【文献】
Plastic and reconstructive surgery,2013年,Vol.132,p.1159-1171
【文献】
In vitro cellular and development biology,1991年,Vol.27A,p.142-146
【文献】
Journal of investigative dermatology,2010年,Vol.130,p.1996-2009
【文献】
International journal of molecular medicine,2014年,Vol.34,p.997-1003
【文献】
Plastic and reconstructive surgery,2014年 3月,Vol.133,p.579-590
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
リガンドファミリー、R−スポンジン、上皮由来増殖因子(EDGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)、Wntタンパク質、血管内皮増殖因子(VEGF)及び抗菌ペプチド又はその組み合わせからなる群より選択されるLGR特異的結合要素をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
【背景技術】
【0003】
長年にわたり、臨床医および研究者は、創傷の微生物量を低減させるだけでなく、有する細胞毒性副作用が少ない抗菌剤について探し求めてきた。熱傷から急性および慢性の両方の創傷に至るまで、天然に存在する自己由来抗菌ペプチドを操作するという可能性が存在する。これは、このような因子が、典型的には、微生物の耐性をもたらしにくい機構である膜透過によって機能を果たすという理由による。創傷における継続的な感染のリスクおよび現在使用されている抗生物質療法に対する耐性菌の進行的蔓延に伴い、皮膚の熱傷および創傷における使用のための新しい類型の経表面抗菌剤の開発に対する真の必要性が存在している。
【0004】
創傷治癒には、前世紀において報告されてきた本質的に4つの期:(1)止血、(2)炎症、(3)増殖および(4)リモデリングがある。これらの連続する期は、最初は、創傷内に遊走した細胞型によって規定され、その後、後に、該組織内で発現されたサイトカインおよび増殖因子の型によって規定された。
【0005】
最近の間葉および脂肪由来幹細胞の単離および移植の進歩に伴い、研究者らは、どのようにしてこの細胞が各段階において、特に、広範の炎症からリモデリング期において治癒を改善し、発現を改変するのかを研究し始めた。深部のコンパートメントの間葉および脂肪由来幹細胞とそっくりに、上皮幹細胞は始原外胚葉から発生し、これは後に、より表層の上皮コンパートメントを発達させ、従って、皮膚の創傷治癒において役割を有する可能性も有する。現時点では、単離されたLGR4、LGR5およびLGR6発現上皮幹細胞の移植および適用によってどのように創傷治癒の遺伝子発現が改変されるのかに関する研究の存在は限定的である。
【0006】
LGR4、LGR5およびLGR6発現上皮幹細胞集団は、多くの場合、皮膚に対する重度の全層性損傷後に破壊され、組織は、バイアブルで自立的な上皮コンパートメントを生成させることができなくなることが知られている。局所炎症によって駆動される肉芽性および線維性の作用力およびその後の一連の細胞性実体の走化性の併発にもかかわらず、適所での上皮幹細胞増殖巣はなく、残った組織は、機能性の上皮、毛包、汗腺などを形成するための再生能がないままである。
【0007】
ヒトおよび哺乳動物の組織に対する複雑な全層性外傷および/または多種類の組織要素(皮膚、筋肉、脂肪、血管、神経および骨)が関与している複雑な外傷は、本質的に治癒が困難である。かかる外傷およびその後に生じる創傷もまた、現在使用されている創傷ケア方法である細胞、組織、デバイス、生物製剤、薬物および/または増殖因子を用いた現在承認されている技術での外科的介入による処置が困難である。かかる困難性の一般的な理由は、創傷組織床または損傷組織床の内部または周囲に残った組織が、典型的には、相互依存性の必要成分:1)前駆細胞および/または幹細胞集団;2)細胞外マトリックス/スカフォールディング要素および基材;ならびに3)細胞性実体同士および基材同士ならびに細胞性実体と基材間の相互作用の併存を欠くことである。細胞微小環境、ECM(細胞外マトリックス)スカフォールディングおよび関連する相互作用性境界面におけるかかる欠損により、続いて、細胞の遊走、分化および組織分極に必要とされる必須の多次元構造体の再生または生成ができなくなる。このような細胞同士および細胞−マトリックス間の相互作用がないと、創傷床内の残った細胞性実体は、増殖能または分化(lineage)能を問わず、認識可能に「機能」し得るより複雑な多組織構築物に発達するのではなく、主に、バリア有用性をもたらすものになってしまう。従って、創傷は、皮膚、筋肉、脂肪、腱、骨のいずれが関与するものであれ、その後、瘢痕化し、組織秩序が乱れ、機能不全になる。
【0008】
培養された皮膚、軟骨、骨、筋肉、血管、神経、リンパ系および関連する代替材料の組織工学の分野における現在の応用は、主として、3部ストラテジー:1)組織供給源を取得し、かかる組織から細胞懸濁液を収集すること;2)この細胞をマトリックスまたはスカフォールドに適用すること;および3)構築物をヒトまたは動物の標的部位上または標的部位内に移植することに基づいている。しかしながら、確認された上記の相互依存性の必要成分がない場合、組織工学適用、細胞療法適用、再生医療適用、組織治癒適用および組織移植治療適用は、機能性の分極組織が適格にアセンブルされるために必要とされる天然の細胞微細凝集塊構造体を有しない。従って、適正な相互依存、前駆細胞塊および適正なスカフォールディングがないことにより、かかる構築物が、治療的適用、例えば、マルチコンパートメント組織の再生および/または骨や筋肉の再構築において有用となることが妨げられている。
【0009】
従って、一部において前述のことのため、相当な取り組みおよび資金が業界および学術面の両方から、合成組織代替材料、自己移植片構築物ならびに患者由来表皮拡大培養自己移植片(即ち、Cambridge MA.のVericel Corporationによる
EPICEL(
登録商標))を開発するために投じられている。このような製品は有益ではあるが、多くの場合、高価であり、患者に真のマルチコンパートメント組織構築物をもたらすものではない。例えば、培養上皮自己移植片(CEA)は、天然皮膚に見えられる上皮コンパートメントと真皮コンパートメントの両方を回復させることは依然としてできない。しかしながら、相互依存性の機能性コンパートメントがないことに鑑みると、培養細胞は、真に皮膚を画定する外皮(表皮、真皮、腺および毛)の発達に必要とされる増殖性局所幹細胞集団および組織分極の発生がないままである。この不全性により、さらに、単層脆弱性、上皮不安定性、バリア崩壊および瘢痕がもたらされる。
【0010】
択一的に、より堅牢な非細胞マトリックス、例えば、
ALLODERM(
登録商標)(LifeCell Corporation製)、
INTEGRA(
登録商標)(Integra LifeSciences Corporation製)および
DermaMatrix(
登録商標)(Musculoskeletal Transplant Foundationの製品)は、優れた再度構築選択肢であるが、機能性天然組織を発達させるために必要な適正に配置された系統特異的幹細胞集団がない。
【0011】
本明細書における発明者は、既に、LGR5およびLGR6が哺乳動物において腸幹細胞および表皮幹細胞の両方のマーカーとして比較的最近、認識されたことについて記載している。Stimulation of the Follicular Bulge LGR5+ and LGR6+ Stem Cells with the Gut−Derived Human Alpha Defensin 5 Results in Decreased Bacterial Presence,Enhanced Wound Healing,and Hair Growth from Tissues Devoid of Adnexal Structures,Plast.Reconstr.Surg.132:1159,2013において、ロイシンリッチリピート含有G−タンパク質共役受容体(LGR)は、卵胞刺激ホルモン受容体ファミリー、甲状腺刺激ホルモン受容体ファミリーおよび黄体形成ホルモン受容体ファミリーと有意な配列相同性および構造的相同性を有する7回膜貫通型タンパク質受容体である。
【0012】
この研究において、ヒトαデフェンシン5ペプチドが、ヒトβデフェンシン1およびスルファジアジンと比べて創傷治癒を有意に増進させ、基底細菌量を低減させることが認められた。ヒトαデフェンシン5は、創傷床へのLGR幹細胞遊走を誘導するための唯一の治療薬であった。また、遺伝子ヒートマップ解析により、鍵となる創傷治癒およびWnt経路の転写物、例えば、Wnt1およびWisplのmRNAの有意な上方調節が示された。このため、ヒトαデフェンシン5は、創傷床へのLGR幹細胞遊走の増大および付随する細菌の低減および鍵となるWntおよび創傷治癒転写物の増進による発毛が観察されたため、創傷治癒増進のために使用され得ると結論付けた。簡単には、この研究および他の研究により、LGR4+、LGR5+およびLGR6+発現上皮幹細胞が直接的に生体医用工学的軟部組織構築物に使用される可能性の認識がもたらされた。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明により、第1の実施形態において、単離されたLGR発現生細胞と、スカフォールディング、コラーゲン、マトリックス、粒子および繊維からなる群より選択される多次元支持体とを含むものである最小限分極(minimally polarized)微細凝集塊多細胞組成物を提供する。
【0015】
本発明により、先の実施形態に対するさらなる一実施形態において、単離されたLGR発現生細胞と、スカフォールディング、コラーゲン、マトリックス、粒子および繊維からなる群より選択される多次元支持体とを含むものであり、該LGR発現細胞に増殖因子が補給され、該LGR発現細胞がLGR4、LGR5およびLGR6からなる群より選択される最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を提供する。
【0016】
本発明により、先のいずれかの実施形態に対するさらなる一実施形態において、単離されたLGR発現生細胞と、スカフォールディング、コラーゲン、マトリックス、粒子および繊維からなる群より選択される多次元支持体とを含むものであり、該LGR発現細胞に遊走性/動員性の被検物が補給され、該LGR発現細胞が、LGR4、LGR5およびLGR6からなる群より選択される最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を提供する。
【0017】
本発明により、先のいずれかの実施形態に対するさらなる一実施形態において、単離されたLGR発現生細胞と、スカフォールディング、コラーゲン、マトリックス、粒子および繊維からなる群より選択される多次元支持体とを含むものであり、該LGR発現細胞に、リガンドファミリー、R−スポンジン、EDGF、PDGF、Wnt、VEGFおよび抗菌ペプチドからなる群より選択されるLGR特異的結合要素が補給され、該LGR発現細胞がLGR4、LGR5およびLGR6からなる群より選択される最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を提供する。
【0018】
本発明により、先のいずれかの実施形態に対するさらなる一実施形態において、単離されたLGR発現生細胞と、スカフォールディング、コラーゲン、マトリックス、粒子および繊維からなる群より選択される多次元支持体とを含むものであり、組織領域、創傷、空隙、欠損組織または血液からなる選択された標的の周囲のいずれかの隣接組織の改変のための治療用構築物として使用される最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を提供する。
【0019】
本発明により、先のいずれかの実施形態に対するさらなる一実施形態において、単離されたLGR発現生細胞が損傷組織に治癒を加速させるために移植されることを特徴とする最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を提供する。
【0020】
本発明により、先のいずれかの実施形態に対するさらなる一実施形態において、単離されたLGR含有細胞が固定された支持体スカフォールディングを含むものである、全身の組織系の修復または回復のための最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を提供する。
【0021】
本発明により、先のいずれかの実施形態に対するさらなる一実施形態において、哺乳動物の全身の外胚葉由来の組織系、中胚葉由来の組織系または内胚葉由来の組織系に適用するための組織移植片を提供する。
【0022】
本発明の別の実施形態は、哺乳動物の選択された標的組織への移植のためのLGR発現生細胞を増殖させ、単離する工程を特徴とする、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を得るための方法を特徴とするものである。
【0023】
本発明により、前述の方法に対するさらなる一実施形態において、哺乳動物の選択された標的組織への移植のためのLGR発現生細胞を増殖させ、単離する工程を特徴とし、さらに、単離されたLGR発現生細胞を、スカフォールディング、コラーゲン、マトリックス、粒子および繊維からなる群より選択される多次元支持体に固定化する工程を特徴とする、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を得るための方法を提供する。
【0024】
本発明は、さらに別の実施形態において、哺乳動物の選択された標的組織への移植のためのLGR発現生細胞を増殖させ、単離する工程を特徴とし、さらに、LGR発現細胞を、LGR4、LGR5およびLGR6からなる群より選択する工程を特徴とする、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を得るための方法を特徴とするものである。
【0025】
本発明により、先のいずれかの方法の実施形態に対するさらなる一実施形態において、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を、上皮系、腺、毛、神経、骨、筋肉、脂肪、腱、血管、筋膜、眼組織およびペプチド分泌細胞要素からなる群のうちの1つに、塗布、移植、インプラント法、指向型播種、指向型遊走、指向型追跡、インセッティング(in setting)、積層化および/または発生、再生、増進および治癒用の細胞要素の注射からなる群より選択される手法による送達を用いて適用する工程を提供する。
【0026】
本発明により、先のいずれかの方法の実施形態に対するさらなる一実施形態において、哺乳動物の選択された標的組織への移植のためのLGR発現生細胞を増殖させ、単離する工程を特徴とし、さらに、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を、組織回復のために組織に直接インビボで適用する工程を特徴とする、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を得るための方法を提供する。
【0027】
本発明により、先のいずれかの方法の実施形態に対するさらなる一実施形態において、哺乳動物の選択された標的組織への移植のためのLGR発現生細胞を増殖させ、単離する工程を特徴とし、さらに、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を、体内の組織回復のために血流によって間接的に適用する工程を特徴とする、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を得るための方法を提供する。
【0028】
本発明は、また別の実施形態において:
a)組織検体を得る工程;
b)該検体から最小限分極機能性単位含有LGR発現細胞を抽出する工程;
c)適切な供給源由来の皮下組織および皮下脂肪の細胞成分の加工処理を行う工程;
d)加工処理された皮下組織および皮下脂肪の該成分を、抽出された該最小限分極機能性単位に添加し、上皮幹細胞単一性(singularity)単位を作出する工程;
e)該上皮幹細胞単一性単位を富化させる工程;
f)該上皮幹細胞単一性単位を構築物のスカフォールドに添加する工程;ならびに
g)得られた組成物の最小限分極の維持を検証する工程
を特徴とする、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を作製するための方法を特徴とするものである。
【0029】
本発明により、先のいずれかの実施形態に対するさらなる一実施形態において:a)上皮細胞とケラチノサイトの混合物;b)ペニシリン、ストレプトマイシンおよびアムホテリシンBからなる群より選択される少なくとも1種類の薬剤;ならびにc)フィブリノゲンを特徴とする、組織の輸送および加工処理中の微生物のバイアビリティを低下させるための細胞支持培地組成物を用いて、最小限分極微細凝集塊多細胞組成物を得るのに使用される培地配合物を提供する。
【0030】
本発明により、先の実施形態に対するさらなる一実施形態において:a)上皮細胞とケラチノサイトの混合物;b)ペニシリン、ストレプトマイシンおよびアムホテリシンBからなる群より選択される少なくとも1種類の薬剤;ならびにc)フィブリノゲンを特徴とし、該フィブリノゲンがヒト由来であり、該薬剤が、ヒト組織を安定化させるために抗生物質と抗かび薬の両方を含む、組織の輸送および加工処理中の微生物のバイアビリティを低下させるための細胞支持培地組成物を提供する。
【0031】
本発明の第1の態様との関連において、これは、LGR発現細胞をスカフォールディングマトリックスおよび/または繊維に適用し、これにより、組織工学適用、細胞療法適用、再生医療適用、医療/治療適用のための微細凝集塊多細胞移植片を確立させ、該移植片は、全身の上皮系の改善およびまたは改変のために組織または血液に直接適用されることを特徴とするものである。
【0032】
本発明の第2の態様は、LGR発現細胞をスカフォールディング、マトリックスおよび/または繊維に、さらなる増強因子または被検物ありまたはな
しで、インビボ上皮系の改善およびまたは改変のために組織または血液に適用する前または適用した後のいずれかで適用することを特徴とするものである。
【0033】
本発明のさらなる一態様は、増強因子または被検物によって改変されており、上皮系の改善およびまたは改変のために体内、組織中または血液中の標的として全身への局所遊走もしくは遠位遊走によって適用される、および/または腺および発毛を回復させるために適用されるLGR発現細胞を特徴とするものである。
【0034】
本発明の第4の態様は、組織、血液または培養物由来のLGR発現細胞を、例えば、周囲の隣接組織または遠位組織(スカフォールディング、マトリックスおよび繊維に適用されたLGR発現細胞は含まない。)の改変のために、全身の外胚葉由来の組織系、中胚葉由来の組織系または内胚葉由来の組織系の改善およびまたは改変のために組織または血液に適用する前または適用した後のいずれかで移植することを特徴とするものである。
【0035】
本発明の第5の態様は、LGR発現細胞を、スカフォールディング、マトリックスおよび繊維からなる群より選択される送達基材媒体に、さらなる増強因子または被検物ありまたはなしで、全身の外胚葉由来の組織系、中胚葉由来の組織系または内胚葉由来の組織系の改善およびまたは改変のために組織または血液に適用する前または適用した後のいずれかで、直接適用することを特徴とするものである。
【0036】
本発明のさらに別の態様は、増強因子または被検物によって改変したLGR発現細胞を、全身への局所遊走もしくは遠位遊走によって全身の外胚葉由来の組織系、中胚葉由来の組織系または内胚葉由来の組織系の改善およびまたは改変のために体内、組織中または血液中の標的として送達支持体基材と組み合わせることを特徴とするものである。
【0037】
本発明のさらなる一態様は、LGR発現細胞を支持体基材に、上皮系、腺、毛、神経、骨、筋肉、脂肪、腱、血管、筋膜、眼組織およびペプチド分泌細胞要素を発生、再生、増進および/または治癒させる細胞要素の送達、塗布、移植、インプラント法、指向型播種、指向型遊走、指向型追跡、インセッティング、積層化および/または注射のために付着させることを特徴とするものである。
【0038】
最後に記載する本発明の一態様は、組織の発生、再生、増進および/または治癒を増進および加速させるために哺乳動物の体内、組織中または血液中の標的に移植および直接適用されるための最小限の分極を示す微細凝集塊多細胞機能性単位としてのLGR発現幹細胞を作製することである。
【0039】
ほとんどの一般用語において、本明細書における発明では、上皮系、毛、腺 骨の発生、再生、動員または増進のための単離されたLGR発現細胞(ロイシンリッチリピート含有Gタンパク質共役受容体)の移植および/または送達を想定している。また、本発明では、スカフォールディング、マトリックスまたは繊維の形態の送達媒体が使用され、遊走性増殖因子/動員性被検物またはLGR特異的結合要素、例えば限定されないが、リガンドファミリー:R−スポンジン、EDGF、PDGF、Wnt、VEGF、抗菌ペプチドの補給ありまたはなしでの臨床医学、バイオエンジニアリングおよび/または研究用構築物における局所/近接組織および遠位/遠隔組織の両方に対する適用を想定している。
【0040】
LGR上皮幹細胞を、特に、成形されたスカフォールディング基材とともに使用することにより、上皮系内の全層性創傷およびまたは空隙に幹細胞を多く含む組織代替材料が提供される。さらに、この最小限分極機能性細胞単位(MPFU)を上皮系に添加すると、上皮および局所周囲組織要素の健常性およびバイアビリティを維持および促進するために一般的に必要とされる上皮の状態(毛、腺、分泌抗菌ペプチド、増殖因子および被検物の成長、発生または再生が挙げられる。)が増進/改善される。
【0041】
LGR4+、LGR5+およびLGR6+幹細胞ならびに前駆細胞の増殖速度論は、特に、基材スカフォールディングと接触している場合は高い状態が維持されることが認識されており、完全な上皮のターンオーバー速度は典型的には12日未満である(1cmの集団間距離空間)。充分な二層組織を再生させ、続いてバリア機能を再生させるこの能力は、このような細胞の複雑な全層性多組織創傷に対する一種の生物学的ドレッシング材の発生としての役割を示唆している。
【0042】
皮膚、筋肉および骨を速やかに再生させる能力の他に、LGR4、LGR5およびLGR6幹細胞の前駆細胞はまた、天然抗菌ペプチドを生成させる能力も有し、この天然抗菌ペプチドは、創傷床における微生物の基底レベルを低下させるだけでなく、前駆細胞の増幅と分化を増大させ、創傷および創周囲の感染の低減、高速創傷閉鎖および毛包発達をもたらす。
【0043】
本明細書における発明において、幹細胞コロニー増殖巣を付随するコンピテントな子孫とともに維持し得る直に送達可能なバイアブル組織バリアの提供におけるLGR発現上皮幹細胞播種スカフォールドの変換的(translational)利用可能性を記載する。このような幹細胞増殖巣から、子孫は、上皮組織要素、治癒および移植片の一体化を刺激するために遊走性の増殖性分化を行い得る。LGR上皮幹細胞は、単独、スカフォールディング、可溶性増殖因子および/またはスカフォールド結合集団の分極を促進するさらなる細胞系統ならびに上皮の治癒と細胞再生の労力に必要とされる内在性組織構造とともに適用され得ることがわかった。
【0044】
広義では、本発明のプロトコルは:a)ヒト/哺乳動物の生体組織を収集すること;b)組織要素を加工処理し、LGR発現細胞を含む微細凝集塊多細胞機能性単位を作製すること;c)このLGR発現細胞の微細凝集塊多細胞機能性単位を、スカフォールディング、マトリックス、粒子、細胞(1つまたは複数)および繊維からなる群より選択される送達媒体基材に適用し、構築物を作出すること;d)場合により、選択されたさらなる増強因子を含めること;ならびにe)この構築物を組織に、組織系、例えば、外胚葉、中胚葉および/または内胚葉が起源の組織に関連するもの、例えば限定されないが、皮膚、腺、毛、神経、骨、筋肉、脂肪、腱、血管、筋膜、眼組織、骨髄、肺、心臓、爪、胃腸組織、口腔組織、歯、味蕾、泌尿生殖器組織、腎組織、生殖組織、リンパ系組織、免疫系組織/要素ならびにかかるものの関連付属器およびタンパク質細胞要素を発生、再生、増進および/または治癒させるために適用することを伴うものである。
【0045】
本発明は、治療、デバイス、生物学、薬物およびバイオエンジニアリングにおいて哺乳動物組織(1種類または複数種)を改変するために支持体を有するLGR発現上皮幹細胞を、該細胞要素の塗布、移植、インプラント法、指向型播種、指向型遊走、指向型追跡、インセッティング、積層化および/または注射によって直接送達することを想定している。
【0046】
定義
本詳細説明において、「一実施形態(one embodiment,an embodiment)」または「実施形態において(in embodiments)」に対する言及は、言及されている特色が本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれていることを意味する。さらに、「一実施形態(one embodiment,an embodiment)」または「実施形態(embodiments)」に対する個々の言及は、必ずしも同じ実施形態に言及しているのではない;しかしながら、その旨の記載がない限り、および当業者に容易に自明である場合を除き、これらはいずれも、互いに排他的な実施形態ではない。従って、本発明には、本明細書に記載の実施形態の任意のさまざまな組合せおよび/または統合が包含され得る。本明細書で用いている専門用語は、具体的な実施形態を説明する目的のためのものにすぎず、本発明の限定を意図するものではない。
【0047】
本明細書で用いる場合、単数形「1つの(a、an)」および「この(the)」は、本文中で、特に断らない限り、複数形も同様に含むものとする。さらに、語根「include(含む)」および/または「have(有する)」は、本明細書において用いる場合、記載の特色、工程、操作、要素および/または成分の存在を指定しているが、少なくとも1つの他の特色、工程、操作、要素、成分および/またはこの群の存在または追加を除外するものではないことは理解されよう。
【0048】
本明細書で用いる場合、骨は、ミネラル地の物質とコラーゲン繊維のマトリックス中に包埋された細胞からなる硬い結合組織を意味する。この繊維に無機成分、例えばリン酸カルシウムの結晶が、X線回折を使用すると、ヒドロキシアパタイトパターン(リン酸カルシウムが85重量%である。)ならびに炭酸カルシウム(10%)とマグネシウム中に組織化されて見えるように含浸されている;重量基準で、骨は65から75%の無機物と25から35%の有機物で構成されている;明確な形状とサイズの一部の骨組織は動物の骨格の一部を構成している;ヒトでは、骨格内におよそ200の相違する骨がある(鼓室の耳小骨または2つの膝蓋骨以外の種子骨は含まない。)。骨は線維性の膜である骨膜に覆われており、骨膜は、関節の軟骨を除く骨の全表面を覆っている。骨膜の下には緻密層である緻密骨が存在し、この下には海綿状の層である海綿質骨が存在する。長骨の芯部は髄で満たされている。
【0049】
本明細書で用いる場合、用語「comprises(含む)」、「comprising(含む)」、「includes(含む)」、「including(含む)」、「has(有する)」、「having(有する)」または任意の他の変化形は、非排他的含有を含むものとする。例えば、列挙された特色を含む工程、方法、物品または装置は、必ずしも該特色のみに限定されず、かかる工程、方法、物品または装置に対して明示されていないか、または固有の他の特色を含むものであってもよい。
【0050】
本明細書で用いる場合、上皮は、皮膚、粘膜および漿液のあらゆる自由表面、例えば、腺ならびにこれらに由来する他の構造部を覆っている細胞の層を意味する。
【0051】
本明細書で用いる場合、GMPは適正製造基準を意味する。
【0052】
本明細書で用いる場合、外皮は、身体の包囲(enveloping)膜を意味し;表皮および真皮に加えて、表皮、毛、爪、汗腺および皮脂腺および乳腺ならびに皮下組織のあらゆる派生部が包含される。
【0053】
本明細書で用いる場合、LGR4は、さまざまな生理学的機能において鍵となる役割を果たすGタンパク質共役受容体(GPCR)であるロイシンリッチリピート含有Gタンパク質共役受容体4を意味する。ロイシンリッチGPCR(LGR)ファミリーの構成員(GPR48など)は、複数のN末端ロイシンリッチリピート(LRR)と7回膜貫通ドメインを有する。LGR4(ロイシンリッチリピート含有Gタンパク質共役受容体4)はタンパク質コード遺伝子である。LGR4と関連している疾患としては、低骨密度が挙げられる。関連経路にはWntシグナル伝達経路(KEGG)がある。この遺伝子に関連するGOアノテーションとしては、Gタンパク質共役受容体活性および膜貫通シグナル伝達受容体活性が挙げられる。この遺伝子の重要なパラログはLGR6である。古典的Wntシグナル伝達経路を増強し、種々の器官の形成に関与しているR−スポンジンの受容体。R−スポンジン(RSPO1、RSPO2、RSPO3またはRSPO4)に結合するとリン酸化LRP6およびフリズルド受容体(細胞外Wnt受容体によって活性化される。)と会合し、古典的Wntシグナル伝達経路を誘発して標的遺伝子の発現を増大させる。
【0054】
従来のGタンパク質共役受容体とは対照的に、LGR4は、シグナルを伝達するためにヘテロ三量体Gタンパク質を活性化するものではない。Wntシグナル伝達経路の活性化因子としての機能は、種々の器官、例えば、肝臓、腎臓、腸、骨、生殖管および目の発達に必要とされる。また、LGR4はノリン(norrin)(NDP)の受容体としての機能も果たし得、精子形成の際に、管周筋様細胞においてWntシグナル伝達経路を活性化させるために必要とされる。同様に、LGR4は、出生後の腸陰窩における腸幹細胞の維持およびパネート細胞の分化にも必要とされる。また、LGR4は、腎臓の発達に関与していることに加えて、骨の形成とリモデリングの調節因子としても機能も果たし;尿管芽を未分化の状態に維持するのに必要とされる。LGR4は、目の前部の発達に関与しており、赤血球生成の際に必要とされ、また、TLR2/TLR4関連パターン認識および炎症促進性サイトカイン産生を阻害することによって自然免疫の負の調節因子としての機能も果たす。LGRは、血漿脂質の概日リズムの調節において、一部、MTTPの律動性発現を調節することによって(類似性により)重要な役割を果たす。LGR4の一般的に知られた別名としては:GPR48;Gタンパク質共役受容体48;BNMD17;ロイシンリッチリピート含有Gタンパク質共役受容体4;ロイシンリッチリピート含有Gタンパク質共役受容体4;およびGタンパク質共役受容体48が挙げられる。LGR4の外部データベースの識別表示としては:HGNC:13299 Entrez Gene:55366 Ensembl:ENSG00000205213 OMIM:606666およびUniProtKB:Q9BXBが挙げられる。
【0055】
本明細書で用いる場合、LGR5は、タンパク質コード遺伝子であるロイシンリッチリピート含有Gタンパク質共役受容体5を意味する。関連経路にはWntシグナル伝達経路(KEGG)がある。この遺伝子に関連するGOアノテーションとしては、Gタンパク質共役受容体活性および膜貫通シグナル伝達受容体活性が挙げられる。この遺伝子の重要なパラログはLGR6である。LGR5受容体は、古典的Wntシグナル伝達経路を増強し、腸上皮および毛包の幹細胞マーカーとしての機能を果たすR−スポンジンに対するものである。R−スポンジン(RSPO1、RSPO2、RSPO3またはRSPO4)に結合するとリン酸化LRP6およびフリズルド受容体(細胞外Wnt受容体によって活性化される。)と会合し、古典的Wntシグナル伝達経路を誘発して標的遺伝子の発現を増大させる。従来のGタンパク質共役受容体とは対照的に、LGR5は、シグナルを伝達するためにヘテロ三量体Gタンパク質を活性化するものではない。後胚発生時の成体腸幹細胞の発生および/または維持に関与している。LGR5の一般的に知られた別名としては:Gタンパク質共役受容体HG38;Gタンパク質共役受容体49;Gタンパク質共役受容体67;GPR67;GPR49およびロイシンリッチリピート含有Gタンパク質共役受容体5が挙げられる。LGR5の外部データベースの識別表示としてはHGNC:4504 Entrez Gene:8549 EnsembI:ENSG00000139292 OMIM:606667 and UniProtKB:075473が挙げられる。
【0056】
本明細書で用いる場合、LGR6は、タンパク質コード遺伝子(Gタンパク質共役7回膜貫通タンパク質スーパーファミリーのロイシンリッチリピート含有サブグループの構成員をコードしている遺伝子)であるロイシンリッチリピート含有Gタンパク質共役受容体6を意味する。コードされたタンパク質は、リガンド結合のための馬蹄形相互作用モチーフの形成に重要なロイシンリッチリピートを含む大きなN末端細胞外ドメインを有する糖タンパク質ホルモン受容体である。この遺伝子の選択的スプライシングにより、複数種の転写物バリアントがもたらされる。LGR6と関連している疾患としては粘液水腫および卵巣嚢胞腺腫が挙げられる。関連経路にはWntシグナル伝達経路(KEGG)およびGPCRがある。この遺伝子に関連する他のアノテーションとしては、Gタンパク質共役受容体活性および膜貫通シグナル伝達受容体活性が挙げられる。この遺伝子の重要なパラログはTSHRである。古典的Wntシグナル伝達経路を増強し、表皮の多能性幹細胞のマーカーとしての機能を果たすR−スポンジンの受容体。R−スポンジン(RSPO1、RSPO2、RSPO3またはRSPO4)に結合するとリン酸化LRP6およびフリズルド受容体(細胞外Wnt受容体によって活性化される。)と会合し、古典的Wntシグナル伝達経路を誘発して標的遺伝子の発現を増大させる。従来のGタンパク質共役受容体とは対照的に、LGR6は、シグナルを伝達するためにヘテロ三量体Gタンパク質を活性化するものではなく、腫瘍抑制因子としての機能を果たし得る。LGR6の一般的な別名としては:ゴナドトロピン受容体;VTS20631およびGPCRが挙げられる。LGR6の外部データベースの識別表示としてはHGNC:19719 Entrez Gene:59352 EnsembI:ENSG00000133067 OM IM:606653およびUniProtKB:Q9HBX8が挙げられる。
【0057】
本明細書で用いる場合、間葉は、間葉細胞の集合体を意味する。通常、星形の形態で、層間ゼリーに支持された間葉細胞からなる始原胚性結合組織。
【0058】
本明細書で用いる場合、筋肉は、主として非常に特殊な収縮性細胞からなる一次組織を意味し、これは、骨格筋、心筋または平滑筋に分類され得;微視的には、後者には、その他の2つの型に特徴的な横紋構造がなく;種々の器官および部分の運動を行う身体の収縮性器官の1つ;典型的な筋肉は、両端が腱によって骨または他の構造部に結合された筋繊維塊(筋腹(「venter」または「belly」)であり;より近位またはより固定的な結合部は起始(q.v.)と称され、より遠位またはより可動的な結合部は付着点(q.v.)であり;起始腱に結合している筋腹の細くなっている部分は筋頭(「caput」または「head」)と称される。
【0059】
本明細書で用いる場合、神経(の)は、神経細胞またはこの突起で構成された任意の構造またはさらに発達して神経細胞に進化する任意の構造を含むものとする。椎体またはこの前駆体の背面は、血管側(hemal)に対して脊髄が存在する箇所をいう。
【0060】
本明細書で用いる場合、特に断らない限り、「or(または/もしくは)」は包含的論理和を示し、排他的論理和を示すのではない。例えば、状態Aまたは(もしくは)Bは、以下:Aが真であり(または存在し)、Bが偽である(または存在しない)、Aが偽であり(または存在せず)、Bが真である(または存在する)、およびAとBの両方が真である(または存在する)、のいずれか1つを満足するものである。
【0061】
本明細書における粒子の意味は、最大ドメインが10ミクロン以下であることを暗に示しており、限定されないが、細胞微細凝集塊の好適なアンカーとして使用できるナノ粒子、巨大分子の集合体、ミセル、細胞形骸、デンドリマーなどが包含される。
【0062】
本明細書で用いる場合、極性は、細胞、組織(1種類もしくは複数種)および/または生物体が軸に沿って差別的に発達する傾向を意味する。
【0063】
本明細書で用いる場合、Pulse Rescue Media(PRM)は、ケラチノサイト−SFM(1X)、ペニシリン、ストレプトマイシンおよびアムホテリシンBからなる群より選択される抗生物質−抗かび薬ならびにフィブリノゲンを含む細胞支持培地混合物の配合物であり、ここで、ケラチノサイト−SFMは上皮細胞とケラチノサイトの混合物で構成されている。試薬は、一次組織を安定化させ、輸送中および加工処理中の微生物のバイアビリティを低減させるために使用される。
【0064】
本明細書で用いる場合、皮膚は、表皮と真皮(dermis,corium)からなる身体の膜性保護被覆を意味する。
【0065】
本明細書で用いる場合、幹細胞は、任意の前駆細胞;他の細胞型に分化し得る娘細胞を有する細胞;子孫を1つ以上の細胞系統に移行させつつ、自身の数を維持し得る細胞を意味する。
【0066】
本明細書で用いる場合、「実質的に」、「一般的に」および程度を示す他の語は、この語で修飾された特徴の許容可能な差異を示すことが意図された相対修飾語である。これは、修飾された絶対的な値または特性に限定することを意図するものではなく、逆に、むしろ物理的または機能的特性の幅を有すること、好ましくは、かかる物理的または機能的特性に近いことまたは近接していることを意図する。
【0067】
本明細書で用いる場合、組織は、類似した細胞とこの周囲の細胞間物質の集合体を意味する。身体には基本的に4種類の組織:上皮;結合組織、例えば、脂肪組織、血液、骨および軟骨;筋肉組織;ならびに神経組織がある。外皮、被膜または任意の身体もしくはこの一部の被層。
【0068】
以下の説明において
、説明の目的のために提供される添付の図面に言及す
る。以下の実例の実施形態は、当業者が本発明を実施できるのに充分に詳細に説明している。他の実施形態が使用され得ること、ならびに現在知られている構造的および/または機能的等価物に基づいて、本発明の範囲から逸脱することなく、構造的変更がなされ得ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【
図1A】皮膚起源の前記LGR発現細胞の位置の一例を示す。
【
図1C】本発明との関連における使用に想定される一連の種々の非細胞支持体の写真である。
【
図2A】播種に使用可能な巨視的細胞性構築物/脱細胞化コラーゲンスカフォールドの写真である。
【
図2B】
部分的に消化された細胞凝集塊を播種
した後のコラーゲン構築物の免疫蛍光顕微鏡写真である。
【
図3A】異なる手法
による、一連の異なるLGR6+上皮幹細胞が播種
された基材の種々の画像を示す。
【
図3B】異なる手法によ
る、一連の異なる
LGR6+上皮幹細胞が播種
された基材の種々の画像を示す。
【
図3C】異なる手法によ
る、一連の異なる
LGR6+上皮幹細胞が播種
された基材の種々の画像を示す。
【
図3D】異なる手法によ
る、一連の異なる
LGR6+上皮幹細胞が播種
された基材の種々の画像を示す。
【
図3E】異なる手法によ
る、一連の異なる
LGR6+上皮幹細胞が播種
された基材の種々の画像を示す。
【
図3F】異なる手法による
、一連の異なる
LGR6+上皮幹細胞が播種
された基材の種々の画像を示す。
【
図4A】対照およ
びLGR
を播種されたマトリックスの例の経時的なインビボ治癒の進
行を示す。
【
図4B】10日目におけるサイトケラチン−17転写物の発現のグラフ表示である。
【
図4C】生物発光イメージング
および走査型電子顕微鏡検査による、対照およ
びLGR
ESCを播種されたマトリック
スを示す。
【
図4D】生物発光イメージング
および走査型電子顕微鏡検査による、対照およ
びLGR
ESCを播種されたマトリック
スを示す。
【
図4E】生物発光イメージングおよび走査型電子顕微鏡検査による、対照およ
びLG
R ESCを播種されたマトリックスを示す。
【
図5A】最初の分極の形成
を示す、LGR
ESCを有する構築物
の例と、
間質血管群細胞単離集団を、グラフによる比較とともに示す。
【
図5B】最初の分極の形成
を示す、LGR
ESCを有する構築物
の例と、
間質血管群細胞単離集団を、グラフによる比較とともに示す。
【
図5C】最初の分極の形成
を示す、LGR
ESCを有する構築物
の例と、
間質血管群細胞単離集団を、グラフによる比較とともに示す。
【
図5D】最初の分極の形成
を示す、LGR
ESCを有する構築物
の例と、
間質血管群細胞単離集団を、グラフによる比較とともに示す。
【
図5E】最初の分極の形成
を示す、LGR
ESCを有する構築物
の例と、
間質血管群細胞単離集団を、グラフによる比較とともに示す。
【
図6A】
間質血管群の細胞
性実体ありおよびなしのLGR細胞含有構築物ならびに増殖因子の相対的産生の一例を示す。
【
図6B】
間質血管群の細胞
性実体ありおよびなしのLGR細胞含有構築物ならびに増殖因子の相対的産生の一例を示す。
【
図7A】第三度の創傷床
の誘導並びにLGR
幹細胞毛包隆起
および付属構造の除去の確認を示す。
【
図7B】第三度の創傷床
の誘導並びにLGR
幹細胞毛包隆起
および付属構造の除去の確認を示す。
【
図7C】第三度の創傷床
の誘導並びにLGR
幹細胞毛包隆起
および付属構造の除去の確認を示す。
【
図7D】第三度の創傷床
の誘導並びにLGR
幹細胞毛包隆起
および付属構造の除去の確認を示す。
【
図7E】第三度の創傷床
の誘導並びにLGR
幹細胞毛包隆起
および付属構造の除去の確認を示す。
【
図7F】第三度の創傷床
の誘導並びにLGR
幹細胞毛包隆起
および付属構造の除去の確認を示す。
【
図7G】第三度の創傷床
の誘導並びにLGR
幹細胞毛包隆起
および付属構造の除去の確認を示す。
【
図7H】第三度の創傷床
の誘導並びにLGR
幹細胞毛包隆起
および付属構造の除去の確認を示す。
【
図8A】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8B】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8C】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8D】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8E】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8F】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8G】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8H】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8I】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8J】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8K】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8L】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8M】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8N】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8O】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8P】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図8Q】
細菌の付着に関する、
DEFA5を有する創傷/傷害/空隙の時間推移を示す。
【
図9A】付属器構造部の処置された熱傷創欠損部における治癒の増進、組織および付属器再生ならびにその後の発毛に関する、創傷床内の
DEFA5発現細胞性実体の比較写真である。
【
図9B】付属器構造部の処置された熱傷創欠損部における治癒の増進、組織および付属器再生ならびにその後の発毛に関する、創傷床内の
DEFA5発現細胞性実体の比較写真である。
【
図10A】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10B】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10C】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10D】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10E】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10F】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10G】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10H】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10I】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10J】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10K】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図10L】
局所的病巣因子による治療後の、創傷床の治癒の動力学の定量化並びにLGR5およびLGR6幹細胞の熱傷組織への移動を示す。
【
図11A】治癒促進経路の増進に関する
、DEFA5からSDZにより治療した創傷/傷害/組織の空隙
の、RT−PCR定量および遺伝子ヒートマップ比較を示す。
【
図11B】治癒促進経路の増進に関する
、DEFA5からSDZにより治療した創傷/傷害/組織の空隙
の、RT−PCR定量および遺伝子ヒートマップ比較を示す。
【
図12A】
毛包の細胞のLGR6発現および培養の拡大について共発現しているLGR6+、CD34+、CD73+のGFP標識細胞の蛍光活性化細胞ソーティングを示す。
【
図12B】
毛包の細胞のLGR6発現および培養の拡大について共発現しているLGR6+、CD34+、CD73+のGFP標識細胞の蛍光活性化細胞ソーティングを示す。
【
図12C】
毛包の細胞のLGR6発現および培養の拡大について共発現しているLGR6+、CD34+、CD73+のGFP標識細胞の蛍光活性化細胞ソーティングを示す。
【
図12D】
毛包の細胞のLGR6発現および培養の拡大について共発現しているLGR6+、CD34+、CD73+のGFP標識細胞の蛍光活性化細胞ソーティングを示す。
【
図12E】
毛包の細胞のLGR6発現および培養の拡大について共発現しているLGR6+、CD34+、CD73+のGFP標識細胞の蛍光活性化細胞ソーティングを示す。
【
図12F】
毛包の細胞のLGR6発現および培養の拡大について共発現しているLGR6+、CD34+、CD73+のGFP標識細胞の蛍光活性化細胞ソーティングを示す。
【
図12G】
毛包の細胞のLGR6発現および培養の拡大について共発現しているLGR6+、CD34+、CD73+のGFP標識細胞の蛍光活性化細胞ソーティングを示す。
【
図12H】
毛包の細胞のLGR6発現および培養の拡大について共発現しているLGR6+、CD34+、CD73+のGFP標識細胞の蛍光活性化細胞ソーティングを示す。
【
図12I】
毛包の細胞のLGR6発現および培養の拡大について共発現しているLGR6+、CD34+、CD73+のGFP標識細胞の蛍光活性化細胞ソーティングを示す。
【
図13A】最初の播種時および1日後の機能性単一性単位(aFSU)の共焦点顕微鏡検査および生物発光による顕微鏡写真である。
【
図13B】最初の播種時および1日後の機能性単一性単位(aFSU)の共焦点顕微鏡検査および生物発光による顕微鏡写真である。
【
図13C】最初の播種時および1日後の機能性単一性単位(aFSU)の共焦点顕微鏡検査および生物発光による顕微鏡写真である。
【
図13D】最初の播種時および1日後の機能性単一性単位(aFSU)の共焦点顕微鏡検査および生物発光による顕微鏡写真である。
【
図13E】コラーゲンスカフォールドの顕微鏡写真である。
【
図14A】皮膚組織内の位置、表現型、境界面および極性に関する、多様なLGR細胞の位置の一例を示す。毛包隆起由来のLGR6+ESCの単離および培養。
【
図14B】皮膚組織内の位置、表現型、境界面および極性に関する、多様なLGR細胞の位置の一例を示す。毛包隆起由来のLGR6+ESCの単離および培養。
【
図14C】皮膚組織内の位置、表現型、境界面および極性に関する、多様なLGR細胞の位置の一例を示す。毛包隆起由来のLGR6+ESCの単離および培養。
【
図14D】皮膚組織内の位置、表現型、境界面および極性に関する、多様なLGR細胞の位置の一例を示す。毛包隆起由来のLGR6+ESCの単離および培養。
【
図14E】皮膚組織内の位置、表現型、境界面および極性に関する、多様なLGR細胞の位置の一例を示す。毛包隆起由来のLGR6+ESCの単離および培養。
【
図15A】創傷/傷害/組織の空隙周囲および/またはこの内部への配置による送達方法に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。
【
図15B】創傷/傷害/組織の空隙周囲および/またはこの内部への配置による送達方法に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。
【
図15C】創傷/傷害/組織の空隙周囲および/またはこの内部への配置による送達方法に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。
【
図15D】創傷/傷害/組織の空隙周囲および/またはこの内部への配置による送達方法に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。
【
図15E】創傷/傷害/組織の空隙周囲および/またはこの内部への配置による送達方法に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。
【
図16A】送達可能な媒体による創傷内および創傷周囲への送達ならびにその後の組織および支持構造体の治癒、再生に関する、LGR含有幹細胞増殖巣の一例を示す。
【
図16B】送達可能な媒体による創傷内および創傷周囲への送達ならびにその後の組織および支持構造体の治癒、再生に関する、LGR含有幹細胞増殖巣の一例を示す。
【
図16C】送達可能な媒体による創傷内および創傷周囲への送達ならびにその後の組織および支持構造体の治癒、再生に関する、LGR含有幹細胞増殖巣の一例を示す。
【
図16D】送達可能な媒体による創傷内および創傷周囲への送達ならびにその後の組織および支持構造体の治癒、再生に関する、LGR含有幹細胞増殖巣の一例を示す。
【
図17A】移植後10日目の全層性創傷床におけるLGR6+上皮幹細胞の遊走および分化を示す。
【
図17B】移植後10日目の全層性創傷床におけるLGR6+上皮幹細胞の遊走および分化を示す。
【
図17C】移植後10日目の全層性創傷床におけるLGR6+上皮幹細胞の遊走および分化を示す。
【
図17D】移植後10日目の全層性創傷床におけるLGR6+上皮幹細胞の遊走および分化を示す。
【
図18】LGR発現細胞小増殖巣を有する創傷/傷害/組織の空隙のRT−PCR定量およびインセットは遺伝子のヒートマップ解析の比較を示す。
【
図19】創傷/傷害/組織の空隙内および/またはこの周囲への送達ならびに創傷治癒因子の増進に関する、前記LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。
【
図20A】骨組織の再生に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。単離されたLGR小増殖巣は播種された骨であり得、バイアブルなままであり得る。
【
図20B】骨組織の再生に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。単離されたLGR小増殖巣は播種された骨であり得、バイアブルなままであり得る。
【
図20C】骨組織の再生に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。単離されたLGR小増殖巣は播種された骨であり得、バイアブルなままであり得る。
【
図20D】骨組織の再生に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。単離されたLGR小増殖巣は播種された骨であり得、バイアブルなままであり得る。
【
図20E】骨組織の再生に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。単離されたLGR小増殖巣は播種された骨であり得、バイアブルなままであり得る。
【
図20F】骨組織の再生に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。単離されたLGR小増殖巣は播種された骨であり得、バイアブルなままであり得る。
【発明を実施するための形態】
【0070】
図1AからC 毛包周囲に存在している細胞集団および播種するとかかる細胞が容易に付着するスカフォールドのフローサイトメトリーの例。より具体的には、
図1Aは、皮膚起源の前記LGR発現細胞の位置の一例を示す。40倍の倍率での免疫蛍光共焦点顕微鏡検査は毛包隆起(白矢印)、LGR6+(緑)、DNA(青)を示す。
図1Bは、ゲート解析を伴い、例示的な細胞マーカーを示す蛍光標示式細胞分取のグラフである。
図1Cは、一群の細胞型が、本発明による一連の非細胞マトリックス/基材/スカフォールド/材料に播種するために使用され得ることを示す。
【0071】
図2Aは、本発明によるLGR発現幹細胞増殖巣含有微細凝集塊多細胞機能性単位なしの巨視的構築物の一例の写真表示である。
図2Bは、
部分的に消化された細胞凝集塊を基材の播種した後の構築物を示す。
【0072】
図3Aは、縦欄形式での、異なる供給源に由来するLGR播種基材の微分干渉コントラスト(DIC)共焦点顕微鏡検査による一連の画像である。
図3Bは、20倍の倍率での免疫蛍光共焦点顕微鏡検査による、それぞれのLGR発現細胞含有構築物のLGR6+ESC播種マトリックスの対応する欄である。白い囲みの差し込み部は、
図3Dの欄に示された増殖巣のズーム領域を表し、一方、
図3Cは、マトリックスの輪郭と境界を示す
図3A(DIC)および
図3Bの免疫蛍光図のそれぞれの画像のデジタルマージを示す欄である。
図3Eおよび3Fの欄は、それぞれ、播種後72時間目の非細胞マトリックス対照の放射効率で測定された生物発光および対応するLGR6+ESC播種マトリックスを表す。
【0073】
図4AからEは、生きている哺乳動物の系内に配した前記LGR含有構築物の例を示す。LGR6+ GFP ESC播種マトリックスの配置により毛包成長の治癒が増進される。
図4Aは、5日目、8日目および10日目の、マトリックス無含有(熱傷対照)、マトリックス(マトリックス対照)およ
びLGR6+GFP ESCの3mmのヒト脱細胞化真皮全層性熱傷創傷床の顕微鏡写真の3×3のマトリックスである。
図4Bは、
図4Aに示した創傷床の10日目のサイトケラチン−17転写物の発現の相対発現をグラフにより示す。治癒した創傷床の割合を、ImageJ NCBIアプリケーション内の面積割合の機能としての創傷床治癒速度の定量解析を用いて求めた。創傷対照は熱傷創傷床のみを含む。マトリックス対照はマトリックスのみを含み、LGR6+GFPは、LGR6+GFP ESCが播種されたADMを含む。
図4Cは、5日目のマウス全層性熱傷創傷床におけるインビボ生物発光イメージングの顕微鏡写真である。
図4Dは、対照ならびにESCの播種後12時間目および72時間目のLGR6+GFP含有真皮の100倍のヒト真皮の顕微鏡写真である。白矢印は、皮膚の毛穴の存在を示す。
図4Eは、対照、および乾燥を防ぐためのシリコーン保護オーバーレイを有する、ESCが播種されたヒト真皮を含有する本発明の構築物の画像を示す。LGR6+GFPマトリックス画像は、全層性Nu/Nuマウス創傷床の発生中の毛パッチを示す小さい二重黒矢印を含む。
【0074】
図5AからEは
、間質血管細胞群(SVF)をLGR6+ESC播種マトリックスに添加することの組織分極の促進および皮膚様二重コンパートメント(dual compartment)系における効果
による前記構築物の一例を示す。
図5Aは、代表的なアドレノメデュリン(ADM)(例えば、Integra LifeSciences Corporationから
INTEGRA(
登録商標)の名称で入手可能なもの)に播種後24時間目の5×10
5個のRFP発現間質血管細胞群の単離細胞集団の共焦点20倍イメージングである。
図5Bは、代表的なADM(
INTEGRA(
登録商標))に播種後24時間目の5×10
5個のGFP発現LGR6
+単離細胞集団の共焦点20倍画像である。
図5Cは、培養状態の共播種後24時間目の5×10
5個のRFP発現SVFおよび5×10
5個のGFP発現LGR6
+単離集団を有する二重播種した代表的なADM(
INTEGRA(
登録商標))の共焦点20倍イメージングを示す。
図5Dは、培養状態で5日間の増殖後の5×10
5個のRFP発現SVF
RFPおよび5×10
5個のGFP発現LGR6
+を含む共播種マトリックスである。平行な点線は、ADM基材の縁に蓄積された上皮LGR6
+GFP系統を示す。小さい角括弧および大きい角括弧は、LGR6
+GFPおよびSVF
RFPの存在度と相関する2つのコンパートメントの相対的位置を示す。矢印で示した「U」字型の実線は、32ゲージの滅菌した針で生成させた播種前の孔を含む領域を示す。
図5Eは、緑色のLGR発現細胞と赤色のSVF発現細胞を共播種したコラーゲン基材の増殖速度論のグラフ表示である。
【0075】
図6Aおよび6Bは、細胞性支持実体ありおよびなしのLGR細胞含有構築物ならびに増殖因子の相対的産生の一例を示す。LGR6
+GFP ESCおよびSVF
RFP富化スカフォールディング培養構築物による血管形成促進性の転写物およびタンパク質被検物の相関的発現プロフィール。
図6Aは、それぞれのスカフォールド基材上における全RNA由来の表示した遺伝子エレメントの転写物の発現の相対的倍数(ΔΔCT)のグラフ表示である:LGR6
+GFP ESC(黒いバー)、SVF
RFP(灰色のバー)および共培養したLGR6
+GFP ESC+SVF
RFP(白四角)。x軸(LGR6+SVF)より上の有意性は、表示したスカフォールド材上で共培養されたLGR6
+GFP ESC+SVF
RFPの発現と単独のLGR6
+GFP ESCおよびSVF
RFPの発現(対比)の相互比較を示す。例えば、共培養マトリックスでの平均FGF−2遺伝子発現は、共培養
INTEGRA(
登録商標)(
INTEGRA(登録商標)+LGR6
+SVF)を除いて、どちらの単独の系(Scaffold+LGR6または
scaffol
d+SVF)の平均発現よりも高かった。x軸(LGR6)または(SVF)より下の有意性は、細胞の実体は一定のままでの基材の同一物内(intra−)比較を示す。例えば、
INTEGRA(
登録商標)+LGR6
+GFP ESCのみと
DERMAMATRIX(
登録商標)+LGR6
+GFP ESCのみでのVEGF−A遺伝子発現は非有意性(NS)であった。
図6Bは、それぞれのスカフォールド基材上における全タンパク質単離物由来の表示したタンパク質被検物の相対濃度測定単位(RDU)をグラフにより示す:LGR6
+GFP ESC(黒いバー)、SVF
RFP(灰色のバー)および共培養したLGR6
+GFP ESC+SVF
RFP(白四角)。(*)は(p値<0.05)を示し、アッセイは三連で行い、GAPDHはハウスキーピング対照である。
【0076】
図7AからHは、創傷、即ち第三度の創傷床の誘導においてLGR細胞遊走、増殖およびバイアビリティが増強された治療を受けた創傷/傷害/空隙の一例ならびにLGR幹細胞毛包隆起および付属器構造部の消失の検証を示す。
図7Aは、3mm直径の創傷床テンプレートマークを示す。
図7Bは、0日目の創傷床構造部を示す(白いスケールバーは1mmである。)。
図7Cは、2×3の3mm創傷床グリッドの一例を示す。
図7Dは、創傷部位における再懸濁ペプチドの経表面適用を示す。
図7Eは、毛包および付属器構造部を有する熱傷のない無傷の外皮/皮膚のH&E染色の顕微鏡写真である。矢印は、拡大した毛包の位置を示し(差し込み画像)、ここで、白いスケールバーは500μmである。
図7Fは、毛包隆起を含む表皮、真皮および皮下の組織の除去を示す高温焼灼後のマウス背面皮膚のH&E染色である。
図7Gは、毛包および付属器構造部を有する熱傷のない無傷の皮膚のDAPI/DNA染色(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)である。矢印は、拡大した毛包を示し、それぞれ緑色および赤色の免疫蛍光LGR5およびLGR6抗体で共標識されている(差し込み画像)。
図7H 毛包隆起を含む表皮、真皮および皮下の組織の除去を示す高温焼灼後のマウス背面皮膚のDAPI/DNA染色、ここで、白いスケールバーは100μmである。
【0077】
図8AからQは、5日間および10日間にわたる抗菌挙動に関する、LGRを有する創傷/傷害/空隙を示す。16S rRNA蛍光性オリゴヌクレオチドプローブを使用すると、インサイチュハイブリダイゼーションは、第三度の熱傷創傷床における細菌の付着の存在を示す。
図8Aは、SDZで毎日処置した熱傷誘導後5日目の第三度の熱傷床のDNA/DAPI標識を示す。
図8Bに、SDZで毎日処置した熱傷誘導後5日目の第三度の熱傷床の細菌生物体(黄色の粒状体)の5’−Cy3−EUB338標識16s rRNAを示す。
図8Cは、
図8Aと8Bのデジタルマージ画像である。
図8Dは、SDZで毎日処置した10日目の第三度の熱傷床のDNA DAPI標識であること以外、
図8Aに対応する。相応して、
図8Eは、SDZで毎日処置した熱傷誘導後10日目の第三度の熱傷床の細菌生物体(黄色の粒状体)の5’−Cy3−EUB338標識16s rRNAの顕微鏡写真である。
図8Fは、
図8DとEのマージ画像である。
図8Gから8Lは、それぞれ、熱傷後5日目および10日目の
図8AからFに対応する画像であるが、SDZではなくデフェンシン,α5(DEFA5)を用いた毎日の処置に供したものである。Hにおける矢印は、線維性物質の重なりを伴う組織の境界面を表し、ここで、細菌の観察はDEFA5処置の状況の方が少ない。
図8Mは、差し込み
図8Nとともに、SDZで処置し、単位面積あたりに含まれる16s rRNA標識が多い創傷床のCy3の蛍光のグレースケール変換画像のホワイトピクセル強度の定量を示す。
図8Oおよび差し込み
図8Pは、相応して、DEFA5で処置し、単位面積あたりに含まれる16s rRNA標識が少ない(差し込み図の画像p.)創傷床のCy3の蛍光のグレースケール変換画像のホワイトピクセル強度の定量を示す。差し込み図のグラフは、SDZとDEFA5の両方で処置された5日目の熱傷創傷床において発現された16s rRNAの平均ホワイトピクセル強度を示す(グレースケールイメージングソフトウェアを使用)。最後に、
図8Qは、SDZとDEFA5の両方で処置された5日目の熱傷床において発現された16s rRNAの平均赤色チャネル蛍光を示すグラフである。
図8Hにおける白矢印は、DEFA5処置床における潜在的皮膜を示し、
図8Mにおける黒矢印はホワイトピクセル強度を示す。スケールバー 100μm。(*)は、p値<0.05を示す。
【0078】
図9AおよびBは、付属器構造部の処置された熱傷創欠損部における治癒の増進、組織および付属器の再生ならびにその後の発毛、創傷治癒速度論および発生中の毛の成長に関する、創傷内のLGR発現細胞性実体の一例を示す経時的な一連の写真である。
図9Aを構成する一連の写真は、Leica Wild M680外科用顕微鏡を使用し、表示した薬剤MQH20、DEFA5、DEFB1、SDZで処置している間の10日間にわたる第三度の熱傷床の治癒をイメージングした巨視的イメージングである。白いスケールバーは1mmを表す。
図9Bの第2の一連の写真は、この場合も、Leica Wild M680を使用し、第三度の熱傷床の発生中の毛の成長を16日間にわたって追跡し、DEFA5および対照(対比)で処置した創傷床を並べて比較した巨視的イメージングを含む。白矢印は新たな発毛を示す。この場合も、スケールバーは1mmである。
【0079】
図10AからLは、治癒の増進、前記実体の増殖に関する、創傷/傷害/組織の空隙内の前記LGR発現細胞性実体の一例を含む。
図10Kおよび10Lを構成するグラフは、創傷床治癒速度論の定量のエビデンスならびに増殖巣因子での経表面処置後の熱傷組織内へのLGR5およびLGR6幹細胞の遊走を示す。簡単には、この試験は、LGR5およびLGR6のイメージングにより、熱傷創組織における逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応に基づいて、共焦点顕微鏡による定量的強度パターンを確認するために使用した。グラフに示されるように、ヒトαデフェンシン5創傷床における平均LGR5およびLGR6 mRNA発現は、それぞれ95.8±10.6および259.2±20.2であるのに対して、5日目のスルファジアジン処置創傷ではLGR5およびLGR6は検出不可能なレベルである(
図4,右)ことがわかった。ヒトαデフェンシン5処置組織およびスルファジアジンで処置した検体におけるこのようなレベル倍数の大きさの比較により、倍数値を規定するのは、創傷内に遊走するLGR5およびLGR6を発現する細胞の絶対的存在または空隙であることが示唆される。
【0080】
具体的な図に戻ると、
図10Aは、創傷領域の写真を示し、白いスケールバーは1mmを表し、創傷面積の計算は黒い部分である。
図10Bは、10日間にわたる表示した経表面増殖巣因子適用において、残存している創傷の面積パーセント%で表示した平均創傷治癒率をグラフにより示す。アスタリスク(*)はp値<0.05を表す。
図10CからJは、5日目のDEFA5処置創傷床のLGR5およびLGR6の免疫蛍光抗体標識であり、ここで、
図10CはDNA/DAPI/青であり、
図10DはLGR5/FITC/緑であり、
図10EはLGR6/TRITC/赤であり、
図10Fは10Cから10Eのマージ画像である。
図10GからIは、5日目のSDZ(スルファジアジン)処置創傷床の対応するLGR5およびLGR6の免疫蛍光抗体標識である(DNA/DAPI/青、LGR5/FITC/緑およびLGR6/TRITC/赤)。
図10Jは、10Gから10Iのマージ画像であり、5日目の創傷床における緑および赤の蛍光強度を用いた平均LGR5およびLGR6の発現を示す差し込み図を含む。逆転写酵素PCR定量により得られた、DEFA5およびSDZで処置した複製創傷床から抽出されたRNAの増加倍数の比較値を示す。白いスケールバー 50μmおよびこの場合も、アスタリスク(*)はp値<0.05を表す。
【0081】
図11AおよびBは、治癒促進経路の増進に関する、創傷内に配されたLGR発現細胞性実体を有する創傷/傷害/組織の空隙を示す。これらの図は、それぞれ、DEFA5およびSDZで処置した創傷床のRT−PCR定量および遺伝子のヒートマップ解析の比較を示す。これらの図は、創傷での鍵となる転写物の発現の増大におけるヒトαデフェンシン5およびスルファジアジン(対比)の役割を示す。結果は、ヒトαデフェンシン5を受けた創傷床ではスルファジアジン療法と比べて、幾つかの遺伝子サブセットが有意に上方調節されていること、ならびに腸および皮膚ではどちらも、Wntリガンドに対するLGR幹細胞系の応答において特定のWnt経路遺伝子サブセットが有意に上方調節されていることを示す。
【0082】
図11Aは、平均創傷治癒RT2−PCRアレイ経路のヒートマップおよび対応する遺伝子地図を、DEFA5処置系とSDZ処置系で比較した創傷床の調節倍数とともに示す。
図11Bは、平均Wnt RT2−PCRアレイ治癒経路のヒートマップおよび対応する遺伝子地図を、DEFA5処置系とSDZ処置系で比較した創傷床の調節倍数とともに示す。ヒートマップの色は、DEFA5処置熱傷で多く発現されている場合は赤に対して、SDZ処置熱傷で多く発現されている場合は緑色として示す。
【0083】
図12AからIは、位置、集団の具体名および創傷治癒能力に関する、LGR発現幹細胞増殖巣を含有している微細凝集塊多細胞単位の一例を示す。単純なエキソビボ創傷治癒アッセイおよび蛍光標示式細胞分取を使用し、LGR6+、CD34+およびCD73+C57BL/6(UBC−GFP)マウス細胞を細胞拡大培養物から単離した。
図12Aは、表皮の10単位/μLのディスパーゼでの部分的消化.(Worthington Biochemical Corp.,Lakewood,N.J.)低速ロッカーで37℃にて30分間の消化後の毛包の細胞のLGR6蛍光性抗体(緑色)発現を示す。
図12Bは、さらにCD34およびCD73マーカーを発現しているLGR6+細胞のものである(矢印は、全細胞のおよそ1から3パーセントを含む単離された集団を示す。)。
図12CからHは、インビトロ創傷アッセイのeFluor450発現のヒストグラムであり、それぞれ、C57BL/6(UBC−GFP)マウス細胞による周期的なGFP固有発現、CD34+PE/Cy7発現、LGR6+APC発現およびCD73+を示す。点線は、細胞層の破壊後0、6および12時間目の分離距離を示し、スケールバー=50μm。
図12Iのグラフは、蛍光ソーティング後の最初の距離に対するパーセンテージで表示した経時的な距離線の平均縮小を示し、ここで、アスタリスク(*)はp値<0.05を表す。
【0084】
図13AからDは、最初の播種時および1日後の活性化型機能性単一性単位(aFSU)の共焦点顕微鏡検査および生物発光による顕微鏡写真であり、LGR発現幹細胞増殖巣を含有している微細凝集塊多細胞単位の一例を示し、一方、
図13Eでは、コラーゲンマトリックスにおいて初期増殖が起こっている。
【0085】
図14AからEは、皮膚組織内の位置、表現型、境界面および極性に関する、多様なLGR細胞の位置の一例を示す。
図14Aは、免疫蛍光染色による、LGR6(緑/フルオレセインイソチオシアネート(FITC))およびLGR5(赤/テトラメチルローダミンイソチオシアネート(TRITC))の発現の局在領域を示す。スケールバーは20μmである。
図14Bは、C57BL/6(UBCGFP)マウス皮膚由来のLGR6+
GFP上皮幹細胞の蛍光標示式細胞分取による単離を示し、左は、LGR6+、CD34およびCD73を用いた最終ソートゲートであり、右は、細胞のGFP発現を示し、抗体−コンジュゲート標識:CD73/PE−7、LGR6/Cy5、CD34/eFlour450と相関している個々のヒストグラムである。
図14Cは、蛍光標示式細胞分取による単離後にプレーティングされたLGR6
+GFP上皮幹細胞の微分干渉コントラスト画像を示す。
図14DはLGR6
+GFP上皮幹細胞のGFP固有発現を示し、
図14Eは
図14Cと14Dのマージ画像である。スケールバーは20μmを表す。
【0086】
図15AからEは、創傷/傷害/組織の空隙周囲および/またはこの内部への配置による送達方法に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。
図15Aの3つの画像は、それぞれ、最初の熱傷テンプレート;Nu/Nuマウスの背側における全層性熱傷;および創傷床の基底部における10
5個のLGR6
+GFP上皮幹細胞含有
HYDROGEL(
登録商標)の送達を示す。
図15Aのスケールバーは1mmである。
図15Bは、0日目における注射ポケットのDNA DAPI−BLUEの免疫蛍光画像である。
図15Bは、抗−LGR6/TRITC抗体標識の免疫蛍光画像であり、
図15CはLGR6
+GFP上皮幹細胞の免疫蛍光画像である。
図15Eは、
図15BからDのマージ画像であり、20μmのスケールバーを有する。
図15AからEは、全層性熱傷床の誘導およびその後の軟部組織欠損部内でのLGR6+幹細胞の生着の検証を示す。
【0087】
図16AからDは、送達可能な媒体による創傷内および創傷周囲への送達ならびにその後の組織および支持構造体の治癒、再生、例えば限定されないが、血管の脈管形成および/または脈管形成に関する、LGR含有幹細胞増殖巣の一例を示す。全層性創傷内へのLGR6+上皮幹細胞移植後の創傷治癒の進行。BD Biosciences(San Jose,Calif.)製の
HYDROGEL(登録商標)(対照)の注射後の創傷治癒の進行を
図16Aに、
図16BのLGR6
+GFP上皮幹細胞播種
HYDROGEL(登録商標)と15日間にわたって比較して示す。スケールバーは1mmである。
図16Cに、15日後の移植(implant)ポケットを示し、白矢印は、治癒創傷床内に存在している残存LGR6
+GFP上皮幹細胞集団の存在を示す。
図16Dにおいて、黒矢印は、LGR6
+GFP上皮幹細胞がない熱傷創基底部の位置を示す。
【0088】
図17AからDは、その後の組織ならびに関連付属器、例えば限定されないが、毛包および関連支持構造部の治癒および再生を伴う、創傷内および/または創傷周囲への送達後のLGR含有幹細胞増殖巣の一例を示す。
図17Aは、創傷床内への10日間のLGR6+上皮幹細胞遊走での移植後の10日目の免疫蛍光標識組織検体の共焦点画像の4つのパネルマトリックスである。
図17Aを構成する画像は、LGR6
+GFP ESCのDNA/DAPI−BLUE;抗−LGR6/TRITC;GFP発現を含む。
【0089】
図17Bは、全チャネルの微分干渉コントラスト画像のマージ画像である。赤い矢印は、発生中の毛包の発達領域を示す(また、上側の差し込み画像も参照のこと)。点線は、発生中の毛包と重なる上皮の分極を示し、一方、白矢印は、移植片注射ポケットの位置を示す(また、最初の注射ポケットの細胞集団の画像については、下側の差し込み図の画像の拡大図も参照のこと。
図17Bの差し込み図のグラフは、表示した対照およびLGR6+
+GFP処置創傷床におけるKRT17/サイトケラチン17の遺伝子発現の比較を示す。
【0090】
図17Cを参照されたい。この3つの画像は、発生中の毛包(白抜き矢印)毛包嚢胞の形成を伴う10日目のLGR6+
+GFP ESC処置創傷床である毛包試験集団熱傷床(ベタ矢印)および10日目の対照創傷床を覆うために使用した移植ドームのものである。
図17Dを構成するグラフは、RT−PCRにより得られた10日目の創傷床の定量であり、WNTリガンドの遺伝子発現の相対的倍数を示す。正の数はLGR6
+GFP上皮幹細胞創傷床における高発現を示し、一方、負の数は対照創傷床における高発現を示す。
【0091】
図18は、治癒促進経路の増進およびLGR6+上皮幹細胞を受けた創傷と対照との遺伝子発現の比較に関する、創傷/傷害/組織の空隙内および/またはこの周囲への送達に関する、LGR発現細胞小増殖巣を有する創傷/傷害/組織の空隙のRT−PCR定量およびインセットは遺伝子のヒートマップ解析の比較を示す。グラフは、脈管形成、創傷治癒および上皮成長因子に関する遺伝子発現の相対的倍数を示す。LGR6+上皮幹細胞療法および対照療法を受けた創傷床を比較するデータの相関的グラフ表示。差し込み図のヒートマップに関して、赤色は、LGR6+上皮幹細胞創傷床における発現が多いことを示し、一方、緑色は、対照創傷床における発現が多いことを示す。棒グラフにおいて、正の数はLGR6
+GFP上皮幹細胞創傷床における高発現を示し、負の数は対照創傷床における高発現を示す。NCBIによるUnigeneの用語を各定量の柱の上部に示し、アスタリスク(*)P値は<0.05有意性の表示である。
【0092】
図19は、創傷/傷害/組織の空隙内および/またはこの周囲への送達ならびに創傷治癒因子の増進に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例の相対的タンパク質デンシトメトリーをグラフにより示す。LGR6+ESC Proteomicアレイを受けた創傷の脈管形成被検物の発現を、脈管形成を調節および増進させる一般的なタンパク質と比べた比較。灰色の柱は対照創傷を示し、黒の柱は、LGR6
+GFP ESCを受けた創傷を示す。差し込み図の画像は、HRP化学発光による発色後のプロテオームアレイメンブレンの例を示す。色が明るいほどタンパク質の発現レベルが高いことを示す。
【0093】
図20AからFは、骨組織の再生に関する、LGR発現細胞小増殖巣の一例を示す。単離されたLGR小増殖巣は播種された骨であり得、バイアブルなままであり得る。
図20Aは、培養のために採取された骨の巨視的な骨の画像である。
図20Bは、播種後7日目のLGR GFPを含む骨のDIC画像である。
図20Cは、播種後7日目のLGR6
+GFPを含む骨の488nm緑色レーザー共焦点画像である。LGR小増殖巣はインビトロで骨誘導を行い得ることは注目に値する。
図20Dは、補給物を含む培地で1週間の骨誘導後のLGR小増殖巣を示す。
図20Eは、インビトロで骨誘導を行い得、鍵となる骨形成遺伝子を上方調節し得る骨誘導後のLGR小増殖巣のアリザリンレッド染色である。最後に、
図20Fは、遺伝子発現の相対的倍数を示すRT−PCRデータであり、ここで、灰色の柱は(対照の)非骨誘導LGRを表し、黒の柱は、7日間の培養後の骨誘導培地を受けたLGRを表す。GAPDHを参照標準ハウスキーピング遺伝子として使用した。
【実施例】
【0094】
例示的なプロトコル
以下は、本発明の一実施形態の実施のための実例のプロトコルシーケンスを示す一連の実施例である。
【0095】
本発明による最小限分極機能性単位の作製の前に、ゼラチン質の支持体、例えば例示的な3次元のコラーゲンスカフォールドが、よく知られた方法によって以下のようにして作製され得る:
i.1部の冷却した10×培養培地の10×PBSを8部の冷却したコラーゲンベースの溶液に、静かにグルグル回しながらゆっくり添加する。ECMおよびバイアビリティタンパク質をこの懸濁液に添加する;
ii.滅菌した0.1M NaOHを使用し、pH調整を注意深くモニタリングしながら混合物のpHを7.2から7.6に調整する;
iii.最終容量を滅菌したモレキュラーグレードウォーター(molecular grade water)で総量10部に調整する;
iv.ゲル化を抑制するため、混合物の温度を2から10℃に維持する,
v.37℃までおよそ90から120分間昇温することによってゲルを形成させる;
vi.滅菌したマイクロニードルプレスでスカフォールドに孔をあける(必要であれば保存のために、スカフォールドにフリーズドライの方法を行ってもよい。)。
【0096】
また、LGR凝集塊抽出手順の開始前に、Pulse
Rescue Media(PRM)と称されるさらなる物質を作製し、利用可能にすることが推奨される。
【0097】
PRMは、ヒトに対するものであるこの実施形態では、細胞を支持する無血清の培地混合物である、L−グルタミンを含有しており、別途パッケージングされた事前に選定されたヒト組換え上皮成長因子1−53(EGF 1−53)およびウシ脳下垂体抽出物(BPE)とともに供給されるケラチノサイト−SFMであって、抗生物質−抗かび剤ペニシリン、ストレプトマイシンおよびアムホテリシンBがGMP−フィブリノゲン:ヒトとともに添加されているThermo Fisher Scientificからケラチノサイト−SFM(1×)として販売されているものである。一実施形態において使用される薬剤は、10,000単位/mLのペニシリン、10,000μg/mLのストレプトマイシンおよび25μg/mLの
FUNGIZONE(
登録商標)抗かび薬を含む溶液であるThermo Fisher Scientificの
GIBCO(
登録商標)Antibiotic−抗かび薬である。PRMはヒト組織を輸送するために使用されるため、一次組織を安定化させるため、および輸送および加工処理中の微生物のバイアビリティを低下させるための補給的試薬が使用される。
【0098】
以下は、具体的に、本発明の一実施形態による幹細胞微細凝集塊機能性単位を含むLGR発現上皮の作製および保存に関するものである。
【0099】
[実施例1]
実施例1は、本発明の一実施形態による最小限分極機能性単位の抽出のための方法に関するものである。検体を得た後、これを関連輸送容器から取り出した後:
i.検体を、パルスレスキュー(pulse rescue)培地を含む滅菌した50ml容コニカルチューブ内に入れ、ロッカーに5分間入れ、新鮮培地と新たな容器で合計3回繰り返す;
ii.検体を取り出してパルス培地を含む滅菌した培養皿に入れ、脂肪および皮下要素を真皮コンパートメントおよび表皮コンパートメントから注意深く切除する。毛包単位は定位置に残し、過度に切開しない;
iii.切除した皮下脂肪成分を、PRMを含む別の50ml容コニカルチューブに入れ、低速ロッカーで+4℃に置く。
iv.残存皮膚要素を含む表皮コンパートメント、毛包コンパートメントおよび真皮コンパートメントを、超微細
WECPREP(登録商標) Bladeまたは何らかの形態のマイクロ−16ランセットを用いて、最小限分極機能性単位(MPFU)にセクション化する;
v.MPFU成分を、パルス培地を含む別の50ml容コニカルチューブに入れ、+4℃に置く。
【0100】
以下は、FDAおよび/またはGMPの認証を得た慣用的なCLIA設備および試薬を使用し、一次培養物を確立して酵素的調製を用いて機能性組織要素を調製する二次加工処理に関するものである:
[実施例2]
実施例2は、皮下組織および皮下脂肪の細胞成分の加工処理に関するものである。実施例2において以下の工程を列挙する:
i.70%エタノール(EtOH)を組織容器の外側に噴霧し、この組織容器を層流キャビネット内に入れる;
ii.微生物学的試験のために組織試料を送るか、または培地を移す;
iii.事前に洗浄した脂肪および皮下組織を150mmの滅菌したペトリ皿に入れる;
iv.組織をPRMで2回洗浄する;
v.組織を、滅菌した外科用器具で小(3mm)片にトリミングし、パルス培地を含む滅菌した培養物保持皿に入れるとともにこの切除作業を終了する;
vi.保持皿から培地を吸引し、検体を、滅菌したスクープまたはピンセットで取り出した後、検体を、消化酵素の予備混合溶液(コラーゲナーゼとディスパーゼベース)であるMSC Enzymatic Digestive Mediaを含む50ml容コニカルチューブに入れ、これを、37℃の水浴中または乾熱低速振盪機内に入れ、30分間または残存する粒状物質がほとんどなくなるまで振盪する;
vii.37℃のリン酸緩衝生理食塩水(PBS)エチレンジアミン四酢酸(EDTA)(等容量のPBS−EDTA)を添加して消化を止める;
viii.懸濁液を10分間、遠心分離して「軟」ペレットを生成させる;
ix.上部の液体を廃棄し、滅菌したピペットを使用し、脂肪集団を保存塊の間質血管細胞群(SVF)から分離する;
x.2つの別々のコニカルチューブで、SVFをリン酸緩衝生理食塩水/EDTA,PBS−EDTA(1mMのEDTA)中に再懸濁させ、脂肪細胞集団をPRM中に再懸濁させる;
xi.100μmの滅菌フィルターを使用し、懸濁液を滅菌した新たなコニカルチューブに入れる;
xii.フィルターをPBS−EDTAで洗浄する;
xiiiv.懸濁液を室温で10分間スピン濾過した後、培地を吸引し、吸引した培地を既知容量の新鮮培地と交換する;
xiv.
COUNTESS(
登録商標)自動セルカウンター(Thermo Fisher Scientific)を使用し、細胞集団を計数してバイアビリティを測定する;
xv.得られた細胞集団の20%を、Thermo Fisher Scientific製の
SYNTHA−FREEZE(登録商標) CTS(商標)(Cell Therapy Systems)での冷結保存のために取り出し、続いて、構築物のアセンブリのために残りの80%の集団を用いて適切にカタロギングする。
【0101】
[実施例3]
実施例3は、本発明の一実施形態による構築物の実施例への皮下組織および皮下脂肪成分の添加に関するものである。実例の成分添加の例は:
i.アセンブルされて洗浄されたスカフォールドを既に含んでいる滅菌した
NUNC(登録商標)Skin Graft Cell Culture Dishまたは自動ディッシュを層流フードに入れ、スカフォールドを再度、パルス培地で2回洗浄した後、細胞を添加する;
ii.各培養槽に追跡番号のラベルを差し込む;
iii.およそ5×10
5から1×10
6個の混合SVF細胞/皿システムおよび1×10
5個の脂肪細胞/皿を移す;
iv.状況の具体的な要件に指示されるとおりに自己PRPを含む、または含まない完全培養培地をローディングレザーバに添加する;
v.皿を低速ロッカー上のインキュベータ内に1時間移した後、取り出し、別のセンチネルインキュベータ内に平らな状態で48時間静置する;
vi.48時間後に培養培地を洗浄し、非付着性細胞胞を廃棄し、完全培養培地を新しいものにする。細胞イメージングデバイス、例えば、EVOS
(登録商標)(ThermoFisher Scientific)を用いてイメージングし、指定された追跡番号とともに保存する。
vii.72時間毎に培養培地を交換する;
viii.コンフルエンスになったら、培養物をダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)で洗浄し、培養培地を新鮮培地と交換する。
ix.上皮幹細胞機能性単一性構築物(ESC FSU)を直接、間葉幹細胞(MSC)構築物の表面上に置き、ESC培地を添加して両方の構築物を覆い、これらをイメージングし、構築物をインキュベータ内に戻す。
x.構築物の培地を48時間毎に変える/交換する
ことを含むものである。
【0102】
[実施例4]
実施例4は、最小限分極上皮幹細胞単一性単位の富化に関するものである。実施例1の後、MPFUを15ml容コニカルチューブ内のパルスレスキュー培地中に入れ、スピン/遠心分離して軟ペレットにする。次いで、この物質を以下の部分消化の過程に供する:
i.事前にアリコートに分けて凍結させた10mlの消化バッファー(コラーゲナーゼとディスパーゼベース)を入手する、これは、MPFUに添加する前に室温にしておく;
ii.この消化溶液をMPFUの軟ペレットに添加して穏やかに混合し、チューブを軽く叩くことによってMPFUを溶液全体に分布させる;
iii.このチューブを37℃の水浴中または乾燥インキュベータ内に10分間入れる;
iv.チューブを浴/インキュベータから取り出し、チューブを穏やかに軽く叩き、内容物を繊維状物について検査する;
v.繊維状物が観察されたら、内容物を遠心分離して軟ペレットにする;
vi.細胞ペレットを、5から10mLの既知組成ケラチノサイトSFM完全培地(ケラチノサイト−SFM(1×),ThermoFisher Scientific製)中で洗浄し、遠心分離して再度、軟ペレットにする;
vii.活性化された機能性単一性単位のペレットを5mLのケラチノサイト−SFM完全培地中に再懸濁させる;および
viii.該単位の細胞密度を、
COUNTESS(
登録商標)Automated Cell Counter(ThermoFisher Scientific)を用いて測定する。
【0103】
[実施例5]
実施例5は、実施例4で得られた上皮幹細胞機能性単一性体(ESC aFSU)を構築物/スカフォールドに添加することを含むものである。この手順には:
i.アセンブルされて洗浄されたスカフォールドを既に含んでいる
UPCELL(商標) Surface Skin Graft Cell Culture Dishを配置し、生理学的pHを確実にするため、スカフォールドを再度、パルス培地で2回洗浄した後、細胞を添加する;
ii.各培養槽を唯一の追跡番号でラベル表示する;
iii.ESC aFSUを構築物に、使い捨てトランスファーピペットによって、既知組成ケラチノサイトSFM完全培地(自己PRPの添加は任意である。)を用いて移す;
iv.完全培養培地を、選択されたローディングレザーバに添加し、構築物の完全被覆を確実にする;
v.皿を、低速ロッカー上のインキュベータに1時間移す。次いで、ロッカーから取り出し、別のセンチネルインキュベータ内に48時間、平らな状態のままにしておく;
vi.48時間目、培養培地を吸引し、新鮮ケラチノサイトSFM培養培地を添加する。培養物をEVOS
(登録商標)でイメージングし、培養物を指定された追跡番号とともに保存する。歯肉線維芽細胞(GF)集団およびバイアビリティタンパク質が増大する、および/またはこの時点で必要性が検出されればPRPを補給する。
vii.培養培地を48から72時間毎に交換する;
viii.コンフルエンスに達したら、培養物をDPBSで洗浄し、培地を交換する。温度ベースシステムを用いてESC構築物スカフォールディングの温度を下げ、皿からの放出を容易にする;
ix.ESCを直接、MSC構築物の表面上に配し、混合培地を添加し、両方の構築物を被覆する。構築物をイメージングし、これをインキュベータ内に戻し、構築物培地を48時間毎に交換する。
x.分極の維持を確認するため、構築物を毎日イメージングし、分極が48時間維持されていたことを確認した後、適切な角化(外皮形成)培地を添加する;
xi.構築物を収集時にパルス培地で2回洗浄し、培地を、CTS(商標)
STEMPRO(
登録商標)MSC SFMベースを用いた既知組成輸送培地と交換する
ことが包含される。
【0104】
[実施例6]
実施例6は、品質保証および構築物の仕上げ(冷結保存を伴う)のための実例のプロトコルを示す。これは、細胞療法適用のための基底の適正製造基準(GMP)に従う輸送のための構築物の調製を包含し:
i.適切な容量の
SYNTH−A−FREEZE(
登録商標)冷結保存培地(Thermo Fisher Scientific)を入手し、使用まで培地を2℃から8℃で保存する;
ii.細胞を調製し、収集し、密度を
COUNTESS(
登録商標)Automated Cell Counterを用いて測定した後、所望の細胞量まで遠心分離する。この場合、
SYNTH−A FREEZE(
登録商標)培地での冷結保存に典型的な細胞密度は5×10
5から3×10
6である;
iii.細胞ペレットを、所定の容量の2℃から8℃の
SYNTH−A−FREEZE(
登録商標)培地中に再懸濁させる;
iv.即座に、得られた懸濁液のアリコートを冷結保存バイアル内に、製造業者の仕様書に従って分注する;
v.この冷結保存バイアルを、フリーザー温度を−80℃に維持する適切な冷結保存システム、例えば、
MR.FROSTY(商標)システム(Thermo Fisher Scientific Inc.から入手可能)内に入れる;
vi.このバイアルを、−200℃から−125℃での液体窒素の長期気相保存に移す
ことを含むものである。
【0105】
本発明の本記載の実施形態を前述の本明細書において示した。当業者には、前述の説明および添付の図面に示された教示の恩恵が得られるように、本発明が関する本発明の多くの変形例および実施形態が思い浮かぶであろうことは理解されよう。従って、本発明は、本明細書に開示した具体的な実施形態に限定されないこと、および本発明の多くの変形例および他の実施形態が本発明の範囲に含まれていることが意図されていることもまた、理解されよう。さらに、本明細書において具体的な用語を用いているが、これらは、一般的および説明的な意味で用いているにすぎず、本発明の記載を限定する目的のものではない。