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JP6161261B2 - DNA demethylation induction method and use thereof - Google Patents

DNA demethylation induction method and use thereof Download PDF

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JP6161261B2 JP2012252371A JP2012252371A JP6161261B2 JP 6161261 B2 JP6161261 B2 JP 6161261B2 JP 2012252371 A JP2012252371 A JP 2012252371A JP 2012252371 A JP2012252371 A JP 2012252371A JP 6161261 B2 JP6161261 B2 JP 6161261B2
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Description

本発明は、DNA脱メチル化誘導法及びその用途に関する。   The present invention relates to a method for inducing DNA demethylation and uses thereof.

CpG配列のシトシンのメチル化は、遺伝子発現制御において極めて重要な役割を担っており、異常なDNAメチル化が癌などの様々な疾患の要因になっていることが分かっている。精子又は卵の起源である始原生殖細胞は、分化全能性の獲得や異常メチル化の蓄積を防ぐために、ゲノム全体のDNAのメチル化を脱メチル化する活性を持っている。このようなゲノム全体の脱メチル化は、生殖系列の細胞のみで起こる極めてユニークな現象であり、生殖系列特異的なDNA脱メチル化機構の存在が示唆されている。しかしながら、そのようなDNA脱メチル化機構の詳細は明らかになっていない(非特許文献1)。   Methylation of cytosine in the CpG sequence plays an extremely important role in gene expression control, and it is known that abnormal DNA methylation is a cause of various diseases such as cancer. Primordial germ cells that are the origin of sperm or eggs have the activity of demethylating DNA methylation of the entire genome in order to prevent totipotency acquisition and accumulation of abnormal methylation. Such genome-wide demethylation is a very unique phenomenon that occurs only in germline cells, suggesting the existence of a germline-specific DNA demethylation mechanism. However, details of such a DNA demethylation mechanism have not been clarified (Non-patent Document 1).

また、核初期化物質を用いて体細胞からiPS細胞を製造する方法が知られている。iPS細胞は再生医療への応用等が期待されているが、未分化性維持の不安定さや、分化能の不均一性等の様々な問題が指摘されている。具体的には、iPS細胞はメチル化の状態が正常なES細胞とは大きく異なっており(非特許文献2)、さらにこのDNAメチル化の異常が、iPS細胞の品質に悪影響を与えることが知られている。例えば、多くのiPS細胞において異常なメチル化が原因でDlk1−Dio3遺伝子クラスターの発現が抑制されていることが知られている。そして、かかる発現抑制に起因して、これらのiPS細胞はキメラを作成したり、iPS細胞だけに由来する動物を作成しようとする際に十分に機能しないことが指摘されている(非特許文献3)。   In addition, a method for producing iPS cells from somatic cells using a nuclear reprogramming substance is known. Although iPS cells are expected to be applied to regenerative medicine, various problems such as instability of undifferentiated maintenance and heterogeneity of differentiation ability have been pointed out. Specifically, iPS cells are significantly different from ES cells in which methylation is normal (Non-Patent Document 2), and it is also known that this abnormality of DNA methylation adversely affects the quality of iPS cells. It has been. For example, it is known that the expression of the Dlk1-Dio3 gene cluster is suppressed due to abnormal methylation in many iPS cells. And, it has been pointed out that due to such suppression of expression, these iPS cells do not function sufficiently when a chimera or an animal derived only from iPS cells is created (Non-patent Document 3). ).

Science Vol. 324, 15 May, 2009, pp.930−935Science Vol. 324, 15 May, 2009, pp. 930-935 Nature Vol 471, 3 March, 2011, pp.68−73Nature Vol 471, 3 March, 2011, pp. 68-73 Nature Vol 465, 13 May, 2010, pp.175−183Nature Vol 465, 13 May, 2010, pp. 175-183

本発明の課題は以下の通りである。
(1)細胞内においてDNA脱メチル化を誘導する方法を提供すること。
(2)より品質の向上したiPS細胞を提供すること。
The subject of this invention is as follows.
(1) To provide a method for inducing DNA demethylation in cells.
(2) To provide iPS cells with improved quality.

本発明者は、鋭意検討を重ね、TET1活性を介したDNA脱メチル化が、PRDM14活性により促進されることを見出した。本発明者は、さらに、TET1活性単独では脱メチル化できない領域であっても、PRDM14活性を併用することで脱メチル化できることを見出した。かかる新しい知見に基づいて本発明者は、TET1及びPRDM14の細胞内含量を増加させる工程を用いることにより、細胞内においてDNA脱メチル化を誘導できることを見出した。   The present inventor has conducted extensive studies and found that DNA demethylation via TET1 activity is promoted by PRDM14 activity. Furthermore, the present inventor has found that even in a region that cannot be demethylated by TET1 activity alone, it can be demethylated by using PRDM14 activity together. Based on such new findings, the present inventor has found that DNA demethylation can be induced in cells by using a step of increasing the intracellular contents of TET1 and PRDM14.

これに加えて、本発明者は、分化させたES細胞にPRDM14を発現させることで、ES細胞への脱分化を誘導できることを見出した。   In addition to this, the present inventors have found that dedifferentiation into ES cells can be induced by expressing PRDM14 in the differentiated ES cells.

さらに、本発明者は、iPS細胞の品質に悪影響を与えることが知られているDNAメチル化の異常を、本発明のDNA脱メチル化誘導方法によって正常化できることを見出した。かかる新しい知見に基づいて本発明者は、DNA脱メチル化誘導方法を、核初期化物質を用いて体細胞からiPS細胞を製造する方法に適用することにより、より品質の向上したiPS細胞を提供できることを見出した。   Furthermore, the present inventor has found that an abnormality in DNA methylation known to adversely affect the quality of iPS cells can be normalized by the method for inducing DNA demethylation of the present invention. Based on such new findings, the present inventor provides iPS cells with improved quality by applying the DNA demethylation induction method to a method of producing iPS cells from somatic cells using a nuclear reprogramming substance. I found out that I can do it.

本発明はかかる知見に基づきさらに検討を重ねた結果完成されたものであり、下記に掲げるものである。
[1.DNA脱メチル化誘導方法]
[1.] 細胞内においてDNA脱メチル化を誘導する方法であって、
(1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の細胞内含量を増加させる工程
を含む、方法。
[1.1.1] 前記細胞がヒト細胞である、1.に記載の方法。
[1.1.2] 前記細胞がマウス細胞である、1.に記載の方法。
[1.1.3] 前記細胞が培養細胞である、1.〜1.1.2のいずれかに記載の方法。
[1.1.3.1] 前記培養細胞が体細胞である、1.1.3に記載の方法。
[1.1.4] 前記細胞が生体内の細胞である、1.〜1.1.2のいずれかに記載の方法。
[1.1.4.1] 前記生体内の細胞がエピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常を有する細胞である、1.1.4 に記載の方法。
[1.1.4.2] 前記生体内の細胞ががん細胞である、1.1.4 に記載の方法。
[1.2.1] 前記工程(1)が、
TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
を細胞内に導入する工程である、1.〜1.1.4.2のいずれかに記載の方法。
[1.2.2] 前記工程(1)が、
TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
を細胞内に導入する工程である、1.〜1.1.4.2のいずれかに記載の方法。
[1.2.2.1] 前記工程(1)が、
TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
を細胞内で過剰発現させる工程である、1.2.2に記載の方法。
[1.3.1] TET1活性ドメインの改変体、並びにTET1活性ドメインを含む融合ポリペプチド及びTET1活性ドメインの改変体を含む融合ポリペプチドが、TET1活性を有する、1.〜1.2.2.1のいずれかに記載の方法。
[1.3.1.1] TET1活性が、5−メチルシトシン(5mC)を5−ヒドロキシメチルシトシン(hmC)へと変換する活性である、1.3.1に記載の方法。
[1.4.1] PRDM14活性ドメインの改変体、並びにPRDM14活性ドメインを含む融合ポリペプチド及びPRDM14活性ドメインの改変体を含む融合ポリペプチドが、PRDM14活性を有する、1.〜1.3.1.1のいずれかに記載の方法。
[1.4.1.1] PRDM14活性が、TET1活性を促進する活性である、1.4.1に記載の方法。
[1.5] TET1活性ドメイン又はその改変体を含む融合ポリペプチドが、
(i)メチル化シトシン結合ドメイン;及び
(ii)TET1活性ドメイン又はその改変体からなる活性ドメイン
を含む、1.〜1.4.1.1のいずれかに記載の方法。
[1.6] PRDM14又はその改変体を含む融合ポリペプチドが、
(i)標的遺伝子領域に結合するDNA結合ドメイン;及び
(ii)PRDM14又はその改変体からなる活性ドメイン
を含む、1.〜1.5のいずれかに記載の方法。
[1.6.1] 標的遺伝子領域が標的遺伝子のプロモーター領域である、1.6に記載の方法。
[1.6.1.1]標的遺伝子ががん抑制遺伝子である、1.6.1に記載の方法。
[1.6.1.1.1] がん抑制遺伝子がp16、p53又はE−cadherinである、1.6.1.1に記載の方法。
[1.7.1] TET1活性ドメインが、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.〜1.6.1.1.1のいずれかに記載の方法。
[1.7.1.1] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.1に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.7.1に記載の方法。
[1.7.1.2] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.1に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.7.1に記載の方法。
[1.7.1.3] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.1に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.7.1に記載の方法。
[1.7.1.4] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.1に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.7.1に記載の方法。
[1.7.1.5] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.1に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.7.1に記載の方法。
[1.7.2] TET1活性ドメインが、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.〜1.6.1.1.1のいずれかに記載の方法。
[1.7.2.1] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.2に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.7.2に記載の方法。
[1.7.2.2] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.2に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.7.2に記載の方法。
[1.7.2.3] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.2に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.7.2に記載の方法。
[1.7.2.4] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.2に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.7.2に記載の方法。
[1.7.2.5] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.2に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.7.2に記載の方法。
[1.7.3] TET1活性ドメインが、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.〜1.6.1.1.1のいずれかに記載の方法。
[1.7.3.1] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.3に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.7.3に記載の方法。
[1.7.3.2] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.3に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.7.3に記載の方法。
[1.7.3.3] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.3に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.7.3に記載の方法。
[1.7.3.4] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.3に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.7.3に記載の方法。
[1.7.3.5] TET1活性ドメインの改変体が、1.7.3に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.7.3に記載の方法。
[1.8.1] PRDM14活性ドメインが、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.〜1.7.3.5のいずれかに記載の方法。
[1.8.1.1] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.1に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.8.1に記載の方法。
[1.8.1.2] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.1に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.8.1に記載の方法。
[1.8.1.3] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.1に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.8.1に記載の方法。
[1.8.1.4] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.1に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.8.1に記載の方法。
[1.8.1.5] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.1に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.8.1に記載の方法。
[1.8.2] PRDM14活性ドメインが、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.〜1.7.3.5のいずれかに記載の方法。
[1.8.2.1] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.2に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.8.2に記載の方法。
[1.8.2.2] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.2に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.8.2に記載の方法。
[1.8.2.3] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.2に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.8.2に記載の方法。
[1.8.2.4] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.2に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.8.2に記載の方法。
[1.8.2.5] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.2に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.8.2に記載の方法。
[1.8.3] PRDM14活性ドメインが、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.〜1.7.3.5のいずれかに記載の方法。
[1.8.3.1] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.3に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.8.3に記載の方法。
[1.8.3.2] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.3に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.8.3に記載の方法。
[1.8.3.3] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.3に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.8.3に記載の方法。
[1.8.3.4] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.3に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.8.3に記載の方法。
[1.8.3.5] PRDM14活性ドメインの改変体が、1.8.3に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.8.3に記載の方法。
[1.9] TET1活性ドメイン又はその改変体を含む融合ポリペプチドが、それぞれTET1及びその改変体である、1.〜1.6.1.1.1、及び1.8.1〜1.8.3.5のいずれかに記載の方法。
[1.9.1] TET1が、配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.9に記載の方法。
[1.9.1.1] TET1の改変体が、1.9.1に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.9.1に記載の方法。
[1.9.1.2] TET1の改変体が、1.9.1に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.9.1に記載の方法。
[1.9.1.3] TET1の改変体が、1.9.1に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.9.1に記載の方法。
[1.9.1.4] TET1の改変体が、1.9.1に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.9.1に記載の方法。
[1.9.1.5] TET1の改変体が、1.9.1に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.9.1に記載の方法。
[1.9.2] TET1が、配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.9に記載の方法。
[1.9.2.1] TET1の改変体が、1.9.2に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.9.2に記載の方法。
[1.9.2.2] TET1の改変体が、1.9.2に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.9.2に記載の方法。
[1.9.2.3] TET1の改変体が、1.9.2に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.9.2に記載の方法。
[1.9.2.4] TET1の改変体が、1.9.2に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.9.2に記載の方法。
[1.9.2.5] TET1の改変体が、1.9.2に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.9.2に記載の方法。
[1.9.3] TET1が、配列番号9で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.9に記載の方法。
[1.9.3.1] TET1の改変体が、1.9.3に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.9.3に記載の方法。
[1.9.3.2] TET1の改変体が、1.9.3に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.9.3に記載の方法。
[1.9.3.3] TET1の改変体が、1.9.3に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.9.3に記載の方法。
[1.9.3.4] TET1の改変体が、1.9.3に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.9.3に記載の方法。
[1.9.3.5] TET1の改変体が、1.9.3に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.9.3に記載の方法。
[1.10] PRDM14活性ドメイン又はその改変体を含む融合ポリペプチドが、それぞれPRDM14及びその改変体である、1.〜1.7.3.5、及び1.9〜1.9.3.5のいずれかに記載の方法。
[1.10.1] PRDM14が、配列番号10で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.10に記載の方法。
[1.10.1.1] PRDM14の改変体が、1.10.1に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.10.1に記載の方法。
[1.10.1.2] PRDM14の改変体が、1.10.1に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.10.1に記載の方法。
[1.10.1.3] PRDM14の改変体が、1.10.1に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.10.1に記載の方法。
[1.10.1.4] PRDM14の改変体が、1.10.1に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.10.1に記載の方法。
[1.10.1.5] PRDM14の改変体が、1.10.1に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.10.1に記載の方法。
[1.10.2] PRDM14が、配列番号11で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.10に記載の方法。
[1.10.2.1] PRDM14の改変体が、1.10.2に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.10.2に記載の方法。
[1.10.2.2] PRDM14の改変体が、1.10.2に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.10.2に記載の方法。
[1.10.2.3] PRDM14の改変体が、1.10.2に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.10.2に記載の方法。
[1.10.2.4] PRDM14の改変体が、1.10.2に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.10.2に記載の方法。
[1.10.2.5] PRDM14の改変体が、1.10.2に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.10.2に記載の方法。
[1.10.3] PRDM14が、配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、1.10に記載の方法。
[1.10.3.1] PRDM14の改変体が、1.10.3に記載のポリペプチドと同一性が80%以上のポリペプチドからなる、1.10.3に記載の方法。
[1.10.3.2] PRDM14の改変体が、1.10.3に記載のポリペプチドと同一性が85%以上のポリペプチドからなる、1.10.3に記載の方法。
[1.10.3.3] PRDM14の改変体が、1.10.3に記載のポリペプチドと同一性が90%以上のポリペプチドからなる、1.10.3に記載の方法。
[1.10.3.4] PRDM14の改変体が、1.10.3に記載のポリペプチドと同一性が95%以上のポリペプチドからなる、1.10.3に記載の方法。
[1.10.3.5] PRDM14の改変体が、1.10.3に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなる、1.10.3に記載の方法。
The present invention has been completed as a result of further studies based on such knowledge, and is described below.
[1. DNA demethylation induction method]
[1. A method of inducing DNA demethylation in a cell,
(1) A method comprising increasing the intracellular content of a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same.
[1.1.1] The cell is a human cell. The method described in 1.
[1.1.2] The cell is a mouse cell. The method described in 1.
[1.1.3] The cell is a cultured cell. -The method in any one of 1.1.2.
[1.1.3.1] The method according to 1.1.3, wherein the cultured cells are somatic cells.
[1.1.4] The cell is a cell in a living body. -The method in any one of 1.1.2.
[1.1.4.1] The method according to 1.1.4, wherein the cell in the living body is a cell having a DNA methylation abnormality that repairs an epigenome mutation.
[1.1.4.2] The method according to 1.1.4, wherein the cells in the living body are cancer cells.
[1.2.1] The step (1)
1. a step of introducing a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same into a cell; -The method in any one of 1.1.4.2.
[1.2.2] The step (1)
A step of introducing a polynucleotide encoding a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a polynucleotide encoding a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same into a cell; Yes, -The method in any one of 1.1.4.2.
[1.2.2.1] The step (1)
A step of overexpressing in a cell a polynucleotide encoding a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a PRDM14 active domain or a variant thereof or a fusion polypeptide comprising the same. The method according to 1.2.2.
[1.3.1] A TET1 active domain variant, a fusion polypeptide comprising a TET1 active domain, and a fusion polypeptide comprising a TET1 active domain variant have TET1 activity. -The method in any one of 1.2.2.1.
[1.3.1.1] The method according to 1.3.1, wherein the TET1 activity is an activity of converting 5-methylcytosine (5 mC) to 5-hydroxymethylcytosine (hmC).
[1.4.1] A PRDM14 active domain variant, a fusion polypeptide comprising a PRDM14 active domain and a fusion polypeptide comprising a PRDM14 active domain variant have PRDM14 activity. -The method in any one of 1.3.1.1.
[1.4.1.1] The method according to 1.4.1, wherein the PRDM14 activity is an activity that promotes TET1 activity.
[1.5] A fusion polypeptide comprising a TET1 active domain or a variant thereof,
1. (i) a methylated cytosine binding domain; and (ii) an active domain consisting of a TET1 active domain or a variant thereof. -The method in any one of 1.4.1.1.
[1.6] A fusion polypeptide comprising PRDM14 or a variant thereof,
(I) a DNA binding domain that binds to a target gene region; and (ii) an active domain consisting of PRDM14 or a variant thereof. The method in any one of -1.5.
[1.6.1] The method according to 1.6, wherein the target gene region is a promoter region of the target gene.
[1.6.1.1] The method according to 1.6.1, wherein the target gene is a tumor suppressor gene.
[1.6.1.1.1.1] The method according to 1.6.1.1, wherein the tumor suppressor gene is p16, p53, or E-cadherin.
[1.7.1] The TET1 active domain is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. -The method in any one of 1.6.1.1.1.
[1.7.1.1] The method according to 1.7.1, wherein the variant of the TET1 active domain consists of a polypeptide having an identity of 80% or more with the polypeptide according to 1.7.1.
[1.7.1.2] The method according to 1.7.1, wherein the variant of the TET1 active domain is composed of a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.7.1.
[1.7.1.3] The method according to 1.7.1, wherein the variant of the TET1 active domain consists of a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.7.1.
[1.7.1.4] The method according to 1.7.1, wherein the variant of the TET1 active domain comprises a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.7.1.
[1.7.1.5] A modified TET1 active domain consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.7.1. The method according to 7.1.
[1.7.2] The TET1 active domain is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. -The method in any one of 1.6.1.1.1.
[1.7.2.1] The method according to 1.7.2, wherein the modified TET1 active domain comprises a polypeptide having an identity of 80% or more with the polypeptide according to 1.7.2.
[1.7.2.2] The method according to 1.7.2, wherein the variant of the TET1 active domain is composed of a polypeptide having an identity of 85% or more with the polypeptide according to 1.7.2.
[1.7.2.3] The method according to 1.7.2, wherein the variant of the TET1 active domain comprises a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.7.2.
[1.7.2.4] The method according to 1.7.2, wherein the variant of the TET1 active domain is composed of a polypeptide having an identity of 95% or more with the polypeptide according to 1.7.2.
[1.7.2.5] A variant of the TET1 active domain consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.7.2. The method according to 7.2.
[1.7.3] 1. The TET1 active domain is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3. -The method in any one of 1.6.1.1.1.
[1.7.3.1] The method according to 1.7.3, wherein the variant of the TET1 active domain is composed of a polypeptide having an identity of 80% or more with the polypeptide according to 1.7.3.
[1.7.3.2] The method according to 1.7.3, wherein the modified TET1 active domain comprises a polypeptide having an identity of 85% or more with the polypeptide according to 1.7.3.
[1.7.3.3] The method according to 1.7.3, wherein the variant of the TET1 active domain consists of a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.7.3.
[1.7.3.4] The method according to 1.7.3, wherein the modified TET1 active domain is composed of a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.7.3.
[1.7.3.5] A modified TET1 active domain consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.7.3. The method according to 7.3.
[1.8.1] The PRDM14 active domain is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4. -The method in any one of 1.7.3.5.
[1.8.1.1] The method according to 1.8.1, wherein the variant of the PRDM14 active domain consists of a polypeptide having an identity of 80% or more with the polypeptide according to 1.8.1.
[1.8.1.2] The method according to 1.8.1, wherein the variant of the PRDM14 active domain comprises a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.8.1.
[1.8.1.3] The method according to 1.8.1, wherein the variant of the PRDM14 active domain comprises a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.8.1.
[1.8.1.4] The method according to 1.8.1, wherein the variant of the PRDM14 active domain comprises a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.8.1.
[1.8.1.5] A PRDM14 active domain variant consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.8.1. The method according to 8.1.
[1.8.2] The PRDM14 active domain is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5. -The method in any one of 1.7.3.5.
[1.8.2.1] The method according to 1.8.2, wherein the variant of the PRDM14 active domain consists of a polypeptide having an identity of 80% or more with the polypeptide according to 1.8.2.
[1.8.2.2] The method according to 1.8.2, wherein the variant of the PRDM14 active domain consists of a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.8.2.
[1.8.2.3] The method according to 1.8.2, wherein the variant of the PRDM14 active domain consists of a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.8.2.
[1.8.2.4] The method according to 1.8.2, wherein the variant of the PRDM14 active domain comprises a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.8.2.
[1.8.2.5] A modified PRDM14 active domain consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.8.2. The method according to 8.2.
[1.8.3] The PRDM14 active domain is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6. -The method in any one of 1.7.3.5.
[1.8.3.1] The method according to 1.8.3, wherein the variant of the PRDM14 active domain comprises a polypeptide having 80% or more identity with the polypeptide according to 1.8.3.
[1.8.3.2] The method according to 1.8.3, wherein the variant of the PRDM14 active domain consists of a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.8.3.
[1.8.3.3] The method according to 1.8.3, wherein the PRDM14 active domain variant comprises a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.8.3.
[1.8.3.4] The method according to 1.8.3, wherein the variant of the PRDM14 active domain comprises a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.8.3.
[1.8.3.5] The PRDM14 active domain variant consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.8.3. The method according to 8.3.
[1.9] Fusion polypeptides comprising a TET1 active domain or a variant thereof are TET1 and a variant thereof, respectively. The method in any one of -1.6.1.1.1 and 1.8.1-1.8.3.5.
[1.9.1] The method according to 1.9, wherein TET1 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7.
[1.9.1.1] The method according to 1.9.1, wherein the variant of TET1 is composed of a polypeptide having an identity of 80% or more with the polypeptide according to 1.9.1.
[1.9.1.2] The method according to 1.9.1, wherein the variant of TET1 is composed of a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.9.1.
[1.9.1.3] The method according to 1.9.1, wherein the variant of TET1 comprises a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.9.1.
[1.9.1.4] The method according to 1.9.1, wherein the variant of TET1 is composed of a polypeptide having an identity of 95% or more with the polypeptide according to 1.9.1.
[1.9.1.5] A variant of TET1 consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.9.1. The method according to 1.
[1.9.2] The method according to 1.9, wherein TET1 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8.
[1.9.2.1] The method according to 1.9.2, wherein the variant of TET1 is composed of a polypeptide having 80% or more identity with the polypeptide according to 1.9.2.
[1.9.2.2] The method according to 1.9.2, wherein the variant of TET1 is composed of a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.9.2.
[1.9.2.3] The method according to 1.9.2, wherein the variant of TET1 is composed of a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.9.2.
[1.9.2.4] The method according to 1.9.2, wherein the variant of TET1 comprises a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.9.2.
[1.9.2.5] A variant of TET1 consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.9.2. 2. The method according to 2.
[1.9.3] The method according to 1.9, wherein TET1 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9.
[1.9.3.1] The method according to 1.9.3, wherein the variant of TET1 comprises a polypeptide having 80% or more identity with the polypeptide according to 1.9.3.
[1.9.3.2] The method according to 1.9.3, wherein the variant of TET1 comprises a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.9.3.
[1.9.3.3] The method according to 1.9.3, wherein the variant of TET1 is composed of a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.9.3.
[1.9.3.4] The method according to 1.9.3, wherein the variant of TET1 comprises a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.9.3.
[1.9.3.5] A variant of TET1 consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.9.3. 3. The method according to 3.
[1.10] The fusion polypeptides comprising a PRDM14 active domain or a variant thereof are PRDM14 and a variant thereof, respectively. The method in any one of -1.7.3.5 and 1.9-1.9.3.5.
[1.10.1] The method according to 1.10, wherein PRDM14 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10.
[1.10.1.1.1] The method according to 1.10.1, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having an identity of 80% or more with the polypeptide according to 1.10.1.
[1.10.1.2] The method according to 1.10.1, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.10.1.
[1.10.1.3] The method according to 1.10.1, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.10.1.
[1.10.1.4] The method according to 1.10.1, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.10.1.
[1.10.1.5] A variant of PRDM14 consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.10.1. The method according to 1.
[1.10.2] The method according to 1.10, wherein PRDM14 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11.
[1.10.2.2.1] The method according to 1.10.2, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having an identity of 80% or more with the polypeptide according to 1.10.2.
[1.10.2.2] The method according to 1.10.2, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.10.2.
[1.10.2.3] The method according to 1.10.2, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.10.2.
[1.10.2.4] The method according to 1.10.2, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.10.2.
[1.10.2.5] A variant of PRDM14 consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.10.2. 2. The method according to 2.
[1.10.3] The method according to 1.10, wherein PRDM14 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12.
[1.10.3.3.1] The method according to 1.10.3, wherein the variant of PRDM14 consists of a polypeptide having an identity of 80% or more with the polypeptide according to 1.10.3.
[1.10.3.2] The method according to 1.10.3, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having 85% or more identity with the polypeptide according to 1.10.3.
[1.10.3.3] The method according to 1.10.3, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having 90% or more identity with the polypeptide according to 1.10.3.
[1.10.3.4] The method according to 1.10.3, wherein the variant of PRDM14 comprises a polypeptide having 95% or more identity with the polypeptide according to 1.10.3.
[1.10.3.5] A variant of PRDM14 consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence described in 1.10.3. 3. The method according to 3.

[2.治療方法]
[2.] ヒトを治療する方法であって、
(1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の細胞内含量を増加させる工程
を含む方法。
[2.1.1] エピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常に起因する疾患を治療する方法である、2.に記載の方法。
[2.1.1.1] がんを治療する方法である、2.1.1に記載の方法。
[2.1.1.2] 神経精神疾患を治療する方法である、2.1.1に記載の方法。
[2.1.1.2.1] 神経精神疾患が、躁うつ病又は反復うつ病である、2.1.1.2に記載の方法。
[2.2] 前記工程(1)が、1.1.1〜1.10.3.5のいずれかに記載の工程(1)である、2.〜2.1.1.2.1のいずれかに記載の方法。
[2. Method of treatment]
[2. ] A method of treating a human,
(1) A method comprising increasing the intracellular content of a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same.
[2.1.1] A method for treating diseases caused by abnormal DNA methylation that repairs epigenomic mutations. The method described in 1.
[2.1.1.1] The method according to 2.1.1, which is a method for treating cancer.
[2.1.1.2] The method according to 2.1.1, which is a method for treating a neuropsychiatric disorder.
[2.1.1.2.1] The method according to 2.1.1.2, wherein the neuropsychiatric disorder is manic depression or repetitive depression.
[2.2] The step (1) is the step (1) according to any one of 1.1.1 to 1.10.3.5. -The method in any one of 2.1.1.2.1.

[3.iPS細胞製造方法]
[3A.] 核初期化物質を用いて体細胞からiPS細胞を製造する方法であって、
(1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の細胞内含量を増加させる工程
を含む方法。
[3A.1.1] 前記体細胞がヒト細胞である、3A.に記載の方法。
[3A.1.2] 前記体細胞がマウス細胞である、3A.に記載の方法。
[3A.1.3] 前記体細胞がイヌ細胞である、3A.に記載の方法。
[3A.2] 前記工程(1)が、1.1.1〜1.10.3.5のいずれかに記載の工程(1)である、3A.〜3A.1.3のいずれかに記載の方法。
[3A.3] 前記工程(1)を体細胞に対して行う、3A〜3A.2のいずれかに記載の方法。
[3A.3.1] 前記工程(1)が、
(1A−1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の体細胞内含量を増加させ、かつ
核初期化物質を体細胞に接触させることにより体細胞をiPS細胞に変換する工程
である、3A.3に記載の方法。
[3A.3.2] 前記工程(1)が、
(1A−1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の体細胞内含量を増加させ、かつ
核初期化物質を体細胞に接触させることにより体細胞を初期化完成度の高いiPS細胞に変換する工程である、3A.3に記載の方法。
[3A.4] (I)核初期化物質を体細胞に接触させることにより体細胞を高品質iPS細胞、低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に変換する工程;
(II)工程(I)で得られた細胞の評価を行い、高品質iPS細胞、低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に選別する工程;及び
(III)工程(II)で選別された低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に対して、工程(1)を行う工程
を含む、3A.〜3A.2のいずれかに記載の方法。
[3A.4.1] 前記工程(1)が、
(1A−2)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞における細胞内含量を増加させ、かつ
核初期化物質を低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に接触させる工程
である、3A.4に記載の方法。
[3A.4.2] 前記工程(I)が、3A.3.1に記載の工程(1A−1)である、3A.4に記載の方法。
[3A.4.3] 工程(III)における細胞の評価を、GTL2遺伝子のDNA発現又はDNAメチル化をES細胞との間で比較することにより低品質iPS細胞を選別する工程、及び内在性のNANOG遺伝子の発現をES細胞との間で比較することによりpre−iPS細胞を選別する工程を含む方法により行う、3A.4〜3A.4.2のいずれかに記載の方法。
[3B.] pre−iPS細胞に対して工程(1)を行うことにより、iPS細胞を得る方法。
[3B.1] 前記工程(1)が、
(1B)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
のpre−iPS細胞内含量を増加させ、かつ
核初期化物質をpre−iPS細胞に接触させる工程
である、3B.に記載の方法。
[3C.] 低品質iPS細胞に対して工程(1)を行うことにより、高品質iPS細胞を得る方法。
[3C.1] 前記工程(1)が、
(1C)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の低品質iPS細胞内含量を増加させ、かつ
核初期化物質を低品質iPS細胞に接触させる工程
である、3C.に記載の方法。
[3.1]核初期化物質が、OCT4、SOX2、KLF4及びMYCからなる群より選択される少なくとも1種である、3A.〜3C.1のいずれかに記載の方法。
[3.2]核初期化物質が、OCT4、SOX2及びKLF4からなる群より選択される少なくとも1種である、3A.〜3C.1のいずれかに記載の方法。
[3.3]核初期化物質が、OCT4及びSOX2からなる群より選択される少なくとも1種である、3A.〜3C.1のいずれかに記載の方法。
[3.4]核初期化物質が、OCT4である、3A.〜3C.1のいずれかに記載の方法。
[3. iPS Cell Production Method]
[3A. A method for producing iPS cells from somatic cells using a nuclear reprogramming substance,
(1) A method comprising increasing the intracellular content of a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same.
[3A. 1.1] The somatic cell is a human cell, 3A. The method described in 1.
[3A. 1.2] The somatic cell is a mouse cell, 3A. The method described in 1.
[3A. 1.3] The somatic cell is a canine cell, 3A. The method described in 1.
[3A. 2] The process (1) is the process (1) according to any one of 1.1.1 to 1.10.3.5, 3A. ~ 3A. The method according to any of 1.3.
[3A. 3] The step (1) is performed on somatic cells. 3. The method according to any one of 2.
[3A. 3.1] The step (1)
(1A-1) TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide containing the same; and PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide containing the same, increasing the intracellular content and nuclear reprogramming A step of converting somatic cells into iPS cells by bringing a substance into contact with the somatic cells; 3A. 3. The method according to 3.
[3A. 3.2] The step (1)
(1A-1) TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide containing the same; and PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide containing the same, increasing the intracellular content and nuclear reprogramming A step of converting a somatic cell into an iPS cell having a high degree of completion of completion by bringing the substance into contact with the somatic cell; 3. The method according to 3.
[3A. 4] (I) A step of converting somatic cells into high-quality iPS cells, low-quality iPS cells, and pre-iPS cells by bringing a nuclear reprogramming substance into contact with the somatic cells;
(II) evaluating the cells obtained in step (I) and selecting high-quality iPS cells, low-quality iPS cells and pre-iPS cells; and (III) low-quality selected in step (II) including the step of performing step (1) on iPS cells and pre-iPS cells; ~ 3A. 3. The method according to any one of 2.
[3A. 4.1] The step (1)
(1A-2) Intracellular in low-quality iPS cells and pre-iPS cells of TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and PRDM14 active domain or a variant thereof or a fusion polypeptide comprising the same A step of increasing the content and contacting the nuclear reprogramming substance with low-quality iPS cells and pre-iPS cells, 3A. 4. The method according to 4.
[3A. 4.2] In the step (I), 3A. The process (1A-1) described in 3.1 is 3A. 4. The method according to 4.
[3A. 4.3] selecting the low quality iPS cells by comparing the DNA expression or DNA methylation of the GTL2 gene with those of ES cells, and evaluating the endogenous NANOG gene Performed by a method comprising selecting pre-iPS cells by comparing expression with ES cells 3A. 4-3A. The method according to any one of 4.2.
[3B. ] The method of obtaining an iPS cell by performing a process (1) with respect to a pre-iPS cell.
[3B. 1] The step (1)
(1B) Increasing the pre-iPS intracellular content and nuclear reprogramming of the TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and the PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same A step of contacting the substance with pre-iPS cells, 3B. The method described in 1.
[3C. ] The method of obtaining a high quality iPS cell by performing a process (1) with respect to a low quality iPS cell.
[3C. 1] The step (1)
(1C) increasing the low-quality iPS intracellular content and nuclear reprogramming of the TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and the PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same Contacting the substance with low quality iPS cells, 3C. The method described in 1.
[3.1] The nuclear reprogramming substance is at least one selected from the group consisting of OCT4, SOX2, KLF4, and MYC. ~ 3C. The method according to any one of 1.
[3.2] The nuclear reprogramming substance is at least one selected from the group consisting of OCT4, SOX2, and KLF4. ~ 3C. The method according to any one of 1.
[3.3] The nuclear reprogramming substance is at least one selected from the group consisting of OCT4 and SOX2. ~ 3C. The method according to any one of 1.
[3.4] The nuclear reprogramming substance is OCT4. 3A. ~ 3C. The method according to any one of 1.

[4.ポリペプチド含有組成物]
[4.] (A−1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
(A−2)PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
を含有する、組成物。
[4.1] TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドが、1.3.1〜1.10.3.5のいずれかに記載のポリペプチドである、4.に記載の組成物。
[4.2] PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドが、1.3.1〜1.10.3.5のいずれかに記載のポリペプチドである、4.又は4.1に記載の組成物。
[4.3.1] DNA脱メチル化誘導剤として用いられる、4〜4.2のいずれかに記載の組成物。
[4.3.2] 医薬として用いられる、4〜4.2のいずれかに記載の組成物。
[4.3.2.1] エピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常に起因する疾患に対する治療剤として用いられる、4.3.2に記載の組成物。
[4.3.2.2] 抗がん剤として用いられる、4.3.2に記載の組成物。
[4.3.2.3] 神経精神疾患治療剤として用いられる、4.3.2に記載の組成物。
[4.3.2.4] 躁うつ病治療剤又は反復うつ病治療剤として用いられる、4.3.2に記載の組成物。
[4.3.3] iPS細胞の品質改善剤として用いられる、4〜4.2のいずれかに記載の組成物。
[4.3.4] iPS細胞の初期化完成度向上剤として用いられる、4〜4.2のいずれかに記載の組成物。
[4. Polypeptide-containing composition]
[4. ] (A-1) A composition comprising a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and (A-2) a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same.
[4.1] The TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same is the polypeptide according to any one of 1.3.1 to 1.10.3.5. A composition according to 1.
[4.2] The PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide containing the same is the polypeptide according to any one of 1.3.1 to 1.10.3.5. Or the composition according to 4.1.
[4.3.1] The composition according to any one of 4 to 4.2, which is used as a DNA demethylation inducer.
[4.3.2] The composition according to any one of 4 to 4.2, which is used as a medicine.
[4.3.2.1] The composition according to 4.3.2, which is used as a therapeutic agent for a disease caused by abnormal DNA methylation that repairs an epigenomic mutation.
[4.3.2.2] The composition according to 4.3.2, which is used as an anticancer agent.
[4.3.2.3] The composition according to 4.3.2, which is used as a therapeutic agent for a neuropsychiatric disorder.
[4.3.2.4] The composition according to 4.3.2, which is used as a therapeutic agent for manic depression or a therapeutic agent for repeated depression.
[4.3.3] The composition according to any one of 4 to 4.2, which is used as an agent for improving iPS cell quality.
[4.3.4] The composition according to any one of 4 to 4.2, which is used as an agent for improving reprogramming completion of iPS cells.

[5.ポリヌクレオチド含有組成物]
[5.] (α−1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
(α−2)PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
を含有する、組成物。
[5.1] TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドが、1.3.1〜1.10.3.5のいずれかに記載のポリペプチドである、5.に記載の組成物。
[5.2] PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドが、1.3.1〜1.10.3.5のいずれかに記載のポリペプチドである、5.又は5.1に記載の組成物。
[5.3.1] ポリヌクレオチドがDNAである、5〜5.2のいずれかに記載の組成物。
[5.3.2] ポリヌクレオチドがRNAである、5〜5.2のいずれかに記載の組成物。
[5.4.1] DNA脱メチル化誘導剤として用いられる、5〜5.3.2のいずれかに記載の組成物。
[5.4.2] 医薬として用いられる、5〜5.3.2のいずれかに記載の組成物。
[5.4.2.1] エピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常に起因する疾患に対する治療剤として用いられる、5.4.2に記載の組成物。
[5.4.2.2] 抗がん剤として用いられる、5.4.2に記載の組成物。
[5.4.2.3] 神経精神疾患治療剤として用いられる、5.4.2に記載の組成物。
[5.4.2.4] 躁うつ病治療剤又は反復うつ病治療剤として用いられる、5.4.2に記載の組成物。
[5.4.3] iPS細胞の品質改善剤として用いられる、5〜5.3.2のいずれかに記載の組成物。
[5.4.4] iPS細胞の初期化完成度向上剤として用いられる、5〜5.3.2のいずれかに記載の組成物。
[5. Polynucleotide-containing composition]
[5. (Α-1) a polynucleotide encoding a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and (α-2) a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same. A composition containing a polynucleotide.
[5.1] The TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same is the polypeptide according to any one of 1.3.1 to 1.10.3.5. A composition according to 1.
[5.2] The PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same is the polypeptide according to any one of 1.3.1 to 1.10.3.5. Or the composition according to 5.1.
[5.3.1] The composition according to any one of 5 to 5.2, wherein the polynucleotide is DNA.
[5.3.2] The composition according to any one of 5 to 5.2, wherein the polynucleotide is RNA.
[5.4.1] The composition according to any one of 5 to 5.3.2, which is used as a DNA demethylation inducer.
[5.4.2] The composition according to any one of 5 to 5.3.2, which is used as a medicine.
[5.4.2.1] The composition according to 5.4.2, which is used as a therapeutic agent for a disease caused by abnormal DNA methylation that repairs an epigenomic mutation.
[5.4.2.2] The composition according to 5.4.2, which is used as an anticancer agent.
[5.4.2.3] The composition according to 5.4.2, which is used as a therapeutic agent for neuropsychiatric disorders.
[5.4.2.4] The composition according to 5.4.2, which is used as a therapeutic agent for manic depression or a therapeutic agent for repeated depression.
[5.4.3] The composition according to any one of 5 to 5.3.2, which is used as an agent for improving iPS cell quality.
[5.4.4] The composition according to any one of 5 to 5.3.2, which is used as an agent for improving the completion degree of iPS cell reprogramming.

[6.発現ベクター含有組成物]
[6.] (a−1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター;及び
(a−2)PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター
を含有する、組成物。
[6.1] TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドが、1.3.1〜1.10.3.5のいずれかに記載のポリペプチドである、6.に記載の組成物。
[6.2] PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドが、1.3.1〜1.10.2.5のいずれかに記載のポリペプチドである、6.又は6.1に記載の組成物。
[6.3.1] ポリヌクレオチドがDNAである、6〜6.2のいずれかに記載の組成物。
[6.3.2] ポリヌクレオチドがRNAである、6〜6.2のいずれかに記載の組成物。
[6.4.1] DNA脱メチル化誘導剤として用いられる、6〜6.3.2のいずれかに記載の組成物。
[6.4.2] 医薬として用いられる、6〜6.3.2のいずれかに記載の組成物。
[6.4.2.1] エピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常に起因する疾患に対する治療剤として用いられる、6.4.2に記載の組成物。
[6.4.2.2] 抗がん剤として用いられる、6.4.2に記載の組成物。
[6.4.2.3] 神経精神疾患治療剤として用いられる、6.4.2に記載の組成物。
[6.4.2.4] 双極性障害(躁うつ病)治療剤、反復うつ病治療剤、統合失調症として用いられる、6.4.2に記載の組成物。
[6.4.3] iPS細胞の品質改善剤として用いられる、6〜6.3.2のいずれかに記載の組成物。
[6.4.4] iPS細胞の初期化完成度向上剤として用いられる、6〜6.3.2のいずれかに記載の組成物。
[6. Expression vector-containing composition]
[6. (A-1) an expression vector comprising a polynucleotide encoding a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and (a-2) a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion comprising the same. A composition comprising an expression vector comprising a polynucleotide encoding a polypeptide.
[6.1] The TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same is the polypeptide according to any one of 1.3.1 to 1.10.3.5. A composition according to 1.
[6.2] The PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same is the polypeptide according to any one of 1.3.1 to 1.10.2.5. Or the composition according to 6.1.
[6.3.1] The composition according to any one of 6 to 6.2, wherein the polynucleotide is DNA.
[6.3.2] The composition according to any one of 6 to 6.2, wherein the polynucleotide is RNA.
[6.4.1] The composition according to any one of 6 to 6.3.2, which is used as a DNA demethylation inducer.
[6.4.2] The composition according to any one of 6 to 6.3.2, which is used as a medicine.
[6.4.2.1] The composition according to 6.4.2, which is used as a therapeutic agent for a disease caused by abnormal DNA methylation that repairs an epigenomic mutation.
[6.4.2.2] The composition according to 6.4.2, which is used as an anticancer agent.
[6.4.2.3] The composition according to 6.4.2, which is used as a therapeutic agent for neuropsychiatric disorders.
[6.4.2.4] The composition according to 6.4.2, which is used as a therapeutic agent for bipolar disorder (manic depression), a therapeutic agent for repeated depression, or schizophrenia.
[6.4.3] The composition according to any one of 6 to 6.3.2, which is used as an agent for improving iPS cell quality.
[6.4.4] The composition according to any one of 6 to 6.3.2, which is used as an agent for improving reprogramming completion of iPS cells.

[7.共発現ベクター]
[7.] (b)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
を含む共発現ベクター。
[7.1] TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドが、1.3.1〜1.10.3.5のいずれかに記載のポリペプチドである、7.に記載の共発現ベクター。
[7.2] PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドが、1.3.1〜1.10.3.5のいずれかに記載のポリペプチドである、7.又は7.1に記載の共発現ベクター。
[7.3.1] ポリヌクレオチドがDNAである、7〜7.2のいずれかに記載の共発現ベクター。
[7.3.2] ポリヌクレオチドがRNAである、7〜7.2のいずれかに記載の共発現ベクター。
[7.4.1] DNA脱メチル化誘導剤として用いられる、7〜7.3.2のいずれかに記載の共発現ベクター。
[7.4.2] 医薬として用いられる、7〜7.3.2のいずれかに記載の共発現ベクター。
[7.4.2.1] エピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常に起因する疾患に対する治療剤として用いられる、7.4.2に記載の共発現ベクター。
[7.4.2.2] 抗がん剤として用いられる、7.4.2に記載の共発現ベクター。
[7.4.2.3] 神経精神疾患治療剤として用いられる、7.4.2に記載の共発現ベクター。
[7.4.2.4] 躁うつ病治療剤又は反復うつ病治療剤として用いられる、7.4.2に記載の共発現ベクター。
[7.4.3] iPS細胞の品質改善剤として用いられる、7〜7.3.2のいずれかに記載の共発現ベクター。
[7.4.4] iPS細胞の初期化完成度向上剤として用いられる、7〜7.3.2のいずれかに記載の共発現ベクター。
[7. Co-expression vector]
[7. (B) a co-expression comprising a TET1 active domain or a variant thereof, or a polynucleotide encoding a fusion polypeptide comprising the same; and a polynucleotide encoding a PRDM14 active domain or a variant thereof or a fusion polypeptide comprising the same vector.
[7.1] The TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the TET1 active domain is the polypeptide according to any one of 1.3.1 to 1.10.3.5. A co-expression vector according to 1.
[7.2] The PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same is the polypeptide according to any one of 1.3.1 to 1.10.3.5. Or the co-expression vector according to 7.1.
[7.3.1] The co-expression vector according to any one of 7 to 7.2, wherein the polynucleotide is DNA.
[7.3.2] The co-expression vector according to any one of 7 to 7.2, wherein the polynucleotide is RNA.
[7.4.1] The co-expression vector according to any one of 7 to 7.3.2, which is used as a DNA demethylation inducer.
[7.4.2] The co-expression vector according to any one of 7 to 7.3.2, which is used as a medicine.
[7.4.2.1] The co-expression vector according to 7.4.2, which is used as a therapeutic agent for a disease caused by abnormal DNA methylation that repairs an epigenomic mutation.
[7.4.2.2] The co-expression vector according to 7.4.2, which is used as an anticancer agent.
[7.4.2.3] The co-expression vector according to 7.4.2, which is used as a therapeutic agent for neuropsychiatric disorders.
[7.4.2.4] The co-expression vector according to 7.4.2, which is used as a therapeutic agent for manic depression or a therapeutic agent for repeated depression.
[7.4.3] The co-expression vector according to any one of 7 to 7.3.2, which is used as an agent for improving iPS cell quality.
[7.4.4] The co-expression vector according to any one of 7 to 7.3.2, which is used as an agent for improving the reprogramming completion of iPS cells.

本発明のDNA脱メチル化誘導方法を利用することにより、人為的にDNA脱メチル化を行うことができる。また、このDNA脱メチル化誘導方法をiPS細胞の製造方法に適用することにより、品質の向上したiPS細胞を得ることができる。   By utilizing the method for inducing DNA demethylation of the present invention, DNA demethylation can be artificially performed. Further, by applying this method for inducing DNA demethylation to a method for producing iPS cells, iPS cells with improved quality can be obtained.

実施例1.の結果を示す図面である。なお、上図はLINE−1を示している。Example 1. It is drawing which shows the result. The upper diagram shows LINE-1. 実施例2.の結果を示す、PRDM14高発現ES細胞及びDnmts TKO ES細胞で遺伝子発現上昇が観察された遺伝子のVenn diagramである。Example 2 It is a Venn diagram of a gene in which increased gene expression was observed in PRDM14 highly expressing ES cells and Dnmts TKO ES cells. メチル化シトシンのヒドロキシル化を引き金としたDNA脱メチル化経路を示した図面である。1 is a drawing showing a DNA demethylation pathway triggered by hydroxylation of methylated cytosine. 実施例3.の結果を示す図面である。Example 3 FIG. It is drawing which shows the result. 実施例4.の結果を示す図面である。Example 4 It is drawing which shows the result. 山中ファクター(OCT4、SOX2、KLF4、MYC:OSKM)を繊維芽細胞に導入することでiPS細胞を樹立する過程において、リプログラミングが不完全なpre−iPS細胞や低品質iPS細胞が出現する経路を示した図面である。In the process of establishing iPS cells by introducing Yamanaka Factor (OCT4, SOX2, KLF4, MYC: OSKM) into fibroblasts, pathways through which pre-iPS cells and low-quality iPS cells with incomplete reprogramming appear FIG. 実施例5.の結果を示す図面である。Example 5 FIG. It is drawing which shows the result. 実施例6.の結果を示す図面である。縦軸はLINE−1領域内CCGG配列のメチル化量を、横軸はそれぞれの細胞名を表している。Example 6 It is drawing which shows the result. The vertical axis represents the methylation amount of the CCGG sequence in the LINE-1 region, and the horizontal axis represents each cell name. 実施例7.の結果を示す図面である。Example 7 It is drawing which shows the result. 実施例7.の結果を示す図面である。Example 7 It is drawing which shows the result. 実施例7.の結果を示す図面である。Example 7 It is drawing which shows the result. 実施例8.の結果を示す図面である。Example 8 FIG. It is drawing which shows the result. 実施例9.の結果を示す図面である。Example 9 It is drawing which shows the result. 実施例9.の結果を示す図面である。Example 9 It is drawing which shows the result. 実施例9.の結果を示す図面である。Example 9 It is drawing which shows the result.

[1.DNA脱メチル化誘導方法]
本発明のDNA脱メチル化誘導方法は、細胞内においてDNA脱メチル化を誘導する方法であって、
(1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド(以下、「TET1活性ドメイン等」ということがある。);及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド(以下、「PRDM14活性ドメイン等」ということがある。)
の細胞内含量を増加させる工程
を含む、方法である。
[1. DNA demethylation induction method]
The method for inducing DNA demethylation of the present invention is a method for inducing DNA demethylation in a cell,
(1) a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same (hereinafter sometimes referred to as “TET1 active domain”); and a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same (Hereafter, it may be called "PRDM14 active domain etc.".)
A method comprising the step of increasing the intracellular content of

細胞の由来は特に限定されないが、例えばヒト細胞、マウス細胞、イヌ細胞、等が挙げられる。   Although the origin of a cell is not specifically limited, For example, a human cell, a mouse cell, a canine cell etc. are mentioned.

細胞は培養細胞であってもよく、生体内の細胞であってもよい。   The cells may be cultured cells or in vivo cells.

培養細胞は、体細胞であってもよく、幹細胞等の未分化の細胞であってもよい。   The cultured cells may be somatic cells or undifferentiated cells such as stem cells.

体細胞としては、特に限定されないが、例えば、角質化する上皮細胞、湿潤かつ多層構造をとり境界面を構成する上皮細胞(粘膜上皮細胞)、外分泌腺に専門化した上皮細胞、ホルモン分泌用に専門化した細胞、消化管、外分泌腺及び尿生殖路の吸収上皮細胞、代謝と貯蔵用に専門化した細胞、主に境界面を構成し、肺、消化管、外分泌腺及び尿生殖路の内腔に面する上皮細胞、体内で閉じた管腔の内面を形成している上皮細胞、運搬機能をもつ繊毛のある細胞、細胞外マトリックスの分泌用に特化した細胞、収縮性細胞、血液細胞、免疫細胞、感覚に関与する細胞、自律神経系のニューロン、感覚器官及び抹消ニューロンの支持細胞、中枢神経系の神経細胞とグリア細胞、レンズ(水晶体)細胞、色素細胞、並びに哺育細胞等が挙げられる。   The somatic cells are not particularly limited, but for example, keratinized epithelial cells, wet and multilayered epithelial cells (mucosal epithelial cells), epithelial cells specialized for exocrine glands, for hormone secretion Specialized cells, gastrointestinal tract, exocrine gland and urogenital tract resorption epithelial cells, cells specialized for metabolism and storage, mainly constituting the interface, within the lungs, gastrointestinal tract, exocrine gland and urogenital tract Epithelial cells facing the cavity, epithelial cells forming the inner surface of a closed lumen in the body, cells with cilia having a transport function, cells specialized for secretion of extracellular matrix, contractile cells, blood cells , Immune cells, cells involved in sensation, neurons of autonomic nervous system, supporting cells of sensory organs and peripheral neurons, neurons and glial cells of central nervous system, lens (lens) cells, pigment cells, and nursing cells Be

角質化する上皮細胞としては、特に限定されないが、例えば、表皮の角化細胞、爪の角化細胞、毛幹の細胞、毛根鞘細胞等が挙げられる。   The keratinized epithelial cells are not particularly limited, and examples thereof include epidermal keratinocytes, nail keratinocytes, hair shaft cells, and root sheath cells.

湿潤かつ多層構造をとり境界面を構成する上皮細胞(粘膜上皮細胞)としては、特に限定されないが、例えば、表面が重層扁平上皮である上皮細胞(角膜、舌、口腔、食道、肛門、遠位尿道及び膣等の上皮細胞)等が挙げられる。   The epithelial cells (mucosal epithelial cells) that are moist and have a multi-layer structure and constitute the boundary surface are not particularly limited. And epithelial cells such as urethra and vagina).

外分泌腺に専門化した上皮細胞としては、特に限定されないが、例えば、だ液腺細胞、舌のフォンエブナー腺細胞、乳腺細胞、涙腺細胞、耳動腺細胞、エクリン汗腺細胞、アポクリン汗腺細胞等が挙げられる。   Examples of epithelial cells specialized for exocrine glands include, but are not limited to, salivary gland cells, von Ebner gland cells of the tongue, mammary cells, lacrimal gland cells, otic gland cells, eccrine sweat gland cells, apocrine sweat gland cells, and the like.

ホルモン分泌用に専門化した細胞としては、特に限定されないが、例えば、脳下垂体前葉細胞、脳下垂体中葉細胞、脳下垂体後葉細胞、消化管及び気道の細胞、甲状腺の細胞、副甲状腺(上皮小体)細胞、副腎の細胞、生殖腺細胞、腎臓の傍糸球体装置の細胞等が挙げられる。   The cells specialized for hormone secretion are not particularly limited. For example, anterior pituitary cells, pituitary midlobe cells, posterior pituitary cells, gastrointestinal and respiratory tract cells, thyroid cells, parathyroid glands ( Parathyroid cells), adrenal cells, gonadal cells, kidney paraglomerular cells, and the like.

消化管、外分泌腺及び尿生殖路の吸収上皮細胞としては、特に限定されないが、例えば、腸の刷子縁細胞、外分泌腺の線条管細胞、胆嚢上皮細胞等が挙げられる。   Absorption epithelial cells of the digestive tract, exocrine glands and urogenital tract are not particularly limited, and examples thereof include intestinal brush border cells, striatal cells of exocrine glands, and gallbladder epithelial cells.

代謝と貯蔵用に専門化した細胞としては、特に限定されないが、例えば、肝細胞、脂肪細胞等が挙げられる。   The cells specialized for metabolism and storage are not particularly limited, and examples thereof include hepatocytes and adipocytes.

主に境界面を構成し、肺、消化管、外分泌腺及び尿生殖路の内腔に面する上皮細胞としては、特に限定されないが、例えば、I型肺胞細胞、膵臓導管細胞、腺房中心細胞、汗腺、だ液腺、乳腺等の導管細胞、腎糸球体の壁細胞、腎糸球体のタコ足細胞等が挙げられる。   Epithelial cells that mainly constitute the boundary surface and face the lumen of the lungs, gastrointestinal tract, exocrine gland and urogenital tract are not particularly limited, but examples include type I alveolar cells, pancreatic duct cells, acinar center Examples thereof include duct cells such as cells, sweat glands, salivary glands and mammary glands, renal glomerular wall cells, renal glomerular octopus podocytes, and the like.

体内で閉じた管腔の内面を形成している上皮細胞としては、特に限定されないが、例えば、血管とリンパ管の内皮細胞、滑液細胞、漿膜細胞等が挙げられる。   The epithelial cells forming the inner surface of the closed lumen in the body are not particularly limited, and examples thereof include endothelial cells of blood vessels and lymph vessels, synovial cells, serosa cells and the like.

運搬機能をもつ繊毛のある細胞としては、特に限定されないが、例えば、気道の上皮細胞、卵管と子宮内膜の上皮細胞、中枢神経系の細胞等が挙げられる。   The cilia cells having a transport function are not particularly limited, and examples thereof include airway epithelial cells, oviduct and endometrial epithelial cells, and central nervous system cells.

細胞外マトリックスの分泌用に特化した細胞としては、特に限定されないが、例えば、造エナメル細胞、繊維芽細胞、毛細血管の周細胞、椎間板の髄核細胞、セメント芽細胞、象牙芽細胞、軟骨細胞、骨芽細胞、目のガラス体の形成細胞等が挙げられる。   The cells specialized for extracellular matrix secretion are not particularly limited. For example, enamel cells, fibroblasts, pericytes of capillaries, nucleus pulposus cells of intervertebral discs, cementoblasts, odontoblasts, cartilage Examples thereof include cells, osteoblasts, and eye glass-forming cells.

収縮性細胞としては、特に限定されないが、例えば、骨格筋細胞、心筋細胞、平滑筋細胞、筋上皮細胞等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a contractile cell, For example, a skeletal muscle cell, a cardiac muscle cell, a smooth muscle cell, a myoepithelial cell etc. are mentioned.

血液細胞としては、特に限定されないが、例えば、赤血球、巨核球、マクロファージと類縁細胞、好中球、好酸球、好塩基球等が挙げられる。   The blood cells are not particularly limited, and examples thereof include erythrocytes, megakaryocytes, macrophages and related cells, neutrophils, eosinophils, and basophils.

免疫細胞としては、特に限定されないが、例えば、肥満細胞(マスト細胞)、Tリンパ球(T細胞)、Bリンパ球、K(キラー)細胞等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as an immune cell, For example, a mast cell (mast cell), T lymphocyte (T cell), B lymphocyte, K (killer) cell etc. are mentioned.

感覚に関与する細胞としては、特に限定されないが、例えば、桿体細胞、錐体細胞、コルチ器官の内側有毛細胞、コルチ器官の外側有毛細胞、II型味蕾細胞、嗅覚神経細胞、嗅上皮の基底細胞、頚動脈小体の細胞、表皮のメルケル細胞、触覚用に特殊化した一次感覚ニューロン、温度感覚用に専門化した一次感覚ニューロン、痛覚用に特殊化した一次感覚ニューロン、深部一次感覚ニューロン等が挙げられる。   The cells involved in the sensory are not particularly limited, but for example, rod cells, cone cells, inner hair cells of the organ of Corti, outer hair cells of the organ of Corti, type II taste bud cells, olfactory neurons, olfactory epithelium Basal cells, carotid body cells, epidermal Merkel cells, primary sensory neurons specialized for tactile sensation, primary sensory neurons specialized for temperature sensation, primary sensory neurons specialized for pain sensation, deep primary sensory neurons Etc.

感覚器官及び抹消ニューロンの支持細胞としては、特に限定されないが、例えば、コルチ器官の支持細胞、前庭の支持細胞、味蕾の支持細胞、嗅上皮の支持細胞、シュワン細胞、随伴細胞、腸管のグリア細胞等が挙げられる。   Supporting cells for sensory organs and peripheral neurons are not particularly limited, but include, for example, Corti organ supporting cells, vestibular supporting cells, miso supporting cells, olfactory epithelial supporting cells, Schwann cells, associated cells, intestinal glial cells Etc.

体細胞として、好ましくはT細胞が用いられる。T細胞はCD4陽性若しくはCD8陽性、又はCD4/CD8両陽性であってもよい。T細胞は、特に限定されないが、例えば、脾臓、リンパ節、末梢血又は臍帯血等から、公知の方法により単離できる。公知の単離方法としては、特に限定されないが、例えば、セルソーターを用い、CD4、CD8及びCD3等の細胞表面マーカーに対する抗体を利用してフローサイトメトリーにより単離する方法等が挙げられる。   T cells are preferably used as somatic cells. The T cell may be CD4 positive or CD8 positive, or both CD4 / CD8 positive. Although T cell is not specifically limited, For example, it can isolate by a well-known method from a spleen, a lymph node, peripheral blood, or cord blood. Although it does not specifically limit as a well-known isolation method, For example, the method etc. which isolate by flow cytometry using the antibody with respect to cell surface markers, such as CD4, CD8, and CD3, using a cell sorter etc. are mentioned.

体細胞には通常TET1が発現していない。本発明者は、TET1活性を介したDNA脱メチル化が、PRDM14活性により促進されることを見出した。かかる新規の知見に基づいて本発明者は、体細胞においてはTET1活性ドメイン等及びPRDM14活性ドメイン等の細胞内含量を同時に増加させることによりDNA脱メチル化が顕著に促進されることを見出した。   Somatic cells usually do not express TET1. The present inventor has found that DNA demethylation via TET1 activity is promoted by PRDM14 activity. Based on such novel findings, the present inventors have found that DNA demethylation is significantly promoted by simultaneously increasing the intracellular contents of TET1 active domain and the like and PRDM14 active domain in somatic cells.

生体内の細胞は、正常な細胞であってもよく、異常な細胞であってもよい。異常な細胞は特に限定されないが、例えば、DNAメチル化の異常を有する細胞等が挙げられる。そのような細胞に本発明を適用してDNA脱メチル化を誘導することによって、DNAメチル化を正常な状態に近づけることができる。DNAメチル化の異常を有する細胞としては、特に限定されないが、例えば、がん細胞、精神神経疾患の細胞、エピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常を有する細胞等が挙げられる。   The cells in the living body may be normal cells or abnormal cells. Abnormal cells are not particularly limited, and examples include cells having abnormal DNA methylation. By inducing DNA demethylation by applying the present invention to such cells, DNA methylation can be brought close to a normal state. The cells having abnormal DNA methylation are not particularly limited, and examples thereof include cancer cells, cells of neuropsychiatric diseases, cells having abnormal DNA methylation for repairing epigenomic mutations, and the like.

工程(1)の具体例としては、例えば、次のような工程が挙げられる。
(1A)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
を細胞内に導入する工程。
(1B)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
を細胞内に導入する工程。
Specific examples of the step (1) include the following steps.
(1A) a step of introducing a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same into a cell.
(1B) a polynucleotide encoding a TET1 active domain or a variant thereof or a fusion polypeptide comprising the same; and a polynucleotide encoding a PRDM14 active domain or a variant thereof or a fusion polypeptide comprising the same is introduced into the cell Process.

工程(1B)の具体例としては、例えば、
(1b)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
を細胞内で過剰発現させる工程が挙げられる。
As a specific example of the step (1B), for example,
(1b) a TET1 active domain or a variant thereof, or a polynucleotide encoding a fusion polypeptide containing the same; and a PRDM14 active domain or a variant thereof or a polynucleotide encoding a fusion polypeptide containing the excess in the cell The step of expressing is mentioned.

工程(1A)において、後述する4.ポリペプチド含有組成物を用いることができる。
工程(1B)において、5.ポリヌクレオチド含有組成物、6.発現ベクター含有組成物、及び7.共発現ベクターを用いることができる。また、工程(1b)において、6.発現ベクター含有組成物、及び7.共発現ベクターを用いることができる。
In step (1A), described later. Polypeptide-containing compositions can be used.
In step (1B), 5. 5. a polynucleotide-containing composition, 6. an expression vector-containing composition, and Co-expression vectors can be used. In step (1b), 6. 6. an expression vector-containing composition, and Co-expression vectors can be used.

ポリヌクレオチドの過剰発現は、一過的であってもよいし、恒常的であってもよい。一過的に過剰発現させる場合は、特に限定されないが、発現系として、CMVプロモーター及びCAGGSプロモーターを用いることができる。恒常的に過剰発現させる場合は、特に限定されないが、発現系として、CMVプロモーター及びCAGGSプロモーターを用いることができる。   The overexpression of the polynucleotide may be transient or constitutive. When transiently overexpressing, although not particularly limited, CMV promoter and CAGGS promoter can be used as an expression system. In the case of constantly overexpressing, although not particularly limited, CMV promoter and CAGGS promoter can be used as an expression system.

TET1は、急性骨髄性白血病(acute myeloid leukemia)において、H3K4メチル化酵素MLL(mixed lineage leukemia)の融合パートナーとして発見されたタンパク質である。TET1は、特に限定されないが、ヒト由来、マウス由来、イヌ、ラット由来のものが挙げられる。ヒト由来のTET1としては、例えば、配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。マウス由来のTET1としては、例えば、配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。イヌ由来のTET1としては、例えば、配列番号9で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。ラット由来のTET1としては、例えば、配列番号13で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。   TET1 is a protein discovered as a fusion partner of H3K4 methylase MLL (mixed lineage leukemia) in acute myelogenous leukemia. TET1 is not particularly limited, and examples thereof include those derived from humans, mice, dogs, and rats. Examples of human-derived TET1 include a polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7. Examples of mouse-derived TET1 include a polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8. Examples of dog-derived TET1 include a polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9. Examples of rat-derived TET1 include a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13.

TET1活性ドメインとは、TET1を構成するポリペプチドのうち、TET1活性を担う領域を含む部分ポリペプチドをいう。例えば、ヒト由来のTET1の場合、TET1活性を担う領域とは、配列番号7において1418〜2136番目のアミノ酸配列からなる領域をいう。マウス由来のTET1の場合、TET1活性を担う領域とは、配列番号8において1367〜2039番目のアミノ酸配列からなる領域をいう。イヌ由来のTET1の場合、TET1活性を担う領域とは、配列番号9において1419〜2137番目のアミノ酸配列からなる領域をいう。   The TET1 active domain refers to a partial polypeptide including a region responsible for TET1 activity among polypeptides constituting TET1. For example, in the case of human-derived TET1, the region responsible for TET1 activity refers to a region consisting of the 1418-2136th amino acid sequence in SEQ ID NO: 7. In the case of TET1 derived from mouse, the region responsible for TET1 activity refers to a region consisting of the amino acid sequence from 1367 to 2039 in SEQ ID NO: 8. In the case of dog-derived TET1, the region responsible for TET1 activity refers to the region consisting of the 1419 to 2137th amino acid sequence in SEQ ID NO: 9.

TET1活性ドメインは、TET1の中でTET1活性を担う領域を取り囲んでいるアミノ酸又はポリペプチドであって、TET1活性とは無関係なものが付加したものであってもよい。そのようなTET1活性ドメインは、例えばTET1からTET1活性を担う領域を含んだ部分ポリペプチドを切り出すこと等によって得ることができる。TET1活性ドメインは、好ましくはCpG islandを認識するCxxCモチーフを欠いたTET1の部分ポリペプチドである。ヒト由来TET1活性ドメインは、好ましくは、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである。マウス由来TET1活性ドメインは、好ましくは、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである。イヌ由来TET1活性ドメインは、好ましくは、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである。   The TET1 activity domain may be an amino acid or polypeptide surrounding a region responsible for TET1 activity in TET1, and may be added with an unrelated to TET1 activity. Such a TET1 active domain can be obtained by, for example, excising a partial polypeptide containing a region responsible for TET1 activity from TET1. The TET1 active domain is preferably a partial polypeptide of TET1 lacking a CxxC motif that recognizes CpG island. The human-derived TET1 active domain is preferably a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. The mouse-derived TET1 active domain is preferably a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. The canine-derived TET1 active domain is preferably a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3.

TET1活性は、5−メチルシトシン(5mC)を5−ヒドロキシメチルシトシン(hmC)へと変換する活性である。細胞としてHEK293細胞を用い、被検体を細胞内に導入することにより5mCからhmCへの変換が促進される場合は、かかる被検体がTET1活性を有すると判定する。5mCから5hmcへの変換は、5hmCに対する特異的抗体を用いたDot−blot法により検出する。   TET1 activity is an activity that converts 5-methylcytosine (5 mC) into 5-hydroxymethylcytosine (hmC). When HEK293 cells are used as cells and the conversion of 5 mC to hmC is promoted by introducing the analyte into the cells, it is determined that the analyte has TET1 activity. Conversion from 5 mC to 5 hmc is detected by the dot-blot method using a specific antibody against 5 hmC.

TET1活性ドメインの改変体、並びにTET1活性ドメインを含む融合ポリペプチド及びTET1活性ドメインの改変体を含む融合ポリペプチド(以下、「TET1活性ドメイン改変体等」ということがある。)は、TET1活性を有する。   A TET1 active domain variant, a fusion polypeptide comprising a TET1 active domain, and a fusion polypeptide comprising a TET1 active domain variant (hereinafter sometimes referred to as a “TET1 active domain variant”) have TET1 activity. Have.

TET1活性ドメインの改変体は、特に限定されないが、TET1活性ドメインとアミノ酸の同一性が好ましくは80%以上、85%以上、90%以上、又は95%以上のポリペプチドからなる。左記においてアミノ酸の同一性は高ければ高いほど好ましい。あるいは、TET1活性ドメインの改変体は、TET1活性ドメインのアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加(以下、「改変等」ということがある。)されたアミノ酸配列からなる。   The variant of the TET1 active domain is not particularly limited, but preferably consists of a polypeptide having 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% or more identity with the TET1 active domain. In the left column, the higher the identity of amino acids, the better. Alternatively, a variant of the TET1 active domain consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added (hereinafter sometimes referred to as “modification etc.”) in the amino acid sequence of the TET1 active domain.

TET1活性ドメインにおいて、改変等を加えることによってTET1活性が消失してしまうアミノ酸としては、1671番目、1673番目のもの等が知られている。TET1活性を有するTET1活性ドメインの改変体は、例えば上記のようなアミノ酸への改変等を避けながら他のアミノ酸への改変等を加えることによって得ることができる。   As amino acids whose TET1 activity is lost by modification or the like in the TET1 active domain, those at the 1671th and 1673th are known. A modified TET1 active domain having TET1 activity can be obtained, for example, by adding modifications to other amino acids while avoiding modifications to amino acids as described above.

TET1活性ドメイン又はその改変体を含む融合ポリペプチド(以下、「TET1活性ドメイン等融合ポリペプチド」ということがある。)は、TET1活性ドメイン等のC末端、N末端又は両端にアミノ酸又はポリペプチドがそれぞれ付加されてなるものである。
特に限定されないが、例えばTET1活性ドメイン等に、TET1活性とは無関係な機能を有するか、あるいは特にそれ自体何ら機能を有さず、かつTET1活性ドメイン等のTET1活性を阻害しないか、あるいは阻害したとしても著しく阻害しないアミノ酸又はポリペプチドが融合されてなるものである。TET1活性とは無関係な機能としては、特定の塩基配列又は核酸の三次構造に結合する機能等が挙げられる。そのような機能を有するポリペプチドとしては、特に限定されないが、例えば、メチル化シトシン結合ドメイン(MBD)等が挙げられる。MBDとしては、特に限定されないが、例えば、MECP2の部分配列が挙げられる。ヒト由来MECP2の場合は、例えば、配列番号14で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド等を挙げることができる。配列番号14で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドは、ヒトMECP2の62〜169番目のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。そのような機能を有するポリペプチドが融合されてなるTET1活性ドメイン等融合ポリペプチドを用いることによって、特定の塩基配列又は核酸の三次構造を有するポリヌクレオチド領域のみに選択的にTET1活性を発現させることができる。TET1活性とは無関係な機能を有するか、あるいは特にそれ自体何ら機能を有さず、かつTET1活性ドメイン等のTET1活性を阻害しないか、あるいは阻害したとしても著しく阻害しないポリペプチドの長さとしては、特に限定されないが、TET1活性ドメイン等の20%以下、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下等が挙げられる。
A fusion polypeptide comprising a TET1 active domain or a variant thereof (hereinafter sometimes referred to as “a fusion polypeptide such as a TET1 active domain”) has an amino acid or polypeptide at the C-terminal, N-terminal or both ends of the TET1 active domain or the like. Each is added.
Although not particularly limited, for example, the TET1 active domain has a function unrelated to the TET1 activity, or has no function in particular, and does not inhibit or inhibit the TET1 activity such as the TET1 active domain. Or an amino acid or polypeptide that does not significantly inhibit. The function unrelated to the TET1 activity includes a function of binding to a specific base sequence or a tertiary structure of a nucleic acid. Although it does not specifically limit as a polypeptide which has such a function, For example, a methylated cytosine binding domain (MBD) etc. are mentioned. Although it does not specifically limit as MBD, For example, the partial arrangement | sequence of MECP2 is mentioned. In the case of human-derived MECP2, for example, a polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 14 can be exemplified. The polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 14 is a polypeptide consisting of the 62-169th amino acid sequence of human MECP2. By using a fusion polypeptide such as a TET1 active domain in which a polypeptide having such a function is fused, TET1 activity is selectively expressed only in a polynucleotide region having a specific base sequence or nucleic acid tertiary structure. Can do. The length of a polypeptide that has a function unrelated to TET1 activity, or has no function in particular, and does not inhibit TET1 activity such as a TET1 activity domain, or does not significantly inhibit the TET1 activity. Although not particularly limited, it may be 20% or less, preferably 10% or less, more preferably 5% or less of the TET1 active domain.

TET1活性ドメイン等融合ポリペプチドは、TET1そのものであってもよいし、TET1の改変体であってもよい。あるいは、TET1活性ドメイン等融合ポリペプチドは、TETファミリーに属するタンパク質そのものであってもよいし、TETファミリーに属するタンパク質の改変体であってもよい。TETファミリーに属するタンパク質としては、TET1のほかにTET2、TET3が挙げられる。ここでいう改変体とは、特に限定されないが、例えば、元となるポリペプチドとアミノ酸の同一性が好ましくは80%以上、85%以上、90%以上、又は95%以上のポリペプチドからなるものであってもよい。左記においてアミノ酸の同一性は高ければ高いほど好ましい。あるいは、ここでいう改変体は、元となるポリペプチドのアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が改変等されたアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The fusion polypeptide such as the TET1 active domain may be TET1 itself or a modified TET1. Alternatively, the fusion polypeptide such as the TET1 active domain may be a protein itself belonging to the TET family or a modified protein belonging to the TET family. Examples of proteins belonging to the TET family include TET2 and TET3 in addition to TET1. The variant herein is not particularly limited. For example, the variant preferably comprises a polypeptide having an amino acid identity of 80% or higher, 85% or higher, 90% or higher, or 95% or higher. It may be. In the left column, the higher the identity of amino acids, the better. Alternatively, the modified form herein may be an amino acid sequence in which one or several amino acids are modified in the amino acid sequence of the original polypeptide.

PRDM14は、始原生殖細胞の形成及び初期分化に必須である転写制御因子として本発明者により発見されたタンパク質である。PRDM14は、特に限定されないが、ヒト由来、マウス由来、イヌ由来、ラット由来のものが挙げられる。ヒト由来のPRDM14としては、例えば、配列番号10で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。マウス由来のPRDM14としては、例えば、配列番号11で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。イヌ由来のPRDM14としては、例えば、配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが挙げられる。   PRDM14 is a protein discovered by the present inventor as a transcriptional regulator essential for the formation and early differentiation of primordial germ cells. Although PRDM14 is not specifically limited, The thing derived from a human origin, a mouse origin, a dog origin, and a rat is mentioned. Examples of human-derived PRDM14 include a polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10. Examples of mouse-derived PRDM14 include a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11. Examples of the canine-derived PRDM14 include a polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12.

PRDM14活性ドメインとは、PRDM14を構成するポリペプチドのうち、PRDM14活性を担う領域を含む部分ポリペプチドをいう。例えば、ヒト由来のPRDM14の場合、PRDM14活性を担う領域とは、配列番号10において254〜571番目のアミノ酸配列からなる領域をいう。マウス由来のPRDM14の場合、PRDM14活性を担う領域とは、配列番号11において244〜561番目のアミノ酸配列からなる領域をいう。イヌ由来のPRDM14の場合、PRDM14活性を担う領域とは、配列番号12において254〜571番目のアミノ酸配列からなる領域をいう。   The PRDM14 active domain refers to a partial polypeptide including a region responsible for PRDM14 activity among polypeptides constituting PRDM14. For example, in the case of human-derived PRDM14, the region responsible for PRDM14 activity refers to a region consisting of the amino acid sequence from 254 to 571 in SEQ ID NO: 10. In the case of PRDM14 derived from mouse, the region responsible for PRDM14 activity refers to a region consisting of the amino acid sequence from 244 to 561 in SEQ ID NO: 11. In the case of canine-derived PRDM14, the region responsible for PRDM14 activity refers to a region consisting of amino acid sequences 254 to 571 in SEQ ID NO: 12.

PRDM14活性ドメインは、PRDM14の中でPRDM14活性を担う領域を取り囲んでいるアミノ酸又はポリペプチドであって、PRDM14活性とは無関係なものが付加したものであってもよい。そのようなPRDM14活性ドメインは、例えばPRDM14からPRDM14活性を担う領域を含んだ部分ポリペプチドを切り出すこと等によって得ることができる。PRDM14活性ドメインは、例えば、C末端に存在するZing fingerドメインを欠いたPRDM14の部分ポリペプチドである。Zing fingerドメインを欠く場合、ヒトPRDM14活性ドメインは、好ましくは、配列番号10において254〜488番目、より好ましくは254〜373番目のアミノ酸配列からなる領域をいう。Zing fingerドメインを欠く場合、マウスPRDM14活性ドメインは、好ましくは、配列番号11において244〜478番目、より好ましくは244〜363番目のアミノ酸配列からなる領域をいう。   The PRDM14 activity domain may be an amino acid or polypeptide surrounding a region responsible for PRDM14 activity in PRDM14, and may be added with an unrelated PRDM14 activity. Such a PRDM14 active domain can be obtained by, for example, excising a partial polypeptide containing a region responsible for PRDM14 activity from PRDM14. The PRDM14 active domain is, for example, a partial polypeptide of PRDM14 lacking the Zing finger domain present at the C-terminus. When lacking the Zing finger domain, the human PRDM14 active domain preferably refers to a region consisting of the amino acid sequence of 254 to 488, more preferably 254 to 373 in SEQ ID NO: 10. When the Zing finger domain is lacking, the mouse PRDM14 active domain preferably refers to a region consisting of the amino acid sequence from 244 to 478, more preferably from 244 to 363 in SEQ ID NO: 11.

PRDM14活性は、TET1と相互作用し、TET1活性を促進する活性である。細胞としてHEK293細胞を用い、被検体をTET1と共に細胞に導入した場合にTET1活性を介したDNA脱メチル化が促進される場合は、かかる被検体がPRDM14活性を有すると判定する。   PRDM14 activity interacts with TET1 and promotes TET1 activity. When HEK293 cells are used as cells and the subject is introduced into the cells together with TET1, DNA demethylation via TET1 activity is promoted, and it is determined that the subject has PRDM14 activity.

PRDM14活性ドメインの改変体、並びにPRDM14活性ドメインを含む融合ポリペプチド及びPRDM14活性ドメインの改変体を含む融合ポリペプチド(以下、「PRDM14活性ドメイン改変体等」ということがある。)は、PRDM14活性を有する。   A PRDM14 active domain variant, a fusion polypeptide comprising a PRDM14 active domain and a fusion polypeptide comprising a PRDM14 active domain variant (hereinafter sometimes referred to as “PRDM14 active domain variant”) have PRDM14 activity. Have.

PRDM14活性ドメインの改変体は、特に限定されないが、PRDM14活性ドメインとアミノ酸の同一性が好ましくは80%以上、85%以上、90%以上、又は95%以上のポリペプチドからなる。左記においてアミノ酸の同一性は高ければ高いほど好ましい。あるいは、PRDM14活性ドメインの改変体は、PRDM14活性ドメインのアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が改変等されたアミノ酸配列からなる。   The variant of the PRDM14 active domain is not particularly limited, but preferably consists of a polypeptide having an amino acid identity of 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% or more with the PRDM14 active domain. In the left column, the higher the identity of amino acids, the better. Alternatively, the PRDM14 active domain variant consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are modified in the amino acid sequence of the PRDM14 active domain.

PRDM14活性を有するPRDM14活性ドメインの改変体は、PRDM14活性ドメインにおいて、改変等を加えることによってPRDM14活性が消失してしまうアミノ酸への改変等を避けながら他のアミノ酸への改変等を加えることによって得ることができる。   A variant of the PRDM14 active domain having PRDM14 activity is obtained by adding modifications to other amino acids while avoiding modifications to amino acids whose PRDM14 activity disappears by adding modifications, etc. in the PRDM14 active domain be able to.

PRDM14活性ドメイン又はその改変体を含む融合ポリペプチド(以下、「PRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチド」ということがある。)は、PRDM14活性ドメイン等のC末端、N末端又は両端にアミノ酸又はポリペプチドがそれぞれ付加されてなるものである。特に限定されないが、例えばPRDM14活性ドメイン等に、PRDM14活性とは無関係な機能を有するか、あるいは特にそれ自体何ら機能を有さず、かつPRDM14活性ドメイン等のPRDM14活性を阻害しないか、あるいは阻害したとしても著しく阻害しないアミノ酸又はポリペプチドが融合されてなるものである。PRDM14活性とは無関係な機能としては、特定の塩基配列又は核酸の三次構造に結合する機能等が挙げられる。そのような機能を有するポリペプチドとしては、特に限定されないが、例えば、標的遺伝子領域に結合するDNA結合ドメイン等が挙げられる。そのような機能を有するポリペプチドが融合されてなるPRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチドを用いることによって、特定の塩基配列又は核酸の三次構造を有するポリヌクレオチド領域のみにおいて選択的にTET1活性を促進させることができる。PRDM14活性とは無関係な機能を有するか、あるいは特にそれ自体何ら機能を有さず、かつPRDM14活性ドメイン等のPRDM14活性を阻害しないか、あるいは阻害したとしても著しく阻害しないポリペプチドの長さとしては、特に限定されないが、PRDM14活性ドメイン等の20%以下、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下等が挙げられる。   A fusion polypeptide comprising a PRDM14 active domain or a variant thereof (hereinafter sometimes referred to as “a fusion polypeptide such as a PRDM14 active domain”) has an amino acid or polypeptide at the C-terminal, N-terminal or both ends of the PRDM14 active domain or the like. Each is added. Although not particularly limited, for example, the PRDM14 active domain has a function unrelated to the PRDM14 activity, or has no function in particular, and does not inhibit or inhibit the PRDM14 activity such as the PRDM14 active domain. Or an amino acid or polypeptide that does not significantly inhibit. Examples of the function unrelated to PRDM14 activity include a function of binding to a specific base sequence or a tertiary structure of a nucleic acid. The polypeptide having such a function is not particularly limited, and examples thereof include a DNA binding domain that binds to a target gene region. Promoting TET1 activity selectively only in a polynucleotide region having a specific base sequence or a tertiary structure of a nucleic acid by using a fusion polypeptide such as a PRDM14 active domain in which a polypeptide having such a function is fused Can do. The length of a polypeptide that has a function unrelated to PRDM14 activity, or has no function in particular, and does not inhibit PRDM14 activity such as a PRDM14 active domain, or does not significantly inhibit it even if it is inhibited. Although not particularly limited, 20% or less, preferably 10% or less, more preferably 5% or less of the PRDM14 active domain and the like can be mentioned.

標的遺伝子領域は、標的遺伝子のプロモーター領域であってもよい。標的遺伝子は特に限定されないが、例えば、がん抑制遺伝子等が挙げられる。がん抑制遺伝子としては、特に限定されないが、例えば、p16、p53、E−cadherin等が挙げられる。   The target gene region may be a promoter region of the target gene. The target gene is not particularly limited, and examples thereof include a tumor suppressor gene. Although it does not specifically limit as a tumor suppressor gene, For example, p16, p53, E-cadherin etc. are mentioned.

標的遺伝子領域に結合するDNA結合ドメインとしては、特に限定されないが、例えば、転写因子のDNA結合ドメイン、又はそれを改変したものを用いることができる。そのような転写因子のDNA結合ドメインとしては、例えば、p16のプロモーター領域に結合することが知られているCTCFs等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a DNA binding domain couple | bonded with a target gene area | region, For example, the DNA binding domain of a transcription factor, or the modified thing can be used. Examples of such DNA-binding domains of transcription factors include CTCFs that are known to bind to the promoter region of p16.

PRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチドは、PRDM14そのものであってもよいし、PRDM14の改変体であってもよい。ここでいうPRDM14の改変体とは、特に限定されないが、例えば、PRDM14とアミノ酸の同一性が好ましくは80%以上、85%以上、90%以上、又は95%以上のポリペプチドからなるものであってもよい。
左記においてアミノ酸の同一性は高ければ高いほど好ましい。あるいは、ここでいうPRDM14の改変体は、PRDM14のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が改変等されたアミノ酸配列からなるものであってもよい。
The fusion polypeptide such as the PRDM14 active domain may be PRDM14 itself or a variant of PRDM14. The variant of PRDM14 here is not particularly limited, but for example, it consists of a polypeptide having preferably 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% or more identity with PRDM14. May be.
In the left column, the higher the identity of amino acids, the better. Alternatively, the PRDM14 variant herein may be composed of an amino acid sequence in which one or several amino acids are modified in the amino acid sequence of PRDM14.

[2.治療方法]
本発明の治療方法は、ヒトを治療する方法であって、
(1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の細胞内含量を増加させる工程
を含む方法である。
[2. Method of treatment]
The treatment method of the present invention is a method of treating a human,
(1) A method comprising a step of increasing the intracellular content of a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same.

工程(1)は、1.において説明したのと同様である。   Step (1) is as follows. This is the same as described in the above.

本発明の治療方法は、好ましくは、エピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常に起因する疾患を治療する方法である。より好ましくは、がん、又は神経精神疾患を治療する方法である。神経精神疾患としては、エピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常に起因するものであれば特に限定されないが、例えば、双極性障害(躁うつ病)、反復うつ病、統合失調症等が挙げられる。   The therapeutic method of the present invention is preferably a method for treating a disease caused by abnormal DNA methylation that repairs an epigenetic mutation. More preferred is a method for treating cancer or neuropsychiatric disorders. The neuropsychiatric disorder is not particularly limited as long as it is caused by an abnormality in DNA methylation that repairs an epigenetic mutation. Examples thereof include bipolar disorder (manic depression), repetitive depression, schizophrenia, and the like. .

本発明の治療方法においては、後述する4.ポリペプチド含有組成物、5.ポリヌクレオチド含有組成物、6.発現ベクター含有組成物及び7.共発現ベクターを用いることができる。本発明の治療方法においては、4.〜7.のそれぞれを、医薬目的での使用方法として後述されるところに従って使用することができる。   The treatment method of the present invention will be described later. 4. a polypeptide-containing composition; 5. a polynucleotide-containing composition, 6. an expression vector-containing composition and Co-expression vectors can be used. In the treatment method of the present invention, 4. ~ 7. Each of these can be used as described below as a method of use for pharmaceutical purposes.

[3.iPS細胞の製造方法]
本発明のiPS細胞の製造方法としては、
[3A−1.] 核初期化物質を用いて体細胞からiPS細胞を製造する方法であって、(1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の細胞内含量を増加させる工程
を含む方法が挙げられる。
[3. iPS Cell Production Method]
As a method for producing iPS cells of the present invention,
[3A-1. ] A method for producing iPS cells from somatic cells using a nuclear reprogramming substance, comprising: (1) a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a PRDM14 active domain or a variant thereof, or The method of including the process of increasing the intracellular content of the fusion polypeptide containing it is mentioned.

工程(1)は、1.において説明したのと同様である。   Step (1) is as follows. This is the same as described in the above.

本発明のiPS細胞の製造方法は、
(i)核初期化物質を体細胞に接触させることにより体細胞をiPS細胞に変換する工程を含む。かかる変換工程としては、公知のものを用いることができる。公知の変換工程としては、特に限定されないが、例えば、レトロウイルスを用いた感染、リポソーム法によるエピソーマルベクターの遺伝子導入等が挙げられる。
The method for producing iPS cells of the present invention comprises:
(I) The process of converting a somatic cell into an iPS cell by making a nuclear reprogramming substance contact a somatic cell is included. As this conversion step, a known one can be used. The known conversion step is not particularly limited, and examples thereof include infection using a retrovirus, gene introduction of an episomal vector by a liposome method, and the like.

核初期化物質を用いて体細胞からiPS細胞を製造する工程においては、高品質iPS細胞、低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞が得られることが知られている。ここで、高品質iPS細胞とはDNAメチル化の異常がみられないiPS細胞であると定義される。pre−iPS細胞とはリプログラミングが不完全な細胞であると定義される。pre−iPS細胞におけるリプログラミング不全は、ドナー細胞のエピゲノム情報が未だ維持されていることが原因であると考えられている。pre−iPS細胞とは、より詳細には、iPS細胞作成過程で出現するiPS細胞様細胞であって、形態的にはiPS細胞に似ているが、外来遺伝子の発現抑制は起きておらず、また内在性の多能性関連遺伝子(Nanog、Oct3/4、Rex−1等)の発現上昇も観察されない細胞である。また、低品質iPS細胞とはDNAメチル化に異常がみられるiPS細胞であると定義される。低品質iPS細胞とは、より詳細には、GTL2遺伝子領域に異常なメチル化が付加されており、テトラプロイドキメラ胚の作製を行うことができないiPS細胞である。本発明者は、iPS細胞の品質に悪影響を与えることが知られているDNAメチル化の異常を、本発明のDNA脱メチル化誘導方法によって正常化できることを見出した。具体的には、低品質iPS細胞にみられるDNAメチル化の異常を、本発明のDNA脱メチル化誘導方法によって正常化でき、低品質iPS細胞を高品質iPS細胞に改良できることを見出した。さらに本発明者は、本発明のDNA脱メチル化誘導方法によってpre−iPS細胞におけるリプログラミングを完全なものとできることを見出した。具体的には、pre−iPS細胞において維持されているドナー細胞のエピゲノム情報を本発明のDNA脱メチル化誘導方法によって消失せしめ、pre−iPS細胞をiPS細胞へと変換できることを見出した。したがって、低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に対して工程(1)を行うことによって、それぞれを高品質iPS細胞及びiPS細胞に変換できる。また、同様の効果を得るためには必ずしも低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に直接工程(1)を行う必要はない。例えば、体細胞に対して工程(1)を工程(i)と併せて行うことによっても同様の効果が得られる。   In the step of producing iPS cells from somatic cells using a nuclear reprogramming substance, at least one cell selected from the group consisting of high-quality iPS cells, low-quality iPS cells, and pre-iPS cells may be obtained. Are known. Here, high quality iPS cells are defined as iPS cells in which no abnormality of DNA methylation is observed. A pre-iPS cell is defined as a cell that is incompletely reprogrammed. Reprogramming failure in pre-iPS cells is thought to be due to the fact that the epigenomic information of donor cells is still maintained. More specifically, the pre-iPS cell is an iPS cell-like cell that appears in the process of creating an iPS cell, and is morphologically similar to an iPS cell, but the expression of a foreign gene is not suppressed, Moreover, it is a cell in which no increase in the expression of endogenous pluripotency-related genes (Nanog, Oct3 / 4, Rex-1, etc.) is observed. Moreover, low quality iPS cells are defined as iPS cells in which DNA methylation is abnormal. More specifically, the low-quality iPS cell is an iPS cell in which abnormal methylation is added to the GTL2 gene region and a tetraploid chimeric embryo cannot be produced. The present inventor has found that abnormalities of DNA methylation known to adversely affect the quality of iPS cells can be normalized by the method for inducing DNA demethylation of the present invention. Specifically, the present inventors have found that abnormalities of DNA methylation observed in low-quality iPS cells can be normalized by the method for inducing DNA demethylation of the present invention, and low-quality iPS cells can be improved to high-quality iPS cells. Furthermore, the present inventors have found that reprogramming in pre-iPS cells can be completed by the method for inducing DNA demethylation of the present invention. Specifically, the present inventors have found that the epigenome information of donor cells maintained in pre-iPS cells can be lost by the DNA demethylation induction method of the present invention to convert pre-iPS cells into iPS cells. Therefore, by performing step (1) on the low-quality iPS cells and pre-iPS cells, they can be converted into high-quality iPS cells and iPS cells, respectively. In order to obtain the same effect, it is not always necessary to perform the step (1) directly on the low-quality iPS cells and pre-iPS cells. For example, the same effect can be obtained by performing step (1) in combination with step (i) on somatic cells.

以上の通り、工程(1)では、体細胞、低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞からなる群より選択される少なくとも1種の細胞において、TET1活性ドメイン等融合ポリペプチド及びPRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチドの細胞内含量を増加させる。   As described above, in step (1), in at least one cell selected from the group consisting of somatic cells, low-quality iPS cells, and pre-iPS cells, a fusion polypeptide such as a TET1 active domain and a fusion polypeptide such as a PRDM14 active domain are used. Increase the intracellular content of the peptide.

したがって、変換工程(i)は、工程(1)の前に行ってもよいし、工程(1)と同時に行ってもよいし、あるいは工程(1)の後に行ってもよい。工程(i)を工程(1)の前に行う場合は、工程(1)を少なくとも低品質iPS細胞又はpre−iPS細胞に対して行うことになる。工程(i)を工程(1)と同時に、又は後に行う場合は、工程(1)を少なくとも体細胞に対して行うことになる。工程(i)を工程(1)と同時に行う場合、工程(1)は、言い換えれば、
(1A−1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の体細胞内含量を増加させ、かつ
核初期化物質を体細胞に接触させることにより体細胞をiPS細胞に変換する工程
である。
Therefore, the conversion step (i) may be performed before the step (1), may be performed simultaneously with the step (1), or may be performed after the step (1). When step (i) is performed before step (1), step (1) is performed on at least low-quality iPS cells or pre-iPS cells. When step (i) is performed simultaneously with or after step (1), step (1) is performed on at least somatic cells. When performing the step (i) simultaneously with the step (1), the step (1) is, in other words,
(1A-1) TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide containing the same; and PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide containing the same, increasing the intracellular content and nuclear reprogramming It is a step of converting somatic cells into iPS cells by bringing a substance into contact with the somatic cells.

本発明のiPS細胞の製造方法としては、
[3A−2.] (I)核初期化物質を体細胞に接触させることにより体細胞を高品質iPS細胞、低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に変換する工程;
(II)工程(I)で得られた細胞の評価を行い、高品質iPS細胞、低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に選別する工程;及び
(III)工程(II)で選別された低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に対して、工程(1)を行う工程
を含む方法が挙げられる。
As a method for producing iPS cells of the present invention,
[3A-2. (I) A step of converting somatic cells into high-quality iPS cells, low-quality iPS cells, and pre-iPS cells by contacting a nuclear reprogramming substance with the somatic cells;
(II) evaluating the cells obtained in step (I) and selecting high-quality iPS cells, low-quality iPS cells and pre-iPS cells; and (III) low-quality selected in step (II) Examples include a method including a step of performing the step (1) on iPS cells and pre-iPS cells.

GTL2遺伝子領域はゲノム刷り込み領域であり、通常父由来のゲノムのみがメチル化受けている。しかしながら、低品質iPS細胞では母由来・父由来の両ゲノム共にメチル化を受けており、この異常なメチル化がiPS細胞の品質低下の原因となっていると考えられている。また、本発明者はPRDM14が、GTL2遺伝子領域の異常なメチル化を消去する活性を持つことを見出した。本発明においては、GTL2遺伝子領域に80%以上メチル化が付加されているiPS細胞を低品質と定義し、PRDM14を導入することで60%以下に減少した場合品質が改善したと判断する。また、GTL2に異常なメチル化があると、GTL2の遺伝子発現が抑制される。そこで、低品質iPS細胞にPRDM14を導入することで、野生型ES細胞と同レベルまでGTL2の発現が回復したかどうかで、PRDM14による品質改善効果を迅速に検証できる。   The GTL2 gene region is a genome imprinted region, and usually only the genome derived from the father is methylated. However, in both low-quality iPS cells, both the mother-derived and father-derived genomes are methylated, and this abnormal methylation is thought to cause the quality of iPS cells to deteriorate. Further, the present inventor has found that PRDM14 has an activity of eliminating abnormal methylation in the GTL2 gene region. In the present invention, an iPS cell in which 80% or more of methylation is added to the GTL2 gene region is defined as low quality, and it is judged that the quality is improved when it is reduced to 60% or less by introducing PRDM14. Moreover, if there is abnormal methylation in GTL2, gene expression of GTL2 is suppressed. Therefore, by introducing PRDM14 into low-quality iPS cells, it is possible to quickly verify the quality improvement effect of PRDM14 depending on whether the expression of GTL2 has been recovered to the same level as wild-type ES cells.

したがって、工程(II)においては、工程(I)で得られた細胞についてGTL2遺伝子領域のメチル化の程度を調べ、80%以上メチル化が付加されているiPS細胞を低品質と判定することにより、低品質iPS細胞を選別することができる。   Accordingly, in step (II), the degree of methylation of the GTL2 gene region is examined for the cells obtained in step (I), and iPS cells to which 80% or more of methylation has been added are determined to be of low quality. Low quality iPS cells can be selected.

別の方法として、工程(II)においては、工程(I)で得られた細胞についてGTL2遺伝子の発現の程度を調べ、野生型ES細胞における同遺伝子の発現の程度との比較を行い、発現の程度がより低いiPS細胞を低品質と判定することにより、低品質iPS細胞を選別することができる。   As another method, in the step (II), the expression level of the GTL2 gene is examined for the cells obtained in the step (I), and compared with the expression level of the same gene in the wild type ES cell. By determining iPS cells having a lower degree as low quality, low quality iPS cells can be selected.

また、工程(II)においては、工程(I)で得られた細胞について内在性のNANOG遺伝子の発現の程度を調べ、発現が観察されないiPS細胞をpre−iPS細胞と判定することにより、pre−iPS細胞を選別することができる。
これらpre−iPS細胞及び低品質iPS細胞、並びにそれらの中間的な細胞、例えば、Nanogが弱陽性であり、かつGtl2が高メチル化されている細胞等、はいずれも初期化が不完全なiPS細胞といえ、再生医療などに適用する際には、排除すべきiPS細胞である。工程(II)において、高品質iPS細胞、低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に加えて、さらに上記のような中間的な細胞を選別してもよい。このように選別された中間的な細胞は、さらに工程(III)において低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に対するのと同様の処理を受ける。これにより、iPS細胞群の中からこのような初期化が不完全なiPS細胞の数を低減することができ、高品質なiPS細胞など初期化の完成度の高いiPS細胞を樹立することが可能となる。
In step (II), the degree of expression of the endogenous NANOG gene in the cells obtained in step (I) is examined, and iPS cells in which no expression is observed are determined as pre-iPS cells. iPS cells can be sorted.
These pre-iPS cells and low-quality iPS cells, and intermediate cells thereof, such as cells in which Nanog is weakly positive and Gtl2 is hypermethylated, are all incompletely initialized iPS Although it is a cell, it is an iPS cell to be excluded when applied to regenerative medicine. In step (II), intermediate cells as described above may be further selected in addition to high-quality iPS cells, low-quality iPS cells, and pre-iPS cells. The intermediate cells thus selected are further subjected to the same treatment as in the case of low-quality iPS cells and pre-iPS cells in step (III). As a result, it is possible to reduce the number of iPS cells incompletely initialized from the iPS cell group, and to establish iPS cells having a high degree of completion of initialization such as high-quality iPS cells. It becomes.

工程(II)における細胞の評価及び選別は、特に限定されないが、例えば、細胞をコロニー化した上で行うことができる。具体的には、単一の細胞からそれぞれ派生した個々のコロニーから一部の細胞をサンプリングし、その細胞を評価することによってその細胞が属するコロニーの評価を行い、かかる評価結果に基づいてコロニー単位での選別を行うことができる。   The evaluation and selection of the cells in the step (II) are not particularly limited, but can be performed, for example, after the cells are colonized. Specifically, some cells are sampled from individual colonies each derived from a single cell, and the colonies to which the cells belong are evaluated by evaluating the cells. You can sort by.

工程(III)においては、工程(II)で選別されたpre−iPS細胞及び低品質iPS細胞に対して、工程(1)を行う。工程(II)で選別された低品質iPS細胞はDNAメチル化に異常がみられ、同様に選別されたpre−iPS細胞はリプログラミングが不完全である。工程(III)においてこれらの低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に対して工程(1)を行うことにより、低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞をそれぞれ高品質iPS細胞及びiPS細胞へと変換することができる。工程(II)及び(III)は、必要な数の高品質iPS細胞が得られるまで、繰り返し行うことができる。繰り返し行う場合、工程(II)における「工程(I)で得られた細胞」なる記載は「工程(III)で得られた細胞」に読み替える。繰り返し行うことにより、より多くの低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞をそれぞれ高品質iPS細胞及びiPS細胞へと変換することができ、ひいてはより多くの高品質iPS細胞を得ることができる。   In step (III), step (1) is performed on the pre-iPS cells and low-quality iPS cells selected in step (II). The low-quality iPS cells selected in step (II) have abnormal DNA methylation, and the pre-iPS cells selected in the same manner are incompletely reprogrammed. By performing step (1) on these low-quality iPS cells and pre-iPS cells in step (III), the low-quality iPS cells and pre-iPS cells are converted into high-quality iPS cells and iPS cells, respectively. be able to. Steps (II) and (III) can be repeated until the required number of high quality iPS cells is obtained. When repeated, the description of “cells obtained in step (I)” in step (II) is read as “cells obtained in step (III)”. By repeating the process, more low-quality iPS cells and pre-iPS cells can be converted into high-quality iPS cells and iPS cells, respectively, and thus more high-quality iPS cells can be obtained.

工程3A−2.においては、工程(III)における工程(1)を工程(i)と同時に行ってもよい。この場合は、工程(III)における工程(1)を、
(1A−2)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞における細胞内含量を増加させ、かつ
核初期化物質を低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に接触させる工程
であると言い換えることができる。
Step 3A-2. In step (3), step (1) in step (III) may be performed simultaneously with step (i). In this case, the step (1) in the step (III)
(1A-2) Intracellular in low-quality iPS cells and pre-iPS cells of TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and PRDM14 active domain or a variant thereof or a fusion polypeptide comprising the same In other words, it is a process of increasing the content and bringing the nuclear reprogramming substance into contact with low-quality iPS cells and pre-iPS cells.

工程3A−2.においては、工程(1)をまず体細胞に対して行い、続いて工程(II)で選別された低品質iPS細胞及びpre−iPS細胞に対して工程(1)を行ってもよい。この場合は、最初の工程(1)を工程(i)と同時に行ってもよい。この場合も、工程(I)を前記工程(1A−1)であると言い換えることができる。   Step 3A-2. In step 1, step (1) may be first performed on somatic cells, and then step (1) may be performed on the low-quality iPS cells and pre-iPS cells selected in step (II). In this case, the first step (1) may be performed simultaneously with step (i). Also in this case, the process (I) can be rephrased as the process (1A-1).

本発明のiPS細胞の製造方法としては、
[3B.] pre−iPS細胞に対して工程(1)を行うことにより、iPS細胞を得る方法が挙げられる。この場合、工程(1)は核初期化物質の存在下で行ってもよく、工程(1)を、
(1B)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
のpre−iPS細胞内含量を増加させ、かつ
核初期化物質をpre−iPS細胞に接触させる工程
であると言い換えることができる。
As a method for producing iPS cells of the present invention,
[3B. The method of obtaining an iPS cell by performing a process (1) with respect to a pre-iPS cell is mentioned. In this case, the step (1) may be performed in the presence of a nuclear reprogramming substance, and the step (1)
(1B) Increasing the pre-iPS intracellular content and nuclear reprogramming of the TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and the PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same In other words, it is a step of bringing a substance into contact with pre-iPS cells.

本発明のiPS細胞の製造方法としては、
[3C.] 低品質iPS細胞に対して工程(1)を行うことにより、高品質iPS細胞を得る方法が挙げられる。この場合、工程(1)は核初期化物質の存在下で行ってもよく、工程(1)を、
(1C)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
の低品質iPS細胞内含量を増加させ、かつ
核初期化物質を低品質iPS細胞に接触させる工程
であると言い換えることができる。
As a method for producing iPS cells of the present invention,
[3C. The method of obtaining a high quality iPS cell by performing a process (1) with respect to a low quality iPS cell is mentioned. In this case, the step (1) may be performed in the presence of a nuclear reprogramming substance, and the step (1)
(1C) increasing the low-quality iPS intracellular content and nuclear reprogramming of the TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and the PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same In other words, it is a process of contacting a substance with low-quality iPS cells.

本発明のiPS細胞の製造方法において、体細胞としては、特に限定されないが、例えば、ヒト細胞、マウス細胞、サル等が挙げられる。   In the method for producing iPS cells of the present invention, the somatic cells are not particularly limited, and examples thereof include human cells, mouse cells, monkeys, and the like.

本発明のiPS細胞の製造方法において、核初期化物質は、公知のものを用いることができる。核初期化物質としては、特に限定されないが、例えば、OCT4、SOX2、KLF4、MYC等が挙げられる。   In the method for producing iPS cells of the present invention, a known nuclear reprogramming substance can be used. The nuclear initialization material is not particularly limited, and examples thereof include OCT4, SOX2, KLF4, and MYC.

[4.ポリペプチド含有組成物]
本発明のポリペプチド含有組成物は、
(A−1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
(A−2)PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチド
を含有する、組成物である。
[4. Polypeptide-containing composition]
The polypeptide-containing composition of the present invention comprises:
(A-1) a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and (A-2) a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same. .

TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドは、1.において説明したのと同様である。   The TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising it, This is the same as described in the above.

PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドは、1.において説明したのと同様である。   PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same, This is the same as described in the above.

本発明のポリペプチド含有組成物は、例えば、1.で説明した通り、細胞内においてDNA脱メチル化を誘導するという用途に用いることができる。   The polypeptide-containing composition of the present invention is, for example, 1. As described above, it can be used for the purpose of inducing DNA demethylation in cells.

本発明のポリペプチド含有組成物は、具体的には、例えば、DNAメチル化の異常を有する細胞等に対して適用することによって、DNAメチル化を正常化するという用途に用いることができる。DNAメチル化の異常が何らかの疾患に関連しており、その正常化がかかる疾患の治療に結びつく場合は、本発明のポリペプチド含有組成物は、医薬として用いることができる。本発明のポリペプチド含有組成物は、より具体的には、例えば、エピゲノム変異を修復するDNAメチル化の異常に起因する疾患に対する治療剤として用いることができる。
なお、現在、抗癌剤として臨床試験されているアザシチジン(ビダーザ(登録商標))のようなDNA脱メチル化剤は、DNMT1によるメチル化の維持を阻害することで、DNA複製依存的(受動的)に脱メチル化を誘導するものであり、DNMT1はゲノム全体のメチル化を維持しているので、領域の選択性がなく、ゲノム全体を脱メチル化する結果、副作用が避けられない。これに対し、本発明のポリペプチド含有組成物を治療剤として用いる場合は、塩基除去修復を介して領域選択的にDNA脱メチル化を誘導することができるので、副作用の少ない治療剤を提供し得る。また上記既知DNA脱メチル化剤は分裂細胞に対して効果を有するに止まるが、本発明のポリペプチド含有組成物を治療剤として用いる場合は、非分裂細胞に対しても有効であるという優位性もある。
上記の治療剤としては、特に限定されないが、例えば、抗がん剤、神経精神疾患治療剤等が挙げられる。神経精神疾患治療剤としては、特に限定されないが、例えば、躁うつ病(双極性障害)治療剤、反復うつ病治療剤、統合性失調症等を挙げることができる。
Specifically, the polypeptide-containing composition of the present invention can be used for the purpose of normalizing DNA methylation, for example, by applying it to cells having abnormal DNA methylation. When the abnormality of DNA methylation is associated with some kind of disease and the normalization leads to the treatment of such a disease, the polypeptide-containing composition of the present invention can be used as a medicine. More specifically, the polypeptide-containing composition of the present invention can be used, for example, as a therapeutic agent for diseases caused by abnormal DNA methylation that repairs epigenetic mutations.
It should be noted that DNA demethylating agents such as azacitidine (Bidaza (registered trademark)) currently being clinically tested as an anti-cancer agent are DNA replication-dependent (passive) by inhibiting the maintenance of methylation by DNMT1. Since it induces demethylation and DNMT1 maintains methylation of the entire genome, there is no region selectivity, and as a result of demethylating the entire genome, side effects are unavoidable. In contrast, when the polypeptide-containing composition of the present invention is used as a therapeutic agent, DNA demethylation can be induced in a region-selective manner through base excision repair, so that a therapeutic agent with few side effects is provided. obtain. In addition, the known DNA demethylating agent has only an effect on dividing cells, but when the polypeptide-containing composition of the present invention is used as a therapeutic agent, it is advantageous in that it is also effective on non-dividing cells. There is also.
Although it does not specifically limit as said therapeutic agent, For example, an anticancer agent, a neuropsychiatric disease therapeutic agent, etc. are mentioned. Although it does not specifically limit as a therapeutic agent for neuropsychiatric diseases, For example, a therapeutic agent for manic depression (bipolar disorder), a therapeutic agent for repeated depression, schizophrenia, etc. can be mentioned.

医薬として用いられる場合、本発明のポリペプチド含有組成物(この場合、以下「医薬用途ポリペプチド含有組成物」ということがある。)は、ポリペプチド(A−1)及び(A−2)をそれぞれ有効成分として含有する。本発明のポリペプチド含有組成物は、さらにこれら有効成分に加えて必要に応じてさらに他の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては例えば、剤型に応じて製剤化のために必要となる製剤成分、保存安定のために必要となる保存安定成分、及びその他の有効成分等が挙げられる。その他の有効成分としては、例えば、抗炎症剤及び抗菌剤等が挙げられる。   When used as a medicine, the polypeptide-containing composition of the present invention (in this case, sometimes referred to as “a pharmaceutical-containing polypeptide-containing composition” hereinafter) comprises the polypeptides (A-1) and (A-2). Each is contained as an active ingredient. The polypeptide-containing composition of the present invention may further contain other components as necessary in addition to these active ingredients. Examples of such components include pharmaceutical ingredients required for formulation according to the dosage form, storage-stable ingredients required for storage stability, and other active ingredients. Examples of other active ingredients include anti-inflammatory agents and antibacterial agents.

本発明の医薬用途ポリペプチド含有組成物におけるポリペプチド(A−1)及び(A−2)の含有割合は、投与形態、剤型、投与量及び投与頻度等に応じて決められる。   The content ratio of the polypeptides (A-1) and (A-2) in the pharmaceutical-use polypeptide-containing composition of the present invention is determined according to the dosage form, dosage form, dosage, administration frequency, and the like.

本発明の医薬用途ポリペプチド含有組成物の投与形態は、適用対象患部等に応じて適宜設定される。全身的投与であってもよいし、局所的投与であってもよい。全身的投与としては、経口投与又は非経口投与が挙げられる。さらに非経口投与としては、静脈内注射、皮下注射及び筋肉内注射等が挙げられる。局所的投与としては、皮膚、粘膜、鼻内又は眼内等に対する投与を挙げることができる。   The dosage form of the polypeptide composition for pharmaceutical use of the present invention is appropriately set according to the affected area to be applied. It may be systemic administration or local administration. Systemic administration includes oral administration or parenteral administration. Further, parenteral administration includes intravenous injection, subcutaneous injection and intramuscular injection. Examples of topical administration include administration to the skin, mucous membranes, intranasal or intraocular.

本発明の医薬用途ポリペプチド含有組成物の剤型は、投与形態等に応じて適宜設定される。例えば、経口投与する場合、錠剤、顆粒、散剤、坐剤及びカプセル剤等の固形製剤や液状等が挙げられる。非経口投与する場合、クリーム剤、ゲル剤及び軟膏剤等の半固形状、並びに液剤及びローション剤等の液剤等が挙げられる。通常注射剤として投与するのが好ましい場合が多い。   The dosage form of the polypeptide composition for pharmaceutical use of the present invention is appropriately set according to the dosage form and the like. For example, in the case of oral administration, solid preparations such as tablets, granules, powders, suppositories, and capsules, liquids and the like can be mentioned. For parenteral administration, semi-solid forms such as creams, gels and ointments, and liquids such as liquids and lotions are included. It is often preferable to administer it as an injection.

本発明の医薬用途ポリペプチド含有組成物の投与量及び投与頻度は、投与形態、投与方法及び剤型の他、被投与者の状態、並びにポリペプチド(A−1)及び(A−2)のDNA脱メチル化活性の程度等に応じて適宜設定される。適切な投与量及び投薬法は、当業者に公知の通常の投与量決定技術に従い決定することができる。   The dosage and administration frequency of the polypeptide-containing composition for pharmaceutical use according to the present invention include the administration form, administration method and dosage form, the condition of the recipient, and the polypeptides (A-1) and (A-2). It is appropriately set depending on the degree of DNA demethylation activity and the like. Appropriate dosages and dosages can be determined according to conventional dosage determination techniques known to those skilled in the art.

一回あたりの投与量は治療有効量であればよい。   The dose per administration may be a therapeutically effective amount.

本発明のポリペプチド含有組成物は、3.で説明した通り、iPS細胞を製造するという用途に用いることができる。言い換えれば、本発明のポリペプチド含有組成物は、iPS細胞の初期化完成度の向上剤又は品質改善剤として用いることができる。この場合、本発明のポリペプチド含有組成物は、ポリペプチド(A−1)及び(A−2)をそれぞれ有効成分として含有する。本発明のポリペプチド含有組成物は、さらにこれら有効成分に加えて必要に応じてさらに他の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては例えば、剤型に応じて製剤化のために必要となる製剤成分、保存安定のために必要となる保存安定成分、及びその他の有効成分等が挙げられる。その他の有効成分としては、例えば、核初期化物質等が挙げられる。
核初期化物質としては、公知のものを用いることができる。
The polypeptide-containing composition of the present invention comprises: As described above, it can be used for the purpose of producing iPS cells. In other words, the polypeptide-containing composition of the present invention can be used as an agent for improving the completeness of iPS cell reprogramming or a quality improving agent. In this case, the polypeptide-containing composition of the present invention contains the polypeptides (A-1) and (A-2) as active ingredients. The polypeptide-containing composition of the present invention may further contain other components as necessary in addition to these active ingredients. Examples of such components include pharmaceutical ingredients required for formulation according to the dosage form, storage-stable ingredients required for storage stability, and other active ingredients. Examples of other active ingredients include nuclear reprogramming substances.
A well-known thing can be used as a nuclear initialization substance.

[5.ポリヌクレオチド含有組成物]
本発明のポリヌクレオチド含有組成物は、
(α−1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
(α−2)PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
を含有する、組成物である。
[5. Polynucleotide-containing composition]
The polynucleotide-containing composition of the present invention comprises:
(Α-1) a polynucleotide encoding a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and (α-2) a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same. A composition comprising a polynucleotide.

TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドは、1.において説明したのと同様である。   The TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising it, This is the same as described in the above.

PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドは、1.において説明したのと同様である。   PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same, This is the same as described in the above.

ポリヌクレオチドは、DNA又はRNAである。ポリヌクレオチドは、好ましくはDNAである。   The polynucleotide is DNA or RNA. The polynucleotide is preferably DNA.

本発明のポリヌクレオチド含有組成物は、4.で説明した本発明のポリペプチド含有組成物と同じ用途に用いることができる。   The polynucleotide-containing composition of the present invention is 4. It can be used for the same use as the polypeptide-containing composition of the present invention described in 1. above.

医薬として用いられる場合、本発明のポリヌクレオチド含有組成物(この場合、以下「医薬用途ポリヌクレオチド含有組成物」ということがある。)は、ポリヌクレオチド(α−1)及び(α−2)をそれぞれ有効成分として含有する。本発明のポリヌクレオチド含有組成物は、さらにこれら有効成分に加えて必要に応じてさらに他の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては例えば、剤型に応じて製剤化のために必要となる製剤成分、保存安定のために必要となる保存安定成分、及びその他の有効成分等が挙げられる。その他の有効成分としては、例えば、抗炎症剤及び抗菌剤等が挙げられる。   When used as a medicine, the polynucleotide-containing composition of the present invention (in this case, sometimes referred to as “pharmaceutical-use polynucleotide-containing composition” hereinafter) comprises polynucleotides (α-1) and (α-2). Each is contained as an active ingredient. The polynucleotide-containing composition of the present invention may further contain other components as required in addition to these active ingredients. Examples of such components include pharmaceutical ingredients required for formulation according to the dosage form, storage-stable ingredients required for storage stability, and other active ingredients. Examples of other active ingredients include anti-inflammatory agents and antibacterial agents.

本発明の医薬用途ポリヌクレオチド含有組成物におけるポリヌクレオチド(α−1)及び(α−2)の含有割合は、投与形態、剤型、投与量及び投与頻度等に応じて決められる。   The content ratio of the polynucleotides (α-1) and (α-2) in the pharmaceutical-containing polynucleotide-containing composition of the present invention is determined according to the dosage form, dosage form, dosage, administration frequency, and the like.

本発明の医薬用途ポリヌクレオチド含有組成物の投与形態は、適用対象患部等に応じて適宜設定される。全身的投与であってもよいし、局所的投与であってもよい。全身的投与としては、経口投与又は非経口投与が挙げられる。さらに非経口投与としては、静脈内注射、皮下注射及び筋肉内注射等が挙げられる。局所的投与としては、皮膚、粘膜、鼻内又は眼内等に対する投与を挙げることができる。   The dosage form of the polynucleotide-containing composition for pharmaceutical use of the present invention is appropriately set depending on the affected area to be applied. It may be systemic administration or local administration. Systemic administration includes oral administration or parenteral administration. Further, parenteral administration includes intravenous injection, subcutaneous injection and intramuscular injection. Examples of topical administration include administration to the skin, mucous membranes, intranasal or intraocular.

本発明の医薬用途ポリヌクレオチド含有組成物の剤型は、投与形態等に応じて適宜設定される。例えば、経口投与する場合、錠剤、顆粒、散剤、坐剤及びカプセル剤等の固形製剤や液状等が挙げられる。非経口投与する場合、クリーム剤、ゲル剤及び軟膏剤等の半固形状、並びに液剤及びローション剤等の液剤等が挙げられる。通常注射剤として投与するのが好ましい場合が多い。   The dosage form of the polynucleotide-containing composition for pharmaceutical use of the present invention is appropriately set according to the dosage form and the like. For example, in the case of oral administration, solid preparations such as tablets, granules, powders, suppositories, and capsules, liquids and the like can be mentioned. For parenteral administration, semi-solid forms such as creams, gels and ointments, and liquids such as liquids and lotions are included. It is often preferable to administer it as an injection.

本発明の医薬用途ポリヌクレオチド含有組成物の投与量及び投与頻度は、投与形態、投与方法及び剤型の他、被投与者の状態、並びにポリヌクレオチド(α−1)及び(α−2)のDNA脱メチル化活性の程度等に応じて適宜設定される。適切な投与量及び投薬法は、当業者に公知の通常の投与量決定技術に従い決定することができる。   The dosage and administration frequency of the polynucleotide-containing composition for pharmaceutical use according to the present invention include the administration form, administration method and dosage form, the condition of the recipient, and the polynucleotides (α-1) and (α-2). It is appropriately set depending on the degree of DNA demethylation activity and the like. Appropriate dosages and dosages can be determined according to conventional dosage determination techniques known to those skilled in the art.

一回あたりの投与量は治療有効量であればよい。   The dose per administration may be a therapeutically effective amount.

本発明のポリヌクレオチド含有組成物は、3.で説明した通り、初期化の完成度がより向上したiPS細胞、とりわけ高品質のiPS細胞を製造するという用途に用いることができる。言い換えれば、本発明のポリヌクレオチド含有組成物は、iPS細胞の初期化完成度の向上剤又は品質改善剤として用いることができる。より具体的には、実施例で示されるように、pre―iPS細胞、低品質iPS細胞及びそれらの中間的な細胞などの、初期化が不完全なiPS細胞にPRDM14を発現させることでNanog領域の脱メチル化や異常メチル化の低減といったiPS細胞の初期化の完成度を高め、品質改善が達成される。この場合、本発明のポリペプチド含有組成物は、ポリヌクレオチド(α−1)及び(α−2)をそれぞれ有効成分として含有する。本発明のポリヌクレオチド含有組成物は、さらにこれら有効成分に加えて必要に応じてさらに他の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては例えば、剤型に応じて製剤化のために必要となる製剤成分、保存安定のために必要となる保存安定成分、及びその他の有効成分等が挙げられる。その他の有効成分としては、例えば、核初期化物質等が挙げられる。核初期化物質としては、公知のものを用いることができる。   The polynucleotide-containing composition of the present invention comprises: As described above, it can be used for the purpose of producing iPS cells with improved completion of initialization, particularly high-quality iPS cells. In other words, the polynucleotide-containing composition of the present invention can be used as an agent for improving reprogramming completion of iPS cells or a quality improving agent. More specifically, as shown in the Examples, the Nanog region can be obtained by expressing PRDM14 in imperfectly reprogrammed iPS cells such as pre-iPS cells, low-quality iPS cells and intermediate cells thereof. The quality of the iPS cell initialization, such as demethylation and reduction of abnormal methylation, is improved and quality improvement is achieved. In this case, the polypeptide-containing composition of the present invention contains polynucleotides (α-1) and (α-2) as active ingredients. The polynucleotide-containing composition of the present invention may further contain other components as required in addition to these active ingredients. Examples of such components include formulation components necessary for formulation depending on the dosage form, storage-stable components necessary for storage stability, and other active ingredients. Examples of other active ingredients include nuclear reprogramming substances. A well-known thing can be used as a nuclear initialization substance.

[6.発現ベクター含有組成物]
本発明の発現ベクター含有組成物は、
(a−1)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター;及び
(a−2)PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター
を含有する、組成物である。
[6. Expression vector-containing composition]
The expression vector-containing composition of the present invention comprises:
(A-1) an expression vector comprising a polynucleotide encoding a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and (a-2) a PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion poly comprising the same A composition comprising an expression vector comprising a polynucleotide encoding a peptide.

TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドは、1.において説明したのと同様である。   The TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising it, This is the same as described in the above.

PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドは、1.において説明したのと同様である。   PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same, This is the same as described in the above.

ポリヌクレオチドは、DNA又はRNAである。ポリヌクレオチドは、好ましくはDNAである。   The polynucleotide is DNA or RNA. The polynucleotide is preferably DNA.

本発明の発現ベクター含有組成物は、例えば、1.で説明した通り、細胞内においてDNA脱メチル化を誘導するという用途に用いることができる。この場合、発現ベクター(a−1)及び(a−2)は、それぞれ併用したときにDNA脱メチル化を誘導するという作用を有していればよい。言い換えると、発現ベクター(a−1)は、TET1活性ドメイン等融合ポリペプチドに、TET1活性及びPRDM14活性を阻害しないか、あるいは著しく阻害しないアミノ酸又はポリペプチドがさらに付加されてなるポリペプチドを発現するベクターであってもよい。このような発現ベクターは、発現ベクター(a−2)と併用した際にTET1活性を発現し得、かつ発現ベクター(a−2)が発現するPRDM14活性を阻害しないので、本発明の効果を奏しうる。同様に、発現ベクター(a−2)は、PRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチドに、TET1活性及びPRDM14活性を阻害しないか、あるいは著しく阻害しないアミノ酸又はポリペプチドがさらに付加されてなるポリペプチドを発現するベクターであってもよい。このような発現ベクターは、発現ベクター(a−1)と併用した際にPRDM14活性を発現し得、かつ発現ベクター(a−1)が発現するTET1活性を阻害しないので、本発明の効果を奏しうる。上述のように、TET1活性ドメイン等融合ポリペプチドに付加されていてもよいポリペプチドとしては、例えば、シグナルペプチド等が挙げられる。TET1活性ドメイン等融合ポリペプチドに付加されていてもよいポリペプチドの長さとしては、特に限定されないが、例えば、2〜30個のアミノ酸、好ましくは2〜10個のアミノ酸、より好ましくは2〜7個のアミノ酸が挙げられる。また、上述のように、PRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチドに付加されていてもよいポリペプチドとしては、例えば、シグナルペプチド等が挙げられる。PRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチドに付加されていてもよいポリペプチドの長さとしては、特に限定されないが、例えば、2〜30個のアミノ酸、好ましくは2〜10個のアミノ酸、より好ましくは2〜7個のアミノ酸が挙げられる。   The expression vector-containing composition of the present invention is, for example, 1. As described above, it can be used for the purpose of inducing DNA demethylation in cells. In this case, the expression vectors (a-1) and (a-2) only have to have an effect of inducing DNA demethylation when used in combination. In other words, the expression vector (a-1) expresses a polypeptide obtained by further adding an amino acid or polypeptide that does not inhibit or significantly inhibit TET1 activity and PRDM14 activity to a fusion polypeptide such as a TET1 active domain. It may be a vector. Since such an expression vector can express the TET1 activity when used in combination with the expression vector (a-2) and does not inhibit the PRDM14 activity expressed by the expression vector (a-2), the effect of the present invention is achieved. sell. Similarly, the expression vector (a-2) expresses a polypeptide obtained by further adding an amino acid or polypeptide that does not inhibit or significantly inhibit TET1 activity and PRDM14 activity to a fusion polypeptide such as a PRDM14 active domain. It may be a vector. Since such an expression vector can express PRDM14 activity when used in combination with the expression vector (a-1) and does not inhibit the TET1 activity expressed by the expression vector (a-1), the effect of the present invention is achieved. sell. As described above, examples of the polypeptide that may be added to the fusion polypeptide such as the TET1 active domain include a signal peptide. The length of the polypeptide that may be added to the fusion polypeptide such as the TET1 active domain is not particularly limited, but is, for example, 2 to 30 amino acids, preferably 2 to 10 amino acids, more preferably 2 to 2 amino acids. 7 amino acids are mentioned. Moreover, as above-mentioned, as a polypeptide which may be added to fusion polypeptides, such as a PRDM14 active domain, a signal peptide etc. are mentioned, for example. The length of the polypeptide that may be added to the fusion polypeptide such as the PRDM14 active domain is not particularly limited, and is, for example, 2 to 30 amino acids, preferably 2 to 10 amino acids, more preferably 2 to 2 amino acids. 7 amino acids are mentioned.

発現ベクターとしては、特に限定されず、公知のものを適宜用いることができる。例えば、pCAGGS−1 vector、pCDNA3.1 vector等が挙げられる。   The expression vector is not particularly limited, and a known one can be used as appropriate. For example, pCAGGS-1 vector, pCDNA3.1 vector, etc. are mentioned.

プロモーターとしては、特に限定されないが、一過的発現を企図する場合には例えばCMV、CAGGS等が挙げられる。また、恒常的発現を企図する場合にはpstein−Barr Virus(EBV)由来の複製起点OriPを持ち、かつEBV Nuclear Antigen 1(EBNA1)遺伝子を発現するエピソーマルベクターが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a promoter, For example, CMV, CAGGS etc. are mentioned when transient expression is intended. In addition, when constitutive expression is intended, an episomal vector having a replication origin OriP derived from pstein-Barr Virus (EBV) and expressing the EBV Nuclear Antigen 1 (EBNA1) gene can be mentioned.

本発明の発現ベクター含有組成物は、4.で説明した本発明のポリペプチド含有組成物と同じ用途に用いることができる。   The expression vector-containing composition of the present invention is 4. It can be used for the same use as the polypeptide-containing composition of the present invention described in 1. above.

医薬として用いられる場合、本発明の発現ベクター含有組成物(この場合、以下「医薬用途発現ベクター含有組成物」ということがある。)は、発現ベクター(a−1)及び(a−2)をそれぞれ有効成分として含有する。本発明の発現ベクター含有組成物は、さらにこれら有効成分に加えて必要に応じてさらに他の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては例えば、剤型に応じて製剤化のために必要となる製剤成分、保存安定のために必要となる保存安定成分、及びその他の有効成分等が挙げられる。その他の有効成分としては、例えば、抗炎症剤及び抗菌剤等が挙げられる。   When used as a pharmaceutical, the expression vector-containing composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “pharmaceutical expression vector-containing composition”) comprises the expression vectors (a-1) and (a-2). Each is contained as an active ingredient. The expression vector-containing composition of the present invention may further contain other components as needed in addition to these active ingredients. Examples of such components include pharmaceutical ingredients required for formulation according to the dosage form, storage-stable ingredients required for storage stability, and other active ingredients. Examples of other active ingredients include anti-inflammatory agents and antibacterial agents.

本発明の医薬用途発現ベクター含有組成物における発現ベクター(a−1)及び(a−2)の含有割合は、投与形態、剤型、投与量及び投与頻度等に応じて決められる。   The content ratio of the expression vectors (a-1) and (a-2) in the expression vector-containing composition for pharmaceutical use of the present invention is determined according to the dosage form, dosage form, dosage, administration frequency and the like.

本発明の医薬用途発現ベクター含有組成物の投与形態は、適用対象患部等に応じて適宜設定される。全身的投与であってもよいし、局所的投与であってもよい。全身的投与としては、経口投与又は非経口投与が挙げられる。さらに非経口投与としては、静脈内注射、皮下注射及び筋肉内注射等が挙げられる。局所的投与としては、皮膚、粘膜、鼻内又は眼内等に対する投与を挙げることができる。   The dosage form of the pharmaceutical use expression vector-containing composition of the present invention is appropriately set depending on the affected area to be applied. It may be systemic administration or local administration. Systemic administration includes oral administration or parenteral administration. Further, parenteral administration includes intravenous injection, subcutaneous injection and intramuscular injection. Examples of topical administration include administration to the skin, mucous membranes, intranasal or intraocular.

本発明の医薬用途発現ベクター含有組成物の剤型は、投与形態等に応じて適宜設定される。例えば、経口投与する場合、錠剤、顆粒、散剤、坐剤及びカプセル剤等の固形製剤や液状等が挙げられる。非経口投与する場合、クリーム剤、ゲル剤及び軟膏剤等の半固形状、並びに液剤及びローション剤等の液剤等が挙げられる。通常注射剤として投与するのが好ましい場合が多い。   The dosage form of the expression vector-containing composition for pharmaceutical use of the present invention is appropriately set depending on the administration form and the like. For example, in the case of oral administration, solid preparations such as tablets, granules, powders, suppositories, and capsules, liquids and the like can be mentioned. For parenteral administration, semi-solid forms such as creams, gels and ointments, and liquids such as liquids and lotions are included. It is often preferable to administer it as an injection.

本発明の医薬用途発現ベクター含有組成物の投与量及び投与頻度は、投与形態、投与方法及び剤型の他、被投与者の状態、並びに発現ベクター(a−1)及び(a−2)のDNA脱メチル化活性の程度等に応じて適宜設定される。適切な投与量及び投薬法は、当業者に公知の通常の投与量決定技術に従い決定することができる。   The dosage and frequency of administration of the expression vector-containing composition for pharmaceutical use according to the present invention include the administration form, administration method and dosage form, the condition of the recipient, and the expression vectors (a-1) and (a-2). It is appropriately set depending on the degree of DNA demethylation activity and the like. Appropriate dosages and dosages can be determined according to conventional dosage determination techniques known to those skilled in the art.

一回あたりの投与量は治療有効量であればよい。   The dose per administration may be a therapeutically effective amount.

本発明の発現ベクター含有組成物は、3.で説明した通り、iPS細胞を製造するという用途に用いることができる。言い換えれば、本発明の発現ベクター含有組成物は、iPS細胞の初期化完成度の向上剤又は品質改善剤として用いることができる。この場合、本発明の発現ベクター含有組成物は、発現ベクター(a−1)及び(a−2)をそれぞれ有効成分として含有する。本発明の発現ベクター含有組成物は、さらにこれら有効成分に加えて必要に応じてさらに他の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては例えば、剤型に応じて製剤化のために必要となる製剤成分、保存安定のために必要となる保存安定成分、及びその他の有効成分等が挙げられる。その他の有効成分としては、例えば、核初期化物質等が挙げられる。
核初期化物質としては、公知のものを用いることができる。
The expression vector-containing composition of the present invention comprises: As described above, it can be used for the purpose of producing iPS cells. In other words, the expression vector-containing composition of the present invention can be used as an agent for improving the completeness of iPS cell reprogramming or a quality improving agent. In this case, the expression vector-containing composition of the present invention contains expression vectors (a-1) and (a-2) as active ingredients. The expression vector-containing composition of the present invention may further contain other components as needed in addition to these active ingredients. Examples of such components include pharmaceutical ingredients required for formulation according to the dosage form, storage-stable ingredients required for storage stability, and other active ingredients. Examples of other active ingredients include nuclear reprogramming substances.
A well-known thing can be used as a nuclear initialization substance.

[7.共発現ベクター]
本発明の共発現ベクターは、
(b)TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
を含む共発現ベクターである。
[7. Co-expression vector]
The co-expression vector of the present invention is
(B) a co-expression vector comprising a polynucleotide encoding a TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same; and a polynucleotide encoding a PRDM14 active domain or a variant thereof or a fusion polypeptide comprising the same It is.

TET1活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドは、1.において説明したのと同様である。   The TET1 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising it, This is the same as described in the above.

PRDM14活性ドメイン若しくはその改変体、又はそれを含む融合ポリペプチドは、1.において説明したのと同様である。   PRDM14 active domain or a variant thereof, or a fusion polypeptide comprising the same, This is the same as described in the above.

ポリヌクレオチドは、DNA又はRNAである。ポリヌクレオチドは、好ましくはDNAである。   The polynucleotide is DNA or RNA. The polynucleotide is preferably DNA.

本発明の共発現ベクター含有組成物は、例えば、1.で説明した通り、細胞内においてDNA脱メチル化を誘導するという用途に用いることができる。この場合、共発現ベクター(b)は、DNA脱メチル化を誘導するという作用を有していればよい。言い換えると、共発現ベクター(b)は、TET1活性ドメイン等融合ポリペプチドに、TET1活性及びPRDM14活性を阻害しないか、あるいは著しく阻害しないアミノ酸又はポリペプチドがさらに付加されてなるポリペプチドを発現し、かつ、PRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチドに、TET1活性及びPRDM14活性を阻害しないか、あるいは著しく阻害しないアミノ酸又はポリペプチドがさらに付加されてなるポリペプチドを発現するベクターであってもよい。このような共発現ベクターは、TET1活性及びPRDM14活性を発現しうるので、本発明の効果を奏しうる。上述のように、TET1活性ドメイン等融合ポリペプチドに付加されていてもよいポリペプチドとしては、例えば、シグナルペプチド等が挙げられる。TET1活性ドメイン等融合ポリペプチドに付加されていてもよいポリペプチドの長さとしては、特に限定されないが、例えば、2〜30個のアミノ酸、好ましくは2〜10個のアミノ酸、より好ましくは2〜7個のアミノ酸が挙げられる。また、上述のように、PRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチドに付加されていてもよいポリペプチドとしては、例えば、シグナルペプチド等が挙げられる。PRDM14活性ドメイン等融合ポリペプチドに付加されていてもよいポリペプチドの長さとしては、特に限定されないが、例えば、2〜30個のアミノ酸、好ましくは2〜10個のアミノ酸、より好ましくは2〜7個のアミノ酸が挙げられる。   The co-expression vector-containing composition of the present invention includes, for example, 1. As described above, it can be used for the purpose of inducing DNA demethylation in cells. In this case, the co-expression vector (b) only needs to have an action of inducing DNA demethylation. In other words, the co-expression vector (b) expresses a polypeptide obtained by further adding an amino acid or polypeptide that does not inhibit or significantly inhibit TET1 activity and PRDM14 activity to a fusion polypeptide such as a TET1 activity domain, Moreover, it may be a vector expressing a polypeptide in which a fusion polypeptide such as a PRDM14 active domain is further added with an amino acid or polypeptide that does not inhibit or significantly inhibit TET1 activity and PRDM14 activity. Since such a co-expression vector can express TET1 activity and PRDM14 activity, the effects of the present invention can be achieved. As described above, examples of the polypeptide that may be added to the fusion polypeptide such as the TET1 active domain include a signal peptide. The length of the polypeptide that may be added to the fusion polypeptide such as the TET1 active domain is not particularly limited, but is, for example, 2 to 30 amino acids, preferably 2 to 10 amino acids, more preferably 2 to 2 amino acids. 7 amino acids are mentioned. Moreover, as above-mentioned, as a polypeptide which may be added to fusion polypeptides, such as a PRDM14 active domain, a signal peptide etc. are mentioned, for example. The length of the polypeptide that may be added to the fusion polypeptide such as the PRDM14 active domain is not particularly limited, and is, for example, 2 to 30 amino acids, preferably 2 to 10 amino acids, more preferably 2 to 2 amino acids. 7 amino acids are mentioned.

発現ベクターとしては、特に限定されず、公知のものを適宜用いることができる。例えば、pCAGGS−1 vector、pCDNA3.1 vector等が挙げられる。   The expression vector is not particularly limited, and a known one can be used as appropriate. For example, pCAGGS-1 vector, pCDNA3.1 vector, etc. are mentioned.

プロモーターとしては、特に限定されないが、一過的発現を企図する場合には例えばCMV、CAGGS等が挙げられる。また、恒常的発現を企図する場合にはpstein−Barr Virus(EBV)由来の複製起点OriPを持ち、かつEBV Nuclear Antigen 1(EBNA1)遺伝子を発現するエピソーマルベクターが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a promoter, For example, CMV, CAGGS etc. are mentioned when transient expression is intended. In addition, when constitutive expression is intended, an episomal vector having a replication origin OriP derived from pstein-Barr Virus (EBV) and expressing the EBV Nuclear Antigen 1 (EBNA1) gene can be mentioned.

本発明の共発現ベクター含有組成物は、4.で説明した本発明のポリペプチド含有組成物と同じ用途に用いることができる。   The co-expression vector-containing composition of the present invention is 4. It can be used for the same use as the polypeptide-containing composition of the present invention described in 1. above.

医薬として用いられる場合、本発明の共発現ベクター含有組成物(この場合、以下「医薬用途共発現ベクター含有組成物」ということがある。)は、共発現ベクター(b)を有効成分として含有する。本発明の共発現ベクター含有組成物は、さらにこの有効成分に加えて必要に応じてさらに他の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては例えば、剤型に応じて製剤化のために必要となる製剤成分、保存安定のために必要となる保存安定成分、及びその他の有効成分等が挙げられる。その他の有効成分としては、例えば、抗炎症剤及び抗菌剤等が挙げられる。   When used as a medicine, the co-expression vector-containing composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “medical use co-expression vector-containing composition”) contains the co-expression vector (b) as an active ingredient. . The co-expression vector-containing composition of the present invention may further contain other components as necessary in addition to the active ingredients. Examples of such components include pharmaceutical ingredients required for formulation according to the dosage form, storage-stable ingredients required for storage stability, and other active ingredients. Examples of other active ingredients include anti-inflammatory agents and antibacterial agents.

本発明の医薬用途共発現ベクター含有組成物における共発現ベクター(b)の含有割合は、投与形態、剤型、投与量及び投与頻度等に応じて決められる。   The content ratio of the co-expression vector (b) in the pharmaceutical use co-expression vector-containing composition of the present invention is determined according to the dosage form, dosage form, dosage, administration frequency and the like.

本発明の医薬用途共発現ベクター含有組成物の投与形態は、適用対象患部等に応じて適宜設定される。全身的投与であってもよいし、局所的投与であってもよい。全身的投与としては、経口投与又は非経口投与が挙げられる。さらに非経口投与としては、静脈内注射、皮下注射及び筋肉内注射等が挙げられる。局所的投与としては、皮膚、粘膜、鼻内又は眼内等に対する投与を挙げることができる。   The administration form of the pharmaceutical use co-expression vector-containing composition of the present invention is appropriately set according to the affected area to be applied. It may be systemic administration or local administration. Systemic administration includes oral administration or parenteral administration. Further, parenteral administration includes intravenous injection, subcutaneous injection and intramuscular injection. Examples of topical administration include administration to the skin, mucous membranes, intranasal or intraocular.

本発明の医薬用途共発現ベクター含有組成物の剤型は、投与形態等に応じて適宜設定される。例えば、経口投与する場合、錠剤、顆粒、散剤、坐剤及びカプセル剤等の固形製剤や液状等が挙げられる。非経口投与する場合、クリーム剤、ゲル剤及び軟膏剤等の半固形状、並びに液剤及びローション剤等の液剤等が挙げられる。通常注射剤として投与するのが好ましい場合が多い。   The dosage form of the pharmaceutical use co-expression vector-containing composition of the present invention is appropriately set depending on the dosage form and the like. For example, in the case of oral administration, solid preparations such as tablets, granules, powders, suppositories, and capsules, liquids and the like can be mentioned. For parenteral administration, semi-solid forms such as creams, gels and ointments, and liquids such as liquids and lotions are included. It is often preferable to administer it as an injection.

本発明の医薬用途共発現ベクター含有組成物の投与量及び投与頻度は、投与形態、投与方法及び剤型の他、被投与者の状態、並びに共発現ベクター(b)のDNA脱メチル化活性の程度等に応じて適宜設定される。適切な投与量及び投薬法は、当業者に公知の通常の投与量決定技術に従い決定することができる。   The dosage and administration frequency of the pharmaceutical use co-expression vector-containing composition of the present invention include the administration form, administration method and dosage form, as well as the condition of the recipient, and the DNA demethylation activity of the co-expression vector (b). It is set as appropriate according to the degree. Appropriate dosages and dosages can be determined according to conventional dosage determination techniques known to those skilled in the art.

一回あたりの投与量は治療有効量であればよい。   The dose per administration may be a therapeutically effective amount.

本発明の共発現ベクター含有組成物は、3.で説明した通り、iPS細胞を製造するという用途に用いることができる。言い換えれば、本発明の共発現ベクター含有組成物は、iPS細胞の初期化完成度の向上剤又は品質改善剤として用いることができる。この場合、本発明の共発現ベクター含有組成物は、共発現ベクター(b)を有効成分として含有する。本発明の共発現ベクター含有組成物は、さらにこの有効成分に加えて必要に応じてさらに他の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては例えば、剤型に応じて製剤化のために必要となる製剤成分、保存安定のために必要となる保存安定成分、及びその他の有効成分等が挙げられる。
その他の有効成分としては、例えば、核初期化物質等が挙げられる。核初期化物質としては、公知のものを用いることができる。
The co-expression vector-containing composition of the present invention comprises: As described above, it can be used for the purpose of producing iPS cells. In other words, the co-expression vector-containing composition of the present invention can be used as an agent for improving the completeness of iPS cell reprogramming or a quality improving agent. In this case, the co-expression vector-containing composition of the present invention contains the co-expression vector (b) as an active ingredient. The co-expression vector-containing composition of the present invention may further contain other components as necessary in addition to the active ingredients. Examples of such components include pharmaceutical ingredients required for formulation according to the dosage form, storage-stable ingredients required for storage stability, and other active ingredients.
Examples of other active ingredients include nuclear reprogramming substances. A well-known thing can be used as a nuclear initialization substance.

1.PRDM14によるLINE−1領域のDNA脱メチル化
PRDM14をES細胞に高発現させることで、ゲノム全体の脱メチル化を誘導できるかどうか検証するために、PRDM14高発現ES細胞におけるLINE−1のメチル化解析を行った。
1. In order to verify whether PRDM14 is highly expressed in ES cells by deregulating DNA in the LINE-1 region by PRDM14, methylation of LINE-1 in PRDM14-highly expressing ES cells was examined. Analysis was performed.

LINE−1とはトランスポゾン配列(外来性配列)であり、マウスのゲノムの約2割を占めているが(図1)、通常DNAのメチル化により発現が抑制されている。   LINE-1 is a transposon sequence (foreign sequence) and occupies about 20% of the mouse genome (FIG. 1), but its expression is usually suppressed by DNA methylation.

DNAのメチル化解析は、Bisulfite−Sequencing法により行った。ゲノムをBisulfite処理するとシトシンはウラシルへ変換されるが、メチル化シトシンは、メチル化シトシンとして残るため、シークエンスで配列を確認することで、ゲノム中のメチル化シトシンレベルを定量することができる。本実験では、LINE−1の5‘UTRに存在する9つのCpG siteのメチル化状態を解析した。図1において、青の棒グラフはそれぞれのCpG siteのメチル化量を、赤の棒グラフはCpG site全体のメチル化率を表している。   DNA methylation analysis was performed by Bisulfite-Sequencing method. When the genome is treated with Bisulfite, cytosine is converted to uracil, but methylated cytosine remains as methylated cytosine. Therefore, the level of methylated cytosine in the genome can be quantified by confirming the sequence in the sequence. In this experiment, the methylation status of nine CpG sites present in the 5′UTR of LINE-1 was analyzed. In FIG. 1, the blue bar graph represents the methylation amount of each CpG site, and the red bar graph represents the methylation rate of the entire CpG site.

実験方法、並びに結果及び考察は以下の通りである。
[実験方法]
(1)PRDM14高発現ES細胞の作製
CAGGSプロモーターの下流にPrdm14−ires−puroの遺伝子を挿入したプラスミドをリポフェクション法によりES細胞に遺伝子導入を行った。遺伝子導入48時間後ピューロマイシンで選別を行い、単一コロニーをピックアップし継代・培養を行った。ピックアップ細胞からRNAを抽出し、定量的RT−PCR法によりPrdm14の発現を確認し、コントロール(空ベクター導入)ES細胞と比較し50倍以上発現している細胞をPrdm14高発現ES細胞とした。
(2)DNAのメチル化解析
コントロールES細胞及びPRDM14高発現ES細胞からゲノムDNAを単離し、亜硫酸処理により非メチル化シトシンのウラシルへの変換を行った。このDNAを鋳型としてLINE−1の配列に対するプライマーを用いてPCRを行い、増幅産物をTAベクターにクローニングした後に、シーケンスで配列を確認した。非メチル化シトシンは最終的にはTへと置換されるがメチル化シトシンはシトシンとして残るため、CG部位がTGの場合非メチル化、CGの場合メチル化と判定した。
[結果及び考察]
野生型ES細胞で約8割程度のCpG siteがメチル化されていたのに対して、PRDM14高発現ES細胞(PRDM14 O.E.)では、約3割程度しかメチル化されておらず、PRDM14をES細胞に高発現させることで、LINE−1領域の顕著な脱メチル化を誘導できることが明らかとなった。
2.PRDM14による広範囲にわたる遺伝子領域のDNA脱メチル化
PRDM14によるDNA脱メチル化でどの程度の遺伝子領域が影響を受けるのか検証するために、ゲノムにDNAのメチル化をほとんど持たない、DNAメチル化酵素の欠損ES細胞 (Dnmts TKO)と遺伝子発現プロファイルの比較をマイクロアレイにより解析した。
Experimental methods, results and discussion are as follows.
[experimental method]
(1) Preparation of PRDM14 highly expressing ES cells A plasmid in which the Prdm14-ires-puro gene was inserted downstream of the CAGGS promoter was introduced into ES cells by lipofection. 48 hours after gene introduction, selection was performed with puromycin, and a single colony was picked up and subcultured and cultured. RNA was extracted from the picked-up cells, the expression of Prdm14 was confirmed by quantitative RT-PCR, and cells that were expressed more than 50 times compared to control (empty vector introduced) ES cells were designated as Prdm14 highly expressing ES cells.
(2) DNA methylation analysis Genomic DNA was isolated from control ES cells and ES cells highly expressing PRDM14, and non-methylated cytosine was converted to uracil by sulfite treatment. PCR was performed using this DNA as a template and a primer for the sequence of LINE-1, and the amplified product was cloned into a TA vector, and then the sequence was confirmed by sequencing. Unmethylated cytosine is finally replaced with T, but methylated cytosine remains as cytosine. Therefore, it was determined that CG site was unmethylated and CG was methylated.
[Results and discussion]
About 80% of CpG sites were methylated in wild-type ES cells, whereas in PRDM14 high-expressing ES cells (PRDM14 OE), only about 30% was methylated, and PRDM14 It was revealed that significant demethylation of the LINE-1 region can be induced by highly expressing ES in ES cells.
2. DNA demethylation of a wide range of gene regions by PRDM14 In order to verify how much gene regions are affected by DNA demethylation by PRDM14, the lack of DNA methylase in the genome has little DNA methylation Comparison of ES cell (Dnmts TKO) and gene expression profile was analyzed by microarray.

実験方法、並びに結果及び考察は以下の通りである。
[実験方法]
(1)マイクロアレイによる解析
コントロールES細胞、PRDM14高発現ES細胞及びDnmts TK ES細胞よりRNAを抽出して、Agilent社のマウスwhole genome マイクロアレイプラットフォームを用いて解析を行った。PRDM14高発現ES細胞及びDnmts TKO ES細胞において、野生型ES細胞より2倍以上発現している遺伝子群を抽出し、Biovennを用いてVenn diagramを作製した。
[結果及び考察]
Dnmts TKOES細胞で発現が上昇した遺伝子の約35%が、PRDM14 O.E. ES細胞でも発現が上昇しており(図2)、この結果は、PRDM14が約35%の遺伝子領域のDNA脱メチル化を誘導していることを示唆している。
3.PRDM14とヒドロキシメチル化を介したDNA脱メチル化
メチル化シトシンのヒドロキシル化を引き金としたDNA脱メチル化経路を図3に示す。DNAメチル化酵素の働きによって生じたメチル化シトシンは、TETタンパク質によりヒドロキシル化を受けヒドロキシメチル化シトシンへ変換される。ヒドロキシメチル化シトシンは、脱アミノ化酵素によってヒドロキシメチル化ウラシルへと変換され、最終的には塩基除去修復経路によりシトシンへと脱メチル化される。PRDM14が、この経路を促進することでDNA脱メチル化を誘導している可能性を検証するために、PRDM14高発現ES細胞におけるゲノム全体のメチル化シトシン、及びヒドロキシメチル化シトシンの量を定量した。
Experimental methods, results and discussion are as follows.
[experimental method]
(1) Analysis by microarray RNA was extracted from control ES cells, PRDM14 high-expression ES cells, and Dnmts TK ES cells, and analyzed using a mouse whole gene microarray platform manufactured by Agilent. In PRDM14 high-expressing ES cells and Dnmts TKO ES cells, a gene group that was expressed twice or more from wild-type ES cells was extracted, and a Venn diagram was prepared using Biovenn.
[Results and discussion]
About 35% of the genes whose expression was increased in Dnmts TKOES cells were PRDM14 O.D. E. Expression is also elevated in ES cells (FIG. 2) and this result suggests that PRDM14 induces DNA demethylation of about 35% of the gene region.
3. The DNA demethylation pathway triggered by hydroxylation of DNA demethylated methylated cytosine via PRDM14 and hydroxymethylation is shown in FIG. Methylated cytosine produced by the action of DNA methylase is hydroxylated by TET protein and converted to hydroxymethylated cytosine. Hydroxymethylated cytosine is converted to hydroxymethylated uracil by a deaminase and finally demethylated to cytosine by a base excision repair pathway. In order to verify the possibility that PRDM14 induces DNA demethylation by promoting this pathway, the amount of genome-wide methylated cytosine and hydroxymethylated cytosine in PRDM14-highly expressing ES cells was quantified. .

それぞれのゲノムをニトロセルロース膜に吸着させ、その後抗メチル化シトシン抗体もしくは抗ヒドロキシメチル化シトシン抗体を用いてDot blotを行った。   Each genome was adsorbed on a nitrocellulose membrane, and then a dot blot was performed using an anti-methylated cytosine antibody or an anti-hydroxymethylated cytosine antibody.

実験方法、並びに結果及び考察は以下の通りである。
[実験方法]
(1)ゲノムの調製
ゲノムDNAは、Promega社のWizard SV Genomic DNA purification systemを用いてプロトコールに従って調製した。
(2)Dot blot
ゲノムDNAを95℃で変性させた後に、ニトロセルロース膜に吸着させ、その後抗メチル化シトシン抗体もしくは抗ヒドロキシメチル化シトシン抗体を用いてDot blotを行った。検出にはHRP標識した2次抗体を用いた。
[結果及び考察]
Dnmts KO ES細胞では、メチル化シトシン、ヒドロキシメチル化シトシン共にゲノム中の量が減少していたのに対して、PRDM14 O.E. ES細胞では、メチル化シトシンは減少していたが、ヒドロキシメチル化シトシンの量は反対に上昇していた(図4)。したがってPRDM14はメチル化シトシンのヒドロキシメチル化を促進することで、DNA脱メチル化を誘導している可能性が考えられる。
4.PRDM14によるDNA脱メチル化における塩基除去修復
PRDM14が、図3の経路を促進することでDNA脱メチル化を誘導しているならば、PRDM14によるDNA脱メチル化は塩基除去修復阻害剤でキャンセルされるはずである。そこで、PRDM14によるDNA脱メチル化による遺伝子発現上昇が、塩基除去修復阻害投与により阻害されるか否か検証した。塩基除去修復阻害剤には、塩基除去修復の主要な因子であるPARP1及びAPE1の阻害剤を用いた(それぞれ3AB及びCRT)。
Experimental methods, results and discussion are as follows.
[experimental method]
(1) Preparation <br/> genomic DNA genome, was prepared according to the protocol using the Promega Wizard SV Genomic DNA purification system.
(2) Dot blot
The genomic DNA was denatured at 95 ° C., adsorbed on a nitrocellulose membrane, and then subjected to dot blot using an anti-methylated cytosine antibody or an anti-hydroxymethylated cytosine antibody. A secondary antibody labeled with HRP was used for detection.
[Results and discussion]
In Dnmts KO ES cells, both methylated cytosine and hydroxymethylated cytosine decreased in the genome, whereas PRDM14 O.D. E. In ES cells, methylated cytosine was decreased, but the amount of hydroxymethylated cytosine was increased on the contrary (FIG. 4). Therefore, it is considered that PRDM14 may induce DNA demethylation by promoting hydroxymethylation of methylated cytosine.
4). Base Exclusion Repair in DNA Demethylation by PRDM14 If PRDM14 induces DNA demethylation by promoting the pathway of FIG. 3, DNA demethylation by PRDM14 is canceled by a base excision repair inhibitor. It should be. Therefore, it was verified whether or not the increase in gene expression due to DNA demethylation by PRDM14 was inhibited by administration of base excision repair inhibition. As the base excision repair inhibitor, inhibitors of PARP1 and APE1, which are main factors for base excision repair, were used (3AB and CRT, respectively).

実験方法、並びに結果及び考察は以下の通りである。
[実験方法]
Empty vector及びPrdm14発現VectorをES細胞に導入し、薬剤選別によりPrdm14陽性細胞濃縮させ、6日間培養する。6日間培養したES細胞からRNAを回収し、定量的RT−PCR法を用いて標的遺伝子の発現変化を、Empty vector導入細胞とPrdm14 vector導入細胞間で比較した。
[結果及び考察]
3AB及びCRTをそれぞれ投与することにより、PRDM14により発現誘導を受ける遺伝子の大部分の発現誘導が抑制されることが明らかになった(図5)。本実験の結果から、PRDM14が、図3の経路を促進することでDNA脱メチル化を誘導していることが示された。一方、体細胞は本来TET1を有しないことが知られているが、TET1を体細胞において過剰発現させることによって、5−メチルシトシン(5−mC)から5−ヒドロキシメチルシトシンへの変換が起こることが報告されている(Science Vol. 324, 15 May, 2009, pp.930−935)。3.の実験結果と考え合わせると、体細胞においてTET1とPRDM14の細胞内含量を増加させることによって、TET1だけの細胞内含量を増加させた場合に比べて5−ヒドロキシメチルシトシンへの変換がより促進され、ひいてはDNA脱メチル化がより促進されることが示された。
5.PRDM14によるDNA脱メチル化を介した多能性幹細胞の誘導
iPS細胞は山中ファクター(OCT4、SOX2、KLF4及びMYC;総称して「OSKM」ということがある。)を繊維芽細胞に導入することで樹立することができる。
樹立の過程でリプログラミングが不完全なpre−iPS細胞や、低品質iPS細胞が出現するが、これらの細胞におけるリプログラミング不全は、ドナー細胞(繊維芽細胞等)のエピゲノム情報の維持が原因であると考えられている(図6)。
Experimental methods, results and discussion are as follows.
[experimental method]
The Empty vector and Prdm14-expressing Vector are introduced into ES cells, Prdm14-positive cells are concentrated by drug selection, and cultured for 6 days. RNA was collected from ES cells cultured for 6 days, and the expression change of the target gene was compared between Empty vector-introduced cells and Prdm14 vector-introduced cells using quantitative RT-PCR.
[Results and discussion]
It became clear that administration of 3AB and CRT, respectively, suppressed the induction of the expression of most of the genes that were induced by PRDM14 (FIG. 5). The results of this experiment showed that PRDM14 induces DNA demethylation by promoting the pathway of FIG. On the other hand, it is known that somatic cells originally do not have TET1, but when TET1 is overexpressed in somatic cells, conversion from 5-methylcytosine (5-mC) to 5-hydroxymethylcytosine occurs. Have been reported (Science Vol. 324, 15 May, 2009, pp. 930-935). 3. In combination with the experimental results of the above, by increasing the intracellular content of TET1 and PRDM14 in somatic cells, the conversion to 5-hydroxymethylcytosine is further promoted compared to the case where the intracellular content of TET1 alone is increased. As a result, it was shown that DNA demethylation is further promoted.
5. Induction of pluripotent stem cells through DNA demethylation by PRDM14 iPS cells are introduced by introducing Yamanaka factor (OCT4, SOX2, KLF4 and MYC; collectively referred to as “OSKM”) into fibroblasts. Can be established.
Pre-iPS cells with poor reprogramming and low-quality iPS cells appear in the process of establishment, but the reprogramming failure in these cells is due to the maintenance of epigenomic information of donor cells (fibroblasts, etc.) It is thought that there is (Fig. 6).

本実験では、ES細胞を分化させて作製するエピブラスト様細胞(EpiLC)にPRDM14を発現させることによる、ES細胞への影響を調べた。ES細胞は、サイトカインであるLIF存在下では自己複製を行うことができるが、0.1%KSR、bFGF及びACTIVIN A存在下で培養することで、in vitroのエピブラスト(胎生6.5日胚)に性質の近いEpiLCsへ分化誘導することができる。EpiLCsを再びES細胞培養液で培養すると細胞はさらに分化するが、本実験では、EpiLCsにPRDM14を発現させた後にES細胞培養液で培養するとEpiLCsにどのような変化が観察されるかを確認した。   In this experiment, the effect on ES cells by expressing PRDM14 in epiblast-like cells (EpiLC) produced by differentiating ES cells was examined. ES cells can self-replicate in the presence of the cytokine LIF, but in vitro epiblasts (embryonic embryonic day 6.5 embryos) are cultured in the presence of 0.1% KSR, bFGF and ACTIVINA. ) Can be induced to differentiate into EpiLCs having similar properties. When EpiLCs are cultured again in ES cell culture medium, the cells are further differentiated. In this experiment, it was confirmed what changes were observed in EpiLCs when PRDM14 was expressed in EpiLCs and then cultured in ES cell culture medium. .

実験方法、並びに結果及び考察は以下の通りである。
[実験方法]
テトラサイクリン非存在下でPRDM14を発現するPRDM14誘導性ES細胞を用いた。ES細胞をフィブロネクチンコートシャーレ上で、0.1%KSR、bFGF及びACTIVIN A存在下で2日間培養する。その後、テトラサイクリン存在下・非存在下でさらに2日間培養し、ES細胞培養液(LIF存在下)に懸濁し継代した。培養開始0、2、4日後にRNAを回収し、Oct3/4, Sox2,Klf2の遺伝子発現変化を定量的RT−PCRにて定量した。また、ES細胞培地で継代した細胞を3日間培養し、4% PFAで固定後アルカリフォスファターゼ染色によりES細胞を判定した。
[結果及び考察]
EpiLCsにPRDM14を発現させた後にES細胞培養液で培養するとES細胞様コロニー(アルカリフォスファターゼ陽性:AP陽性)が出現した。また多能性関連遺伝子であるKlf2の発現量が増加することが確認された。(図7)。したがって、PRDM14には多能性を消失した細胞に多能性を付与する活性があることが示された。
また、EpiLCsからES細胞に脱分化する過程において、Klf2領域の5hmCが上昇し、5mCが減少していた。これらの結果から、PRDM14がTET1と協調して5hmCを介したDNA脱メチル化を行うことで、EpiLCsからES細胞への脱分化を誘導していることが示唆された。
6.体細胞におけるTET1・PERDM14共発現によるDNA脱メチルの誘導
[実験方法]
Empty vector、Tet1発現Vector、Prdm14発現VectorをHEK293細胞に導入し、薬剤選別によりPrdm14陽性細胞を濃縮させ、4日間培養した。4日間培養したHEK293細胞からゲノムDNAを回収し、その後メチル化感受性酵素HpaIIの処理を行った。HpaIIは、CCGG部位を認識して切断する制限酵素であるが、メチル化されていると切断することができない。HpaII未処理、処理のゲノムDNAを鋳型として、LINE−1領域に対するプライマーを設計して定量的PCRを行った。HpaII未処理のPCR増幅曲線からHpaII処理の増幅曲線のThreshold Cycle (Ct)を引くことで、それぞれの細胞におけるLINE−1領域のメチル化状態を定量した。
[結果及び考察]
TET1単独及びPRDM14単独ではLINE−1領域の脱メチル化は誘導できなかったが、TET1とPRDM14を共に発現させることで、有意な脱メチル化が観察された(図8)。
7.PRDM14とTET1の共発現によるDNA脱メチル化誘導
ES細胞にPRDM14を発現させることで、LINE-1領域の脱メチル化が観察された。ES細胞は内在性のTET1を高発現しているが、ヒト胎児腎臓由来の細胞株であるHEK293細胞はTET1の発現がほとんど観察されない。そこで、HEK293細胞において、PRDM14又はTET1をそれぞれ単独で発現させ、あるいはPRDM14とTET1を共発現させ、それぞれの細胞においてLINE-1領域のメチル化変動を調べることにより、PRDM14とTET1の併用効果を検証した。
[実験方法]
(1)DNAのメチル化解析
コントロール細胞、PRDM14を高発現する細胞、TET1を高発現する細胞、PRDM14及びTET1を高発現する細胞(全てHE293細胞)からゲノムDNAを単離し、亜硫酸処理により非メチル化シトシンのウラシルへの変換を行った。このDNAを鋳型としてLINE−1の配列に対するプライマーを用いてPCRを行い、増幅産物をTAベクターにクローニングした後に、シーケンスで配列を確認した。非メチル化シトシンは最終的にはTへと置換されるがメチル化シトシンはシトシンとして残るため、CG部位がTGの場合非メチル化、CGの場合メチル化と判定した。また、上記の亜硫酸処理によるDNAメチル化解析では、5−メチルシトシンと5−ヒドロキシメチルシトシンを区別することができない。そこで、グルコース転移酵素を用いた検出方法で5−メチルシトシンと5−ヒドロキシメチルシトシンの識別を行った。
それぞれの細胞からゲノムDNAを回収した後に、ゲノムDNAをグルコシルトランスフェラーゼと基質のグルコースと反応させる。5−メチルシトシンにはグルコースは転移しないが、5−ヒドロキシメチルシトシンにはグルコースが転移される。グルコースが転移された5−ヒドロキシメチルシトシンを含むCCGG配列は制限酵素であるMsp Iで切断することができない。HpaIIとMspIで切断後、CCGG配列を挟んで増幅するプライマーを用いて定量的PCRを行い、5−メチルシトシンおよび5−ヒドロキシメチルシトシンの量を定量した(この定量的PCRのことを以下、「GlucMS-qPCR」と呼ぶ。)。
(2)定量的RT-PCR
コントロール細胞、PRDM14を高発現する細胞、TET1を高発現する細胞、PRDM14及びTET1を高発現する細胞(全てHE293細胞)から、mRNAを抽出し逆転写反応によりcDNAを作製した。このcDNAを鋳型としてLINE-1に対するプライマー用いて定量的PCRを行い、それぞれの細胞におけるLINE-1の転写量を測定した。
[結果及び考察]
コントロール細胞、PRDM14を高発現する細胞、TET1を高発現する細胞、PRDM14及びTET1を高発現する細胞のLINE-1領域のメチル化状態を解析した結果、PRDM14を高発現する細胞、TET1を高発現する細胞と比較して、PRDM14及びTET1を高発現する細胞において顕著な脱メチル化が観察された(図9)。また、5−メチルシトシンと5−ヒドロキシメチルシトシンの量を比較したところ、PRDM14及びTET1を高発現する細胞では5−メチルシトシンのみの脱メチル化が観察された(図10)。さらに、PRDM14及びTET1を高発現する細胞ではLINE-1の顕著な発現誘導も観察された(図11)。これらの結果から、PRDM14とTET1を組み合わせることで、LINE-1領域の脱メチル化を誘導できることが明らかとなった。
8.PRDM14によるDNA脱メチル化おけるTet1及びTet2(以下Tet1/2と記載する)の機能解析
ES細胞には内在的なTet1/2が高発現している。PRDM14によるDNA脱メチル化にTet1/2が機能的に必要か否か検証するために、Tet1/2ダブルノックダウンES細胞にPRDM14を発現させ、脱メチル化によって発現上昇する遺伝子の発現と、プロモーター領域のメチル化変化を解析した。
[実験方法]
(1)Prdm14誘導的発現ES細胞の樹立
ES細胞にドキシサイクリン存在下で活性を持つtTAをコードしたプラスミドと、tTAの制御領域の下流にPrdm14の遺伝子を挿入したプラスミドをトランスフェクションし、薬剤選別を行うことでドキシサイクリン誘導性Prdm14発現ES細胞の樹立を行った。
(2)Tet1/2ノックダウン/ドキシサイクリン誘導性Prdm14発現ES細胞の樹立
(1)で作製したドキシサイクリン誘導性Prdm14発現ES細胞に、Tet1/2に対するshRNAを発現するレンチウイルスを感染させ、Tet1/2ノックダウン/ドキシサイクリン誘導性Prdm14発現ES細胞を樹立した。
[結果及び考察]
結果を図12に示す。コントロールES細胞及びTet1/2ノックダウンES細胞にPrdm14を誘導的に発現させ、Slc25a31およびPiwil2の発現変化を定量的RT-PCRで解析した。その結果、コントロール細胞ではSlc25a31およびPiwil2ともに顕著な発現上昇が観察されたのに対して、Tet1/2ノックダウン細胞では発現上昇の抑制が観察された。また、Slc25a31およびPiwil2のプロモーター領域の5−メチルシトシン、5−ヒドロキシメチルシトシンの量を解析したところ、コントロール細胞では5−メチルシトシンの減少が観察されたが、Tet1/2ノックダウンES細胞では脱メチル化が不完全であった。これらの結果から、PRDM14によるDNA脱メチル化誘導にはTET1/2の機能が必須であり、PRDM14とTETの組み合わせが効率的な脱メチル化誘導に必要であることが示された。
9.PRDM14による低品質iPS細胞の品質改善
PRDM14によるDNA脱メチル化誘導活性をiPS細胞の品質改善への応用の可能性を検証した。iPS細胞は株間ごとに性質が大きく異なり、分化の方向性の偏りや分化抵抗性などの問題が報告されている。今回、多能性誘導因子であるNanog遺伝子の発現が低い低品質iPS細胞にPrdm14を発現させることで、品質改善の可能性を検証した。
[実験方法]
Oct4、Sox2、Klf4及びc-mycをレトロウイルスを用いて、Nanogの発現をGFPで可視化することができる、Nanog-EGFP-Ires-Puroトランスジェニックマウスから樹立した胎児繊維芽細胞に発現させた。培養後、ES細胞と形態が酷似しているが、EGFPの発現が低い細胞(低品質iPS細胞)を樹立した。その後、ドキシサイクリン誘導性Prdm14高発現低品質iPS細胞を作製し、Prdm14の発現誘導に伴うEGFPの発現変動、遺伝子発現変動を解析した。また、Nanog遺伝子のプロモーター領域のメチル化状態は、GlucMS-qPCRで定量した。
[結果及び考察]
結果を図13〜15に示す。Prdm14の発現誘導に伴い、多能性誘導因子NanogおよびKlf2の発現上昇が観察された(図14)。また、低品質iPS細胞ではTet1/2の高発現が観察されたため、Prdm14がTet1/2と協調してDNA脱メチル化誘導を行っている可能性が考えられた。そこで、Nanogプロモーター領域のメチル化解析を行った結果、Prdm14の発現誘導に伴いDNAメチル化の減少が観察された(図15)。これらの結果は、PRDM14とTETを組み合わせることで、低品質iPS細胞の異常メチル化を修復できることを示している。
Experimental methods, results and discussion are as follows.
[experimental method]
PRDM14-induced ES cells that express PRDM14 in the absence of tetracycline were used. ES cells are cultured on fibronectin-coated dishes in the presence of 0.1% KSR, bFGF and ACTIVIN A for 2 days. Thereafter, the cells were further cultured for 2 days in the presence or absence of tetracycline, suspended in ES cell culture medium (in the presence of LIF) and subcultured. RNA was collected 0, 2, and 4 days after the start of the culture, and changes in gene expression of Oct3 / 4, Sox2, and Klf2 were quantified by quantitative RT-PCR. In addition, cells passaged in ES cell medium were cultured for 3 days, fixed with 4% PFA, and then ES cells were determined by alkaline phosphatase staining.
[Results and discussion]
When PRDM14 was expressed in EpiLCs and cultured in an ES cell culture medium, ES cell-like colonies (alkaline phosphatase positive: AP positive) appeared. Moreover, it was confirmed that the expression level of Klf2 which is a pluripotency related gene increases. (FIG. 7). Therefore, it was shown that PRDM14 has an activity of imparting pluripotency to cells that have lost pluripotency.
In the process of dedifferentiation from EpiLCs to ES cells, 5hmC in the Klf2 region increased and 5mC decreased. From these results, it was suggested that PRDM14 induces dedifferentiation from EpiLCs to ES cells by performing DNA demethylation via 5hmC in cooperation with TET1.
6). Induction of DNA demethylation by co-expression of TET1 and PERDM14 in somatic cells [Experimental method]
Empty vector, Tet1-expressing vector and Prdm14-expressing vector were introduced into HEK293 cells, and Prdm14-positive cells were concentrated by drug selection and cultured for 4 days. Genomic DNA was collected from HEK293 cells cultured for 4 days, and then treated with the methylation sensitive enzyme HpaII. HpaII is a restriction enzyme that recognizes and cleaves the CCGG site, but cannot cleave when it is methylated. Quantitative PCR was performed by designing primers for the LINE-1 region using HpaII untreated and treated genomic DNA as a template. The methylation state of the LINE-1 region in each cell was quantified by subtracting Threshold Cycle (Ct) of the amplification curve of HpaII treatment from the PCR amplification curve of HpaII treatment.
[Results and discussion]
Although TET1 alone and PRDM14 alone could not induce demethylation of the LINE-1 region, significant demethylation was observed when both TET1 and PRDM14 were expressed (FIG. 8).
7). Demethylation of the LINE-1 region was observed by expressing PRDM14 in ES cells induced by DNA demethylation by co-expression of PRDM14 and TET1 . Although ES cells highly express endogenous TET1, expression of TET1 is hardly observed in HEK293 cells which are cell lines derived from human fetal kidney. Therefore, in HEK293 cells, PRDM14 or TET1 was expressed alone or PRDM14 and TET1 were coexpressed, and the methylation variation of the LINE-1 region was examined in each cell, thereby verifying the combined effect of PRDM14 and TET1. did.
[experimental method]
(1) DNA methylation analysis Genomic DNA is isolated from control cells, cells that highly express PRDM14, cells that highly express TET1, and cells that highly express PRDM14 and TET1 (all HE293 cells), and then treated with sulfite to produce non-methyl. Cytosine was converted to uracil. PCR was performed using this DNA as a template and a primer for the sequence of LINE-1, and the amplified product was cloned into a TA vector, and then the sequence was confirmed by sequencing. Unmethylated cytosine is finally replaced with T, but methylated cytosine remains as cytosine. Therefore, it was determined that CG site was unmethylated and CG was methylated. Moreover, in the above-mentioned DNA methylation analysis by sulfite treatment, 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine cannot be distinguished. Therefore, 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine were identified by a detection method using glucose transferase.
After collecting genomic DNA from each cell, the genomic DNA is reacted with glucosyltransferase and the substrate glucose. Glucose is not transferred to 5-methylcytosine, but glucose is transferred to 5-hydroxymethylcytosine. The CCGG sequence containing 5-hydroxymethylcytosine to which glucose has been transferred cannot be cleaved by the restriction enzyme MspI. After cleaving with HpaII and MspI, quantitative PCR was performed using primers that amplify by sandwiching the CCGG sequence, and the amounts of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine were quantified (hereinafter, this quantitative PCR is referred to as “ GlucMS-qPCR ").
(2) Quantitative RT-PCR
MRNA was extracted from control cells, cells highly expressing PRDM14, cells highly expressing TET1, and cells highly expressing PRDM14 and TET1 (all HE293 cells), and cDNA was prepared by reverse transcription reaction. Quantitative PCR was performed using this cDNA as a template and a primer for LINE-1, and the transcription amount of LINE-1 in each cell was measured.
[Results and discussion]
As a result of analyzing the methylation state of the LINE-1 region of control cells, cells that highly express PRDM14, cells that highly express TET1, and cells that highly express PRDM14 and TET1, the cells that highly express PRDM14 and TET1 are highly expressed. In comparison with cells that do, significant demethylation was observed in cells that highly express PRDM14 and TET1 (FIG. 9). Further, when the amounts of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine were compared, demethylation of only 5-methylcytosine was observed in cells that highly express PRDM14 and TET1 (FIG. 10). Furthermore, significant expression induction of LINE-1 was also observed in cells that highly express PRDM14 and TET1 (FIG. 11). From these results, it was revealed that demethylation of the LINE-1 region can be induced by combining PRDM14 and TET1.
8). Functional analysis of Tet1 and Tet2 (hereinafter referred to as Tet1 / 2) in DNA demethylation by PRDM14 Endogenous Tet1 / 2 is highly expressed in ES cells. In order to verify whether Tet1 / 2 is functionally required for DNA demethylation by PRDM14, PRDM14 is expressed in Tet1 / 2 double knockdown ES cells, and expression of a gene whose expression is increased by demethylation and a promoter The region methylation changes were analyzed.
[experimental method]
(1) Establishment of Prdm14-inducible expression ES cells Transfecting ES cells with a plasmid encoding tTA active in the presence of doxycycline and a plasmid with the Prdm14 gene inserted downstream of the tTA regulatory region, and selecting the drug. In doing so, doxycycline-inducible Prdm14-expressing ES cells were established.
(2) Establishment of Tet1 / 2 knockdown / doxycycline-inducible Prdm14-expressing ES cells The doxycycline-inducible Prdm14-expressing ES cells prepared in (1) are infected with a lentivirus expressing shRNA against Tet1 / 2, and Tet1 / 2 Knockdown / doxycycline-induced Prdm14-expressing ES cells were established.
[Results and discussion]
The results are shown in FIG. Prdm14 was inducibly expressed in control ES cells and Tet1 / 2 knockdown ES cells, and the expression changes of Slc25a31 and PiwiL2 were analyzed by quantitative RT-PCR. As a result, a marked increase in expression was observed in both Slc25a31 and Piwill2 in the control cells, whereas suppression of the increase in expression was observed in the Tet1 / 2 knockdown cells. In addition, when the amounts of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine in the promoter regions of Slc25a31 and PiwiL2 were analyzed, a decrease in 5-methylcytosine was observed in the control cells, but in the Tet1 / 2 knockdown ES cells. Methylation was incomplete. From these results, it was shown that the function of TET1 / 2 is essential for the induction of DNA demethylation by PRDM14, and the combination of PRDM14 and TET is necessary for efficient demethylation induction.
9. Quality improvement of low-quality iPS cells by PRDM14 The DNA demethylation-inducing activity by PRDM14 was examined for possible application to quality improvement of iPS cells. iPS cells have greatly different properties depending on the strain, and problems such as bias in the direction of differentiation and resistance to differentiation have been reported. This time, the possibility of quality improvement was verified by expressing Prdm14 in low-quality iPS cells with low expression of Nanog gene, which is a pluripotency inducer.
[experimental method]
Oct4, Sox2, Klf4, and c-myc were expressed in fetal fibroblasts established from Nanog-EGFP-Ires-Puro transgenic mice that can visualize the expression of Nanog with GFP using retrovirus. After culturing, cells that are very similar in morphology to ES cells but have low EGFP expression (low quality iPS cells) were established. Thereafter, doxycycline-induced Prdm14 high-expressing low-quality iPS cells were prepared, and EGFP expression fluctuation and gene expression fluctuation accompanying the induction of Prdm14 expression were analyzed. The methylation state of the promoter region of Nanog gene was quantified by GlucMS-qPCR.
[Results and discussion]
The results are shown in FIGS. With the induction of Prdm14 expression, increased expression of the pluripotency inducers Nanog and Klf2 was observed (FIG. 14). Further, since high expression of Tet1 / 2 was observed in low-quality iPS cells, it was considered that Prdm14 may induce DNA demethylation in cooperation with Tet1 / 2. Thus, as a result of the methylation analysis of the Nanog promoter region, a decrease in DNA methylation was observed with the induction of Prdm14 expression (FIG. 15). These results indicate that the combination of PRDM14 and TET can repair abnormal methylation of low-quality iPS cells.

Claims (9)

培養細胞内においてDNA脱メチル化を誘導する方法であって、
(1)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、又は該アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつTET1活性を有するポリペプチド、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
配列番号10〜12のいずれかで表わされるアミノ酸配列からなるポリペプチド
をコードするポリヌクレオチドをそれぞれ細胞内に導入することにより過剰発現させることによって、前記二種のポリペプチドの細胞内含量をいずれも増加させる工程
を含む、方法。
A method for inducing DNA demethylation in cultured cells, comprising:
(1) A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 to 3, or a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence and having TET1 activity, or A fusion polypeptide comprising: and a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 10 to 12 and overexpressing each of the two polypeptides by introducing each into a cell. A method comprising increasing any intracellular content.
核初期化物質を用いて体細胞からiPS細胞を製造する方法であって、
(1)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、又は該アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつTET1活性を有するポリペプチド、又はそれを含む融合ポリペプチド;及び
配列番号10〜12のいずれかで表わされるアミノ酸配列からなるポリペプチド
をコードするポリヌクレオチドをそれぞれ細胞内に導入することにより過剰発現させることによって、前記二種のポリペプチドの細胞内含量をいずれも増加させる工程
を含む方法。
A method for producing iPS cells from somatic cells using a nuclear reprogramming substance,
(1) A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 to 3, or a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence and having TET1 activity, or A fusion polypeptide comprising: and a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 10 to 12 and overexpressing each of the two polypeptides by introducing each into a cell. A method comprising the step of increasing any intracellular content.
(α−1)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、又は該アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつTET1活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、又は該ポリペプチドを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
(α−2)配列番号10〜12のいずれかで表わされるアミノ酸配列からなるポリペプチド
を含有する、DNA脱メチル化誘導剤として用いられる組成物。
(Α-1) A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 to 3, or a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence and having TET1 activity Or a polynucleotide encoding a fusion polypeptide comprising the polypeptide; and (α-2) a DNA demethylation comprising a polypeptide comprising the amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 10-12 A composition used as an inducer.
(a−1)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、又は該アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつTET1活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、又は該ポリペプチドを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター;及び
(a−2)配列番号10〜12のいずれかで表わされるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター
を含有する、組成物。
(A-1) A polypeptide comprising the amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 to 3, or a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence and having TET1 activity Or an expression vector comprising a polynucleotide encoding a fusion polypeptide comprising the polypeptide; and (a-2) a polypeptide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 10 to 12 A composition comprising an expression vector comprising nucleotides.
(b)配列番号1〜3のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド、又は該アミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつTET1活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、又は該ポリペプチドを含む融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;及び
配列番号10〜12のいずれかで表わされるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
を含む共発現ベクター。
(B) a polypeptide comprising an amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 to 3, or a polypeptide comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence and having a TET1 activity A co-expression vector comprising a nucleotide or a polynucleotide encoding a fusion polypeptide containing the polypeptide; and a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 10-12.
iPS細胞の品質改善剤として用いられる、請求項3又は4に記載の組成物。 The composition according to claim 3 or 4, which is used as an agent for improving iPS cell quality. iPS細胞の品質改善剤として用いられる、請求項5に記載の共発現ベクター。 The co-expression vector according to claim 5, which is used as an agent for improving iPS cell quality. iPS細胞の初期化完成度向上剤として用いられる、請求項3又は4に記載の組成物。 The composition according to claim 3 or 4, which is used as an agent for improving reprogramming completion of iPS cells. iPS細胞の初期化完成度向上剤として用いられる、請求項5に記載の共発現ベクター。 The co-expression vector according to claim 5, which is used as an agent for improving reprogramming completion of iPS cells.
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