WO2020075534A1 - 神経幹細胞増殖用培地 - Google Patents

神経幹細胞増殖用培地 Download PDF

Info

Publication number
WO2020075534A1
WO2020075534A1 PCT/JP2019/038217 JP2019038217W WO2020075534A1 WO 2020075534 A1 WO2020075534 A1 WO 2020075534A1 JP 2019038217 W JP2019038217 W JP 2019038217W WO 2020075534 A1 WO2020075534 A1 WO 2020075534A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
medium
proteoglycan
cells
final concentration
stem cells
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/038217
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
晃明 桝谷
健一 水谷
Original Assignee
一丸ファルコス株式会社
学校法人神戸学院
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 一丸ファルコス株式会社, 学校法人神戸学院 filed Critical 一丸ファルコス株式会社
Priority to JP2020550394A priority Critical patent/JP7322053B2/ja
Priority to US17/283,955 priority patent/US20210395681A1/en
Priority to EP19870372.0A priority patent/EP3865572A4/en
Publication of WO2020075534A1 publication Critical patent/WO2020075534A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0618Cells of the nervous system
    • C12N5/0623Stem cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2500/00Specific components of cell culture medium
    • C12N2500/30Organic components
    • C12N2500/34Sugars
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/10Growth factors
    • C12N2501/11Epidermal growth factor [EGF]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/10Growth factors
    • C12N2501/115Basic fibroblast growth factor (bFGF, FGF-2)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/998Proteins not provided for elsewhere

Definitions

  • the present invention relates to a novel neural stem cell growth medium, a neural stem cell growth method using the medium, and the like.
  • Transplanting neural stem cells is also being considered for the treatment of neurological diseases such as Parkinson's disease and spinal cord injury due to lack of donors and ethical issues (Non-patent Documents 1 and 1).
  • iPS cells For example, it becomes possible to generate iPS cells from the patient himself and to induce neural stem cells from the iPS cells, and it is expected to carry out autologous transplantation in which his cells can be used for therapy. .
  • iPS cells are thought to differ greatly in safety and differentiation direction depending on the cell line, and it takes longer time to verify that iPS cells are safe iPS cells. .
  • spinal cord injury transplantation of neural stem cells before the patient's symptoms are fixed is ineffective. Therefore, for example, in such a disease in which cell transplantation is effective for a limited period of time, it is considered difficult to use the patient's own cells for treatment even by using the iPS cell transplantation technique (Non-Patent Document 1). .
  • a means for easily and safely producing neural stem cells (undifferentiated tissue stem cells of the nervous system) from patients' own cells in a short time, more preferably neural stem cells without containing differentiated cells
  • the means to do is required.
  • an object of the present invention is to provide a means for easily producing neural stem cells in a short period of time.
  • the present invention has been made to solve such a problem, that is, one of the present invention is "a medium for growing neural stem cells containing FGF-2, EGF and proteoglycan".
  • the proteoglycan is a chondroitin sulfate type proteoglycan, and more preferably, the proteoglycan is a salmon nasal cartilage-derived proteoglycan.
  • Another embodiment is “a method for proliferating neural stem cells, which comprises a step of culturing neural stem cells or cells using a medium containing FGF-2, EGF and proteoglycan”.
  • neural stem cells can be easily produced in a short period of time.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an experimental procedure performed in Experiment 1.
  • FIG. It is a measurement result of the number of neurospheres formed in each administration group.
  • the vertical axis shows the formation rate (%) of neurospheres (NS), and specifically shows the formation rate (%) of NS when the number of NS formation in the control group is 100 (%).
  • Statistical analysis was performed by the Dunnet method, and * indicates a significant difference, p ⁇ 0.05. It is an observation result of the neurosphere of each administration group.
  • 6 is a schematic diagram of an experimental procedure performed in Experiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an experimental procedure performed in Experiment 3.
  • FIG. It is a result of Experiment 4 (observation result of sphere). “ ⁇ ” In the figure indicates 200 ⁇ m.
  • Neural stem cells are undifferentiated tissue stem cells of the nervous system that have both self-renewal ability and pluripotency. In the fetal brain of mammals such as humans, neural stem cells first proliferate vigorously to increase their numbers exponentially and then produce asymmetric divisions. It is also known that astrocytes and oligodendrocytes are produced in the postnatal and postnatal brains. Neural stem cells are the sources of neurons, astrocytes, and oligodendrocytes, which are the major cell types that make up the central nervous system. In the present invention, cells derived from mammals such as humans and mice are preferably used.
  • Proteoglycan is a glycoprotein in which a sugar chain called glycosaminoglycan (hereinafter referred to as GAG) such as chondroitin sulfate and dermatan sulfate is covalently bonded to a core protein.
  • GAG glycosaminoglycan
  • Proteoglycan is widely distributed in the body such as skin and cartilage as one of the main components of extracellular matrix.
  • the GAG chain has a long linear structure with no branching. Since it has a large number of sulfate groups and carboxyl groups, it is negatively charged, and the GAG chain has an elongated shape due to its electric repulsive force.
  • proteoglycans can retain a large amount of water due to the water affinity of sugar.
  • a large number of GAG chain groups contained in proteoglycan have a cartilage-specific function such as elasticity and impact resistance while flexibly holding water like a sponge.
  • the core protein of proteoglycan has the property of binding to various molecules in the matrix.
  • Cartilage proteoglycan has a binding region for hyaluronic acid or a link protein on the N-terminal side and may bind to these substances or may associate with the same molecule. It has a lectin-like region and an EGF-like region at the C-terminus and binds to various other molecules. Due to this property, proteoglycans build a structure suitable for each tissue.
  • chondroitin sulfate-type proteoglycans are proteoglycans in which chondroitin sulfate is covalently bound to a core protein.
  • Salmon nasal cartilage-derived proteoglycans are proteoglycans extracted from salmon nasal cartilage.
  • the salmon is, for example, a fish belonging to the genus Salmon (Oncorhynchus), but preferably the salmon having the scientific name “Oncorhynchus keta” from the viewpoint of cell proliferation (for example, culturing cells to be cultured more efficiently). Is selected.
  • the content of proteoglycan contained in the medium according to the present invention is, for example, from the viewpoint of cell proliferation, the lower limit is preferably 1 ⁇ g / ml or more, more preferably 2 ⁇ g / ml or more, more preferably 5 ⁇ g / ml or more, further It is preferably 10 ⁇ g / ml or more.
  • the proteoglycan contained in the medium according to the present invention is produced, for example, by the method described in the publication (Japanese Patent No. 6317053).
  • FGF-2 Fibroblast Growth Factor-2, fibroblast growth factor
  • bFGF fibroblast growth factor
  • FGF-2 can be isolated from animal neural tissue, pituitary gland, adrenal cortex, placenta and the like. FGF-2 is known to induce neural differentiation, survival, and regeneration, and regulate embryogenesis and differentiation. FGF-2 has a wide range of functions as, for example, a cell growth factor, an angiogenic factor, and a neurotrophic factor, and exhibits proliferative activity on various cells such as ES cells and iPS cells.
  • EGF Epidermal Growth Factor, epidermal growth factor
  • EGF Epidermal growth factor
  • epidermal growth factor is a polypeptide having an action of promoting the growth of various cells including epithelial cells.
  • the action of EGF has little species specificity and has a proliferative effect on various cells such as epithelial cells, fibroblasts, and hepatocytes. It is considered to be a growth factor that plays an important role in cell proliferation and differentiation in the living body.
  • a known medium can be used.
  • a medium eg, Iscove's modified Dulbecco's medium (IMDM)
  • RPMI RPMI
  • DMEM eg, used in Examples below, containing components necessary for cell survival and growth (inorganic salts, carbohydrates, hormones, essential amino acids, vitamins).
  • DMEM / Ham's F-12 medium Nacalai Tesque, Inc. 08460-95
  • Fischer medium ⁇ medium, Leibovitz medium, L-15 medium
  • NCTC medium F-12 medium
  • MEM McCoy medium
  • further additives such as antibiotics
  • the medium used in the present invention may preferably not contain serum.
  • the serum may not be contained in the serum, because the serum contains an unknown differentiation inducer, and there is a possibility that the high neuronal ratio of the present invention may inhibit differentiation.
  • the presence of serum may increase the induction rate of GABAergic neurons, so it is considered preferable that serum is not present. There is.
  • the state of the substance of the medium used in the present invention is not particularly limited, but the liquid medium is preferable from the viewpoint of the ease of medium preparation (for example, it is considered that the medium preparation is easier when performing suspension culture).
  • the period for culturing to grow neural stem cells using the medium of the present invention is not particularly limited, but is preferably at least 3 days or more, preferably 5 days or more, more preferably 7 days or more after seeding the cells to be cultured. .
  • the culturing temperature is not particularly limited, but from the viewpoint of further optimizing the growth, the lower limit is preferably 36 to 37 ° C. or higher, more preferably 36 ° C. or higher, further preferably 36.5 ° C. or higher. From the viewpoint of further achieving the above, the upper limit is preferably 38.5 ° C. or lower, more preferably 38 ° C. or lower, still more preferably 37.5 ° C. or lower.
  • the CO 2 concentration in this culture environment is not particularly limited, but from the viewpoint of further optimizing the growth, the lower limit is preferably 3.5% or more, more preferably 4% or more, further preferably 4.5% or more, From the viewpoint of further optimizing the growth, the upper limit is preferably 10% or less, more preferably 6% or less, still more preferably 5.5% or less.
  • the method of culturing is not particularly limited, but suspension culture is preferable from the viewpoint of easiness of culture (eg, it is considered that the contained components can be easily mixed homogeneously).
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of this experimental procedure.
  • Female mice on the 14th day of pregnancy were prepared using ICR mice manufactured by Japan SLC, Inc. Then, a mouse fetus existing in the body of the mouse was taken out, and cells dispersed from the cerebral cortex of the mouse fetus were prepared. In this dispersion, 0.05 w / v% trypsin (product of FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the cells were cultured for 7 days in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 . After culturing for 7 days, the formed cell mass in the 6-well plate of each administration group was observed by a predetermined phase contrast microscope (magnification: 20 times). In this observation, among the formed cell clusters, those having a radius of 50 ⁇ m or more were defined as neurospheres, and the number of these neurospheres was measured. As a comparison target for the observation after the 7-day culture, the observation on the 0th day of the culture of each administration group was also similarly performed using a predetermined phase contrast microscope (magnification: 20 times).
  • composition of the liquid medium of each administration group (control, medium 1, medium 2, medium 3) is as follows.
  • DMEM / Ham F-12 (Nacalai Tesque, Inc. 08460-95) was used as the basal medium, but the composition of each component in 50 ml is shown below.
  • N2 N-2 Supplement (100X) (Gibco: 17502-048)
  • B27 B-27 TM Plus Supplement Vitamin A-free (50X) (gibco: A35828-01)
  • Heparin Sodium heparin (Nacalai Tesque (Product Codes: 17513-96, 17513-41, 17513-54)
  • Antibiotic Penicillin-Streptomycin (WAKO: 168-23191)
  • -BFGF bFGF (funakoshi: 100-18B)
  • EGF EGF (funakoshi: 315-09)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (product code: 162-22131, 168-22133))
  • FIG. 2 shows the NS formation ratio (%) when the number of NS formation in the control group is 100 (%).
  • Medium 1 is 117.31757353746014%
  • medium 2 is 134.6777950940218%
  • medium 3 is 149.30505508553623%. It was confirmed that the number of NSs formed increased as the content of proteoglycan increased. It was confirmed that Medium 2 and Medium 3 had a statistically significant increase in the number of NSs formed, as compared with the control.
  • results of NS observation The results of this observation are shown in FIG. As a comparison target of the observation results after 7 days of culture (“7 days of culture” in FIG. 3), the observation results of 0 days of culture (“0 days of culture” in FIG. 3) are also listed. As compared with the control, more NS was confirmed in the media 1 to 3. Note that some NSs are indicated by arrows in FIG.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of this experimental procedure.
  • Female mice on the 14th day of pregnancy were prepared using ICR mice manufactured by Japan SLC, Inc. Then, a mouse fetus existing in the body of the mouse was taken out, and cells dispersed from the cerebral cortex of the mouse fetus were prepared. In this dispersion, 0.05 w / v% trypsin (a product of FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • a Hes-1 cDNA and a reporter gene were introduced into this sample by using a transfection reagent (Thermo Fisher SCIENTIFIC, Neon (registered trademark) Transfection System).
  • a transfection reagent Thermo Fisher SCIENTIFIC, Neon (registered trademark) Transfection System.
  • pHes1 (2.5k) -luc “Lasmid # 43806)” manufactured by addgene was used.
  • pHes1 (2.5k) -luc (Plasmid # 43806)” manufactured by addgene was used.
  • a liquid medium of each administration group control, medium 1, medium 2, medium 3, medium 4, medium 5, medium 6
  • a luciferase substrate (Thermo Fisher SCIENTIFIC, Neon TM Transfection System) was added to each sample, and a luciferase of each sample was observed using a detection system (Promega Corporation, GloMax TM Discover Microplate Reader). did.
  • composition of the liquid medium of each administration group (control, medium 1, medium 2, medium 3, medium 4, medium 5, medium 6) used in this dual luciferase assay is as follows.
  • Control, medium 1, medium 2 and medium 3 have the same composition as the liquid medium used in Experiment 1 above.
  • DMEM / Ham F-12 (Nacalai Tesque, Inc. 08460-95) was used as the basal medium, but the composition of each component in 50 ml is shown below.
  • “Costar TM 24 wells" manufactured by Corning Inc. was used.
  • N2 N-2 Supplement (100X) (Gibco: 17502-048)
  • B27 B-27 TM Plus Supplement Vitamin A-free (50X) (Gibco: A35828-01)
  • Heparin Sodium heparin (Nacalai Tesque (Product Codes: 17513-96, 17513-41, 17513-54)
  • Antibiotic Penicillin-Streptomycin (WAKO: 168-23191)
  • -BFGF bFGF (funakoshi: 100-18B)
  • EGF EGF (funakoshi: 315-09)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (product code: 162-22131, 168-22133))
  • the observation results of the expression level of luciferase (transcriptional activity of Hes-1) in each well are described below.
  • the expression level of the control group is 100
  • the expression level of the group of medium 1 is 123.83
  • the expression level of the group of medium 2 is 131.24
  • the expression level of the group of medium 3 is 159.51
  • the expression level of medium 4 is The expression level of the group was 113.85
  • the expression level of the group of medium 5 was 119.67
  • the expression level of the group of medium 6 was 131.55. It is considered that the higher the expression level of luciferase, the higher the transcriptional activity of Hes-1 and that the cells maintain the undifferentiated state of neural stem cells.
  • Medium 6 is a cell that maintains the undifferentiated capacity of neural stem cells as a positive control, but compared to Medium 6 (medium that does not contain proteoglycan but has 3 times the bFGF content compared to the control). It was confirmed that the groups of medium 1, medium 2 and medium 3 (cells cultured in containing FGF-2, EGF and proteoglycan) maintained the undifferentiated state of neural stem cells.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of this experimental procedure.
  • Female mice on the 14th day of pregnancy were prepared using ICR mice manufactured by Japan SLC, Inc. Then, a mouse fetus existing in the body of the mouse was taken out, and cells dispersed from the cerebral cortex of the mouse fetus were prepared.
  • 0.05 w / v% trypsin a product of FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (0.25 w / v% trypsin-1 mmol / l EDTA.4Na solution (containing phenol red) (product code: 201-16945, 209-16941)
  • PBS a product of FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the following administration groups (control, medium 2, medium 7) were prepared using 180,000 cells out of the dispersed cells. The cells were used separately by 60,000 cells / sample. Seeding is performed in a 6-well plate (Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., CAT # 140675) in which a predetermined liquid medium is present. In a 6-well plate, 2 ml of a predetermined liquid medium and 10,000 cells of this cell were uniformly seeded in each well. After this seeding, the cells were cultured for 6 days in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 . After culturing for 6 days, the formed cell mass in the 6-well plate of each administration group was observed by a predetermined phase contrast microscope (magnification: 20 times).
  • the composition of the liquid medium of each administration group (control, medium 2, medium 7) is as follows.
  • the control and medium 2 have the same composition as the liquid medium used in Experiment 1 above.
  • DMEM / Ham F-12 (Nacalai Tesque, Inc. 08460-95) was used as the basal medium, but the composition of each component in 50 ml is shown below.
  • N2 N-2 Supplement (100X) (Gibco: 17502-048)
  • B27 B-27 TM Plus Supplement Vitamin A-free (50X) (Gibco: A35828-01)
  • Heparin Sodium heparin (Nacalai Tesque (Product Codes: 17513-96, 17513-41, 17513-54)
  • Antibiotic Penicillin-Streptomycin (WAKO: 168-23191)
  • -BFGF bFGF (funakoshi: 100-18B)
  • EGF EGF (funakoshi: 315-09)
  • Proteoglycan Proteoglycan, derived from salmon nasal cartilage (Fujifilm Wako Pure Chemicals Co., Ltd. (product code: 162-22131, 168-22133)) It was GAG.
  • NS can be formed by the structure of proteoglycan (bonding structure of core protein and GAG structure).
  • neural stem cells were prepared as follows. Female mice on the 14th day of pregnancy were prepared using ICR mice manufactured by Japan SLC, Inc. Then, a mouse fetus existing in the body of the mouse was taken out, and cells dispersed from the cerebral cortex of the mouse fetus were prepared. In this dispersion, 0.05 w / v% trypsin (a product of FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (0.25 w / v% trypsin-1 mmol / l EDTA.4Na solution (containing phenol red) (product code: 201-16945, 209-16941)) diluted with PBS) was used.
  • trypsin a product of FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the dispersed cells 120,000 cells were used to prepare the following administration groups (control, medium 3). The cells were used separately by 60,000 cells / sample. A 6-well plate (Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., CAT # 140675) in which a predetermined liquid medium was present was seeded. In a 6-well plate, 2 ml of a predetermined liquid medium and 10,000 cells of this cell were uniformly seeded in each well. After this seeding, the cells were cultured for 7 days in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 . After culturing for 7 days, the resulting cell mass was redispersed.
  • the following administration groups were prepared using the redispersed cells (120,000 cells).
  • the cells were used separately by 60,000 cells / sample.
  • a 6-well plate (Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., CAT # 140675) in which a predetermined liquid medium was present was seeded.
  • 2 ml of a predetermined liquid medium and 10,000 cells of this cell were uniformly seeded in each well.
  • the cells were cultured for 7 days in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 .
  • the number of spheres (secondary spheres) formed in the resulting cell mass was confirmed using a predetermined phase contrast microscope (magnification: 20 times).
  • control and medium 3 have the same composition as the liquid medium used in Experiment 1 above.
  • FIG. 6 shows a photograph of this sphere (secondary sphere).
  • the secondary sphere is shown by the arrow in FIG.
  • formation of secondary spheres stem cells that may give rise to glial cells
  • Regarding the number of spheres formed when the number of spheres formed in the control group was 100%, it was 132.7% in the medium 3 group.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

【課題】神経幹細胞(特に成人細胞段階)の増殖を効率的に行いたい。 【解決手段】 FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有する、神経幹細胞増殖用培地。好ましくは、プロテオグリカンがコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンである。更に好ましくは、プロテオグリカンがサケ鼻軟骨由来のプロテオグリカンである。

Description

神経幹細胞増殖用培地
 本発明は、新規神経幹細胞増殖用培地、その培地を用いた神経幹細胞増殖方法などに関する。
 パーキンソン病や脊椎損傷などの神経疾患の治療に、ドナー不足さらには倫理的問題などから、神経幹細胞を移植することも検討されている(非特許文献1、特許文献1)。
 iPS細胞の発見により、例えば、患者本人からiPS細胞を作って、そのiPS細胞から神経幹細胞を誘導することが可能になり、自分の細胞を治療に使用できる自家移植を行うことも期待されている。しかし、患者本人の細胞からiPS細胞を経て神経幹細胞を作成するのに、半年以上と長い期間を要すると考えられている。それに加えて、iPS細胞は細胞の株ごとに安全性や分化の方向性が大きく異なると考えらえており、安全なiPS細胞であることを検証するにはさらに長い期間を要するのが現状である。更に、脊髄損傷においては、患者の症状が固定する前に神経幹細胞を移植しないと効果がないと考えられている。そのため、例えば、このように細胞移植が有効な期間が限られる疾患では、iPS細胞の移植技術を用いても患者本人の細胞を治療に使うことは難しいと考えられている(非特許文献1)。
Takeshi Matsuiら:STEM CELLS 2012,30:1109-1119頁
特開2005-278641
 現在も、例えば、患者自身の細胞から短時間で容易に安全な神経幹細胞(神経系の未分化な組織幹細胞)を製造する手段、より好ましくは分化された細胞が含有されずに神経幹細胞を製造する手段、が求められている。
 そこで、本発明は、短期間で容易に神経幹細胞を製造する手段を提供することを目的とする。
 本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、すなわち、本発明の1つは、「FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有する、神経幹細胞増殖用培地」である。好ましくは、プロテオグリカンがコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンであり、より好ましくは、プロテオグリカンがサケ鼻軟骨由来のプロテオグリカンである。
 他の実施形態は、「FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有する培地を用いて、神経幹細胞又を培養する工程を含む、神経幹細胞の増殖方法」である。
 この培地を用いることにより、短期間で容易に神経幹細胞を製造することができる。
実験1にて行った実験手順の模式図である。 各投与群のニューロスフェアの形成数の測定結果である。縦軸は、ニューロスフェア(NS)の形成割合(%)を示すが、具体的にはコントロール群のNSの形成数を100(%)とした場合のNSの形成割合(%)を示す。Dunnet法による統計解析を行い、*は有意差を示し、p<0.05である。 各投与群のニューロスフェアの観察結果である。 実験2にて行った実験手順の模式図である。 実験3にて行った実験手順の模式図である。 実験4の結果(スフェアの観察結果)である。図中の「―」は、200μmを示す。
 以下、本発明にかかる培地について説明する。
(神経幹細胞)
 神経幹細胞は、自己複製能と多分化能を併せもった、神経系の未分化な組織幹細胞、である。ヒトなどの哺乳類の胎生期の脳では、神経幹細胞が先ずは盛んに増殖することで自らの数を指数関数的に増やし、次いで、非対称***を生み出す。また、胎生後期や生後の脳では、アストロサイトやオリゴデンドロサイトを生み出すことが知られている。神経幹細胞は、中枢神経系を構成する主要な細胞型であるニューロン、アストロサイト、およびオリゴデンドロサイトの供給源となる細胞である。本発明では、好ましくはヒト、マウスなどの哺乳類由来の細胞を用いる。
(プロテオグリカン)
 プロテオグリカンはコアタンパク質にコンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸等のグリコサミノグリカン(以下GAGと表す。)と呼ばれる糖鎖が共有結合した糖タンパク質である。プロテオグリカンは、細胞外マトリックスの主要構成成分の一つとして皮膚や軟骨など体内に広く分布している。GAG鎖は分岐を持たない長い直鎖構造を持つ。多数の硫酸基とカルボキシル基を持つため負に荷電しており、GAG鎖はその電気的反発力のために延びた形状をとる。また、プロテオグリカンは、糖の持つ水親和性により、多量の水を保持することができる。プロテオグリカンに含まれる多数のGAG鎖群はスポンジのように水を柔軟に保持しながら、弾性や衝撃への耐性といった軟骨特有の機能を担っている。
 プロテオグリカンのコアタンパク質はマトリックス中の様々な分子と結合する性質をもつ。軟骨プロテオグリカンの場合、N末端側にヒアルロン酸やリンクタンパク質との結合領域を持ち、これらの物質と結合すること、同一分子間で会合することもある。C末端にはレクチン様領域、EGF様領域などを持ち様々な他の分子と結合する。この性質により、プロテオグリカンはそれぞれの組織にあった構造を築く。プロテオグリカンのうち、コンドロイチン硫酸型プロテオグリカンは、コンドロイチン硫酸がコアタンパク質に共有結合されているプロテオグリカンである。
 サケ鼻軟骨由来のプロテオグリカンは、サケの鼻軟骨から抽出して得られたプロテオグリカンである。ここで、サケは、例えばサケ属(Oncorhynchus)に属する魚であるが、好ましくは細胞増殖性(例えば、培養したい細胞をより効率的に培養すること)の観点で学名が「Oncorhynchus keta」のサケが選択される。また、本発明に係る培地に含まれるプロテオグリカンの含有量は、例えば細胞増殖性の観点で、下限は好ましくは1μg/ml以上、より好ましくは2μg/ml以上、より好ましくは5μg/ml以上、更に好ましくは10μg/ml以上である。
 本発明に係る培地に含まれるプロテオグリカンは、例えば公報(日本特許第6317053号公報)に記載の方法で作製される。
(FGF-2)
 FGF-2(Fibroblast Growth Factor-2、繊維芽細胞成長因子)は、bFGFとも呼ばれ、動物の神経組織、下垂体、副腎皮質、胎盤などから単離できる。FGF-2は、神経分化、生存、再生を誘導すると共に、胚発生や分化を調節することが知られている。FGF-2は、例えば、細胞増殖因子、血管新生因子、神経栄養因子として幅広い機能を有し、ES細胞やiPS細胞を始めとする様々な細胞に対して、増殖活性を示す。
(EGF)
 EGF(Epidermal Growth Factor、上皮増殖因子)は、上皮性細胞をはじめとする種々の細胞に対し増殖を促進する作用を持つポリペプチドである。EGFの作用は種特異性が少なく,上皮細胞,繊維芽細胞,肝細胞などさまざまな細胞に対し増殖効果を示す。生体においては細胞の増殖・分化に重要な役割を果たしている成長因子と考えられている。
(培地について)
 本発明で用いる、FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有されるために用いる基礎培地は、公知の培地を用いることができる。例えば、細胞の生存増殖に必要な成分(無機塩、炭水化物、ホルモン、必須アミノ酸、ビタミン)を含む培地(例えば、Iscove改変ダルベッコ培地(IMDM)、RPMI、DMEM(例えば、以下実施例にて用いたDMEM/ハムF-12培地(ナカライテスク株式会社、08460-95))、Fischer培地、α培地、Leibovitz培地、L-15培地、NCTC培地、F-12培地、MEM、McCoy培地)などである。また、必要に応じて、更なる添加物(抗生物質など)も含まれてもよい。
 本発明で用いる培地には、好ましくは、血清は含まれない場合もある。血清が含まれない場合もあるのは、血清には未知の分化誘導剤が含まれており、本発明のニューロン割合が高い分化を阻害し得る可能性もあるためである。例えば、GABA作動性ニューロン以外のニューロンを優先的に誘導したい場合には、血清の存在によりGABA作動性ニューロンの誘導割合が高くなる可能性があるため、血清は存在しないことが好ましいと考えられている。
 本発明で用いる培地の物質の状態は特に制限がないが、培地調製の簡便さ(例えば浮遊培養を行うときには培地調製をよりしやすいと考えられること)などの観点で液体培地の方が好ましい。
 (神経幹細胞の増殖方法)
 本発明の培地を用いて神経幹細胞を増殖させるために培養する期間は特に限定しないが、培養させる細胞を播種してから少なくとも3日間以上、好ましくは5日間以上、更に好ましくは7日以上が好ましい。
 この培養する温度は特に限定しないが、増殖の最適化を更に図る観点で、下限は好ましくは36~37℃以上、より好ましくは36℃以上、更に好ましくは36.5℃以上、増殖の最適化を更に図る観点で、上限は好ましくは38.5℃以下、より好ましくは38℃以下、更に好ましくは37.5℃以下、である。
 この培養する環境のCO濃度は特に限定しないが、増殖の最適化を更に図る観点で、下限は好ましくは3.5%以上、より好ましくは4%以上、更に好ましくは4.5%以上、増殖の最適化を更に図る観点で、上限は好ましくは10%以下、より好ましくは6%以下、更に好ましくは5.5%以下、である。
 この培養の仕方(例えば、浮遊培養、接着培養)は特に限定しないが、培養の簡便さ(例えば、含有成分を均質に混合しやすいと考えられること)などの観点で浮遊培養の方が好ましい。
[実験1:ニューロスフェア(NS)の形成数の測定と、NSの観察]
 FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有することに培養される細胞が神経幹細胞であることを確認等するために、NSの形成数の測定とNSの形態の観察を行った。
(神経幹細胞の培養の手順)
 実験1で行った神経幹細胞の培養の手順(実験手順)を以下説明する。なお、図1には、この実験手順の模式図を示す。日本エスエルシー株式会社製のICRマウスを用いて妊娠14日目のメスのマウスを作製した。そして、そのマウスの体内に存在するマウス胎児を取り出し、そのマウス胎児の大脳皮質から分散した細胞を準備した。この分散では、0.05w/v%トリプシン(富士フイルム和光純薬株式会社の製品(0.25w/v%トリプシン-1mmol/l EDTA・4Na溶液(フェノールレッド含有)(商品コード:201-16945、209-16941))をPBSにて希釈したもの)を用いた。この分散した細胞のうち24万個の細胞を用いて、以下の投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3)を作製した。この細胞を、6万個/1サンプルずつ、分けて用いた。所定の液体培地が存在している6ウェルプレート(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社、CAT#140675)に播種する。6ウェルプレートに、1ウェルあたり、所定の液体培地が2ml、この細胞が1万個存在するように、各ウェルに均等に播種した。この播種後、37℃、5%COの環境下で、7日間培養した。7日間培養後、所定の位相差顕微鏡(倍率20倍)により、各投与群の6ウェルプレート中の形成された細胞塊を観察した。この観察において、形成された細胞塊のうち半径50μm以上のものをニューロスフェアと定めて、このニューロスフェアの数を測定した。なお、この7日間培養後の観察の比較対象として、各投与群の培養0日の観察も所定の位相差顕微鏡(倍率20倍)を用いて同様に行った。
 各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3)の液体培地の組成は以下である。なお、どの投与群でも、基礎培地としてDMEM/ハムF-12(ナカライテスク株式会社、08460-95)を用いたが、以下では、50ml中の各成分の組成を示す。
(コントロール)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカンの含有なし
(培地1)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度10μg/ml
(培地2)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度100μg/ml
(培地3)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度1000μg/ml
 なお、この各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3)に含有されている成分は、以下のものを用いた。
 ・N2:N-2 Supplement(100X)
(gibco:17502-048)
 ・B27:B-27TM Plus SupplementビタミンA不含(50X) (gibco:A35828-01)
 ・Heparin: ヘパリンナトリウム(ナカライテスク(商品コード:17513-96、17513-41、17513-54)
 ・抗生物質:ペニシリン―ストレプトマイシン(WAKO:168-23191)
 ・bFGF:bFGF(funakoshi:100-18B)
 ・EGF:EGF(funakoshi:315-09)
 ・プロテオグリカン:プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来(富士フイルム和光純薬会社(商品コード:162-22131、168-22133))
(各投与群のニューロスフェア(NS)の形成数の測定結果)
 この測定結果を図2に示す。この図2で示しているのは、コントロール群のNSの形成数を100(%)とした場合のNSの形成割合(%)である。培地1は117.317753376014%であり、培地2は134.677950940218%であり、培地3は149.305508553623%である。プロテオグリカンの含有量が増加することにより、NSの形成数が増加することが確認された。培地2と培地3については、コントロールと比べ、統計学的に有意にNSの形成数が増加することが確認された。
(NSの観察結果)
 この観察結果を図3に示す。7日間培養後の観察結果(図3の「培養7日」)の比較対象として、培養0日(図3の「培養0日」)の観察結果も挙げている。コントロールに比べ、培地1~3では、多くのNSが確認された。なお、図3の矢印で示しているのは、一部のNSである。
 よって、FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有することにより、より多くの神経幹細胞を増殖することが確認された。
[実験2:デュアルルシフェラーゼアッセイ(Hes-1の転写活性の確認)]
 神経幹細胞の未分化性の維持とアストロサイトへの分化を制御するタンパク質(転写因子)であるHes-1の転写活性を確認することにより、上述の神経幹細胞(FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有することに培養された細胞)が、未分化性の維持等がされているかどうかを確認した。
 このデュアルルシフェラーゼアッセイの手順を以下説明する。
 まず、神経幹細胞を準備した。なお、図4には、この実験手順の模式図を示す。日本エスエルシー株式会社製のICRマウスを用いて妊娠14日目のメスのマウスを作製した。そして、そのマウスの体内に存在するマウス胎児を取り出し、そのマウス胎児の大脳皮質から分散した細胞を準備した。この分散では、0.05w/v%トリプシン(富士フイルム和光純薬株式会社の製品(0.25w/v% トリプシン-1mmol/l EDTA・4Na溶液(フェノールレッド含有)(商品コード:201-16945、209-16941))をPBSにて希釈したもの)を用いた。この分散した細胞を、約6万個/1サンプルずつに分けて、以下の7つの投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3、培地4、培地5、培地6)用のサンプルを作製した。
 このサンプルに、トランスフェクション試薬(Thermo Fisher SCIENTIFIC社、Neon(登録商標) Transfection System)を用いて、Hes-1cDNA及びレポーター遺伝子(ルシフェラーゼ遺伝子)を遺伝子導入した。Hes-1cDNA及びレポーター遺伝子(ルシフェラーゼ遺伝子)は、addgene社製の「pHes1(2.5k)-luc(Plasmid #43806)」を用いた。この遺伝子導入後、各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3、培地4、培地5、培地6)の液体培地を用いて、37℃、5%COの環境下で、1日間培養した。1日間培養後、各サンプルにルシフェラーゼ基質(Thermo Fisher SCIENTIFIC、NeonTM Transfection System)を添加して、検出システム(プロメガ株式会社、GloMaxTM Discover Microplate Reader)を用いて、各サンプルのルシフェラーゼの発現を観察した。
 このデュアルルシフェラーゼアッセイで用いた各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3、培地4、培地5、培地6)の液体培地の組成は以下である。コントロールと培地1と培地2と培地3は、上述の実験1で用いた液体培地と同じ組成である。なお、どの投与群でも、基礎培地としてDMEM/ハムF-12(ナカライテスク株式会社、08460-95)を用いたが、以下では、50ml中の各成分の組成を示す。なお、この培養において、コーニング社の「CostarTM 24 ウェル」を用いた。
(コントロール)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカンの含有なし
(培地1)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度10μg/ml
(培地2)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度100μg/ml
(培地3)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度1000μg/ml
(培地4)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGFの含有なし
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度1000μg/ml
(培地5)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGFの含有なし
 ・プロテオグリカン 最終濃度1000μg/ml
(培地6)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  150μl(最終濃度30ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカンの含有なし
 なお、この各投与群(コントロール、培地1、培地2、培地3、培地4、培地5、培地6)に含有されている成分は、以下のものを用いた。
 ・N2:N-2 Supplement(100X)
     (gibco:17502-048)
 ・B27:B-27TM Plus SupplementビタミンA不含(50X)
     (gibco:A35828-01)
 ・Heparin: ヘパリンナトリウム(ナカライテスク(商品コード:17513-96、17513-41、17513-54)
 ・抗生物質:ペニシリン―ストレプトマイシン(WAKO:168-23191)
 ・bFGF:bFGF(funakoshi:100-18B)
 ・EGF:EGF(funakoshi:315-09)
 ・プロテオグリカン:プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来(富士フイルム和光純薬会社(商品コード:162-22131、168-22133))
 各ウェルにおけるルシフェラーゼの発現量(Hes-1の転写活性)の観察結果を以下記載する。コントロール群の発現量を100としたところ、培地1の群の発現量は123.83、培地2の群の発現量は131.24、培地3の群の発現量は159.51、培地4の群の発現量は113.85、培地5の群の発現量は119.67、培地6の群の発現量は131.55であった。ルシフェラーゼの発現量が高いほど、Hes-1の転写活性が高くなり、神経幹細胞の未分化性を維持している細胞と考えられる。培地6はポジティブコントロールとして神経幹細胞の未分化能を維持している細胞とするが、培地6(プロテオグリカンは含有しないがコントロールと比較してbFGFの含有量が3倍である培地)と比較して、培地1、培地2及び培地3の群(FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有することに培養された細胞)が神経幹細胞の未分化性を維持していることが確認された。
[実験3:NSの形成数の測定]
 プロテオグリカンの代わりに、GAGを含有した培地にて、この培地で培養された細胞がNSの形成ができるかどうかを確認した。この実験3において、GAGは、プロテオグリカンと異なり、コアタンパク質が結合されていない。
 この実験3の手順を以下説明する。なお、図5には、この実験手順の模式図を示す。日本エスエルシー株式会社製のICRマウスを用いて妊娠14日目のメスのマウスを作製した。そして、そのマウスの体内に存在するマウス胎児を取り出し、そのマウス胎児の大脳皮質から分散した細胞を準備した。この分散では、0.05w/v%トリプシン(富士フイルム和光純薬株式会社の製品(0.25w/v% トリプシン-1mmol/l EDTA・4Na溶液(フェノールレッド含有)(商品コード:201-16945、209-16941))をPBSにて希釈したもの)を用いた。この分散した細胞のうち18万個の細胞を用いて、以下の投与群(コントロール、培地2、培地7)を作製した。この細胞を、6万個/1サンプルずつ、分けて用いた。所定の液体培地が存在している6ウェルプレート(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社、CAT#140675)に播種する。6ウェルプレートに、1ウェルあたり、所定の液体培地が2ml、この細胞が1万個存在するように、各ウェルに均等に播種した。この播種後、37℃、5%COの環境下で、6日間培養した。6日間培養後、所定の位相差顕微鏡(倍率20倍)により、各投与群の6ウェルプレート中の形成された細胞塊を観察した。この観察において、形成された細胞塊のうち半径50μm以上のものをニューロスフェアと定めて、このニューロスフェアの数を測定した。なお、この6日間培養後の観察の比較対象として、各投与群の培養0日の観察も所定の位相差顕微鏡(倍率20倍)を用いて同様に行った。
 各投与群(コントロール、培地2、培地7)の液体培地の組成は以下である。コントロールと培地2は、上述の実験1で用いた液体培地と同じ組成である。なお、どの投与群でも、基礎培地としてDMEM/ハムF-12(ナカライテスク株式会社、08460-95)を用いたが、以下では、50ml中の各成分の組成を示す。
(コントロール)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカンの含有なし
(培地2)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・プロテオグリカン 最終濃度100μg/ml
(培地7)
 ・N2 500μl
 ・B27 1ml
 ・Heparin 50μl(最終濃度2ng/ml)
 ・抗生物質 100μl
  (最終濃度ペニシリン100U/ml、ストレプトマイシン10μg/ml)
 ・bFGF  50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・EGF 50μl(最終濃度10ng/ml)
 ・GAG 最終濃度100μg/ml
 なお、この各投与群(コントロール、培地2、培地7)に含有されている成分は、以下のものを用いた。
 ・N2:N-2 Supplement(100X)
    (gibco:17502-048)
 ・B27:B-27TM Plus SupplementビタミンA不含(50X)
    (gibco:A35828-01)
 ・Heparin: ヘパリンナトリウム(ナカライテスク(商品コード:17513-96、17513-41、17513-54)
 ・抗生物質:ペニシリン―ストレプトマイシン(WAKO:168-23191)
 ・bFGF:bFGF(funakoshi:100-18B)
 ・EGF:EGF(funakoshi:315-09)
 ・プロテオグリカン:プロテオグリカン、サケ鼻軟骨由来(富士フイルム和光純薬会社(商品コード:162-22131、168-22133))、なおこのプロテオグリカンから常法によりGAGのみを精製し作製したものが実験3で用いたGAGである。
NSの形成数の測定結果を次に記載する。コントロールの群のNSの形成数を100(%)とした場合のNSの形成割合(%)である。培地2の群は118.7%であり、培地7の群は58.8%であった。プロテオグリカンの構造(コアタンパク質とGAG構造との結合構造)により、NSの形成ができることが示唆された。
 [実験4:グリア細胞を生み出す可能性のある幹細胞の作製結果]
 本発明で用いる、FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有されるために用いる培地が、神経幹細胞だけでなく、グリア細胞を生み出す可能性のある幹細胞(神経幹細胞に比べ老化した細胞)を作製できる可能性について記載する。次のように実験を行った。
 まず、次のように、神経幹細胞を準備した。日本エスエルシー株式会社製のICRマウスを用いて妊娠14日目のメスのマウスを作製した。そして、そのマウスの体内に存在するマウス胎児を取り出し、そのマウス胎児の大脳皮質から分散した細胞を準備した。この分散では、0.05w/v%トリプシン(富士フイルム和光純薬株式会社の製品(0.25w/v% トリプシン-1mmol/l EDTA・4Na溶液(フェノールレッド含有)(商品コード:201-16945、209-16941))をPBSにて希釈したもの)を用いた。この分散した細胞のうち12万個の細胞を用いて、以下の投与群(コントロール、培地3)を作製した。この細胞を、6万個/1サンプルずつ、分けて用いた。所定の液体培地が存在している6ウェルプレート(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社、CAT#140675)に播種した。6ウェルプレートに、1ウェルあたり、所定の液体培地が2ml、この細胞が1万個存在するように、各ウェルに均等に播種した。この播種後、37℃、5%COの環境下で、7日間培養した。7日間培養後、できた細胞塊を再分散した。
 次に、この再分散した細胞(12万個)を用いて、以下の投与群(コントロール、培地3)を作製した。この細胞を、6万個/1サンプルずつ、分けて用いた。所定の液体培地が存在している6ウェルプレート(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社、CAT#140675)に播種した。6ウェルプレートに、1ウェルあたり、所定の液体培地が2ml、この細胞が1万個存在するように、各ウェルに均等に播種した。この播種後、37℃、5%COの環境下で、7日間培養した。7日間培養後、できた細胞塊について、所定の位相差顕微鏡(倍率20倍)を用いて、スフェア(二次スフェア)の形成数などを確認した。
 なお、コントロールと培地3は、上述の実験1で用いた液体培地と同じ組成である。
 実験結果を図6に示す。図6では、このスフェア(二次スフェア)の写真を示す。図6の矢印で示すのが二次スフェアである。培地3の群では、二次スフェア(グリア細胞を生み出す可能性のある幹細胞)の形成を確認できた。このスフェアの形成数であるが、コントロールの群のスフェアの形成数を100%とした場合、培地3の群では132.7%であった。
 以上、本発明の実施の形態(実施例も含め)について、図面も参照して説明してきたが、本発明の具体的構成は、これに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、設計変更等があっても、本発明に含まれるものである。

Claims (8)

  1. FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有する、神経幹細胞増殖用培地。
  2.  プロテオグリカンがコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンである、請求項1に記載の培地。
  3.  プロテオグリカンがサケ鼻軟骨由来のプロテオグリカンである、請求項1又は2に記載の培地。
  4.  プロテオグリカンの含有量が、1μg/ml以上である、請求項1~3いずれかに記載の培地。
  5.  FGF-2、EGF及びプロテオグリカンを含有する培地を用いて、神経幹細胞を培養する工程を含む、神経幹細胞の増殖方法。
  6.  プロテオグリカンがコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンである、請求項5に記載の神経幹細胞の増殖方法。
  7.  プロテオグリカンがサケ鼻軟骨由来のプロテオグリカンである、請求項5又は6に記載の神経幹細胞の増殖方法。
  8.  プロテオグリカンの培地中の含有量が、1μg/ml以上である、請求項5~7いずれかに記載の神経幹細胞の増殖方法。

     
PCT/JP2019/038217 2018-10-11 2019-09-27 神経幹細胞増殖用培地 WO2020075534A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020550394A JP7322053B2 (ja) 2018-10-11 2019-09-27 神経幹細胞増殖用培地
US17/283,955 US20210395681A1 (en) 2018-10-11 2019-09-27 Culture medium for growth of neural stem cells
EP19870372.0A EP3865572A4 (en) 2018-10-11 2019-09-27 MEDIUM FOR NEURAL STEM CELL GROWTH

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-192367 2018-10-11
JP2018192367 2018-10-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020075534A1 true WO2020075534A1 (ja) 2020-04-16

Family

ID=70164515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/038217 WO2020075534A1 (ja) 2018-10-11 2019-09-27 神経幹細胞増殖用培地

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210395681A1 (ja)
EP (1) EP3865572A4 (ja)
JP (1) JP7322053B2 (ja)
WO (1) WO2020075534A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021206055A1 (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 一丸ファルコス株式会社 血管新生促進及び/又は神経再生用ユニット

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6317053B2 (ja) 1980-05-27 1988-04-12 Mitsui Toatsu Chemicals
JPH10509592A (ja) * 1994-11-14 1998-09-22 ニューロスフィアーズ ホウルディングス リミテッド 神経幹細胞増殖調節
JP2002069097A (ja) * 2000-08-22 2002-03-08 Kakuhiro Corp 軟骨型プロテオグリカンの精製方法
JP2005218308A (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 神経幹細胞増殖助剤及びこれを含んだ神経幹細胞用培地
JP2005278641A (ja) 2004-03-05 2005-10-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 神経幹細胞の分化誘導方法及び分化誘導培地及び分化誘導剤
JP2007124982A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Toray Ind Inc 細胞培養液および細胞培養方法
US20090137038A1 (en) * 2005-02-11 2009-05-28 Agency For Science, Technology And Research Methods of proliferating stem cells
JP2010529855A (ja) * 2007-06-15 2010-09-02 ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル 間葉系フィーダー細胞由来のパラ分泌シグナルならびにそれを用いる肝前駆体の増加および分化の調整

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2414990B (en) 2003-02-21 2007-05-23 Uab Research Foundation Biologically active native biomatrix composition
WO2006044204A2 (en) 2004-10-05 2006-04-27 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Neuronal progenitors from feeder-free human embryonic stem cell culture
JP6661115B2 (ja) 2015-09-03 2020-03-11 地方独立行政法人青森県産業技術センター アレルギー抑制剤
JP6317053B1 (ja) 2018-01-17 2018-04-25 一丸ファルコス株式会社 プロテオグリカンの製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6317053B2 (ja) 1980-05-27 1988-04-12 Mitsui Toatsu Chemicals
JPH10509592A (ja) * 1994-11-14 1998-09-22 ニューロスフィアーズ ホウルディングス リミテッド 神経幹細胞増殖調節
JP2002069097A (ja) * 2000-08-22 2002-03-08 Kakuhiro Corp 軟骨型プロテオグリカンの精製方法
JP2005218308A (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 神経幹細胞増殖助剤及びこれを含んだ神経幹細胞用培地
JP2005278641A (ja) 2004-03-05 2005-10-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 神経幹細胞の分化誘導方法及び分化誘導培地及び分化誘導剤
US20090137038A1 (en) * 2005-02-11 2009-05-28 Agency For Science, Technology And Research Methods of proliferating stem cells
JP2007124982A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Toray Ind Inc 細胞培養液および細胞培養方法
JP2010529855A (ja) * 2007-06-15 2010-09-02 ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル 間葉系フィーダー細胞由来のパラ分泌シグナルならびにそれを用いる肝前駆体の増加および分化の調整

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3865572A4
TAKESHI MATSUI ET AL., STEM CELLS, vol. 30, 2012, pages 1109 - 1119

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021206055A1 (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 一丸ファルコス株式会社 血管新生促進及び/又は神経再生用ユニット

Also Published As

Publication number Publication date
JP7322053B2 (ja) 2023-08-07
EP3865572A4 (en) 2021-12-01
EP3865572A1 (en) 2021-08-18
US20210395681A1 (en) 2021-12-23
JPWO2020075534A1 (ja) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mi et al. Purification and characterization of astrocyte precursor cells in the developing rat optic nerve
Saei Arezoumand et al. An overview on different strategies for the stemness maintenance of MSCs
US6949380B1 (en) Transdifferentiation of epidermal basal cells into neural progenitor cells, neuronal cells and/or glial cells
Su et al. Direct conversion of fibroblasts into neural progenitor-like cells by forced growth into 3D spheres on low attachment surfaces
Uz et al. Development of gelatin and graphene-based nerve regeneration conduits using three-dimensional (3D) printing strategies for electrical transdifferentiation of mesenchymal stem cells
CN107075504B (zh) 雪旺氏细胞及其制备方法
KR20060037346A (ko) 휘돌기교세포 전구세포 및 이를 획득하고 배양하는 방법
Zeng et al. Co-transplantation of schwann cells promotes the survival and differentiation of neural stem cells transplanted into the injured spinal cord
Sethi et al. Olfactory ensheathing cells promote differentiation of neural stem cells and robust neurite extension
Moghadasi Boroujeni et al. Neural crest stem cells from human epidermis of aged donors maintain their multipotency in vitro and in vivo
Han et al. Maintenance of the self-renewal properties of neural progenitor cells cultured in three-dimensional collagen scaffolds by the REDD1-mTOR signal pathway
Karakaş et al. Neurons from human mesenchymal stem cells display both spontaneous and stimuli responsive activity
WO2020075534A1 (ja) 神経幹細胞増殖用培地
Ali et al. Defined serum-free culturing conditions for neural tissue engineering of human cord blood stem cells
Liu et al. Acetylcholine secretion by motor neuron-like cells from umbilical cord mesenchymal stem cells
Al Hosni et al. Mapping human serum–induced gene networks as a basis for the creation of biomimetic periosteum for bone repair
US20190194604A1 (en) In vitro 3d culture of human brain tissue
EP4011449A1 (en) Method for producing cell aggregate including glial progenitor cells
CN110997706A (zh) 通过利用地标转录因子的干细胞分化诱导神经祖细胞、寡树突细胞祖细胞及寡树突细胞
Revishchin et al. Neural stem cells in the mammalian brain
Yang et al. Effects of the CNTF-collagen gel-controlled delivery system on rat neural stem/progenitor cells behavior
Rooney et al. In vitro differentiation potential of human embryonic versus adult stem cells
KR101743799B1 (ko) 아스코르브산을 이용하여 인간 역분화 줄기세포를 신경능선 세포로 분화시키는 방법 및 상기 방법에 의해 형성된 신경능선 세포
Eve et al. Human somatic stem cell neural differentiation potential
US20060263876A1 (en) Neural crest stem cells and uses thereof

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19870372

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020550394

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019870372

Country of ref document: EP

Effective date: 20210511