WO2018155620A1 - 神経系細胞の作製方法 - Google Patents

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剛士 田邊
ブランダン ケリー
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剛士 田邊
アイ ピース, インコーポレイテッド
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Definitions

  • the present invention relates to cell technology and relates to a method for producing nervous system cells.
  • iPS cells Artificial pluripotent stem cells
  • iPS cells that can change into various types of somatic cells and tissues are expected to be used for cell transplantation treatment and drug discovery research.
  • retinal cells prepared from iPS cells were applied to transplantation treatment.
  • projects for producing cells of the brain and cells of various organs from iPS cells and using them for transplantation are progressing.
  • the method of inducing differentiation cells from iPS cells or embryonic stem cells combines hormones and growth factors that determine cell properties, and low molecular weight compounds, and changes their quantitative ratio and concentration over time. It has been carried out by imitating the process of occurrence. However, it is difficult and inefficient to completely mimic the process of development in a test tube. Further, in humans, a very long differentiation induction period is required as compared with mouse somatic differentiation induction. For example, it takes 3 months or more to produce mature nerves.
  • Non-Patent Document 1 nerve cells are produced from iPS cells / ES cells by culturing iPS cells in a medium called serum-free agglutination suspension culture method (SFEBq method) that does not contain serum or chemical substances that inhibit nerve cell differentiation.
  • SFEBq method serum-free agglutination suspension culture method
  • somatic cells in the fetal stage at an early stage. Differentiation of mature human somatic cells is extremely difficult and requires long-term culture over several months. However, it is important to produce somatic cells that match the maturity of individuals in drug discovery and transplantation medicine for individuals whose development has been completed.
  • a method for producing a target somatic cell by directly introducing a gene that defines the properties of a specific somatic cell into a ES / iPS cell using a virus has been proposed.
  • a method using a virus can specifically produce a mature nerve cell in a very short period of time, such as 2 weeks, as compared with a method using a hormone or a chemical substance.
  • nerve cells are prepared by introducing a specific gene, for example, only excitatory nerves can be obtained uniformly. Therefore, drug screening specific to a specific nerve subtype is possible, and in transplantation medicine, it is considered that only specific cells having a disease can be concentrated and transplanted.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a nervous system cell that can efficiently produce a nervous system cell in a short period of time without damaging the gene of the cell.
  • a method for producing a nervous system cell comprising preparing a stem cell, and introducing an inducer RNA into the stem cell and allowing it to differentiate into a nervous system cell.
  • the stem cell may be an induced pluripotent stem cell.
  • the nervous system cell may be any one of a nerve cell, a neural stem cell, and a neural progenitor cell.
  • the nerve cell may be any of an inhibitory nerve cell, an excitatory nerve cell, and a dopaminergic nerve cell.
  • the nervous system cells may be motor neurons, oligodendrocyte precursor cells, oligodendrocytes, and the like.
  • an inducer RNA may be introduced into stem cells by lipofection.
  • the inducer RNA may contain mRNA corresponding to a drug resistance gene.
  • the above-described method for producing a nervous system cell may include selecting a cell exhibiting drug resistance after introducing an inducer RNA into a stem cell.
  • preparing cells introducing reprogramming factor RNA into cells, introducing inducer RNA into cells into which reprogramming factor RNA has been introduced, And a method for producing a nervous system cell. Conventionally, it has been 2 months for the establishment of stem cells and 3 months for the induction of nervous system cells.
  • the method for producing a nervous system cell according to the aspect of the present invention, it is possible to induce the nervous system cell from the cell in a short time.
  • the reprogramming factor RNA may be introduced into the cell and the inducer RNA may be introduced into the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced in the same incubator.
  • the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced is guided to the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced without being detached from the incubator.
  • Factor RNA may be introduced.
  • the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced is detached from the incubator, and the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced is cultured in another culture.
  • the inducer RNA may be introduced into the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced.
  • the cell into which the reprogramming factor RNA is introduced may be a somatic cell such as a human fibroblast or a blood cell.
  • the nervous system cell may be any one of a nerve cell, a neural stem cell, and a neural progenitor cell.
  • the nerve cell may be any of an inhibitory nerve cell, an excitatory nerve cell, and a dopaminergic nerve cell.
  • an inducer RNA may be introduced into stem cells by lipofection.
  • the inducer RNA may contain mRNA corresponding to a drug resistance gene.
  • the above-described method for producing a nervous system cell may include selecting a cell exhibiting drug resistance after introducing an inducer RNA into a stem cell.
  • RNA corresponding to any one of DNAs of SEQ ID NOs: 1 to 10 is provided.
  • an inducer comprising RNA corresponding to any one of DNAs of SEQ ID NOs: 1 to 10 is provided.
  • the present invention it is possible to provide a method for producing a nervous system cell that can efficiently produce a nervous system cell in a short period of time without damaging the gene of the cell.
  • the method for producing a nervous system cell according to the first embodiment includes preparing a stem cell, and introducing an inducer RNA into the stem cell to differentiate it into a nervous system cell.
  • iPS cells induced pluripotent stem cells
  • ES cells embryonic stem cells
  • induced neural cells include neural cells, neural stem cells, and neural progenitor cells.
  • nerve cells include inhibitory neurons, excitatory neurons, and dopaminergic neurons.
  • the nervous system cells may be motor neurons, oligodendrocyte precursor cells, oligodendrocytes, and the like.
  • a culture medium for culturing stem cells Primate ES Cell Medium, mTeSR1, TeSR2, TeSRE8 (STEMCELL Technologies) or the like may be used.
  • the medium for culturing stem cells may contain a gel.
  • Gels are deacylated cagellan gum, gellan gum, hyaluronic acid, rhamzan gum, dieutan gum, xanthan gum, carrageenan, fucoidan, pectin, pectinic acid, pectinic acid, heparan sulfate, heparin, heparitin sulfate, keratosulfuric acid, chondroitin sulfate, deltaman sulfate, And at least one polymer compound selected from the group consisting of rhamnan sulfate and salts thereof.
  • the gel culture medium may contain methylcellulose. By containing methylcellulose, aggregation between cells is further suppressed.
  • the gel may be a temperature sensitive gel. Temperature sensitive gels include poly (glycerol monomethacrylate) (PGMA), poly (2-hydroxypropyl methacrylate) (PHPMA), Poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAM), amine terminated, carboxylic acid terminated, maleimide terminated, N-hydroxysuccinimide (NHS ) Ester terminated, triethoxysilane terminated, Poly (N-isopropylacrylamide-co-acrylamide), Poly (N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid), Poly (N-isopropylacrylamide-co-butylacrylate), Poly (N-isopropylacrylamide-co-methacrylic) acid), Poly (N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid-co-octadecyl acrylate), and N-Isopropylacrylamide.
  • PGMA poly (glycerol monomethacrylate)
  • the medium for culturing stem cells may contain at least one substance selected from the group consisting of cadherin, laminin, fibronectin, and vitronectin.
  • RNAs introduced into stem cells include, for example, mRNA of ASCL1 (Achaete-Cute Homolog 1), mRNA of DLX2 (Distal-Less Homeobox 2), MYT1L (Myelin Transcribion Factor 2 and NeN2NN). ) MRNA may be included.
  • ASCL1 Amete-Cute Homolog 1
  • DLX2 mRNA of DLX2
  • MYT1L Myelin Transcribion Factor 2 and NeN2NN
  • MRNA may be included.
  • the gene symbol is described in humans here, it is not intended to limit the species by capital letter / lower case notation. For example, all capital letters do not exclude the inclusion of mouse or rat genes. However, in the examples, gene symbols are written according to the biological species actually used.
  • the inducer RNA may contain mRNA corresponding to the drug resistance gene.
  • the drug include antibiotics such as puromycin, neomycin, blasticidin, G418, hygromycin, and zeocin. Cells into which the inducer RNA has been introduced show drug resistance.
  • the mRNA contained in the inducer RNA includes pseudouridine ( ⁇ ), 5-methyluridine (5 meU), N1-methyl pseudouridine (me1 ⁇ ), 5-methoxyuridine (5 moU), 5-hydroxymethyluridine (5 hmU), 5- Formyluridine (5fU), 5-carboxymethyl ester uridine (5camU), thienoguanosine (thG), N4-methylcytidine (me4C), 5-methylcytidine (m5C), 5-methoxytidine (5moC), 5-hydroxymethyl Cytidine (5hmC), 5-hydroxycytidine (5hoC), 5-formcytidine (5fC), 5-carboxycytidine (5caC), N6-methyl-2-aminoadenosine (m6DAP), diaminopurine (DAP), 5-methyl Uridine (m 5U), modified with at least one selected from the group consisting of 2′-O-methyluridine (Um or m2′-OU), 2-thiouridine (s2U), and
  • MRNA may be polyadenylated.
  • mRNA may be prepared by polyadenylation of RNA transcribed in vitro (IVT).
  • IVT RNA transcribed in vitro
  • the mRNA may be polyadenylated during IVT by using a DNA template that encodes the poly (A) terminus.
  • mRNA may be capped. In order to maximize the efficiency of expression in cells, most mRNA molecules may contain caps.
  • MRNA may have a 5'cap [m7G (5 ') ppp (5') G] structure. This sequence is a sequence that stabilizes mRNA and promotes transcription. From the mRNA having 5 'triphosphate, 5' triphosphate may be removed by dephosphorylation treatment. The mRNA may have [3'O-Me-m7G (5 ') ppp (5') G] as Anti-Reverse Cap Analog (ARCA). ARCA is a sequence inserted before the transcription start point, and the efficiency of transcribed mRNA is doubled. The mRNA may have a PolyA tail.
  • ARCA Anti-Reverse Cap Analog
  • the inducer RNA includes, for example, NGN2-T2A-PURO mRNA (TriLink, RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 1).
  • NGN2-T2A-PURO mRNA Trilink
  • NGN2A-PURO mRNA Trilink
  • NGN2A-PURO mRNA Trilink
  • NGN2A-PURO mRNA Trilink
  • NNN2A-PURO mRNA Trilink
  • the mRNA is capped with Anti-Reverse Cap Analog (ARCA), polyadenylated, and may be substituted with 5-methylcytidine and pseudouridine. 5-methylcytidine and pseudouridine reduce the ability of antibodies to recognize mRNA.
  • RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 2 may be used.
  • the DNA described in SEQ ID NO: 2 is a DNA obtained by removing the xba1 restriction site from the DNA of SEQ ID NO: 1.
  • the inducer includes NGN2-T2A-PURO mRNA (RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 3).
  • RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 3 Cells transfected with RNA corresponding to the DNA set forth in SEQ ID NO: 3 produce NGN2 and exhibit puromycin resistance.
  • the inducer includes ASCL1-T2A-PURO mRNA (RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 4).
  • RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 4 Cells transfected with RNA corresponding to the DNA set forth in SEQ ID NO: 4 produce ASCL1 and exhibit puromycin resistance.
  • the inducer includes DLX2-T2A-PURO mRNA (RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 5).
  • RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 5 Cells transfected with RNA corresponding to the DNA set forth in SEQ ID NO: 5 produce DLX2 and exhibit puromycin resistance.
  • the inducer includes DLX2-T2A-HYGRO mRNA (RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 6).
  • RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 6 Cells transfected with RNA corresponding to the DNA set forth in SEQ ID NO: 6 produce DLX2 and exhibit hygromycin resistance.
  • the inducer includes DLX2-T2A-BLAST mRNA (RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 7).
  • RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 7 Cells transfected with RNA corresponding to the DNA set forth in SEQ ID NO: 7 produce DLX2 and show blasticidin resistance.
  • the inducer includes DLX2-IRES-HYGRO mRNA (RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 8).
  • RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 8 Cells transfected with RNA corresponding to the DNA set forth in SEQ ID NO: 8 produce DLX2 and exhibit hygromycin resistance.
  • the inducer includes DLX2-IRES-BLAST mRNA (RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 9).
  • RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 9 Cells transfected with RNA corresponding to the DNA set forth in SEQ ID NO: 9 produce DLX2 and show resistance to blasticidin.
  • the inducer includes ASCL1-T2A-PURO mRNA (RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 10).
  • RNA corresponding to the DNA described in SEQ ID NO: 10 Cells transfected with RNA corresponding to the DNA set forth in SEQ ID NO: 10 produce ASCL1 and are resistant to puromycin.
  • the inducer RNA is introduced into stem cells by a transfection method such as a lipofection method.
  • the lipofection method is a method in which a complex of a negatively charged nucleic acid and a positively charged lipid is formed by electrical interaction, and the complex is taken into the cell by endocytosis or membrane fusion. .
  • the lipofection method has advantages such as little damage to cells, excellent introduction efficiency, simple operation, and less time.
  • Lipofectamine Messenger Max (registered trademark) is used as a transfection reagent.
  • lipofection reagents Lipofectamine (registered trademark) RNAiMAX (ThermoFisher Scientific), Lipofectamine (registered trademark) 2000, Lipofectamine (registered trademark) 3000, NeonTransfection System (ThermofectFestive Chemistry).
  • Transfection of the inducer RNA may be performed multiple times.
  • the medium used for the transfection of the inducer RNA is, for example, a serum-free or low-serum medium such as Plurito Reprogramming Medium (STEMGENT) or Opti-MEM (registered trademark, Gibco).
  • the medium used during and around the transfection of the inducer RNA may contain B18R protein.
  • the B18R protein attenuates the cell's innate antiviral response.
  • B18R protein may be used to suppress cell death associated with an immune response associated with the insertion of RNA into cells.
  • the medium may not contain B18R protein, or may contain B18R protein at a low concentration of 0.01% to 1%.
  • the medium is changed to a medium suitable for nervous system cells.
  • the inducer RNA contains mRNA corresponding to a drug resistance gene
  • cells exhibiting drug resistance may be selected during or after transfection.
  • the inducer RNA contains mRNA corresponding to the puromycin resistance gene
  • by exposing the cells after transfection to puromycin the cells other than the cells into which the inducer RNA has been introduced are killed, and the inducer It is possible to select cells into which RNA has been introduced.
  • the inducer RNA may include any one selected from neomycin, blasticidin, G418, hygromycin, zeocin and the like as mRNA corresponding to the drug resistance gene.
  • NGN2 is a switch protein necessary for neural cell differentiation.
  • ⁇ -III Tubulin, MAP2, and PSA-NCAM are markers of neurons.
  • vGLUT is a marker of excitatory neurons.
  • GAD67 is a marker for inhibitory neurons.
  • TH is a marker for dopaminergic neurons.
  • SOX1, SOX2, CD133, and Nestin are markers for neural stem cells.
  • HB9 and ISL1 are markers for motor neurons.
  • O4, PLP1, MOG, and MBP are oligodendrocyte precursor markers.
  • GFAP and CD44 can be used as astrocyte precursors and astrocyte markers.
  • ChAT can be used as a marker for corinergic neurons.
  • RNA encoding a specific gene in stem cells by expressing RNA encoding a specific gene in stem cells, it is possible to efficiently produce neural cells without damaging stem cell genes. It is.
  • the method of producing a nervous system cell from a stem cell using a hormone or a chemical substance only a part of the stem cell becomes a target nervous system cell.
  • 90% or more of the cells into which the inducer RNA is introduced are target neural cells.
  • undifferentiated cells may remain in the cell for transplantation.
  • the remaining undifferentiated cells have a risk of independently dividing and proliferating at the transplantation site to form teratomas and the like.
  • drug resistance genes can be expressed at the same time, it is possible to select drugs for cells into which an inducer RNA has been introduced. Therefore, it is possible to avoid dangers such as contamination of undifferentiated cells and teratoma formation, which is suitable for transplantation medicine.
  • Example 1 of the first embodiment A plate coated with a solubilized basement membrane preparation (Matrigel, Corning) was prepared.
  • 1 ⁇ 10 5 , 2 ⁇ in 1 mL of human ES / iPS cell maintenance medium (mTeSR1, TEMCELL Technologies) containing B18R recombinant protein and ROCK inhibitor (Y-27632, Selleck) at a concentration of 200 ng / mL 10 5 or 4 ⁇ 10 5 single-cell iPS cells were suspended, the suspension was added to the plate, the cells were seeded, and allowed to stand for one day.
  • the medium was replaced with 1 mL of xenofree medium (Pluriton, STEMGENT) containing B18R recombinant protein and ROCK inhibitor at a concentration of 200 ng / mL.
  • xenofree medium Pluriton, STEMGENT
  • ASCL1 is a protein that controls differentiation into neurons in general.
  • DLX2 is a protein that controls differentiation into inhibitory neurons.
  • the second reaction solution was added to the first reaction solution in the tube A to obtain a mixed reaction solution, and then the tube A was tapped so that liposomes were formed at room temperature for 10 minutes.
  • the mixed reaction solution was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. for 6 to 8 hours. Thereby, the cells were transfected with mRNA (Day 0).
  • all media was removed from the plate and 1 mL xenofree media (Pluriton, STEMGENT) containing 200 ng / mL B18R recombinant protein and ROCK inhibitor was placed on the plate and allowed to stand overnight at 37 ° C.
  • the cells were transfected with mRNA (Day 1).
  • neuronal medium (DMEM / F12, 25 ⁇ g / mL insulin, containing B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL and blasticidin at a concentration of 20 ng / mL, 50 ⁇ g / mL human transferrin, 30 nmol / L sodium selenite, 20 nmol / L progesterone, and 100 nmol / L putrescine, and the neuronal culture medium is referred to as N3 medium.
  • N3 medium the neuronal culture medium
  • the medium was removed from the plate, and the cells were washed with PBS. Next, 4% PFA was added to the plate and reacted at 4 ° C. for 15 minutes to fix the cells. Further, after washing the cells twice with PBS, the primary antibody was diluted with PBS medium containing 5% CCS and 0.1% Triton and added to the plate.
  • GAD67 mouse monoclonal antibody IgG2a MAB5406, Millepore
  • IgG2a MAB5406, Millepore
  • Example 2 of the first embodiment A plate coated with a solubilized basement membrane preparation (Matrigel, Corning) was prepared.
  • iPS cells that have been decomposed into single cells are suspended in 1 mL of a human ES / iPS cell maintenance medium (mTeSR1, TEMELL Technologies) containing a B18R recombinant protein and a ROCK inhibitor at a concentration of 200 ng / mL.
  • mTeSR1 human ES / iPS cell maintenance medium
  • the solution was added to the plate and the cells were seeded and allowed to stand for one day.
  • the medium was replaced with 1 mL of xenofree medium (Pluriton, STEMGENT) containing B18R recombinant protein and ROCK inhibitor at a concentration of 200 ng / mL.
  • xenofree medium Pluriton, STEMGENT
  • tube B 62.5 ⁇ L of low serum medium (Opti-MEM®, Gibco) was added, 500 ng of ASCL1-PURO mRNA, 250 ng of DLX2-T2A-BLAST mRNA, and 100 ng of GFP mRNA (Trilink) ) And mixed well to obtain a second reaction solution.
  • Opti-MEM® low serum medium
  • the second reaction solution was added to the first reaction solution in the tube A to obtain a mixed reaction solution, and then the tube A was tapped so that liposomes were formed at room temperature for 10 minutes.
  • the mixed reaction solution was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. for 6 to 8 hours. Thereby, the cells were transfected with mRNA (Day 0).
  • all media was removed from the plate and 1 mL xenofree media (Pluriton, STEMGENT) containing 200 ng / mL B18R recombinant protein and ROCK inhibitor was placed on the plate and allowed to stand overnight at 37 ° C.
  • the cells were transfected with mRNA (Day 1).
  • all media was removed from the plate, containing B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL and the antibiotic blasticidin at a concentration of 20 ⁇ g / mL, and puromycin and ROCK at a concentration of 2 ⁇ g / mL 1 mL of xenofree medium (Pluriton, STEMGENT) containing the inhibitor was placed in the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • xenofree medium Pluriton, STEMGENT
  • Example 3 of the first embodiment A plate coated with a solubilized basement membrane preparation (Matrigel, Corning) was prepared.
  • iPS cells that have been decomposed into single cells are suspended in 1 mL of a human ES / iPS cell maintenance medium (mTeSR1, TEMELL Technologies) containing a B18R recombinant protein and a ROCK inhibitor at a concentration of 200 ng / mL.
  • mTeSR1 human ES / iPS cell maintenance medium
  • the solution was added to the plate and the cells were seeded and allowed to stand for one day.
  • the medium was replaced with 1 mL of xenofree medium (Pluriton, STEMGENT) containing B18R recombinant protein and ROCK inhibitor at a concentration of 200 ng / mL.
  • xenofree medium Pluriton, STEMGENT
  • Tube B contains 62.5 ⁇ L of low serum medium (Opti-MEM®, Gibco), 500 ng of ASCL1-PURO mRNA, 250 ng of DLX2-T2A-BLAST mRNA, 250 ng of MYT1L mRNA, and 100 ng of GFP mRNA (Trilink) was added and mixed well to obtain a second reaction solution.
  • MYT1L is a protein that controls differentiation into neurons.
  • the second reaction solution was added to the first reaction solution in the tube A to obtain a mixed reaction solution, and then the tube A was tapped so that liposomes were formed at room temperature for 10 minutes.
  • the mixed reaction solution was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. for 6 to 8 hours. Thereby, the cells were transfected with mRNA (Day 0).
  • all media was removed from the plate and 1 mL xenofree media (Pluriton, STEMGENT) containing 200 ng / mL B18R recombinant protein and ROCK inhibitor was placed on the plate and allowed to stand overnight at 37 ° C.
  • the cells were transfected with mRNA (Day 1).
  • all media was removed from the plate, containing B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL and the antibiotic blasticidin at a concentration of 20 ⁇ g / mL, and puromycin and ROCK at a concentration of 2 ⁇ g / mL 1 mL of xenofree medium (Pluriton, STEMGENT) containing the inhibitor was placed in the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • xenofree medium Pluriton, STEMGENT
  • Example 4 of the first embodiment A plate coated with a solubilized basement membrane preparation (Matrigel, Corning) was prepared.
  • iPS cells that have been decomposed into single cells are suspended in 1 mL of a human ES / iPS cell maintenance medium (mTeSR1, TEMELL Technologies) containing a B18R recombinant protein and a ROCK inhibitor at a concentration of 200 ng / mL.
  • mTeSR1 human ES / iPS cell maintenance medium
  • the solution was added to the plate and the cells were seeded and allowed to stand for one day.
  • the medium was replaced with 1 mL of xenofree medium (Pluriton, STEMGENT) containing B18R recombinant protein and ROCK inhibitor at a concentration of 200 ng / mL.
  • xenofree medium Pluriton, STEMGENT
  • Tube B was filled with 62.5 ⁇ L of low serum medium (Opti-MEM®, Gibco), 500 ng of ASCL1 mRNA, 250 ng of DLX2-T2A-BLAST mRNA, 250 ng of MYT1L mRNA, and 100 ng of GFP mRNA (Trilink) was added and mixed well to obtain a second reaction solution.
  • low serum medium Opti-MEM®, Gibco
  • the second reaction solution was added to the first reaction solution in the tube A to obtain a mixed reaction solution, and then the tube A was tapped so that liposomes were formed at room temperature for 10 minutes.
  • the mixed reaction solution was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. for 6 to 8 hours. Thereby, the cells were transfected with mRNA (Day 0).
  • all media was removed from the plate and 1 mL xenofree media (Pluriton, STEMGENT) containing 200 ng / mL B18R recombinant protein and ROCK inhibitor was placed on the plate and allowed to stand overnight at 37 ° C.
  • the cells were transfected with mRNA (Day 1).
  • all media was removed from the plate, 1 mL xenofree media (Pluriton) containing B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL and antibiotics blasticidin and ROCK inhibitor at a concentration of 20 ng / mL. , STEMGENT) was placed in a plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • Example 5 of the first embodiment A plate coated with a solubilized basement membrane preparation (Matrigel, Corning) was prepared.
  • 2 ⁇ 10 5 iPS cells decomposed into single cells were added to 1 mL of a human ES / iPS cell maintenance medium (mTeSR1, TEMELL Technologies) containing a B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL and a ROCK inhibitor.
  • mTeSR1 human ES / iPS cell maintenance medium
  • B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL and a ROCK inhibitor.
  • the medium was mixed with B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL, ROCK inhibitor, 500 nmol / L A83-1, a selective inhibitor of ALK5, ALK4 and ALK7, 200 ng / mL growth factor SHH (Sonic hedgehog), A 1 mL xenofree medium containing 100 nmol / L growth factor LDN, 100 ng / mL growth factor FGF8, 3 ⁇ mol / L CHIR99021 as a GSK-3 ⁇ inhibitor, and 2 ⁇ mol / L palmorphamine as a differentiation promoting reagent ( (Pluriton, STEMGENT).
  • This medium is called Pluri-NPC medium.
  • tube B put 62.5 ⁇ L of low serum medium (Opti-MEM®, Gibco), 200 ng of NGN2-T2A-PURO mRNA, 200 ng of ASCL1-T2A-PURO mRNA, 200 ng of NURR1 mRNA , 200 ng of LMX1A mRNA, 200 ng of EN1 (Enrailed-1) mRNA, 200 ng of PITX3 mRNA, 200 ng of FOXA2 mRNA, and 100 ng of GFP mRNA (Trilink), and mixed well with the second reaction solution. did.
  • Opti-MEM® low serum medium
  • the second reaction solution was added to the first reaction solution in the tube A to obtain a mixed reaction solution, and then the tube A was tapped so that liposomes were formed at room temperature for 10 minutes.
  • the mixed reaction solution was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. for 6 to 8 hours. Thereby, the cells were transfected with mRNA (Day 0).
  • all the medium was removed from the plate, and Pluri-NPC medium was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • the cells were transfected with mRNA (Day 1).
  • all the medium was removed from the plate, and Pluri-NPC medium containing puromycin at a concentration of 2 ⁇ g / mL was placed on the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • N3-C medium containing puromycin at a concentration of 2 ⁇ g / mL was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • the cells were immunostained on Day 7.
  • a buffer containing rabbit anti-TUJ1 antibody (Covance) at 1: 1000 and sheep anti-TH antibody (Pel-Freez Biologicals) at 1: 1000 was added to the plate and allowed to stand at 4 ° C. overnight.
  • donkey anti-mouse IgG (H + L) secondary antibody Alexa Fluor® 555 complex (Thermofisher, A-21428) and donkey anti-rabbit IgG (H + L) secondary antibody Alexa Fluor® 647 complex (Thermofisher). , A31573) was added to the plate and the cells were observed under a microscope.
  • TH which is a marker specific to dopaminergic neurons
  • TUJ1 which is a marker for all neurons
  • Example 6 of the first embodiment As in Example 5 of the first embodiment, 2 ⁇ 10 5 iPS cells were seeded on the plate and allowed to stand for one day. Next, the medium was replaced with Pluri-NPC medium. Similar to Example 5 of the first embodiment, a tube A containing the first reaction solution was prepared.
  • Tube B was filled with 62.5 ⁇ L of low serum medium (Opti-MEM®, Gibco), 200 ng of ASCL1-T2A-PURO mRNA, 200 ng NURR1 mRNA, 200 ng LMX1A mRNA, 200 ng EN1 , 200 ng of PITX3 mRNA, 200 ng of FOXA2 mRNA, and 100 ng of GFP mRNA (Trilink) were mixed well to obtain a second reaction solution.
  • low serum medium Opti-MEM®, Gibco
  • 200 ng of ASCL1-T2A-PURO mRNA 200 ng NURR1 mRNA
  • 200 ng LMX1A mRNA 200 ng EN1
  • 200 ng of PITX3 mRNA 200 ng of FOXA2 mRNA
  • 100 ng of GFP mRNA Trilink
  • the second reaction solution was added to the first reaction solution in the tube A to obtain a mixed reaction solution, and then the tube A was tapped so that liposomes were formed at room temperature for 10 minutes.
  • the mixed reaction solution was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. for 6 to 8 hours. Thereby, the cells were transfected with mRNA (Day 0).
  • all the medium was removed from the plate, and Pluri-NPC medium was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • the cells were transfected with mRNA (Day 1).
  • all the medium was removed from the plate, and Pluri-NPC medium containing puromycin at a concentration of 2 ⁇ g / mL was placed on the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • Example 5 of the first embodiment immunostaining of cells was performed on Day7. As a result, as shown in FIG. 8, it was confirmed that TH and TUJ1 were positive in the cells. On the other hand, GFP was hardly expressed.
  • Example 7 of the first embodiment Except that the number of iPS cells was 4 ⁇ 10 5 , iPS cells were seeded on the plate in the same manner as in Example 5 of the first embodiment, and allowed to stand for one day. Next, the medium was replaced with Pluri-NPC medium. Similar to Example 5 of the first embodiment, a tube A containing the first reaction solution was prepared.
  • Tube B was loaded with 62.5 ⁇ L of low serum medium (Opti-MEM®, Gibco), 500 ng of ASCL1-T2A-PURO mRNA, 200 ng NURR1 mRNA, 200 ng LMX1A mRNA, 200 ng EN1 , 200 ng of PITX3 mRNA, 200 ng of FOXA2 mRNA, and 100 ng of GFP mRNA (Trilink) were mixed well to obtain a second reaction solution.
  • Opti-MEM® low serum medium
  • 500 ng of ASCL1-T2A-PURO mRNA 500 ng of ASCL1-T2A-PURO mRNA, 200 ng NURR1 mRNA, 200 ng LMX1A mRNA, 200 ng EN1 , 200 ng of PITX3 mRNA, 200 ng of FOXA2 mRNA, and 100 ng of GFP mRNA (Trilink) were mixed well to obtain a second reaction solution.
  • the second reaction solution was added to the first reaction solution in the tube A to obtain a mixed reaction solution, and then the tube A was tapped so that liposomes were formed at room temperature for 10 minutes.
  • the mixed reaction solution was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. for 6 to 8 hours. Thereby, the cells were transfected with mRNA (Day 0).
  • all the medium was removed from the plate, and Pluri-NPC medium was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • the whole medium was removed from the plate, and the cells were transfected with mRNA as in the previous day (Day 1). Next, all the medium was removed from the plate, and Pluri-NPC medium containing puromycin at a concentration of 2 ⁇ g / mL was placed on the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • Example 5 of the first embodiment immunostaining of cells was performed on Day7. As a result, as shown in FIG. 9, it was confirmed that TH and TUJ1 were positive in the cells. On the other hand, GFP was hardly expressed.
  • Example 8 of the first embodiment Except for the number of iPS cells being 2 ⁇ 10 5 or 4 ⁇ 10 5 , iPS cells were seeded on the plate in the same manner as in Example 5 of the first embodiment and allowed to stand for one day. Next, the medium was replaced with Pluri-NPC medium. Similar to Example 5 of the first embodiment, a tube A containing the first reaction solution was prepared.
  • tube B put 62.5 ⁇ L of low serum medium (Opti-MEM (registered trademark), Gibco), add 500 ng of NGN2-T2A-PURO mRNA and 100 ng of GFP mRNA (Trilink), and mix well. It was set as the reaction liquid.
  • Opti-MEM registered trademark
  • Gibco low serum medium
  • the second reaction solution was added to the first reaction solution in the tube A to obtain a mixed reaction solution, and then the tube A was tapped so that liposomes were formed at room temperature for 10 minutes.
  • the mixed reaction solution was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. for 6 to 8 hours. Thereby, the cells were transfected with mRNA (Day 0).
  • all the medium was removed from the plate, and Pluri-NPC medium was added to the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • the cells were transfected with mRNA (Day 1).
  • all the medium was removed from the plate, and Pluri-NPC medium containing puromycin at a concentration of 2 ⁇ g / mL was placed on the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • N3-C medium containing puromycin at a concentration of 2 ⁇ g / mL and B18R recombinant protein (eBioscience) was placed on the plate and allowed to stand at 37 ° C. overnight.
  • Example 5 of the first embodiment immunostaining of cells was performed on Day7. As a result, as shown in FIG. 10, it was confirmed that TH and TUJ1 were positive in the cells. On the other hand, GFP was hardly expressed. This indicates that a safe dopaminergic neuron obtained by decomposing foreign RNA was obtained.
  • Pluri-NPC medium and N3-C medium are mediums used for inducing dopaminergic neurons from iPS cells only with hormones.
  • the inducer RNA was not introduced into the iPS cells, the cells were cultured in the same manner as in Examples 5 to 8 of the first embodiment, and the cells were cultured, and immunostaining of the cells was performed on Day7.
  • FIG. 11 it was confirmed that TH and TUJ1 were negative in the cells.
  • the morphology was not a neuronal morphology.
  • the method for producing a nervous system cell according to the second embodiment includes preparing a cell, introducing a reprogramming factor RNA into the cell, introducing a inducer RNA into the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced, Differentiation into neural cells.
  • the reprogramming factor RNA may be introduced into the cell and the inducer RNA may be introduced into the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced in the same incubator.
  • the inducer RNA may be introduced into the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced without detaching the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced from the incubator.
  • the inducer RNA may be introduced into the cell the day after the reprogramming factor RNA is introduced into the cell.
  • the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced is detached from the incubator and the reprogramming factor RNA is introduced.
  • the inducer RNA may be introduced into the cells into which the reprogramming factor RNA has been introduced.
  • Examples of cells into which the reprogramming factor is introduced include fibroblasts, blood cells, dental pulp stem cells, keratinocytes, dermal papilla cells, oral epithelial cells, and somatic stem progenitor cells, and so on. .
  • Blood cells are separated from blood.
  • the blood is, for example, peripheral blood and umbilical cord blood, but is not limited thereto.
  • the blood may be collected from an adult or from a minor.
  • an anticoagulant such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), heparin, and biological preparation reference blood preservation solution A solution (ACD-A) solution is used.
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • ACD-A biological preparation reference blood preservation solution
  • Blood cells are nucleated cells such as mononuclear cells (Monocyte), neutrophils, eosinophils, basophils, and lymphocytes, and do not contain erythrocytes, granulocytes, and platelets.
  • the blood cells may be, for example, vascular endothelial precursor cells, blood stem / progenitor cells, T cells, or B cells.
  • the T cell is, for example, an ⁇ T cell.
  • Mononuclear cells are separated from blood using a blood cell separation medium, a centrifuge, or the like.
  • a method for separating mononuclear cells when Ficoll (GE Healthcare) is used as a blood cell separation medium is as follows.
  • the centrifuge is set at 4 ° C. to 42 ° C., preferably 18 ° C. Collect 10 ⁇ L to 50 mL of blood from an adult or minor, and add a chelating agent containing EDTA to the blood and mix gently so that the blood does not solidify.
  • 5 mL of the medium for human lymphocyte separation (Ficoll-Paque PREMIUM, GE Healthcare Japan) is dispensed into two 15 mL tubes.
  • 5 mL of PBS is diluted by adding 5 mL of PBS, and 5 mL is overlaid on the human lymphocyte separation medium in a tube. At this time, diluted blood is slowly added onto the medium along the tube wall of the tube so as not to disturb the interface.
  • the solution in the tube is centrifuged at 10 ⁇ g to 1000 ⁇ g, preferably 400 ⁇ g, 4 ° C. to 42 ° C., preferably 18 ° C. for 5 minutes to 2 hours, preferably 30 minutes. After centrifugation, a white turbid intermediate layer appears in the tube. This white, turbid intermediate layer contains mononuclear cells. Gently collect the white, turbid intermediate layer in the tube with a Pipetman and transfer to a new 15 mL tube. At this time, the lower layer should not be blotted. About 1 mL of a white turbid intermediate layer can be recovered from one tube. Transfer two intermediate layers together into one tube.
  • 1 to 48 mL, preferably 12 mL of PBS is added to the recovered mononuclear cells, and the solution is further added at 10 ⁇ g to 1000 ⁇ g, preferably 200 ⁇ g, 4 ° C. to 42 ° C., preferably 18 ° C. Centrifuge for 1 to 60 minutes, preferably 10 minutes. Thereafter, the supernatant of the solution is aspirated and removed using an aspirator, and 1 mL to 12 mL, preferably 3 mL of a serum-free hematopoietic cell medium (X-VIVO (registered trademark) 10, Lonza) having a known composition is added and suspended. A mononuclear cell suspension is obtained. Among them, 10 ⁇ L of mononuclear cell suspension is stained with trypan blue and counted with a hemocytometer.
  • X-VIVO serum-free hematopoietic cell medium
  • the method for separating mononuclear cells when vacutainer (registered trademark, BD) is used as a blood collection tube is as follows.
  • the centrifuge is set to 4 ° C. to 42 ° C., preferably 18 ° C. 8 mL of blood is collected from an adult or a minor using a blood collection tube (Vactaina (registered trademark), BD), mixed by inversion, and mixed with an anticoagulant. The balance is then adjusted and the solution is 4 ° C to 42 ° C, preferably 18 ° C, 100xg to 3000xg, preferably 1500xg to 1800xg with a swing rotor for 1 to 60 minutes, preferably 20 minutes. Centrifuge. After centrifugation, the upper layer, which is the plasma layer, is removed and pipetting is performed to suspend the mononuclear cell layer and the blood cells attached to the gel to obtain a suspension. Transfer the resulting suspension to another 15 mL tube.
  • 1 mL to 14 mL, preferably 12 mL PBS is added to the suspension in a 15 mL tube and the suspension is added at 4 ° C. to 42 ° C., preferably 18 ° C., 100 ⁇ g to 3000 ⁇ g, preferably 200 ⁇ g.
  • a hemolyzing agent Pharmacyse (registered trademark), 10-fold concentration, BD) is diluted to 1-fold concentration with sterile water.
  • Pellet the pellet in the 15 mL tube and add 1 mL to 14 mL, preferably 1 mL of hemolytic agent. Thereafter, the solution is shielded from light at room temperature and the solution is allowed to stand for 1 to 60 minutes, preferably 1 minute.
  • 1 mL to 14 mL, preferably 12 mL of PBS is added to the 15 mL tube and 4 ° C. to 42 ° C., preferably room temperature, 100 ⁇ g to 3000 ⁇ g, preferably 200 ⁇ g, 1 min to 60 min, Centrifuge for a minute. After centrifugation, the supernatant is removed with an aspirator, 1 mL to 15 mL, preferably 3 mL of a serum-free hematopoietic cell medium (X-VIVO (registered trademark) 10, Lonza) with a known composition is added and suspended, and a mononuclear cell suspension Obtain a liquid. Among them, 10 ⁇ L of mononuclear cell suspension is stained with trypan blue and counted with a hemocytometer.
  • X-VIVO serum-free hematopoietic cell medium
  • the method for separating mononuclear cells from blood is not limited to the above method, and for example, mononuclear cells may be separated from blood using a dialysis membrane.
  • a pure cell select system for concentrating whole blood mononuclear cells (registered trademark, PALL), a purifier for removing blood cells (Celsorber E, registered trademark, Asahi Kasei), and a leukocyte removal filter for platelet preparations (Sepacell PL, registered trademark, A filter such as PLX-5B-SCD (Asahi Kasei) can also be used.
  • Mononuclear cells may be separated using an erythrocyte separating agent capable of separating nucleated cells by gravity sedimentation or centrifugation of erythrocytes.
  • an erythrocyte separating agent capable of separating nucleated cells by gravity sedimentation or centrifugation of erythrocytes.
  • the erythrocyte separating agent include HetaSep (registered trademark, STEMCELL Technologies) and HES40 (NIPRO).
  • CTL-UP1 sold by Cellular Technology Limited
  • PBMC-001 from Sanguine Biosciences, etc. may be used.
  • blood cells as blood cells, blood cells cryopreserved using a cell cryopreservation solution such as Cell Banker 1, Stem Cell Banker GMP Grade, and Stem Cell Banker DMSO Free GMP Grade (Zenoac) may be used after thawing.
  • a cell cryopreservation solution such as Cell Banker 1, Stem Cell Banker GMP Grade, and Stem Cell Banker DMSO Free GMP Grade (Zenoac) may be used after thawing.
  • thawing mononuclear cells When thawing mononuclear cells, first, 15 mL of a 15 ml, preferably 8 mL, serum-free hematopoietic cell medium (X-VIVO (registered trademark) 10, Lonza) having a known composition was placed in a 15 mL tube and frozen. The tube containing the mononuclear cells is placed in a hot bath at 4 ° C. to 42 ° C., preferably 37 ° C., to begin to dissolve the mononuclear cells.
  • X-VIVO serum-free hematopoietic cell medium
  • the tube containing the mononuclear cells is pulled out of the hot bath, and the mononuclear cells are transferred to a tube containing a known composition of serum-free hematopoietic cell medium.
  • 10 ⁇ L of mononuclear cell suspension is stained with trypan blue and counted with a hemocytometer.
  • Blood cells may be separated based on cell surface markers.
  • the blood stem / progenitor cells are positive for CD34.
  • T cells are positive for CD3, CD4, or CD8.
  • B cells are positive for CD10, CD19, or CD20.
  • Blood stem / progenitor cells, T cells, or B cells are separated from blood cells using, for example, an automated magnetic cell separator and immunomagnetic beads. Or you may prepare the mononuclear cell isolate
  • CD34 positive cells are stem / progenitor cells and tend to be reprogrammed.
  • T cell-derived iPS cells retain the TCR recombination type, and thus tend to be efficiently induced to differentiate into T cells.
  • the method for separating CD34 positive cells is as follows.
  • 10 mL of serum-free medium (StemSpan H3000, STEMCELL Technologies), 10 ⁇ L of IL-6 (100 ⁇ g / mL), 10 ⁇ L of SCF (300 ⁇ g / mL), 10 ⁇ L of TPO (300 ⁇ g / mL), 10 ⁇ L of FLT3 ligand (300 ⁇ g / mL) And 10 ⁇ L of IL-3 (10 ⁇ g / mL) are added to prepare a blood cell culture medium (blood stem / progenitor cell culture medium).
  • a column buffer is prepared by adding 10 ⁇ L to 1 mL, preferably 80 ⁇ L of EDTA (500 mmol / L) and 10 ⁇ L to 1 mL, preferably 200 ⁇ L of FBS to 20 mL of PBS. Dispense a mononuclear cell suspension containing 1 ⁇ 10 4 to 1 ⁇ 10 9 , preferably 2 ⁇ 10 7 mononuclear cells into a 15 mL tube, Centrifuge at 4 ° C. to 42 ° C., preferably 4 ° C., 100 ⁇ g to 3000 ⁇ g, preferably 300 ⁇ g for 10 minutes. After centrifugation, the supernatant is removed and the mononuclear cells are suspended in 100 ⁇ L to 1 mL, preferably 300 ⁇ L of column buffer.
  • the mononuclear cell suspension in a 15 mL tube is diluted by adding 1 mL to 15 mL, preferably 10 mL column buffer, and 4 ° C. to 42 ° C., preferably 4 ° C., 100 ⁇ g to 1000 ⁇ g, Centrifuge at 300 xg for 1 minute to 2 hours, preferably 10 minutes. After centrifugation, the supernatant in the 15 mL tube is removed with an aspirator and 10 ⁇ L to 10 mL, preferably 500 ⁇ L column buffer is added and resuspended.
  • a column for an automatic magnetic cell separator (MS column, Miltenyi Biotec) is attached to an automatic magnetic cell separator (MiniMACS Separation Unit, Miltenyi Biotec), and the column buffer is washed with 10 ⁇ L to 10 mL, preferably 500 ⁇ L.
  • the mononuclear cells are placed in the column.
  • 10 ⁇ L to 10 mL, preferably 500 ⁇ L, of column buffer is added to the column, and the column is washed 1 to 10 times, preferably 3 times.
  • the column is then removed from the automated magnetic cell separator and placed in a 15 mL tube.
  • 10 ⁇ L to 10 mL, preferably 1000 ⁇ L, of column buffer is placed in the column, and the syringe is quickly pushed to drain CD34 positive cells into the 15 mL tube.
  • CD34 positive cell suspension 10 ⁇ L is stained with trypan blue and the cell count is counted with a hemocytometer.
  • the CD34 positive cell suspension in a 15 mL tube is centrifuged at 4 ° C. to 42 ° C., preferably 4 ° C., 100 ⁇ g to 1000 ⁇ g, preferably 300 ⁇ g for 1 minute to 2 hours, preferably 10 minutes. . After centrifugation, the supernatant is removed with an aspirator.
  • the CD34 positive cells are resuspended in a warm blood cell medium, and the CD34 positive cells are plated on a culture plate. Thereafter, CD34 positive cells are cultured for 6 days at 4 ° C. to 42 ° C., preferably 37 ° C., 1% to 20%, preferably 5% CO 2 . During this time, the medium need not be changed.
  • the method of isolating cells with a marker other than CD34 is the same as the method of isolating CD34 positive cells.
  • the reprogramming factor RNA introduced into the cell includes, for example, OCT3 / 4 mRNA, SOX2 mRNA, KLF4 mRNA, and c-MYC mRNA.
  • M 3 O obtained by improving OCT3 / 4 may be used as the reprogramming factor RNA.
  • the reprogramming factor RNA is LIN28A, LIN28B, GLISI, p53-dominant negative, p53-P275S, L-MYC, NANOG, DPPA2, DPPA4, DPPA5, ZIC3, BCL-2, E-RAS, TPT1, SALL2, NAC1 , DAX1, TERT, ZNF206, FOXD3, REX1, UTF1, KLF2, KLF5, ESRRB, miR-291-3p, miR-294, miR-295, NR5A1, NR5A2, TBX3, MBD3sh, TH2A, and TH2B It may further contain at least one factor mRNA. These mRNAs are available from TriLink.
  • mRNA is pseudouridine ( ⁇ ), 5-methyluridine (5 meU), N1-methyl pseudouridine (me1 ⁇ ), 5-methoxyuridine (5 moU), 5-hydroxymethyluridine (5 hmU), 5-formyluridine (5 fU).
  • MRNA may be polyadenylated.
  • MRNA may be prepared by polyadenylation of in vitro transcribed (IVT) RNA.
  • the mRNA may be polyadenylated during IVT by using a DNA template that encodes the poly (A) terminus.
  • mRNA may be capped. In order to maximize the efficiency of expression in cells, it is preferred that most mRNA molecules contain a cap.
  • the mRNA may have a 5'cap [m7G (5 ') ppp (5') G] structure. This sequence is a sequence that stabilizes mRNA and promotes transcription. From the mRNA having 5 'triphosphate, 5' triphosphate may be removed by dephosphorylation treatment.
  • the mRNA may have [3'O-Me-m7G (5 ') ppp (5') G] as Anti-Reverse Cap Analog (ARCA).
  • ARCA is a sequence inserted before the transcription start point, and the efficiency of transcribed mRNA is doubled.
  • the mRNA may have a PolyA tail.
  • the mRNA may be a replicative RNA having self-proliferating ability.
  • Replicative RNA is RNA having self-proliferation ability, and unlike normal RNA, it also has the ability to express proteins necessary for RNA replication.
  • Replicative RNA is derived from Venezuelan equine encephalitis (VEE) virus, a type of alphavirus.
  • VEE Venezuelan equine encephalitis
  • the sequence of the replicative RNA is alphavirus replicon RNA, Eastern equine encephalitis virus (EEE), Venezuelan equine encephalitis virus (VEE), Everglades virus, Mucambo virus, Pixuna virus, and western part. It may comprise a sequence derived from an alphavirus selected from the group consisting of equine encephalitis virus (WEE).
  • replicative RNA includes Sindbis virus, Semliki Forest virus, Middelburg virus, Chikungunya virus, O'nyong-nyongos virus, Ross River R virus R , Barmah Forest virus, Getah virus, Sagiyama virus, Bebaru virus, Mayaro virus, Una virus, Aura virus, Wataroa virus , Babanki virus, Kyzylagach virus, Hira De J (Highlands J) virus, Fort Morgan (Fort Morgan) virus, Nudumu (Ndumu) virus, and it may include sequences derived from the alpha virus selected from the group consisting of buggy Creek (Buggy Creek) virus.
  • the replicative RNA is (VEE RNA replicase)-(promoter)-(RF1)-(self-cleaving peptide)-(RF2)-(self-cleaving peptide)-(from 5 ′ to 3 ′) RF3)-(IRES or core promoter)-(RF4)-(IRES or any promoter)-(optional marker)-(VEE 3′UTR and poly A tail)-(optional marker) -Contains a promoter.
  • RF1-4 is a factor that induces cell dedifferentiation into pluripotent cells. The above RF2-3, RF3-4, and RF4 are arbitrary.
  • RF1-4 is OCT3 / 4, KLF4, SOX-2, c-MYC, LIN28A, LIN28B, GRIS1, FOXH1, p53-dominant negative, p53-P275S, L-MYC, NANOG, DPPA2, DPPA5, DPPA5, ZIC3, BCL-2, E-RAS, TPT1, SALL2, NAC1, DAX1, TERT, ZNF206, FOXD3, REX1, UTF1, KLF2, KLF5, ESRRB, miR-291-3p, miR-294, miR-295, NR5A1, It may be selected from the group consisting of NR5A2, TBX3, MBD3sh, TH2A, and TH2B.
  • stem cell culture medium such as human ES / iPS medium such as PluriQ (MTI-GlobalStem) and Primate ES Cell Medium (ReproCELL) can be used.
  • PluriQ MMI-GlobalStem
  • RepproCELL Primate ES Cell Medium
  • the stem cell culture medium is not limited to this, and various stem cell culture media can be used.
  • Primate ES Cell Medium Reprostem, ReproFF, ReproFF2, ReproXF (Reprocell), mTeSR1, TeSR2, TeSRE8, ReproTeSR (STEMCELL Technologies), and PruriSTM (registered trademark).
  • FF Culture Medium Human iPS and ES Cells Pluriton reprogramming medium (Stemment), PluriSTEM (registered trademark), Stemfit AK02N, Stemfit AK03 (Ajinomoto ES) Registered trademark) serum and feeder free medium for hESC / iPS (Applied StemCell), and L7 (may use a registered trademark) hPSC Culture System (LONZA) or the like.
  • the stem cell medium is placed in, for example, a dish, well, tube, or the like.
  • the reprogramming factor RNA is introduced into the cell using an RNA transfection reagent.
  • an RNA transfection reagent mRNA-In (registered trademark, Molecular Transfer, Inc.) can be used.
  • Lipofectamine Messenger Max (registered trademark) is used as a lipofection reagent for transfection of reprogramming factor RNA.
  • lipofection reagents Lipofectamine (registered trademark) RNAiMAX (ThermoFisher Scientific), Lipofectamine (registered trademark) 2000, Lipofectamine (registered trademark) 3000, NeonTransfection System (ThermofectFestive System).
  • RNA Transfection Reagent BiooScientific
  • Amaxa registered product
  • Human T cell Nucleofector (registered product) kit Lionza, VAPA-1002
  • Ama a registered trade
  • Human CD34 cell Nucleofector (registered trade) kit Lionza, Inc., VAPA-1003
  • ReproRNA may be utilized (TM) transfection reagent (STEMCELL Technologies) and the like.
  • the introduction of reprogramming factor RNA into cells may be performed multiple times. Introduction of reprogramming factor RNA into cells is performed, for example, once every two days or once a day for 5 to 15 days, 7 to 13 days, or 10 days. However, when the mRNA is a replicative RNA, the reprogramming factor RNA may be introduced once into the cell.
  • the inducer RNA is introduced into the cell into which the reprogramming factor RNA has been introduced by the same method as in the first embodiment.
  • Example 1 of the second embodiment In each well of the well plate, a diluted solution of a basement membrane matrix in which iMatrix-511 (nippi) was diluted to 0.5 ⁇ g / cm 2 with respect to 1.5 mL of PBS was added. Thereafter, the well plate was placed in a 37 ° C. incubator for 1 hour or longer. Next, the diluted solution of the basement membrane matrix is removed from each well of the well plate, and about 1 ⁇ 10 5 fibroblasts suspended in 10% FBS medium are seeded in each well of the well plate to adhere the fibroblasts. Cultured.
  • a master mix of reprogramming factor mRNA shown in FIG. 12 was prepared.
  • the medium in each well of the well plate was replaced with 2 mL of PluriQ (registered trademark, MTI-GlobalStem).
  • a tube A and a tube B containing the contents shown in FIG. 13 were prepared.
  • the contents of tube A and tube B are mixed to prepare an RNA transfection reagent, mRNA-In (registered trademark, Molecular Transfer, Inc.), and an mRNA master mix. I put it.
  • mRNA-In registered trademark, Molecular Transfer, Inc.
  • mRNA master mix I put it.
  • a mixture of RNA-In and mRNA master mix was added to each well, and the well plate was shaken to diffuse the mixture of RNA-In and mRNA master mix into the medium.
  • the fibroblasts were then incubated overnight at 37 ° C., 5% CO 2 to transfect the cells with reprogramming factor RNA (Day 0).
  • NGN2-T2A-PURO mRNA (Trilink) and green fluorescent protein (GFP) mRNA (Trilink) were prepared as inducer RNAs.
  • the mRNA was capped with Anti-Reverse Cap Analog (ARCA), polyadenylated, and substituted with 5-methylcytidine and pseudouridine.
  • mRNA is purified by a silica membrane, and is made with a solution using 1 mmol / L sodium citrate having a pH of 6 together with a reagent for introducing mRNA (Lipofectamine MessengerMax (registered trademark), Invitrogen). Further, 1.5 mL of microcentrifuge tube A and 1.5 mL of microcentrifuge tube B were prepared for each number of wells.
  • the second reaction solution was added to the first reaction solution in the tube A to obtain a mixed reaction solution, and then the tube A was tapped so that liposomes were formed at room temperature for 5 minutes.
  • the mixed reaction solution was added to each well and allowed to stand at 37 ° C. for 6 to 8 hours.
  • 500 ng of NGN2 mRNA and 100 ng of GFP mRNA were added to each well, and the inducer RNA was introduced into the cells transfected with reprogramming factor RNA (Day 10).
  • the first day of transfection of the inducer RNA into the cell was the day after the last transfection of the reprogramming factor RNA into the cell.
  • N3 medium containing B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL was placed in each well.
  • cells were transfected with inducer mRNA (Day 13). Thereafter, all the medium was removed from the plate, and N3 medium containing B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL and puromycin at a concentration of 2 ⁇ g / mL was placed in each well and allowed to stand at 37 ° C. overnight. .
  • N3 medium containing B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL and puromycin at a concentration of 2 ⁇ g / mL was placed in each well and allowed to stand overnight at 37 ° C. (Day 14 ).
  • N3 medium containing B18R recombinant protein at a concentration of 200 ng / mL and no puromycin was added to each well, and the cells were cultured at 37 ° C. until Day 20.
  • the medium was removed from the plate, and the cells were washed with PBS. Next, 4% PFA was added to the plate and reacted at 4 ° C. for 15 minutes to fix the cells. Further, after washing the cells twice with PBS, the primary antibody was diluted with PBS medium containing 5% CCS and 0.1% Triton and added to the plate.
  • a primary antibody a mouse monoclonal antibody (Sigma) of MAP2 which is a marker of nerve cells and a rabbit polyclonal antibody of vGLUT which is a marker of excitatory nerve cells (Synoptic Systems) were used.
  • Fibroblasts were prepared in the same manner as in Example 1 of the second embodiment, and cells were transfected with reprogramming factor RNA a total of 10 times. Thereafter, the cells were cultured in PluriQ (registered trademark, MTI-GlobalStem) containing TGF- ⁇ at a concentration of 2 ng / mL for 5 days.
  • PluriQ registered trademark, MTI-GlobalStem
  • the cells were detached from the well plate, suspended in xenofree medium (Pluriton, STEMGENT), and seeded in each well of a new well plate. Thereafter, the inducer RNA was transfected into the cells in the same manner as in Example 1 of the second embodiment.
  • xenofree medium Pluriton, STEMGENT
  • nerve cells were induced as shown in FIG. Further, when cells were immunostained in the same manner as in Example 1 of the second embodiment, as shown in FIG. 16, the induced neurons were MAP2 which is a marker of neurons and a marker of excitatory neurons. It was confirmed that some vGLUT was expressed.

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Abstract

本発明の態様によれば、幹細胞を用意することと、幹細胞に誘導因子RNAを導入し、神経系細胞に分化させることと、を含む、神経系細胞の作製方法が提供される。また、本発明の態様によれば、細胞を用意することと、細胞に初期化因子RNAを導入することと、初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入し、神経系細胞に分化させることと、を含む、神経系細胞の作製方法が提供される。

Description

神経系細胞の作製方法
 本発明は、細胞技術に関し、神経系細胞の作製方法に関する。
 人工多能性幹細胞(iPS細胞)は、体を構成するあらゆる細胞に変化することができる。そのため、様々な種類の体細胞や組織に変化することができるiPS細胞は、細胞移植治療や創薬研究に利用されることが期待されている。また、例えば、2014年にはiPS細胞から作製された網膜の細胞が移植治療に応用された。日本のみならず、世界各国でも、iPS細胞から脳の細胞や、各種臓器の細胞を作製し、移植治療に用いるプロジェクトが進んでいる。
 従来、iPS細胞を分化細胞に変化させる方法は数多くある。しかし、iPS細胞を移植治療に利用するためには、iPS細胞の効率の良い分化誘導方法を確立することが重要である。具体的には、iPS細胞を分化細胞へと誘導するときに用いる技術を確立し、分化誘導の効率及び精度を向上させ、作製した分化細胞の機能性などが移植治療に耐えうるものである必要がある。
 従来、iPS細胞や胚性幹細胞(ES細胞)から分化細胞へ誘導する方法は、細胞の性質を決定するホルモンや成長因子、並びに低分子化合物を組み合わせ、それらの量比や濃度を経時的に変える事で、発生の過程を模倣して行なわれてきている。しかし、発生の過程を試験管内で完全に模倣することは難しく効率が悪い。また、マウスの体細胞分化誘導に比べてヒトの場合は非常に長い分化誘導期間が必要であり、例えば成熟した神経を作製するためには3ヶ月以上を要する。
 さらに、ES/iPS細胞株によって分化誘導の効率が大きく異なり、誘導された体細胞の性質が不均一である等の問題がある。実際に、複数のES細胞クローンに化学物質を添加し、様々な細胞を作製したところ、膵臓の細胞に分化しやすいクローンや、心臓の細胞に分化しやすいクローンなどが存在し、クローンによって分化能力の違いがあることが示された(例えば、非特許文献1参照。)。また、無血清凝集浮遊培養法(SFEBq法)とよばれる、血清や神経細胞分化を阻害する化学物質を含まない培地でiPS細胞を培養することで、iPS細胞/ES細胞から神経細胞を作製する方法を利用し、数十種類のiPS細胞から神経細胞を作製したところ、神経細胞に変化しにくいiPS/ES細胞クローンが存在することが証明された(例えば、非特許文献2参照。)。
 具体的には、ヒトES/iPS細胞からホルモンや化学物質を利用する方法を用いて分化誘導された細胞は、初期の段階では胎児段階の体細胞であることが確認されている。ヒトの成熟した体細胞の分化誘導は極めて難しく、数か月にわたる長期の培養が必要である。しかし、発生が完了した個体を対象とする創薬や移植医療において、個体の成熟度に一致する体細胞を作製することは重要である。
 また、神経細胞には、様々なサブタイプの細胞が存在するが、ホルモンや化学物質を利用する方法では、これらのサブタイプ神経を均一にES/iPS細胞から分化誘導できない。そのため、特定の神経サブタイプ特異的な創薬スクリーニングができない。したがって、創薬スクリーニングの効率が低い。また、移植医療においても、疾患のある特定の細胞だけを濃縮して移植することができない。
 これに対し、ウイルスを用いて特定の体細胞の性質を規定する遺伝子をES/iPS細胞に直接を導入し、目的の体細胞を作製する方法が提案されている。ウイルスを用いる方法は、ホルモンや化学物質を利用する方法に比べて、例えば2週間のような非常に短い期間で成熟した神経細胞を特異的に作製可能である。また、特定の遺伝子導入により神経細胞を作製すると、例えば興奮性神経のみを均一に得ることができる。そのため、特定の神経サブタイプ特異的な創薬スクリーニングが可能であり、移植医療においても、疾患のある特定の細胞だけを濃縮して移植できると考えられている。
 しかし、特定の遺伝子を発現させるためにウイルスを用いて幹細胞を体細胞に分化誘導する方法においては、ES/iPS細胞のゲノム上に遺伝子が挿入され、内在性の遺伝子の傷を付けてしまう。その結果、創薬スクリーニングが正しく行なわれず、移植においては癌化のリスクが伴うという問題がある(例えば、非特許文献3、4参照。)。
Nature Biotechnol 26(3): 313-315, 2008. PNAS, 111:12426-12431, 2014 N Eng J Med, 346:1185-1193, 2002 Science 302: 415-419, 2003
 本発明は、細胞の遺伝子を傷つけることなく、短期間で効率よく神経系細胞を作製可能な、神経系細胞の作製方法を提供することを課題とする。
 本発明の態様によれば、幹細胞を用意することと、幹細胞に誘導因子RNAを導入し、神経系細胞に分化させることと、を含む、神経系細胞の作製方法が提供される。
 上記の神経系細胞の作製方法において、幹細胞が人工多能性幹細胞であってもよい。神経系細胞が、神経細胞、神経幹細胞及び神経前駆細胞のいずれかであってもよい。神経細胞が、抑制性神経細胞、興奮性神経細胞及びドーパミン産生神経細胞のいずれかであってもよい。あるいは、神経系細胞は、運動神経細胞、オリゴデンドロサイト前駆細胞、及びオリゴデンロドサイト等であってもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、リポフェクション法により、幹細胞に誘導因子RNAを導入してもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、誘導因子RNAが、薬剤耐性遺伝子に対応するmRNAを含んでいてもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、幹細胞に誘導因子RNAを導入した後、薬剤耐性を示す細胞を選択することを含んでいてもよい。
 また、本発明の態様によれば、細胞を用意することと、細胞に初期化因子RNAを導入することと、初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入し、神経系細胞に分化させることと、を含む、神経系細胞の作製方法が提供される。従来においては、幹細胞の樹立に2ヵ月、神経系細胞の誘導に3ヵ月を有していた。これに対し、本発明の態様に係る神経系細胞の作製方法によれば、細胞から神経系細胞を短期間に誘導することが可能である。
 上記の神経系細胞の作製方法において、同じ培養器の中で、細胞に初期化因子RNAを導入し、初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入してもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、細胞に初期化因子RNAを導入した後、初期化因子RNAを導入された細胞を培養器から剥離することなく、初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入してもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、細胞に初期化因子RNAを導入した後、初期化因子RNAを導入された細胞を培養器から剥離し、初期化因子RNAを導入された細胞を別の培養器に播種した後、初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入してもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、初期化因子RNAを導入される細胞がヒト繊維芽細胞又は血液細胞等の体細胞であってもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、神経系細胞が、神経細胞、神経幹細胞及び神経前駆細胞のいずれかであってもよい。神経細胞が、抑制性神経細胞、興奮性神経細胞及びドーパミン産生神経細胞のいずれかであってもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、リポフェクション法により、幹細胞に誘導因子RNAを導入してもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、誘導因子RNAが、薬剤耐性遺伝子に対応するmRNAを含んでいてもよい。
 上記の神経系細胞の作製方法において、幹細胞に誘導因子RNAを導入した後、薬剤耐性を示す細胞を選択することを含んでいてもよい。
 また、本発明の態様によれば、配列番号1から10のいずれかのDNAに対応するRNAが提供される。
 また、本発明の態様によれば、配列番号1から10のいずれかのDNAに対応するRNAを備える誘導因子が提供される。
 本発明によれば、細胞の遺伝子を傷つけることなく、短期間で効率よく神経系細胞を作製可能な、神経系細胞の作製方法を提供可能である。
第1実施形態の実施例1に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の実施例1に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の実施例1に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の実施例2から4に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の実施例3に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の実施例3に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の実施例5に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の実施例6に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の実施例7に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の実施例8に係る神経細胞の写真である。 第1実施形態の比較例に係る神経細胞の写真である。 第2実施形態の実施例1で用いた初期化因子mRNAのマスターミックスの成分を示す表である。 第2実施形態の実施例1で用いたキットの内容物を示す表である。 第2実施形態の実施例1に係る神経細胞の写真である。 第2実施形態の実施例2に係る神経細胞の写真である。 第2実施形態の実施例2に係る神経細胞の写真である。
 以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお以下の示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は構成部材の組み合わせ等を下記のものに特定するものではない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
 (第1実施形態)
 第1実施形態に係る神経系細胞の作製方法は、幹細胞を用意することと、幹細胞に誘導因子RNAを導入し、神経系細胞に分化させることと、を含む。
 幹細胞としては、人工多能性幹細胞(iPS細胞)及び胚性幹細胞(ES細胞)の両方が使用可能である。
 誘導される神経系細胞の例としては、神経細胞、神経幹細胞及び神経前駆細胞が挙げられる。神経細胞の例としては、抑制性神経細胞、興奮性神経細胞及びドーパミン産生神経細胞が挙げられる。あるいは、神経系細胞は、運動神経細胞、オリゴデンドロサイト前駆細胞、及びオリゴデンロドサイト等であってもよい。
 幹細胞を培養する培養液には、Primate ES Cell Medium、mTeSR1、TeSR2、及びTeSRE8(STEMCELL Technologies)等を利用してもよい。
 また、幹細胞を培養する培地はゲルを含んでいてもよい。ゲルは、脱アシルカジェランガム、ジェランガム、ヒアルロン酸、ラムザンガム、ダイユータンガム、キサンタンガム、カラギーナン、フコイダン、ペクチン、ペクチン酸、ペクチニン酸、ヘパラン硫酸、ヘパリン、ヘパリチン硫酸、ケラト硫酸、コンドロイチン硫酸、デルタマン硫酸、及びラムナン硫酸、並びに及びそれらの塩からなる群から選択される少なくとも1種の高分子化合物を含んでいてもよい。また、ゲル培地は、メチルセルロースを含んでいてもよい。メチルセルロースを含むことにより、細胞同士の凝集がより抑制される。
 ゲルは、温度感受性ゲルであってもよい。温度感受性ゲルは、poly(glycerol monomethacrylate) (PGMA)、poly(2-hydroxypropyl methacrylate) (PHPMA)、Poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAM)、amine terminated、carboxylic acid terminated、maleimide terminated、N-hydroxysuccinimide (NHS) ester terminated、triethoxysilane terminated、Poly (N-isopropylacrylamide-co-acrylamide)、Poly (N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid)、Poly (N-isopropylacrylamide-co-butylacrylate)、Poly (N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid)、Poly (N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid-co-octadecyl acrylate)、及びN-Isopropylacrylamideから選択される少なくとも1種であってもよい。
 幹細胞を培養する培地は、カドヘリン、ラミニン、フィブロネクチン、及びビトロネクチンからなる群から選択される少なくとも1種の物質を含んでいてもよい。
 幹細胞に導入される誘導因子RNAは、例えば、ASCL1(Achaete-Scute Homolog 1)のmRNA、DLX2(Distal-Less Homeobox 2)のmRNA、MYT1L(Myelin Transcription Factor 1-Like)のmRNA、及びNGN2(neurogenin2)のmRNAの少なくともいずれかを含んでいてもよい。なお、ここでは遺伝子記号はヒトで記載しているが、大文字・小文字表記によって、種を制限することを意図するものではない。例えば、全て大文字表記していても、マウス又はラットの遺伝子を含むことを排除するものではない。ただし、実施例においては、実際に使用した生物種に則って、遺伝子記号を表記している。
 誘導因子RNAは、薬剤耐性遺伝子に対応するmRNAを含んでいてもよい。薬剤とは、例えばピューロマイシン、ネオマイシン、ブラストサイジン、G418、ハイグロマイシン、及びゼオシン等の抗生物質である。誘導因子RNAが導入された細胞は、薬剤耐性を示す。
 誘導因子RNAに含まれるmRNAは、プソイドウリジン(Ψ)、5-メチルウリジン(5meU)、N1-メチルシュードウリジン(me1Ψ)、5-メトキシウリジン(5moU)、5-ヒドロキシメチルウリジン(5hmU)、5-フォーミルウリジン(5fU)、5-カルボキシメチルエステルウリジン(5camU)、チエノグアノシン(thG)、N4-メチルシチジン(me4C)、5-メチルシチジン(m5C)、5-メチオキシチジン(5moC)、5-ヒドロキシメチルシチジン(5hmC)、5-ヒドロキシシチジン(5hoC)、5-フォルムシチジン(5fC)、5-カルボキシシチジン(5caC)、N6-メチル-2-アミノアデノシン(m6DAP)、ジアミノプリン(DAP)、5-メチルウリジン(m5U)、2’-O-メチルウリジン(Um又はm2’-OU)、2-チオウリジン(s2U)、及びN6-メチルアデノシン(m6A)からなる群から選択される少なくとも1つで修飾されていてもよい。
 mRNAは、ポリアデニル化されていてもよい。mRNAは、インビトロで転写される(IVT)RNAのポリアデニル化によって調製されてもよい。mRNAは、ポリ(A)末端をコードするDNAテンプレートを用いることによって、IVTの間にポリアデニル化されてもよい。mRNAがキャッピングされてもよい。細胞における発現の効率性を最大化するために、大部分のmRNA分子がキャップを含有してもよい。
 mRNAは5’cap[m7G(5’)ppp(5’)G]構造を有していてもよい。当該配列はmRNAを安定化させ、転写を促進させる配列である。5’triphosphateをもつmRNAからは、脱リン酸化処理により5’triphosphateを取り除いてもよい。mRNAはAnti-Reverse Cap Analog(ARCA)として[3’O-Me-m7G(5’)ppp(5’)G]を有していてもよい。ARCAは転写開始点より前に挿入される配列であり、転写されるmRNAの効率は二倍となる。mRNAはPolyAテールを有していてもよい。
 誘導因子RNAは、例えば、NGN2-T2A-PURO mRNA(TriLink、配列番号1に記載のDNAに対応するRNA)を含む。NGN2-T2A-PURO mRNA(Trilink)をトランスフェクトされた細胞は、neurogenin2(NGN2)を産生し、かつ、ピューロマイシン耐性を示す。mRNAは、Anti-Reverse Cap Analog(ARCA)でキャップされ、ポリアデニル化されており、5-メチルシチジン及びプソイドウリジンで置換されていてもよい。5-メチルシチジン及びプソイドウリジンは、抗体によるmRNAの認識力を低下させる。また、配列番号2に記載のDNAに対応するRNAを用いてもよい。配列番号2に記載のDNAは、配列番号1のDNAからxba1制限部位を除去したDNAである。
 あるいは、誘導因子は、NGN2-T2A-PURO mRNA(配列番号3に記載のDNAに対応するRNA)を含む。配列番号3に記載のDNAに対応するRNAをトランスフェクトされた細胞は、NGN2を産生し、かつ、ピューロマイシン耐性を示す。
 あるいは、誘導因子は、ASCL1-T2A-PURO mRNA(配列番号4に記載のDNAに対応するRNA)を含む。配列番号4に記載のDNAに対応するRNAをトランスフェクトされた細胞は、ASCL1を産生し、かつ、ピューロマイシン耐性を示す。
 あるいは、誘導因子は、DLX2-T2A-PURO mRNA(配列番号5に記載のDNAに対応するRNA)を含む。配列番号5に記載のDNAに対応するRNAをトランスフェクトされた細胞は、DLX2を産生し、かつ、ピューロマイシン耐性を示す。
 あるいは、誘導因子は、DLX2-T2A-HYGRO mRNA(配列番号6に記載のDNAに対応するRNA)を含む。配列番号6に記載のDNAに対応するRNAをトランスフェクトされた細胞は、DLX2を産生し、かつ、ハイグロマイシン耐性を示す。
 あるいは、誘導因子は、DLX2-T2A-BLAST mRNA(配列番号7に記載のDNAに対応するRNA)を含む。配列番号7に記載のDNAに対応するRNAをトランスフェクトされた細胞は、DLX2を産生し、かつ、ブラストサイジン耐性を示す。
 あるいは、誘導因子は、DLX2-IRES-HYGRO mRNA(配列番号8に記載のDNAに対応するRNA)を含む。配列番号8に記載のDNAに対応するRNAをトランスフェクトされた細胞は、DLX2を産生し、かつ、ハイグロマイシン耐性を示す。
 あるいは、誘導因子は、DLX2-IRES-BLAST mRNA(配列番号9に記載のDNAに対応するRNA)を含む。配列番号9に記載のDNAに対応するRNAをトランスフェクトされた細胞は、DLX2を産生し、かつ、ブラストサイジン耐性を示す。
 あるいは、誘導因子は、ASCL1-T2A-PURO mRNA(配列番号10に記載のDNAに対応するRNA)を含む。配列番号10に記載のDNAに対応するRNAをトランスフェクトされた細胞は、ASCL1を産生し、かつ、ピューロマイシン耐性を示す。
 誘導因子RNAは、例えばリポフェクション法等のトランスフェクション法により幹細胞に導入される。リポフェクション法とは、陰性荷電物質である核酸と、陽性荷電脂質と、の複合体を、電気的な相互作用により形成し、複合体をエンドサイトーシスや膜融合により細胞内に取り込ませる方法である。リポフェクション法は、細胞へのダメージが少なく、導入効率に優れており、操作が簡便であり、時間がかからない等の利点を有する。
 誘導因子RNAのトランスフェクションには、トランスフェクション試薬として、例えば、リポフェクタミン メッセンジャーマックス(登録商標)が用いられる。さらに、リポフェクション試薬としては、Lipofectamine(登録商標)RNAiMAX(Thermo Fisher Scientific)、Lipofectamin(登録商標)2000、Lipofectamin(登録商標)3000、NeonTransfection System(Thermo Fisher scientific)、Stemfect RNA transfection reagent(Stemfect)、mRNA-In(登録商標、Molecular Transfer, Inc.)NextFect(登録商標)RNA Transfection Reagent(BiooSientific)、Amaxa(登録商品)Human T cell Nucleofector(登録商品)kit(Lonza社、VAPA-1002)、Amaxa(登録商品)Human CD34 cell Nucleofector(登録商品)kit(Lonza社、VAPA-1003)、及びReproRNA(登録商標)トランスフェクション試薬(STEMCELL Technologies)等を利用してもよい。
 誘導因子RNAのトランスフェクションは複数回行ってもよい。
 誘導因子RNAのトランスフェクションの際に用いられる培地は、例えば、Plurito Reprogramming Medium(STEMGENT)やOpti-MEM(登録商標、Gibco)等の無血清又は低血清培地である。誘導因子RNAのトランスフェクションの際、及びその前後に用いられる培地は、B18Rタンパク質を含んでいてもよい。B18Rタンパク質は、細胞の先天性抗ウイルス反応を緩和する。B18Rタンパク質は、細胞へのRNAの挿入時に伴う免疫反応に伴う細胞死を抑制するために使用されることがある。ただし、培地はB18Rタンパク質を含まなくともよく、あるいは、B18Rタンパク質を0.01%から1%のような薄い濃度で含有してもよい。
 誘導因子RNAのトランスフェクションの後、あるいは誘導因子RNAのトランスフェクションを複数回行っている途中から、培地を神経系細胞に適した培地に交換する。
 誘導因子RNAが、薬剤耐性遺伝子に対応するmRNAを含んでいた場合、トランスフェクションの間又は後、薬剤耐性を示す細胞を選択してもよい。例えば、誘導因子RNAが、ピューロマイシン耐性遺伝子に対応するmRNAを含んでいた場合、トランスフェクションの後の細胞をピューロマイシンに曝すことにより、誘導因子RNAが導入された細胞以外を死滅させ、誘導因子RNAが導入された細胞を選別することが可能である。誘導因子RNAが、薬剤耐性遺伝子に対応するmRNAとして、ネオマイシン、ブラストサイジン、G418、ハイグロマイシン、及びゼオシン等から選択されるいずれかを含んでいてもよい。
 神経系細胞に分化したか否かは、NGN2、β-IIITubulin、MAP2、PSA-NCAM、vGLUT、GAD67、TH(Tyrosine Hydroxylase)、SOX1、SOX2、CD133、Nestin、HB9、ISL1、O4、PLP1、MOG、又はMBPが陽性であるか否かによって確認される。NGN2は、神経細胞分化に必要なスイッチタンパク質である。β-IIITubulin、MAP2、及びPSA-NCAMは、神経細胞のマーカーである。vGLUTは、興奮性神経細胞のマーカーである。GAD67は、抑制性神経細胞のマーカーである。THは、ドーパミン産生神経細胞のマーカーである。SOX1、SOX2、CD133、及びNestinは、神経幹細胞のマーカーである。HB9及びISL1は運動神経細胞のマーカーである。O4、PLP1、MOG、及びMBPは、オリゴデンドロサイト前駆体のマーカーである。
 また、アストロサイト前駆体及びアストロサイトのマーカーとして、GFAP及びCD44が利用可能である。さらに、コリナージックニューロンのマーカーとして、ChATが利用可能である。
 以上説明した第1実施形態に係る方法によれば、幹細胞に特定の遺伝子をコードするRNAを発現させることで、幹細胞の遺伝子に傷をつけることなく、神経系細胞を効率よく作製することが可能である。
 ホルモンや化学物質のみを利用して幹細胞から神経系細胞を作製する方法では、神経系細胞が作製されるまで非常に長い時間が必要である。これに対し、第1実施形態に係る方法によれば、非常に短い時間で神経系細胞を作製することが可能である。
 また、ホルモンや化学物質を利用して幹細胞から神経系細胞を作製する方法においては、幹細胞のうちの一部のみが目的の神経系細胞になる。これに対し、第1実施形態に係る方法によれば、誘導因子RNAを導入する細胞の90%以上が目的の神経系細胞となる。
 さらに、ホルモンや化学物質を利用して幹細胞から神経系細胞を作製する方法においては、同じプロトコールに従っても、目的の神経系細胞になるクローンと、ならないクローンがあり、クローン間にばらつきが生じる。これに対し、第1実施形態に係る方法によれば、複数のクローンで高い分化誘導効率を得ることが可能である。
 また、未分化な細胞集団からサイトカイン等を用いて分化誘導を行って移植用細胞を作製する場合、移植用細胞の中に未分化細胞が残存する可能性がある。この残存未分化細胞は移植位置で独自に細胞***、増殖をし、テラトーマ等を形成する危険性がある。これに対し、第1実施形態に係る方法によれば、薬剤耐性遺伝子も同時に発現させることができるため、誘導因子RNAが導入された細胞の薬剤選択が可能である。そのため未分化細胞の混入やテラトーマ形成などの危険性を回避することが可能であり、移植医療に適している。
 (第1実施形態の実施例1)
 可溶化基底膜調製品(Matrigel、Corning)でコートされたプレートを用意した。また、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤(Y-27632、Selleck)を含む1mLのヒトES/iPS細胞維持用培地(mTeSR1、TEMCELL Technologies)に、1×10個、2×10個、又は4×10個のシングルセルのiPS細胞を懸濁させ、懸濁液をプレートに添加して、細胞を播種し、一日静置した。
 培地を、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)に交換した。
 さらに、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブAと、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブBと、を用意した。
 チューブAに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、そこに1.875μLのmRNA導入用試薬(Lipofectamine MessengerMax(登録商標)、Invitrogen)を加え、よく混ぜて第1の反応液とした。
 チューブBに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、750ngのASCL1のmRNA、250ngのDLX2-T2A-BLASTのmRNA、及び100ngのGFP mRNA(Trilink)を加え、よく混ぜて第2の反応液とした。ASCL1は、ニューロン全般への分化を制御するタンパク質である。DLX2は、抑制性神経細胞への分化を制御するタンパク質である。
 第2の反応液をチューブA内の第1の反応液に加えて混合反応液とし、その後、室温で10分間、リポソームが形成されるよう、チューブAを軽くたたいた。次に、混合反応液をプレートに加え、37℃で6から8時間静置した。これにより、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day0)。次に、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day1)。次に、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20ng/mLの濃度で抗生物質であるブラストサイジンを含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day2)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20ng/mLの濃度でブラストサイジンを含む1mLの神経細胞培地(DMEM/F12、25μg/mLインシュリン、50μg/mLヒト・トランスフェリン、30nmol/L亜セレン酸ナトリウム、20nmol/Lプロゲステロン、及び100nmol/Lプトレシン、当該神経細胞培地を、N3培地という。)をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含む1mLのN3培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day3)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20μg/mLの濃度でブラストサイジンを含む1mLのN3培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含む1mLのN3培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。その後、7日間細胞を培養した。ブラストサイジンによる選択はDay6まで行った。
 その結果、図1に示すように、iPS細胞から神経細胞が誘導されたことが、細胞の形態から確認された。
 その後、プレートから培地を除き、PBSで細胞を洗った。次に、4%PFAをプレートに入れ、15分4℃で反応させ、細胞を固定した。さらに、PBSで細胞を2回洗浄後、5%CCS及び0.1%トライトンを含むPBS培地で一次抗体を希釈し、プレートに添加した。一次抗体としては、抑制性神経細胞のマーカーであるGAD67のマウスモノクローナル抗体IgG2a(MAB5406、Millepore)を使用した。
 室温で一時間反応後、プレートにPBSを添加し、プレートによくなじませた後、PBSを廃棄した。再度、PBSを添加、廃棄し、蛍光標識されたロバ抗マウスIgG(H+L)二次抗体(Alexa Fluor、登録商標、555、Conjugate、Invitorogen))を含む溶液をプレートに加えて、室温で30分間反応させた。その後、細胞をPBSで2回洗浄し、蛍光顕微鏡で観察した。その結果、図2(蛍光顕微鏡観察画像)及び図3(位相差顕微鏡観察画像と蛍光顕微鏡観察画像のマージ画像)に示すように、iPS細胞から誘導された神経細胞は、抑制性神経細胞のマーカーであるGAD67を発現していることが確認された。
 (第1実施形態の実施例2)
 可溶化基底膜調製品(Matrigel、Corning)でコートされたプレートを用意した。また、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのヒトES/iPS細胞維持用培地(mTeSR1、TEMCELL Technologies)に、シングルセルに分解されたiPS細胞を懸濁させ、懸濁液をプレートに添加して、細胞を播種し、一日静置した。
 培地を、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)に交換した。
 さらに、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブAと、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブBと、を用意した。
 チューブAに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、そこに1.875μLのmRNA導入用試薬(Lipofectamine MessengerMax(登録商標)、Invitrogen)を加え、よく混ぜて第1の反応液とした。
 チューブBに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、500ngのASCL1-PUROのmRNA、250ngのDLX2-T2A-BLASTのmRNA、及び100ngのGFP mRNA(Trilink)を加え、よく混ぜて第2の反応液とした。
 第2の反応液をチューブA内の第1の反応液に加えて混合反応液とし、その後、室温で10分間、リポソームが形成されるよう、チューブAを軽くたたいた。次に、混合反応液をプレートに加え、37℃で6から8時間静置した。これにより、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day0)。次に、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day1)。次に、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20μg/mLの濃度で抗生物質であるブラストサイジン、及び2μg/mLの濃度のピューロマイシン及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day2)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20μg/mLの濃度でブラストサイジン、及び2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含む1mLのN3培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day3)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20μg/mLの濃度でブラストサイジン、及び2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。これをDay6まで繰り返した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含む1mLのN3培地をプレートに入れた(Day7)。その後、Day9まで細胞を培養した。
 顕微鏡で観察したところ、図4に示すように、iPS細胞から神経細胞が誘導されたことが確認された。
 (第1実施形態の実施例3)
 可溶化基底膜調製品(Matrigel、Corning)でコートされたプレートを用意した。また、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのヒトES/iPS細胞維持用培地(mTeSR1、TEMCELL Technologies)に、シングルセルに分解されたiPS細胞を懸濁させ、懸濁液をプレートに添加して、細胞を播種し、一日静置した。
 培地を、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)に交換した。
 さらに、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブAと、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブBと、を用意した。
 チューブAに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、そこに1.875μLのmRNA導入用試薬(Lipofectamine MessengerMax(登録商標)、Invitrogen)を加え、よく混ぜて第1の反応液とした。
 チューブBに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、500ngのASCL1-PUROのmRNA、250ngのDLX2-T2A-BLASTのmRNA、250ngのMYT1LのmRNA、及び100ngのGFP mRNA(Trilink)を加え、よく混ぜて第2の反応液とした。MYT1Lは、ニューロンへの分化を制御するタンパク質である。
 第2の反応液をチューブA内の第1の反応液に加えて混合反応液とし、その後、室温で10分間、リポソームが形成されるよう、チューブAを軽くたたいた。次に、混合反応液をプレートに加え、37℃で6から8時間静置した。これにより、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day0)。次に、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day1)。次に、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20μg/mLの濃度で抗生物質であるブラストサイジン、及び2μg/mLの濃度のピューロマイシン及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day2)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20μg/mLの濃度でブラストサイジン、及び2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含む1mLのN3培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day3)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20μg/mLの濃度でブラストサイジン、及び2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。これをDay6まで繰り返した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含む1mLのN3培地をプレートに入れた(Day7)。その後、Day21まで細胞を培養した。
 Day9で、顕微鏡で観察したところ、図4に示すように、iPS細胞から神経細胞が誘導されたことが確認された。また、Day21で、第1実施形態の実施例1と同様に、抑制性神経細胞のマーカーであるGAD67の抗体(MAB5406、Millepore)を使用して細胞を蛍光免疫染色したところ、図5及び図6に示すように、iPS細胞から誘導された神経細胞は、抑制性神経細胞のマーカーであるGAD67を発現していることが確認された。また、mRNAが導入されなかった細胞を、ブラストサイジンとピューロマイシンで効率的に死滅させ、mRNAが導入された細胞を、選択的に生存させることができた。さらに、MYT1LのmRNAを細胞に導入することにより、神経細胞がより効率的に導入されることが示された。また、ブラストサイジンとピューロマイシンの両方で選択を行ったことにより、不完全に初期化されて増殖能をもった形質転換細胞が減少していた。
 (第1実施形態の実施例4)
 可溶化基底膜調製品(Matrigel、Corning)でコートされたプレートを用意した。また、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのヒトES/iPS細胞維持用培地(mTeSR1、TEMCELL Technologies)に、シングルセルに分解されたiPS細胞を懸濁させ、懸濁液をプレートに添加して、細胞を播種し、一日静置した。
 培地を、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)に交換した。
 さらに、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブAと、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブBと、を用意した。
 チューブAに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、そこに1.875μLのmRNA導入用試薬(Lipofectamine MessengerMax(登録商標)、Invitrogen)を加え、よく混ぜて第1の反応液とした。
 チューブBに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、500ngのASCL1のmRNA、250ngのDLX2-T2A-BLASTのmRNA、250ngのMYT1LのmRNA、及び100ngのGFP mRNA(Trilink)を加え、よく混ぜて第2の反応液とした。
 第2の反応液をチューブA内の第1の反応液に加えて混合反応液とし、その後、室温で10分間、リポソームが形成されるよう、チューブAを軽くたたいた。次に、混合反応液をプレートに加え、37℃で6から8時間静置した。これにより、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day0)。次に、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day1)。次に、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20ng/mLの濃度の抗生物質であるブラストサイジン及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day2)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20ng/mLの濃度でブラストサイジンを含む1mLのN3培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含む1mLのN3培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day3)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ20ng/mLの濃度でブラストサイジンを含む1mLのN3培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。これをDay6まで繰り返した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含む1mLのN3培地をプレートに入れた(Day7)。その後、Day21まで細胞を培養した。
 顕微鏡で観察したところ、図4に示すように、iPS細胞から神経細胞が誘導されたことが確認された。
 (第1実施形態の実施例5)
 可溶化基底膜調製品(Matrigel、Corning)でコートされたプレートを用意した。また、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質及びROCK阻害剤を含む1mLのヒトES/iPS細胞維持用培地(mTeSR1、TEMCELL Technologies)に、シングルセルに分解された2×10個のiPS細胞を懸濁させ、懸濁液をプレートに添加して、細胞を播種し、一日静置した。
 培地を、200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質、ROCK阻害剤、ALK5、ALK4及びALK7の選択的阻害物質である500nmol/LのA83-1、200ng/mLの成長因子SHH(ソニックヘッジホッグ)、100nmol/Lの成長因子LDN、100ng/mLの成長因子FGF8、GSK-3β阻害物質である3μmol/LのCHIR99021、及び分化促進試薬である2μmol/Lのパルモルファミンを含む1mLのゼノフリー培地な(Pluriton、STEMGENT)に交換した。当該培地を、Pluri-NPC培地と呼ぶ。
 さらに、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブAと、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブBと、を用意した。
 チューブAに、62.6μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、そこに1.875μLのmRNA導入用試薬(Lipofectamine MessengerMax(登録商標)、Invitrogen)を加え、よく混ぜて第1の反応液とした。
 チューブBに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、200ngのNGN2-T2A-PUROのmRNA、200ngのASCL1-T2A-PUROのmRNA、200ngのNURR1のmRNA、200ngのLMX1AのmRNA、200ngのEN1(Engrailed-1)のmRNA、200ngのPITX3のmRNA、200ngのFOXA2のmRNA、及び100ngのGFP mRNA(Trilink)を加え、よく混ぜて第2の反応液とした。
 第2の反応液をチューブA内の第1の反応液に加えて混合反応液とし、その後、室温で10分間、リポソームが形成されるよう、チューブAを軽くたたいた。次に、混合反応液をプレートに加え、37℃で6から8時間静置した。これにより、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day0)。次に、プレートから全ての培地を除去し、Pluri-NPC培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day1)。次に、プレートから全ての培地を除去し、2μg/mLの濃度のピューロマイシンを含むPluri-NPC培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 200ng/mLの濃度のB18R組み換えタンパク質、200ng/mLの成長因子SHH、100nmol/Lの成長因子LDN、100ng/mLの成長因子FGF8、3μmol/LのCHIR、及び2μmol/Lのパルモルファミンを含む1mLのN3培地を用意した。当該培地を、N3-C培地と呼ぶ。プレートから全ての培地を除去し、Pluri-NPC培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day2)。その後、プレートから全ての培地を除去し、2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3-C培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、新鮮なN3-C培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day3)。2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3-C培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。同様に、Day4にも細胞にmRNAをトランスフェクトした。
 プレートから全ての培地を除去し、ピューロマイシンを含まない1mLのN3-C培地をプレートに入れた(Day5)。
 細胞の免疫染色をDay7に行った。ウサギ抗TUJ1抗体(Covance)を1:1000で、ヒツジ抗TH抗体(Pel-Freez Biologicals)を1:1000で含むバッファをプレートに添加し、4℃で一晩静置した。その後、ロバ抗マウスIgG(H+L)二次抗体Alexa Fluor(登録商標)555複合体(Thermofisher、A-21428)及びロバ抗ウサギIgG(H+L)二次抗体Alexa Fluor(登録商標)647複合体(Thermofisher、A31573)をプレートに添加し、細胞の顕微鏡観察を行った。
 その結果、図7に示すように、細胞において、ドーパミン産生神経細胞に特異的なマーカーであるTHと、神経細胞全般のマーカーであるTUJ1と、が、陽性であることが確認された。一方、GFPはほとんど発現していなかった。このことは、外来RNAが分解された、安全なドーパミン産生神経細胞が得られたことを示している。
 (第1実施形態の実施例6)
 第1実施形態の実施例5と同様に、プレートに2×10個のiPS細胞を播種し、一日静置した。次に、培地を、Pluri-NPC培地に交換した。第1実施形態の実施例5と同様に、第1の反応液を含むチューブAを用意した。
 チューブBに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、200ngのASCL1-T2A-PUROのmRNA、200ngのNURR1のmRNA、200ngのLMX1AのmRNA、200ngのEN1のmRNA、200ngのPITX3のmRNA、200ngのFOXA2のmRNA、及び100ngのGFP mRNA(Trilink)を加え、よく混ぜて第2の反応液とした。
 第2の反応液をチューブA内の第1の反応液に加えて混合反応液とし、その後、室温で10分間、リポソームが形成されるよう、チューブAを軽くたたいた。次に、混合反応液をプレートに加え、37℃で6から8時間静置した。これにより、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day0)。次に、プレートから全ての培地を除去し、Pluri-NPC培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day1)。次に、プレートから全ての培地を除去し、2μg/mLの濃度のピューロマイシンを含むPluri-NPC培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、Pluri-NPC培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day2)。その後、プレートから全ての培地を除去し、2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3-C培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、新鮮なN3-C培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day3)。2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3-C培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。同様に、Day4にも細胞にmRNAをトランスフェクトした。
 プレートから全ての培地を除去し、ピューロマイシンを含まない1mLのN3-C培地をプレートに入れた(Day5)。
 第1実施形態の実施例5と同様に、細胞の免疫染色をDay7に行った。その結果、図8に示すように、細胞において、THとTUJ1が、陽性であることが確認された。一方、GFPはほとんど発現していなかった。
 (第1実施形態の実施例7)
 iPS細胞の数が4×10個であった以外は第1実施形態の実施例5と同様に、プレートにiPS細胞を播種し、一日静置した。次に、培地を、Pluri-NPC培地に交換した。第1実施形態の実施例5と同様に、第1の反応液を含むチューブAを用意した。
 チューブBに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、500ngのASCL1-T2A-PUROのmRNA、200ngのNURR1のmRNA、200ngのLMX1AのmRNA、200ngのEN1のmRNA、200ngのPITX3のmRNA、200ngのFOXA2のmRNA、及び100ngのGFP mRNA(Trilink)を加え、よく混ぜて第2の反応液とした。
 第2の反応液をチューブA内の第1の反応液に加えて混合反応液とし、その後、室温で10分間、リポソームが形成されるよう、チューブAを軽くたたいた。次に、混合反応液をプレートに加え、37℃で6から8時間静置した。これにより、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day0)。次に、プレートから全ての培地を除去し、Pluri-NPC培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day1)。次に、プレートから全ての培地を除去し、2μg/mLの濃度のピューロマイシンを含むPluri-NPC培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、Pluri-NPC培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day2)。その後、プレートから全ての培地を除去し、2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3-C培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、新鮮なN3-C培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day3)。2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3-C培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。同様に、Day4及びDay5にも細胞にmRNAをトランスフェクトした。
 プレートから全ての培地を除去し、ピューロマイシンを含まない1mLのN3-C培地をプレートに入れた(Day6)。
 第1実施形態の実施例5と同様に、細胞の免疫染色をDay7に行った。その結果、図9に示すように、細胞において、THとTUJ1が陽性であることが確認された。一方、GFPはほとんど発現していなかった。
 (第1実施形態の実施例8)
 iPS細胞の数が2×10個又は4×10個であった以外は第1実施形態の実施例5と同様に、プレートにiPS細胞を播種し、一日静置した。次に、培地を、Pluri-NPC培地に交換した。第1実施形態の実施例5と同様に、第1の反応液を含むチューブAを用意した。
 チューブBに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、500ngのNGN2-T2A-PUROのmRNA及び100ngのGFP mRNA(Trilink)を加え、よく混ぜて第2の反応液とした。
 第2の反応液をチューブA内の第1の反応液に加えて混合反応液とし、その後、室温で10分間、リポソームが形成されるよう、チューブAを軽くたたいた。次に、混合反応液をプレートに加え、37℃で6から8時間静置した。これにより、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day0)。次に、プレートから全ての培地を除去し、Pluri-NPC培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day1)。次に、プレートから全ての培地を除去し、2μg/mLの濃度のピューロマイシンを含むPluri-NPC培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、Pluri-NPC培地をプレートに入れた。次に、細胞に200ngのNGN2-T2A-PUROのmRNA、200ngのASCL1-T2A-PUROのmRNA、200ngのNURR1のmRNA、200ngのLMX1AのmRNA、200ngのEN1のmRNA、200ngのPITX3のmRNA、200ngのFOXA2、及び100ngのGFPのmRNAをトランスフェクトした(Day2)。その後、プレートから全ての培地を除去し、2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3-C培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、新鮮なN3-C培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day3)。2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含む1mLのN3-C培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。同様に、Day4にも細胞にmRNAをトランスフェクトした。
 プレートから全ての培地を除去し、新鮮なN3-C培地をプレートに入れた。次に、前日と同様に、細胞にmRNAをトランスフェクトした(Day5)。2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含み、かつB18R組み換えタンパク質(eBioscience)を含む1mLのN3-C培地をプレートに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、ピューロマイシンを含まない1mLのN3-C培地をプレートに入れた(Day6)。
 第1実施形態の実施例5と同様に、細胞の免疫染色をDay7に行った。その結果、図10に示すように、細胞において、THとTUJ1が陽性であることが確認された。一方、GFPはほとんど発現していなかった。このことは、外来RNAが分解された、安全なドーパミン産生神経細胞が得られたことを示している。
 (第1実施形態の比較例)
 Pluri-NPC培地とN3-C培地は、iPS細胞からホルモンのみでドーパミン産生神経細胞を誘導するときに使われている培地である。ここで、iPS細胞に誘導因子RNAを導入しなかった以外は、第1実施形態の実施例5から8と同様に培地を交換して細胞を培養し、細胞の免疫染色をDay7に行った。その結果、図11に示すように、細胞において、THとTUJ1が陰性であることが確認された。また、形態も、神経細胞の形態ではなかった。
 (第2実施形態)
 第2実施形態に係る神経系細胞の作製方法は、細胞を用意することと、細胞に初期化因子RNAを導入することと、初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入し、神経系細胞に分化させることと、を含む。
 第2実施形態に係る神経系細胞の作製方法において、同じ培養器の中で、細胞に初期化因子RNAを導入し、初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入してもよい。例えば、細胞に初期化因子RNAを導入した後、初期化因子RNAを導入された細胞を培養器から剥離することなく、初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入してもよい。また、細胞に初期化因子RNAを導入した翌日に、細胞に誘導因子RNAを導入してもよい。
 あるいは、第2実施形態に係る神経系細胞の作製方法において、細胞に初期化因子RNAを導入した後、初期化因子RNAを導入された細胞を培養器から剥離し、初期化因子RNAを導入された細胞を別の培養器に播種した後、初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入してもよい。
 初期化因子を導入される細胞の例としては、繊維芽細胞、血液細胞、歯髄幹細胞、ケラチノサイト、毛乳頭細胞、口腔上皮細胞、及び体性幹前駆細胞等の分化細胞(体細胞)が挙げられる。
 血液細胞は、血液から分離される。血液は、例えば末梢血及び臍帯血であるが、これらに限定されない。血液は、成年から採取されてもよいし、未成年から採取されてもよい。採血の際には、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ヘパリン、及び生物学的製剤基準血液保存液A液(ACD-A)液等の抗凝固剤を用いる。
 血液細胞は、例えば、単核球細胞(Monocyte)、好中球、好酸球、好塩基球、及びリンパ球等の有核細胞であり、赤血球、顆粒球、及び血小板を含まない。血液細胞は、例えば血管内皮前駆細胞、血液幹・前駆細胞、T細胞、又はB細胞であってもよい。T細胞は、例えばαβT細胞である。
 単核球細胞は、血液細胞の分離用媒体、及び遠心分離装置等を用いて、血液から分離される。血液細胞の分離用媒体としてFicoll(GEヘルスケア)を使用する場合の、単核球細胞の分離方法は、以下のとおりである。
 低温では単核球細胞の分離精度が悪くなる傾向にあるため、遠心機を4℃から42℃好ましくは18℃に設定する。成年又は未成年のヒトから10μLから50mLの血液を採血し、血液が固まらないように血液にEDTAを含むキレート剤を加えて優しく混ぜる。また、ヒトリンパ球分離用の媒体(Ficoll-Paque PREMIUM、GEヘルスケアジャパン)を5mLずつ2本の15mLチューブに分注する。5mLの血液に対して5mLのPBSを加えて希釈し、チューブ中のヒトリンパ球分離用の媒体の上に5mLずつ重層する。この時、界面を乱さないように、希釈血液をチューブの管壁を伝わらせてゆっくりと媒体上に加える。
 チューブ中の溶液を、10×gから1000×g、好ましくは400×gで、4℃から42℃好ましくは18℃で5分から2時間、好ましくは30分間遠心する。遠心後、チューブ中に白く濁った中間層が現れる。この白く濁った中間層は、単核球細胞を含んでいる。チューブ中の白く濁った中間層をピペットマンでゆっくりと回収し、新しい15mLチューブに移す。この際、下層は吸い取らないようにする。白く濁った中間層は、1本のチューブより1mL程度回収できる。2本分の中間層をまとめて1本のチューブに移す。
 回収した単核球細胞に対し、1mLから48mL、好ましくは12mLのPBSを加えて、溶液をさらに10×gから1000×g、好ましくは200×g、4℃から42℃、好ましくは18℃で1分から60分、好ましくは10分間遠心する。その後、アスピレータを用いて溶液の上清を吸引して除去し、1mLから12mL、好ましくは3mLの既知組成無血清造血細胞培地(X-VIVO(登録商標)10、ロンザ)を加えて懸濁し、単核球細胞懸濁液を得る。そのうち10μLの単核球細胞懸濁液をトリパンブルーで染色して血球計算盤でカウントする。
 採血管としてバキュテイナ(登録商標、BD)を使用する場合の、単核球細胞の分離方法は、以下のとおりである。
 低温では単核球細胞の分離精度が悪くなる傾向にあるため、遠心機を4℃から42℃、好ましくは18℃に設定する。成年又は未成年のヒトから、採血管(バキュテイナ(登録商標)、BD)を用いて8mL採血し、転倒混和して抗凝固剤と混和する。その後、バランスを調整し、溶液を4℃から42℃、好ましくは18℃、100×gから3000×g、好ましくは1500×gから1800×gでスイングロータで1分から60分、好ましくは20分間遠心する。遠心後、血漿層である上層を取り除き、ピペッティングして単核球層とゲルに張り付いている血球を懸濁して懸濁液を得る。得られた懸濁液を、別の15mLチューブに移す。
 15mLチューブの懸濁液に1mLから14mL、好ましくは12mLのPBSを加えて、懸濁液を4℃から42℃、好ましくは18℃、100×gから3000×g、好ましくは200×gで1分から60分、好ましくは5分間遠心する。遠心後、上清をアスピレータで除去する。また、溶血剤(PharmLyse(登録商標)、10倍濃度、BD)を滅菌水で1倍濃度に希釈する。15mLチューブ中のペレットをタッピングでほぐし、1mLから14mL、好ましくは1mLの溶血剤を加える。その後、室温で遮光し、1分間から60分間、好ましくは1分間溶液を静置する。
 次に、15mLチューブに1mLから14mL、好ましくは12mLのPBSを加えて、4℃から42℃、好ましくは室温で、100×gから3000×g、好ましくは200×gで1分から60分、5分間遠心する。遠心後、上清をアスピレータで除去し、1mLから15mL、好ましくは3mLの既知組成無血清造血細胞培地(X-VIVO(登録商標)10、ロンザ)を加えて懸濁し、単核球細胞懸濁液を得る。そのうち10μLの単核球細胞懸濁液をトリパンブルーで染色して血球計算盤でカウントする。
 血液から単核球細胞を分離する方法は、上記の方法に限られず、例えば、透析膜を使用して、血液から単核球を分離してもよい。また、全血単核球濃縮用ピュアセルセレクトシステム(登録商標、PALL)、血球細胞除去用浄化器(セルソーバE、登録商標、旭化成)、及び血小板製剤用白血球除去フィルター(セパセルPL、登録商標、PLX-5B-SCD、旭化成)等のフィルターも使用可能である。
 単核球細胞は、赤血球を重力沈降又は遠心分離することにより有核細胞を分離することが可能な赤血球分離剤を用いて分離されてもよい。赤血球分離剤の例としては、HetaSep(登録商標、STEMCELL Technologies)及びHES40(NIPRO)が挙げられる。
 また、単核球細胞としては、Cellular Technology Limited社から販売されているCTL-UP1や、Sanguine Biosciences社のPBMC-001等を使用してもよい。
 あるいは、血液細胞としては、セルバンカー1、ステムセルバンカー GMPグレード、及びステムセルバンカー DMSOフリー GMPグレード(ゼノアック)等の細胞凍結保存液を用いて凍結保存された血液細胞を解凍して用いてもよい。
 単核球細胞を解凍する際には、まず、15mLチューブに1mLから15mL、好ましくは8mLの既知組成無血清造血細胞培地(X-VIVO(登録商標)10、ロンザ)を入れておき、凍結した単核球細胞の入ったチューブを4℃から42℃、好ましくは37℃の温浴槽にいれて、単核球細胞を溶かし始める。その後、少し氷が残っている状態で、単核球細胞の入ったチューブを温浴槽から引きあげ、単核球細胞を既知組成無血清造血細胞培地の入ったチューブに移す。そのうち10μLの単核球細胞懸濁液をトリパンブルーで染色して血球計算盤でカウントする。
 血液細胞は、細胞表面マーカーに基づいて分離されてもよい。血液幹・前駆細胞は、CD34が陽性である。T細胞は、CD3、CD4、CD8のいずれかが陽性である。B細胞は、CD10、CD19、CD20のいずれかが陽性である。血液幹・前駆細胞、T細胞、又はB細胞は、例えば、自動磁気細胞分離装置及び免疫磁気ビーズを用いて、血液細胞から分離される。あるいは、予め分離された単核球細胞を用意してもよい。ただし、細胞表面マーカーに基づいて分離されていない血液細胞を用いてもよい。
 CD34陽性細胞は、幹・前駆細胞であり、リプログラミングされやすい傾向にある。また、CD3陽性細胞であるT細胞を用いてiPS細胞を作製すると、T細胞由来のiPS細胞はTCRリコンビネーションの型を保持しているので、T細胞に効率的に分化誘導できる傾向にある。
 CD34陽性細胞の分離方法は、以下のとおりである。
 10mLの無血清培地(StemSpan H3000、STEMCELLTechnologies)に、10μLのIL-6(100μg/mL)、10μLのSCF(300μg/mL)、10μLのTPO(300μg/mL)、10μLのFLT3リガンド(300μg/mL)、及び10μLのIL-3(10μg/mL)を加えて血球培地(血液幹・前駆細胞培地)を調製する。
 6ウェルプレートの1ウェルに1mLから6mL、好ましくは2mLの血球培地を入れる。また、培地の蒸発を防ぐために、他の5ウェルのそれぞれに1mLから6mL、2mLのPBSを入れる。その後、6ウェルプレートを4℃から42℃、好ましくは37℃のインキュベーターに入れて温める。
 20mLのPBSに対し、10μLから1mL、好ましくは80μLのEDTA(500mmol/L)及び10μLから1mL、好ましくは200μLのFBSを加えたカラムバッファを用意する。1×10から1×10個、好ましくは2×10個の単核球細胞を含有する単核球細胞懸濁液を15mLチューブに分注し、単核球細胞懸濁液を、4℃から42℃、好ましくは4℃、100×gから3000×g、好ましくは300×gで10分間遠心する。遠心後、上清を除き、単核球細胞を100μLから1mL、好ましくは300μLのカラムバッファで懸濁する。
 15mLチューブ中の単核球細胞懸濁液に、10μLから1mL、好ましくは100μLのFcRブロッキング試薬(Miltenyi Biotec)及び10μLから1mL、好ましくは100μLのCD34マイクロビーズキット(Miltenyi Biotec)を加える。FcRブロッキング試薬は、マイクロビーズ標識の特異性を高めるために用いられる。その後、単核球細胞懸濁液を混和して、4℃から42℃、好ましくは4℃で1分から2時間、好ましくは30分間静置する。
 次に、15mLチューブ中の単核球細胞懸濁液に1mLから15mL、好ましくは10mLのカラムバッファを加えて希釈し、4℃から42℃、好ましくは4℃、100×gから1000×g、好ましくは300×gで1分から2時間、好ましくは10分間遠心する。遠心後、15mLチューブ中の上清をアスピレータで除き、10μLから10mL、好ましくは500μLのカラムバッファを加えて再懸濁する。
 自動磁気細胞分離装置用のカラム(MSカラム、Miltenyi Biotec)を自動磁気細胞分離装置(MiniMACS Separation Unit、Miltenyi Biotec)に取り付け、カラムに10μLから10mL、好ましくは500μLのカラムバッファを入れて洗浄する。次に、単核球細胞をカラムに入れる。さらに、カラムに10μLから10mL、好ましくは500μLのカラムバッファを入れて、カラムを1回から10回、好ましくは3回洗浄する。その後、カラムを自動磁気細胞分離装置から外し、15mLチューブに入れる。次に、カラムに10μLから10mL、好ましくは1000μLのカラムバッファを入れ、速やかにシリンジを押してCD34陽性細胞を15mLチューブに流出させる。
 10μLのCD34陽性細胞懸濁液をトリパンブルーで染めて、細胞数を血球計算版でカウントする。また、15mLチューブ中のCD34陽性細胞懸濁液を、4℃から42℃、好ましくは4℃、100×gから1000×g、好ましくは300×gで1分から2時間、好ましくは10分間遠心する。遠心後、上清をアスピレータで除く。さらに、温めておいた血球培地でCD34陽性細胞を再懸濁し、CD34陽性細胞を培養プレートにまく。その後、4℃から42℃、好ましくは37℃、1%から20%、好ましくは5%COでCD34陽性細胞を6日間培養する。この間、培地交換はしなくてもよい。
 CD34以外のマーカーで細胞を単離する方法は、CD34陽性細胞を単離する方法と同様である。
 細胞に導入される初期化因子RNAは、例えば、OCT3/4のmRNA、SOX2のmRNA、KLF4のmRNA、及びc-MYCのmRNAを含む。初期化因子RNAとして、OCT3/4を改良したMOを使用してもよい。また、初期化因子RNAは、LIN28A、LIN28B、GLIS1、p53-dominant negative、p53-P275S、L-MYC、NANOG、DPPA2、DPPA4、DPPA5、ZIC3、BCL-2、E-RAS、TPT1、SALL2、NAC1、DAX1、TERT、ZNF206、FOXD3、REX1、UTF1、KLF2、KLF5、ESRRB、miR-291-3p、miR-294、miR-295、NR5A1、NR5A2、TBX3、MBD3sh、TH2A、及びTH2Bからなる群から選択される少なくとも一つの因子のmRNAをさらに含んでいてもよい。これらのmRNAは、TriLinkから入手可能である。
 mRNAは、プソイドウリジン(Ψ)、5-メチルウリジン(5meU)、N1-メチルシュードウリジン(me1Ψ)、5-メトキシウリジン(5moU)、5-ヒドロキシメチルウリジン(5hmU)、5-フォーミルウリジン(5fU)、5-カルボキシメチルエステルウリジン(5camU)、チエノグアノシン(thG)、N4-メチルシチジン(me4C)、5-メチルシチジン(m5C)、5-メチオキシチジン(5moC)、5-ヒドロキシメチルシチジン(5hmC)、5-ヒドロキシシチジン(5hoC)、5-フォルムシチジン(5fC)、5-カルボキシシチジン(5caC)、N6-メチル-2-アミノアデノシン(m6DAP)、ジアミノプリン(DAP)、5-メチルウリジン(m5U)、2’-O-メチルウリジン(Umまたはm2’-OU)、2-チオウリジン(s2U)、及びN6-メチルアデノシン(m6A)からなる群から選択される少なくとも1つで修飾されていてもよい。
 mRNAは、ポリアデニル化されていてもよい。
 mRNAは、インビトロで転写される(IVT)RNAのポリアデニル化によって調製されてもよい。mRNAは、ポリ(A)末端をコードするDNAテンプレートを用いることによって、IVTの間にポリアデニル化されてもよい。mRNAがキャッピングされてもよい。細胞における発現の効率性を最大化するために、大部分のmRNA分子がキャップを含有することが好ましい。mRNAは5’cap[m7G(5’)ppp(5’)G]構造を有していてもよい。当該配列はmRNAを安定化させ、転写を促進させる配列である。5’triphosphateをもつmRNAからは、脱リン酸化処理により5’triphosphateを取り除いてもよい。mRNAはAnti-Reverse Cap Analog(ARCA)として[3’O-Me-m7G(5’)ppp(5’)G]を有していてもよい。ARCAは転写開始点より前に挿入される配列であり、転写されるmRNAの効率は二倍となる。mRNAはPolyAテールを有していてもよい。
 また、mRNAは、自己増殖能を持つリプリケイティブRNAであってもよい。リプリケイティブRNAとは、自己増殖能を持つRNAであり、通常のRNAと異なり、RNAの複製に必要なタンパク質を発現させる能力を併せ持っている。リプリケイティブRNAはアルファウイルスの一種であるベネズエラ馬脳炎(VEE)ウイルス由来である。リプリケイティブRNAを細胞にトランスフェクションすると、リプログラミング因子を作り続けるRNAを細胞に発現させることができるため、初期化因子RNAを細胞に複数回導入することを省くことが可能となる。
 リプリケイティブRNAの配列は、アルファウイルスレプリコンRNA、東部ウマ脳炎ウイルス(EEE)、ベネズエラウマ脳炎ウイルス(VEE)、エバーグレーズ(Everglades)ウイルス、ムカンボ(Mucambo)ウイルス、ピクスナ(Pixuna)ウイルス、及び西部ウマ脳炎ウイルス(WEE)からなる群から選択されるアルファウイルスから得られる配列を含んでいてよい。
 また、リプリケイティブRNAは、シンドビス(Sindbis)ウイルス、セムリキ森林(Semliki Forest)ウイルス、ミデルブルグ(Middelburg)ウイルス、チクングニア(Chikungunya)ウイルス、オニョンニョン(O’nyong-nyong)ウイルス、ロスリバー(Ross River)ウイルス、バーマフォレスト(Barmah Forest)ウイルス、ゲタ(Getah)ウイルス、サギヤマ(Sagiyama)ウイルス、ベバル(Bebaru)ウイルス、マヤロ(Mayaro)ウイルス、ウナ(Una)ウイルス、アウラ(Aura)ウイルス、ワタロア(Whataroa)ウイルス、ババンキ(Babanki)ウイルス、Kyzylagachウイルス、ハイランドJ(Highlands J)ウイルス、フォートモーガン(Fort Morgan)ウイルス、ヌドゥム(Ndumu)ウイルス、及びバギークリーク(Buggy Creek)ウイルスからなる群から選択されるアルファウイルスから得られる配列を含んでいてよい。
 リプリケイティブRNAは、例えば、5’から3’に向かって、(VEE RNAレプリカーゼ)-(プロモーター)-(RF1)-(自己切断型ペプチド)-(RF2)-(自己切断型ペプチド)-(RF3)-(IRESもしくはコアプロモーター)-(RF4)-(IRESもしくは任意のプロモーター)-(任意に選択可能なマーカー)-(VEE 3’UTR及びポリAテール)-(任意に選択可能なマーカー)-プロモーターを含んでいる。上記のRF1-4は、多能性細胞への細胞の脱分化を誘導する因子である。上記のRF2-3、RF3-4、RF4は任意である。上記のRF1-4は、OCT3/4、KLF4、SOX-2、c-MYC、LIN28A、LIN28B、GLIS1、FOXH1、p53-dominant negative、p53-P275S、L-MYC、NANOG、DPPA2、DPPA4、DPPA5、ZIC3、BCL-2、E-RAS、TPT1、SALL2、NAC1、DAX1、TERT、ZNF206、FOXD3、REX1、UTF1、KLF2、KLF5、ESRRB、miR-291-3p、miR-294、miR-295、NR5A1、NR5A2、TBX3、MBD3sh、TH2A、及びTH2Bからなる群から選択されてもよい。
 初期化因子RNAを導入される細胞が培養される培地としては、例えば、PluriQ(MTI-GlobalStem)、及びPrimate ES Cell Medium(ReproCELL)等のヒトES/iPS培地等の幹細胞培地を使用可能である。
 ただし、幹細胞培地は、これに限定されず、種々の幹細胞培地が使用可能である。例えばPrimate ES Cell Medium、Reprostem、ReproFF、ReproFF2、ReproXF(Reprocell)、mTeSR1、TeSR2、TeSRE8、ReproTeSR(STEMCELL Technologies)、PluriSTEM(登録商標)Human ES/iPS Medium(Merck)、NutriStem (登録商標)XF/FF Culture Medium for Human iPS and ES Cells、Pluriton reprogramming medium(Stemgent)、PluriSTEM(登録商標)、Stemfit AK02N、Stemfit AK03(Ajinomoto)、ESC-Sure(登録商標)serum and feeder free medium for hESC/iPS(Applied StemCell)、及びL7(登録商標)hPSC Culture System (LONZA)等を利用してもよい。幹細胞培地は、例えば、ディッシュ、ウェル、又はチューブ等に入れられる。
 初期化因子RNAは、RNAトランスフェクション試薬を用いて細胞に導入される。RNAトランスフェクション試薬としては、mRNA-In(登録商標、Molecular Transfer, Inc.)が使用可能である。
 あるいは、初期化因子RNAのトランスフェクションには、リポフェクション試薬として、例えば、リポフェクタミン メッセンジャーマックス(登録商標)が用いられる。さらに、リポフェクション試薬としては、Lipofectamine(登録商標)RNAiMAX(Thermo Fisher Scientific)、Lipofectamin(登録商標)2000、Lipofectamin(登録商標)3000、NeonTransfection System(Thermo Fisher scientific)、Stemfect RNA transfection reagent(Stemfect)、NextFect(登録商標)RNA Transfection Reagent(BiooSientific)、Amaxa(登録商品)Human T cell Nucleofector(登録商品)kit(Lonza社、VAPA-1002)、Amaxa(登録商品)Human CD34 cell Nucleofector(登録商品)kit(Lonza社、VAPA-1003)、及びReproRNA(登録商標)トランスフェクション試薬(STEMCELL Technologies)等を利用してもよい。
 細胞への初期化因子RNAの導入は、複数回行ってもよい。細胞への初期化因子RNAの導入は、例えば、2日に1回、あるいは1日に1回、5日間以上15日間以内、7日間以上13日間以内、あるいは10日間繰り返して行う。ただし、mRNAがリプリケイティブRNAである場合、細胞への初期化因子RNAの導入は1回でもよい。
 その後、第1実施形態と同様の方法により、初期化因子RNAを導入した細胞に誘導因子RNAを導入する。
 第2実施形態に係る方法によれば、分化細胞から神経系細胞を短期間で作製することが可能である。
 (第2実施形態の実施例1)
 ウェルプレートの各ウェルに、1.5mLのPBSに対し、iMatrix-511(nippi)を0.5μg/cmとなるように希釈した基底膜マトリックスの希釈液を入れた。その後、ウェルプレートを37℃のインキュベーターに1時間以上入れた。次に、ウェルプレートの各ウェルから基底膜マトリックスの希釈液を取り除き、ウェルプレートの各ウェルに10%FBS培地に懸濁した繊維芽細胞を約1×10個播種し、繊維芽細胞を接着培養した。
 図12に示す初期化因子mRNAのマスターミックスを用意した。また、ウェルプレートの各ウェル中の培地を2mLのPluriQ(登録商標、MTI-GlobalStem)に交換した。さらに、図13に示す内容物をいれたチューブAとチューブBを用意した。次に、チューブAとチューブBの内容物を混合し、RNAトランスフェクション試薬であるmRNA-In(登録商標、Molecular Transfer, Inc.)と、mRNAマスターミックスと、の混合物を作製し、10分間静置した。その後、RNA-InとmRNAマスターミックスの混合物を各ウェルに加え、ウェルプレートを揺らして、培地中にRNA-InとmRNAマスターミックスの混合物を拡散させた。次に、繊維芽細胞を37℃、5%COで一晩インキュベートして初期化因子RNAを細胞にトランスフェクトした(Day0)。
 翌日以降、9日間連続で、上記と同様に、初期化因子RNAを細胞にトランスフェクトした。したがって、合計10回、初期化因子RNAを細胞にトランスフェクトした。
 1.25mLのゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)と、0.5μLのPluriton Supplement(STEMGENT)と、2μLの濃度が100ng/μLのB18R組み換えタンパク質含有液(eBioscience)と、を混合し、トランスフェクション培地を用意した。誘導因子RNAのトランスフェクションの前に各ウェルの培地をトランスフェクション培地に交換し、37℃で2時間、初期化因子RNAをトランスフェクトされた細胞を培養した。
 誘導因子RNAとしてのNGN2-T2A-PURO mRNA(Trilink)と、緑色蛍光タンパク質(GFP)mRNA(Trilink)と、を用意した。mRNAは、Anti-Reverse Cap Analog(ARCA)でキャップされ、ポリアデニル化されており、5-メチルシチジン及びプソイドウリジンで置換されていた。また、mRNAは、シリカ膜で精製されており、mRNA導入用試薬(Lipofectamine MessengerMax(登録商標)、Invitrogen)とともに、pH6の1mmol/Lのクエン酸ナトリウムを溶媒とする溶液によってされる。さらに、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブAと、1.5mLのマイクロ遠心分離チューブBと、を、それぞれウェルの数だけ用意した。
 チューブAに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、そこに1.875μLのmRNA導入用試薬(Lipofectamine MessengerMax(登録商標)、Invitrogen)を加え、よく混ぜて第1の反応液とした。その後、室温で10分間、第1の反応液が混合するよう、チューブAを軽くたたいた。
 チューブBに、62.5μLの低血清培地(Opti-MEM(登録商標)、Gibco)を入れ、そこに500ngのNGN2-T2A-PURO mRNA(Trilink)と100ngのGFP mRNA(Trilink)を加え、よく混ぜて第2の反応液とした。
 第2の反応液をチューブA内の第1の反応液に加えて混合反応液とし、その後、室温で5分間、リポソームが形成されるよう、チューブAを軽くたたいた。次に、混合反応液をそれぞれのウェルに加えて、37℃で6から8時間静置した。これにより、それぞれのウェルに、500ngのNGN2mRNAと、100ngのGFPmRNAが加えられ、初期化因子RNAをトランスフェクトされた細胞に誘導因子RNAが導入された(Day10)。なお、誘導因子RNAを細胞に最初にトランスフェクト日は、初期化因子RNAを細胞に最後にトランスフェクトした日の翌日であった。その後、各ウェルから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含むゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)を各ウェルに入れ、37℃で一晩静置した。
 各ウェルから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含むゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)を各ウェルに入れた。次に、前日と同様に、細胞に誘導因子mRNAをトランスフェクトした(Day11)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含むゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)を各ウェルに入れ、37℃で一晩静置した。
 各ウェルから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含むゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)を各ウェルに入れた。次に、前日と同様に、細胞に誘導因子mRNAをトランスフェクトした(Day12)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含むN3培地を各ウェルに入れ、37℃で一晩静置した。
 各ウェルから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含むN3培地を各ウェルに入れた。次に、前日と同様に、細胞に誘導因子mRNAをトランスフェクトした(Day13)。その後、プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含むN3培地を各ウェルに入れ、37℃で一晩静置した。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、かつ2μg/mLの濃度でピューロマイシンを含むN3培地を各ウェルに入れ、37℃で一晩静置した(Day14)。
 プレートから全ての培地を除去し、200ng/mLの濃度でB18R組み換えタンパク質を含み、ピューロマイシンを含まないN3培地を各ウェルに入れ、37℃でDay20まで細胞を培養した。
 その後、プレートから培地を除き、PBSで細胞を洗った。次に、4%PFAをプレートに入れ、15分4℃で反応させ、細胞を固定した。さらに、PBSで細胞を2回洗浄後、5%CCS及び0.1%トライトンを含むPBS培地で一次抗体を希釈し、プレートに添加した。一次抗体としては、神経細胞のマーカーであるMAP2のマウスモノクローナル抗体(シグマ)と、興奮性神経細胞のマーカーであるvGLUTのウサギポリクローナル抗体(Synaptic Systems)を使用した。
 室温で一時間反応後、プレートにPBSを添加し、プレートによくなじませた後、PBSを廃棄した。再度、PBSを添加、廃棄し、蛍光標識されたロバ抗マウスIgG(H+L)二次抗体(Alexa Fluor、登録商標、555、conjugate、ThermoFisher)及びウサギ抗マウスIgG(H+L)二次抗体(Alexa Fluor、登録商標、647、conjugate、ThermoFisher)を含む溶液をプレートに加えて、室温で30分間反応させた。その後、細胞をPBSで2回洗浄し、蛍光顕微鏡で観察した。その結果、図14に示すように、誘導された神経細胞は、神経細胞のマーカーであるMAP2と、興奮性神経細胞のマーカーであるvGLUTと、を発現していることが確認された。
 (第2実施形態の実施例2)
 第2実施形態の実施例1と同様に繊維芽細胞を用意し、合計10回、初期化因子RNAを細胞にトランスフェクトした。その後、5日間、2ng/mLの濃度でTGF-βを含有するPluriQ(登録商標、MTI-GlobalStem)で細胞を培養した。
 細胞をウェルプレートから剥離し、細胞をゼノフリー培地(Pluriton、STEMGENT)に懸濁して、新しいウェルプレートの各ウェルに細胞を播種した。その後、第2実施形態の実施例1と同様に誘導因子RNAを細胞にトランスフェクトした。
 その結果、図15に示すように、神経細胞が誘導されたことが確認された。また、第2実施形態の実施例1と同様に細胞を免疫染色したところ、図16に示すように、誘導された神経細胞は、神経細胞のマーカーであるMAP2と、興奮性神経細胞のマーカーであるvGLUTと、を発現していることが確認された。

Claims (23)

  1.  幹細胞を用意することと、
     前記幹細胞に誘導因子RNAを導入し、神経系細胞に分化させることと、
     を含む、神経系細胞の作製方法。
  2.  前記幹細胞が人工多能性幹細胞である、請求項1に記載の神経系細胞の作製方法。
  3.  前記神経系細胞が神経細胞である、請求項1又は2に記載の神経系細胞の作製方法。
  4.  前記神経系細胞が抑制性神経細胞である、請求項1又は2に記載の神経系細胞の作製方法。
  5.  前記神経系細胞が興奮性神経細胞である、請求項1又は2に記載の神経系細胞の作製方法。
  6.  前記神経系細胞がドーパミン産生神経細胞である、請求項1又は2に記載の神経系細胞の作製方法。
  7.  リポフェクション法により、前記幹細胞に前記誘導因子RNAを導入する、請求項1から6のいずれか1項に記載の神経系細胞の作製方法。
  8.  前記誘導因子RNAが、薬剤耐性遺伝子に対応するmRNAを含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の神経系細胞の作製方法。
  9.  前記幹細胞に前記誘導因子RNAを導入した後、前記薬剤耐性を示す細胞を選択することを含む、請求項8に記載の神経系細胞の作製方法。
  10.  細胞を用意することと、
     前記細胞に初期化因子RNAを導入することと、
     前記初期化因子RNAを導入された細胞に誘導因子RNAを導入し、神経系細胞に分化させることと、
     を含む、神経系細胞の作製方法。
  11.  同じ培養器の中で、前記細胞に前記初期化因子RNAを導入し、前記初期化因子RNAを導入された細胞に前記誘導因子RNAを導入する、請求項10に記載の神経系細胞の作製方法。
  12.  前記細胞に初期化因子RNAを導入した後、前記初期化因子RNAを導入された細胞を培養器から剥離することなく、前記初期化因子RNAを導入された細胞に前記誘導因子RNAを導入する、請求項11に記載の神経系細胞の作製方法。
  13.  前記細胞に初期化因子RNAを導入した後、前記初期化因子RNAを導入された細胞を培養器から剥離し、前記初期化因子RNAを導入された細胞を別の培養器に播種した後、前記初期化因子RNAを導入された細胞に前記誘導因子RNAを導入する、請求項11に記載の神経系細胞の作製方法。
  14.  前記細胞がヒト繊維芽細胞である、請求項10から13のいずれか1項に記載の神経系細胞の作製方法。
  15.  前記細胞が血液細胞である、請求項10から13のいずれか1項に記載の神経系細胞の作製方法。
  16.  前記神経系細胞が抑制性神経細胞である、請求項10から15のいずれか1項に記載の神経系細胞の作製方法。
  17.  前記神経系細胞が興奮性神経細胞である、請求項10から15のいずれか1項に記載の神経系細胞の作製方法。
  18.  前記神経系細胞がドーパミン産生神経細胞である、請求項10から15のいずれか1項に記載の神経系細胞の作製方法。
  19.  リポフェクション法により、前記細胞に前記誘導因子RNAを導入する、請求項10から18のいずれか1項に記載の神経系細胞の作製方法。
  20.  前記誘導因子RNAが、薬剤耐性遺伝子に対応するmRNAを含む、請求項10から19のいずれか1項に記載の神経系細胞の作製方法。
  21.  前記細胞に前記誘導因子RNAを導入した後、前記薬剤耐性を示す細胞を選択することを含む、請求項20に記載の神経系細胞の作製方法。
  22.  配列番号1から10のいずれかのDNAに対応するRNA。
  23.  配列番号1から10のいずれかのDNAに対応するRNAを備える誘導因子。
     
     
     
     
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022080473A1 (ja) * 2020-10-16 2022-04-21 三沢幸子 神経細胞賦活化剤
JP7146211B2 (ja) 2017-02-24 2022-10-04 剛士 田邊 人工多能性幹細胞の作製方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024517848A (ja) * 2021-05-04 2024-04-23 モグリファイ リミテッド 細胞変換

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013509159A (ja) * 2009-10-31 2013-03-14 ニュー・ワールド・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド 細胞の再プログラミングのための方法とその用途
JP2015519898A (ja) * 2012-05-21 2015-07-16 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 合成自己複製RNAによるヒトiPS細胞の作製
WO2016143826A1 (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 学校法人慶應義塾 多能性幹細胞を所望の細胞型へ分化する方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104080482B (zh) * 2011-12-05 2015-11-25 菲克特生物科学股份有限公司 用于转染细胞的方法和产品
EP2977449B1 (en) * 2013-03-21 2020-02-26 Kyoto University Pluripotent stem cell for neuronal differentiation induction
US20180072988A1 (en) * 2015-04-10 2018-03-15 Agency For Science, Technology And Research Generation of functional cells from stem cells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013509159A (ja) * 2009-10-31 2013-03-14 ニュー・ワールド・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド 細胞の再プログラミングのための方法とその用途
JP2015519898A (ja) * 2012-05-21 2015-07-16 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 合成自己複製RNAによるヒトiPS細胞の作製
WO2016143826A1 (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 学校法人慶應義塾 多能性幹細胞を所望の細胞型へ分化する方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
N ENG J MED, vol. 346, 2002, pages 1185 - 1193
NATURE BIOTECHNOL, vol. 26, no. 3, 2008, pages 313 - 315
PNAS, vol. 111, 2014, pages 12426 - 12431
SCIENCE, vol. 302, 2003, pages 415 - 419

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7146211B2 (ja) 2017-02-24 2022-10-04 剛士 田邊 人工多能性幹細胞の作製方法
WO2022080473A1 (ja) * 2020-10-16 2022-04-21 三沢幸子 神経細胞賦活化剤

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