説明

分娩後由来細胞を用いた軟骨と骨の修復と再生

【解決手段】 分娩後組織由来細胞と軟骨形成または骨形成表現型の細胞への分化を単離、誘導する方法が本発明によって提供される。本発明では、さらに分娩後由来細胞の培養と組成、およびそれに関連する製剤を提供する。本発明の分娩後由来細胞とそれに関連する製剤は多く使用され、これだけに限らないが、例えば骨および軟骨疾患の治療における研究、診断、治療応用を含む。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
実質的に血液を含まないヒト分娩後組織に由来する細胞を有する分娩後由来細胞であって、前記細胞は培養において自己複製及び増殖することができ、骨形成または軟骨形成表現型の細胞に分化する能力を有し、前記細胞は増殖にL−バリンを必要とし、前記細胞は約5%〜20%の酸素で増殖することができ、前記細胞はさらに、以下の特徴、
(a)顆粒球走化性タンパク質2(GCP−2)、レチキュロン1、組織因子、ビメンチン、α−平滑筋アクチンの少なくとも1つの産生、
(b)フローサイトメトリーで検出されるとおり、GRO−αまたは酸化低密度リポタンパク質受容体の少なくとも1つの生産の欠如、
(c)CD10、CD13、CD44、CD73、CD90、PDGFr−α、PD−L2、HLA−A、B、Cの少なくとも1つの産生、
(d)フローサイトメトリーで検出されるとおり、CD31、CD34、CD45、CD80、CD86、CD117、CD141、CD178、B7−H2、HLA−G、HLA−DR、DP、DQの少なくとも1つの産生の欠如、
(e)線維芽細胞、間葉幹細胞、または回腸稜の骨髄細胞であるヒト細胞と関連して、インターロイキン8、レチキュロン1、ケモカイン(C−X−Cモチーフ)リガンド1(メラノーマ増殖刺激活性、α)、ケモカイン(C−X−Cモチーフ)リガンド6(顆粒球走化性タンパク質2)、ケモカイン(C−X−Cモチーフ)リガンド3、腫瘍壊死因子、α誘導蛋白質3の少なくとも1つで上昇し、または線維芽細胞、間葉幹細胞、または回腸稜の骨髄細胞であるヒト細胞と関連した発現が、C型レクチンスーパーファミリーメンバーA2、ウィルムス腫瘍1、アルデヒド・デヒドロゲナーゼ1ファミリーメンバーA2、レニン、酸化低密度リポタンパク質受容体1、タンパク質キナーゼCゼータ、クローンIMAGE:4179671、overian cancer 1でダウンレギュレートされた仮想タンパク質DKFZp564F013、クローンDKFZp547K1113の少なくとも1つで上昇することと、
(f)線維芽細胞、間葉幹細胞、または回腸稜の骨髄細胞であるヒト細胞と関連した発現が、少なくとも以下の1つで減少し、これが低身長感受性(short statur
e)ホメオボックス2、熱ショック27kDa蛋白質2、ケモカイン(C−X−Cモチーフ)リガンド12(間質細胞由来因子1)、エラスチン、cDNA DKFZp586M2022(クローンDKFZp586M2022より)、間葉(mesenchyme)ホメオボックス2、sine oculisホメオボックスホモログ1、クリスタリンαB、形態形成のdishevelled関連アクチベータ2(dishevelled associated activator of morphogenesis 2)、DKFZP586B2420蛋白質、ニューラリン1の類似体、テトラネクチン、Srcホモロジー3(SH3)およびシステインリッチドメイン、B−細胞転座遺伝子1(抗増殖性)、コレステロール25−水酸化酵素、runt関連転写因子3、仮想蛋白質FLJ23191、インターロイキン11受容体α、プロコラーゲンC−エンドペプチターゼエンハンサー、縮合(frizzled)ホモログ7、仮想遺伝子BC008967、コラーゲンVIII型、α1、テネイシンC、iroquoisホメオボックス蛋白質5、ヘファエスチン、インテグリンβ8、シナプス小胞糖タンパク2、cDNA FLJ12280 fis、クローンMAMMA1001744、サイトカイン受容体様因子1、カリウム中間体/低透過カルシウム活性化チャネル(サブファミリーN、メンバー4)、インテグリンα7、DKFZP586L151蛋白質、PDZ−結合モチーフ(TAZ)を有する転写コアクチベーター、sine oculisホメオボックスホモログ2、KIAA1034蛋白質、初期成長応答3、ディスタル・レス・ホメオボックス5、仮想的蛋白質FLJ20373、アルド−ケトレダクターゼファミリー1メンバーC3(3−αヒドロキシステロイド脱水素酵素II型)、バイグリカン、フィブロネクチン1、プロエンケファリン、インテグリンβ様1(EGF様反復ドメインを有する)、cDNAクローンEUROIMAGE 1968422、EphA3、KIAA0367蛋白質、ナトリウム利尿ペプチド受容体C/グアニル酸シクラーゼC(心房ナトリウム利尿ペプチド受容体C)、仮想的蛋白質FLJ14054、cDNA DKFZp564B222(クローンDKFZp564B222より)、小胞関連膜タンパク5、EGF含有フィブリン(fibulin)様細胞外マトリックスタンパク質1、BCL2/アデノウィルスE1B 19kDa相互作用蛋白質3様、AE結合蛋白質1、シトクロムc酸化酵素サブユニットVIIaポリペプチド1(筋肉)、線維芽細胞種・腫瘍原性の抑制1(neuroblastoma、suppression of tumorigenicity 1)、インスリン様成長因子結合蛋白質2(36kDa)である場合と、
(g)単球走化性タンパク質−1、インターロイキン(IL)−6、IL−8、顆粒球走化性タンパク質−2、肝細胞増殖因子、角化細胞増殖因子、線維芽細胞増殖因子、ヘパリン結合上皮成長因子、脳由来神経栄養因子、トロンボポエチン、マクロファージ炎症性タンパク質(MIP)−1a、RANTES、組織マトリックスメタロプロテアーゼ阻害物質1の少なくとも1つの分泌と、
(h)ELISAで検出されるとおり、トランスフォーミング成長因子−β2、アンジオポエチン−2、血小板由来増殖因子−bb、MIP1b、I309、マクロファージ由来ケモカイン、血管内皮増殖因子の少なくとも1つの分泌の欠如、および
(i)培養で少なくとも40回倍加を受ける能力、
の特徴のうち少なくとも1つを有することを特徴とする前記細胞。
【請求項2】
請求項1の細胞であって、マトリックスメタロプロテアーゼ、中性プロテアーゼ、ヒアルロン酸を消化する粘液溶解酵素の少なくとも1つを用いた酵素解離により、分娩後の胎盤またはその断片から単離された細胞。
【請求項3】
請求項1の分娩後由来細胞の分化を軟骨形成表現型に誘導する方法であって、前記細胞を1若しくはそれ以上の軟骨形成分化誘導因子に曝露する工程を有する方法。
【請求項4】
請求項3の方法において、
前記軟骨形成分化誘導因子は、トランスフォーミング成長因子−β3(TGFβ3)、および、増殖および分化因子−5(GDF−5)、の少なくとも1つを有するものである。
【請求項5】
請求項3の方法であって、さらに軟骨形成培地で前記細胞を培養する工程を有する方法。
【請求項6】
請求項5の方法において、
前記軟骨形成培地は、ダルベッコ改変イーグル培地、L−グルタミン、ピルビン酸ナトリウム、L−プロリン、デキサメタゾン、L−アスコルビン酸、インスリン、トランスフェリン、セレニウム、抗生剤を有するものである。
【請求項7】
請求項6の方法において、
前記軟骨形成培地は、さらにコラーゲンと水酸化ナトリウムの少なくとも1つを有するものである。
【請求項8】
請求項3の方法であって、さらに、
ペレット培養アッセイにより前記細胞の分化を評価する工程を有する方法。
【請求項9】
請求項3の方法であって、さらに、
グリコサミノグリカンまたはコラーゲンの有無を検出することで、前記細胞の分化を評価する工程を有する方法。
【請求項10】
請求項9の方法において、
前記評価する工程は、サフラニン−Oまたはヘマトキシリン/エオシンを用いて前記細胞を染色する工程を有するものである。
【請求項11】
請求項3の方法によって生産される、前記細胞。
【請求項12】
請求項1の分娩後由来細胞の分化を骨形成表現型に誘導する方法であって、前記細胞を1若しくはそれ以上の骨形成分化誘導因子に曝露する工程を有するものである。
【請求項13】
請求項12の方法において、
前記分化誘導因子は、骨形態形成タンパク質(BMP)−2、BMP−4、トランスフォーミング成長因子−β1の少なくとも1つを有するものである。
【請求項14】
請求項12の方法であって、さらに、
骨形成培地で前記細胞を培養する工程を有する方法。
【請求項15】
請求項14の方法において、
前記骨形成培地は、低グルコースダルベッコ改変イーグル培地、血清、β−グリセロリン酸、デキサメタゾン、アスコルビン酸リン酸塩、および少なくとも1種類の抗生物質または抗真菌剤を有するものである。
【請求項16】
請求項12の方法であって、さらに、
骨形成細胞系譜特異的マーカーを検出することで、前記分化を評価する工程を有する方法。
【請求項17】
請求項16の方法において、
前記マーカーは、オステオカルシン、骨シアロタンパク質、またはアルカリホスファターゼである。
【請求項18】
請求項12の方法であって、さらに、
石灰化を測定することで、前記分化を検出する工程を有する方法。
【請求項19】
請求項18の方法において、
前記検出段階は、von Kossa染色を有するものである。
【請求項20】
請求項12の方法によって生産される前記細胞。
【請求項21】
請求項1の前記分娩後由来細胞を有する細胞集団。
【請求項22】
請求項21の細胞集団において、前記細胞集団は実質的に均一である。
【請求項23】
請求項21の細胞集団において、前記細胞集団は不均一である。
【請求項24】
請求項23の細胞集団であって、さらに、
骨髄細胞、軟骨細胞、軟骨芽細胞、軟骨細胞前駆細胞、または幹細胞の少なくとも1細胞タイプを有する細胞集団。
【請求項25】
請求項12の前記分娩後由来細胞を有する細胞集団。
【請求項26】
請求項25の細胞集団において、前記細胞集団は実質的に均一である。
【請求項27】
請求項25の細胞集団において、前記細胞集団は不均一である。
【請求項28】
請求項27の細胞集団であって、さらに、
骨髄細胞、軟骨細胞、軟骨芽細胞、軟骨細胞前駆細胞、幹細胞、または他の多能性または多分化能細胞の少なくとも1細胞タイプを有する細胞集団。
【請求項29】
請求項20の前記分娩後由来細胞を有する細胞集団。
【請求項30】
請求項29の細胞集団において、前記細胞集団は実質的に均一である。
【請求項31】
請求項29の細胞集団において、前記細胞集団は不均一である。
【請求項32】
請求項31の細胞集団であって、さらに、
骨髄細胞、骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨裏打ち細胞、幹細胞、または他の多能性または多分化能細胞の少なくとも1細胞タイプを有する細胞集団。
【請求項33】
請求項21の前記細胞集団から調製された細胞溶解物。
【請求項34】
請求項33の前記細胞溶解物から調製された可溶性細胞画分。
【請求項35】
請求項25の前記細胞集団から調製された細胞溶解物。
【請求項36】
請求項35の前記細胞溶解物から調製された可溶性細胞画分。
【請求項37】
請求項29の前記細胞集団から調製された細胞溶解物。
【請求項38】
請求項37の前記細胞溶解物から調製された可溶性細胞画分。
【請求項39】
請求項21の前記細胞集団の細胞外基質。
【請求項40】
請求項25の前記細胞集団の細胞外基質。
【請求項41】
請求項29の前記細胞集団の細胞外基質。
【請求項42】
請求項21の前記細胞集団と、1若しくはそれ以上の生理活性因子を有する組成物。
【請求項43】
請求項25の前記細胞集団と、1若しくはそれ以上の生理活性因子を有する組成物。
【請求項44】
請求項29の前記細胞集団と、1若しくはそれ以上の生理活性因子を有する組成物。
【請求項45】
請求項42の前記組成物において、
前記生理活性因子は、軟骨形成分化誘導因子である。
【請求項46】
請求項42の前記組成物において、
前記生理活性因子は、骨形成分化誘導因子である。
【請求項47】
請求項1の細胞と、薬学的に許容可能な担体とを有する薬学的組成物。
【請求項48】
請求項11の細胞と、薬学的に許容可能な担体とを有する薬学的組成物。
【請求項49】
請求項20の細胞と、薬学的に許容可能な担体とを有する薬学的組成物。
【請求項50】
請求項39の細胞外基質と、薬学的に許容可能な担体とを有する薬学的組成物。
【請求項51】
請求項40の細胞外基質と、薬学的に許容可能な担体とを有する薬学的組成物。
【請求項52】
請求項41の細胞外基質と、薬学的に許容可能な担体とを有する薬学的組成物。
【請求項53】
請求項33の溶解物と、薬学的に許容可能な担体とを有する薬学的組成物。
【請求項54】
請求項35の溶解物と、薬学的に許容可能な担体とを有する薬学的組成物。
【請求項55】
請求項37の溶解物と、薬学的に許容可能な担体とを有する薬学的組成物。
【請求項56】
培地において請求項1の少なくとも1つの細胞を有する細胞培養。
【請求項57】
請求項56の細胞培養において、
前記培養培地は、軟骨形成培地または骨形成培地を有するものである。
【請求項58】
請求項56の細胞培養であって、さらに、
軟骨形成分化誘導因子の少なくとも1つを有する細胞培養。
【請求項59】
請求項58の細胞培養において、
前記軟骨形成分化誘導因子は、トランスフォーミング成長因子−β3および増殖および分化因子−5の少なくとも1つである。
【請求項60】
請求項56の細胞培養であって、さらに、
骨形成分化誘導因子の少なくとも1つを有する細胞培養。
【請求項61】
請求項60の細胞培養において、
前記骨形成分化誘導因子は、トランスフォーミング成長因子−β1、骨形成タンパク質(BMP)−2、またはBMP4の少なくとも1つである。
【請求項62】
請求項21の細胞集団を有する基質。
【請求項63】
請求項25の細胞集団を有する基質。
【請求項64】
請求項29の細胞集団を有する基質。
【請求項65】
請求項62の基質において、
前記基質は、3次元骨格を有するものである。
【請求項66】
請求項63の基質において、
前記基質は、3次元骨格を有するものである。
【請求項67】
請求項64の基質において、
前記基質は、3次元骨格を有するものである。
【請求項68】
患者の疾患を治療する方法であって、前記患者に1若しくはそれ以上の請求項1の分娩後由来細胞を投与する工程を有する方法。
【請求項69】
請求項68の方法において、
前記疾患は、骨疾患または軟骨疾患である。
【請求項70】
請求項69の方法において、
前記骨疾患または前記軟骨疾患は、先天性な骨または軟骨の欠陥、半月板の損傷または欠陥、骨/脊髄変形、骨肉腫、骨髄腫、骨異形成症または脊柱側弯症、骨粗鬆症、歯周病、歯骨の喪失、骨軟化症、くる病、線維性骨炎、腎性骨ジストロフィー、脊椎固定術、椎間板の再構築または除去、骨パジェット病、関節リウマチ、変形性関節症、または外傷または外科的損傷である。
【請求項71】
請求項68の方法において、
前記分娩後由来細胞は、少なくとも1種類の他細胞タイプと共に投与されるものである。
【請求項72】
請求項71の方法において、
前記少なくとも1つの他細胞タイプは、骨髄細胞、軟骨細胞、軟骨芽細胞、軟骨細胞前駆細胞、骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨裏打ち細胞、幹細胞、または多能性または多分化能細胞である。
【請求項73】
請求項68の方法において、
前記分娩後由来細胞は、基質上に接種されるものである。
【請求項74】
請求項73の方法において、
前記基質は、前記患者に移植されるものである。
【請求項75】
請求項68の方法において、
前記分娩後由来細胞は、前記投与する工程の前に、軟骨形成または骨形成表現型に分化するように誘導されるものである。
【請求項76】
請求項68の方法において、
前記分娩後由来細胞は、少なくとも1種類の生理活性因子が同時に投与されるものである。
【請求項77】
請求項68の方法において、
前記細胞は、前記患者の骨に投与されるものである。
【請求項78】
請求項68の方法において、
前記細胞は、前記患者の軟骨に投与されるものである。
【請求項79】
組織の再生を必要とする患者で前記組織を再生する方法であって、請求項21の細胞集団を前記患者に投与する工程を有する方法。
【請求項80】
請求項79の方法において、
前記組織は、骨または軟骨である。
【請求項81】
組織の再生を必要とする患者で前記組織を再生する方法であって、請求項25の細胞集団を前記患者に投与する工程を有する方法。
【請求項82】
請求項81の方法において、
前記組織は、骨または軟骨である。
【請求項83】
組織の再生を必要とする患者で前記組織を再生する方法であって、前記請求項29の細胞集団を前記患者に投与する工程を有する方法。
【請求項84】
請求項83の方法において、
前記組織は、骨または軟骨である。
【請求項85】
請求項68の方法において、
前記細胞は、前記患者に移植されるものである。
【請求項86】
請求項56の培養を増殖させることで生成した条件培地。
【請求項87】
分娩後由来細胞の軟骨形成を刺激する化合物を同定する方法であって、請求項1の細胞と前記化合物とを接触させ、前記細胞の軟骨形成マーカーをモニタリングする工程を有する方法。
【請求項88】
分娩後由来細胞の骨形成を刺激する化合物を同定する方法であって、請求項1の細胞と前記化合物を接触させ、前記細胞の骨形成マーカーをモニタリングする工程を有する方法。
【請求項89】
請求項1の分娩後由来細胞に対して毒性がある化合物を同定する方法であって、前記細胞に前記化合物を接触させ、前記細胞の生存をモニタリングする工程を有する方法。
【請求項90】
請求項1の少なくとも1つの細胞と、さらに基質、水和剤、細胞培養基質、分化誘導剤、および細胞培地の少なくとも1つの成分とを有するキット。
【請求項91】
請求項90のキットにおいて、
前記基質は、3次元骨格である。
【請求項92】
請求項91のキットにおいて、
前記細胞は、前記骨格に播種されるものである。
【請求項93】
請求項90のキットにおいて、
前記分化誘導剤は、骨形成分化誘導剤または軟骨形成分化誘導剤である。
【請求項94】
骨疾患または軟骨疾患を有する患者を治療する方法であって、前記請求項1の細胞の細胞外基質を前記患者に投与する工程を有する方法。
【請求項95】
骨疾患または軟骨疾患を有する患者を治療する方法であって、前記請求項33の細胞溶解物を前記患者に投与する工程を有する方法。
【請求項96】
骨疾患または軟骨疾患を有する患者を治療する方法であって、前記請求項86の条件培地を前記患者に投与する工程を有する方法。
【請求項97】
請求項47の薬学的組成物において、
前記組成物は、骨疾患または軟骨疾患を治療するために有効な量の前記細胞を有するものである。
【請求項98】
請求項48の薬学的組成物において、
前記組成物は、骨疾患または軟骨疾患を治療するために有効な量の前記細胞を有するものである。
【請求項99】
請求項49の薬学的組成物において、
前記組成物は、骨疾患または軟骨疾患を治療するために有効な量の前記細胞を有するものである。
【請求項100】
請求項50の薬学的組成物において、
前記組成物は、骨疾患または軟骨疾患を治療するために有効な量の前記細胞外基質を有するものである。
【請求項101】
請求項51の薬学的組成物において、
前記組成物は、骨疾患または軟骨疾患を治療するために有効な量の前記細胞外基質を有するものである。
【請求項102】
請求項52の薬学的組成物において、
前記組成物は、骨疾患または軟骨疾患を治療するために有効な量の前記細胞外基質を有するものである。
【請求項103】
請求項53の薬学的組成物において、
前記組成物は、骨疾患または軟骨疾患を治療するために有効な量の前記溶解物を有するものである。
【請求項104】
請求項54の薬学的組成物において、
前記組成物は、骨疾患または軟骨疾患を治療するために有効な量の前記溶解物を有するものである。
【請求項105】
請求項55の薬学的組成物において、
前記組成物は、骨疾患または軟骨疾患を治療するために有効な量の前記溶解物を有するものである。
【請求項106】
請求項47の薬学的組成物であって、さらに、
幹細胞、骨髄細胞、軟骨細胞、軟骨芽細胞、骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨裏打ち細胞、他の骨または軟骨前駆細胞の他の細胞タイプの少なくとも1種類を有する方法。
【請求項107】
請求項48の薬学的組成物であって、さらに、
幹細胞、骨髄細胞、軟骨細胞、軟骨芽細胞、骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨裏打ち細胞、他の骨または軟骨前駆細胞の他の細胞タイプの少なくとも1種類を有する方法。
【請求項108】
請求項49の薬学的組成物であって、さらに、
幹細胞、骨髄細胞、軟骨細胞、軟骨芽細胞、骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨裏打ち細胞、他の骨または軟骨前駆細胞の他の細胞タイプの少なくとも1種類を有する方法。

【公表番号】特表2007−528706(P2007−528706A)
【公表日】平成19年10月18日(2007.10.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−517788(P2006−517788)
【出願日】平成16年6月25日(2004.6.25)
【国際出願番号】PCT/US2004/020958
【国際公開番号】WO2005/038012
【国際公開日】平成17年4月28日(2005.4.28)
【出願人】(503325941)エチコン、インコーポレイテッド (8)
【氏名又は名称原語表記】ETHICON,INC.
【Fターム(参考)】