JP2003517259A - 骨および前駆体軟骨細胞の単離方法 - Google Patents
骨および前駆体軟骨細胞の単離方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は造血性および非造血性細胞から軟骨または骨の前駆体細胞を単離すること、および骨および軟骨の再生処理におけるそれらの使用方法に関する。この前駆体細胞は骨または軟骨の修復を必要とする骨の部位への当該細胞の移植によるインビボでの骨または軟骨の修復に使用され、この修復処理はキャリヤ材料の存在下または非存在下のいずれでもよく、上記細胞の予備的なインビトロでの培養を必要としない。
Description
【0001】
本発明は一般に前駆体細胞の単離およびそれらの骨の中における使用方法、お
よび軟骨の再生方法に関する。特に、本発明は細胞表面抗原CD34、またはC
D34+細胞における前駆体細胞表面抗原を利用するか、あるいは、陽性および
陰性の細胞選別技法によって種々の体内組織から骨/軟骨前駆体細胞を単離する
ための方法に関する。
よび軟骨の再生方法に関する。特に、本発明は細胞表面抗原CD34、またはC
D34+細胞における前駆体細胞表面抗原を利用するか、あるいは、陽性および
陰性の細胞選別技法によって種々の体内組織から骨/軟骨前駆体細胞を単離する
ための方法に関する。
【0002】
骨形成および軟骨形成は医療的および臨床的に相当に関連する極めて複雑な生
物学的方法である。例えば、1,400,000件を超える骨移植処理が毎年先
進諸国において行なわれている。これらの処理の大半は関節置換手術後または外
傷性外科再構成手術中に行なわれる。移植処理の成功の可否は移植部位の生命力
、移植処理および、同種異系移植片(allografts)の場合におけるドナーとホス
トとの間の免疫学的な適合性に大きく依存する。なお、適合性の問題は自系の(
autologous)移植処理、すなわち、患者のある部位から骨の組織を採取して他の
部位に移植することに関連する処理の場合にはそれほど重要と考える必要がない
。自系的な骨の移植は一般的に有効であるが、移植材料を採取するための付加的
な外科手術を必要として、手術後の痛みや出血および感染を伴う場合がめずらし
くない。
物学的方法である。例えば、1,400,000件を超える骨移植処理が毎年先
進諸国において行なわれている。これらの処理の大半は関節置換手術後または外
傷性外科再構成手術中に行なわれる。移植処理の成功の可否は移植部位の生命力
、移植処理および、同種異系移植片(allografts)の場合におけるドナーとホス
トとの間の免疫学的な適合性に大きく依存する。なお、適合性の問題は自系の(
autologous)移植処理、すなわち、患者のある部位から骨の組織を採取して他の
部位に移植することに関連する処理の場合にはそれほど重要と考える必要がない
。自系的な骨の移植は一般的に有効であるが、移植材料を採取するための付加的
な外科手術を必要として、手術後の痛みや出血および感染を伴う場合がめずらし
くない。
【0003】
軟骨再生および置換処理はさらに問題性が高いと考えられる。骨形成とは異な
って、軟骨形成は損傷した軟骨組織を修復するために発生しないのが一般的であ
る。これまで、あらゆる臨床的に有効と考えられる態様で損傷した軟骨を修復す
る試みが行なわれてきたが、限られた有効性が示されるだけであった。多くの場
合において、軟骨損傷に対応する最も有効な治療方法はプロテーゼ関節置換であ
る。
って、軟骨形成は損傷した軟骨組織を修復するために発生しないのが一般的であ
る。これまで、あらゆる臨床的に有効と考えられる態様で損傷した軟骨を修復す
る試みが行なわれてきたが、限られた有効性が示されるだけであった。多くの場
合において、軟骨損傷に対応する最も有効な治療方法はプロテーゼ関節置換であ
る。
【0004】
このような現在において有効な骨移植および軟骨再生処理における困難さによ
って、骨形成および軟骨形成の細胞および分子レベルの研究が積極的に行なわれ
るようになった。このうちで、今日において将来性のある研究は骨髄等の組織か
ら骨および軟骨の前駆体細胞を特定および単離することである。
って、骨形成および軟骨形成の細胞および分子レベルの研究が積極的に行なわれ
るようになった。このうちで、今日において将来性のある研究は骨髄等の組織か
ら骨および軟骨の前駆体細胞を特定および単離することである。
【0005】
骨髄の複雑さに関する初期的な研究によって、致死量の放射線照射を受けた動
物が骨髄移植によって救命できることが分かり、骨髄が造血系全体を再生する能
力を有する回復性因子を含むことが示されている。さらに、最近の実験によって
、拡散チャンバーにおけるインビボでの移植の場合に、骨髄は骨および他の間葉
組織を再生する能力も有してることが示されている。(例えば、A. Friedenstei
n 他の「骨髄細胞の移植における骨形成(Osteogenesis in transplats of bone
marrow cells)」(J. Embryol. Exp. Morph. 16, 381-390, 1960年、M. Ow
enの「骨髄の骨形成能力(The osteogenic potential of marrow)」(UCLA Symp
. on Mol. and Cell. Biol. 46, 247-255, 1987年を参照されたい。)この
性質によって、骨髄が、間葉、造血および支質の細胞系統の広範な種々の異なる
細胞種に分化(differentiate)する能力を有する幹細胞(stem cells)として知
られる多能性細胞の1個以上の集団(population)を含むと言う結論が得られる。
物が骨髄移植によって救命できることが分かり、骨髄が造血系全体を再生する能
力を有する回復性因子を含むことが示されている。さらに、最近の実験によって
、拡散チャンバーにおけるインビボでの移植の場合に、骨髄は骨および他の間葉
組織を再生する能力も有してることが示されている。(例えば、A. Friedenstei
n 他の「骨髄細胞の移植における骨形成(Osteogenesis in transplats of bone
marrow cells)」(J. Embryol. Exp. Morph. 16, 381-390, 1960年、M. Ow
enの「骨髄の骨形成能力(The osteogenic potential of marrow)」(UCLA Symp
. on Mol. and Cell. Biol. 46, 247-255, 1987年を参照されたい。)この
性質によって、骨髄が、間葉、造血および支質の細胞系統の広範な種々の異なる
細胞種に分化(differentiate)する能力を有する幹細胞(stem cells)として知
られる多能性細胞の1個以上の集団(population)を含むと言う結論が得られる。
【0006】
骨髄によって示される細胞種の多様性に基く生物学的な分化は明確に特殊化さ
れていない原始的な細胞種から特殊化された前駆細胞種(committed cell types
)が生じる一般的な方法である。分化は一定の経路に沿う一連の段階として考え
ることができ、この経路において、各段階は特異的な遺伝的および発現型の特徴
を潜在的に有する特定の細胞種によって支配される。分化の典型的な経路におい
て、多能性幹細胞は1回以上の中間段階の細胞分割を経て、最終的にTリンパ球
および骨細胞のような1種以上の特別な細胞種が出現する。なお、完全に分化す
る形態の前で真の幹細胞となり得るかなり得ない未前駆型細胞種(uncommitted c
ell types)は前駆体細胞(precursor cells)と定義される。
れていない原始的な細胞種から特殊化された前駆細胞種(committed cell types
)が生じる一般的な方法である。分化は一定の経路に沿う一連の段階として考え
ることができ、この経路において、各段階は特異的な遺伝的および発現型の特徴
を潜在的に有する特定の細胞種によって支配される。分化の典型的な経路におい
て、多能性幹細胞は1回以上の中間段階の細胞分割を経て、最終的にTリンパ球
および骨細胞のような1種以上の特別な細胞種が出現する。なお、完全に分化す
る形態の前で真の幹細胞となり得るかなり得ない未前駆型細胞種(uncommitted c
ell types)は前駆体細胞(precursor cells)と定義される。
【0007】
特定の経路に沿う分化を開始する明確な信号は完全には理解されていないが、
走化性(chemotactic)、細胞および他の環境的な信号が関与することが明らかに
なっている。間葉系統の細胞、例えば、インビトロで培養した間葉幹細胞(MS
C)は、この細胞の置かれる組織環境または培養媒体によって、インビボおよび
インビトロで分化して骨または軟骨細胞に誘導できる。(例えば、S. Wakitani他
の「関節軟骨の大規模な完全な厚さの欠損の間葉細胞に基く修復(Mesenchymal
cell-based repair of large, full-thickness defects of articular cartilag
e)」(J. Bone and Joint Surg, 76-A, 579-592, 1994年)、J Goshima、V
M Goldberg およびAl Caplanの「リン酸カルシウムセラミックブロック中におけ
るインビボで評価した培養展開したラット骨髄間葉細胞の骨形成能力(The oste
ogenic potential of culture-expanded rat marrow mesenchymal cells in viv
o in calcium phosphate ceramic blocks)」(Clin. Orthop. 262, 298-311, 1
991年、H Nakahara他の「骨膜誘導細胞からの骨および肥大性軟骨のインビト
ロ分化(In vitro differntiation of bone and hypertrophic cartilage from p
eriosteal-derived cells)」(Exper. Cell Res. 195, 492-503, 1991年)
を参照されたい。)
走化性(chemotactic)、細胞および他の環境的な信号が関与することが明らかに
なっている。間葉系統の細胞、例えば、インビトロで培養した間葉幹細胞(MS
C)は、この細胞の置かれる組織環境または培養媒体によって、インビボおよび
インビトロで分化して骨または軟骨細胞に誘導できる。(例えば、S. Wakitani他
の「関節軟骨の大規模な完全な厚さの欠損の間葉細胞に基く修復(Mesenchymal
cell-based repair of large, full-thickness defects of articular cartilag
e)」(J. Bone and Joint Surg, 76-A, 579-592, 1994年)、J Goshima、V
M Goldberg およびAl Caplanの「リン酸カルシウムセラミックブロック中におけ
るインビボで評価した培養展開したラット骨髄間葉細胞の骨形成能力(The oste
ogenic potential of culture-expanded rat marrow mesenchymal cells in viv
o in calcium phosphate ceramic blocks)」(Clin. Orthop. 262, 298-311, 1
991年、H Nakahara他の「骨膜誘導細胞からの骨および肥大性軟骨のインビト
ロ分化(In vitro differntiation of bone and hypertrophic cartilage from p
eriosteal-derived cells)」(Exper. Cell Res. 195, 492-503, 1991年)
を参照されたい。)
【0008】
この種の研究は、結果的に、MSCが軟骨、骨、腱、靭帯等の接合組織細胞種
を含む種々の異なる細胞種に分化する能力を有する細胞集団であることを示して
いる。明らかに、全て別々の間葉組織細胞種が共通の始原幹細胞すなわちMSC
から由来している。MSC自体は造血、間葉および支質細胞の系統を含む別個に
分化する細胞種の三部作(trilogy)に密接に関係している。また、造血幹細胞(
HSC)は全ての血液細胞系統の自己再生および発生の能力を有し、支質幹細胞
(SSC)は造血性微小環境を自己再生および生成するための能力を有する。
を含む種々の異なる細胞種に分化する能力を有する細胞集団であることを示して
いる。明らかに、全て別々の間葉組織細胞種が共通の始原幹細胞すなわちMSC
から由来している。MSC自体は造血、間葉および支質細胞の系統を含む別個に
分化する細胞種の三部作(trilogy)に密接に関係している。また、造血幹細胞(
HSC)は全ての血液細胞系統の自己再生および発生の能力を有し、支質幹細胞
(SSC)は造血性微小環境を自己再生および生成するための能力を有する。
【0009】
骨髄内に存在する細胞種の複雑な亜集団(subpopulations)(すなわち、造血
、間葉および支質)がそれ自体で共通の先祖からの子孫であるかどうかは予期は
しているがはっきりしていない。従って、これまで、先祖の系統研究は研究者ら
の目的とするところとなっていた。前駆体集団と幹細胞集団との間の関係を特定
するためには、「分化抗原(differentiation antigens)」と呼ばれる共通の細
胞表面マーカーの特定を必要とし、このようなマーカーの多くは分化の過程にお
いて一時的にかつ広範に関連する態様で現れる。例えば、一つの研究グループは
、後に部分的に撤回したが、MSC、HSCおよびSSCの間の先祖の系統につ
いて報告している(S. Huang & L.Terstappenの「単一種のヒト骨髄幹細胞からの
造血性微小環境および造血幹細胞の形成(Formation of hematopoietic microen
vironment and hematopoietic stem cells from single human bone marrow ste
m cells)」(Nature, 360, 745-749, 1992年)、L. Terstappen & S. Huang
の「骨髄幹細胞の分析(Analysis of bone marrow stem cell)」(Blood Cells
, 20, 45-63, 1994年)、EK Waller他の「再評価した共通幹細胞の仮説:ヒ
ト胎児の骨髄は造血および支質の始原細胞(progenitor cells)の別々の母集団
を含む(The common stem cell hypothesis reevaluated: human fetal bone ma
rrow contains separate populations of hematopoietic and stromal progenit
ors)」(Blood, 85, 2422-2435, 1995年))。しかしながら、別のグルー
プによる研究では、マウスの骨芽細胞がLy−6系の分化抗原を有していること
を示している。この発見はLy−6抗原がマウスの造血系統の細胞によっても発
現されると言う理由で本明細書の内容において意義がある(M. C. Horowitz他の
「マウスの骨芽細胞によるLy−6分化抗原の発現および調節(Expression and
regulation of Ly-6 differentiation antigens by murine osteoblasts)」(
Endocrinology, 135, 1032-1043, 1994年))。それゆえ、共通の先祖を起
原とする間葉および造血細胞種の間には密接な系統的関係があると考えられる。
しかしながら、この問題についての最終的な解答は今後の研究を待つ必要がある
。
、間葉および支質)がそれ自体で共通の先祖からの子孫であるかどうかは予期は
しているがはっきりしていない。従って、これまで、先祖の系統研究は研究者ら
の目的とするところとなっていた。前駆体集団と幹細胞集団との間の関係を特定
するためには、「分化抗原(differentiation antigens)」と呼ばれる共通の細
胞表面マーカーの特定を必要とし、このようなマーカーの多くは分化の過程にお
いて一時的にかつ広範に関連する態様で現れる。例えば、一つの研究グループは
、後に部分的に撤回したが、MSC、HSCおよびSSCの間の先祖の系統につ
いて報告している(S. Huang & L.Terstappenの「単一種のヒト骨髄幹細胞からの
造血性微小環境および造血幹細胞の形成(Formation of hematopoietic microen
vironment and hematopoietic stem cells from single human bone marrow ste
m cells)」(Nature, 360, 745-749, 1992年)、L. Terstappen & S. Huang
の「骨髄幹細胞の分析(Analysis of bone marrow stem cell)」(Blood Cells
, 20, 45-63, 1994年)、EK Waller他の「再評価した共通幹細胞の仮説:ヒ
ト胎児の骨髄は造血および支質の始原細胞(progenitor cells)の別々の母集団
を含む(The common stem cell hypothesis reevaluated: human fetal bone ma
rrow contains separate populations of hematopoietic and stromal progenit
ors)」(Blood, 85, 2422-2435, 1995年))。しかしながら、別のグルー
プによる研究では、マウスの骨芽細胞がLy−6系の分化抗原を有していること
を示している。この発見はLy−6抗原がマウスの造血系統の細胞によっても発
現されると言う理由で本明細書の内容において意義がある(M. C. Horowitz他の
「マウスの骨芽細胞によるLy−6分化抗原の発現および調節(Expression and
regulation of Ly-6 differentiation antigens by murine osteoblasts)」(
Endocrinology, 135, 1032-1043, 1994年))。それゆえ、共通の先祖を起
原とする間葉および造血細胞種の間には密接な系統的関係があると考えられる。
しかしながら、この問題についての最終的な解答は今後の研究を待つ必要がある
。
【0010】
ヒト造血系における分化の経路に従う最も有用な分化抗原の一例はCD34と
して知られる細胞表面抗原である。このCD34は展開的に特定の段階において
正常なヒト成人の骨髄細胞の約1%乃至5%によって発現される[Cl Civin 他
の「造血の抗原分析。1\11。KG−1a細胞に対して産生したモノクローナ
ル抗体によって特定される造血始原細胞の表面抗原(Antigenic analysis of he
matopoiesis. 1\11. A hematopoietic progenitor cell surface antigen defi
ned by a monoclonal antibody raised against KG-1a cells)」(J. Immunol,
133, 157-165, 1984年)。CD34+細胞は未成熟の骨芽細胞と、僅かな
割合の成熟した骨髄系、赤血球および白血球の系統的前駆細胞との混合物である
。このCD34+細胞の約1%は特定の細胞系統に関係する生存(段階)数を有
する真性のHSCである。人間における評価結果において、末梢血液(peripher
al blood)または骨髄から単離したCD34+細胞は一生において造血系全体を
再構成できることが分かっている。それゆえ、CD34はHSCおよび造血性始
原細胞に対応するマーカーとなる。
して知られる細胞表面抗原である。このCD34は展開的に特定の段階において
正常なヒト成人の骨髄細胞の約1%乃至5%によって発現される[Cl Civin 他
の「造血の抗原分析。1\11。KG−1a細胞に対して産生したモノクローナ
ル抗体によって特定される造血始原細胞の表面抗原(Antigenic analysis of he
matopoiesis. 1\11. A hematopoietic progenitor cell surface antigen defi
ned by a monoclonal antibody raised against KG-1a cells)」(J. Immunol,
133, 157-165, 1984年)。CD34+細胞は未成熟の骨芽細胞と、僅かな
割合の成熟した骨髄系、赤血球および白血球の系統的前駆細胞との混合物である
。このCD34+細胞の約1%は特定の細胞系統に関係する生存(段階)数を有
する真性のHSCである。人間における評価結果において、末梢血液(peripher
al blood)または骨髄から単離したCD34+細胞は一生において造血系全体を
再構成できることが分かっている。それゆえ、CD34はHSCおよび造血性始
原細胞に対応するマーカーとなる。
【0011】
CD34は造血細胞種に対応するマーカーとして広く認識されているが、イン
ビボにおける骨形成能力を有する前駆体細胞に対応する信頼性の高いマーカーと
してはこれまで認識されていなかった。これに反して、従来技術は骨の前駆体細
胞は起原において造血細胞種ではなく、さらに、この骨の前駆体細胞は造血細胞
の表面抗原CD34を発現しないと教示していた(MW Long、JL Williamsおよび
KG Mannの「ヒト造血性微小環境における骨関連タンパク質の発現(Expression
of bone-related proteins in the human hematopoietic microenvironment)」
(J. Clin. Invest. 86, 1387-1395, 1990年)、MW Long他の「骨形成性生長
因子によるヒト骨髄に由来する骨始原細胞の調節(Regulation of human bone m
arrow-derived osteoprogenistor cells by osteogenic growth factors)」(J.
Clin. Invet. 95, 881-887, 1995年)、SE Haynesworth他の「ヒト骨髄に
由来する間葉細胞における細胞表面抗原はモノクローナル抗体によって検出され
る」(Bone, 13, 69-80, 1992年))。
ビボにおける骨形成能力を有する前駆体細胞に対応する信頼性の高いマーカーと
してはこれまで認識されていなかった。これに反して、従来技術は骨の前駆体細
胞は起原において造血細胞種ではなく、さらに、この骨の前駆体細胞は造血細胞
の表面抗原CD34を発現しないと教示していた(MW Long、JL Williamsおよび
KG Mannの「ヒト造血性微小環境における骨関連タンパク質の発現(Expression
of bone-related proteins in the human hematopoietic microenvironment)」
(J. Clin. Invest. 86, 1387-1395, 1990年)、MW Long他の「骨形成性生長
因子によるヒト骨髄に由来する骨始原細胞の調節(Regulation of human bone m
arrow-derived osteoprogenistor cells by osteogenic growth factors)」(J.
Clin. Invet. 95, 881-887, 1995年)、SE Haynesworth他の「ヒト骨髄に
由来する間葉細胞における細胞表面抗原はモノクローナル抗体によって検出され
る」(Bone, 13, 69-80, 1992年))。
【0012】
今日において、骨形成性能力を有する前駆体細胞の最も一般的な供給源は骨膜
および骨髄とされている。すなわち、多くの研究者はインビトロアッセイにおけ
る骨膜から単離した細胞を使用している。(例えば、I Binderman他の「単離し
た骨細胞からの培養における骨組織の形成(Formation of bone tissue in cult
ure from isolated bone cells)」(J. Cell Biol. 61, 427-439, 1974年
)を参照されたい)。骨および軟骨の形成を研究するために骨髄を培養して前駆
体細胞を単離する概念の先駆者はA. J. Friedensteinである。すなわち、彼は骨
を形成できる骨髄から細胞(CFU−f)を単離して展開する培養方法を開発し
ている(A. J. Friedenstein他の「ギニア豚の骨髄および脾臓細胞の単層培養に
おける線維芽コロニーの展開(The development of fibroblast colonies in mo
nolayer cultures of guinea pig bone marrow and spleen cells)」(Cell Ti
ss. Kinet. 3, 393-402, 1970年))。さらに別の研究者がFriedensteinの培
養系を広く使って骨芽細胞の起原を研究している。(例えば、M. Owenの「肛門
後方器官における骨細胞の起原(The origin of bone cells in the postnatal
organism)」(Arthr. Rheum. 23, 1073-1080, 1980年)を参照されたい。
)Friedensteinは骨髄からのCFU−f細胞が移植されると骨、軟骨および線維
組織を形成するが、胸腺、脾臓、末梢血液および腹膜液のような別の供給源から
培養したCFU−f細胞は付加的な誘発剤なしでは骨や軟骨を形成しないことを
示している。さらに、Friedensteinは最近になってCFU−fの可能な臨床的有
用性を論じており、幾つかの経路における培養とその細胞を移植するための方法
の開発の必要性のような解決すべき障害を指摘している(A. J. Friedensteinの
「骨髄支質線維芽細胞(Marrow stromal fibroblast)」(Clacif. Tiss. Int.
56(S): S17, 1995年))。
および骨髄とされている。すなわち、多くの研究者はインビトロアッセイにおけ
る骨膜から単離した細胞を使用している。(例えば、I Binderman他の「単離し
た骨細胞からの培養における骨組織の形成(Formation of bone tissue in cult
ure from isolated bone cells)」(J. Cell Biol. 61, 427-439, 1974年
)を参照されたい)。骨および軟骨の形成を研究するために骨髄を培養して前駆
体細胞を単離する概念の先駆者はA. J. Friedensteinである。すなわち、彼は骨
を形成できる骨髄から細胞(CFU−f)を単離して展開する培養方法を開発し
ている(A. J. Friedenstein他の「ギニア豚の骨髄および脾臓細胞の単層培養に
おける線維芽コロニーの展開(The development of fibroblast colonies in mo
nolayer cultures of guinea pig bone marrow and spleen cells)」(Cell Ti
ss. Kinet. 3, 393-402, 1970年))。さらに別の研究者がFriedensteinの培
養系を広く使って骨芽細胞の起原を研究している。(例えば、M. Owenの「肛門
後方器官における骨細胞の起原(The origin of bone cells in the postnatal
organism)」(Arthr. Rheum. 23, 1073-1080, 1980年)を参照されたい。
)Friedensteinは骨髄からのCFU−f細胞が移植されると骨、軟骨および線維
組織を形成するが、胸腺、脾臓、末梢血液および腹膜液のような別の供給源から
培養したCFU−f細胞は付加的な誘発剤なしでは骨や軟骨を形成しないことを
示している。さらに、Friedensteinは最近になってCFU−fの可能な臨床的有
用性を論じており、幾つかの経路における培養とその細胞を移植するための方法
の開発の必要性のような解決すべき障害を指摘している(A. J. Friedensteinの
「骨髄支質線維芽細胞(Marrow stromal fibroblast)」(Clacif. Tiss. Int.
56(S): S17, 1995年))。
【0013】
同様に、今日における軟骨前駆体細胞の最も一般的な供給源は骨膜、軟骨膜お
よび骨髄であるとされている。すなわち、骨髄から単離された細胞はインビボで
軟骨を生成するために使用されている(S. Wakitani他の「関節軟骨の大規模な
完全な厚さの欠損の間葉細胞に基く修復(Mesenchymal cell-based repair of l
arge, full-thickness defects of articular cartilage)」(J. Bone and Joi
nt Surg, 76-A, 579-592, 1994年)。骨膜および軟骨膜移植片もまた軟骨修
復用の軟骨前駆体細胞の供給源として使用されてきた(SW O'Driscoll他の「連続
的な受動的動作の影響下における関節表面内の主要な完全な厚さの欠損における
遊離の自系的骨膜移植片によって生成された再生関節軟骨の耐久性(Durability
of regenerated articular cartilage produced by free autogenous perioste
al grafts in major full-thickness defects in joint surfaces under the in
fluence of continuous passive motion)」(J. Bone and Joint Surg. 70A, 1
017-1035, 1986年)、R. Coutts他の「ラビットにおける完全な厚さの関節
欠損における肋骨の軟骨膜の自系的移植片(Rib perichondral autografts in f
ull-thickness articular defects in rabbits)」(Clin. Orthop. Rel. Res.
275, 263-273, 1992年))。
よび骨髄であるとされている。すなわち、骨髄から単離された細胞はインビボで
軟骨を生成するために使用されている(S. Wakitani他の「関節軟骨の大規模な
完全な厚さの欠損の間葉細胞に基く修復(Mesenchymal cell-based repair of l
arge, full-thickness defects of articular cartilage)」(J. Bone and Joi
nt Surg, 76-A, 579-592, 1994年)。骨膜および軟骨膜移植片もまた軟骨修
復用の軟骨前駆体細胞の供給源として使用されてきた(SW O'Driscoll他の「連続
的な受動的動作の影響下における関節表面内の主要な完全な厚さの欠損における
遊離の自系的骨膜移植片によって生成された再生関節軟骨の耐久性(Durability
of regenerated articular cartilage produced by free autogenous perioste
al grafts in major full-thickness defects in joint surfaces under the in
fluence of continuous passive motion)」(J. Bone and Joint Surg. 70A, 1
017-1035, 1986年)、R. Coutts他の「ラビットにおける完全な厚さの関節
欠損における肋骨の軟骨膜の自系的移植片(Rib perichondral autografts in f
ull-thickness articular defects in rabbits)」(Clin. Orthop. Rel. Res.
275, 263-273, 1992年))。
【0014】
一連の特許において、Caplan他は骨髄からの間葉幹細胞(MSC)を単離して
増殖するための方法を開示している(米国特許第4,609,551号、同第5
,197,985号および同第5,226,914号)。このCaplan法は2種類
の基本的な工程、すなわち、1)骨髄の採取、および2)インビボ培養で2週間
乃至3週間採取した骨髄に含まれるMSCを増殖することを含む。この方法は特
定の培養媒体が別の細胞種上におけるMSCの付着および繁殖に有効に作用する
点で遊離である。また、この基本的方法の変形においては、インビトロ培養の前
にMSCに対する特定の抗体を用いて骨髄からMSCがまず選択される(Caplan
およびHaynesworthのPCT国際公開第WO 92/22584号)。次に、イ
ンビトロで増殖して骨髄単離したMSCを移植修復部位における受容体の中に導
入する(A. Caplanの「前駆体細胞(precursor cells)」(J. Ortho. Res. 9,
641, 1991年)、S. E. Haynesworth、M. A. BaberおよびA. L. Caplanの「ヒ
ト骨髄に由来する間葉細胞における細胞表面抗原はモノクローナル抗体によって
検出される」(Bone, 13, 69-80, 1992年))。
増殖するための方法を開示している(米国特許第4,609,551号、同第5
,197,985号および同第5,226,914号)。このCaplan法は2種類
の基本的な工程、すなわち、1)骨髄の採取、および2)インビボ培養で2週間
乃至3週間採取した骨髄に含まれるMSCを増殖することを含む。この方法は特
定の培養媒体が別の細胞種上におけるMSCの付着および繁殖に有効に作用する
点で遊離である。また、この基本的方法の変形においては、インビトロ培養の前
にMSCに対する特定の抗体を用いて骨髄からMSCがまず選択される(Caplan
およびHaynesworthのPCT国際公開第WO 92/22584号)。次に、イ
ンビトロで増殖して骨髄単離したMSCを移植修復部位における受容体の中に導
入する(A. Caplanの「前駆体細胞(precursor cells)」(J. Ortho. Res. 9,
641, 1991年)、S. E. Haynesworth、M. A. BaberおよびA. L. Caplanの「ヒ
ト骨髄に由来する間葉細胞における細胞表面抗原はモノクローナル抗体によって
検出される」(Bone, 13, 69-80, 1992年))。
【0015】
しかしながら、上述したような現在の前駆体細胞を単離するための方法は考慮
すべき問題を多く抱えている。第1に、これらの方法は骨髄や他の組織を採取す
る必要がある。さらに、骨髄の採取は麻酔、出血、感染および手術後の痛みによ
る合併症のおそれを伴う付加的な外科手術を必要とする。また、骨膜や軟骨膜の
採取もさらに侵襲性の高い処理である。第2に、上記のCaplan法は細胞をその後
の用途に使用できるまでに骨髄採取したMSCのインビトロ培養にかなりの時間
(2週間乃至3週間)を必要とする。それゆえ、このような付加的な細胞培養処
理の工程は時間がかかり、費用がかさみ、人為的な誤操作の生じる可能性が高く
なる。
すべき問題を多く抱えている。第1に、これらの方法は骨髄や他の組織を採取す
る必要がある。さらに、骨髄の採取は麻酔、出血、感染および手術後の痛みによ
る合併症のおそれを伴う付加的な外科手術を必要とする。また、骨膜や軟骨膜の
採取もさらに侵襲性の高い処理である。第2に、上記のCaplan法は細胞をその後
の用途に使用できるまでに骨髄採取したMSCのインビトロ培養にかなりの時間
(2週間乃至3週間)を必要とする。それゆえ、このような付加的な細胞培養処
理の工程は時間がかかり、費用がかさみ、人為的な誤操作の生じる可能性が高く
なる。
【0016】
従って、インビボでの骨および軟骨再生処理に使用できる骨形成および軟骨形
成能力を有する前駆体細胞を同定して単離するための迅速かつ簡単な方法が要望
されている。
成能力を有する前駆体細胞を同定して単離するための迅速かつ簡単な方法が要望
されている。
【0017】
本発明は種々の造血性および非造血性組織から前駆体細胞を単離するための方
法に関するものであり、この前駆体細胞は骨形成および軟骨形成能力を有してい
る。この前駆体細胞は末梢血液、骨髄、または細胞表面抗原CD34またはCD
34+細胞上の他の表面抗原への試薬による結合に基く脂肪組織から単離される
。
法に関するものであり、この前駆体細胞は骨形成および軟骨形成能力を有してい
る。この前駆体細胞は末梢血液、骨髄、または細胞表面抗原CD34またはCD
34+細胞上の他の表面抗原への試薬による結合に基く脂肪組織から単離される
。
【0018】
別の実施形態においては、脂肪組織から成る細胞の沈降密度の差を利用した脂
肪組織から骨または軟骨の前駆体細胞を単離するための方法が説明されている。
肪組織から骨または軟骨の前駆体細胞を単離するための方法が説明されている。
【0019】
さらに、本発明は末梢血液、骨髄または脂肪組織から単離したCD34+前駆
体細胞を用いて移植に関与するインビボでの骨および軟骨の再生のための方法を
提供する。実施形態の一例において、末消血液、骨髄または脂肪組織からのCD
34+前駆体細胞の単離と、修復を必要とする接合組織部位における即時の内植
(すなわち、インビトロでの細胞培養工程の非存在下で)とを含むインビボでの
骨または軟骨の再生のための直接的な単一工程の方法が提供される。
体細胞を用いて移植に関与するインビボでの骨および軟骨の再生のための方法を
提供する。実施形態の一例において、末消血液、骨髄または脂肪組織からのCD
34+前駆体細胞の単離と、修復を必要とする接合組織部位における即時の内植
(すなわち、インビトロでの細胞培養工程の非存在下で)とを含むインビボでの
骨または軟骨の再生のための直接的な単一工程の方法が提供される。
【0020】
本発明の別の実施形態においては、骨プロテーゼ装置の内植可能性を向上する
ための方法が説明されている。また、本発明は改善された骨内植プロテーゼ装置
を説明しており、この装置には患者の末梢血液、骨髄または脂肪組織から単離し
た骨形成能力を有する前駆体細胞が植え付けられている。
ための方法が説明されている。また、本発明は改善された骨内植プロテーゼ装置
を説明しており、この装置には患者の末梢血液、骨髄または脂肪組織から単離し
た骨形成能力を有する前駆体細胞が植え付けられている。
【0021】
骨形成および軟骨形成能力を有する自系前駆体細胞を単離する能力は、単独ま
たはプロテーゼ装置の存在下のいずれにおいても、骨および軟骨の修復治療にお
いてより遠くに到達する臨床的な可能性を有する。本発明は末梢血液、骨髄およ
び脂肪組織を含む種々の組織から骨または軟骨を再生する能力を有する前駆体細
胞を単離するための簡単な方法を提供する。これらの前駆体細胞は、CD34ま
たは、例えばCD33、CD38、CD74およびTHY1のようなCD34+
前駆体細胞の表面上の別のマーカーを認識する試薬を用いて単離できる。あるい
は、前駆体細胞または前駆体細胞を豊富に含む細胞集団が非前駆体細胞から前駆
体細胞を分離するのに適した陰性選別技法によって単離できる。前駆体細胞の供
給源として脂肪組織を使用する場合には、前駆体細胞を豊富に含む細胞集団が沈
降/密度差に基く技法によって分離できる。
たはプロテーゼ装置の存在下のいずれにおいても、骨および軟骨の修復治療にお
いてより遠くに到達する臨床的な可能性を有する。本発明は末梢血液、骨髄およ
び脂肪組織を含む種々の組織から骨または軟骨を再生する能力を有する前駆体細
胞を単離するための簡単な方法を提供する。これらの前駆体細胞は、CD34ま
たは、例えばCD33、CD38、CD74およびTHY1のようなCD34+
前駆体細胞の表面上の別のマーカーを認識する試薬を用いて単離できる。あるい
は、前駆体細胞または前駆体細胞を豊富に含む細胞集団が非前駆体細胞から前駆
体細胞を分離するのに適した陰性選別技法によって単離できる。前駆体細胞の供
給源として脂肪組織を使用する場合には、前駆体細胞を豊富に含む細胞集団が沈
降/密度差に基く技法によって分離できる。
【0022】
本発明は細胞をインビボ用途に使用する前に単離した前駆体細胞のインビトロ
培養を必要としない。実際に、本発明によって単離した前駆体細胞は骨や軟骨の
再生のために即座にインビボで移植できる。それゆえ、始原細胞のインビトロ培
養のために別の方法によって必要とされる2週間乃至3週間の時間遅延が省略で
き、経済的かつ実用的で臨床的環境において有用な方法が得られる。
培養を必要としない。実際に、本発明によって単離した前駆体細胞は骨や軟骨の
再生のために即座にインビボで移植できる。それゆえ、始原細胞のインビトロ培
養のために別の方法によって必要とされる2週間乃至3週間の時間遅延が省略で
き、経済的かつ実用的で臨床的環境において有用な方法が得られる。
【0023】
従って、本発明は末梢血液を含む造血性および非造血性の組織から直接に骨や
軟骨を発生する能力を有する前駆体細胞を単離するための方法に関する。好まし
い実施形態の一例において、本発明の方法は、組織サンプルを採集する工程と、
抗原CD34またはCD34+前駆体細胞上の別の抗原を認識する抗体または他
の試薬に当該サンプルを接触させる工程と、例えばアフィニティクロマトグラフ
ィによって、未結合物質から試薬−前駆体細胞複合体を分離する工程を含む。本
発明によって単離した前駆体細胞はインビボでの骨および軟骨の再生に即座に使
用できる。
軟骨を発生する能力を有する前駆体細胞を単離するための方法に関する。好まし
い実施形態の一例において、本発明の方法は、組織サンプルを採集する工程と、
抗原CD34またはCD34+前駆体細胞上の別の抗原を認識する抗体または他
の試薬に当該サンプルを接触させる工程と、例えばアフィニティクロマトグラフ
ィによって、未結合物質から試薬−前駆体細胞複合体を分離する工程を含む。本
発明によって単離した前駆体細胞はインビボでの骨および軟骨の再生に即座に使
用できる。
【0024】
態様の一例において、本発明は末梢血液、骨髄または脂肪組織から前駆体細胞
を単離するための方法であり、この前駆体細胞は骨や軟骨を形成する能力を有し
ている。
を単離するための方法であり、この前駆体細胞は骨や軟骨を形成する能力を有し
ている。
【0025】
別の態様において、本発明は細胞表面マーカーCD34を担持する造血性およ
び非造血性組織からの細胞の選別に基いて骨形成性および/または軟骨形成性の
前駆体細胞を単離するための方法に関する。
び非造血性組織からの細胞の選別に基いて骨形成性および/または軟骨形成性の
前駆体細胞を単離するための方法に関する。
【0026】
さらに別の態様において、本発明は末梢血液、骨髄または脂肪組織から単離し
たCD34+前駆体細胞を利用する骨または軟骨の再生方法に関する。
たCD34+前駆体細胞を利用する骨または軟骨の再生方法に関する。
【0027】好ましい実施形態の説明
本明細書における開示において使用する各用語を以下のように定義する。
【0028】脂肪組織(Adipose Tissue)
脂肪細胞および微小脈管細胞を含む多数の脂肪種を含有する複合体組織。脂肪
組織は体内における前駆体細胞の最も簡便な供給源の一つである。本明細書にお
いて使用する用語の「脂肪組織(adipose tissue)」は脂肪および胎盤や筋肉の
ような体内における脈管組織の別の供給源を意味する。この用語は特に接合組織
、血液、骨膜および軟骨膜を除く。
組織は体内における前駆体細胞の最も簡便な供給源の一つである。本明細書にお
いて使用する用語の「脂肪組織(adipose tissue)」は脂肪および胎盤や筋肉の
ような体内における脈管組織の別の供給源を意味する。この用語は特に接合組織
、血液、骨膜および軟骨膜を除く。
【0029】軟骨形成(性)(Chondrogenic)
軟骨生長を促す能力。この用語は軟骨細胞のような軟骨生長を刺激する細胞お
よび軟骨細胞に分化する細胞に適用される。また、この用語は軟骨生長を促進す
るTGF−βのような特定の生物活性化合物に適用する。
よび軟骨細胞に分化する細胞に適用される。また、この用語は軟骨生長を促進す
るTGF−βのような特定の生物活性化合物に適用する。
【0030】接合組織(Connective Tissue)
骨、軟骨、靭帯、腱、半月板および関節包を含む体内における多数の構造組織
のいずれか。
のいずれか。
【0031】分化(Differentiation)
原始的で特殊化されていない細胞が一連の細胞分割を経て特殊化された機能を
有する子孫細胞を生み出す生物学的な過程。特異的な遺伝的および発現型の特徴
を有する高度に特殊化された細胞を伴う最終の分化の終点に至る経路。分化が比
較的特殊化されていない状態から比較的特殊化された状態に至る一方向のみに進
行するという過去の知見によるこれまでの見識。しかし、このような教義(dogma
)は上記の経路が実際は二方向性を有し得るということを示唆する新しい結果に
よって覆されようとしている。すなわち、特定の条件下において、より特殊化さ
れた細胞はさらに大きな特殊化に向う流れに逆行する子孫を実際に生み出し得る
。
有する子孫細胞を生み出す生物学的な過程。特異的な遺伝的および発現型の特徴
を有する高度に特殊化された細胞を伴う最終の分化の終点に至る経路。分化が比
較的特殊化されていない状態から比較的特殊化された状態に至る一方向のみに進
行するという過去の知見によるこれまでの見識。しかし、このような教義(dogma
)は上記の経路が実際は二方向性を有し得るということを示唆する新しい結果に
よって覆されようとしている。すなわち、特定の条件下において、より特殊化さ
れた細胞はさらに大きな特殊化に向う流れに逆行する子孫を実際に生み出し得る
。
【0032】造血(性)幹細胞(Hematopoietic Stem Cell)
自己再生して全ての血液細胞種に分化する能力を有する原始的な細胞。
【0033】間葉幹細胞(Mesenchymal Stem Cell)
自己再生および一連の分離した系統を経て骨、軟骨、腱、靭帯、骨髄支質、脂
肪細胞、真皮、筋肉および接合組織を含む広範な種々の異なる発現型を有する子
孫細胞を生じる能力を有する原始的な細胞種。
肪細胞、真皮、筋肉および接合組織を含む広範な種々の異なる発現型を有する子
孫細胞を生じる能力を有する原始的な細胞種。
【0034】微小脈管細胞(Microvascular Cell)
内皮、平滑筋および周皮細胞のような微小脈管の構造から成る細胞。
【0035】骨形成(性)(Osteogenic)
骨を生成するまたは骨の生成を促す能力。この用語は骨の生長を促す能力を有
する骨芽細胞または骨芽細胞に分化し得る細胞に適用できる。さらに、この用語
は骨の生長を促す能力を有する生長因子(growth factors)に適用される。
する骨芽細胞または骨芽細胞に分化し得る細胞に適用できる。さらに、この用語
は骨の生長を促す能力を有する生長因子(growth factors)に適用される。
【0036】前駆体細胞(Precursor Cell)
分化して特定の機能を実行する能力を有する細胞。
【0037】幹細胞(Stem Cell)
自己再生して種々の分化した細胞種を生じる能力を有する多能性前駆体細胞。
【0038】
本発明は2種類の画期的な発見に基く。すなわち、第1に、インビボで接合組
織を形成する能力を有する前駆体細胞は末梢血液および脂肪組織を含む種々の造
血性および非造血性の組織供給源から単離できるということである。第2に、細
胞表面マーカーCD34(接合組織前駆体細胞についてこれまで認識されなかっ
た同定手段)はインビボで骨および軟骨を形成する能力を有する前駆体細胞用の
マーカーとして使用できる。
織を形成する能力を有する前駆体細胞は末梢血液および脂肪組織を含む種々の造
血性および非造血性の組織供給源から単離できるということである。第2に、細
胞表面マーカーCD34(接合組織前駆体細胞についてこれまで認識されなかっ
た同定手段)はインビボで骨および軟骨を形成する能力を有する前駆体細胞用の
マーカーとして使用できる。
【0039】
本発明者らは骨形成性および軟骨形成性の前駆体細胞(すなわち、末梢血液お
よび脂肪組織)の2種類の簡便で新しい供給源と、骨または軟骨の修復を誘発す
るためにホスト内に内植を行なう前のインビトロでの培養工程を必要としない骨
髄から単離した細胞集団を発見した。骨形成性および軟骨形成性の前駆体細胞の
供給源として骨髄または骨膜を使用していた従来の方法と異なって、本発明は末
梢血液および脂肪組織のようなより簡便に採取した組織から上記の細胞を単離す
ることを可能にする。つまり、骨髄や骨膜以外の組織から骨形成性および軟骨形
成性の細胞を単離可能にすることによって、従来の複雑な方法に比して相当に簡
単容易な方法が実現できる。
よび脂肪組織)の2種類の簡便で新しい供給源と、骨または軟骨の修復を誘発す
るためにホスト内に内植を行なう前のインビトロでの培養工程を必要としない骨
髄から単離した細胞集団を発見した。骨形成性および軟骨形成性の前駆体細胞の
供給源として骨髄または骨膜を使用していた従来の方法と異なって、本発明は末
梢血液および脂肪組織のようなより簡便に採取した組織から上記の細胞を単離す
ることを可能にする。つまり、骨髄や骨膜以外の組織から骨形成性および軟骨形
成性の細胞を単離可能にすることによって、従来の複雑な方法に比して相当に簡
単容易な方法が実現できる。
【0040】
実施形態の一例において、本発明は、抗原CD34および抗原CD34+細胞
上の別の細胞表面マーカーの発現に基いて接合組織細胞を生じる能力を有する人
間における前駆体細胞の単離が可能なアフィニティ法である。CD34+細胞上
の別のマーカーの幾つかの例として、CD33、CD38、CD74およびTH
Y1が含まれるが、これらに制限されるものではない。別の実施形態においては
、前駆体細胞は分化沈降特性に基いて脂肪組織から単離される。都合の良いこと
に、脂肪組織は細胞懸濁液に分離することができ、この脂肪細胞は当該脂肪細胞
の密度(すなわち、1.0g/cm3 以下)および他の不要な細胞および細胞成
分に比して前駆体細胞が高い密度(すなわち、1.0g/cm3 以上)を有する
ことに基いて当該前駆体細胞から分離できる。さらに、従来の方法とは異なって
、本発明はインビトロの培養を要することなく骨や軟骨の再生過程のために単離
した前駆体細胞を即時に使用することを可能にする。この結果、本発明の方法は
従来の方法に比してより迅速かつ容易に行なうことができる。
上の別の細胞表面マーカーの発現に基いて接合組織細胞を生じる能力を有する人
間における前駆体細胞の単離が可能なアフィニティ法である。CD34+細胞上
の別のマーカーの幾つかの例として、CD33、CD38、CD74およびTH
Y1が含まれるが、これらに制限されるものではない。別の実施形態においては
、前駆体細胞は分化沈降特性に基いて脂肪組織から単離される。都合の良いこと
に、脂肪組織は細胞懸濁液に分離することができ、この脂肪細胞は当該脂肪細胞
の密度(すなわち、1.0g/cm3 以下)および他の不要な細胞および細胞成
分に比して前駆体細胞が高い密度(すなわち、1.0g/cm3 以上)を有する
ことに基いて当該前駆体細胞から分離できる。さらに、従来の方法とは異なって
、本発明はインビトロの培養を要することなく骨や軟骨の再生過程のために単離
した前駆体細胞を即時に使用することを可能にする。この結果、本発明の方法は
従来の方法に比してより迅速かつ容易に行なうことができる。
【0041】
I.前駆体細胞の単離
実施形態の一例において、前駆体細胞を単離するための本発明の方法は、体内
組織サンプルを採取すること、当該サンプルを前駆体細胞の表面上の抗原を認識
してこれに結合する抗体または他の試薬に接触させること、および、例えばアフ
ィニティクロマトグラフによって未結合の材料から前駆体細胞−試薬の複合体を
分離することを含む。この方法は脂肪組織を含む末梢血液、骨髄等の組織に適用
できる。しかしながら、単離の簡明化のために、外科手術を必要としない血液が
供給源材料として好ましい。
組織サンプルを採取すること、当該サンプルを前駆体細胞の表面上の抗原を認識
してこれに結合する抗体または他の試薬に接触させること、および、例えばアフ
ィニティクロマトグラフによって未結合の材料から前駆体細胞−試薬の複合体を
分離することを含む。この方法は脂肪組織を含む末梢血液、骨髄等の組織に適用
できる。しかしながら、単離の簡明化のために、外科手術を必要としない血液が
供給源材料として好ましい。
【0042】(a)前駆体細胞の供給源としての末梢血液細胞
例示的に、約1ユニットの血液を例えば静脈穿刺等の任意の適当な手段によっ
て採取する。臨床的環境において特に有効と思われる方法はアフェレーシス(ap
heresis)であり、この方法は赤血球細胞を取り出す上で付加的な利点を有してい
る。赤血球細胞の取り出しは、当該細胞がこの方法の性能を高めて好ましいが、
不可欠ではない。赤血球細胞は例えば溶解、遠心分離または密度勾配分離等の任
意の適当な手段によってサンプルから取り出すことができる。さらに、サンプル
は例えばクエン酸塩、ヘパリンまたはEDTAによる処理によって抗凝固化処理
が施されているのが好ましい。
て採取する。臨床的環境において特に有効と思われる方法はアフェレーシス(ap
heresis)であり、この方法は赤血球細胞を取り出す上で付加的な利点を有してい
る。赤血球細胞の取り出しは、当該細胞がこの方法の性能を高めて好ましいが、
不可欠ではない。赤血球細胞は例えば溶解、遠心分離または密度勾配分離等の任
意の適当な手段によってサンプルから取り出すことができる。さらに、サンプル
は例えばクエン酸塩、ヘパリンまたはEDTAによる処理によって抗凝固化処理
が施されているのが好ましい。
【0043】
前駆体細胞の収量は有核の血液細胞集団の約0.1%乃至0.5%と予想され
る。なお、収量はドナーの健康状態や年齢およびサンプルの鮮度によって異なる
。この収量は血液採集の前に患者に薬物または生長因子を投与することによって
大幅に増加することが可能である。この方法は冷凍保存のサンプルに有効である
が、新鮮なサンプルが好ましい。
る。なお、収量はドナーの健康状態や年齢およびサンプルの鮮度によって異なる
。この収量は血液採集の前に患者に薬物または生長因子を投与することによって
大幅に増加することが可能である。この方法は冷凍保存のサンプルに有効である
が、新鮮なサンプルが好ましい。
【0044】
末梢血液から前駆体細胞を単離するための陽性選別法における臨床的な工程は
CD34+細胞上の細胞表面を認識してこれに結合する試薬に血液サンプルを接
触させる処理を含む。なお、CD34+細胞を認識してこれに結合するあらゆる
試薬が本発明の範囲に含まれる。適当な試薬としては、例えば、大豆アグルチニ
ン(SBA)およびL−セレクチンが挙げられる。
CD34+細胞上の細胞表面を認識してこれに結合する試薬に血液サンプルを接
触させる処理を含む。なお、CD34+細胞を認識してこれに結合するあらゆる
試薬が本発明の範囲に含まれる。適当な試薬としては、例えば、大豆アグルチニ
ン(SBA)およびL−セレクチンが挙げられる。
【0045】
好ましい実施形態の一例において、上記サンプルはCD34に対する抗体に接
触される。この場合、モノクローナル(mAb)またはポリクローナルのいずれ
の抗体も使用可能である。CD34およびCD34+細胞上の別の細胞表面抗原
に対する抗体を調製する方法は当該技術分野における熟練者において周知である
。例えば、CD34およびCD34+細胞上の別の細胞表面マーカーに対する適
当なヒト抗体調製物はワシントン州、ボーゼルのCell Pro社またはカリフォルニ
ア州、マウンテンビューのBecton-Dickinson社から市場により入手できる。
触される。この場合、モノクローナル(mAb)またはポリクローナルのいずれ
の抗体も使用可能である。CD34およびCD34+細胞上の別の細胞表面抗原
に対する抗体を調製する方法は当該技術分野における熟練者において周知である
。例えば、CD34およびCD34+細胞上の別の細胞表面マーカーに対する適
当なヒト抗体調製物はワシントン州、ボーゼルのCell Pro社またはカリフォルニ
ア州、マウンテンビューのBecton-Dickinson社から市場により入手できる。
【0046】
前駆体細胞上の適当な細胞表面抗原はCD34抗原および例えばTHY1、C
D33、CD38およびCD74のようなCD34+細胞上の他の抗原を含む。
好ましい細胞表面マーカーはCD34である。なお、前駆体細胞用のマーカーと
してCD34+細胞上の別の細胞表面抗原を使用することによってもこの処理方
法が有効となることが予想される。
D33、CD38およびCD74のようなCD34+細胞上の他の抗原を含む。
好ましい細胞表面マーカーはCD34である。なお、前駆体細胞用のマーカーと
してCD34+細胞上の別の細胞表面抗原を使用することによってもこの処理方
法が有効となることが予想される。
【0047】
結合を可能にするために抗体と共にサンプルを短いインキュベーションにかけ
た後に、例えばアフィニティクロマトフラフィ、磁気ビーズ、およびパニング(p
anning)のような任意の適当な方法によって前駆体細胞−抗体複合物が回収され
る。好ましい実施形態において、この回収処理はアフィニティクロマトグラフィ
によって行なわれる。(例えば、RJ Berenson他の「アビジン−ビオチン免疫吸着
による生存能力を有する細胞集団の陽性選別(Positive selection of viable c
ell populations using avidin-biotin immunoadsorption)」(J. Immunolog.
Meth. 91, 11-19, 1986年)を参照されたい。)
た後に、例えばアフィニティクロマトフラフィ、磁気ビーズ、およびパニング(p
anning)のような任意の適当な方法によって前駆体細胞−抗体複合物が回収され
る。好ましい実施形態において、この回収処理はアフィニティクロマトグラフィ
によって行なわれる。(例えば、RJ Berenson他の「アビジン−ビオチン免疫吸着
による生存能力を有する細胞集団の陽性選別(Positive selection of viable c
ell populations using avidin-biotin immunoadsorption)」(J. Immunolog.
Meth. 91, 11-19, 1986年)を参照されたい。)
【0048】
簡潔に説明すると、上記の一実施形態に従うアフィニティ回収法はビオチン−
アビジンカップリング反応を利用して、当該反応において、抗体が任意の適当な
方法でビオチンに結合する。この抗体−ビオチンラベル化した前駆体細胞複合体
はアビジンラベル化したマトリックスを充填したカラムに反応混合物を通すこと
によって未結合物質から分離される。この未結合物質は洗浄によってカラムから
除去される。有用な市販の細胞分離装置はビオチン−ラベル化したヒト抗CD3
4およびアビジンラベル化したマトリックスを充填したカラム(ワシントン州、
ボーゼルのCellPro社により販売される「CEPRATE(登録商標)LC」)を
含む。
アビジンカップリング反応を利用して、当該反応において、抗体が任意の適当な
方法でビオチンに結合する。この抗体−ビオチンラベル化した前駆体細胞複合体
はアビジンラベル化したマトリックスを充填したカラムに反応混合物を通すこと
によって未結合物質から分離される。この未結合物質は洗浄によってカラムから
除去される。有用な市販の細胞分離装置はビオチン−ラベル化したヒト抗CD3
4およびアビジンラベル化したマトリックスを充填したカラム(ワシントン州、
ボーゼルのCellPro社により販売される「CEPRATE(登録商標)LC」)を
含む。
【0049】
間接的なラベル化方法もまた本発明の範囲内に入る。例えば、一次的な抗体を
前駆体細胞表面マーカーに対して使用して、ビオチンでラベル化した二次的な抗
体を一次的な抗体に対して使用することができる。あるいは、二次的な抗体を適
当な固体支持物質に結合することができる。
前駆体細胞表面マーカーに対して使用して、ビオチンでラベル化した二次的な抗
体を一次的な抗体に対して使用することができる。あるいは、二次的な抗体を適
当な固体支持物質に結合することができる。
【0050】
陰性選別方式もまた本発明の範囲内に入る。この陰性選別によって、抗体また
は別の試薬はCD34+細胞上に無い細胞表面マーカーに対して用いられる。そ
の後、この試薬(すなわち、抗体またはレクチン)に結合しない細胞が単離され
る。実施形態の一例によれば、骨形成および軟骨形成能力を有する細胞(すなわ
ち、軟骨および骨前駆体細胞)を豊富に含む細胞集団が、末梢血液、骨髄または
脂肪組織から単離した細胞を軟骨および骨前駆体細胞の表面上に存在しない表面
抗原に結合する試薬組成物に接触させることよって調製される。用語の「豊富に
含む細胞集団(enriched cell population)」は細胞を単離した天然組織における
特定の細胞種の存在率に比して当該細胞種の高い存在率を有する細胞集団を示す
ように本発明に従って用いられている。上記の試薬組成物はCD3、CD8、C
D10、CD15、CD19およびCD20から成る群から選択される細胞表面
抗原に結合するレクチンまたは抗体から選択できる。このうち、CD3抗原およ
びCD8抗原はT細胞に関連し、CD19抗原およびCD20抗原はB細胞に関
連し、CD15抗原は顆粒細胞に関連し、CD10抗原はリンパ球細胞前駆体お
よび顆粒細胞に関連する。好ましくは、これらの抗原の組合せを用いて非始原細
胞上に存在する幾つかの異なる抗原に結合させる。その後、この試薬に結合しな
い細胞を回収する。クロマトグラフィ、磁気ビーズまたはパニングを含む標準的
な分離技法が試薬に結合している細胞と試薬に結合しない細胞とを分離するため
に利用できる。
は別の試薬はCD34+細胞上に無い細胞表面マーカーに対して用いられる。そ
の後、この試薬(すなわち、抗体またはレクチン)に結合しない細胞が単離され
る。実施形態の一例によれば、骨形成および軟骨形成能力を有する細胞(すなわ
ち、軟骨および骨前駆体細胞)を豊富に含む細胞集団が、末梢血液、骨髄または
脂肪組織から単離した細胞を軟骨および骨前駆体細胞の表面上に存在しない表面
抗原に結合する試薬組成物に接触させることよって調製される。用語の「豊富に
含む細胞集団(enriched cell population)」は細胞を単離した天然組織における
特定の細胞種の存在率に比して当該細胞種の高い存在率を有する細胞集団を示す
ように本発明に従って用いられている。上記の試薬組成物はCD3、CD8、C
D10、CD15、CD19およびCD20から成る群から選択される細胞表面
抗原に結合するレクチンまたは抗体から選択できる。このうち、CD3抗原およ
びCD8抗原はT細胞に関連し、CD19抗原およびCD20抗原はB細胞に関
連し、CD15抗原は顆粒細胞に関連し、CD10抗原はリンパ球細胞前駆体お
よび顆粒細胞に関連する。好ましくは、これらの抗原の組合せを用いて非始原細
胞上に存在する幾つかの異なる抗原に結合させる。その後、この試薬に結合しな
い細胞を回収する。クロマトグラフィ、磁気ビーズまたはパニングを含む標準的
な分離技法が試薬に結合している細胞と試薬に結合しない細胞とを分離するため
に利用できる。
【0051】(b)前駆体細胞の供給源としての骨髄
血液から前駆体細胞を単離するための上記の方法は骨髄に対してもほとんど同
様の様式で適用できる。骨髄は例えば腸骨稜アスピレーションのような任意の適
当な様式で収集できる。好ましい実施形態において、骨髄はEDTA、ヘパリン
またはクエン酸塩のような抗凝固剤によって処理されて、例えば溶血または密度
勾配遠心分離のような任意の適当な手段によって有核細胞が非有核細胞から分離
される。
様の様式で適用できる。骨髄は例えば腸骨稜アスピレーションのような任意の適
当な様式で収集できる。好ましい実施形態において、骨髄はEDTA、ヘパリン
またはクエン酸塩のような抗凝固剤によって処理されて、例えば溶血または密度
勾配遠心分離のような任意の適当な手段によって有核細胞が非有核細胞から分離
される。
【0052】
CD34細胞表面抗原を発現する前駆体細胞がCD34またはCD34+細胞
の表面上の別の抗原を認識してこれに結合する試薬によって骨髄から単離される
。適当な試薬は抗体、レクチンおよび付着分子を含む。さらに、結合した細胞が
アフィニティクロマトグラフィ、磁気ビーズまたはパニングによって未結合細胞
から分離される。
の表面上の別の抗原を認識してこれに結合する試薬によって骨髄から単離される
。適当な試薬は抗体、レクチンおよび付着分子を含む。さらに、結合した細胞が
アフィニティクロマトグラフィ、磁気ビーズまたはパニングによって未結合細胞
から分離される。
【0053】
好ましい実施形態において、CD34に対して使用される抗体は結合反応にお
いて使用されて、結合した細胞が、後述する実施例においてより詳細に説明する
ように、アフィニティクロマトグラフィによって未結合の細胞から分離される。
いて使用されて、結合した細胞が、後述する実施例においてより詳細に説明する
ように、アフィニティクロマトグラフィによって未結合の細胞から分離される。
【0054】(c)前駆体細胞の供給源としての脂肪組織
この部分の始めに定義したように、遺伝的意味において本明細書における開示
全体を通して、「脂肪組織」は脂肪その他の組織種(接合組織、血液、骨膜およ
び軟骨膜を除く)を意味し、微小脈管細胞も含む毛細管が形成された微小脈管組
織は血液輸送系の一体の部分であり、体内の至るところに存在している。この微
小脈管組織は少なくとも3種の細胞種、すなわち、内皮、周皮細胞および平滑筋
から成る。初期の研究では微小脈管組織が骨の代謝において重要な役割を果たす
可能性のあることが示唆されていた。この場合の決め手となる観察は、微小脈管
細胞および組織が新規に(de novo)発生して骨の修復および骨の生長の部位にお
いて増殖することであった。このような観察によって、内皮細胞、周皮細胞また
はこれらの両方が骨前駆体細胞となり得るか、あるいは、微小脈管細胞が骨前駆
体細胞に分裂促進作用(mitogenic effect)を及ぼすことが推測されるようにな
った。(例えば、C. Brighton他の「可能な骨芽細胞の始原細胞としての周皮細
胞(The pericyte as a possible osteoblast progenitor cell)」(Clin. Orth
op. 275, 287-299, 1992年)を参照されたい。)さらに最近のインビトロ培
養した細胞を用いる研究は微小脈管細胞による始原様(progenitor-like)細胞
増殖および分裂促進作用の両方を示唆している(AR Jones他の「微小血管内皮細
胞および周皮細胞はラットの頭蓋冠骨細胞の培養において増殖作用を増大し、骨
芽細胞発現型マーカーを抑制する(Microvessel endotherial cells and pericy
tes increase proliferation and repress osteoblast phenotype markers in r
at calvarial bone cell culture)」(J. Ortho. Res. 13, 553-561, 1995
年)。それゆえ、微小脈管細胞集団の中に骨形成および軟骨形成能力を有する前
駆体細胞が存在する。
全体を通して、「脂肪組織」は脂肪その他の組織種(接合組織、血液、骨膜およ
び軟骨膜を除く)を意味し、微小脈管細胞も含む毛細管が形成された微小脈管組
織は血液輸送系の一体の部分であり、体内の至るところに存在している。この微
小脈管組織は少なくとも3種の細胞種、すなわち、内皮、周皮細胞および平滑筋
から成る。初期の研究では微小脈管組織が骨の代謝において重要な役割を果たす
可能性のあることが示唆されていた。この場合の決め手となる観察は、微小脈管
細胞および組織が新規に(de novo)発生して骨の修復および骨の生長の部位にお
いて増殖することであった。このような観察によって、内皮細胞、周皮細胞また
はこれらの両方が骨前駆体細胞となり得るか、あるいは、微小脈管細胞が骨前駆
体細胞に分裂促進作用(mitogenic effect)を及ぼすことが推測されるようにな
った。(例えば、C. Brighton他の「可能な骨芽細胞の始原細胞としての周皮細
胞(The pericyte as a possible osteoblast progenitor cell)」(Clin. Orth
op. 275, 287-299, 1992年)を参照されたい。)さらに最近のインビトロ培
養した細胞を用いる研究は微小脈管細胞による始原様(progenitor-like)細胞
増殖および分裂促進作用の両方を示唆している(AR Jones他の「微小血管内皮細
胞および周皮細胞はラットの頭蓋冠骨細胞の培養において増殖作用を増大し、骨
芽細胞発現型マーカーを抑制する(Microvessel endotherial cells and pericy
tes increase proliferation and repress osteoblast phenotype markers in r
at calvarial bone cell culture)」(J. Ortho. Res. 13, 553-561, 1995
年)。それゆえ、微小脈管細胞集団の中に骨形成および軟骨形成能力を有する前
駆体細胞が存在する。
【0055】
本発明の脂肪組織に適用される方法は2種類の実施形態を有する。すなわち、
第1の実施形態において、上記組織がCD34またはCD34+細胞上の表面抗
原を認識する試薬に接触される。末梢血液および骨髄の場合と同様に、脂肪組織
との使用に適する結合試薬として、レクチン、抗体および付着分子が含まれる。
一方、脂肪組織に適用されるアフィニティ結合法は、抗原結合性試薬を伴うイン
キュベーションの前に単一細胞懸濁液を精製する付加的な処理工程を必要とする
点で、血液および骨髄に適用される方法とは異なる。例えばコラーゲナーゼのよ
うな任意の適当な分解酵素が使用できる。その後、例えばアフィニティクロマト
グラフィ、磁気ビーズまたはパニングのような任意の適当な手段によって試薬に
結合した細胞が未結合細胞から分離できる。
第1の実施形態において、上記組織がCD34またはCD34+細胞上の表面抗
原を認識する試薬に接触される。末梢血液および骨髄の場合と同様に、脂肪組織
との使用に適する結合試薬として、レクチン、抗体および付着分子が含まれる。
一方、脂肪組織に適用されるアフィニティ結合法は、抗原結合性試薬を伴うイン
キュベーションの前に単一細胞懸濁液を精製する付加的な処理工程を必要とする
点で、血液および骨髄に適用される方法とは異なる。例えばコラーゲナーゼのよ
うな任意の適当な分解酵素が使用できる。その後、例えばアフィニティクロマト
グラフィ、磁気ビーズまたはパニングのような任意の適当な手段によって試薬に
結合した細胞が未結合細胞から分離できる。
【0056】
脂肪組織に適用される本発明の好ましい実施形態において、骨形成および軟骨
形成能力を有する前駆体細胞を豊富に含む細胞部分を得るために沈降法が利用さ
れる。この組織の採取および酵素による消化によって単一細胞の懸濁液を形成し
た後に、細胞をベンチトップ(bench top)上の重力沈降または遠心分離によって
分離する。
形成能力を有する前駆体細胞を豊富に含む細胞部分を得るために沈降法が利用さ
れる。この組織の採取および酵素による消化によって単一細胞の懸濁液を形成し
た後に、細胞をベンチトップ(bench top)上の重力沈降または遠心分離によって
分離する。
【0057】
例示的に、脂肪は脂肪吸引等の任意の適当な方法によって確保できる。約10
cc乃至30ccの脂肪組織を十分な分解酵素(例えば、コラーゲナーゼ)によ
って消化して単一細胞の懸濁液を生成する。酵素の消化のための適当な反応条件
は当該技術分野における熟練者において既知のように使用する酵素によって変化
する。この酵素の消化に続いて、脂肪細胞が遠心分離によって他の細胞種から分
離される。一般に、この細胞はバッファー処理した水性溶液中に懸濁され、この
溶液中において、脂肪細胞は表面に浮遊し、前駆体細胞を含む1.0g/cm3 以上の比較的高密度の細胞が底に集合してその後に任意の適当な手段によって分
離可能となる。採取した前駆体細胞を洗浄した後に、これらの細胞を適当なキャ
リヤと混合して即座に修復を必要とする部位にインビボで内植する。
cc乃至30ccの脂肪組織を十分な分解酵素(例えば、コラーゲナーゼ)によ
って消化して単一細胞の懸濁液を生成する。酵素の消化のための適当な反応条件
は当該技術分野における熟練者において既知のように使用する酵素によって変化
する。この酵素の消化に続いて、脂肪細胞が遠心分離によって他の細胞種から分
離される。一般に、この細胞はバッファー処理した水性溶液中に懸濁され、この
溶液中において、脂肪細胞は表面に浮遊し、前駆体細胞を含む1.0g/cm3 以上の比較的高密度の細胞が底に集合してその後に任意の適当な手段によって分
離可能となる。採取した前駆体細胞を洗浄した後に、これらの細胞を適当なキャ
リヤと混合して即座に修復を必要とする部位にインビボで内植する。
【0058】
II.インビトロでの間葉組織再生
本発明の方法によって回収した前駆体細胞は種々の臨床的用途において有用で
ある。例えば、これらの細胞は付加的な処理を要さずに患者の接合組織部位に移
植して損傷した骨または軟骨の修復または再生を促すことができる。
ある。例えば、これらの細胞は付加的な処理を要さずに患者の接合組織部位に移
植して損傷した骨または軟骨の修復または再生を促すことができる。
【0059】
従来の方法とは異なって、本発明はインビボ用途に使用する適当な細胞種また
は適量の前駆体細胞を得るためにインビトロの培養を必要としない。さらに、本
発明によって、骨形成および軟骨形成性の前駆体細胞が末梢血液および脂肪組織
のような種々の造血性および非造血性の体内組織から単離できるという予期せぬ
発見を得た。この発見によって、インビトロ培養によって細胞数を増やす付加的
な時間のかかる工程を省いてインビボ用途用の十分な細胞を簡便に生成すること
によって引き出される前駆体細胞の貯蔵所を形成することができる。すなわち、
本発明のこの特徴によって、時間および経費を節約することができ、複雑化のお
それを少なくして患者の痛みを軽減することができる。
は適量の前駆体細胞を得るためにインビトロの培養を必要としない。さらに、本
発明によって、骨形成および軟骨形成性の前駆体細胞が末梢血液および脂肪組織
のような種々の造血性および非造血性の体内組織から単離できるという予期せぬ
発見を得た。この発見によって、インビトロ培養によって細胞数を増やす付加的
な時間のかかる工程を省いてインビボ用途用の十分な細胞を簡便に生成すること
によって引き出される前駆体細胞の貯蔵所を形成することができる。すなわち、
本発明のこの特徴によって、時間および経費を節約することができ、複雑化のお
それを少なくして患者の痛みを軽減することができる。
【0060】
本発明の例示のためだけであって、これを制限しない意味において、上記の任
意の適当な組織から本発明の方法によって単離した前駆体細胞は骨や軟骨の再生
を必要とする任意の接合組織部位に内植できる。なお、適当な内植方法としては
外科手術または関節鏡注射が含まれる。
意の適当な組織から本発明の方法によって単離した前駆体細胞は骨や軟骨の再生
を必要とする任意の接合組織部位に内植できる。なお、適当な内植方法としては
外科手術または関節鏡注射が含まれる。
【0061】
生物学的な分化を決定する因子は完全には理解されていないが、修復を必要と
する体内の部位に移植した場合に、前駆体細胞は骨や軟骨に分化することが知ら
れている。本発明の方法によって単離した前駆体細胞は単独または例えば生長因
子を含む細胞信号賦与性分子のような生物活性を有する化合物とのプレミックス
の状態で移植できる。本発明に従う使用に適する生物活性を有する化合物として
は、形質転換生長因子β(TGFβ)、骨形態発生タンパク2,3,4または7
(BMP2,3,4,7)、塩基性線維芽細胞生長因子(bFGF)、インシュ
リン様生長因子I(IGF−I)、ソニックヘッジホグ(sonic hedgehog)(s
hh)、インデアンヘッジホグ(ihh)、生長および分化因子5、分化因子6
または分化因子7(GDF5,6,7)が含まれる。さらに、本発明に従う使用
に適する他の信号賦与性分子として、ビトロネクチン(VN)、ラミニン(LN
)、骨シアロプロテイン(BSP)およびオステオポンチン(OPN)が含まれ
る。
する体内の部位に移植した場合に、前駆体細胞は骨や軟骨に分化することが知ら
れている。本発明の方法によって単離した前駆体細胞は単独または例えば生長因
子を含む細胞信号賦与性分子のような生物活性を有する化合物とのプレミックス
の状態で移植できる。本発明に従う使用に適する生物活性を有する化合物として
は、形質転換生長因子β(TGFβ)、骨形態発生タンパク2,3,4または7
(BMP2,3,4,7)、塩基性線維芽細胞生長因子(bFGF)、インシュ
リン様生長因子I(IGF−I)、ソニックヘッジホグ(sonic hedgehog)(s
hh)、インデアンヘッジホグ(ihh)、生長および分化因子5、分化因子6
または分化因子7(GDF5,6,7)が含まれる。さらに、本発明に従う使用
に適する他の信号賦与性分子として、ビトロネクチン(VN)、ラミニン(LN
)、骨シアロプロテイン(BSP)およびオステオポンチン(OPN)が含まれ
る。
【0062】
実施形態の一例において、本発明の方法は修復の必要な所定部位において軟骨
や骨の生成を誘発するように構成されている。この方法は骨形成および軟骨形成
能力を有する細胞を豊富に含む細胞集団から成る組成物に上記部位を接触させる
工程から成り、この場合に、上記の細胞は末梢血液、骨髄または脂肪組織から単
離される。実施形態の一例において、上記の細胞集団は始原細胞を豊富に含み、
この豊富に含む細胞集団がCD3、CD8、CD10、CD15、CD19およ
びCD20から成る群から選択される細胞表面抗原に特異的な試薬に結合するこ
とに関する始原細胞の不全性に基いて調製される。あるいは、この豊富に含む細
胞集団は、末梢血液、骨髄または脂肪組織から調製した細胞懸濁液をCD34抗
原を支持する細胞に結合する試薬に接触させて試薬に結合した細胞と試薬に結合
しない細胞の混合物を形成して、標準的なクロマトグラフィ、磁気ビーズまたは
パニング技法によって試薬に結合した細胞を未結合の細胞から分離することによ
って調製される。
や骨の生成を誘発するように構成されている。この方法は骨形成および軟骨形成
能力を有する細胞を豊富に含む細胞集団から成る組成物に上記部位を接触させる
工程から成り、この場合に、上記の細胞は末梢血液、骨髄または脂肪組織から単
離される。実施形態の一例において、上記の細胞集団は始原細胞を豊富に含み、
この豊富に含む細胞集団がCD3、CD8、CD10、CD15、CD19およ
びCD20から成る群から選択される細胞表面抗原に特異的な試薬に結合するこ
とに関する始原細胞の不全性に基いて調製される。あるいは、この豊富に含む細
胞集団は、末梢血液、骨髄または脂肪組織から調製した細胞懸濁液をCD34抗
原を支持する細胞に結合する試薬に接触させて試薬に結合した細胞と試薬に結合
しない細胞の混合物を形成して、標準的なクロマトグラフィ、磁気ビーズまたは
パニング技法によって試薬に結合した細胞を未結合の細胞から分離することによ
って調製される。
【0063】
好ましい実施形態の一例において、上記の骨または軟骨の始原細胞は、これら
の細胞が患者に外科的に内植または注入される前に、当該技術分野における熟練
者に周知の生体許容性のキャリヤ材料と組み合わされる。このキャリヤは移植し
た細胞の移動を妨げるように機能して、損傷または病気の組織の修復をさらに促
進するように作用する。適当なキャリヤとしては、コラーゲン、ゼラチン、フィ
ブリン/フィブリンクロット、脱塩骨マトリックス(DBM)、マトリゲル(Mat
rigel(登録商標))およびコラスタット(Collastat(登録商標))のようなタンパ
ク質、澱粉、多糖類、サッカライド、アミロペクチン、ヘタスターチ(Hetastac
h)、アルギン酸、メチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースのよう
な炭水化物、ヒアルロン酸のようなプロテオグリカン、寒天、ポリエステル(特
に、グリコール酸、乳酸、カプロラクトン、マレイン酸およびグリコールのよう
な通常の代謝生成物)、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエチルメタク
リレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ(アミノ酸)、ポリジオキサノンお
よびポリアンハイドライドを含む合成ポリマー、トリカルシウムホスフェート、
ヒドロキシアパタイト、アルミナ、ジルコニア、骨無機質および石膏のようなセ
ラミック、バイオガラス(Bioglass)、A−Wグラスおよびカルシウムホスフェ
ートグラスのようなガラス、チタン、Ti−6Al−4V、コバルト−クロム合
金、ステンレススチールおよびタンタルを含む金属、ヒドロゲル基材(matrix)が
含まれる。実施形態の一例において、上記キャリヤは生体分解性(biodegradabl
e)または生体再吸収性(bioresorbable)である材料から選択される。
の細胞が患者に外科的に内植または注入される前に、当該技術分野における熟練
者に周知の生体許容性のキャリヤ材料と組み合わされる。このキャリヤは移植し
た細胞の移動を妨げるように機能して、損傷または病気の組織の修復をさらに促
進するように作用する。適当なキャリヤとしては、コラーゲン、ゼラチン、フィ
ブリン/フィブリンクロット、脱塩骨マトリックス(DBM)、マトリゲル(Mat
rigel(登録商標))およびコラスタット(Collastat(登録商標))のようなタンパ
ク質、澱粉、多糖類、サッカライド、アミロペクチン、ヘタスターチ(Hetastac
h)、アルギン酸、メチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースのよう
な炭水化物、ヒアルロン酸のようなプロテオグリカン、寒天、ポリエステル(特
に、グリコール酸、乳酸、カプロラクトン、マレイン酸およびグリコールのよう
な通常の代謝生成物)、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエチルメタク
リレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ(アミノ酸)、ポリジオキサノンお
よびポリアンハイドライドを含む合成ポリマー、トリカルシウムホスフェート、
ヒドロキシアパタイト、アルミナ、ジルコニア、骨無機質および石膏のようなセ
ラミック、バイオガラス(Bioglass)、A−Wグラスおよびカルシウムホスフェ
ートグラスのようなガラス、チタン、Ti−6Al−4V、コバルト−クロム合
金、ステンレススチールおよびタンタルを含む金属、ヒドロゲル基材(matrix)が
含まれる。実施形態の一例において、上記キャリヤは生体分解性(biodegradabl
e)または生体再吸収性(bioresorbable)である材料から選択される。
【0064】
表2に示すデータはインビボ用途における本発明の作用性を示している。これ
らの研究において使用したラットの頭蓋冠モデルは、モノクローナル抗体によっ
て骨髄から単離したCD34+細胞が陽性対照(自系移植片)と同様にインビボ
環境における骨の生長の促進に効果的にであることを示した。また、このデータ
は抗体自体がおそらく補体系との相互作用によって得られる結果に対して影響を
及ぼし得るということを示している。例えば、mAb5E6によって結合した細
胞はラットの頭蓋冠モデルにおける骨の生長を刺激しない。両方の試験した抗体
はCD34を認識するIgMアイソタイプであるが、5E6は補体に有効に結合
するが2C6は結合しない。
らの研究において使用したラットの頭蓋冠モデルは、モノクローナル抗体によっ
て骨髄から単離したCD34+細胞が陽性対照(自系移植片)と同様にインビボ
環境における骨の生長の促進に効果的にであることを示した。また、このデータ
は抗体自体がおそらく補体系との相互作用によって得られる結果に対して影響を
及ぼし得るということを示している。例えば、mAb5E6によって結合した細
胞はラットの頭蓋冠モデルにおける骨の生長を刺激しない。両方の試験した抗体
はCD34を認識するIgMアイソタイプであるが、5E6は補体に有効に結合
するが2C6は結合しない。
【0065】
III.プロテーゼ装置
種々の臨床的に有用なプロテーゼ装置が骨および軟骨移植処理における使用の
ために開発されている。(例えば、Bone Grafts and Bone Substitutions(Ed.
M.B. Habal & A. H. Reddi,W. B. Saunders Co., 1992年)を参照されたい
。)例えば、有効な膝および股置換装置が開発されて臨床環境において広く使用
し続けられている。これらの装置の多くは免疫活性の低い体内において安全に機
能する種々の無機材料によって製造されている。これまで試みられて立証されて
きた合成材料の例としては、チタン合金、カルシウムホスフェート、セラミック
ヒドロキシアパタイトおよび種々のステンレススチールおよびコバルト−クロム
合金が含まれる。これらの材料は構造的な支持を行なって、ホストの血管新生お
よび細胞転移が生じる足場を形成することができる。
ために開発されている。(例えば、Bone Grafts and Bone Substitutions(Ed.
M.B. Habal & A. H. Reddi,W. B. Saunders Co., 1992年)を参照されたい
。)例えば、有効な膝および股置換装置が開発されて臨床環境において広く使用
し続けられている。これらの装置の多くは免疫活性の低い体内において安全に機
能する種々の無機材料によって製造されている。これまで試みられて立証されて
きた合成材料の例としては、チタン合金、カルシウムホスフェート、セラミック
ヒドロキシアパタイトおよび種々のステンレススチールおよびコバルト−クロム
合金が含まれる。これらの材料は構造的な支持を行なって、ホストの血管新生お
よび細胞転移が生じる足場を形成することができる。
【0066】
表面に織り目を付けた(textured)プロテーゼ装置は剥き出しの無機質構造とし
てホストの中に効果的に係留されるが、それらの付着力は骨形成性の前駆体細胞
または骨形成性細胞を引き付けて活性化する生物活性を有する化合物を受け付け
ることによって改善される。このような「生物学的植え付け(biological-seedi
ng)」はホストの血管新生および細胞転移が生じ得る繁殖力のある環境を与える
ことによって付着力が生じる効果および速度を高めると考えられる。
てホストの中に効果的に係留されるが、それらの付着力は骨形成性の前駆体細胞
または骨形成性細胞を引き付けて活性化する生物活性を有する化合物を受け付け
ることによって改善される。このような「生物学的植え付け(biological-seedi
ng)」はホストの血管新生および細胞転移が生じ得る繁殖力のある環境を与える
ことによって付着力が生じる効果および速度を高めると考えられる。
【0067】
本発明は上記のプロテーゼ装置に「植え付ける(seed)」ために使用できる前
駆体細胞の供給源を提供する。好ましい実施形態において、前駆体細胞は装置に
適用する前にキャリヤ材料とまず混合される。当該技術分野における熟練者に周
知の適当なキャリヤはゼラチン、フィブリン、コラーゲン、澱粉、多糖類、サッ
カライド、プロテオグリカン、合成ポリマー、カルシウムホスフェートまたはセ
ラミックを含むがこれらに限られない。このようなキャリヤは有用な時間にわた
ってインプラント装置が多孔質表面上に細胞が保持されることを確実にする。
駆体細胞の供給源を提供する。好ましい実施形態において、前駆体細胞は装置に
適用する前にキャリヤ材料とまず混合される。当該技術分野における熟練者に周
知の適当なキャリヤはゼラチン、フィブリン、コラーゲン、澱粉、多糖類、サッ
カライド、プロテオグリカン、合成ポリマー、カルシウムホスフェートまたはセ
ラミックを含むがこれらに限られない。このようなキャリヤは有用な時間にわた
ってインプラント装置が多孔質表面上に細胞が保持されることを確実にする。
【0068】
本発明の別の関連する態様は骨および軟骨の移植用のプロテーゼ装置を作成す
る場合に有用なキットである。このキットは1個以上の選択可能な生体許容性の
キャリヤと、患者の組織からの始原細胞を豊富に含む細胞集団を調製するための
試薬組成物とを含む。脂肪組織からプロテーゼを構成するための実施形態の一例
において、このキットは脂肪組織から細胞懸濁液を生成するための酵素混合物と
、当該細胞懸濁液から生じる始原細胞において豊富に含む細胞集団に混合するた
めのキャリヤマトリックスとから成る。さらに、このキットは上記の酵素混合物
と共に使用するためのバッファーおよび上記の細胞懸濁液を洗浄および処理する
ためのバッファーを含む。実施形態の一例において、このキットは脂肪吸引用の
廃棄可能な付着部品と、単離した脂肪組織および細胞懸濁液を処理するための廃
棄可能な容器を含む。さらに、このキットはCD34抗原を担持する細胞に結合
する試薬組成部とCD3、CD8、CD10、CD15、CD19およびCD2
0から成る群から選択される抗原を担持する細胞に結合する成分を含む試薬組成
物も含むことができる。
る場合に有用なキットである。このキットは1個以上の選択可能な生体許容性の
キャリヤと、患者の組織からの始原細胞を豊富に含む細胞集団を調製するための
試薬組成物とを含む。脂肪組織からプロテーゼを構成するための実施形態の一例
において、このキットは脂肪組織から細胞懸濁液を生成するための酵素混合物と
、当該細胞懸濁液から生じる始原細胞において豊富に含む細胞集団に混合するた
めのキャリヤマトリックスとから成る。さらに、このキットは上記の酵素混合物
と共に使用するためのバッファーおよび上記の細胞懸濁液を洗浄および処理する
ためのバッファーを含む。実施形態の一例において、このキットは脂肪吸引用の
廃棄可能な付着部品と、単離した脂肪組織および細胞懸濁液を処理するための廃
棄可能な容器を含む。さらに、このキットはCD34抗原を担持する細胞に結合
する試薬組成部とCD3、CD8、CD10、CD15、CD19およびCD2
0から成る群から選択される抗原を担持する細胞に結合する成分を含む試薬組成
物も含むことができる。
【0069】
本発明は当該発明を実施する以下の例示的な実施例を参照することによってよ
り完全に理解することができる。なお、これらの実施例は本発明を不当に制限す
ることを目的としていない。
り完全に理解することができる。なお、これらの実施例は本発明を不当に制限す
ることを目的としていない。
【0070】
実施例1前駆体細胞の骨再生能力用の動物体モデル
ラットの頭蓋冠モデルをインビボ用途における本発明の作用性を試験するため
に用いた。このモデルはラットの頭蓋骨に外科的に導入した頭蓋冠欠損部におけ
る骨の生長を促進するための種々の試験サンプルの能力をモニターするように構
成されている。頭蓋冠欠損部は以下の手順に従って約300g乃至500gの範
囲の体重を有する6ヶ月乃至9ヶ月の老いたフィッシャー(Fisher)ラットに導
入した。これらの動物体にKetamineRompun(キシラジン)−Acepromazine(アセ
プロマジンマレエート)カクテルによる筋肉内注射によって麻酔をかけて、頭蓋
骨の頭蓋冠部分に外科的な切開部を形成した。皮膚片を剥がした後に、直径8m
mの頭蓋骨における円形部分を円形トレフィンおよび生理塩水の灌注を伴ってド
リルで除去した。8mm径の「GELFILM」のディスクを各欠損部の中に入
れて試験材料から露出した脳を分離して止血状態に維持した。このように形成し
た頭蓋冠欠損部に単離した細胞母集団から成るテストサンプルを充填した。一部
の実験において、この試験サンプルは頭蓋冠欠損部への導入の前にラットテイル
コラーゲンまたはAvitene(登録商標)ボビンコラーゲンから成るキャリヤ材料と
混合した。陽性対照を自己移植片により構成し、陰性対照をトリカルシウムホス
フェート(TCP)キャリヤのみの移植片によって構成した。傷の部分を外科的
に閉じた後に、処理した動物体をそれぞれの籠に戻して、通常の給食および給水
状態に維持して、手術後28日目に殺して評価に用いた。
に用いた。このモデルはラットの頭蓋骨に外科的に導入した頭蓋冠欠損部におけ
る骨の生長を促進するための種々の試験サンプルの能力をモニターするように構
成されている。頭蓋冠欠損部は以下の手順に従って約300g乃至500gの範
囲の体重を有する6ヶ月乃至9ヶ月の老いたフィッシャー(Fisher)ラットに導
入した。これらの動物体にKetamineRompun(キシラジン)−Acepromazine(アセ
プロマジンマレエート)カクテルによる筋肉内注射によって麻酔をかけて、頭蓋
骨の頭蓋冠部分に外科的な切開部を形成した。皮膚片を剥がした後に、直径8m
mの頭蓋骨における円形部分を円形トレフィンおよび生理塩水の灌注を伴ってド
リルで除去した。8mm径の「GELFILM」のディスクを各欠損部の中に入
れて試験材料から露出した脳を分離して止血状態に維持した。このように形成し
た頭蓋冠欠損部に単離した細胞母集団から成るテストサンプルを充填した。一部
の実験において、この試験サンプルは頭蓋冠欠損部への導入の前にラットテイル
コラーゲンまたはAvitene(登録商標)ボビンコラーゲンから成るキャリヤ材料と
混合した。陽性対照を自己移植片により構成し、陰性対照をトリカルシウムホス
フェート(TCP)キャリヤのみの移植片によって構成した。傷の部分を外科的
に閉じた後に、処理した動物体をそれぞれの籠に戻して、通常の給食および給水
状態に維持して、手術後28日目に殺して評価に用いた。
【0071】
切断した骨の端部の間の直線距離における閉塞部分の測定または欠損部の中央
部分における骨の生長による島状の部分を観察することによって欠損部位におけ
る新しい骨の形成を調べて頭蓋冠欠損部における骨の生長を誘発する試験サンプ
ルの有効性を評価した。この評価点の基準を表1に示す。また、これらの結果を
表2にまとめた。
部分における骨の生長による島状の部分を観察することによって欠損部位におけ
る新しい骨の形成を調べて頭蓋冠欠損部における骨の生長を誘発する試験サンプ
ルの有効性を評価した。この評価点の基準を表1に示す。また、これらの結果を
表2にまとめた。
【0072】
表1骨形成評価
部位 評価点 説明
欠損部 0 骨における実質的な増加がない。すなわち、吸収量
よりも形成量が少ないか、全く形成していない。
1 切断した骨の端部間の直線距離の約5%以下が新し
い骨によって架橋されている。
2 欠損部の約5%乃至33%が新しい骨によって
架橋されているか、欠損部の中央部分に骨の島状の
部分が存在する。
3 欠損部の約33%乃至66%が新しい骨によって
架橋されている。
4 欠損部の66%以上が新しい骨によって架橋されて
いる。
5 新しい骨によって欠損部が完全に架橋している。
【0073】
表2
組織/細胞種 N RBRA(平均±S.D.)
自己移植片(陽性対照) 142 2.4±0.7
TCP(陰性対照) 105 1.0±0.9
骨髄 30 2.5±1.1
Marrow Ficoll 18 2.3±0.8
Marrow/Avitene 9 1.8±0.4
Blood Ficoll 11 1.3±0.5
Blood/RTC Ficoll 16 1.4±0.5
2C6+細胞 12 1.8±0.4
2C6−細胞 12 0.7±0.5
5E6+細胞 12 1.3±0.6
5E6−細胞 12 1.5±0.5
SBA+細胞 12 1.8±1.1
SBA−細胞 18 1.4±0.7
RBRA:相対的な骨の再生活性
N:実験数
S.D.:標準偏差
2C6および5E6細胞は骨髄から単離した
SBA:大豆アグルチニン
【0074】
実施例2ラット骨髄からの豊富に含む有核細胞母集団の単離
ラットの骨髄を8週間乃至10週間の年齢の雄のフィッシャーラットから採取
した6個の大腿骨の骨髄内空腔部から単離した。動物体を殺して評価する前に、
これらを通常の給食および給水状態で維持した。この骨髄を約5mlのACDバ
ッファーを入れた試験管の中に洗い出すことによって摘出した大腿骨から抽出し
た。均一状態のバッファーACDは2.2gのNa3 クエン酸塩・2H2 O、0
.8gのクエン酸および2.4gの100ml蒸留水に溶解したデキストロース
から成る。特に記載しない限り、バッファーACDはPBS中において15%の
濃度に希釈されている。抽出した骨髄細胞はピペット操作によってバッファー中
に穏やかに懸濁される。赤血球細胞を白血球細胞から分離するために、この骨髄
細胞の懸濁液に比重1.09のFicoll-Hypaque(ミズーリ州、セントルイスのSig
ma Chemical社)4mlを加えて1200×gで20分間遠心分離処理した。遠心
分離処理後に、有核細胞を含有する中間層をピペット操作によって取り出した。
この細胞を5mlのACD内で洗浄して250×gで6分間乃至7分間遠心分離
処理した。このペレットを1%のBSA/PBS(CEPRATE-LCキットに供給され
るボビン血清アルブミン、ホスフェートバッファー化生理塩水)においてさらに
2回洗浄する。なお、凝血を防止するために全てのPBSはCa2+およびMg2+ を含まない。
した6個の大腿骨の骨髄内空腔部から単離した。動物体を殺して評価する前に、
これらを通常の給食および給水状態で維持した。この骨髄を約5mlのACDバ
ッファーを入れた試験管の中に洗い出すことによって摘出した大腿骨から抽出し
た。均一状態のバッファーACDは2.2gのNa3 クエン酸塩・2H2 O、0
.8gのクエン酸および2.4gの100ml蒸留水に溶解したデキストロース
から成る。特に記載しない限り、バッファーACDはPBS中において15%の
濃度に希釈されている。抽出した骨髄細胞はピペット操作によってバッファー中
に穏やかに懸濁される。赤血球細胞を白血球細胞から分離するために、この骨髄
細胞の懸濁液に比重1.09のFicoll-Hypaque(ミズーリ州、セントルイスのSig
ma Chemical社)4mlを加えて1200×gで20分間遠心分離処理した。遠心
分離処理後に、有核細胞を含有する中間層をピペット操作によって取り出した。
この細胞を5mlのACD内で洗浄して250×gで6分間乃至7分間遠心分離
処理した。このペレットを1%のBSA/PBS(CEPRATE-LCキットに供給され
るボビン血清アルブミン、ホスフェートバッファー化生理塩水)においてさらに
2回洗浄する。なお、凝血を防止するために全てのPBSはCa2+およびMg2+ を含まない。
【0075】
実施例3モノクローナル抗体およびアフィニティクロマトグラフィによるラット骨髄から のCD34+細胞の単離と、ラット頭蓋冠モデルにおけるインビボでの骨再生に おけるそれらの使用
(材料および方法)
マウスのIgMモノクローナル抗体2C6および5E6をラットの造血性細胞
の亜集団の表面上に存在するラットCD34に対して増殖した。これらの実験に
おいて使用したCD34のmAbはDr. Othmar Fosterに従って当該技術分野に
おける熟練者に周知の態様で作成した。mAbの2C6および5E6に結合した
細胞の蛍光分取に使用する抗−マウスIgM:FITCは Boehringer Mannheim
のカタログ番号100807によって得られる。同様に蛍光分取に使用するアビ
ジン:FITCは Boehringer Mannheimのカタログ番号100205によって得
られる。このようにmAb2C6または5E6によってラベル化したCD34+
細胞はアフィニティカラム法によって未結合細胞から分離される。有用な市販の
アフィニティ細胞分離キット「CEPRATE LC」はCellPro(ワシントン州、ボーゼル
98021の CellPro社)から入手できる。また、抗−マウスIgM:ビオチン
はアラバマ州、バーミンガムのSouthern Biotechのカタログ番号1022−08
によって購入した。
の亜集団の表面上に存在するラットCD34に対して増殖した。これらの実験に
おいて使用したCD34のmAbはDr. Othmar Fosterに従って当該技術分野に
おける熟練者に周知の態様で作成した。mAbの2C6および5E6に結合した
細胞の蛍光分取に使用する抗−マウスIgM:FITCは Boehringer Mannheim
のカタログ番号100807によって得られる。同様に蛍光分取に使用するアビ
ジン:FITCは Boehringer Mannheimのカタログ番号100205によって得
られる。このようにmAb2C6または5E6によってラベル化したCD34+
細胞はアフィニティカラム法によって未結合細胞から分離される。有用な市販の
アフィニティ細胞分離キット「CEPRATE LC」はCellPro(ワシントン州、ボーゼル
98021の CellPro社)から入手できる。また、抗−マウスIgM:ビオチン
はアラバマ州、バーミンガムのSouthern Biotechのカタログ番号1022−08
によって購入した。
【0076】
CD34表面抗原を担持する細胞をラットの骨髄から以下のように単離した。
実施例2において説明した態様で単離して洗浄した有核細胞を約0.5mlの1
%BSA/PBS(CellProキットによる)の中に再懸濁した。その後、1μg/
ml乃至40μg/mlの濃度範囲の一定容量のmAbを加えて、この混合物を
時々穏やかに振盪して室温で約1時間インキュベートした。このインキュベーシ
ョンの後に、混合物を1%BSA/PBSによって10mlにしてから250×
gで6分間遠心分離処理した。このペレットを穏やかに再懸濁してからさらに1
0mlの1%BSA/PBSにおいて2回洗浄して前述のように遠心分離処理し
た。さらに再懸濁および遠心分離処理した後に、最終的な細胞ペレットを2ml
の1%BSA/PBSに再懸濁して、ビオチン化した(biotinylated)抗−マウ
スIgMでインキュベーションした。
実施例2において説明した態様で単離して洗浄した有核細胞を約0.5mlの1
%BSA/PBS(CellProキットによる)の中に再懸濁した。その後、1μg/
ml乃至40μg/mlの濃度範囲の一定容量のmAbを加えて、この混合物を
時々穏やかに振盪して室温で約1時間インキュベートした。このインキュベーシ
ョンの後に、混合物を1%BSA/PBSによって10mlにしてから250×
gで6分間遠心分離処理した。このペレットを穏やかに再懸濁してからさらに1
0mlの1%BSA/PBSにおいて2回洗浄して前述のように遠心分離処理し
た。さらに再懸濁および遠心分離処理した後に、最終的な細胞ペレットを2ml
の1%BSA/PBSに再懸濁して、ビオチン化した(biotinylated)抗−マウ
スIgMでインキュベーションした。
【0077】
約10μlのヤギ抗−マウスIgM:ビオチン(0.5mg/ml希釈前)を
前の工程において得た再懸濁したmAb細胞ペレットに加えた。この混合物を穏
やかに振盪して約30分間室温でインキュベーションした後に、前述のように、
遠心分離処理およびBSA/PBS中における再懸濁によって細胞を2回洗浄し
た。最終の細胞ペレットを1ml乃至4mlの容量で5%BSA中において約1
00×106 細胞/mlに再懸濁してアビジンカラムに充填できるようにした。
前の工程において得た再懸濁したmAb細胞ペレットに加えた。この混合物を穏
やかに振盪して約30分間室温でインキュベーションした後に、前述のように、
遠心分離処理およびBSA/PBS中における再懸濁によって細胞を2回洗浄し
た。最終の細胞ペレットを1ml乃至4mlの容量で5%BSA中において約1
00×106 細胞/mlに再懸濁してアビジンカラムに充填できるようにした。
【0078】
抗体ラベル化した細胞および未ラベル化細胞を製造者(ワシントン州、ボーゼ
ルのCellPro社)によって推奨される条件下で「CEPRATE LC」カラム上で分離した
。要するに、このカラムはPBS−平衡化アビジンマトリックスの着床部を含む
。サンプルを充填する前に、約5mlの5%BSAをカラム中に流した。その後
、予め希釈した細胞サンプルをゲルマトリックスの上面に層状に載せてマトリッ
クスゲル内に展開させた。未ラベル化細胞を約3ml乃至5mlのPBSによっ
てカラムから洗い出した。さらに、mAbラベル化した細胞をマトリックスから
放出してカラムを穏やかに絞ることによって少量の5%BSAの中に集めて、P
BSでカラムを洗浄しながらマトリックスを攪拌した。結合および未結合のフラ
クションから僅かな部分を取り出して細胞計数およびフローサイトメトリー用に
使用した。また、移植実験用に、上記の細胞をPBS/BSAで2回およびPB
S中で1回洗浄した。
ルのCellPro社)によって推奨される条件下で「CEPRATE LC」カラム上で分離した
。要するに、このカラムはPBS−平衡化アビジンマトリックスの着床部を含む
。サンプルを充填する前に、約5mlの5%BSAをカラム中に流した。その後
、予め希釈した細胞サンプルをゲルマトリックスの上面に層状に載せてマトリッ
クスゲル内に展開させた。未ラベル化細胞を約3ml乃至5mlのPBSによっ
てカラムから洗い出した。さらに、mAbラベル化した細胞をマトリックスから
放出してカラムを穏やかに絞ることによって少量の5%BSAの中に集めて、P
BSでカラムを洗浄しながらマトリックスを攪拌した。結合および未結合のフラ
クションから僅かな部分を取り出して細胞計数およびフローサイトメトリー用に
使用した。また、移植実験用に、上記の細胞をPBS/BSAで2回およびPB
S中で1回洗浄した。
【0079】
(結果)
各実験において約10×106 乃至20×106 個の付着性細胞が生じて、そ
のうちの約半数が頭蓋冠欠損部内に移植された。カラムから採取した細胞フラク
ションをヘマサイトメーターによるトリパンブルー細胞計数法によってその生存
能力を評価した結果、約85%乃至97%の範囲で生存可能であることが分かっ
た。付着性細胞集団は小芽細胞の群集であると思われる。さらに、FACSを用
いてカラム上で単離したCD34+細胞の純度を決定した。この結果、付着性細
胞集団は約50%の純度で元の数のCD34+細胞の約50%を含有していた。
のうちの約半数が頭蓋冠欠損部内に移植された。カラムから採取した細胞フラク
ションをヘマサイトメーターによるトリパンブルー細胞計数法によってその生存
能力を評価した結果、約85%乃至97%の範囲で生存可能であることが分かっ
た。付着性細胞集団は小芽細胞の群集であると思われる。さらに、FACSを用
いてカラム上で単離したCD34+細胞の純度を決定した。この結果、付着性細
胞集団は約50%の純度で元の数のCD34+細胞の約50%を含有していた。
【0080】
CD34+細胞を適当なキャリヤの存在下または非存在下にラットの骨髄冠欠
損部内に移植した。これらの実験において2種類のキャリヤ、すなわち、アビテ
ン(Avitene)牛コラーゲンおよびラットテイルコラーゲンを試みた結果、これ
らの両方とも有効であることが分かった。しかしながら、炎症性の反応が最も少
ない点でラットテイルコラーゲンが好ましい。約50mgのコラーゲンを60℃
で1mlのPBSの中に溶解して細胞と混合する前に37℃に平衡化した。一部
の実験において、100μlのコラーゲン溶液を細胞ペレットに混合して、この
混合物を骨髄冠欠損部に移植する前に4℃に冷却することによってコラーゲンお
よび細胞を含有するペレットを形成した。外科手術的な移植を実施例1に記載し
たのと同様に行なって手術後28日目に被検体の動物を殺して評価に用いた。
損部内に移植した。これらの実験において2種類のキャリヤ、すなわち、アビテ
ン(Avitene)牛コラーゲンおよびラットテイルコラーゲンを試みた結果、これ
らの両方とも有効であることが分かった。しかしながら、炎症性の反応が最も少
ない点でラットテイルコラーゲンが好ましい。約50mgのコラーゲンを60℃
で1mlのPBSの中に溶解して細胞と混合する前に37℃に平衡化した。一部
の実験において、100μlのコラーゲン溶液を細胞ペレットに混合して、この
混合物を骨髄冠欠損部に移植する前に4℃に冷却することによってコラーゲンお
よび細胞を含有するペレットを形成した。外科手術的な移植を実施例1に記載し
たのと同様に行なって手術後28日目に被検体の動物を殺して評価に用いた。
【0081】
骨形成における組織学に基く評価点を表1に示す様式に従って見積った。
【0082】
(考察)
mAb5E6によって単離したCD34+細胞がインビボにおける骨再生を刺
激しないことは、この抗体がmAb2C6よりも補体系においてさらに有効な活
性化因子である(データを示さず)という補助的な観察によって説明できる。
激しないことは、この抗体がmAb2C6よりも補体系においてさらに有効な活
性化因子である(データを示さず)という補助的な観察によって説明できる。
【0083】
実施例4(a)Ficoll分離処理した全血細胞によるラット骨髄冠モデルにおける骨の再生
実施例1において説明したラット骨髄冠モデルを用いてFicoll分離処理した全
血細胞の骨再生能力を評価した。約2.5mlのドナー血液を各被検体の骨髄冠
欠損部に対して用いた。ドナーの動物は8週乃至10週の老齢の雄のF344系
ラットである。また、被検体は6ヶ月乃至8ヶ月の年齢である。ドナーは3cc
の注射器で採血され、この注射器には約0.5ccのACD溶液が凝固を防ぐた
めに入れられている。
血細胞の骨再生能力を評価した。約2.5mlのドナー血液を各被検体の骨髄冠
欠損部に対して用いた。ドナーの動物は8週乃至10週の老齢の雄のF344系
ラットである。また、被検体は6ヶ月乃至8ヶ月の年齢である。ドナーは3cc
の注射器で採血され、この注射器には約0.5ccのACD溶液が凝固を防ぐた
めに入れられている。
【0084】
ACDストック溶液 ACD作用溶液
2.2gNa3 クエン酸塩・2H2 O 15mlACDストック溶液
0.8gクエン酸・1H2 O 100mlPBS(Ca2+/Mg2+無し)
2.4gデキストロース
100ml蒸留水
【0085】
血液を15mlの円錐形試験管に入れてACD作用溶液で5mlにした。この
サンプルに4mlのFicoll-Hypaqueを加えて20分間室温で1200×gで遠心
分離処理した。遠心分離処理後に、白色の細胞層を各試験管からピペットによっ
て取り出した。
サンプルに4mlのFicoll-Hypaqueを加えて20分間室温で1200×gで遠心
分離処理した。遠心分離処理後に、白色の細胞層を各試験管からピペットによっ
て取り出した。
【0086】
Ficoll分離処理した血液細胞を直接またはキャリヤ材料との混合後に移植実験
に用いた。直接の移植の場合には、細胞ペレットを10mlのPBS中において
2回洗浄し、約5×106 乃至10×106 個の細胞を含有する最終ペレットを
骨髄欠損部内に均一に供給した。細胞サンプルのキャリヤ材料とのプレミックス
は移植前にラットテイルコラーゲンと混合した。約50mgのラットテイルコラ
ーゲン(ミズーリ州、セントルイスのSigma社のカタログ番号C−8897によ
り入手)を500μlのPBS中で60℃に加熱してコラーゲンタンパクを溶解
した。このコラーゲン溶液を細胞ペレットと混合する前に37℃に平衡化した。
約60μlのコラーゲン溶液を細胞ペレットと混合して、この細胞−コラーゲン
混合物の全体を骨髄欠損部に移植した。
に用いた。直接の移植の場合には、細胞ペレットを10mlのPBS中において
2回洗浄し、約5×106 乃至10×106 個の細胞を含有する最終ペレットを
骨髄欠損部内に均一に供給した。細胞サンプルのキャリヤ材料とのプレミックス
は移植前にラットテイルコラーゲンと混合した。約50mgのラットテイルコラ
ーゲン(ミズーリ州、セントルイスのSigma社のカタログ番号C−8897によ
り入手)を500μlのPBS中で60℃に加熱してコラーゲンタンパクを溶解
した。このコラーゲン溶液を細胞ペレットと混合する前に37℃に平衡化した。
約60μlのコラーゲン溶液を細胞ペレットと混合して、この細胞−コラーゲン
混合物の全体を骨髄欠損部に移植した。
【0087】
実施例5モノクローナル抗体およびアフィニティクロマトグラフィによるラット血液から のCD34+細胞の単離
(1)溶血バッファー−10×ストック溶液
以下のものを1リットルの蒸留水に溶解して、pH値を7.3に調節し、ろ過し
て滅菌処理した後に2℃乃至8℃で貯蔵した。 83gのNH4 Cl 10gのNaHCO3 4gのNa2 EDTA (2)ホスフェートバッファー化生理塩水(PBS)Ca2+およびMg2+無し 以下のものを1リットルの蒸留水に溶解して、pH値を7.2に調節し、ろ過し
て滅菌処理した後に2℃乃至8℃で貯蔵した。 8gのNaCl 1.15gのNa2 PO4 0.2gのKH3 PO4 0.2gのKCl (3)PBS+ボビン血清アルブミン 100mlPBS中に1gのBSAを溶解した。
て滅菌処理した後に2℃乃至8℃で貯蔵した。 83gのNH4 Cl 10gのNaHCO3 4gのNa2 EDTA (2)ホスフェートバッファー化生理塩水(PBS)Ca2+およびMg2+無し 以下のものを1リットルの蒸留水に溶解して、pH値を7.2に調節し、ろ過し
て滅菌処理した後に2℃乃至8℃で貯蔵した。 8gのNaCl 1.15gのNa2 PO4 0.2gのKH3 PO4 0.2gのKCl (3)PBS+ボビン血清アルブミン 100mlPBS中に1gのBSAを溶解した。
【0088】
(a)標準の手法によってヘパリン処理した8週乃至10週の年齢の17匹の
雄のF344ラットから心臓に穴あけして約100mlの全血を収集した。この
全血に300mlの1×溶血バッファーを37℃で混合して約3分間放置するこ
とによって赤血球細胞を溶解した。その後、100mlのPBS/BSA洗浄溶
液を加えて、混合物を10分間170×gで遠心分離処理した。得られた上澄み
液を細胞ペレットに影響を及ぼすことなく吸い出した。その後、このペレットを
PBS/BSA中で穏やかに再懸濁してから遠心分離処理することによって2回
洗浄した。最終的なペレットをPBS/BSA中で2mlにしてmAbとのイン
キュベーション用の調製物とし、少量の部分を取り出して細胞計数およびFAC
S分析に用いた。
雄のF344ラットから心臓に穴あけして約100mlの全血を収集した。この
全血に300mlの1×溶血バッファーを37℃で混合して約3分間放置するこ
とによって赤血球細胞を溶解した。その後、100mlのPBS/BSA洗浄溶
液を加えて、混合物を10分間170×gで遠心分離処理した。得られた上澄み
液を細胞ペレットに影響を及ぼすことなく吸い出した。その後、このペレットを
PBS/BSA中で穏やかに再懸濁してから遠心分離処理することによって2回
洗浄した。最終的なペレットをPBS/BSA中で2mlにしてmAbとのイン
キュベーション用の調製物とし、少量の部分を取り出して細胞計数およびFAC
S分析に用いた。
【0089】
(b)上記工程(a)における2mlPBS/BSAに再懸濁した細胞ペレット
を3mlの純粋なmAb2C6によってインキュベーションしてCD34+細胞
に結合させた。このmAb−細胞混合物を45分間4℃でインキュベーションし
て、当該インキュベーション中に細胞を穏やかに1回攪拌して再懸濁させた。こ
のインキュベーション処理の後に容積をPBS/BSAによって10mlにして
から、サンプルを工程(a)と同様に洗浄した。その後、洗浄したペレットを2
mlPBS/BSA中で再懸濁して、15μlのヤギ抗−マウスIgM:ビオチ
ンを加えて4℃で30分間インキュベーションし、このインキュベーション中に
1回穏やかに攪拌して細胞を再懸濁した。この細胞を工程(a)で説明したのと
同様にPBS/BSA中で2回洗浄して、最終のペレットを10mlの5%BS
A中に再懸濁した。この再懸濁したペレットの5mlを用いて2種類の「CEPRAT
E LC」カラム分取を実施例3に記載したのと同様にそれぞれ行なった。抗体結合
細胞を実施例3に記載したのと同様にカラムから取り出して、この取り出した細
胞をPBS/BSAで2回さらにPBSで1回洗浄した。最終の細胞ペレットを
ガラススライド上で60μlのラットテイルコラーゲン(100mg/ml)と
37℃で混合し、このコラーゲンと細胞の混合物を氷の上に短時間置いて固体の
ペレットを形成した。この細胞含有のペレットを実施例1に記載したようにラッ
トの骨髄冠欠損部の中に即座に移植した。
を3mlの純粋なmAb2C6によってインキュベーションしてCD34+細胞
に結合させた。このmAb−細胞混合物を45分間4℃でインキュベーションし
て、当該インキュベーション中に細胞を穏やかに1回攪拌して再懸濁させた。こ
のインキュベーション処理の後に容積をPBS/BSAによって10mlにして
から、サンプルを工程(a)と同様に洗浄した。その後、洗浄したペレットを2
mlPBS/BSA中で再懸濁して、15μlのヤギ抗−マウスIgM:ビオチ
ンを加えて4℃で30分間インキュベーションし、このインキュベーション中に
1回穏やかに攪拌して細胞を再懸濁した。この細胞を工程(a)で説明したのと
同様にPBS/BSA中で2回洗浄して、最終のペレットを10mlの5%BS
A中に再懸濁した。この再懸濁したペレットの5mlを用いて2種類の「CEPRAT
E LC」カラム分取を実施例3に記載したのと同様にそれぞれ行なった。抗体結合
細胞を実施例3に記載したのと同様にカラムから取り出して、この取り出した細
胞をPBS/BSAで2回さらにPBSで1回洗浄した。最終の細胞ペレットを
ガラススライド上で60μlのラットテイルコラーゲン(100mg/ml)と
37℃で混合し、このコラーゲンと細胞の混合物を氷の上に短時間置いて固体の
ペレットを形成した。この細胞含有のペレットを実施例1に記載したようにラッ
トの骨髄冠欠損部の中に即座に移植した。
【0090】
実施例6ラットの精巣上体の脂肪パッドからの微小脈管細胞の単離
雄のフィッシャーF344ラットから解剖によって2個の精巣上体の脂肪パッ
ドを取り出して滅菌条件下にはさみで細断してから、8mg/mlのコラーゲナ
ーゼ(Type II Clude、273U/mg、ワーシングトンラボラトリー(Worthin
gton Laboratories)の存在下に10mlのPBS/1%BSA中で穏やかに振盪
しながら37℃で45分間インキュベーションした。消化処理後、サンプルを2
50×gで4分間遠心分離処理し、チューブの上部における低密度の脂肪を吸引
によって除去した。その後、前駆体を含むペレットをPBS/1%BSAで2回
、PBSで1回洗浄した。さらに、洗浄したペレットに50μlのラットテイル
コラーゲンを37℃で混合して氷上に置いてゲル化してからラットの骨髄冠欠損
部に移植した。
ドを取り出して滅菌条件下にはさみで細断してから、8mg/mlのコラーゲナ
ーゼ(Type II Clude、273U/mg、ワーシングトンラボラトリー(Worthin
gton Laboratories)の存在下に10mlのPBS/1%BSA中で穏やかに振盪
しながら37℃で45分間インキュベーションした。消化処理後、サンプルを2
50×gで4分間遠心分離処理し、チューブの上部における低密度の脂肪を吸引
によって除去した。その後、前駆体を含むペレットをPBS/1%BSAで2回
、PBSで1回洗浄した。さらに、洗浄したペレットに50μlのラットテイル
コラーゲンを37℃で混合して氷上に置いてゲル化してからラットの骨髄冠欠損
部に移植した。
【0091】
術後28日目において被検体動物を殺して試験にかけた。骨形成に関する組織
学的な評価を表1に示す様式に従って行なった。この結果、キャリヤのみ(RB
RA=1.6±0.7、n=33)を受容した動物体に比べて前駆体細胞を含む
ラットテイルコラーゲン(RBRA=2.0±0.4、n=80)を受容した動
物体においてさらに新しい骨の形成が観察された。また、幾つかの実施例におい
て、骨が支配的であったが、軟骨の集中化が欠損部において見られた。なお、軟
骨は頭蓋骨の欠損部において通常は見られず、また、この領域における正常な再
生プロセスの部分でもないので、この軟骨の存在は通常の状態ではない。
学的な評価を表1に示す様式に従って行なった。この結果、キャリヤのみ(RB
RA=1.6±0.7、n=33)を受容した動物体に比べて前駆体細胞を含む
ラットテイルコラーゲン(RBRA=2.0±0.4、n=80)を受容した動
物体においてさらに新しい骨の形成が観察された。また、幾つかの実施例におい
て、骨が支配的であったが、軟骨の集中化が欠損部において見られた。なお、軟
骨は頭蓋骨の欠損部において通常は見られず、また、この領域における正常な再
生プロセスの部分でもないので、この軟骨の存在は通常の状態ではない。
【0092】
実施例7微小脈管内皮細胞によるインビトロでの骨形成
(1)基本細胞培養媒体
以下のものを組合せて、ろ過して滅菌処理してから2℃乃至8℃で貯蔵した。
90mlのダルベッコ改良イーグル媒体(Dulbecco's Modified Eagle Medium
)(DMEM)(GIBCOのカタログ番号11885−076) 10mlの胎児牛血清(熱不活性化処理)(Hycloneのカタログ番号A−111
1−L) 1mlのL−グルタミン(GIBCOのカタログ番号15039−019) (2)培養媒体追加物 (a)内皮細胞生長追加物(ECGS)+ヘパリン(100Xストック): 内皮細胞生長追加物(Sigmaカタログ番号E−2759)3.0mg/ml/PB
S ヘパリン(Sigmaカタログ番号H3149)10,000ユニット/ml/PBS
333μlのECGSおよび43.8μlのヘパリンを各チューブに入れる。1
個のチューブに100mlの培養媒体を加える。 (b)デキサメタゾン(DEX)(Sigmaカタログ番号D−2915) PBS中において10-4M濃縮ストックを調整する。100mlの媒体に10μ
lを加えて最終濃度を10-8Mにする。 (c)L−アスコルビン酸(アスコルベート)(Sigmaカタログ番号A−7631
) 50mg/mlのPBS溶液を作成する。100mlの媒体に100μlを加え
て最終濃度を50μg/mlにする。 (d)β−グリセロホスフェート(Sigmaカタログ番号G−9891) 10mlのPBSに対して2.16gのβ−グリセロホスフェートの200Xス
トックを作成する。100mlの媒体に対して500μlを加えて最終濃度を5
mMにする。 (3)以下の3種類の追加物の組合せの一つを加えて基本細胞培養媒体から完
全な媒体配合物を構成する。 (a)ECGS/ヘパリン (b)ECGS/ヘパリン+DEX+アスコルベート (c)Dex+アスコルベート 上記の各媒体配合物には別の時点における実験で誘導したβ−グリセロホスフェ
ートが追加されている。
)(DMEM)(GIBCOのカタログ番号11885−076) 10mlの胎児牛血清(熱不活性化処理)(Hycloneのカタログ番号A−111
1−L) 1mlのL−グルタミン(GIBCOのカタログ番号15039−019) (2)培養媒体追加物 (a)内皮細胞生長追加物(ECGS)+ヘパリン(100Xストック): 内皮細胞生長追加物(Sigmaカタログ番号E−2759)3.0mg/ml/PB
S ヘパリン(Sigmaカタログ番号H3149)10,000ユニット/ml/PBS
333μlのECGSおよび43.8μlのヘパリンを各チューブに入れる。1
個のチューブに100mlの培養媒体を加える。 (b)デキサメタゾン(DEX)(Sigmaカタログ番号D−2915) PBS中において10-4M濃縮ストックを調整する。100mlの媒体に10μ
lを加えて最終濃度を10-8Mにする。 (c)L−アスコルビン酸(アスコルベート)(Sigmaカタログ番号A−7631
) 50mg/mlのPBS溶液を作成する。100mlの媒体に100μlを加え
て最終濃度を50μg/mlにする。 (d)β−グリセロホスフェート(Sigmaカタログ番号G−9891) 10mlのPBSに対して2.16gのβ−グリセロホスフェートの200Xス
トックを作成する。100mlの媒体に対して500μlを加えて最終濃度を5
mMにする。 (3)以下の3種類の追加物の組合せの一つを加えて基本細胞培養媒体から完
全な媒体配合物を構成する。 (a)ECGS/ヘパリン (b)ECGS/ヘパリン+DEX+アスコルベート (c)Dex+アスコルベート 上記の各媒体配合物には別の時点における実験で誘導したβ−グリセロホスフェ
ートが追加されている。
【0093】
(方法)
微小脈管内皮細胞を実施例6に記載するようにラットの精巣上体の脂肪パッド
から単離した。コラーゲナーゼ消化および洗浄に続いて、細胞ペレットを滅菌処
理した20mlの45%Percoll(Pharmacia)/PBS中で再懸濁した。
このサンプルを2個の滅菌した遠心分離チューブに分け入れて10℃で20分間
13000RPMで回転した。細胞の上層部をPercoll勾配からピペット
によって除去した。その後、細胞を再懸濁して0.1%BSA/PBSで2回、
DMEMで1回洗浄した。さらに、最終的な細胞ペレットを完全な培養媒体中に
再懸濁して細胞をゼラチンコートした6個乃至10個のT−25フラスコ中に塗
布した。あるいは、細胞をT−25フラスコまたはペトリ皿中のコラーゲンゲル
上で生長させた。
から単離した。コラーゲナーゼ消化および洗浄に続いて、細胞ペレットを滅菌処
理した20mlの45%Percoll(Pharmacia)/PBS中で再懸濁した。
このサンプルを2個の滅菌した遠心分離チューブに分け入れて10℃で20分間
13000RPMで回転した。細胞の上層部をPercoll勾配からピペット
によって除去した。その後、細胞を再懸濁して0.1%BSA/PBSで2回、
DMEMで1回洗浄した。さらに、最終的な細胞ペレットを完全な培養媒体中に
再懸濁して細胞をゼラチンコートした6個乃至10個のT−25フラスコ中に塗
布した。あるいは、細胞をT−25フラスコまたはペトリ皿中のコラーゲンゲル
上で生長させた。
【0094】
コラーゲンゲル調整
30mlの滅菌ラットテイルコラーゲン(Collaborativeカタログ番号4023
6) 3.4mlのPBS 340μlの1規定NaOH 試薬を冷却して氷上で混合する。3ml乃至4mlの混合物を速やかに各T−
25フラスコまたは35mmペトリ皿に入れて細胞を塗布する前に37℃で30
分間固める。
6) 3.4mlのPBS 340μlの1規定NaOH 試薬を冷却して氷上で混合する。3ml乃至4mlの混合物を速やかに各T−
25フラスコまたは35mmペトリ皿に入れて細胞を塗布する前に37℃で30
分間固める。
【0095】
細胞を上記3種類の培養媒体配合物のいずれかにおける両方のマトリックス上
で1週間に3回の媒体交換をしながら生長させた。異なる時点においてβ−グリ
セロホスフェートを幾つかの培養体に加え始めてそれぞれの実験を通して添加し
続けた。
で1週間に3回の媒体交換をしながら生長させた。異なる時点においてβ−グリ
セロホスフェートを幾つかの培養体に加え始めてそれぞれの実験を通して添加し
続けた。
【0096】
(結果)
ECGSのみを追加した細胞は最も速く生長した。多くの脂肪細胞が培養の初
期において存在していた。その後、内皮細胞の一次培養における他のものによっ
て見られるものと同様の細管状構造が見られた。幾つかの細胞クラスターが明瞭
となる場合があるが、培養体はvon Kossa による鉱物化またはアリザリンレッド
染色によって染色せず、また、アルシアンブルーまたはトルイジンブルーによる
軟骨の場合も同様である。
期において存在していた。その後、内皮細胞の一次培養における他のものによっ
て見られるものと同様の細管状構造が見られた。幾つかの細胞クラスターが明瞭
となる場合があるが、培養体はvon Kossa による鉱物化またはアリザリンレッド
染色によって染色せず、また、アルシアンブルーまたはトルイジンブルーによる
軟骨の場合も同様である。
【0097】
ECGS追加物を受容した培養体に対して、デキサメタゾンおよびアスコルベ
ートを含有する「鉱物化(mineralization)」媒体中に置いた培養体は極めて異
なる発現型を示した。これらの培養体は最初はゆっくりと成長したが、支配的な
細胞種は線維芽細胞状であった。1週間目において、多数の丸い明らかに代謝活
性を有する細胞が現れた。さらに、2週間目乃至3週間目までに、細胞のクラス
ターまたはノジュールがこれらの培養体の中に形成された。これらのノジュール
は胎児ラット骨髄冠の一次骨培養体に見られるものと類似していた。3週間目乃
至4週間目において、β−グリセロホスフェートを受容した培養体のノジュール
はvon Kossa およびアリザリンレッドによるカルシウム鉱物質に対して積極的に
染色した。
ートを含有する「鉱物化(mineralization)」媒体中に置いた培養体は極めて異
なる発現型を示した。これらの培養体は最初はゆっくりと成長したが、支配的な
細胞種は線維芽細胞状であった。1週間目において、多数の丸い明らかに代謝活
性を有する細胞が現れた。さらに、2週間目乃至3週間目までに、細胞のクラス
ターまたはノジュールがこれらの培養体の中に形成された。これらのノジュール
は胎児ラット骨髄冠の一次骨培養体に見られるものと類似していた。3週間目乃
至4週間目において、β−グリセロホスフェートを受容した培養体のノジュール
はvon Kossa およびアリザリンレッドによるカルシウム鉱物質に対して積極的に
染色した。
【0098】
また、ECGSおよびDEX+アスコルベートの両方を受容した培養体は最も
広い範囲の発現型を示した。幾つかの鉱物化処理したノジュールもコラーゲンゲ
ルマトリックス上で生長した培養体において明瞭であったが、細胞は速やかに過
剰生長しやすく、ゼラチンコートしたプレートから衰退した。
広い範囲の発現型を示した。幾つかの鉱物化処理したノジュールもコラーゲンゲ
ルマトリックス上で生長した培養体において明瞭であったが、細胞は速やかに過
剰生長しやすく、ゼラチンコートしたプレートから衰退した。
【0099】
実施例8付加的なキャリヤによる骨形成
幾つかの付加的なキャリヤは実施例6に記載する方法による脂肪から由来した
前駆体細胞と組み合わせた場合にラットの骨髄冠欠損部において有効に新しい骨
の形成を誘発した。
前駆体細胞と組み合わせた場合にラットの骨髄冠欠損部において有効に新しい骨
の形成を誘発した。
【0100】
(a)脱塩処理した骨マトリックス(DBM)
DBMをOsteotech(ニュージャージー州、シュリュースベリー)によるフィッ
シャー(F344)ラットの長骨から作成した。250μm乃至425μm粒径
のDBM粒子を各実験に使用した。移植前に、各欠損部に対して約5mg乃至1
0mgのDBMをPBSで湿らせた後に前駆体細胞ペレットと混合してペースト
状のスラリーを形成した。この細胞を伴うDBMによって3.20±0.63(
n=10)のRBRAの評価結果を得た。
シャー(F344)ラットの長骨から作成した。250μm乃至425μm粒径
のDBM粒子を各実験に使用した。移植前に、各欠損部に対して約5mg乃至1
0mgのDBMをPBSで湿らせた後に前駆体細胞ペレットと混合してペースト
状のスラリーを形成した。この細胞を伴うDBMによって3.20±0.63(
n=10)のRBRAの評価結果を得た。
【0101】
(b)微小線維コラーゲン(コラスタット(登録商標)OBP)
移植前に、各骨髄冠欠損部に対して約15mg乃至20mgの止血用微小線維
コラーゲン(Collastat(登録商標)OBP、Vitaphore Corporation)を少量のP
BS中において最終的な細胞ペレットと混合して穏やかに混練することによりパ
テ状の材料を作成した。この処理によるRBRAは2.67±0.49(n=1
2)であった。
コラーゲン(Collastat(登録商標)OBP、Vitaphore Corporation)を少量のP
BS中において最終的な細胞ペレットと混合して穏やかに混練することによりパ
テ状の材料を作成した。この処理によるRBRAは2.67±0.49(n=1
2)であった。
【0102】
(c)ヒアルロナン
ソジウムヒアルロネートゲル(オルトヴィクス(Orthovisc(登録商標))、Anika
Reserch社)を洗浄した細胞ペレット上に滅菌処理した注射器によって滴下して
細胞と穏やかに混合した。この場合の各骨髄冠欠損部に対するヒアルロナンの量
は約60μl乃至70μlであった。この結果、RBRAは2.25±0.45
(n=12)であった。
Reserch社)を洗浄した細胞ペレット上に滅菌処理した注射器によって滴下して
細胞と穏やかに混合した。この場合の各骨髄冠欠損部に対するヒアルロナンの量
は約60μl乃至70μlであった。この結果、RBRAは2.25±0.45
(n=12)であった。
【0103】
(d)外因性のフィブリンクロット
機械的な方法を用いて全血組織から直接にフィブリンクロットを生成した。各
実験において、5mlの血液を心臓を穴あけ処理したドナーのフィッシャー(F
344)ラットから採取して、滅菌チューブ内に速やかに入れた。この血液を表
面を粗くしたガラス棒で円形状に手動で1分間乃至2分間移動攪拌して形成した
クロット(凝血)をガラス棒の周りに付着させた。その後、このガラス棒をチュ
ーブの側面に接触させて捩ることにより過剰の血液細胞を除去して、最終的なク
ロットを穏やかに外して移植処理まで湿らせたガーゼの間に保存した。結果とし
て得られたクロットは20mm乃至25mmの中空の円筒体であった。その後、
前駆体細胞ペレットを直接にこの円筒体の中にピペットによって入れて、各クロ
ットによって2個の骨髄冠欠損部を充填した。この処理によるRBRAは1.8
3±0.39(n=12)であった。
実験において、5mlの血液を心臓を穴あけ処理したドナーのフィッシャー(F
344)ラットから採取して、滅菌チューブ内に速やかに入れた。この血液を表
面を粗くしたガラス棒で円形状に手動で1分間乃至2分間移動攪拌して形成した
クロット(凝血)をガラス棒の周りに付着させた。その後、このガラス棒をチュ
ーブの側面に接触させて捩ることにより過剰の血液細胞を除去して、最終的なク
ロットを穏やかに外して移植処理まで湿らせたガーゼの間に保存した。結果とし
て得られたクロットは20mm乃至25mmの中空の円筒体であった。その後、
前駆体細胞ペレットを直接にこの円筒体の中にピペットによって入れて、各クロ
ットによって2個の骨髄冠欠損部を充填した。この処理によるRBRAは1.8
3±0.39(n=12)であった。
【0104】
(e)コラーゲンゲル
実施例6において記載したインビトロのコラーゲンゲル法の変形を用いて骨髄
冠欠損部に移植可能なコラーゲンゲルを生成した。 1.9mlのRTC 0.75mlの4XDEDM(フェノールレッド無しでパウダーから作成した
) 0.35mlの無菌水 20μlの1規定NaOH
冠欠損部に移植可能なコラーゲンゲルを生成した。 1.9mlのRTC 0.75mlの4XDEDM(フェノールレッド無しでパウダーから作成した
) 0.35mlの無菌水 20μlの1規定NaOH
【0105】
細胞ペレットを冷却したコラーゲンゲル試薬の中で穏やかに攪拌した。この最
終混合物の内の75μlを96個の井戸を有するプレートにおける各井戸の中に
入れて37℃で15分間インキュベーションした後に、移植前に75μlの1X
DEDMを加えてさらに37℃で15分間インキュベーションした。この場合の
コラーゲンゲル中の前駆体細胞のRBRAは1.92±0.29(n=12)で
あった。また、細胞の Percollフラクションを同一の実験条件下で使用した場合
は、骨形成能力が若干増大した(RBRA=2.17±0.39、n=12)。
終混合物の内の75μlを96個の井戸を有するプレートにおける各井戸の中に
入れて37℃で15分間インキュベーションした後に、移植前に75μlの1X
DEDMを加えてさらに37℃で15分間インキュベーションした。この場合の
コラーゲンゲル中の前駆体細胞のRBRAは1.92±0.29(n=12)で
あった。また、細胞の Percollフラクションを同一の実験条件下で使用した場合
は、骨形成能力が若干増大した(RBRA=2.17±0.39、n=12)。
【0106】
(f)TCP
TCPを直接に前駆体細胞と混合して移植した場合は、RBRAは1.44±
0.62(n=18)であった。この効果はビトロネクチンまたはフィブロネク
チンを移植フラクションに添加することによって若干向上できた(RBRA=1
.67±0.49)。
0.62(n=18)であった。この効果はビトロネクチンまたはフィブロネク
チンを移植フラクションに添加することによって若干向上できた(RBRA=1
.67±0.49)。
【0107】
実施例9付着分子による骨形成
脂肪から単離した微小脈管内皮細胞を実施例6に記載したのと同様に単離した
。ラットテイルコラーゲンを作成して37℃で保存した。コラーゲンと細胞を混
合する直前に、ビトロネクチン(ねずみ)(Gibcoカタログ番号12174−01
7)をラットテイルコラーゲンに直接に添加して最終的な濃度を10μg/ml
にした。このRTC/ビトロネクチン混合物の60μlを各細胞ペレットと混合
して氷上で冷却固化した後に、骨髄冠欠損部内に移植して移植材当たりのビトロ
ネクチンの最終的な濃度を600ngにした。なお、幾つかの投与例のうちでこ
の濃度が最も有効であった。
。ラットテイルコラーゲンを作成して37℃で保存した。コラーゲンと細胞を混
合する直前に、ビトロネクチン(ねずみ)(Gibcoカタログ番号12174−01
7)をラットテイルコラーゲンに直接に添加して最終的な濃度を10μg/ml
にした。このRTC/ビトロネクチン混合物の60μlを各細胞ペレットと混合
して氷上で冷却固化した後に、骨髄冠欠損部内に移植して移植材当たりのビトロ
ネクチンの最終的な濃度を600ngにした。なお、幾つかの投与例のうちでこ
の濃度が最も有効であった。
【0108】
前駆体細胞およびコラーゲンキャリヤと組合せたビトロネクチンはビトロネク
チンとコラーゲンのみを含有する対照(RBRA=1.67±0.65、n=1
2)に比してかなり高い骨の形成量(RBRA=2.08±0.29、n=12
)を示した。このビトロネクチンの実験における他の興味ある特徴は、ビトロネ
クチン処理において脳から試験物品を分離するゲルフィルム(Gelfilm)の下に
骨の生長した大きな島状の部分が見られたことである。このことによって、ビト
ロネクチンは欠損部位に付加的な前駆体細胞を補充すると考えられる。
チンとコラーゲンのみを含有する対照(RBRA=1.67±0.65、n=1
2)に比してかなり高い骨の形成量(RBRA=2.08±0.29、n=12
)を示した。このビトロネクチンの実験における他の興味ある特徴は、ビトロネ
クチン処理において脳から試験物品を分離するゲルフィルム(Gelfilm)の下に
骨の生長した大きな島状の部分が見られたことである。このことによって、ビト
ロネクチンは欠損部位に付加的な前駆体細胞を補充すると考えられる。
【0109】
さらに、フィブロネクチン付着分子を用いて上記のビトロネクチンによる実験
と同様の実験を行なった。この分子の場合もある程度の骨の形成が見られたが、
前駆体細胞グループと対照との間で明確な差が見られなかった。
と同様の実験を行なった。この分子の場合もある程度の骨の形成が見られたが、
前駆体細胞グループと対照との間で明確な差が見られなかった。
【0110】
本発明による骨および軟骨の前駆体を単離して使用するための方法とこれに伴
う利点が上記の説明によって理解されると考える。また、本発明の範囲およびそ
の趣旨に逸脱することなく、かつ、その実質的な利点を損なうことなく本発明の
形態、構成および配置において種々の変更が可能であり、上記の形態が単に本発
明の好ましいまたは例示的な実施形態であることは明らかである。
う利点が上記の説明によって理解されると考える。また、本発明の範囲およびそ
の趣旨に逸脱することなく、かつ、その実質的な利点を損なうことなく本発明の
形態、構成および配置において種々の変更が可能であり、上記の形態が単に本発
明の好ましいまたは例示的な実施形態であることは明らかである。
【手続補正書】
【提出日】平成12年12月20日(2000.12.20)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項21】 始原細胞から成る脂肪組織由来組成物を調製するためのキ
ットにおいて、 前記脂肪組織から細胞懸濁液を生成するための酵素混合物と、 前記始原細胞と組み合わせて内植可能な組成物を形成するためのキャリヤマト
リックスとから成るキット。
ットにおいて、 前記脂肪組織から細胞懸濁液を生成するための酵素混合物と、 前記始原細胞と組み合わせて内植可能な組成物を形成するためのキャリヤマト
リックスとから成るキット。
【請求項22】 さらに、前記脂肪組織の消化のための酵素混合物と共に使
用するバッファーと、前記細胞懸濁液を洗浄および処理するためのバッファーと
から成る請求項21に記載のキット。
用するバッファーと、前記細胞懸濁液を洗浄および処理するためのバッファーと
から成る請求項21に記載のキット。
【請求項23】 さらに、脂肪吸引装置用の廃棄可能な付着装置と、単離し
た脂肪組織および細胞懸濁液を処理するための廃棄可能な容器とから成る請求項 21 に記載のキット。
た脂肪組織および細胞懸濁液を処理するための廃棄可能な容器とから成る請求項 21 に記載のキット。
【請求項24】 さらに、CD34抗原を担持する細胞に結合する試薬組成
物から成る請求項21に記載のキット。
物から成る請求項21に記載のキット。
【請求項25】 さらに、CD3、CD8、CD10、CD15、CD19
およびCD20から成る群から選択される抗原を担持する細胞に結合する試薬組
成物から成る請求項21に記載のキット。
およびCD20から成る群から選択される抗原を担持する細胞に結合する試薬組
成物から成る請求項21に記載のキット。
【請求項26】 修復を必要とする部位における患者の骨または軟骨の成長
を促進するための方法において、当該方法が、 プロテーゼ装置を外科的に内植する工程から成り、当該装置がCD34抗原を
担持する細胞を豊富に含む前駆体細胞から成り、当該細胞がインビトロで予め培 養されない 方法。
を促進するための方法において、当該方法が、 プロテーゼ装置を外科的に内植する工程から成り、当該装置がCD34抗原を
担持する細胞を豊富に含む前駆体細胞から成り、当該細胞がインビトロで予め培 養されない 方法。
【請求項27】 前記豊富に含む細胞の集団は、CD34抗原を担持する細
胞に結合する試薬に前記細胞の懸濁液を接触させて試薬に結合する細胞と試薬に
結合しない細胞の混合物を形成して、当該試薬に結合する細胞を結合しない細胞
から分離することによって生成される請求項26に記載の方法。
胞に結合する試薬に前記細胞の懸濁液を接触させて試薬に結合する細胞と試薬に
結合しない細胞の混合物を形成して、当該試薬に結合する細胞を結合しない細胞
から分離することによって生成される請求項26に記載の方法。
【請求項28】 前記分離工程がアフィニティクロマトグラフィ、磁気ビー
ズおよびパニング技法の使用から成る請求項27に記載の方法。
ズおよびパニング技法の使用から成る請求項27に記載の方法。
【請求項29】 修復を必要とする部位において患者の骨または軟骨の生長
を促進するための方法において、当該方法が、 外科的に前記部位にプロテーゼ装置を内植する工程から成り、当該装置は脂肪
組織から分解されて少なくとも1.0g/cm3 の密度を有する細胞を豊富に含
む細胞から成る方法。
を促進するための方法において、当該方法が、 外科的に前記部位にプロテーゼ装置を内植する工程から成り、当該装置は脂肪
組織から分解されて少なくとも1.0g/cm3 の密度を有する細胞を豊富に含
む細胞から成る方法。
【請求項30】 前記豊富に含む細胞の集団は、分解した脂肪組織を遠心分
離処理または重力沈降処理して少なくとも1.0g/cm3 の密度を有する細胞
を単離することによって生成される請求項29に記載の方法。
離処理または重力沈降処理して少なくとも1.0g/cm3 の密度を有する細胞
を単離することによって生成される請求項29に記載の方法。
【請求項31】 前記装置がさらに生体許容可能なキャリヤおよびビトロネ
クチンから成る請求項29に記載の方法。
クチンから成る請求項29に記載の方法。
【請求項32】 修復を必要とする所定の部位に軟骨または骨の生成を誘発
するための方法において、当該方法が前記部位を骨形成または軟骨形成能力を有
する細胞を豊富に含む細胞集団から成る組成物に接触させる工程から成り、前記
細胞が末梢血液、骨髄または脂肪組織から単離されるものであって、当該単離処
理がCD3、CD8、CD10、CD15、CD19およびCD20から成る群
から選択される細胞表面抗原に特異的な試薬に細胞が結合しないことに基づいて
行なわれ、当該方法が前記部位を前記細胞集団に接触させる前にインビトロで培 養する工程を含まない 方法。
するための方法において、当該方法が前記部位を骨形成または軟骨形成能力を有
する細胞を豊富に含む細胞集団から成る組成物に接触させる工程から成り、前記
細胞が末梢血液、骨髄または脂肪組織から単離されるものであって、当該単離処
理がCD3、CD8、CD10、CD15、CD19およびCD20から成る群
から選択される細胞表面抗原に特異的な試薬に細胞が結合しないことに基づいて
行なわれ、当該方法が前記部位を前記細胞集団に接触させる前にインビトロで培 養する工程を含まない 方法。
【請求項33】 前記組成物がさらに生体許容可能なキャリヤから成る請求
項32に記載の方法。
項32に記載の方法。
【請求項34】 前記組成物がさらにビトロネクチンおよびコラーゲンから
成る請求項32に記載の方法。
成る請求項32に記載の方法。
【請求項35】 前記修復を必要とする部位は当該部位に前記組成物を外科
手術的に内植することによって接触する請求項32に記載の方法。
手術的に内植することによって接触する請求項32に記載の方法。
【請求項36】 前記修復を必要とする部位は当該部位に前記組成物を注入
することによって接触する請求項32に記載の方法。
することによって接触する請求項32に記載の方法。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
A61K 47/02 A61K 47/42
47/12 A61P 19/08
47/34 43/00 105
47/42 G01N 33/48 P
A61P 19/08 C12N 5/00 E
43/00 105 A61K 37/02
G01N 33/48 37/12
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML,
MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K
E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM
,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,
BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D
K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR
,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,
KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,L
V,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ
,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,
SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U
Z,VN,YU,ZW
(72)発明者 ピーターソン・デイル・アール
アメリカ合衆国、46032 インディアナ州、
カーメル、リーズ・サークル 488
(72)発明者 ヌーセク−ゲーブル・ナンシー
アメリカ合衆国、46038 インディアナ州、
フィッシャーズ、レディ・レーン 215
Fターム(参考) 2G045 CA25 CB13 DA80 FB03 FB06
4B065 AA91X BB19 BD15 CA44
4C076 BB32 CC09 DD24 DD26 EE24
EE30 EE41 EE43
4C084 AA02 BA44 CA26 CA34 CA36
DA40 DC11 DC50 MA02 MA67
NA05 NA14 ZA962
4C087 AA01 AA02 AA04 BB34 BB44
CA04 DA03 MA02 MA05 MA67
NA05 NA14 ZA96
Claims (40)
- 【請求項1】 骨または軟骨形成に用いるための脂肪組織から前駆体細胞を
単離するための方法において、 (a)温血の脊椎動物種から脂肪組織を採取する工程と、 (b)前記脂肪組織を酵素によって分解して細胞懸濁液を形成する工程と、 (c)前記細胞懸濁液をCD34抗原を担持する細胞に結合する試薬に接触さ
せて細胞に試薬に結合した細胞と結合しない細胞の混合物を形成する工程と、 (d)前記試薬に結合した細胞を試薬に結合しない細胞から分離する工程とか
ら成る方法。 - 【請求項2】 前記分離工程がアフィニティクロマトグラフィ、磁気ビーズ
またはパニング技法の使用から成る請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記CD34細胞結合性試薬がレクチンまたは抗体である請
求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記CD34細胞結合性試薬がL−セレクチンである請求項
1に記載の方法。 - 【請求項5】 修復を必要とする所定の部位における軟骨または骨の生成を
誘発するための方法において、当該方法が前記部位を脂肪組織から分解された細
胞集団から成る組成物に接触させる工程から成り、前記細胞集団が少なくとも1
.0g/cm3の密度を有する細胞を豊富に含む方法。 - 【請求項6】 前記豊富に含む細胞集団が修復を必要とする部位に接触する
前にインビトロで培養される請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記修復を必要とする部位に前記細胞を注入することによっ
て当該修復を必要とする部位を前記細胞集団に接触させる請求項5に記載の方法
。 - 【請求項8】 前記組成物がさらに生体許容可能なキャリヤから成る請求項
5に記載の方法。 - 【請求項9】 前記組成物がさらに脱塩骨マトリックス、ヒアルロン酸塩、
コラスタット(Collastat(登録商標))、ポリエステル、ポリ(アミノ酸)、石膏
、フィブリン、コラーゲンおよびリン酸カルシウムセラミックスから成る群から
選択されるキャリヤから成る請求項5に記載の方法。 - 【請求項10】 前記組成物がさらに生物活性を有する化合物から成る請求
項8に記載の方法。 - 【請求項11】 修復を必要とする所定の部位における軟骨または骨の生成
を誘発するための方法において、当該方法が細胞表面抗原CD34を有する細胞
を豊富に含む細胞集団から成る組成物に前記部位を接触させる工程から成り、前
記細胞が末梢血液、骨髄または脂肪組織から単離される方法。 - 【請求項12】 前記豊富に含む細胞集団が修復を必要とする部位に接触す
る前にインビトロで培養される請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 前記細胞集団を前記修復を必要とする部位に注入すること
によって当該部位を細胞集団に接触させる請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 前記組成物がさらに生体許容可能なキャリヤから成る請求
項11に記載の方法。 - 【請求項15】 前記組成物がさらに脱塩骨マトリックス、ヒアルロン酸塩
、コラスタット(登録商標)、ポリエステル、ポリ(アミノ酸)、石膏、フィブ
リン、コラーゲンおよびリン酸カルシウムセラミックスから成る群から選択され
るキャリヤから成る請求項11に記載の方法。 - 【請求項16】 前記修復を必要とする部位は当該部位における前記組成物
の外科手術的な内植によって接触する請求項14に記載の方法。 - 【請求項17】 前記修復を必要とする部位は当該部位における前記組成物
の注入によって接触する請求項14に記載の方法。 - 【請求項18】 前記組成物がさらに付加的な生物活性を有する化合物から
成る請求項14に記載の方法。 - 【請求項19】 修復を必要とする所定の部位に軟骨または骨の生成を誘発
するための方法において、当該方法が前記部位を骨形成または軟骨形成能力を有
する細胞を豊富に含む細胞集団から成る組成物に接触させる工程から成り、前記
細胞が末梢血液、骨髄または脂肪組織から単離されて、インビトロで予め培養す
ることなく前記部位に接触配置される方法。 - 【請求項20】 前記組成物がさらにビトロネクチンおよびコラーゲンから
成る請求項19に記載の方法。 - 【請求項21】 前記修復を必要とする部位が当該部位に前記組成物を外科
的に内植することによって接触する請求項19に記載の方法。 - 【請求項22】 前記修復を必要とする部位が当該部位に前記組成物を注入
することによって接触する請求項19に記載の方法。 - 【請求項23】 前記組成物がさらに付加的な生物活性を有する化合物から
成る請求項19に記載の方法。 - 【請求項24】 始原細胞から成る脂肪組織由来組成物を調製するためのキ
ットにおいて、 前記脂肪組織から細胞懸濁液を生成するための酵素混合物と、 前記始原細胞と組み合わせて内植可能な組成物を形成するためのキャリヤマト
リックスとから成るキット。 - 【請求項25】 さらに、前記脂肪組織の消化のための酵素混合物と共に使
用するバッファーと、前記細胞懸濁液を洗浄および処理するためのバッファーと
から成る請求項24に記載のキット。 - 【請求項26】 さらに、脂肪吸引装置用の廃棄可能な付着装置と、単離し
た脂肪組織および細胞懸濁液を処理するための廃棄可能な容器とから成る請求項
24に記載のキット。 - 【請求項27】 さらに、CD34抗原を担持する細胞に結合する試薬組成
物から成る請求項24に記載のキット。 - 【請求項28】 さらに、CD3、CD8、CD10、CD15、CD19
およびCD20から成る群から選択される抗原を担持する細胞に結合する試薬組
成物から成る請求項24に記載のキット。 - 【請求項29】 修復を必要とする部位における患者の骨または軟骨の成長
を促進するための方法において、当該方法が、 プロテーゼ装置を外科的に内植する工程から成り、当該装置がCD34抗原を
担持する細胞を豊富に含む前駆体細胞から成る方法。 - 【請求項30】 前記豊富に含む細胞集団は、CD34抗原を担持する細胞
に結合する試薬に前記細胞の懸濁液を接触させて試薬に結合する細胞と試薬に結
合しない細胞の混合物を形成して、当該試薬に結合する細胞を結合しない細胞か
ら分離することによって生成される請求項29に記載の方法。 - 【請求項31】 前記分離工程がアフィニティクロマトグラフィ、磁気ビー
ズおよびパニング技法の使用から成る請求項30に記載の方法。 - 【請求項32】 修復を必要とする部位において患者の骨または軟骨の生長
を促進するための方法において、 外科的に前記部位にプロテーゼ装置を内植する工程から成り、当該装置は脂肪
組織から分解されて少なくとも1.0g/cm3 の密度を有する細胞を豊富に含
む方法。 - 【請求項33】 前記豊富に含む細胞の集団は、分解した脂肪組織を遠心分
離処理または重力沈降処理して少なくとも1.0g/cm3 の密度を有する細胞
を単離することによって生成される請求項32に記載の方法。 - 【請求項34】 前記装置がさらに生体許容可能なキャリヤおよびビトロネ
クチンから成る請求項32に記載の方法。 - 【請求項35】 修復を必要とする所定の部位に軟骨または骨の生成を誘発
するための方法において、当該方法が前記部位を骨形成または軟骨形成能力を有
する細胞を豊富に含む細胞集団から成る組成物に接触させる工程から成り、前記
細胞が末梢血液、骨髄または脂肪組織から単離されるものであって、当該単離処
理がCD3、CD8、CD10、CD15、CD19およびCD20から成る群
から選択される細胞表面抗原に特異的な試薬に細胞が結合しないことに基づいて
行なわれる方法。 - 【請求項36】 前記組成物がさらに生体許容可能なキャリヤから成る請求
項35に記載の方法。 - 【請求項37】 前記組成物がさらにビトロネクチンおよびコラーゲンから
成る請求項35に記載の方法。 - 【請求項38】 前記修復を必要とする部位は当該部位に前記組成物を外科
手術的に内植することによって接触する請求項35に記載の方法。 - 【請求項39】 前記修復を必要とする部位は当該部位に前記組成物を注入
することによって接触する請求項35に記載の方法。 - 【請求項40】 骨始原細胞から成る内植組成物によるインビボの骨の形成
を促進するための方法において、骨の形成を促進するのに有効な量でビトロネク
チンも含むように前記内植組成物を配合する工程から成る方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/891,952 | 1997-07-14 | ||
US08/891,952 US6200606B1 (en) | 1996-01-16 | 1997-07-14 | Isolation of precursor cells from hematopoietic and nonhematopoietic tissues and their use in vivo bone and cartilage regeneration |
PCT/US1998/014587 WO1999002654A1 (en) | 1997-07-14 | 1998-07-14 | Isolation of bone and cartilage precursor cells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003517259A true JP2003517259A (ja) | 2003-05-27 |
Family
ID=25399106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000502153A Pending JP2003517259A (ja) | 1997-07-14 | 1998-07-14 | 骨および前駆体軟骨細胞の単離方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6200606B1 (ja) |
EP (1) | EP1007632A4 (ja) |
JP (1) | JP2003517259A (ja) |
AU (1) | AU756411B2 (ja) |
WO (1) | WO1999002654A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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