JP6494393B2 - 子宮組織治療用細胞組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
[2]前記第一細胞培養支持体及び前記第二細胞培養支持体が、0〜80℃の温度範囲で水和力が変化するポリマーを表面に被覆したものである、[1]に記載の製造方法。
[3]前記第一培養支持体の細胞培養面が、多孔膜のセルインサートである、[1]または[2]に記載の製造方法。
[4]前記上皮細胞が子宮組織由来である、[1]〜[3]に記載の製造方法。
[5]前記上皮細胞が、子宮内膜組織をミンス(mince)後、細胞分離用酵素で処理して子宮内膜組織細胞群を得る細胞分離工程、前記子宮内膜組織細胞群を細胞培養器材上に播種し、30分〜4時間培養する培養工程、前記培養工程後に、前記細胞培養器材上に接着しない細胞を回収する工程、により得られる細胞群に含まれる上皮細胞である、[1]〜[4]に記載の製造方法。
[6]前記間質細胞が子宮内膜間質細胞である、[1]〜[5]に記載の製造方法。
[7]前記間質細胞が、子宮内膜組織をミンス後、細胞分離用酵素で処理して子宮内膜組織細胞群を得る細胞分離工程、前記子宮内膜組織細胞群を細胞培養器材上に播種し、30分〜4時間培養する培養工程、前記培養工程後に、前記細胞培養器材上に接着する細胞を回収する工程、により得られる細胞群に含まれる子宮内膜間質細胞である、[1]〜[6]に記載の製造方法。
[8][1]〜[7]に記載の製造方法により得られる子宮組織治療用細胞組成物。
[9]上皮細胞を含む細胞群からなる第一の細胞層と、間質細胞を含む細胞群からなる第二の細胞層とを有する子宮組織治療用細胞組成物であって、ここで、前記第一の細胞層は、前記第二の細胞層の上に積層され、前記第二の細胞層の最下層面が接着タンパク質を保持している子宮組織治療用細胞組成物。
[10]前記上皮細胞が子宮組織由来である、[9]に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
[11]前記上皮細胞が子宮内膜上皮様の単層円柱上皮細胞である、[9]または[10]に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
[12]前記間質細胞が子宮組織由来である、[9]〜[11]に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
[13]前記間質細胞が子宮内膜間質細胞である、[9]〜[12]に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
[14]子宮組織損傷後の癒着を防止し、妊娠可能な状態へと治癒させることを特徴とする、[9]〜[13]に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
細胞シート作製:3週齢GFPラット(系統名:SD−Tg(CAG−EGFP)、日本SLC株式会社)、SDラット(系統名:Slc:SD、日本SLC株式会社)を購入し、CO2にて犠牲死。
移植先動物:9週齢Nudeラット(系統名:F344/NJcl−rnu/rnu、日本クレア株式会社)を購入、10週齢で移植に使用。
4%のイソフルランにて導入し、1.8%前後で維持を行った。処置の最中はホットプレートを使用して低体温を予防した。再生子宮、障害子宮ラットの犠牲死の方法は深麻酔後に失血犠牲死を行った。妊娠個体から胎仔を摘出する際に、母獣は深麻酔をすることで犠牲死とし、胎仔も母獣の犠牲死と同じ方法で行った。その際に、胎仔が低酸素状態に耐性が高いということを考慮して通常よりも長い時間を使用した。
細胞シートの作製方法は図1に示す。具体的には、3週齢SDラット、またはGFPラットを開腹し、子宮を確認。両側の卵巣と骨盤をつないでいる靭帯を切離し子宮広間膜を展開したのちに子宮頸部を切除して子宮を摘出した。その後、摘出した子宮を顕微鏡下に子宮筋層と子宮内膜に分離した。分離した子宮内膜組織は0.25%トリプシン/0.1%EDTA、37℃、振盪150bpmで20分間処理した。処理したのち、5mLのピペッターで70回〜100回程度、1000μmのピペットマンで200回程度ピペッティングを行った。目安としては目視で塊が確認できなくなる程度行った。同量の10%FBS入り培地で反応を止めたのち、100μm、40μmのセルストレーナーで濾過した。獲得した細胞を100mmのディッシュに全量播種し二時間静置した(以下、「細胞選別工程」という。)。二時間後上澄を回収し、PBSで三回洗浄した。洗浄時のPBSも回収した。この上澄と洗浄した細胞を合わせて(1)細胞とした。洗浄後にディッシュに残った細胞は0.25%トリプシン/0.1%EDTAで5分、37℃で反応させ回収した。この回収した細胞を(2)とした。(1)を温度応答性高分子が固定されたインサートに5.0×106/dish播種し、(2)の細胞を35mmの温度応答性培養皿(UpCell(登録商標)セルシード社製)、に2.5×106/dish播種した。(1)の培養にはDMEM/F12+insulin 10ug/mL+transferrin 10ug/mL+selenite 0.038uM+hydrocortisone 100ug/mL+retinoic acid 2.5nM+L−ascorbic acid 100uM+EGF 10ng.mLを使用した。(2)の培養にはDMEM/F12(1:1)+10%FBS+1%Penicillin+1%Streptomycin+1%Hepesを使用した。播種4日後に、インサートに播種した方は200μmのチップを使用して、インサートのまわりを全周性になぞることによって壁面にから剥離させた。培養皿に播種した方は1000μmのチップで回りを全周性に6回程度なぞることで壁面から剥離させた。その後に両方とも20℃で1時間インキュベートし細胞シートを回収した。(1)の細胞シートは剥離がしづらい場合はピンセットで剥離を行った。剥離した細胞シートは培地やPBSに浮遊させた。(1)のシートに関しては通常の培養皿に移し浮遊させた。その後、まず(2)の細胞シートが浮遊している培養皿に、1x1cm程度のプラスチックシートを細胞シートの下に持っていき培地を除去することによってプラスチックシートに細胞シートを伸展した。伸展した細胞シートを、プラスチックシートとともに別の細胞シートが浮遊している培養皿に入れ、浮遊している二枚目の細胞シートの下を置いた。一枚目と同様に培地を除去することでプラスチックシート上に二枚重ねた状態で進展させた。同様の方法でこの(2)の細胞シートを二枚重ねたものの上に(1)の細胞シートを重ね伸展させることで、三枚の積層化シートを作製した。(上から(1)、(2)、(2)の順番)
積層した細胞シートを通常のインサート(Falcon)にのせ培地を除去して伸展させた。インサートの下の6ウェルプレートのなかに2mLの培地(DMEM/F12(1:1)+10%FBS+1%Penicillin+1%Streptomycin+1%Hepe)を入れた。その状態で37℃、5%CO2で3日間インキュベートした。その後インサートのメンブレンに接着した状態で再接着シートとして4%PFAで固定した。
通常の方法でパラフィン包埋、薄切、HE染色を行った。免疫染色に関しては、pH6の賦活剤を使用して圧力鍋を使用して賦活した。その後10%goat血清にて二時間ブロッキングを行った。ブロッキング後、一次抗体としてGFP、CK18、vimentinなどを1:100、4℃で一晩反応させた。その後二次抗体を室温で一時間反応させ核染色を行った後に封入した。
10週齢のヌードラットを開腹し子宮を露出した。子宮を縦に切開し開きにした。顕微鏡下で攝子を用いて子宮筋層と子宮内膜を物理的に剥離した。剥離の範囲は子宮中央の1cmを対象とした。内膜を剥離し、筋層のみ残存した子宮を両側から7−0のナイロン糸を左右それぞれ5本ずつ縫合し両側に進展するようにして移植部位とした。その後に熱メスを用いて止血を行った。上記で作製した積層化細胞シートを、積層時に使用したプラスチックシートから直接移植部位へ移植した。その後、移植部位の周りに濡れたガーゼを置き、その上に100mmディッシュのフタを置くことで乾燥を予防した。その状態で1.5時間静置して生着を待った。生着を待った後に伸展しているナイロン糸を除去し、移植部位を7−0の吸収糸で連続縫合して閉創した。同時にコントロール群として子宮筋層と子宮内膜を物理的に剥離し、細胞シートを移植せずに閉創した群を作製した。
細胞シート移植4週間後に再生子宮の評価を行った。麻酔導入後小動物用超音波を用いて子宮を観察した。移植後の子宮を子宮頸管から卵管方向へ観察していき、狭窄している部位がないかどうかを確認した。また、卵管方向に水腫様の変化がないかどうかも確認した。水腫様変化が確認された場合は狭窄、閉塞が疑われた。さらに子宮内に生理食塩水を注入することで、閉塞がないかどうかを確認した。ラットの腟を耳鼻科用耳道観察器具を用いて進展し子宮頸管を露出した。子宮頸管より22G点滴留置針の外套を超音波ガイド下に挿入した。挿入後超音波で観察をしながら生理食塩水を注入した。注入後に子宮全体が均一に進展することで閉塞なしと判断した。生理食塩水が卵管方向へ流入しなかった場合は閉塞ありと判断した。閉塞ありの場合、閉塞部位の長さを超音波上で測定した。さらに、麻酔科に開腹しGFP陽性部位が確認できるかどうかを観察した。また、水腫様の変化があるかどうかも判断した。コントロール群も水腫様変化があるかどうかを判断し、子宮内膜剥離部位が菲薄していることも確認した。確認後、子宮の縫合を行った7−0吸収糸を抜糸した。移植後4週間での再生子宮の評価として、コントロール群とともに子宮を摘出した。妊娠子宮として使用する個体は、子宮の周りの術後癒着を剥離して腹部を閉創した。
図4は、交配・妊娠評価の実験の流れを示している。具体的には、再生子宮の評価後2週間経過した段階でオスのヌードラットと同居をさせた。同居二週間後に麻酔下に小動物用超音波装置にて腹部を観察した。超音波上で胎嚢、胎仔が確認された個体を妊娠個体とした。正常右子宮と移植、障害左子宮のどちらでも一個体でも胎仔が確認された場合を妊娠個体とした。胎嚢、胎仔がはっきりしないが妊娠が疑われた個体(子宮構造の変化)は数日あけて再評価を行い、上記基準で妊娠個体とした。妊娠に至らなかった場合は別の個体と同居させ再評価を行った。この方法を妊娠に至るまで継続した。妊娠個体は診断がついた段階で開腹し子宮を肉眼的、蛍光顕微鏡下で観察した。その後子宮を摘出して4%PFAで個体した。固定後3日で胎嚢を水平断として、断面を光学、蛍光顕微鏡にて観察した。観察後再度4%PFAで固定を行った。
妊娠子宮において、シート移植群では胎嚢の70〜90%にGFP陽性が確認された(図5)。水平断においては、胎嚢の外側全周性にGFP陽性の部位が確認され、胎盤の直下に広範囲にGFP陽性の部位が確認された(図6)。組織標本においても同様に胎嚢の外側全周性にGFP陽性部位が確認され、胎盤直下に広範囲にGFP陽性部位が確認された(図7)。また、妊娠していない部位においても、GFP陽性の子宮内膜上皮が確認され、その形態からArias−Stella反応(妊娠ホルモンの影響を受けて子宮内膜が乳頭状に変化する反応)が認められた(図8)。このことから、移植後の子宮内膜細胞シートは妊娠に伴って変化していることが確認された。
移植先動物が、免疫正常動物であるSDラットであること以外は、実施例3と同様の実験を行い、移植動物で妊娠可能であるかどうかの評価を行った。その結果、移植先動物が免疫正常動物であるSDラットにおいても子宮内膜細胞シートが正着し、妊娠可能であることが確認された(図9)。
(子宮間質細胞シートの子宮再生効果の評価)
子宮間質細胞シートにも上皮細胞が含まれているため、子宮間質細胞シートのみで子宮再生効果を有するかを検討した。細胞シートを作製する方法の細胞選別工程において、積層する細胞シートの全てを接着細胞由来の細胞シートを用いたこと以外は、実施例2及び3と同様の方法で実験を行った。その結果、移植した細胞シートは正着していることが確認されたが、創傷部の癒着を防ぐことはできず、子宮腔は確認されなかった(図10)。また、妊娠も確認されなかった。
(子宮間質細胞シート移植及びシリコンチューブ留置法による子宮再生効果の評価)
子宮間質細胞シートを移植すると同時にシリコンチューブを留置することで、管腔構造が維持され、上皮層が再構築されるかどうかを検討した。比較例1と同じく、子宮間質細胞シートを、子宮内膜を除去したヌードラットの子宮へ移植し、シリコンチューブ(AS ONE社製)を留置して、縫合した(図11)。移植の1週間後、子宮組織切片を作製し、定法に従い、HE染色、免疫染色を行った。その結果、子宮腔の構造は維持され、細胞シート由来の細胞は確認され、子宮内膜特異的には発現するプロゲステロンレセプター陽性の細胞は確認された(図12(C))。しかし、シリコンチューブが接する部位に炎症細胞が多数認められ、上皮細胞は認められなかった。
Claims (12)
- 子宮組織治療用細胞組成物を製造する方法であって、
(1)第一の細胞培養支持体上で上皮細胞を含む細胞群を培養し、第一の細胞層を得る工程、
(2)第二の細胞培養支持体上で間質細胞を含む細胞群を培養し、第二の細胞層を得る工程、
(3)前記第二の細胞層の上に、前記第一の細胞層を積層する工程、
を含み、ここで、前記第一細胞培養支持体及び前記第二細胞培養支持体が、0〜80℃の温度範囲で水和力が変化するポリマーを表面に被覆したものである、子宮組織治療用細胞組成物の製造方法。 - 前記第一培養支持体の細胞培養面が、多孔膜のセルインサートである、請求項1に記載の製造方法。
- 前記上皮細胞が子宮組織由来である、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記上皮細胞が、
(1)子宮内膜組織をミンス後、細胞分離用酵素で処理して子宮内膜組織細胞群を得る細胞分離工程、
(2)前記子宮内膜組織細胞群を細胞培養器材上に播種し、30分〜4時間培養する培養工程、
(3)前記培養工程後に、前記細胞培養器材上に接着しない細胞を回収する工程、
により得られる細胞群に含まれる上皮細胞である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。 - 前記間質細胞が子宮内膜間質細胞である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記間質細胞が、
(1)子宮内膜組織をミンス後、細胞分離用酵素で処理して子宮内膜組織細胞群を得る細胞分離工程、
(2)前記子宮内膜組織細胞群を細胞培養器材上に播種し、30分〜4時間培養する培養工程、
(3)前記培養工程後に、前記細胞培養器材上に接着する細胞を回収する工程、
により得られる細胞群に含まれる子宮内膜間質細胞である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。 - 上皮細胞を含む細胞群からなる第一の細胞層と、間質細胞を含む細胞群からなる第二の細胞層とを有する子宮組織治療用細胞組成物であって、ここで、前記第一の細胞層は、前記第二の細胞層の上に積層され、前記第二の細胞層の最下層面が接着タンパク質を保持している子宮組織治療用細胞組成物。
- 前記上皮細胞が子宮組織由来である、請求項7に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
- 前記上皮細胞が子宮内膜上皮様の単層円柱上皮細胞である、請求項7または8に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
- 前記間質細胞が子宮組織由来である、請求項7〜9のいずれか1項に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
- 前記間質細胞が子宮内膜間質細胞である、請求項7〜10のいずれか1項に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
- 子宮組織損傷後の癒着を防止し、子宮組織を妊娠可能な状態へと治癒させることを特徴とする、請求項7〜11のいずれか1項に記載の子宮組織治療用細胞組成物。
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