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JPH09511903A - 樹状突起細胞を調製する方法、かくして得られる細胞および本方法を実施するための容器 - Google Patents

樹状突起細胞を調製する方法、かくして得られる細胞および本方法を実施するための容器

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JPH09511903A
JPH09511903A JP7526628A JP52662895A JPH09511903A JP H09511903 A JPH09511903 A JP H09511903A JP 7526628 A JP7526628 A JP 7526628A JP 52662895 A JP52662895 A JP 52662895A JP H09511903 A JPH09511903 A JP H09511903A
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JP
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cells
interleukin
csf
peripheral blood
concentration
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JP7526628A
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English (en)
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カンツ、ロタール
ブルーゲル、ヴォルフラム
ヘンシュラー、ラインハルト
ケーラー、ガブリエレ
シェーファー、ハンス−エッカート
リンデマン、アルブレヒト
マーテルスマン、ローランド
マッケンゼン、アンドレアス
パウル、フィシュ
ヘルプスト、ビルジット
Original Assignee
クリニクーム・デア・アルベルト−ルドヴィヒス−ウニヴェルジテート・フライブルク
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by クリニクーム・デア・アルベルト−ルドヴィヒス−ウニヴェルジテート・フライブルク filed Critical クリニクーム・デア・アルベルト−ルドヴィヒス−ウニヴェルジテート・フライブルク
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Abstract

(57)【要約】 樹状突起細胞は、抗原提示細胞として治療上興味深い。末梢血液細胞を先ず単離し次いで該細胞が含有するCD34抗原提示性の血液前駆細胞を強化・濃縮する方法が開示される。このように強化・濃縮された細胞を、造血性成長因子とサイトカインとの組合せを使用して体外で濃縮・強化させるのである。10ないし20日の期間で、これらの細胞は特に樹状突起細胞を生成せしめるので、これを適当な場合はさらに精製すればよい。かかる細胞は、抗原提示能に関して機能的に活性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】 樹状突起細胞を調製する方法、かくして得られる細胞および本方法を実施するた めの容器 本発明は、基礎研究においてのみならず治療にも有利に使用することができる 樹状突起細胞の創製・調製に係る。 EPA 92.400879.0は、ヒト樹状突起細胞を調製する方法を開示 している。この方法においては、CD34+細胞を、腫瘍壊死因子−α(TNF −α)とインタ−ロイキン−3またはGM−CSFのいずれかを用いて処理する のである。しかしながら、所望とする細胞は、この方法を用いても必要とする収 量および純度で得ることが出来ないことが判明している。樹状突起細胞は、生物 体内で最も強力な抗原提示細胞である。樹状突起細胞は、骨髄の前駆細胞に由来 し、末梢血液中に少量が循環し皮膚の表皮、胃腸粘膜、肺胸膜または尿生殖管の 上皮において所謂ランゲルハンス細胞または最終分化細胞(樹状突起細胞)とし て存在する。 これらの細胞は、抗原に暴露された場合皮膚から排出性リンパ節の副皮質に移 動するのであるが、ここで終末分化細胞として、特異的T細胞応答を示すのであ る。抗原提示細胞としての機能は、インビトロにおいては自系および異系の”混 合リンパ球反応”や可溶性抗原を添加した試験系において発現させることができ る。 このような樹状突起細胞は、やはり抗原提示細胞であるが他の表面マ−カ−を 発現する単球/大食細胞から分化させることが出来る。具体的な分化マ−カ−は CD14抗原であるが、この抗原は、樹状突起細胞中には見出されず単球や大食 細胞によって保持されている。樹状突起細胞は、強力な貪食細胞である単球/大 食細胞とは異なり、食作用を有さない。循環する樹状突起細胞に存在する表面抗 原としては、以下のように定義することが出来るものがある:即ち、CD1a+ 、CD1c+、CD13+、CD33+、CD14-、CD16-、CD3-、CD1 9-およびMHCII+である。このような細胞は,インビトロで培養した後また は抗原で生理学的に刺激すると、MHCII分子の発現が増加しまたCD25、 B7、CD40およびICAM1も発現されてい る。 樹状突起細胞(DCと略記する)は、高い効率でT細胞の活性化を誘起する能 力を持つ抗原提示細胞である。この細胞は、高度に特殊化・分化しておりかつ自 らの使命のために最適の能力を装備しているのであるが、その理由は、樹状突起 細胞が大量に抗原(MCHIおよびMCHII)を提示するために必要とされる 細胞を発現するからである。このことに加えて、樹状突起細胞はその表面におい て、構成上からして共同刺激性である分子CD80およびCD86とを発現する 。これらの分子は、次にT細胞を活性化するうえで必須である。標的細胞との緊 密な接触を保証する重要な接着・融合細胞も、かかる樹状突起細胞の表面に存在 する。 樹状突起細胞においては、二つの成熟段階を区別することができる。かかるラ ンゲルハンス型の細胞(LCと略記する)は、生体の全体に亙って非リンパ性器 官中に分布しており、その使命は、抗原を収集しかつこれを処理することである 。これらの細胞に対する特異的マ−カ−は全く存在しないのであるが、以下のマ −カ−を発現する:即ち、CD1a、CD11b、CD33、HLA−DRおよ びCD80である。さらに特異的な検出は、電子顕微鏡を用いて行うことができ る。所謂バ−ベック顆粒は、ランゲルハンス細胞のみしか有さないのであるが、 電子顕微鏡を用いると検出することができる。生体内においては、かかるランゲ ルハンス細胞は抗原と接触すると、生体の末梢からリンパ系を経由してリンパ性 器官内に移行し、かかる移行過程において成熟した免疫刺激性樹状突起細胞に分 化するのであるが、この段階では最早や抗原を収集することはなくなるものの種 々の強力なT細胞応答を誘発するのである。 従って、ランゲルハンス細胞と成熟樹状突起細胞(DCと略記)とを相互に識 別することは可能である。典型的には、これらのDC細胞は、CD1aの発現が 減少しまたCD4、CD25およびCD80の発現が増大する。かかる樹状突起 細胞は、例えば抗感染治療を強化するのに使用することができる。このような抗 原提示樹状突起細胞は、種々のウイルス感染症や細菌感染症において特に重要で あり、適合する感染症に関連してかかる細胞を追加・補完すると、患者、特に重 篤な患者に対して有利な影響を及ぼすことができる。また別の可 能性ある使用分野としては、ワクチン接種が挙げられるが、こうすることによっ て生体の免疫応答が強化される可能性があるからである。本発明の方法を用いて 調製することができる細胞は、強力な抗原提示能があるので、特に重要である。 本発明に従って得ることができる樹状突起細胞には、異なるワクチン接種治療の ためのいくつかの特異的抗原を載荷させることによって、特異的なT細胞応答を 誘発させることができる。更には、本発明に従って得ることができる樹状突起細 胞を使用することは、悪性疾患や感染性疾患の免疫治療において極めて重要であ る。即ち、本発明に従って調製することができる樹状突起細胞は、如何なる患者 からも個別に単離することができるのであって、例えば養子腫瘍免疫治療におい て、特異的腫瘍抗原を載荷させ、次いで当該患者に再注入すると、当該腫瘍に対 して特異的免疫応答を誘発させることができる。 感染性疾患の治療の場合は、本発明に従って得ることができる樹状突起細胞は 、例えば抗肝炎ワクチン接種や適切な場合に限るが抗HIVウイルスワクチン接 種と組合せて、免疫抑制状態の患者の免疫感作反応を強化するために使用するこ とができる。 異なる細菌性またはウイルス性の感染症のコントロ−ルは、腫瘍疾患の結果化 学療法を受けざるを得ない患者にとっては、自らの免疫応答がかかる化学療法に よって大幅に低下しているので重大な問題である。従って、まさしくかかる症例 においてこそ免疫応答を改善することが必要不可欠である。樹状突起細胞はこの 他に、特に残留性が狭小である疾患にも使用することができる。この場合、腫瘍 特異的抗原はかかる樹状突起細胞によって提示され、次いでT細胞特異的(細胞 毒性・障害性)反応が惹起される。 樹状突起細胞を体外で増殖させるため本発明の方法を実施する操作方法は、以 下のようにすればよい:即ち、ヘパリン添加した血液試料を患者から採取する。 本発明に従った方法においては、血液から単離した血球を原料として使用するこ とができる。こうすることによって、EPA 92.400879.0において 開示された方法では細胞を骨髄または臍帯血液から誘導しなければならないので あるが、これと比較して大きな利点となる。好ましくは、単核細胞(MNC)を 適当な分離方法を用いて、特にフィコル(Ficoll)を介し た密度勾配遠心分離によってアフェレ−シス産物から単離することができる。ま た別の実施態様においては、かかるCD34+細胞は、単核細胞が濃縮強化され ている白血球搬出物から得ることができる。 前記単核細胞は、CD34+細胞を血液から直接単離した場合でもまたCD3 4+を予め白血球搬出物から単離済みである場合でも,密度勾配遠心分離によっ て濃縮強化することができる。密度勾配遠心分離が好ましいが、絶対的に必要で あるわけではない。 CD34+細胞を血液(ヘパリン添加血液試料)から直接単離した場合は、赤 血球を溶血させるだけで充分であるはずであるが、以降の生成段階においてはこ れに引き続いてアフィニティ−クロマトグラフィ−または別の濃縮強化操作を行 う。 CD34+細胞を白血球搬出物から直接単離する場合は、これらの細胞は、洗 浄をただ一回行ったあと、フィコル(Ficoll)による分離を行うことなく 、アフィニティ−カラムに添加する。フィコル勾配を用いた濃縮強化は、特に例 えば高用量化学療法に関連して起こるように比較的大量のCD34+細胞が既に 存在している場合は省略してもよい。 本発明の一つの好ましい実施態様においては、樹状突起細胞を調製する方法は 、以下から構成されていてもよい: a)幹細胞を動員するために、患者をG−CSFで処置するのであるが、通常の 濃度のG−CSFを投与する; b)適当な時間経過後、ほぼ50ないし100mlの血液を採取する; c)CD34+細胞の含量が低い場合は、フィコル分離操作を実施する; d)赤血球を溶血する; e)CD34+細胞分離操作を実施するが、この操作は、特に好ましい実施態様 においてはアフィニティ−クロマトグラフィ−操作である; f)ランゲルハンス細胞および樹状突起細胞を下記する成長因子/サイトカイン 類を添加することによって分化させる; このようにして得られるランゲルハンス細胞/樹状突起細胞は、目的に応じて 更なる処理に供することが出来るが、幹細胞を濃縮強化することを目的とす る白血球搬出法は、ランゲルハンス細胞.樹状突起細胞を比較的大量に必要とす る場合は特に有用である。 かかる単核細胞は、CD34+表面抗原を有する細胞を濃縮強化するために更 なる処理に供する。Bresonらは、”乳ガン患者または神経芽腫患者へのC D34+骨髄細胞注入後の移植”なる報文においてCD34+抗原について記載し ている(Blood,Vol.77、No.8(1991)pp.1717−1 722)。かかる細胞は、CD34抗原に対して特異的であるモノクロ−ナル抗 体であって、好ましくはビオチニル化した抗体と一緒に培養することによって濃 縮強化することができる。この種のモノクロ−ナル抗体は、例えばDianov a、Coulter、CellProまたはBecton Dicksonから 市販され入手することができる。かかるモノクロ−ナル抗体で処理された細胞は 、免疫アフィニティ−カラム、好ましくはアビジン(avidin)免疫アフィ ニティ−カラムに投入されるが、ここにおいてアビジンは、モノクロ−ナル抗体 、従って抗原に結合されたCD34+細胞にも結合する。吸着した細胞は、CD 34表面抗原を有しており、免疫アフィニティ−カラムから除去され、適当な媒 体に導入される。同様に、CD34抗原に特異的なモノクロ−ナル抗体は、CD 34+細胞を固定しかつ混合物から除去するために直接固相(例えば細かいビ− ズ)に結合させることも可能であろう。さらに、例えばBecton Dick sonから市販され入手できる蛍光活性化細胞選別器を用いてCD34+細胞を 濃縮強化することも可能である。この方法においては、動態化された末梢血液前 駆体細胞を、蛍光色素標識を有する抗CD34抗体と反応させる。かかる蛍光活 性化細胞選別器を用いると、CD34+細胞を得るため当該細胞を分離すること が可能である。高度に精製された細胞は、このようにして得ることができる。ま た別の可能性としては、Dynal、Baxter、Miltenyやその他の 会社から市販され入手できる磁気ビ−ズを用いることによって当該CD34+細 胞を分離することがある。 かくして濃縮強化されたCD34+細胞は、次いで適当な培養基中において培 養される。かかる培地の一例として、10%のウシ胎子血清を含有する補足 培地が挙げられる。かかる培養基は、ヘパリン添加自系血漿を濃度として例えば 1%含有していてもよい。200mMのL−グルタミン、50μMのβ−メルカ プトエタノ−ル、100mMのピルビン酸ナトリウム、50μg/mlのストレ プトマイシン、50U/mlのペニシリン、MEMビタミン類および10%のウ シ胎子血清を添加補足したRPMI1640培地を、培養基として使用するのが 好ましい。 細胞を拡大した後、異なる成長因子の存在下にて培養する。下記する成長因子 をかかる目的のために使用する: インタ−ロイキン−1(IL−1)、Gery I.ら、Method En zymol.、116、456−467(1985);Lachmannら、M ethod Znzymol.116、467−497(1985);Marc hら、Nature 315、641(1985)によって記載されたもの; インタ−ロイキン−3(IL−3)、EPA 138 133、Ihleら、 Methods Enzymalo.116、540−552(1985);O tsukaら、J.Immunol.140、2288−2295(1988) において記載されたもの; インタ−ロイキン−4(IL−4)、Genzyme Corp.から入手出 来るもの; インタ−ロイキン−6(IL−6)、Brakenhoffら、J.Immu nol.139、4116−4121(1987)、Brakenhoffら、 J.Immunol.143、1175−1182(1989)によって記載さ れたもの; 顆粒球マクロファ−ジュコロニ−刺激因子(GM−CSF)、Genzyme Corp.から入手出来るもの; エリスロポイエチン(EPO)、Jacobsら、Nature 313、8 06−810(1985)、Sasakiら、Methods Enzymol .、147、328−340(1987)によって記載されたもの; 幹細胞因子(SCF)、WO 91/05 797、Nockaら、EMB O J.9。3287−3294(1990)、および インタ−フェロン−γ(IFN−γ)、EP 77 670,Grayら、N ature 295、503−508(1982);Devosら、Nucl. Acids Res.10、2487−2501(1982);Yipら、PN AS 79,1820−1824(1982)およびBraude、Metho ds Enzymol.119、193−199(1986)。 CD34+前駆体細胞は下記する成長長因子の組合せによって拡大・増殖する ことが発見されたのである。;即ち、IL−1、IL−3、IL−6、EPOお よびSCFである。これら5種類の成長因子を使用した場合、表面抗原CD1a を発現する樹状突起細胞が1ないし5%得られる。このような細胞は、所謂バ− ベック顆粒を検出することによって顕微鏡によって同定することもできる。樹状 突起細胞の収率は、TNF−αおよびGM−CSFを添加することによって顕著 に増大せしめられた。 かかる細胞は、成長因子であるIL−1、IL−3、IL−6、EPOやSC Fの存在下において培養する。この目的のために、かかる細胞を幹細胞因子の存 在下で培養するとともに、当該培地にはさらにサイトカイン類や成長因子類を含 有させるのが必要であることが重要である。 一つの好ましい実施態様においては、当該細胞は、SCF、GM−CSFおよ びTNF−αの組合せの存在下において拡大させる。適切であれは、IL−4( インタ−ロイキン−4)も添加することができる(10−1、000ng/ml )。 本発明の特に好ましい一つの実施態様においては、樹状突起細胞の分化をサイ トカインであるIL−1、IL−3、IL−6、SCFおよびEPOをサイトカ インであるIL−4およびGM−CSFとともに使用することによって行うので ある。 前記したサイトカインと共に培養を行うと、二ないし三週間の間で多数の細胞 が成熟化するのであるが、これらの細胞は、その形態学及びマ−カ−プロファイ ルから典型的なランゲルハンス型の細胞である。上記した七種のサイトカイン を含有する培地でほぼ五週間培養すると、これらの細胞は、成熟樹状特記細胞の 表現型となる。バ−ベック顆粒の喪失、CD1aの発現の減少、および表面抗原 であるCD4、CD25及びCD80の発現の増大が、このような成熟化段階に は典型的である。 本発明の範囲においては、サイトカイン類の継続した添加が、かかる細胞の分 化を一層良好に制御することが可能となるために特に好ましい。かかる実施態様 においては、サイトカインであるIL−1、IL−3、IL−6、SCFおよび EPO前駆細胞を使用して一ないし二週間の間拡大せしめる。この期間経過後、 増殖は大部分は終了しており、かかる細胞は、サイトカインであるIL−4とG M−CSFのみを含有する培地に移すのである。このようにすれば、かかる細胞 をランゲルハンス細胞の段階で、ランゲルハンス細胞から樹状突起細胞へと分化 する途上で停止させることができ、かくしてこれら全ての細胞をほぼ分化の同一 段階にもっていくことができるわけである。この段階においては、細胞は抗原を 補集しかつ処理するのに特に適している。 所期の目的のために一様な数の樹状突起細胞が必要である場合は、かかる樹状 突起細胞は、適宜の分離方法で濃縮強化又は精製することができる。一つの分離 方法としては、例えば細胞をCD1a表面抗原に対して誘導されたモノクロ−ナ ル抗体と反応させる方法が挙げられる。このような細胞/抗体複合体を次に、免 疫アフィニティ−カラムを用いるか又はFACS(蛍光活性化細胞分離装置)を 使用して分離することが出来る。 使用する成長因子及びサイトカイン類の濃度は、生体外培養において最も効率 が高くなる、通常使用される濃度範囲内にある。IL−1は、10ng/mlな いし1000ng/mlの範囲の濃度で使用される;またIL−3は、IU/m lから1000U/mlまでの濃度で使用される;IL−4は、1U/mlから 1000U/mlまでの濃度で使用される;IL−6は、10U/mlから10 00U/mlまでの濃度で使用される。EPOは、0.1U/mlから10U/ mlまでの濃度で存在すればよい。SCFは、10ng/mlと1000ng/ mlとの間の濃度で使用され、またINF−は、1U/mlから1000U/m lまでの濃度で使用される。GM−CSFについては、使用する濃度が10ng /mlと1000ng/mlとの間であり、またTNF−については、その使用 濃度は10U/mlと1000U/mlとの間である。 IL−1の好ましい濃度は10ng/mlと150ng/mlとの間である; またIL−3については、好ましい濃度は50U/mlと150U/mlとの間 である;またIL−4については、好ましい濃度は10ng/mlと150ng /mlとの間である;またIL−6については、好ましい濃度は50U/mlと 150U/mlとの間である;EPOについては、好ましい濃度は0.5U/m lと1.5U/mlとの間である;またSCFについては、10ng/mlと1 50ng/mlとの間である;GM−CSFについては、好ましい濃度は50n g/mlから200ng/mlまでである;またTNF−については、好ましい 濃度は20U/mlから150U/mlまでありまたINF−については、好ま しい濃度は50U/mlからと150U/mlまでである。これらの成長因子と サイトカイン類の最適の効率を決定するのは、当業界で通常の知識を有する者の 能力範囲に収まることである。 本発明の一つの好ましい実施態様によれば、末梢血液前駆細胞は、癌に罹患し ていて、広範な抗腫瘍活性を有する治療処置と末梢血液前駆細胞の同時併発的動 態化とを組み合わせるため従来公知の化学療法とコロニ−刺戟因子とで動態化し ておいた患者から採取するのである。動態化は、当該患者をVP16(500m g/m2)、イフォスファマイド(4g/m2)、シスプラチン(50mg/m2 )及び適当な場合に限るがエピルビシン(50mg/m2)を標準投与(VIP (E)療法)して処置し、引き続き12から14日の間5μg/dの用量でGM −CSF(Amgen社から入手可能)を皮下投与することによって行うことが 出来る。例えばサンドAG(Sandoz AG)、バ−ゼルから”Leuko max”なる商標で市販されているGM−CSFを投与することも可能である。 癌患者をエトポサイド(etoposide,VP16)、イフォスファマイド (ifosfamide)及びシスプラチン(cisplatin)から成る化 学療法で処置し、次いで遺伝子組換えヒトインタ−ロイキン−3(rhIL−3 )及び遺伝子組換えヒト顆粒球マクロファ−ジュコロニ刺戟因子(rhGM−C SF)とを順次組み合わせ使用することによって処置してもよい かかる化学療法後10日と18日との間の期間経過後患者から末梢血液前駆細 胞を採取することが特に好ましい。 本発明はまた、IL−1、IL−3、IL−6、EPOとSCF及び適宜には 、インタフェロン−γおよびTNF−αとの組み合わせを含有する培養培地をも 包含して成るのである。本発明に従った別の培養培地は、SCF、GM−SCF 及びTNF−αの組み合わせを含有する。 本発明の範囲において特に好ましい樹状突起細胞のための培養培地は、IL− 1、IL−3、IL−4、IL−6、SCF、EPO及びGM−SCFとの組合 わせを含有するのである。 本発明に従った培養培地は、ランゲルハンス細胞及び樹状突起細胞を試験管内 で生成させるために使用され、上記したような成長因子とサイトカイン類とを含 有する。 これらの生物学的活性化合物は、上記した濃度で使用される。末梢血液細胞を 培養するための培養培地を設けた容器を作成するこが可能であるが、かかる培地 は上記した成長因子の組合わせを含有するものである。かかる容器は、血液保存 袋、マイクロタイタ−プレ−ト又は組織培養瓶であってもよい。このような既製 の、使用可能な容器も本発明の主題である。 実施例1 末梢血液前駆細胞(OBPC)の動態化 誘導治療の一環として、VP16(500mg/m2)、イフォスファマイド (4g/m2)およびシスプラチン(50mg/m2)による標準投与量(VI P)によって18人の患者を処置し、次いで遺伝子組み換え型ヒトG−CSF( Amgen、ドイツ)を5μ/kg/dなる容量で10日から14日までの機関 静脈ない投与して、PBPC細胞を動態化させた。固形腫瘍の患者12人と難治 性ホジキンリンパ腫の患者6人とを試験に含めた。PBPC細胞は、VIPによ る化学療法を行った後10日ないし12日に採取した。J.Clin.Onco l.、20、pp.1452−1459(1992)においてブルッガ−ら(B rugger et al.)およびBritish J.of Haemat ology 84、pp.402−407(1993)においてブルッガ −らが記載した方法を使用して、VIP化学療法後10日ないし12日に所謂” 少量チャンバ−”(Baxter社から入手可能)を用いて白血球搬出法によっ て、末梢血液前駆細胞を除去した。 実施例2 PBPC細胞の培養 単核細胞(MNC)をアフェレ−シス産物からフィコ−ル/ヒパク(Fico ll/Hypaque)(1.007g/ml)を介した密度勾配遠心分離によ って単離し、燐酸緩衝生理食塩水(PBS)で二回洗浄した。末梢血液または骨 髄MNC細胞を現行到達技術(例えば、Kanzら、Blood、68、991 (1986)に記載された通りに培養した。MNC細胞(1x105)をメチル セルロ−スに固定化し(0.9%)、30%ウシ胎児血清(Paesel、ドイ ツ)を添加したIMDMで培養した。 実施例3 免疫アフィニティ−吸着カラムを用いた培養したPBPC細胞からCD34+細 胞のポオジティブセレクション 単核細胞(MNC細胞)をビオチン化IgM抗−CD34モノクロ−ナル抗体 と共に培養し、次いで洗浄しアビディン免疫アフィニティ−カラムの装荷した。 吸着されたCD34+細胞(標的細胞集団)アビディンカラムから除去し、3m M/Lのグルタミンと5x10−5M/Lのβ−メルカプトエタノ−ル(Sig ma、ドイツ)とを添加したRPMI 1640培地(Seromed)ドイツ )に再度分散させた。 実施例4 分散培養液における濃縮強化したCD34+の拡大 濃縮強化したCD34+細胞を0.5から15x303細胞・MLの濃度で平 底96−ウエルマイクロタイタ−プレ−トを用いて10%ウシ胎児血清または異 なる濃度のオ−トロガス血漿中において培養した。成長因子を上記したように組 合せたものをマイクロタイタ−プレ−トにCD34+を播種したあと直ちに添加 した(全容量を200μL/ウエル)。試験した36の成長因子組合せについて 、それぞれ4倍培養物を調製した。下記する造血性成長因子およびサイトカイン を使用した:即ち、IL−1、IL−3、IL−6、GM−CSF、EPO、T NF−α、INF−γおよびSCFである。IL−1、GM−CSF、INF− αSCFなどの成長因子は、100ng/mlなる濃度で使用し、またサイトカ インであるI1−3およびIL−6は100U/mlなる濃度で使用した。エリ スロポイエチンは、2U/mlなる濃度で使用しまたTNF−αは50U/ml なる濃度で使用した。細胞は、これ以上成長因子または培地を添加することなく 5%CO2中にて37℃で最大28日までの期間培養した。分析するために、各 ウエルの内容物を再度分散させ、RPMI1640で二度洗浄して、残留する成 長因子を除去した。これら細胞の生存・生命力は、トリパンブル−染料排除法お よびヨウ化プロピジウムによるフロ−血球計算染色法で測定決定した。 実施例5 末梢CD34+血液前駆細胞の体外拡大による樹状突起細胞の調製 実施例4において記載したように25mlの培養瓶を用いてRPMI1640 培地において最大21日の期間、細胞密度が0.5から3x104/mlまでに てCD34+血液前駆細胞を培養した。下記する成長因子およびサイトカインを 培地に添加した:即ち、IL−1β、IL−3、IL−6、SCFおよびエリス ロポイエチンを実施例4において述べた濃度で使用した。また二回目の培養物に おいて、TNF−α、GM−CSFおよびSCFを培地に添加して、樹状突起細 胞の収量を増加させた。 試料を培養物から毎週採取し、FACScan 分析装置(Becton D ickinson)を使用してフロ−血球計算法によって分析し、免疫表現型を 決定した。デ−タは、FACScan Lysis 2 ソフトウヱアプログラ ムを用いて評価した。二色の標識を行うために、細胞を2%のFCSを含むPB Sで洗浄し、4℃にて30分間CD33に対するPE接合抗体とともに培養した が、この際何れの場合にも下記するFITC接合抗体の何れか一つを併用した: 即ち、抗−HLA−DR、抗−CD4、抗−CD1a、(何れもBectonD icksonから入手可能)および抗−CD25(Dako)である。この他に 、抗CD1b、CD1c、およびCD40抗体(Dyanova、ハンブルグ) を用いて、単一標識化も行った。このような抗体標識化は、間接方法を使用し ても行った。顆粒球及び単球の成熟化カスケ−ドから細胞の100分率での比率 を求めるため、細胞を更に抗CD15(顆粒球)とCD14(単球)抗体で標識 化した。マウスイソタイプコントロ−ル(IgG1−FITCおよびPE−接合 IgG2a)をネガティブコントロ−ルとして実施した。培養終了後、 細胞は 二回洗浄し、FCSを添加することなく250μlのPBSに再度分散させて、 フロ−血球計算法による解析を行った。死滅細胞排除するために、ヨウ化プロピ ディウム(PI)を測定直前に各試料に添加し、PIで標識した死滅細胞を適切 な方法によって当該解析から排除した。各試料から20、000個の細胞を解析 ・分析した。 結果: 12日後、TNF、GM−CSFおよびSCFを含有する培養物中のCD1a+ の百分率割合は、有意に低下したが、これらの細胞も樹状突起細胞のマ−カ− を構成するHLA−DR分子を発現した。しかしながら、高度にかかる表面マ− カ−であるCD1aを発現するのは、ランゲルハンス細胞だけであるので、樹状 突起細胞の実際の数は、これより有意に大きくなる可能性がある。さらに、CD lcはこれらの細胞のほぼ17%において発現されまたCD40はほぼ45%に おいて発現されているので、これらの細胞もやはり樹状突起細胞に対するマ−カ −である。 IL−1、IL−3、IL−6、SCF及びエリスロポイエチンを添加した培 地は、より多くのクロ−ン原性前駆細胞を生成したが、樹状突起細胞の比率は、 有意に低かった。CD1a+細胞は、体外で拡大した細胞のほぼ4%に見出され たが、CD1c−発現細胞の割合はほぼ2%であった。 実施例6 異なる培養条件を相互に比較し、ランゲルハンス細胞および樹状突起細胞の収 量を最大限高くすることを可能成らしめた成長因子の組合せを決定した。アビデ ィン免疫アフィニティ−カラム工程を行ったところ、得られた細胞の60%が、 マ−カ−CD34+を示した。これらの細胞は、10%のウシ胎児血清を含有す るRPMI中で培養した。サイトカインであるSCF、EPO、IL−1β、I L−3およびIL−6の混合物を当初成長因子として使用した。この混合物には L−3およびIL−6の混合物を当初成長因子として使用した。この混合物には 、SE136なる名称を付与した。この混合物を使用すると、細胞核を有する細 胞およびクロ−ン原性前駆細胞の拡大が高くなった。 TNF−α/GM−CSFとSE136またはIL−4/GM−CSFとSE 136の何れかの組合せを使用して、ランゲルハンス細胞と樹状突起細胞への分 化を特異的に行わしめた。IL−4/GM−CSFをコントロ−ルとして使用し た。この実験の結果を表1に示すが、有核細胞およびCD1a+マ−カ−を有す る細胞の合計収量とまた細胞の表面構造と同様に示した。表1から、サイトカイ ンであるIL−4/GM−CSFをSE136混合物に添加すると、CD1a+ マ−カ−を有する細胞の収量が最高となることが判る。この収率は、全有核細胞 の46%にも達したのである。アフィニティ−カラムの純度に応じて、収率は、 65%にまでの増大させることができる。TNF−α/GM−CSFをSE13 6混合物とともに使用すると、CD1a+細胞の収率が低下したが、これらの細 胞の大半は、CD15およびCD14マ−カ−を有していたので、このことから 、このような培養条件が顆粒球と単球への分化を促進することが示唆される。 IL−4/GM−CSFを用いて培養したCD34+マ−カ−を有する末梢血 液前駆細胞はCD1a+細胞の割合が高かったが、一方この細胞型式の拡大は示 さなかった。従ってこの実施例から、ランゲルハンス細胞/樹状突起細胞の最適 収率は、I1−4/GM−CSFと成長因子SCF、EPO、IL−1β、IL −3およびIL−6との組合せによって実現できることが明らかとなった。 注記; 1)SE136は、SCF、EPO、IL−1β、IL−3およびIL−6のサ イトカイン混合物である。 2)これらの異なる細胞集団の抗原発現は、Day20にフロ−血球計算法によ って測定した。表面抗原発現は、下記する割り当て系に帰属させたが、細胞数に 基ずく分類は、下記の通り選択した:−<5%;+=5−25%;++=25− 50%;+++=50−100%;ND=測定不能。#、結果は6回の異なる実 験に基づくもの。 実施例7 免疫応答を誘発するための抗原提示細胞としての本発明に従った樹状突起細胞 の用途を、破傷風トキソイド抗原の提示を示す下記する実験によってさらに詳細 に説明する。その他の抗原、例えば腫瘍抗原なども、前記破傷風トキソイドの代 わりにかかる用途において使用することができる。 a)事前刺激したPBMC細胞の調製 化学療法開始およびG−CSF投与に先だって30mlの血液を患者から採取 した。末梢単核球(PBMC細胞)をFicoll傾斜を用いてこの血液から単 離した。次いでこのPBMC細胞を破傷風トキソイド(ベ−リングベルケ、マ− ルブルグから入手可能)で事前刺激したが、この際下記の方法を用いた: 1x107個のPBMC細胞を1:80に希釈した破傷風トキソイドと共に1 0%ヒト血清を含有する培地で培養した。七日後に、50U/mLのIL−2を この細胞に添加枝次いでさらに四日管培養した。この容易にして事前刺激した細 胞を先ず凍結し、次いで抗原提示実験を開始する二日前にもう一度解凍した。こ の方法におて、利用したのは、このようなPBMC細胞が、破傷風トキソイドを 吸収し、これを同様に存在するT細胞に提示する抗原提示細胞を既に含有してい る、という事実である。かくして、破傷風トキソイドに特異的であるT−細胞は 、事前刺激を受けており、具体的には、IL−2の添加によって同時に濃縮強化 されているのである。その理由は、このようなサイトカインはT−細胞の生存と 成育・増殖を支持するものの、その他の細胞種の大半は死滅するるからである。 b)ランゲルハンス細胞/樹状突起細胞の調製 化学療法およびG−CSF投与後、CD34+マ−カ−を有する前駆細胞を患 者から白血球搬出法次いでアフィニティ−クロマトグラフィ−を行って単離した 。細胞を好ましいサイトカインの組合せ(SCF、EPO、IL−1β、IL− 3、IL−6、IL−4およびGM−CSF)を用いて培養し、本発明に従った 方法を用いてランゲルハンス細胞/樹状突起細胞に分化させた。 また別のバッチとして、いくつかのCD34+細胞は、五種類の拡大サイトカ イン、即ちIL−1β、IL−3、IL−6、SCFおよびEPOを含有するに 過ぎない培地において培養した。 Day24において、細胞をBecton Dickinsonから市販され ているFACS選別装置を用いて選別し、かくして二種類の樹状突起細胞の亜型 、即ちCD1a+/CD14-およびCD1a+/CD14+とを単離した。 c)抗原提示実験 b)において前記したランゲルハンス細胞/樹状突起細胞細胞を先ず照射処理 して、これらの細胞が確実にこれ以上増殖しないようにした。次いでこの細胞を a)において記載したように調製した事前刺激末梢単核細胞と混合し、マイクロ タイタ−プレ−トに移した。コントロ−ルの混合物において、この細胞を破傷風 トキソイドを添加することなく培養した。それ以外は、破傷風トキソイドを希釈 率1;80で添加した。 この実験の結果を図1に示す。この実験においては、以下の細胞集団について 、それぞれの抗原提示能を調べた: a)選別済みCD1a+/CD14-(LC/DC)。丸印で示す』 b)選別済みCD1a+/CD14+(LC/DC)。三角印で示す』 c)LC/DC培養物から得た未選別細胞(LC)。四角印で示す。 d)拡大サイトカイン類を含有するだけの培養物から得た未選別細胞(KC)。 星印で示す: e)PBMC細胞のみ(コントロ−ル); f)抗原提示細胞のみ(aないしd)。 これらの混合物は二日間培養したあと、3H−チミジンを添加し、その混合物 をさらに18時間培養した。次いでこれらの細胞を採取して洗浄し、一分間当た りの細胞数(CPM)を測定した。3H−チミジンガ培養中に細胞に取り込まれ ているので、この一分間当たりの細胞数が、T細胞増殖の一つの尺度であり、従 って使用した細胞の抗原提示能の一つの尺度である。 この実験から以下の如き結論が導き出される: a)PBMC細胞単独では、増殖を一切示さない: b)抗原提示細胞(全ての集団を使用)単独では、増殖を一切示さない(照射) ; c)PBMC細胞+抗原提示細胞は、増殖を一切示さない; d)それに対して、PBMCsb+抗原提示細胞+破傷風トキソイドは、使用し た細胞型に依存して強度の増殖を示す。選別したLC−DC集団(CD1a+/ CD14-およびCD1a+/CD14+)は、最も強度の高い増殖を誘発した。 未選別のLC/DC集団は、その誘発強度は若干低い。このことは、かかる細 胞集団も高原提示性をしめ鎖な他の細胞をも含有しているという事実に帰結させ ることができる。このKC集団、即ち拡大サイトカインであるIL−1β、IL −3、IL−6、SCFおよびEPOを含有するだけの細胞であるが、比較的弱 い増殖を誘発したに過ぎなかった。 この実験から、特に好ましいサイトカイン混合物を用いて試験管内において生 成させたランゲルハンス細胞/樹状突起細胞は、傑出した顕著な態様で抗原を吸 収して、これを提示しかつ極めて強度の高いT細胞応答を誘発させることができ ることが証明された。このような特性は、IL−4およびGM−CSFが存在し ない場合は、それほど顕著ではなくなる。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年4月17日 【補正内容】 34条補正による特許請求の範囲: 1. 以下の工程を行うことを特徴とする、樹状突起細胞を調製する方法:a) 末梢血液細胞を血液から単離すること; b)CD34抗原を発現する末梢血液前駆細胞を濃縮・強化すること; c)これらの細胞をインタ−ロイキン1(IL−1)、インタ−ロイキン3(I L−3)、インタ−ロイキン6(IL−6)、エリスロポイエチン(EPO)お よび幹細胞成長因子を含有する細胞増殖培地中において培養することによって拡 大させる; d)これらの細胞をサイトカインであるIL−4及びGM−CSFのみを含有す る培地に移すこと;及び e)かかる樹状突起細胞を次に濃縮・強化すること。 2. 該末梢血液前駆細胞をヘパリン処理血液試料から密度勾配遠心分離で単離 することを特徴とする、請求項1に記載された方法。 3. 該末梢血液前駆細胞をFicoll/Hypaqueを介して密度勾配遠 心分離で単離することを特徴とする、請求項2に記載された方法。 4. 該末梢血液前駆細胞を表面抗原CD34に配向せしめたモノクロ−ナル抗 体と反応させることを特徴とする、請求項1に記載された方法。 5. 表面抗原CD34に配向せしめたモノクロ−ナル抗体と事前に反応させた 該末梢血液前駆細胞を免疫アフィニティ−カラム、特にアビジン免疫アフィニテ ィ−カラムによる処理で反応しなかった細胞から分離することを特徴とする、請 求項4に記載された方法。 6. 該血液を通常の用量での化学療法に供しておいた癌患者から採取するに際 して、該化学療法がエトポサイド(Etoposide;V16)、イフォスフ ァマイド(Isofamide)およびシスプラチン(Cisplatin)と を使用することから成るものであることを特徴とする、請求項1に記載された方 法。 7. 化学療法に供し次いで遺伝子組み換えヒトインタ−ロイキン3(rhIL −3)、遺伝子組み換え顆粒球マクロファ−ジュコロニ−刺激因子(rhGM− CSF)または遺伝子組み換え顆粒球コロニ−刺激因子(rhG−CSF)の連 続併用に供した癌患者から該血液を採取することを特徴とする、請求項1に記載 された方法。 8. 該CD34+を白血球搬出法産物から採取することを特徴とする、前記請 求項のうちの一項に記載された方法。 9. 請求項1ないし8のうちの一項に記載された方法で得ることができる樹状 突起細胞。 10. インタ−ロイキン1(IL−1)、インタ−ロイキン3(IL−3)、 インタ−ロイキン6(IL−6)、エリスロポイエチン(EPO)および幹細胞 成長因子(SCF)から成る造血性成長因子の組合せを含有することを特徴とす る、樹状突起細胞を拡大するための容器。 11. インタ−ロイキン1が10ng/mlと1000ng/mlとの間の濃 度で存在し、インタ−ロイキン3が1U/mlから1000U/mlまでの濃度 で存在し、インタ−ロイキン6が10U/mlから1000U/mlまでの濃度 で存在し、エリスロポイエチンが0.1U/mlと10U/mlとの間の濃度で 存在し且つ幹細胞増殖因子が10ng/mlから1000ng/mlまでの濃度 で存在し、顆粒球マクロファ−ジュコロニ−刺激因子(GM−CSF)が10n g/mlから1000ng/mlまでの濃度で存在しかつ腫瘍壊死因子-α(T NF−α)が1U/mlから1000U/mlまでの濃度で存在することを特徴 とする、請求項10に記載された組合せを含有する容器。 12. 細胞培養瓶であることを特徴とする、請求項10に記載された容器。 13. 請求項9に記載された樹状突起細胞を免疫応答を誘発させるための抗原 提示細胞として使用する用途。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI C12M 1/00 9051−4C A61K 37/24 (72)発明者 ヘンシュラー、ラインハルト ドイツ国、デー−79106、フライブルク、 フェルト−ヴァイス−シュトラーセ、45番 (72)発明者 ケーラー、ガブリエレ ドイツ国、デー−79104、フライブルク、 レンゲンハルト−シュトラーセ、16番 (72)発明者 シェーファー、ハンス−エッカート ドイツ国、デー−79111、フライブルク、 ヴァインベルクシュトラーセ、15番 (72)発明者 リンデマン、アルブレヒト ドイツ国、デー−79294、ゼルデン、ビュ ルグレシュトラーセ、18デー (72)発明者 マーテルスマン、ローランド ドイツ国、デー−79104、フライブルク、 ゾンハルデ、72番 (72)発明者 マッケンゼン、アンドレアス ドイツ国、デー−79106、フライブルク、 カルトイザーシュトラーセ、92番 (72)発明者 パウル、フィシュ ドイツ国、デー−79110、フライブルク、 エディト−スタイン−シュトラーセ、16番 (72)発明者 ヘルプスト、ビルジット ドイツ国、デー−79227、シャールシュタ ット、アオフ・デム・フェルデーレ、20番

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 以下の工程を行うことを特徴とする、樹状突起細胞を調製する方法: a)末梢血液細胞を血液から単離すること; b)CD34抗原を発現する末梢血液前駆細胞を濃縮・強化すること; c)これらの細胞を造血性成長因子および/またはサイトカインと共に培養する こと;および、適切な場合、 d)樹状突起細胞を次に濃縮・強化すること。 2. 該末梢血液前駆細胞をヘパリン処理血液試料から密度勾配遠心分離で単離 することを特徴とする、請求項1に記載された方法。 3. 該末梢血液前駆細胞をFicoll/Hypaqueを介して密度勾配遠 心分離で単離することを特徴とする、請求項2に記載された方法。 4. 該末梢血液前駆細胞を表面抗原CD34に対向・配向せしめたモノクロ− ナル抗体と反応させることを特徴とする、請求項1に記載された方法。 5. 表面抗原CD34に対向・配向せしめたモノクロ−ナル抗体と事前に反応 させた該末梢血液前駆細胞を免疫アフィニティ−カラム、特にアビジン免疫アフ ィニティ−カラムによる処理で反応しなかった細胞から分離することを特徴とす る、請求項4に記載された方法。 6. 該末梢血液前駆細胞を、インタ−ロイキン1(IL−1)、インタ−ロイ キン3(IL−3)、インタ−ロイキン6(IL−6)、エリスロポイエチン( EPO)および幹細胞成長因子を含有する細胞増殖培地中において培養すること によって拡大させることを特徴とする、請求項1に記載された方法。 7. 該末梢血液前駆細胞を、幹細胞増殖因子(SCF)、顆粒球マクロファ −ジュコロニ−刺激因子(GM−CSF)および腫瘍壊死因子−α(TNF−α )また適切である場合は、インタ−ロイキン4(IL−4)含有する細胞増殖培 地中において拡大させることを特徴とする、請求項1に記載された方法。 8. 該末梢血液前駆細胞を、幹細胞増殖因子(SCF)、エリスロポイエチン (EPO)、インタ−ロイキン1β(IL−1β)、インタ−ロイキン3(IL −3)、インタ−ロイキン4(IL−4)、インタ−ロイキン6(IL−6)お よび顆粒球マクロファ−ジュコロニ−刺激因子(GM−CSF)を含有する細胞 増殖培地中において拡大させることを特徴とする、請求項1に記載された方法。 9. 該末梢血液前駆細胞を、第一段階として幹細胞増殖因子(SCF)、エリ スロポイエチン(EPO)、インタ−ロイキン1β(IL−1β)、インタ−ロ イキン3(IL−3)、インタ−ロイキン4(IL−4)およびインタ−ロイキ ン6(IL−6)を含有する細胞増殖培地中において拡大させることおよび該細 胞を拡大させた後、第二段階として分化させるためにインタ−ロイキン4(IL −4)と顆粒球マクロファ−ジュコロニ−刺激因子(GM−CSF)とを含有す る培地に移すことを特徴とする請求項1に記載された方法。 10. 該血液を通常の用量での化学療法に供しておいた癌患者から採取するに 際して、該化学療法がエトポサイド(Etoposide;V16)、イフォス ファマイド(Ifosfamide)およびシスプラチン(Cisplatin )とを使用することから成るものであることを特徴とする、請求項1に記載され た方法。 11. 化学療法に供し次いで遺伝子組み換えヒトインタ−ロイキン3(rhI L−3)、遺伝子組み換え顆粒球マクロファ−ジュコロニ−刺激因子(rhGM −CSF)または遺伝子組み換え顆粒球コロニ−刺激因子(rhG−CSF)の 連続併用に供した癌患者から該血液を採取することを特徴とする、請求項1に記 載された方法。 12. 該CD34+を白血球搬出法産物から採取することを特徴とする、前記 請求項のうちの何れか一項に記載された方法。 13. 請求項1ないし12のうちの一項に記載された方法で得ることができる 樹状突起細胞。 14. インタ−ロイキン1(IL−1)、インタ−ロイキン3(IL−3)、 インタ−ロイキン6(IL−6)、エリスロポイエチン(EPO)および幹細胞 成長因子から成る造血性成長因子の組合せ。 15. インタ−ロイキン1β(IL−1β)、インタ−ロイキン3(IL−3 )、インタ−ロイキン4(IL−4)、インタ−ロイキン6(IL−6)、エリ スロポイエチン(EPO)、幹細胞増殖因子(SCF)、および顆粒球マクロフ ァ−ジュコロニ−刺激因子(GM−CSF)とから成ることを特徴とする、造血 性成長因子の組合せ。 16. 幹細胞増殖因子(SCF)、顆粒球マクロファ−ジュコロニ−刺激因子 (GM−CSF)および腫瘍壊死因子−α(TNF−α)から成る造血性成長因 子の組合せ。 17. インタ−ロイキン1(IL−1)が10ng/mlと1000ng/m lとの間の濃度で存在し、インタ−ロイキン3(IL−3)が1U/mlから1 000U/mlまでの濃度で存在し、インタ−ロイキン4(IL−4)が50n g/mlと200ng/mlとの間の濃度で存在し、インタ−ロイキン6(IL −6))が10U/mlから1000U/mlまでの濃度で存在し、エリスロポ イエチン(EPO)が0.1U/mlと10U/mlとの間の濃度で存在し、幹 細胞増殖因子(SCF)が10ng/mlから1000ng/mlまでの濃度で 存在し、顆粒球マクロファ−ジュコロニ−刺激因子(GM−CSF)が10ng /mlから1000ng/mlまでの濃度で存在しかつ腫瘍壊死因子-α(TN F−α)が1U/mlから1000U/mlまでの濃度で存在することを特徴と する請求項14ないし16のうちの何れか一項に記載された組合せ。 18. さらに1U/mlから1000U/mlまでの濃度でのインタ−フェロ ン−γ(IFN−α)を含んで成ることを特徴とする、請求項17に記載された 組合せ。 19. 請求項14ないし18までのうちの何れか一項に記載された組合せを含 有していることを特徴とする、樹状突起細胞を拡大するための容器。 20. 細胞培養瓶であることを特徴とする請求項19に記載された容器。 21. 請求項13に記載された樹状突起細胞を免疫応答を誘発させるための抗 原提示細胞として使用する用途。
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