 工程aにおいて皮膚乳頭細胞、角化細胞又はメラニン細胞が頭部組織、生体又は***由来である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
- 工程aにおいて皮膚乳頭細胞、角化細胞又はメラニン細胞が、胚幹細胞、骨髄幹細胞、又は臍帯幹細胞由来である、請求項1〜3いずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
- 前記細胞がマトリックス上で培養される、請求項1〜9のいずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
- 皮膚乳頭細胞、角化細胞及びメラニン細胞が、毛髪成長又は成熟した毛嚢の前躯体の成長を支持する培地中で培養される、請求項1〜10のいずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
- 前記培地が、チャン(Chang)培地、角化細胞馴らし培地、メラニン細胞馴らし培地又はそれらの混合物を含む、請求項11に記載のインビトロアッセイ。
- 工程aが、1)培養した皮膚乳頭細胞集団と培養した角化細胞集団、及び任意にメラニン細胞集団とを接触させること; 2)それらが沈殿するように細胞集団を遠心分離すること; 3)沈殿した細胞集団をトランスウェルメンブレン又は他のマトリックスに移すこと;及び 4)毛嚢生成又は成熟した毛嚢の前躯体の生成を可能にするように細胞を培養することを含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
- 工程a)が下記:
1)培養した皮膚乳頭細胞と培養した角化細胞、及び任意にメラニン細胞とを混合すること;又は
2)純粋な培養した皮膚乳頭細胞の細胞凝集体を形成させ、該細胞凝集体を回収し、該細胞凝集体と培養した毛髪角化細胞、及び任意にメラニン細胞とを混合することによって、細胞凝集体を形成すること;3)該細胞凝集体をトランスウェルメンブレン又は他のマトリックスに移すこと;及び 4)毛嚢生成又は成熟した毛嚢の前躯体の生成を可能にするように該細胞凝集体の細胞を培養すること
を含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載のインビトロアッセイ。 - 工程aが下記:
1)角化細胞シートを用意すること;2)皮膚乳頭細胞又は皮膚乳頭細胞凝集体と角化細胞シート、及び任意にメラニン細胞とを接触させること;及び3)毛嚢生成又は成熟した毛嚢の前躯体の生成を可能にするように細胞を培養することを含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載のインビトロアッセイ。 - 試験薬物がタンパク質、ペプチド、抗体またはRNAiである、請求項1〜15いずれか1項に記載のインビトロアッセイ。
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