JP2026511087A - Method and composition for producing ovarian support cell cocultures - Google Patents
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Abstract
卵母細胞の体外成熟のための方法及び組成物を特徴とする。特に、本開示は、培地中の卵母細胞の成熟を促進するために複数の卵巣支持細胞(OSC)を操作することに関連する方法及び組成物を特徴とする。このような方法及び組成物は、生殖補助医療(ART)処置に特に有用である。
【選択図】なし
This disclosure features methods and compositions for the in vitro maturation of oocytes. In particular, this disclosure features methods and compositions relating to the manipulation of multiple ovarian supporting cells (OSCs) to promote the maturation of oocytes in a culture medium. Such methods and compositions are particularly useful in assisted reproductive technology (ART) procedures.
[Selection Diagram] None
Description
本開示は、体外卵母細胞の成熟及び生殖補助医療(ART)の分野に関する。 This disclosure relates to the field of in vitro oocyte maturation and assisted reproductive technology (ART).
女性の10人に1人が不妊症に悩まされており、体外受精(IVF)などの生殖補助医療(ART)を必要としている。培養中の卵母細胞の健康維持には課題が残っており、その結果、卵母細胞の品質が低下し、結果として胚の品質も低下する。さらに、発達上未成熟である卵母細胞は、慣習的に廃棄され、IVFに利用可能な卵母細胞のプールを狭めている。体外成熟培養(IVM)は、採卵後に体外で卵母細胞を成熟させる可能性があり、採取された全ての卵の利用を可能にする。培地への卵胞刺激ホルモン(FSH)の添加(スパイクイン)を使用するIVMの現在の方法は非効率的であり、未成熟卵で成熟を示すものは5~40%である。さらに悪いことに、この方法では、多くの不健康な卵が生じ、胚生存率は17%未満と、標準的なIVFに対してはるかに低い。したがって、本技術分野では依然として、ART処置を受けている女性対象のために卵母細胞成熟を促進する必要がある。 One in ten women suffers from infertility and requires assisted reproductive technology (ART), such as in vitro fertilization (IVF). Maintaining the health of oocytes during culture remains a challenge, resulting in reduced oocyte quality and consequently, reduced embryo quality. Furthermore, developmentally immature oocytes are conventionally discarded, narrowing the pool of oocytes available for IVF. In vitro maturation culture (IVM) offers the possibility of maturing oocytes outside the body after egg retrieval, making all retrieved eggs usable. Current IVM methods using follicle-stimulating hormone (FSH) addition to the culture medium (spiking) are inefficient, with only 5-40% of immature eggs showing maturation. Even worse, this method results in many unhealthy eggs, and embryo survival rates are much lower than standard IVF (less than 17%). Therefore, there is still a need in this field to promote oocyte maturation for women undergoing ART.
一態様では、本開示は、1つ以上の卵巣支持細胞(OSC)及び1つ以上の希釈剤または賦形剤を含む体外組成物を特徴とする。いくつかの実施形態では、この組成物は、1つ以上の卵母細胞の成熟を促進する。 In one embodiment, the present disclosure features an in vitro composition comprising one or more ovarian supporting cells (OSCs) and one or more diluents or excipients. In some embodiments, the composition promotes the maturation of one or more oocytes.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、1つ以上の顆粒膜細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、FOXL2、AMHR2、CD82またはそれらの任意の組み合わせを発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、GJA1、MDK、BBX、HES4、PBX3、YBX3、BMPR2、CD46、COL4A1、COL4A2、LAMC1、ITGAV、及びITGBから選択される1つ以上の遺伝子を発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、FOXO1、CDH1、CYP19A1、RARRES2、NOTCH2、NRG1、BMPR1B、EGFR(ERBB1)、及びERBB4から選択される1つ以上の遺伝子をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、RARRES2、NOTCH2、NOTCH3、ID3、及びBMPR2から選択される1つ以上の遺伝子をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、遺伝子CDH2及び/またはNOTCH2をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、RARRES2の顕著な発現を示さない。 In some embodiments, one or more OSCs comprise one or more granulosa cells. In some embodiments, one or more OSCs express FOXL2, AMHR2, CD82, or any combination thereof. In some embodiments, one or more OSCs express one or more genes selected from GJA1, MDK, BBX, HES4, PBX3, YBX3, BMPR2, CD46, COL4A1, COL4A2, LAMC1, ITGAV, and ITGB. In some embodiments, one or more OSCs further express one or more genes selected from FOXO1, CDH1, CYP19A1, RARRES2, NOTCH2, NRG1, BMPR1B, EGFR (ERBB1), and ERBB4. In some embodiments, one or more OSCs further express one or more genes selected from RARRES2, NOTCH2, NOTCH3, ID3, and BMPR2. In some embodiments, one or more OSCs further express the gene CDH2 and/or NOTCH2. In some embodiments, one or more OSCs do not show significant expression of RARRES2.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、NR2F2を発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、卵巣間質細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、顆粒膜細胞及び卵巣間質細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs express NR2F2. In some embodiments, one or more OSCs include ovarian stromal cells. In some embodiments, one or more OSCs include granulosa cells and ovarian stromal cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、60%を超える顆粒膜細胞、70%を超える顆粒膜細胞、80%を超える顆粒膜細胞、90%を超える顆粒膜細胞、または95%を超える顆粒膜細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs contain more than 60% granulosa cells, more than 70% granulosa cells, more than 80% granulosa cells, more than 90% granulosa cells, or more than 95% granulosa cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、iPSCの集団の分化によって得られる。いくつかの実施形態では、iPSCは、ヒトiPSC(hiPSC)である。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子GATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子FOXL2を発現または過剰発現する。 In some embodiments, one or more OSCs are obtained by differentiation of a population of iPSCs. In some embodiments, the iPSCs are human iPSCs (hiPSCs). In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor RUNX2. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor NR5A1. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor GATA4. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor FOXL2.
いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2及びNR5A1を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2及びGATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1及びGATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子GATA4及びFOXL2を発現または過剰発現する。 In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2 and NR5A1. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2 and GATA4. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2 and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors NR5A1 and GATA4. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors NR5A1 and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors GATA4 and FOXL2.
いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、NR5A1、及びGATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、GATA4、及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、NR5A1、及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1、GATA4、及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、NR5A1、GATA4、及びFOXL2を発現または過剰発現する。 In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, NR5A1, and GATA4. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, GATA4, and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, NR5A1, and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors NR5A1, GATA4, and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, NR5A1, GATA4, and FOXL2.
いくつかの実施形態では、転写因子の発現または過剰発現は、ドキシサイクリン応答性のプロモーターまたはエンハンサーなどのドキシサイクリン応答性の転写調節要素によって誘導される。 In some embodiments, the expression or overexpression of transcription factors is induced by doxycycline-responsive transcriptional regulators, such as doxycycline-responsive promoters or enhancers.
いくつかの実施形態では、hiPSCは、Wnt/β-カテニン経路活性化因子と接触する。いくつかの実施形態では、Wnt/β-カテニン経路活性化因子は、Rho関連タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤、グリコーゲン合成酵素キナーゼ-3(GSK3)阻害剤、またはそれらの組み合わせである。 In some embodiments, hiPSCs come into contact with a Wnt/β-catenin pathway activator. In some embodiments, the Wnt/β-catenin pathway activator is a Rho-related protein kinase (ROCK) inhibitor, a glycogen synthase kinase-3 (GSK3) inhibitor, or a combination thereof.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCのうちの少なくとも1つが封入される。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、アルギン酸塩、ラミニン、コラーゲン、ビトロネクチン、キトサン、ヒアルロン酸、ポリ-D-ラクトン、またはそれらの任意の混合物に封入される。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、ラミニン、例えばラミニン-521に封入される。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、ビトロネクチンに封入される。 In some embodiments, at least one of one or more OSCs is encapsulated. In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated in alginate, laminin, collagen, vitronectin, chitosan, hyaluronic acid, poly-D-lactone, or any mixture thereof. In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated in laminin, for example, laminin-521. In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated in vitronectin.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、未修飾iPSCと比較して低下しているまたは検出不能な多能性に関連する1つ以上の遺伝子の発現を有する。いくつかの実施形態では、多能性に関連する1つ以上の遺伝子は、NANOGを含む。いくつかの実施形態では、多能性に関連する1つ以上の遺伝子は、POU5F1を含む。 In some embodiments, one or more OSCs have reduced or undetectable expression of one or more genes associated with pluripotency compared to unmodified iPSCs. In some embodiments, the one or more genes associated with pluripotency include NANOG. In some embodiments, the one or more genes associated with pluripotency include POU5F1.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCのうちの少なくとも1つは、1つ以上の成長因子を産生する。いくつかの実施形態では、1つ以上の成長因子は、インスリン様成長因子(IGF)、幹細胞因子(SCF)、上皮成長因子(EGF)、白血病抑制因子(LIF)、血管内皮成長因子(VEGF)、骨形成タンパク質(BMP)、C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の成長因子のうちの少なくとも一部が分泌される。 In some embodiments, at least one of the one or more OSCs produces one or more growth factors. In some embodiments, the one or more growth factors include insulin-like growth factor (IGF), stem cell factor (SCF), epidermal growth factor (EGF), leukemia suppressor factor (LIF), vascular endothelial growth factor (VEGF), bone morphogenetic protein (BMP), C-type natriuretic peptide (CNP), or any combination thereof. In some embodiments, at least a portion of the one or more growth factors are secreted.
いくつかの実施形態では、OSCのうちの1つ以上は、1つ以上のステロイドを生成する。いくつかの実施形態では、1つ以上のステロイドは、エストラジオール、プロゲステロン、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のステロイドは、ホルモン刺激に応答して生成される。いくつかの実施形態では、ホルモン刺激は、FSH、アンドロステンジオン治療、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つの以上のステロイドのうちの少なくとも一部が分泌される。 In some embodiments, one or more OSCs produce one or more steroids. In some embodiments, the one or more steroids include estradiol, progesterone, or a combination thereof. In some embodiments, one or more steroids are produced in response to hormonal stimulation. In some embodiments, the hormonal stimulation includes FSH, androstenedione treatment, or a combination thereof. In some embodiments, at least some of the one or more steroids are secreted.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCが凍結保存される。いくつかの実施形態では、この組成物は、体外成熟(IVM)培地をさらに含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、細胞培養培地を含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、Medicult-IVM培地を含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、1つ以上のサプリメントを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のサプリメントは、
(i)任意選択で約5~約15mg/mLの濃度、さらに任意選択で10mg/mLの濃度のヒト血清アルブミン(HSA)、
(ii)任意選択で約70mIU/mL~約80mIU/mLの濃度、さらに任意選択で75mIU/mLの濃度の組み換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、
(iii)任意選択で約95mIU/mL~約105mIU/mLの濃度、さらに任意選択で100mIU/mLの濃度のヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、
(iv)任意選択で約495ng/mL~約505ng/mLの濃度、さらに任意選択で500ng/mLの濃度のアンドロステンジオン、
(v)任意選択で約0.5μg/mL~約1.5μg/mLの濃度、さらに任意選択で1μg/mLの濃度のドキシサイクリン、
または1つ以上のサプリメントの任意の組み合わせを含む。
In some embodiments, one or more OSCs are cryopreserved. In some embodiments, the composition further comprises an in vitro maturation (IVM) medium. In some embodiments, the IVM medium comprises a cell culture medium. In some embodiments, the IVM medium comprises Medicult-IVM medium. In some embodiments, the IVM medium comprises one or more supplements. In some embodiments, one or more supplements are
(i) Human serum albumin (HSA) at a concentration of approximately 5 to 15 mg/mL (optional), and at a concentration of 10 mg/mL (optional).
(ii) Recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH) at a concentration of approximately 70 mIU/mL to approximately 80 mIU/mL, and at an optional concentration of 75 mIU/mL.
(iii)Optionally, human chorionic gonadotropin (hCG) at concentrations of approximately 95 mIU/mL to approximately 105 mIU/mL, and optionally at a concentration of 100 mIU/mL.
(iv)Optionally, androstenedione at concentrations of approximately 495 ng/mL to approximately 505 ng/mL, and further optionally, at a concentration of 500 ng/mL.
(v) Optionally, doxycycline at concentrations of approximately 0.5 μg/mL to approximately 1.5 μg/mL, and optionally at a concentration of 1 μg/mL.
or any combination of one or more supplements.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、ドナー対象から採取される。いくつかの実施形態では、ドナー対象は、約19歳~約45歳である。いくつかの実施形態では、対象は、卵巣刺激を受けている。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、ゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)による治療を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上のGnRH類似体による治療を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のGnRH類似体は、GnRHアゴニストまたはアンタゴニストである。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上の排卵誘発剤を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の排卵誘発剤は、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の排卵誘発剤は、GnRHアゴニストを含み、任意選択で、GnRHアゴニストは、ロイプロリドである。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、FSH治療を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、FSH治療を含まない。いくつかの実施形態では、このFSH治療は、300国際単位(IU)~700IUのFSHを含む。いくつかの実施形態では、このFSH治療は、400IU~600IUのFSHを含む。いくつかの実施形態では、このFSH治療は、1回、2回、3回、またはそれ以上のFSH注射を含み、任意選択で、このFSH治療は、複数回の注射を含み、各注射は、約100IU~約200IUのFSHの投与量を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、クエン酸クロミフェンの投与を含み、任意選択で、クエン酸クロミフェンは、1回以上の投与量で最大8日間投与され、任意選択で、各投与量は、50mg~150mg(例えば、50~75mg、60~80mg、75~100mg、90~115mg、110~130mg、125~150mg、例えば、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg、110mg、120mg、130mg、140mg、150mg)である。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上のhCG誘発剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のhCG誘発剤は、2,500IU~10,000IUのhCGまたは約200μg~約700μgのhCGを含み、任意選択で、hCGは、約400μg~約600μgの投与量で対象に投与され、さらに任意選択で、hCGは、1回あたり約500μgの投与量で対象に投与される。 In some embodiments, one or more oocytes are collected from a donor subject. In some embodiments, the donor subject is approximately 19 to 45 years old. In some embodiments, the subject undergoes ovarian stimulation. In some embodiments, ovarian stimulation includes treatment with gonadotropin-releasing hormone (GnRH). In some embodiments, ovarian stimulation includes treatment with one or more GnRH analogs. In some embodiments, one or more GnRH analogs are GnRH agonists or antagonists. In some embodiments, ovarian stimulation includes one or more ovulation-inducing agents. In some embodiments, one or more ovulation-inducing agents include human chorionic gonadotropin (hCG). In some embodiments, one or more ovulation-inducing agents include a GnRH agonist, optionally, the GnRH agonist being leuprolide. In some embodiments, ovarian stimulation includes FSH treatment. In some embodiments, ovarian stimulation does not include FSH treatment. In some embodiments, this FSH treatment comprises 300 to 700 IU of FSH. In some embodiments, this FSH treatment comprises 400 to 600 IU of FSH. In some embodiments, this FSH treatment comprises one, two, three, or more FSH injections, and optionally, this FSH treatment comprises multiple injections, each injection comprising a dose of approximately 100 to 200 IU of FSH. In some embodiments, ovarian stimulation comprises the administration of clomiphene citrate, optionally administered in one or more doses for up to eight days, optionally each dose ranging from 50 mg to 150 mg (e.g., 50–75 mg, 60–80 mg, 75–100 mg, 90–115 mg, 110–130 mg, 125–150 mg, e.g., 50 mg, 60 mg, 70 mg, 80 mg, 90 mg, 100 mg, 110 mg, 120 mg, 130 mg, 140 mg, 150 mg). In some embodiments, ovarian stimulation further comprises one or more hCG inducers. In some embodiments, one or more hCG inducers comprise 2,500 IU to 10,000 IU of hCG or about 200 μg to about 700 μg of hCG, and optionally, the hCG is administered to the subject in doses of about 400 μg to about 600 μg, and optionally, the hCG is administered to the subject in doses of about 500 μg per dose.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、卵丘卵母細胞複合体(COC)内に存在する。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の裸化された未成熟卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞はすべて裸化された未成熟卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞が裸化されていない。 In some embodiments, one or more oocytes are located within a cumulus-oocyte complex (COC). In some embodiments, one or more oocytes include one or more developed immature oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are all developed immature oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are not developed.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の卵核胞(GV)含有卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、卵母細胞のうちの1つ以上は、中期I(MI)にある1つ以上の卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、卵母細胞のうちの1つ以上は、中期II(MII)にある1つ以上の卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞のうちの少なくとも一部は、1つ以上の以前にガラス化された卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞のうちの少なくとも一部は、1つ以上の以前に凍結保存された卵母細胞を含む。 In some embodiments, one or more oocytes comprise one or more oocytes containing a nucleus vesicle (GV). In some embodiments, one or more of the oocytes comprise one or more oocytes in metaphase I (MI). In some embodiments, one or more of the oocytes comprise one or more oocytes in metaphase II (MII). In some embodiments, at least a portion of one or more oocytes comprises one or more previously vitrified oocytes. In some embodiments, at least a portion of one or more oocytes comprises one or more previously cryopreserved oocytes.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと共培養される。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs.
いくつかの実施形態では、共培養の前及び/または後に、1つ以上の卵母細胞は、総卵母細胞スコア、GV期からMII期の卵母細胞の成熟率、GV期からMI期の卵母細胞の成熟率、MI期からMII期の卵母細胞の成熟率、平均卵母細胞形状、平均卵母細胞サイズ、平均卵質品質、平均囲卵腔(PVS)品質、平均透明帯(ZP)品質、及び平均極体品質からなる群から選択されるパラメータについて評価される。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ形態学的品質を有し、形態学的品質は、卵母細胞サイズ、卵母細胞透明帯サイズ、卵母細胞の色、卵母細胞形状、卵母細胞細胞質の粒度、卵母細胞極体品質、及び卵母細胞PVS品質を含む。 In some embodiments, before and/or after co-culture, one or more oocytes are evaluated for parameters selected from the group consisting of total oocyte score, oocyte maturation rate from GV to MII, oocyte maturation rate from GV to MI, oocyte maturation rate from MI to MII, mean oocyte shape, mean oocyte size, mean oocyte quality, mean pericoelous space (PVS) quality, mean zona pellucida (ZP) quality, and mean polar body quality. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same morphological quality as oocytes matured in vivo, and morphological quality includes oocyte size, zona pellucida size, oocyte color, oocyte shape, oocyte cytoplasmic grain size, oocyte polar body quality, and oocyte PVS quality.
いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、1つ以上のOSCを含まない培養物中の卵母細胞と比較して向上した成熟率を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ位置にある第二減数分裂中期紡錘体を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じトランスクリプトームプロファイルを有する。 In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have an improved maturation rate compared to oocytes in a culture without one or more OSCs. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have metaphase II spindles at substantially the same position as those in oocytes matured in vivo. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same transcriptome profile as oocytes matured in vivo.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと、約20時間、約21時間、約22時間、約23時間、約24時間、約25時間、約26時間、約27時間、約28時間、約29時間、約30時間、約31時間、約32時間、約33時間、約34時間、約35時間、または約36時間共培養される。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと約24時間~約28時間共培養される。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs for approximately 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, or 36 hours. In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs for approximately 24 to 28 hours.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCと共培養された1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の成熟精子細胞と接触した後に1つ以上の未分化胚芽細胞を形成する。 In some embodiments, one or more oocytes co-cultured with one or more OSCs form one or more undifferentiated germ cells after contact with one or more mature spermatids.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと直接接触して共培養される。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、OSCと直接接触しない。いくつかの実施形態では、培養システムは、浮遊培養である。いくつかの実施形態では、培養システムは、接着培養である。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured in direct contact with one or more OSCs. In some embodiments, one or more oocytes are not in direct contact with OSCs. In some embodiments, the culture system is suspension culture. In some embodiments, the culture system is adherent culture.
別の態様では、本開示は、卵母細胞を培養する方法を特徴として、1つ以上の未成熟卵母細胞は、1つ以上のOSCと共培養される。 In another embodiment, the present disclosure is characterized by a method for culturing oocytes, wherein one or more immature oocytes are co-cultured with one or more OSCs.
別の態様では、本開示は、生殖補助医療(ART)処置で使用するためにヒト対象から以前に採取された1つ以上の卵母細胞を調製する方法を特徴として、この方法は、1つ以上の卵母細胞を1つ以上のOSCと共培養することを含む。 In another embodiment, the present disclosure features a method for preparing one or more oocytes previously collected from a human subject for use in an assisted reproductive technology (ART) procedure, the method comprising co-culturing one or more oocytes with one or more OSCs.
別の態様では、本開示は、ART処置で使用するための成熟卵母細胞を生成する方法を特徴として、この方法は、以前にヒト対象から採取された1つ以上の卵母細胞を、1つ以上のiPSCから分化した卵巣支持細胞の集団と共培養することを含む。 In another embodiment, the present disclosure features a method for generating mature oocytes for use in ART treatment, the method comprising co-culturing one or more oocytes previously collected from a human subject with a population of ovarian supporting cells differentiated from one or more iPSCs.
別の態様では、本開示は、体外で卵母細胞の成熟を誘導する方法を特徴として、この方法は、1つ以上の卵母細胞を、1つ以上のiPSCから分化した卵巣支持細胞の集団と共培養することを含み、任意選択で、共培養は、約6時間~約120時間行われる。 In another embodiment, the present disclosure features a method for inducing oocyte maturation in vitro, the method comprising co-culturing one or more oocytes with a population of ovarian supporting cells differentiated from one or more iPSCs, the co-culturing being optionally performed for approximately 6 to 120 hours.
別の態様では、ART処置で使用するための成熟卵母細胞を生成する方法を特徴として、この方法は、
(a)1つ以上のiPSCを分化させて1つ以上のOSCを生成することと、
(b)対象から1つ以上の未成熟卵母細胞を採取することと、
(c)1つ以上の卵母細胞を1つ以上のOSCと共培養し、それによって1つ以上の成熟卵母細胞を生成することと、を含む。
In another embodiment, the method is characterized by a method for generating mature oocytes for use in ART treatment, and this method is
(a) Differentiating one or more iPSCs to generate one or more OSCs,
(b) Collect one or more immature oocytes from the subject,
(c) Co-culturing one or more oocytes with one or more OSCs to generate one or more mature oocytes.
別の態様では、本開示は、ART処置を受けており、卵胞誘発期間中に1つ以上の卵胞誘発剤を以前に投与された対象の卵母細胞の成熟を促進する方法を特徴として、この方法は、
(a)対象から1つ以上の未成熟卵母細胞を採取することと、
(b)1つ以上の卵母細胞を、iPSCから分化した1つ以上のOSCと共培養し、それによって1つ以上の成熟卵母細胞を生成することと、
(c)1つ以上の成熟卵母細胞を単離することと、を含む。
In another aspect, the present disclosure features a method for promoting the maturation of oocytes in subjects who have undergone ART treatment and have previously been administered one or more follicle-inducing agents during the follicle-inducing period, wherein the method is
(a) Collect one or more immature oocytes from the subject,
(b) Co-culturing one or more oocytes with one or more OSCs differentiated from iPSCs, thereby generating one or more mature oocytes,
(c) comprising isolating one or more mature oocytes.
先行態様のいずれかのいくつかの実施形態では、共培養の前及び/または後に、1つ以上の卵母細胞は、総卵母細胞スコア、GV期からMII期の卵母細胞の成熟率、GV期からMI期の卵母細胞の成熟率、MI期からMII期の卵母細胞の成熟率、平均卵母細胞形状、平均卵母細胞サイズ、平均卵質品質、平均囲卵腔(PVS)品質、平均透明帯(ZP)品質、及び平均極体品質からなる群から選択されるパラメータについて評価される。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ形態学的品質を有し、形態学的品質は、卵母細胞サイズ、卵母細胞透明帯サイズ、卵母細胞の色、卵母細胞形状、卵母細胞細胞質の粒度、卵母細胞極体品質、及び卵母細胞PVS品質を含む。 In some embodiments of any of the prior art, before and/or after co-culture, one or more oocytes are evaluated for parameters selected from the group consisting of total oocyte score, oocyte maturation rate from GV to MII, oocyte maturation rate from GV to MI, oocyte maturation rate from MI to MII, mean oocyte shape, mean oocyte size, mean oocyte quality, mean pericoelous space (PVS) quality, mean zona pellucida (ZP) quality, and mean polar body quality. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same morphological quality as oocytes matured in vivo, and morphological quality includes oocyte size, zona pellucida size, oocyte color, oocyte shape, oocyte cytoplasmic grain size, oocyte polar body quality, and oocyte PVS quality.
いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、1つ以上のOSCを含まない培養物中の卵母細胞と比較して向上した成熟率を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と比較して向上している成熟率を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ位置にある第二減数分裂中期紡錘体を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じトランスクリプトームプロファイルを有する。 In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have an improved maturation rate compared to oocytes in a culture without one or more OSCs. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have an improved maturation rate compared to oocytes matured in vivo. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have metaphase II spindles at substantially the same position as those in oocytes matured in vivo. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same transcriptome profile as oocytes matured in vivo.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、FOXL2、AMHR2、CD82またはそれらの任意の組み合わせを発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、GJA1、MDK、BBX、HES4、PBX3、YBX3、BMPR2、CD46、COL4A1、COL4A2、LAMC1、ITGAV、及びITGBから選択される遺伝子のうちの1つ以上を発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、FOXO1、CDH1、CYP19A1、RARRES2、NOTCH2、NRG1、BMPR1B、EGFR(ERBB1)、及びERBB4から選択される遺伝子のうちの1つ以上をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、RARRES2、NOTCH2、NOTCH3、ID3、及びBMPR2から選択される遺伝子のうちの1つ以上をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、CDH2遺伝子及び/またはNOTCH2遺伝子をさらに発現するが、RARRES2遺伝子の顕著な発現を持たない。 In some embodiments, one or more OSCs express FOXL2, AMHR2, CD82, or any combination thereof. In some embodiments, one or more OSCs express one or more genes selected from GJA1, MDK, BBX, HES4, PBX3, YBX3, BMPR2, CD46, COL4A1, COL4A2, LAMC1, ITGAV, and ITGB. In some embodiments, one or more OSCs further express one or more genes selected from FOXO1, CDH1, CYP19A1, RARRES2, NOTCH2, NRG1, BMPR1B, EGFR (ERBB1), and ERBB4. In some embodiments, one or more OSCs further express one or more genes selected from RARRES2, NOTCH2, NOTCH3, ID3, and BMPR2. In some embodiments, one or more OSCs further express the CDH2 gene and/or the NOTCH2 gene, but do not exhibit significant expression of the RARRES2 gene.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、顆粒膜細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs include granulosa cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、NR2F2を発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、卵巣間質細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs express NR2F2. In some embodiments, one or more OSCs include ovarian stromal cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、顆粒膜細胞及び卵巣間質細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、60%を超える顆粒膜細胞、70%を超える顆粒膜細胞、80%を超える顆粒膜細胞、90%を超える顆粒膜細胞、または95%を超える顆粒膜細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs comprise granulosa cells and ovarian stromal cells. In some embodiments, one or more OSCs comprise more than 60% granulosa cells, more than 70% granulosa cells, more than 80% granulosa cells, more than 90% granulosa cells, or more than 95% granulosa cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、iPSCの集団の分化によって得られる。いくつかの実施形態では、iPSCは、hiPSCである。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子GATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子FOXL2を発現または過剰発現する。 In some embodiments, one or more OSCs are obtained by differentiation of a population of iPSCs. In some embodiments, the iPSCs are hiPSCs. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor RUNX2. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor NR5A1. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor GATA4. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor FOXL2.
いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2及びNR5A1を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2及びGATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1及びGATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子GATA4及びFOXL2を発現または過剰発現する。 In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2 and NR5A1. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2 and GATA4. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2 and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors NR5A1 and GATA4. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors NR5A1 and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors GATA4 and FOXL2.
いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、NR5A1、及びGATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、GATA4、及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、NR5A1、及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1、GATA4、及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、NR5A1、GATA4、及びFOXL2を発現または過剰発現する。 In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, NR5A1, and GATA4. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, GATA4, and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, NR5A1, and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors NR5A1, GATA4, and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, NR5A1, GATA4, and FOXL2.
いくつかの実施形態では、前述の転写因子のいずれかの発現または過剰発現は、ドキシサイクリン応答性のプロモーターまたはエンハンサーなどのドキシサイクリン応答性の転写調節要素によって誘導される。 In some embodiments, the expression or overexpression of any of the aforementioned transcription factors is induced by doxycycline-responsive transcriptional regulators, such as doxycycline-responsive promoters or enhancers.
いくつかの実施形態では、hiPSCは、Wnt/β-カテニン経路活性化因子と接触する。いくつかの実施形態では、Wnt/β-カテニン経路活性化因子は、Rho関連タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤、グリコーゲン合成酵素キナーゼ-3(GSK3)阻害剤、またはそれらの組み合わせである。 In some embodiments, hiPSCs come into contact with a Wnt/β-catenin pathway activator. In some embodiments, the Wnt/β-catenin pathway activator is a Rho-related protein kinase (ROCK) inhibitor, a glycogen synthase kinase-3 (GSK3) inhibitor, or a combination thereof.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCが封入される。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、アルギン酸塩、ラミニン、コラーゲン、ビトロネクチン、キトサン、ヒアルロン酸、ポリ-D-ラクトン、またはそれらの混合物に封入される。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、ラミニンに封入されており、任意選択で、ラミニンは、ラミニン-521である。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、ビトロネクチンに封入される。 In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated. In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated in alginate, laminin, collagen, vitronectin, chitosan, hyaluronic acid, poly-D-lactone, or a mixture thereof. In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated in laminin, optionally being laminin-521. In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated in vitronectin.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、iPSCと比較して低いまたは検出不能な多能性に関連する1つ以上の遺伝子の発現を有する。いくつかの実施形態では、多能性に関連する1つ以上の遺伝子は、NANOGを含む。いくつかの実施形態では、多能性に関連する1つ以上の遺伝子は、POU5F1を含む。 In some embodiments, one or more OSCs have the expression of one or more genes associated with pluripotency that are low or undetectable compared to iPSCs. In some embodiments, the one or more genes associated with pluripotency include NANOG. In some embodiments, the one or more genes associated with pluripotency include POU5F1.
いくつかの実施形態では、OSCのうちの1つ以上は、1つ以上の成長因子を産生する。いくつかの実施形態では、成長因子は、IGF、SCF、EGF、LIF、VEGF、BMP、CNP、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の成長因子のうちの少なくとも一部が分泌される。 In some embodiments, one or more OSCs produce one or more growth factors. In some embodiments, the growth factors include IGF, SCF, EGF, LIF, VEGF, BMP, CNP, or any combination thereof. In some embodiments, at least some of the one or more growth factors are secreted.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、1つ以上のステロイドを生成する。いくつかの実施形態では、1つ以上のステロイドは、エストラジオール、プロゲステロン、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のステロイドは、OSCのホルモン刺激に応答して生成される。いくつかの実施形態では、ホルモン刺激は、FSH、アンドロステンジオン、またはそれらの組み合わせへの曝露を含む。いくつかの実施形態では、1つの以上のステロイドのうちの少なくとも一部が分泌される。 In some embodiments, one or more OSCs produce one or more steroids. In some embodiments, one or more steroids include estradiol, progesterone, or a combination thereof. In some embodiments, one or more steroids are produced in response to hormonal stimulation of the OSC. In some embodiments, hormonal stimulation includes exposure to FSH, androstenedione, or a combination thereof. In some embodiments, at least some of the one or more steroids are secreted.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCが凍結保存される。いくつかの実施形態では、この組成物は、体外成熟(IVM)培地をさらに含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、細胞培養培地を含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、Medicult-IVM培地を含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、1つ以上のサプリメントを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のサプリメントは、
(i)任意選択で約5~約15mg/mLの濃度、さらに任意選択で10mg/mLの濃度のヒト血清アルブミン(HSA)、
(ii)任意選択で約70mIU/mL~約80mIU/mLの濃度、さらに任意選択で75mIU/mLの濃度の組み換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、
(iii)任意選択で約95mIU/mL~約105mIU/mLの濃度、さらに任意選択で100mIU/mLの濃度のヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、
(iv)任意選択で約495ng/mL~約505ng/mLの濃度、さらに任意選択で500ng/mLの濃度のアンドロステンジオン、
(v)任意選択で約0.5μg/mL~約1.5μg/mLの濃度、さらに任意選択で1μg/mLの濃度のドキシサイクリン、
または1つ以上のサプリメントの任意の組み合わせを含む。
In some embodiments, one or more OSCs are cryopreserved. In some embodiments, the composition further comprises an in vitro maturation (IVM) medium. In some embodiments, the IVM medium comprises a cell culture medium. In some embodiments, the IVM medium comprises Medicult-IVM medium. In some embodiments, the IVM medium comprises one or more supplements. In some embodiments, one or more supplements are
(i) Human serum albumin (HSA) at a concentration of approximately 5 to 15 mg/mL (optional), and at a concentration of 10 mg/mL (optional).
(ii) Recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH) at a concentration of approximately 70 mIU/mL to approximately 80 mIU/mL, and at an optional concentration of 75 mIU/mL.
(iii)Optionally, human chorionic gonadotropin (hCG) at concentrations of approximately 95 mIU/mL to approximately 105 mIU/mL, and optionally at a concentration of 100 mIU/mL.
(iv)Optionally, androstenedione at concentrations of approximately 495 ng/mL to approximately 505 ng/mL, and further optionally, at a concentration of 500 ng/mL.
(v) Optionally, doxycycline at concentrations of approximately 0.5 μg/mL to approximately 1.5 μg/mL, and optionally at a concentration of 1 μg/mL.
or any combination of one or more supplements.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、ドナー対象から採取される。いくつかの実施形態では、ドナー対象は、約19歳~約45歳である。いくつかの実施形態では、対象は、卵巣刺激を受けている。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、ゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)による治療を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上のGnRH類似体による治療を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のGnRH類似体は、GnRHアゴニストまたはアンタゴニストである。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上の排卵誘発剤を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の排卵誘発剤は、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の排卵誘発剤は、GnRHアゴニストを含み、任意選択で、GnRHアゴニストは、ロイプロリドである。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、FSH治療を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、FSH治療を含まない。いくつかの実施形態では、FSH治療は、300国際単位(IU)~700IUのFSHを含む。いくつかの実施形態では、FSH治療は、400IU~600IUのFSHを含む。いくつかの実施形態では、FSH治療は、1回、2回、3回、またはそれ以上のFSH注射を含み、任意選択で、FSH治療は、複数回の注射を含み、各注射は、約100IU~約200IUのFSHの投与量を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、クエン酸クロミフェンの投与を含み、任意選択で、クエン酸クロミフェンは、1回以上の投与量で最大8日間投与され、任意選択で、各投与量は、50mg~150mg(例えば、50~75mg、60~80mg、75~100mg、90~115mg、110~130mg、125~150mg、例えば、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg、110mg、120mg、130mg、140mg、150mg)である。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上のhCG誘発剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のhCG誘発剤は、2,500IU~10,000IUのhCGまたは約200μg~約700μgのhCGを含み、任意選択で、hCGは、約400μg~約600μgの投与量で対象に投与され、さらに任意選択で、hCGは、1回あたり約500μgの投与量で対象に投与される。 In some embodiments, one or more oocytes are collected from a donor subject. In some embodiments, the donor subject is approximately 19 to 45 years old. In some embodiments, the subject undergoes ovarian stimulation. In some embodiments, ovarian stimulation includes treatment with gonadotropin-releasing hormone (GnRH). In some embodiments, ovarian stimulation includes treatment with one or more GnRH analogs. In some embodiments, one or more GnRH analogs are GnRH agonists or antagonists. In some embodiments, ovarian stimulation includes one or more ovulation-inducing agents. In some embodiments, one or more ovulation-inducing agents include human chorionic gonadotropin (hCG). In some embodiments, one or more ovulation-inducing agents include a GnRH agonist, optionally, the GnRH agonist being leuprolide. In some embodiments, ovarian stimulation includes FSH treatment. In some embodiments, ovarian stimulation does not include FSH treatment. In some embodiments, the FSH treatment comprises 300 to 700 IU of FSH. In some embodiments, the FSH treatment comprises 400 to 600 IU of FSH. In some embodiments, the FSH treatment comprises one, two, three, or more FSH injections, and optionally, the FSH treatment comprises multiple injections, each injection comprising a dose of approximately 100 to 200 IU of FSH. In some embodiments, ovarian stimulation comprises the administration of clomiphene citrate, optionally administered in one or more doses for up to eight days, optionally each dose ranging from 50 mg to 150 mg (e.g., 50–75 mg, 60–80 mg, 75–100 mg, 90–115 mg, 110–130 mg, 125–150 mg, e.g., 50 mg, 60 mg, 70 mg, 80 mg, 90 mg, 100 mg, 110 mg, 120 mg, 130 mg, 140 mg, 150 mg). In some embodiments, ovarian stimulation further comprises one or more hCG inducers. In some embodiments, one or more hCG inducers comprise 2,500 IU to 10,000 IU of hCG or about 200 μg to about 700 μg of hCG, and optionally, the hCG is administered to the subject in doses of about 400 μg to about 600 μg, and optionally, the hCG is administered to the subject in doses of about 500 μg per dose.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、卵丘卵母細胞複合体(COC)内にある。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の裸化された未成熟卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞はすべて裸化された未成熟卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞が裸化されていない。 In some embodiments, one or more oocytes are located within a cumulus-oocyte complex (COC). In some embodiments, one or more oocytes include one or more veiled immature oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are all veiled immature oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are not veiled.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の卵核胞(GV)含有卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、卵母細胞のうちの1つ以上は、中期I(MI)にある1つ以上の卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、卵母細胞のうちの1つ以上は、中期II(MII)にある1つ以上の卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞のうちの少なくとも一部は、1つ以上の以前にガラス化された卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞のうちの少なくとも一部は、1つ以上の以前に凍結保存された卵母細胞を含む。 In some embodiments, one or more oocytes comprise one or more oocytes containing a nucleus vesicle (GV). In some embodiments, one or more of the oocytes comprise one or more oocytes in metaphase I (MI). In some embodiments, one or more of the oocytes comprise one or more oocytes in metaphase II (MII). In some embodiments, at least a portion of one or more oocytes comprises one or more previously vitrified oocytes. In some embodiments, at least a portion of one or more oocytes comprises one or more previously cryopreserved oocytes.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと共培養される。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs.
いくつかの実施形態では、共培養の前及び/または後に、1つ以上の卵母細胞は、総卵母細胞スコア、GV期からMII期の卵母細胞の成熟率、GV期からMI期の卵母細胞の成熟率、MI期からMII期の卵母細胞の成熟率、平均卵母細胞形状、平均卵母細胞サイズ、平均卵質品質、平均囲卵腔(PVS)品質、平均透明帯(ZP)品質、及び平均極体品質からなる群から選択されるパラメータについて評価される。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ形態学的品質を有し、形態学的品質は、卵母細胞サイズ、卵母細胞透明帯サイズ、卵母細胞の色、卵母細胞形状、卵母細胞細胞質の粒度、卵母細胞極体品質、及び卵母細胞PVS品質を含む。 In some embodiments, before and/or after co-culture, one or more oocytes are evaluated for parameters selected from the group consisting of total oocyte score, oocyte maturation rate from GV to MII, oocyte maturation rate from GV to MI, oocyte maturation rate from MI to MII, mean oocyte shape, mean oocyte size, mean oocyte quality, mean pericoelous space (PVS) quality, mean zona pellucida (ZP) quality, and mean polar body quality. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same morphological quality as oocytes matured in vivo, and morphological quality includes oocyte size, zona pellucida size, oocyte color, oocyte shape, oocyte cytoplasmic grain size, oocyte polar body quality, and oocyte PVS quality.
いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、1つ以上のOSCを含まない培養物中の卵母細胞と比較して向上した成熟率を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ位置にある第二減数分裂中期紡錘体を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じトランスクリプトームプロファイルを有する。 In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have an improved maturation rate compared to oocytes in a culture without one or more OSCs. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have metaphase II spindles at substantially the same position as those in oocytes matured in vivo. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same transcriptome profile as oocytes matured in vivo.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと、約20時間、約21時間、約22時間、約23時間、約24時間、約25時間、約26時間、約27時間、約28時間、約29時間、約30時間、約31時間、約32時間、約33時間、約34時間、約35時間、または約36時間共培養される。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと約24時間~約28時間共培養される。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs for approximately 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, or 36 hours. In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs for approximately 24 to 28 hours.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCと共培養された1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の成熟精子細胞と接触した後に1つ以上の未分化胚芽細胞を形成する。 In some embodiments, one or more oocytes co-cultured with one or more OSCs form one or more undifferentiated germ cells after contact with one or more mature spermatids.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと直接接触して共培養される。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、OSCと直接接触しない。いくつかの実施形態では、培養システムは、浮遊培養である。いくつかの実施形態では、培養システムは、接着培養である。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured in direct contact with one or more OSCs. In some embodiments, one or more oocytes are not in direct contact with OSCs. In some embodiments, the culture system is suspension culture. In some embodiments, the culture system is adherent culture.
別の態様では、本開示は、1つ以上の人工多能性幹細胞(iPSC)から1つ以上の卵巣支持細胞(OSC)への分化を促進する方法を特徴として、この方法は、
(a)1つ以上のiPSCを体外で培養することと、
(b)1つ以上のiPSCでは、FOXL2、NR5A1、RUNX2、GATA4、またはそれらの任意の組み合わせを含む1つ以上の転写因子の発現または過剰発現を誘導し、それによって分化細胞を生成することと、
(c)(b)から得られた分化細胞が1つ以上のOSCの遺伝子発現プロファイルに類似した遺伝子発現プロファイルを示すことを決定することと、
(d)1つ以上のOSCを、対象から以前に採取された1つ以上の卵母細胞と共培養し、それによって1つ以上の卵母細胞を成熟させることと、を含む。
In another aspect, the disclosure features a method for promoting the differentiation of one or more induced pluripotent stem cells (iPSCs) into one or more ovarian supporting cells (OSCs), wherein the method is
(a) Culturing one or more iPSCs in vitro,
(b) Inducing the expression or overexpression of one or more transcription factors, including FOXL2, NR5A1, RUNX2, GATA4, or any combination thereof, in one or more iPSCs, thereby generating differentiated cells,
(c) Determine that the differentiated cells obtained from (b) exhibit a gene expression profile similar to the gene expression profile of one or more OSCs,
(d) Co-culturing one or more OSCs with one or more oocytes previously collected from the subject, thereby maturing one or more oocytes.
別の態様では、本開示は、1つ以上の人工多能性幹細胞(iPSC)から1つ以上の卵巣支持細胞(OSC)を生成する方法を特徴として、この方法は、
(a)1つ以上のiPSCを体外で培養することと、
(b)1つ以上のiPSCでは、FOXL2、NR5A1、RUNX2、GATA4、またはそれらの任意の組み合わせを含む1つ以上の転写因子の発現または過剰発現を誘導し、それによって分化細胞を生成することと、
(c)(b)から得られた分化細胞が1つ以上のOSCの遺伝子発現プロファイルに類似した遺伝子発現プロファイルを示すことを決定することと、
(d)特定された1つ以上のOSCを、対象から以前に採取された1つ以上の卵母細胞と共培養し、それによって1つ以上の卵母細胞を成熟させることと、を含む。
In another aspect, the disclosure features a method for generating one or more ovarian supporting cells (OSCs) from one or more induced pluripotent stem cells (iPSCs), wherein the method is
(a) Culturing one or more iPSCs in vitro,
(b) Inducing the expression or overexpression of one or more transcription factors, including FOXL2, NR5A1, RUNX2, GATA4, or any combination thereof, in one or more iPSCs, thereby generating differentiated cells,
(c) Determine that the differentiated cells obtained from (b) exhibit a gene expression profile similar to the gene expression profile of one or more OSCs,
(d) Co-culturing one or more identified OSCs with one or more oocytes previously collected from the subject, thereby maturing one or more oocytes.
別の態様では、本開示は、1つ以上の卵巣支持細胞(OSC)を含む組成物を調製する方法を特徴として、この方法は、
(a)1つ以上のiPSCを体外で培養することと、
(b)1つ以上のiPSCでは、FOXL2、NR5A1、RUNX2、GATA4、またはそれらの任意の組み合わせを含む1つ以上の転写因子の発現または過剰発現を誘導し、それによって分化細胞を生成することと、
(c)(b)から得られた分化細胞が1つ以上のOSCの遺伝子発現プロファイルに類似した遺伝子発現プロファイルを示すことを決定することと、
(d)特定された1つ以上のOSCを、対象から以前に採取された1つ以上の卵母細胞と共培養し、それによって1つ以上の卵母細胞を成熟させることと、を含む。
In another aspect, the present disclosure is characterized by a method for preparing a composition comprising one or more ovarian supporting cells (OSCs), the method comprising:
(a) Culturing one or more iPSCs in vitro,
(b) Inducing the expression or overexpression of one or more transcription factors, including FOXL2, NR5A1, RUNX2, GATA4, or any combination thereof, in one or more iPSCs, thereby generating differentiated cells,
(c) Determine that the differentiated cells obtained from (b) exhibit a gene expression profile similar to the gene expression profile of one or more OSCs,
(d) Co-culturing one or more identified OSCs with one or more oocytes previously collected from the subject, thereby maturing one or more oocytes.
先行態様のいくつかの実施形態では、iPSCは、ヒトiPSC(hiPSC)である。いくつかの実施形態では、iPSCは、以前に凍結保存された。いくつかの実施形態では、共培養は、体外成熟(IVM)培地中で行われる。いくつかの実施形態では、IVM培地は、細胞培養培地を含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、Medicult-IVM培地を含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、1つ以上のサプリメントを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のサプリメントは、
(i)任意選択で約5~約15mg/mLの濃度、さらに任意選択で10mg/mLの濃度のヒト血清アルブミン(HSA)、
(ii)任意選択で約70mIU/mL~約80mIU/mLの濃度、さらに任意選択で75mIU/mLの濃度の組み換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、
(iii)任意選択で約95mIU/mL~約105mIU/mLの濃度、さらに任意選択で100mIU/mLの濃度のヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、
(iv)任意選択で約495ng/mL~約505ng/mLの濃度、さらに任意選択で500ng/mLの濃度のアンドロステンジオン、
(v)任意選択で約0.5μg/mL~約1.5μg/mLの濃度、さらに任意選択で1μg/mLの濃度のドキシサイクリン、
または1つ以上のサプリメントの任意の組み合わせを含む。
In some embodiments of the prior art, the iPSCs are human iPSCs (hiPSCs). In some embodiments, the iPSCs have been previously cryopreserved. In some embodiments, co-culture is performed in in vitro maturation (IVM) medium. In some embodiments, the IVM medium comprises cell culture medium. In some embodiments, the IVM medium comprises Medicult-IVM medium. In some embodiments, the IVM medium comprises one or more supplements. In some embodiments, one or more supplements are
(i) Human serum albumin (HSA) at a concentration of approximately 5 to 15 mg/mL (optional), and at a concentration of 10 mg/mL (optional).
(ii) Recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH) at a concentration of approximately 70 mIU/mL to approximately 80 mIU/mL, and at an optional concentration of 75 mIU/mL.
(iii)Optionally, human chorionic gonadotropin (hCG) at concentrations of approximately 95 mIU/mL to approximately 105 mIU/mL, and optionally at a concentration of 100 mIU/mL.
(iv)Optionally, androstenedione at concentrations of approximately 495 ng/mL to approximately 505 ng/mL, and further optionally, at a concentration of 500 ng/mL.
(v) Optionally, doxycycline at concentrations of approximately 0.5 μg/mL to approximately 1.5 μg/mL, and optionally at a concentration of 1 μg/mL.
or any combination of one or more supplements.
いくつかの実施形態では、iPSCからOSCへの誘導は、約1日間~約10日間行われ、任意選択で、誘導は、約5日間行われる。 In some embodiments, induction from iPSC to OSC takes approximately 1 to 10 days, and optionally, induction takes approximately 5 days.
いくつかの実施形態では、iPSCは、マトリックスを含む培地で培養される。いくつかの実施形態では、マトリックスは、アルギン酸塩、ラミニン、コラーゲン、ビトロネクチン、キトサン、ヒアルロン酸、ポリ-D-ラクトン、またはそれらの混合物を含む。いくつかの実施形態では、マトリックスは、ラミニンを含み、任意選択で、ラミニンは、ラミニン-521である。いくつかの実施形態では、マトリックスは、ビトロネクチンを含む。 In some embodiments, iPSCs are cultured in a medium containing a matrix. In some embodiments, the matrix comprises alginate, laminin, collagen, vitronectin, chitosan, hyaluronic acid, poly-D-lactone, or a mixture thereof. In some embodiments, the matrix comprises laminin, and optionally, the laminin is laminin-521. In some embodiments, the matrix comprises vitronectin.
いくつかの実施形態では、iPSCは、トランスポザーゼ法を使用して再プログラム化され、1つ以上の誘導性転写因子を運ぶ。いくつかの実施形態では、iPSCは、電気穿孔法、リポソーム媒介形質転換、またはウイルス媒介遺伝子導入を介して形質転換される。いくつかの実施形態では、1つ以上の転写因子の発現または過剰発現は、ドキシサイクリンの存在下で誘導される。いくつかの実施形態では、iPSCは、Wnt/β-カテニン経路活性化因子と接触する。いくつかの実施形態では、Wnt/β-カテニン経路活性化因子は、Rho関連タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤、グリコーゲン合成酵素キナーゼ-3(GSK3)阻害剤、またはそれらの組み合わせである。 In some embodiments, iPSCs are reprogrammed using transposases to carry one or more inducible transcription factors. In some embodiments, iPSCs are transformed via electroporation, liposome-mediated transformation, or virus-mediated gene transfer. In some embodiments, the expression or overexpression of one or more transcription factors is induced in the presence of doxycycline. In some embodiments, iPSCs are contacted with a Wnt/β-catenin pathway activator. In some embodiments, the Wnt/β-catenin pathway activator is a Rho-related protein kinase (ROCK) inhibitor, a glycogen synthase kinase-3 (GSK3) inhibitor, or a combination thereof.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、FOXL2、AMHR2、CD82またはそれらの任意の組み合わせを発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、GJA1、MDK、BBX、HES4、PBX3、YBX3、BMPR2、CD46、COL4A1、COL4A2、LAMC1、ITGAV、及びITGBから選択される遺伝子のうちの1つ以上を発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、FOXO1、CDH1、CYP19A1、RARRES2、NOTCH2、NRG1、BMPR1B、EGFR(ERBB1)、及びERBB4から選択される遺伝子のうちの1つ以上をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、RARRES2、NOTCH2、NOTCH3、ID3、及びBMPR2から選択される遺伝子のうちの1つ以上をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、CDH2遺伝子及び/またはNOTCH2遺伝子をさらに発現し、任意選択で、RARRES2遺伝子の顕著な発現を持たない。 In some embodiments, one or more OSCs express FOXL2, AMHR2, CD82, or any combination thereof. In some embodiments, one or more OSCs express one or more genes selected from GJA1, MDK, BBX, HES4, PBX3, YBX3, BMPR2, CD46, COL4A1, COL4A2, LAMC1, ITGAV, and ITGB. In some embodiments, one or more OSCs further express one or more genes selected from FOXO1, CDH1, CYP19A1, RARRES2, NOTCH2, NRG1, BMPR1B, EGFR (ERBB1), and ERBB4. In some embodiments, one or more OSCs further express one or more genes selected from RARRES2, NOTCH2, NOTCH3, ID3, and BMPR2. In some embodiments, one or more OSCs further express the CDH2 gene and/or the NOTCH2 gene, and optionally lack significant expression of the RARRES2 gene.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、1つ以上の顆粒膜細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs include one or more granulosa cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、NR2F2を発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、1つ以上の卵巣間質細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs express NR2F2. In some embodiments, one or more OSCs contain one or more ovarian stromal cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、顆粒膜細胞及び卵巣間質細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、60%を超える顆粒膜細胞、70%を超える顆粒膜細胞、80%を超える顆粒膜細胞、90%を超える顆粒膜細胞、または95%を超える顆粒膜細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs comprise granulosa cells and ovarian stromal cells. In some embodiments, one or more OSCs comprise more than 60% granulosa cells, more than 70% granulosa cells, more than 80% granulosa cells, more than 90% granulosa cells, or more than 95% granulosa cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、iPSCと比較して低いまたは検出不能な多能性に関連する1つ以上の遺伝子の発現を有する。いくつかの実施形態では、多能性に関連する1つ以上の遺伝子は、NANOGを含む。いくつかの実施形態では、多能性に関連する1つ以上の遺伝子は、POU5F1を含む。 In some embodiments, one or more OSCs have the expression of one or more genes associated with pluripotency that are low or undetectable compared to iPSCs. In some embodiments, the one or more genes associated with pluripotency include NANOG. In some embodiments, the one or more genes associated with pluripotency include POU5F1.
いくつかの実施形態では、OSCのうちの1つ以上は、1つ以上の成長因子を産生する。いくつかの実施形態では、成長因子は、IGF、SCF、EGF、LIF、VEGF、BMP、CNP、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の成長因子のうちの少なくとも一部が分泌される。 In some embodiments, one or more OSCs produce one or more growth factors. In some embodiments, the growth factors include IGF, SCF, EGF, LIF, VEGF, BMP, CNP, or any combination thereof. In some embodiments, at least some of the one or more growth factors are secreted.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、1つ以上のステロイドを生成する。いくつかの実施形態では、1つ以上のステロイドは、エストラジオール、プロゲステロン、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のステロイドは、1つ以上のホルモンの存在下で生成される。いくつかの実施形態では、1つ以上のホルモンは、FSH、アンドロステンジオン、またはそれらの組み合わせへの曝露を含む。いくつかの実施形態では、1つの以上のステロイドのうちの少なくとも一部が分泌される。 In some embodiments, one or more OSCs produce one or more steroids. In some embodiments, one or more steroids include estradiol, progesterone, or a combination thereof. In some embodiments, one or more steroids are produced in the presence of one or more hormones. In some embodiments, one or more hormones include exposure to FSH, androstenedione, or a combination thereof. In some embodiments, at least some of the one or more steroids are secreted.
いくつかの実施形態では、対象から採取された1つ以上の卵母細胞は、未成熟卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCと1つ以上の卵母細胞との共培養は、1つ以上の卵母細胞の成熟を促進する。いくつかの実施形態では、この方法は、生殖補助医療処置のために1つ以上の卵母細胞を採取することをさらに含む。 In some embodiments, one or more oocytes collected from a subject are immature oocytes. In some embodiments, co-culturing one or more OSCs with one or more oocytes promotes the maturation of one or more oocytes. In some embodiments, this method further includes collecting one or more oocytes for assisted reproductive technology procedures.
いくつかの実施形態では、対象は、1つ以上の卵母細胞を採取する前に卵巣刺激を受けている。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、ゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)による治療を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上のGnRH類似体による治療を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のGnRH類似体は、GnRHアゴニストまたはアンタゴニストである。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上の排卵誘発剤を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の排卵誘発剤は、hCGを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の排卵誘発剤は、GnRHアゴニストを含み、任意選択で、GnRHアゴニストは、ロイプロリドである。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、FSH治療を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、FSH治療を含まない。いくつかの実施形態では、FSH治療は、300IU~700IUのFSHを含む。いくつかの実施形態では、FSH治療は、400IU~600IUのFSHを含む。いくつかの実施形態では、FSH治療は、1回、2回、3回、またはそれ以上のFSH注射を含み、任意選択で、FSH治療は、複数回の注射を含み、各注射は、約100IU~約200IUのFSHの投与量を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、クエン酸クロミフェンの投与を含み、任意選択で、クエン酸クロミフェンは、1回以上の投与量で最大8日間投与され、各投与量は、50mg~150mg(例えば、50~75mg、60~80mg、75~100mg、90~115mg、110~130mg、125~150mg、例えば、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg、110mg、120mg、130mg、140mg、150mg)である。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上のhCG誘発剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のhCG誘発剤は、2,500IU~10,000IUのhCGまたは約200μg~約700μgのhCGを含み、任意選択で、hCGは、約400μg~約600μgの投与量で対象に投与され、さらに任意選択で、hCGは、1回あたり約500μgの投与量で対象に投与される。 In some embodiments, the subjects undergo ovarian stimulation before harvesting one or more oocytes. In some embodiments, ovarian stimulation includes treatment with gonadotropin-releasing hormone (GnRH). In some embodiments, ovarian stimulation includes treatment with one or more GnRH analogs. In some embodiments, one or more GnRH analogs are GnRH agonists or antagonists. In some embodiments, ovarian stimulation includes one or more ovulation-inducing agents. In some embodiments, one or more ovulation-inducing agents include hCG. In some embodiments, one or more ovulation-inducing agents include a GnRH agonist, optionally, the GnRH agonist being leuprolide. In some embodiments, ovarian stimulation includes FSH treatment. In some embodiments, ovarian stimulation does not include FSH treatment. In some embodiments, FSH treatment includes 300 IU to 700 IU of FSH. In some embodiments, FSH treatment includes 400 IU to 600 IU of FSH. In some embodiments, FSH treatment comprises one, two, three, or more FSH injections, and optionally, FSH treatment comprises multiple injections, each injection comprising a dose of FSH of about 100 IU to about 200 IU. In some embodiments, ovarian stimulation comprises the administration of clomiphene citrate, and optionally, clomiphene citrate is administered in one or more doses for up to 8 days, each dose being 50 mg to 150 mg (e.g., 50-75 mg, 60-80 mg, 75-100 mg, 90-115 mg, 110-130 mg, 125-150 mg, e.g., 50 mg, 60 mg, 70 mg, 80 mg, 90 mg, 100 mg, 110 mg, 120 mg, 130 mg, 140 mg, 150 mg). In some embodiments, ovarian stimulation further comprises one or more hCG inducers. In some embodiments, one or more hCG inducers comprise 2,500 IU to 10,000 IU of hCG or about 200 μg to about 700 μg of hCG, and optionally, the hCG is administered to the subject in doses of about 400 μg to about 600 μg, and optionally, the hCG is administered to the subject in doses of about 500 μg per dose.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、卵丘卵母細胞複合体(COC)内にある。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の裸化された未成熟卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞はすべて裸化された未成熟卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、共培養の前または後に裸化されていない。 In some embodiments, one or more oocytes are located within a cumulus-oocyte complex (COC). In some embodiments, one or more oocytes include one or more developed immature oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are all developed immature oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are not developed before or after co-culture.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の卵核胞(GV)含有卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、中期I(MI)にある1つ以上の卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、中期II(MII)にある1つ以上の卵母細胞を含む。 In some embodiments, one or more oocytes comprise one or more oocytes containing a nucleus vesicle (GV). In some embodiments, one or more oocytes comprise one or more oocytes in metaphase I (MI). In some embodiments, one or more oocytes comprise one or more oocytes in metaphase II (MII).
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞のうちの少なくとも一部は、1つ以上の以前にガラス化された卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞のうちの少なくとも一部は、1つ以上の以前に凍結保存された卵母細胞を含む。 In some embodiments, at least a portion of one or more oocytes includes one or more previously vitrified oocytes. In some embodiments, at least a portion of one or more oocytes includes one or more previously cryopreserved oocytes.
いくつかの実施形態では、共培養の前及び/または後に、1つ以上の卵母細胞は、総卵母細胞スコア、GV期からMII期の卵母細胞の成熟率、GV期からMI期の卵母細胞の成熟率、MI期からMII期の卵母細胞の成熟率、平均卵母細胞形状、平均卵母細胞サイズ、平均卵質品質、平均囲卵腔(PVS)品質、平均透明帯(ZP)品質、及び平均極体品質からなる群から選択されるパラメータについて評価される。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ形態学的品質を有し、形態学的品質は、卵母細胞サイズ、卵母細胞透明帯サイズ、卵母細胞の色、卵母細胞形状、卵母細胞細胞質の粒度、卵母細胞極体品質、及び卵母細胞PVS品質を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、1つ以上のOSCを含まない培養物中の卵母細胞と比較して向上した成熟率を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ位置にある第二減数分裂中期紡錘体を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じトランスクリプトームプロファイルを有する。 In some embodiments, before and/or after co-culture, one or more oocytes are evaluated for parameters selected from the group consisting of total oocyte score, oocyte maturation rate from GV to MII, oocyte maturation rate from GV to MI, oocyte maturation rate from MI to MII, mean oocyte shape, mean oocyte size, mean oocyte quality, mean pericoelous space (PVS) quality, mean zona pellucida (ZP) quality, and mean polar body quality. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same morphological quality as oocytes matured in vivo, and morphological quality includes oocyte size, zona pellucida size, oocyte color, oocyte shape, oocyte cytoplasmic grain size, oocyte polar body quality, and oocyte PVS quality. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have an improved maturation rate compared to oocytes in a culture that does not contain one or more OSCs. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have metaphase II spindles located substantially in the same position as those of mature oocytes in vivo. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same transcriptome profile as mature oocytes in vivo.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと、約20時間、約21時間、約22時間、約23時間、約24時間、約25時間、約26時間、約27時間、約28時間、約29時間、約30時間、約31時間、約32時間、約33時間、約34時間、約35時間、または約36時間共培養される。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと約24時間~約28時間培養される。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs for approximately 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, or 36 hours. In some embodiments, one or more oocytes are cultured with one or more OSCs for approximately 24 to 28 hours.
いくつかの実施形態では、この方法は、対象から採取された1つ以上の卵母細胞と1つ以上のOSCとを含む共培養物から1つ以上のMII期の卵母細胞を単離することをさらに含む。 In some embodiments, the method further includes isolating one or more MII-stage oocytes from a co-culture comprising one or more oocytes and one or more OSCs collected from a subject.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCと共培養された1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の成熟精子細胞と接触した後に1つ以上の未分化胚芽細胞を形成する。 In some embodiments, one or more oocytes co-cultured with one or more OSCs form one or more undifferentiated germ cells after contact with one or more mature spermatids.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと直接接触して培養される。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと直接接触しない。いくつかの実施形態では、共培養は、浮遊共培養である。いくつかの実施形態では、共培養は、接着共培養である。 In some embodiments, one or more oocytes are cultured in direct contact with one or more OSCs. In some embodiments, one or more oocytes are not in direct contact with one or more OSCs. In some embodiments, the co-culture is suspension co-culture. In some embodiments, the co-culture is adherent co-culture.
別の態様では、本開示は、1つ以上の卵巣支持細胞(OSC)を含む細胞培養システムを特徴として、このシステムは、1つ以上の卵母細胞の成熟を促進する。 In another embodiment, the present disclosure features a cell culture system comprising one or more ovarian supporting cells (OSCs), the system promoting the maturation of one or more oocytes.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、1つ以上の顆粒膜細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、FOXL2、AMHR2、CD82またはそれらの任意の組み合わせを発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、GJA1、MDK、BBX、HES4、PBX3、YBX3、BMPR2、CD46、COL4A1、COL4A2、LAMC1、ITGAV、及びITGBから選択される1つ以上の遺伝子を発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、FOXO1、CDH1、CYP19A1、RARRES2、NOTCH2、NRG1、BMPR1B、EGFR(ERBB1)、及びERBB4から選択される1つ以上の遺伝子をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、RARRES2、NOTCH2、NOTCH3、ID3、及びBMPR2から選択される1つ以上の遺伝子をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、遺伝子CDH2及び/またはNOTCH2をさらに発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、RARRES2の顕著な発現を示さない。 In some embodiments, one or more OSCs comprise one or more granulosa cells. In some embodiments, one or more OSCs express FOXL2, AMHR2, CD82, or any combination thereof. In some embodiments, one or more OSCs express one or more genes selected from GJA1, MDK, BBX, HES4, PBX3, YBX3, BMPR2, CD46, COL4A1, COL4A2, LAMC1, ITGAV, and ITGB. In some embodiments, one or more OSCs further express one or more genes selected from FOXO1, CDH1, CYP19A1, RARRES2, NOTCH2, NRG1, BMPR1B, EGFR (ERBB1), and ERBB4. In some embodiments, one or more OSCs further express one or more genes selected from RARRES2, NOTCH2, NOTCH3, ID3, and BMPR2. In some embodiments, one or more OSCs further express the gene CDH2 and/or NOTCH2. In some embodiments, one or more OSCs do not show significant expression of RARRES2.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、NR2F2を発現する。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、卵巣間質細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、顆粒膜細胞及び卵巣間質細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs express NR2F2. In some embodiments, one or more OSCs include ovarian stromal cells. In some embodiments, one or more OSCs include granulosa cells and ovarian stromal cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、60%を超える顆粒膜細胞、70%を超える顆粒膜細胞、80%を超える顆粒膜細胞、90%を超える顆粒膜細胞、または95%を超える顆粒膜細胞を含む。 In some embodiments, one or more OSCs contain more than 60% granulosa cells, more than 70% granulosa cells, more than 80% granulosa cells, more than 90% granulosa cells, or more than 95% granulosa cells.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、iPSCの集団の分化によって得られる。いくつかの実施形態では、iPSCは、ヒトiPSC(hiPSC)である。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子GATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子FOXL2を発現または過剰発現する。 In some embodiments, one or more OSCs are obtained by differentiation of a population of iPSCs. In some embodiments, the iPSCs are human iPSCs (hiPSCs). In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor RUNX2. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor NR5A1. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor GATA4. In some embodiments, the hiPSCs express or overexpress the transcription factor FOXL2.
いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2及びNR5A1を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2及びGATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1及びGATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子GATA4及びFOXL2を発現または過剰発現する。 In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2 and NR5A1. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2 and GATA4. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2 and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors NR5A1 and GATA4. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors NR5A1 and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors GATA4 and FOXL2.
いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、NR5A1、及びGATA4を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、GATA4、及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、NR5A1、及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子NR5A1、GATA4、及びFOXL2を発現または過剰発現する。いくつかの実施形態では、hiPSCは、転写因子RUNX2、NR5A1、GATA4、及びFOXL2を発現または過剰発現する。 In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, NR5A1, and GATA4. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, GATA4, and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, NR5A1, and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors NR5A1, GATA4, and FOXL2. In some embodiments, hiPSCs express or overexpress the transcription factors RUNX2, NR5A1, GATA4, and FOXL2.
いくつかの実施形態では、転写因子の発現または過剰発現は、ドキシサイクリンの制御下にある。 In some embodiments, the expression or overexpression of transcription factors is under the control of doxycycline.
いくつかの実施形態では、hiPSCは、Wnt/β-カテニン経路活性化因子と接触する。いくつかの実施形態では、Wnt/β-カテニン経路活性化因子は、Rho関連タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤、グリコーゲン合成酵素キナーゼ-3(GSK3)阻害剤、またはそれらの組み合わせである。 In some embodiments, hiPSCs come into contact with a Wnt/β-catenin pathway activator. In some embodiments, the Wnt/β-catenin pathway activator is a Rho-related protein kinase (ROCK) inhibitor, a glycogen synthase kinase-3 (GSK3) inhibitor, or a combination thereof.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCのうちの少なくとも1つが封入される。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、アルギン酸塩、ラミニン、コラーゲン、ビトロネクチン、キトサン、ヒアルロン酸、ポリ-D-ラクトン、またはそれらの任意の混合物に封入される。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、ラミニンに封入されており、任意選択で、ラミニンは、ラミニン-521である。いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、ビトロネクチンに封入される。 In some embodiments, at least one of one or more OSCs is encapsulated. In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated in alginate, laminin, collagen, vitronectin, chitosan, hyaluronic acid, poly-D-lactone, or any mixture thereof. In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated in laminin, optionally being laminin-521. In some embodiments, one or more OSCs are encapsulated in vitronectin.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCは、iPSCと比較してより低いまたは検出不能な多能性に関連する1つ以上の遺伝子の発現を有する。いくつかの実施形態では、多能性に関連する1つ以上の遺伝子は、NANOGを含む。いくつかの実施形態では、多能性に関連する1つ以上の遺伝子は、POU5F1を含む。 In some embodiments, one or more OSCs have lower or undetectable expression of one or more genes associated with pluripotency compared to iPSCs. In some embodiments, the one or more genes associated with pluripotency include NANOG. In some embodiments, the one or more genes associated with pluripotency include POU5F1.
いくつかの実施形態では、OSCのうちの少なくとも一部は、1つ以上の成長因子を産生する。いくつかの実施形態では、1つ以上の成長因子は、インスリン様成長因子(IGF)、幹細胞因子(SCF)、上皮成長因子(EGF)、白血病抑制因子(LIF)、血管内皮成長因子(VEGF)、骨形成タンパク質(BMP)、C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の成長因子のうちの少なくとも一部が分泌される。 In some embodiments, at least a portion of the OSCs produce one or more growth factors. In some embodiments, the one or more growth factors include insulin-like growth factor (IGF), stem cell factor (SCF), epidermal growth factor (EGF), leukemia suppressor factor (LIF), vascular endothelial growth factor (VEGF), bone morphogenetic protein (BMP), C-type natriuretic peptide (CNP), or any combination thereof. In some embodiments, at least a portion of the one or more growth factors are secreted.
いくつかの実施形態では、OSCのうちの1つ以上は、1つ以上のステロイドを生成する。いくつかの実施形態では、1つ以上のステロイドは、エストラジオール、プロゲステロン、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のステロイドは、ホルモン刺激に応答して生成される。いくつかの実施形態では、ホルモン刺激は、FSH、アンドロステンジオン治療、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、1つの以上のステロイドのうちの少なくとも一部が分泌される。 In some embodiments, one or more OSCs produce one or more steroids. In some embodiments, the one or more steroids include estradiol, progesterone, or a combination thereof. In some embodiments, one or more steroids are produced in response to hormonal stimulation. In some embodiments, the hormonal stimulation includes FSH, androstenedione treatment, or a combination thereof. In some embodiments, at least some of the one or more steroids are secreted.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCが凍結保存される。いくつかの実施形態では、この組成物は、体外成熟(IVM)培地をさらに含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、細胞培養培地を含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、Medicult-IVM培地を含む。いくつかの実施形態では、IVM培地は、1つ以上のサプリメントを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のサプリメントは、
(i)任意選択で約5~約15mg/mLの濃度、さらに任意選択で10mg/mLの濃度のヒト血清アルブミン(HSA)、
(ii)任意選択で約70mIU/mL~約80mIU/mLの濃度、さらに任意選択で75mIU/mLの濃度の組み換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、
(iii)任意選択で約95mIU/mL~約105mIU/mLの濃度、さらに任意選択で100mIU/mLの濃度のヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、
(iv)任意選択で約495ng/mL~約505ng/mLの濃度、さらに任意選択で500ng/mLの濃度のアンドロステンジオン、
(v)任意選択で約0.5μg/mL~約1.5μg/mLの濃度、さらに任意選択で1μg/mLの濃度のドキシサイクリン、
または1つ以上のサプリメントの任意の組み合わせを含む。
In some embodiments, one or more OSCs are cryopreserved. In some embodiments, the composition further comprises an in vitro maturation (IVM) medium. In some embodiments, the IVM medium comprises a cell culture medium. In some embodiments, the IVM medium comprises Medicult-IVM medium. In some embodiments, the IVM medium comprises one or more supplements. In some embodiments, one or more supplements are
(i) Human serum albumin (HSA) at a concentration of approximately 5 to 15 mg/mL (optional), and at a concentration of 10 mg/mL (optional).
(ii) Recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH) at a concentration of approximately 70 mIU/mL to approximately 80 mIU/mL, and at an optional concentration of 75 mIU/mL.
(iii)Optionally, human chorionic gonadotropin (hCG) at concentrations of approximately 95 mIU/mL to approximately 105 mIU/mL, and optionally at a concentration of 100 mIU/mL.
(iv)Optionally, androstenedione at concentrations of approximately 495 ng/mL to approximately 505 ng/mL, and further optionally, at a concentration of 500 ng/mL.
(v) Optionally, doxycycline at concentrations of approximately 0.5 μg/mL to approximately 1.5 μg/mL, and optionally at a concentration of 1 μg/mL.
or any combination of one or more supplements.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、ドナー対象から採取される。いくつかの実施形態では、ドナー対象は、約19歳~約45歳である。いくつかの実施形態では、対象は、卵巣刺激を受けている。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、ゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)による治療を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上のGnRH類似体による治療を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のGnRH類似体は、GnRHアゴニストまたはアンタゴニストである。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上の排卵誘発剤を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の排卵誘発剤は、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の排卵誘発剤は、GnRHアゴニストを含み、任意選択で、GnRHアゴニストは、ロイプロリドである。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、FSH治療を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、FSH治療を含まない。いくつかの実施形態では、FSH治療は、300国際単位(IU)~700IUのFSHを含む。いくつかの実施形態では、FSH治療は、400IU~600IUのFSHを含む。いくつかの実施形態では、FSH治療は、1回、2回、3回、またはそれ以上のFSH注射を含み、任意選択で、FSH治療は、複数回の注射を含み、各注射は、約100IU~約200IUのFSHの投与量を含む。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、クエン酸クロミフェンの投与を含み、任意選択で、クエン酸クロミフェンは、1回以上の投与量で最大8日間投与され、各投与量は、50mg~150mg(例えば、50~75mg、60~80mg、75~100mg、90~115mg、110~130mg、125~150mg、例えば、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg、110mg、120mg、130mg、140mg、150mg)である。いくつかの実施形態では、卵巣刺激は、1つ以上のhCG誘発剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のhCG誘発剤は、2,500IU~10,000IUのhCGまたは約200μg~約700μgのhCGを含み、任意選択で、hCGは、約400μg~約600μgの投与量で対象に投与され、さらに任意選択で、hCGは、1回あたり約500μgの投与量で対象に投与される。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、卵丘卵母細胞複合体(COC)内にある。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の裸化された未成熟卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞はすべて裸化された未成熟卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞が裸化されていない。 In some embodiments, one or more oocytes are collected from a donor subject. In some embodiments, the donor subject is approximately 19 to 45 years old. In some embodiments, the subject undergoes ovarian stimulation. In some embodiments, ovarian stimulation includes treatment with gonadotropin-releasing hormone (GnRH). In some embodiments, ovarian stimulation includes treatment with one or more GnRH analogs. In some embodiments, one or more GnRH analogs are GnRH agonists or antagonists. In some embodiments, ovarian stimulation includes one or more ovulation-inducing agents. In some embodiments, one or more ovulation-inducing agents include human chorionic gonadotropin (hCG). In some embodiments, one or more ovulation-inducing agents include a GnRH agonist, optionally, the GnRH agonist being leuprolide. In some embodiments, ovarian stimulation includes FSH treatment. In some embodiments, ovarian stimulation does not include FSH treatment. In some embodiments, the FSH treatment comprises 300 to 700 IU of FSH. In some embodiments, the FSH treatment comprises 400 to 600 IU of FSH. In some embodiments, the FSH treatment comprises one, two, three, or more FSH injections, and optionally, the FSH treatment comprises multiple injections, each injection comprising a dose of approximately 100 to 200 IU of FSH. In some embodiments, ovarian stimulation comprises the administration of clomiphene citrate, optionally administered in one or more doses for up to eight days, with each dose ranging from 50 mg to 150 mg (e.g., 50–75 mg, 60–80 mg, 75–100 mg, 90–115 mg, 110–130 mg, 125–150 mg, e.g., 50 mg, 60 mg, 70 mg, 80 mg, 90 mg, 100 mg, 110 mg, 120 mg, 130 mg, 140 mg, 150 mg). In some embodiments, ovarian stimulation further comprises one or more hCG inducers. In some embodiments, one or more hCG inducers comprise 2,500 IU to 10,000 IU of hCG or about 200 μg to about 700 μg of hCG. Optionally, hCG is administered to subjects in doses of about 400 μg to about 600 μg, and further optionally, hCG is administered to subjects in doses of about 500 μg per dose. In some embodiments, one or more oocytes are located within a cumulus-oocyte complex (COC). In some embodiments, one or more oocytes comprise one or more vellused immature oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are all vellused immature oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are not vellused.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の卵核胞(GV)含有卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、卵母細胞のうちの1つ以上は、中期I(MI)にある1つ以上の卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、卵母細胞のうちの1つ以上は、中期II(MII)にある1つ以上の卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞のうちの少なくとも一部は、1つ以上の以前にガラス化された卵母細胞を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞のうちの少なくとも一部は、1つ以上の以前に凍結保存された卵母細胞を含む。 In some embodiments, one or more oocytes comprise one or more oocytes containing a nucleus vesicle (GV). In some embodiments, one or more of the oocytes comprise one or more oocytes in metaphase I (MI). In some embodiments, one or more of the oocytes comprise one or more oocytes in metaphase II (MII). In some embodiments, at least a portion of one or more oocytes comprises one or more previously vitrified oocytes. In some embodiments, at least a portion of one or more oocytes comprises one or more previously cryopreserved oocytes.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと共培養される。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs.
いくつかの実施形態では、共培養の前及び/または後に、1つ以上の卵母細胞は、総卵母細胞スコア、GV期からMII期の卵母細胞の成熟率、GV期からMI期の卵母細胞の成熟率、MI期からMII期の卵母細胞の成熟率、平均卵母細胞形状、平均卵母細胞サイズ、平均卵質品質、平均囲卵腔(PVS)品質、平均透明帯(ZP)品質、及び平均極体品質からなる群から選択されるパラメータについて評価される。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ形態学的品質を有し、形態学的品質は、卵母細胞サイズ、卵母細胞透明帯サイズ、卵母細胞の色、卵母細胞形状、卵母細胞細胞質の粒度、卵母細胞極体品質、及び卵母細胞PVS品質を含む。 In some embodiments, before and/or after co-culture, one or more oocytes are evaluated for parameters selected from the group consisting of total oocyte score, oocyte maturation rate from GV to MII, oocyte maturation rate from GV to MI, oocyte maturation rate from MI to MII, mean oocyte shape, mean oocyte size, mean oocyte quality, mean pericoelous space (PVS) quality, mean zona pellucida (ZP) quality, and mean polar body quality. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same morphological quality as oocytes matured in vivo, and morphological quality includes oocyte size, zona pellucida size, oocyte color, oocyte shape, oocyte cytoplasmic grain size, oocyte polar body quality, and oocyte PVS quality.
いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、1つ以上のOSCを含まない培養物中の卵母細胞と比較して向上した成熟率を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じ位置にある第二減数分裂中期紡錘体を有する。いくつかの実施形態では、1つ以上の共培養卵母細胞は、体内で成熟した卵母細胞と実質的に同じトランスクリプトームプロファイルを有する。 In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have an improved maturation rate compared to oocytes in a culture without one or more OSCs. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have metaphase II spindles at substantially the same position as those in oocytes matured in vivo. In some embodiments, one or more co-cultured oocytes have substantially the same transcriptome profile as oocytes matured in vivo.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと、約20時間、約21時間、約22時間、約23時間、約24時間、約25時間、約26時間、約27時間、約28時間、約29時間、約30時間、約31時間、約32時間、約33時間、約34時間、約35時間、または約36時間共培養される。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと約24時間~約28時間共培養される。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs for approximately 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, or 36 hours. In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured with one or more OSCs for approximately 24 to 28 hours.
いくつかの実施形態では、1つ以上のOSCと共培養された1つ以上の卵母細胞は、1つ以上の成熟精子細胞と接触した後に1つ以上の未分化胚芽細胞を形成する。 In some embodiments, one or more oocytes co-cultured with one or more OSCs form one or more undifferentiated germ cells after contact with one or more mature spermatids.
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、1つ以上のOSCと直接接触して共培養される。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、OSCと直接接触しない。いくつかの実施形態では、培養システムは、浮遊培養である。いくつかの実施形態では、培養システムは、接着培養である。 In some embodiments, one or more oocytes are co-cultured in direct contact with one or more OSCs. In some embodiments, one or more oocytes are not in direct contact with OSCs. In some embodiments, the culture system is suspension culture. In some embodiments, the culture system is adherent culture.
別の態様では、本開示は、先行実施形態のいずれか1つの体外組成物及び添付文書を含むキットを特徴として、添付文書は、キットの使用者に、先行方法のいずれか1つに従って、卵巣支持細胞の集団を1つ以上の卵母細胞と共培養するように指示する。 In another embodiment, the present disclosure features a kit comprising an in vitro composition and accompanying documentation from any one of the prior embodiments, the accompanying documentation instructing the user of the kit to co-culture a population of ovarian supporting cells with one or more oocytes according to any one of the prior methods.
別の態様では、本開示は、iPSCの集団を含有するバイアルと、添付文書とを含むキットを特徴として、添付文書は、キットの使用者に、先行方法のいずれか1つに従って、iPSCの集団を1つ以上の卵巣支持細胞に分化させるように指示する。 In another embodiment, the present disclosure features a kit comprising a vial containing a population of iPSCs and a package insert, the package insert instructing the user of the kit to differentiate the iPSC population into one or more ovarian supporting cells according to one of the prior art methods.
別の態様では、本開示は、1つ以上のOSCを含有するバイアルと、添付文書とを含むキットを特徴として、添付文書は、キットの使用者に、細胞培養システムの先行実施形態のいずれか1つを培養するように指示する。 In another embodiment, the present disclosure features a kit comprising a vial containing one or more OSCs and a document accompanying the kit, the document instructing the user of the kit to culture one of the prior embodiments of the cell culture system.
添付の図面は、本開示の実施形態を説明し、その実施態様をさらに理解するために含まれている。 The attached drawings illustrate embodiments of this disclosure and are included for further understanding of those embodiments.
定義
本明細書において別途定義しない限り、本明細書において使用する科学用語及び技術用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有する。何らかの曖昧さがあり得る場合、本明細書で提供する定義が、何らかの辞書または外部の定義よりも優先される。文脈によって特に求められていない限り、単数形の用語は複数形を含むものとし、複数形の用語は単数形を含むものとする。「または」の使用は、別段明記されていない限り、「及び/または」を意味する。「含む(including)」という用語、及びその変形、例えば「含む(include)」及び「含まれる(included)」などを使用することは、限定しないこと意味する。
Definitions Unless otherwise defined herein, scientific and technical terms used herein have the meanings generally understood by those skilled in the art. Where there may be any ambiguity, the definitions provided herein shall prevail over any dictionary or external definitions. Unless specifically required by context, singular terms shall include plural forms, and plural terms shall include singular forms. The use of “or” shall mean “and/or” unless otherwise specified. The use of the term “including,” and its variations such as “include” and “included,” shall mean “not limiting.”
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、記載されている値のプラスマイナス10%以内(10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、またはそれ以下)の値を指す。例えば、「約50mg」という表現は、45mgと55mgの間の値(45mgと55mgを含む)を指す。 As used herein, the term "approximately" refers to a value within plus or minus 10% of the stated value (10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, or less). For example, the expression "approximately 50 mg" refers to a value between 45 mg and 55 mg (including 45 mg and 55 mg).
本明細書で使用される場合、「生殖補助医療」または「ART」という用語は、不妊治療を指し、当該不妊治療では、胚の形成を促進するように、1個以上の女性の生殖母細胞(卵母細胞)または配偶子(卵子)が生体外で操作され、そして胚は、妊娠しようとしている対象に移植される。例えば、いくつかの実施形態では、ART処置を受けている対象から採取された卵母細胞は、例えば本明細書に記載の共培養方法などを使用して、体外で成熟させることができる。いくつかの実施形態では、成熟した卵母細胞(卵子)が形成されると、その卵子は1つ以上の精子細胞で処理され、接合子、そして最終的には胚の形成が促進され得る。その後、胚は、例えば、当該技術分野における組成物及び方法を使用して、女性対象の子宮に移植され得る。例示的なART処置は、本明細書に記載され当該技術分野で既知の体外受精(IVF)及び顕微授精(ICSI)技術を含む。 As used herein, the terms “assisted reproductive technology” or “ART” refer to infertility treatments in which one or more female reproductive cells (oocytes) or gametes (oocytes) are manipulated in vitro to promote embryo formation, and the embryos are implanted in a subject seeking pregnancy. For example, in some embodiments, oocytes collected from a subject undergoing ART treatment can be matured in vitro using, for example, the co-culture method described herein. In some embodiments, once mature oocytes (oocytes) are formed, they may be treated with one or more spermatids to promote zygote and ultimately embryo formation. The embryos may then be implanted in the uterus of a female subject using, for example, the compositions and methods of the art. Exemplary ART treatments include in vitro fertilization (IVF) and intracytoplasmic sperm injection (ICSI) techniques described herein and known in the art.
本明細書で使用される場合、「対象」という用語は、本明細書に記載の特定の疾患または状態について治療を受ける生体を指す。対象の例及び対象は、卵巣予備能の低下または未成熟卵母細胞放出に関連する疾患または状態の治療を受けているヒト(例えば、女性)などの哺乳類を含む。 As used herein, the term "subject" refers to a living organism receiving treatment for a specific disease or condition described herein. Examples of subjects include mammals such as humans (e.g., females) receiving treatment for diseases or conditions related to reduced ovarian reserve or the release of immature oocytes.
本明細書で使用される場合、「調整卵巣刺激」またはより簡潔に「卵巣刺激」という用語は、体外受精(IVF)または顕微授精(ICSI)などによる胚形成に使用するために卵母細胞または卵子を採取する前に、ヒトなどの対象において排卵を誘発する処置を指す。調整卵巣刺激は、卵胞の成熟を促進するために、対象に卵胞刺激ホルモン(FSH)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、及び/またはゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)アンタゴニストを投与することを含み得る。調節卵巣刺激法は、当該技術分野で公知であるが、生殖補助医療と組み合わせて卵胞成熟及び排卵を誘導するための方法に関するため、本明細書にも記載している。 As used herein, the terms “modified ovarian stimulation” or more concisely “ovarian stimulation” refer to procedures that induce ovulation in subjects such as humans before the collection of oocytes or eggs for use in embryogenesis, such as in vitro fertilization (IVF) or intracytoplasmic sperm injection (ICSI). Modified ovarian stimulation may include administering follicle-stimulating hormone (FSH), human chorionic gonadotropin (hCG), and/or gonadotropin-releasing hormone (GnRH) antagonists to subjects to promote follicular maturation. While methods of modified ovarian stimulation are known in the art, they are also described herein because they are methods for inducing follicular maturation and ovulation in combination with assisted reproductive technology.
本明細書で使用される場合、対象に由来する細胞に関して「に由来する」という用語は、ある細胞(例えば、哺乳動物の卵子)が対象から分離されたものであること、または対象から分離された1個以上の細胞の成長、分裂、成熟、または操作(例えば、生体外の成長、分裂、成熟、または操作)から得られたものであることを意味する。例えば、卵子が対象または本明細書に記載の卵母細胞に「に由来する」場合、卵子は、対象から直接分離されているか、または対象から分離された卵母細胞(例えば、卵巣刺激法を受けて約1日~約5日の対象から分離された卵母細胞(例えば、卵巣刺激法を受けて約2日~約4日の対象から分離された卵母細胞))の成熟によって得られたものである。 As used herein, the term "derived from" with respect to cells derived from a subject means that a cell (e.g., a mammalian oocyte) is isolated from the subject, or obtained from the growth, division, maturation, or manipulation (e.g., in vitro growth, division, maturation, or manipulation) of one or more cells isolated from the subject. For example, when an oocyte is "derived from" a subject or an oocyte described herein, the oocyte is either directly isolated from the subject or obtained from the maturation of an oocyte isolated from the subject (e.g., an oocyte isolated from a subject approximately 1 to 5 days after ovarian stimulation (e.g., an oocyte isolated from a subject approximately 2 to 4 days after ovarian stimulation)).
本明細書で使用される場合、「用量」という用語は、疾患または状態の治療のため(例えば、卵成熟を促進し、及び/または、生卵母細胞を放出させ、生卵母細胞の採取及び体外成熟を促進するため)に対象に投与する治療剤(例えば本明細書に記載の卵胞刺激剤)の量を指す。本明細書に記載の治療剤は、1回または複数回、投与することができる。それぞれの場合において、治療剤は、1個以上の単位剤形を使用して投与することができる。例えば、治療剤の100mgの1用量を、例えば、治療剤の2個の50mg単位剤形を使用して投与してもよい。同様に、治療剤の300mgの1用量を、例えば、治療剤の50mg単位剤形6個、または治療剤の50mg単位剤形2個及び治療剤の200mg単位剤形1個を使用して投与してもよい。同様に、治療剤の900mgの1用量を、例えば、治療剤の50mg単位剤形6個及び治療剤の200mg単位剤形3個を使用するか、または治療剤の50mg単位剤形10個及び治療剤の200mg単位剤形2個を使用して投与してもよい。 As used herein, the term “dose” refers to the amount of a therapeutic agent (e.g., a follicle-stimulating agent as described herein) administered to a subject for the treatment of a disease or condition (e.g., to promote oocyte maturation and/or release of live oocytes, and to promote the collection and in vitro maturation of live oocytes). The therapeutic agents described herein may be administered once or multiple times. In each case, the therapeutic agent may be administered using one or more unit dosage forms. For example, one dose of 100 mg of the therapeutic agent may be administered using, for example, two 50 mg unit dosage forms of the therapeutic agent. Similarly, one dose of 300 mg of the therapeutic agent may be administered using, for example, six 50 mg unit dosage forms of the therapeutic agent, or two 50 mg unit dosage forms of the therapeutic agent and one 200 mg unit dosage form of the therapeutic agent. Similarly, a single dose of 900 mg of the therapeutic agent may be administered, for example, using six 50 mg units of the therapeutic agent and three 200 mg units of the therapeutic agent, or using ten 50 mg units of the therapeutic agent and two 200 mg units of the therapeutic agent.
本明細書で使用される場合、「卵胞誘発期間」という用語は、卵胞誘発剤を投与するための時点を指す。卵胞誘発剤を女性対象に投与するための時点(すなわち、卵胞誘発期間)は、対象の月経周期の1日目、2日目、または3日目であり、月経周期2日目が好ましい。しかしながら、女性対象がホルモン避妊薬を服用している場合、卵胞誘発剤を投与するための時点は、最終の経口避妊薬を摂取してから4~6日後(例えば、4日後、5日後、または6日後)であり、最終の経口避妊薬の投与から5日後が好ましい。 As used herein, the term “follicle induction period” refers to the time for administering the follicle induction agent. The time for administering the follicle induction agent to a female subject (i.e., the follicle induction period) is day 1, day 2, or day 3 of the subject’s menstrual cycle, with day 2 being preferred. However, if the female subject is taking hormonal contraceptives, the time for administering the follicle induction agent is 4 to 6 days after the last oral contraceptive dose (e.g., day 4, day 5, or day 6), with day 5 being preferred.
本明細書で使用される場合、「卵胞刺激ホルモン」(FSH)という用語は、対象において排卵を誘発することができる生物学的に活性なヘテロ二量体のヒト生殖ホルモンを指す。FSHは、閉経後のヒトの尿から精製してもよく、または組み換えタンパク質生成物として生成してもよい。例示的な組換えFSH生成物としては、フォリトロピンアルファ(GONAL-F、Merck Serono/EMD Serono)及びフォリトロピンベータ(PUREGON/FOLLISTIM、MSD/Scherig-Plrough)が挙げられる。 As used herein, the term “follicle-stimulating hormone” (FSH) refers to a biologically active heterodimer human reproductive hormone capable of inducing ovulation in a subject. FSH may be purified from the urine of postmenopausal women or produced as a recombinant protein product. Exemplary recombinant FSH products include follitropin alpha (GONAL-F, Merck Serono/EMD Serono) and follitropin beta (PUREGON/FOLLISTIM, MSD/Scherig-Plough).
本明細書で使用される場合、「ヒト絨毛性ゴナドトロピン」(hCG)という用語は、黄体形成ホルモン絨毛性ゴナドトロピン受容体(LHCGR)と相互作用して卵胞の成熟と排卵を誘発するポリペプチドホルモンを指す。hCGは、妊婦の尿から精製され得るか、または組み換えタンパク質製品として産生され得る。例示的な組み換えhCG製品は、絨毛性ゴナドトロピンα(Ovidrel(登録商標)、Merck Serono/EMD Serono)を含む。 As used herein, the term “human chorionic gonadotropin” (hCG) refers to a polypeptide hormone that interacts with the luteinizing hormone chorionic gonadotropin receptor (LHCGR) to induce follicular maturation and ovulation. hCG can be purified from the urine of pregnant women or produced as a recombinant protein product. An example of a recombinant hCG product is chorionic gonadotropin α (Ovidrel®, Merck Serono/EMD Serono).
本明細書で使用される場合、「体外受精」(IVF)という用語は、ヒトの卵子などの卵子を体外で1つ以上の精子細胞と接触させて、卵子の受精と接合子の形成を促進するプロセスを指す。卵子は、当該技術分野で公知の様々なARTを受けているヒト対象などの対象に由来し得る。例えば、1個以上の卵母細胞は、調節卵巣刺激法のための卵胞成熟刺激剤の注射後、例えば、当該薬剤の注射から約1日~約5日後(例えば、対象への卵胞成熟刺激剤の注射から約4日後)に対象から得ることができる。卵子はまた、例えば、当該技術分野で知られている経膣採卵法によって、対象から直接採取してもよい。 As used herein, the term “in vitro fertilization” (IVF) refers to the process of bringing an egg, such as a human egg, into contact with one or more spermatids outside the body to promote fertilization of the egg and formation of a zygote. The egg may originate from a subject, such as a human subject undergoing various ARTs known in the art. For example, one or more oocytes can be obtained from a subject after injection of a follicular maturation stimulant for controlled ovarian stimulation, for example, about 1 to 5 days after the injection of the drug (for example, about 4 days after the injection of the follicular maturation stimulant into the subject). The egg may also be collected directly from the subject, for example, by transvaginal oocyte retrieval methods known in the art.
本明細書で使用される場合、「卵細胞質内精子注入」(ICSI)という用語は、卵子の受精及び接合子の形成を促進するために、精子細胞をヒト卵子などの卵子に直接注入するプロセスを指す。例えば、卵子の細胞質に直接精子細胞を送達するために、マイクロインジェクターで卵細胞膜を穿孔することによって精子細胞を卵子内に注入することができる。本明細書に記載の組成物及び方法との組み合わせに有用なICSI法は当該技術分野で公知であり、例えば、WO2013/158658、WO2008/051620、及びWO2000/009674に記載されており、とりわけ、これらの開示は、卵細胞質内精子注入を実施するための組成物及び方法に関するため、参照により本明細書に組み込まれる。 As used herein, the term “intracytoplasmic sperm injection” (ICSI) refers to the process of directly injecting spermatids into an egg, such as a human egg, to facilitate fertilization and zygote formation. For example, spermatids can be injected into an egg by perforating the egg cell membrane with a microinjector to deliver them directly into the egg cell cytoplasm. ICSI methods useful in combination with the compositions and methods described herein are known in the art, for example, described in WO2013/158658, WO2008/051620, and WO2000/009674, and these disclosures, in particular, relating to compositions and methods for carrying out intracytoplasmic sperm injection, are incorporated herein by reference.
本明細書で使用される場合、「卵子」及び「卵母細胞」という用語は、一倍体の女性生殖細胞または配偶子を指す。本明細書に記載の生殖補助医療の文脈では、ARTを受けている対象から単離された1つ以上の卵母細胞を成熟させることにより、体外培養で卵子が生成され得る。卵子はまた、例えば、本明細書に記載するまたは当技術分野で公知の経膣採卵法によって、対象から直接分離することができる。本開示で使用する卵子または卵母細胞は、複数の卵母細胞を指す場合がある。卵母細胞は、周囲の細胞との複合体(例えば、卵丘卵母細胞複合体(COC))を形成していてもよい。 As used herein, the terms “oocyte” and “oocyte” refer to haploid female germ cells or gametes. In the context of assisted reproductive technology as described herein, oocytes may be produced in vitro by maturing one or more oocytes isolated from a subject undergoing ART. Oocytes can also be isolated directly from a subject, for example, by transvaginal oocyte retrieval methods described herein or known in the art. As used in this disclosure, oocyte or oocyte may refer to multiple oocytes. Oocytes may form complexes with surrounding cells (e.g., cumulus-oocyte complexes (COCs)).
本明細書で使用される場合、「成熟卵子」及び「成熟卵母細胞」という用語は、減数分裂中期II(MII)期における1個以上の卵子または卵母細胞を指し、典型的には、極体及び本明細書に記載の他の特徴など、中期IIと一致する形態学的特徴または構造的特徴を有する。 As used herein, the terms “mature oocyte” and “mature oocyte” refer to one or more oocytes or oocytes in metaphase II (MII) of meiosis, typically having morphological or structural features consistent with metaphase II, such as the polar body and other features described herein.
本明細書で使用される場合、「未成熟卵子」及び「未成熟卵母細胞」という用語は、減数分裂MII期に達していない1個以上の卵子または卵母細胞を指す。いくつかの実施形態では、未成熟卵母細胞は、当該技術分野で知られている形態的特徴及び/または他の指標によって決定されるような卵核胞(GV)期及び/または中期I(MI)期の卵母細胞を含む卵母細胞であり得る。 As used herein, the terms “immature oocyte” and “immature oocyte” refer to one or more oocytes or oocytes that have not reached meiotic phase MII. In some embodiments, immature oocytes may include oocytes in the vesicle (GV) phase and/or metaphase I (MI) phase, as determined by morphological features and/or other indicators known in the art.
本明細書で使用される場合、「卵成熟」という用語は、未成熟卵母細胞が成熟卵母細胞へと発生的に移行するプロセスを指す。卵母細胞の成熟は、未成熟卵母細胞が外部及び内部の刺激によって引き起こされる細胞シグナル伝達事象を受けるに従って起こる。外部刺激は、本明細書に記載の隣接細胞または支持細胞によって生じ得る。卵母細胞の成熟は、卵母細胞の放出及び対象からの採卵の前に起こり得る。本明細書に記載の培養方法及び培養組成物の結果として、卵母細胞の成熟が体外で起こり得る。 As used herein, the term “oocyte maturation” refers to the developmental process by which immature oocytes transition to mature oocytes. Oocyte maturation occurs as immature oocytes receive cellular signaling events triggered by external and internal stimuli. External stimuli may be generated by adjacent or supporting cells as described herein. Oocyte maturation may occur before oocyte release and oocyte retrieval from the subject. Oocyte maturation may occur in vitro as a result of the culture methods and culture compositions described herein.
本明細書で使用される場合、ヒトiPSC(hiPSC)などの「人工多能性幹細胞(iPSC)」は、未分化状態で自己複製し、生物に存在する任意の1種類の分化細胞に分化できる1つ以上の細胞を指す。iPSCは、体細胞などの非胚性細胞源から誘導することができ、無制限に増殖することができる。iPSCは、転写因子の誘導及び/または当該技術分野で既知の遺伝子編集方法の使用に応じて、3つの胚葉(すなわち、内胚葉、中胚葉、外胚葉)のそれぞれに、及びそれらの中のさらなる細胞型に分化することができる。一例では、iPSCは、本明細書に記載のように、卵巣支持細胞の集団に分化することができる。iPSCの多能性または「幹性」は、当技術分野で既知であり本明細書に記載されているその他の多能性細胞特異的マーカーの中でも、OCT4、SSEA3、SSEA4、TRA1-60、TRA1-81、NANOG、SOX2、及び/またはPOU5F1を含む1つ以上の多能性細胞特異的マーカーの発現によって検証され得る。 As used herein, “induced pluripotent stem cells (iPSCs),” such as human iPSCs (hiPSCs), refer to one or more cells that self-replicate in an undifferentiated state and can differentiate into any one type of differentiated cell present in an organism. iPSCs can be induced from non-embryonic cell sources, such as somatic cells, and can proliferate indefinitely. Depending on the induction of transcription factors and/or the use of gene editing methods known in the art, iPSCs can differentiate into each of the three germ layers (i.e., endoderm, mesoderm, and ectoderm) and further into cell types within them. In one example, iPSCs can differentiate into a population of ovarian supporting cells, as described herein. The pluripotency or "stem-like" nature of iPSCs can be verified by the expression of one or more pluripotency-specific markers, including OCT4, SSEA3, SSEA4, TRA1-60, TRA1-81, NANOG, SOX2, and/or POU5F1, among others known in the art and described herein.
本明細書で使用される場合、「卵巣支持細胞」(OSC)または「支持細胞」は、1つ以上の卵母細胞の成熟を促進する1つ以上の細胞を指す。OSCは、卵巣顆粒膜細胞(例えば、本明細書に記載の顆粒膜細胞の一種)であり得る。付加的または代替的に、OSCは、卵巣間質細胞(例えば、本明細書に記載の間質細胞の一種)であり得る。OSCは、卵母細胞と卵丘卵母細胞複合体(COC)を形成し得る。OSCは、本明細書に記載されるように、人工多能性幹細胞(iPSC)、例えば、ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)などの外因性供給源から生成してもよい。OSCは、本明細書に記載の生体外細胞培養方法及び組成物を使用して、採取した卵母細胞に適用することができる。OSCは、2つ以上の細胞型の混合物であってもよい。OSCは、間質細胞と顆粒膜細胞が約1:1の集合体であるような間質細胞と顆粒膜細胞の混合物であってもよい。OSCは、間質細胞と顆粒膜細胞の混合物であって、そのうち1つの細胞型が、1つ以上の細胞型よりも多く、可能な集団分布の中で、例えば、約2:1の集団、約3:1の集団、約4:1の集団、約5:1の集団であるような混合物であってもよい。OSCは、間質細胞と顆粒膜細胞の混合物であって、そのうち1つの細胞型がより多く存在する混合物(可能な分布の中でも例えば、90%の間質細胞と10%の顆粒膜細胞、80%の間質細胞と20%の顆粒膜細胞、70%の間質細胞と30%の顆粒膜細胞、60%の間質細胞と40%の顆粒膜細胞、40%の間質細胞と60%の顆粒膜細胞、30%の間質細胞と70%の顆粒膜細胞、20%の間質細胞と80%の顆粒膜細胞、または10%の間質細胞と90%顆粒膜細胞)であってもよい。いくつかの実施形態では、OSCは、1つ以上のさらなる細胞型と組み合わせた間質細胞と顆粒膜細胞の混合物であり得る。 As used herein, “Ovarian supporting cells” (OSCs) or “supporting cells” refers to one or more cells that promote the maturation of one or more oocytes. OSCs may be ovarian granulosa cells (e.g., a type of granulosa cell as described herein). Additionally or alternatively, OSCs may be ovarian stromal cells (e.g., a type of stromal cell as described herein). OSCs may form cumulus-oocyte complexes (COCs) with oocytes. OSCs may be generated from exogenous sources such as induced pluripotent stem cells (iPSCs), e.g., human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), as described herein. OSCs can be applied to harvested oocytes using the in vitro cell culture methods and compositions described herein. OSCs may be a mixture of two or more cell types. OSCs may be a mixture of stromal cells and granulosa cells such that the stromal cells and granulosa cells are aggregated in a ratio of approximately 1:1. OSC may be a mixture of stromal cells and granulosa cells in which one cell type is more abundant than one or more cell types, and in possible population distributions, for example, a population of about 2:1, about 3:1, about 4:1, or about 5:1. OSC may be a mixture of stromal cells and granulosa cells in which one cell type is more abundant (for example, in possible distributions, 90% stromal cells and 10% granulosa cells, 80% stromal cells and 20% granulosa cells, 70% stromal cells and 30% granulosa cells, 60% stromal cells and 40% granulosa cells, 40% stromal cells and 60% granulosa cells, 30% stromal cells and 70% granulosa cells, 20% stromal cells and 80% granulosa cells, or 10% stromal cells and 90% granulosa cells). In some embodiments, OSCs may be a mixture of stromal cells and granulosa cells combined with one or more further cell types.
本明細書で使用される場合、「卵巣間質細胞」または「間質細胞」は、健康な卵母細胞及びその後の胚発生を確実にするように卵母細胞を囲む卵丘細胞である。卵巣間質細胞は、卵母細胞とCOCを形成してもよい。卵巣間質細胞は、間質サブタイプと一致するマーカー、例えば、核内受容体サブファミリー2グループFメンバー2(NR2F2)を発現し得る。NR2F2は当該技術分野で既知の方法で検出することができる。卵巣間質細胞は、ステロイド産生間質細胞であり得る。卵巣間質細胞は、本明細書に記載するように分化したhiPSCから生成することができる。 As used herein, “ovarian stromal cells” or “stromal cells” are cumulus cells that surround an oocyte to ensure healthy oocyte development and subsequent embryonic development. Ovarian stromal cells may form a cross-occipital cell (COC) with the oocyte. Ovarian stromal cells may express markers consistent with the stromal subtype, such as nuclear receptor subfamily 2 group F member 2 (NR2F2). NR2F2 can be detected by methods known in the art. Ovarian stromal cells may be steroid-producing stromal cells. Ovarian stromal cells can be generated from differentiated hiPSCs as described herein.
本明細書で使用される場合、「ステロイド産生間質細胞」は、エストラジオール、プロゲステロン、またはそれらの組み合わせなどの1つ以上のステロイドを産生し得る間質細胞である。1つ以上のステロイドは、FSH、アンドロステンジオン、またはそれらの組み合わせなどによるホルモン刺激に応答して産生され得る。1つ以上のステロイドが分泌され得る。 As used herein, “steroid-producing stromal cells” are stromal cells capable of producing one or more steroids, such as estradiol, progesterone, or a combination thereof. One or more steroids may be produced in response to hormonal stimulation, such as FSH, androstenedione, or a combination thereof. One or more steroids may be secreted.
本明細書で使用される場合、「EGFR」及び「ERBB1」という用語は、細胞(例えば、卵巣支持細胞、(例えば、分化iPSC))によって発現される遺伝子またはバイオマーカーを指す互換可能な用語である。EGFR及びERBB1は、上皮成長因子受容体の遺伝子名である(例えば、ヒト上皮成長因子受容体、NCBI遺伝子ID:1956)。この遺伝子の他の名称は当技術分野で知られており、かつ、ERRP、HER1、mENA、PIG51、及びNISBD2を含む。 As used herein, the terms "EGFR" and "ERBB1" are interchangeable terms referring to genes or biomarkers expressed by cells (e.g., ovarian supporting cells, (e.g., differentiated iPSCs)). EGFR and ERBB1 are gene names for the epidermal growth factor receptor (e.g., human epidermal growth factor receptor, NCBI gene ID: 1956). Other names for this gene are known in the art and include ERRP, HER1, mENA, PIG51, and NISBD2.
本明細書で使用される場合、「卵巣顆粒膜細胞」または「顆粒膜細胞」は、卵母細胞を取り囲む卵丘細胞であり、健康な卵母細胞とそれに続く胚の発育を保証する。卵巣顆粒膜細胞は、卵母細胞とCOCを形成し得る。卵巣顆粒膜細胞は、顆粒膜サブタイプと一致するマーカー、例えば、FOXL2、CD82、及び/または卵胞刺激ホルモン受容体(FSHR)を発現し得る。そのようなマーカーは当該技術分野で公知の方法により検出することができる。卵巣顆粒膜細胞は、ステロイド産生顆粒膜細胞であり得る。卵巣顆粒膜細胞は、本明細書に記載するように分化したhiPSCから生成することができる。 As used herein, “ovarian granulosa cells” or “granulosa cells” are cumulus cells surrounding the oocyte, ensuring healthy oocyte development and subsequent embryonic development. Ovarian granulosa cells can form COCs with the oocyte. Ovarian granulosa cells may express markers consistent with the granulosa subtype, such as FOXL2, CD82, and/or follicle-stimulating hormone receptor (FSHR). Such markers can be detected by methods known in the art. Ovarian granulosa cells may be steroid-producing granulosa cells. Ovarian granulosa cells can be generated from differentiated hiPSCs as described herein.
本明細書で使用される場合、「ステロイド産生顆粒膜細胞」は、エストラジオール、プロゲステロン、またはそれらの組み合わせなどの1つ以上のステロイドを産生し得る顆粒膜細胞である。1つ以上のステロイドは、FSH、アンドロステンジオン、またはそれらの組み合わせなどによるホルモン刺激に応答して産生され得る。1つ以上のステロイドが分泌され得る。 As used herein, “steroid-producing granulosa cells” are granulosa cells capable of producing one or more steroids, such as estradiol, progesterone, or a combination thereof. One or more steroids may be produced in response to hormonal stimulation, such as FSH, androstenedione, or a combination thereof. One or more steroids may be secreted.
本明細書で使用される場合、「生物学的サンプル」または「サンプル」という用語は、1つ以上の単離された細胞、細胞集団全体またはその一部、及び/または細胞培養培地などの体外細胞培養システムの成分を指し得る。さらに、生物学的サンプルまたはサンプルは、標本(例えば、血液、血液成分(例えば、血清または血漿)、尿、唾液、羊水、脳脊髄液、組織(例えば、胎盤または真皮)、膵液、絨毛膜絨毛サンプル、毛髪、卵母細胞、卵子、及び/または対象から分離された細胞)を指し得る。 As used herein, the terms “biological sample” or “sample” may refer to one or more isolated cells, an entire or partial population of cells, and/or components of an in vitro cell culture system such as cell culture medium. Furthermore, a biological sample or sample may refer to a specimen (e.g., blood, blood components (e.g., serum or plasma), urine, saliva, amniotic fluid, cerebrospinal fluid, tissue (e.g., placenta or dermis), pancreatic juice, chorionic villi samples, hair, oocytes, oocytes, and/or cells isolated from the subject).
本明細書で使用される場合、「発現」という用語は、以下のイベントの1つ以上を指す。(1)DNA配列からのRNAテンプレートの生成(例えば、転写による)、(2)RNA転写産物の処理(例えば、スプライシング、編集、5’キャップ形成、及び/または3’末端処理による)、(3)RNAからポリペプチドまたはタンパク質への翻訳、ならびに(4)ポリペプチドまたはタンパク質の翻訳後修飾。サンプル(例えば、生物学的サンプル、例えば、1つ以上のiPSC、OSC、卵母細胞、またはそれらの組み合わせを含む生物学的サンプル)中の目的の遺伝子またはバイオマーカーの発現は、例えば、サンプル中の対応するタンパク質をエンコードするmRNAの量または濃度(例えば、定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)、逆転写PCR(RT-PCR)、及びRNA配列決定(RNA-seq)技術などのRNA検出手順、ならびに当技術分野で既知の他のRNA検出方法を用いて評価)、対応するタンパク質の量または濃度(例えば、本明細書に記載の、または当技術分野で既知のタンパク質検出方法、例えば、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)、免疫蛍光法、ウエスタンブロット法、または質量分析法を用いて評価)、及び/または対応するタンパク質の活性(例えば、酵素の場合、当技術分野で既知の酵素活性測定法を用いて評価)を検出することによって明らかにされ得る。先行プロセスのいずれか1つでは、対照サンプルと比較して発現が増加または減少することができる。いくつかの実施形態では、対照サンプルは、対象サンプルが受けている1つ以上の手順を受けていない細胞または細胞集団である。例示的な手順は、本明細書に記載のiPSCを対象とした任意の1つ以上の種類の再プログラム化または分化方法などの再プログラム化または分化方法、本明細書に記載の1つ以上の卵母細胞を対象とした体外成熟方法などの体外成熟方法、あるいは本明細書に記載の体外受精方法などの体外受精方法を含む。いくつかの実施形態では、対照サンプルは、製造業者から得られた樹立細胞株またはその他の特徴が明らかにされている細胞型(例えば、iPSCまたはOSC)など、特定の細胞型を代表する細胞または細胞集団である。いくつかの実施形態では、1つ以上の細胞が遺伝子またはバイオマーカーを発現していると決定される場合、その発現レベルは、対照サンプルの発現レベルと比較して許容範囲内(例えば、対照サンプルの発現レベルの20%以内、15%以内、10%以内、または5%以内)である。いくつかの実施形態では、顕著な発現は、例えば、RNA配列決定またはフローサイトメトリー法のカットオフ値または閾値などのカットオフ値または閾値に対する相対的発現レベルを指す。いくつかの実施形態では、細胞集団は、集団のかなりの部分(例えば、集団の約50%、集団の約60%、集団の約70%、集団の約80%、集団の約90%、集団の約95%、または集団の約99%)が特定のカットオフまたは閾値を満たすかそれを超えることによって、目的の遺伝子またはバイオマーカーの顕著な発現を有する場合、目的の遺伝子またはバイオマーカーを発現していると決定され得る。 As used herein, the term “expression” refers to one or more of the following events: (1) the generation of an RNA template from a DNA sequence (e.g., by transcription); (2) the processing of an RNA transcript (e.g., by splicing, editing, 5' cap formation, and/or 3' end processing); (3) the translation of RNA into a polypeptide or protein; and (4) post-translational modification of a polypeptide or protein. The expression of a target gene or biomarker in a sample (e.g., a biological sample, e.g., a biological sample comprising one or more iPSCs, OSCs, oocytes, or combinations thereof) can be revealed, for example, by detecting the amount or concentration of mRNA encoding the corresponding protein in the sample (e.g., assessed using RNA detection procedures such as quantitative polymerase chain reaction (qPCR), reverse transcription PCR (RT-PCR), and RNA sequencing (RNA-seq) techniques, as well as other RNA detection methods known in the art), the amount or concentration of the corresponding protein (e.g., assessed using protein detection methods described herein or known in the art, e.g., enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), immunofluorescence, Western blotting, or mass spectrometry), and/or the activity of the corresponding protein (e.g., in the case of an enzyme, assessed using enzyme activity assays known in the art). Any one of the preceding processes may result in increased or decreased expression compared to a control sample. In some embodiments, the control sample is a cell or cell population that has not undergone one or more of the procedures that the target sample has undergone. Exemplary procedures include reprogramming or differentiation methods, such as any one or more types of reprogramming or differentiation methods for iPSCs described herein; in vitro maturation methods, such as in vitro maturation methods for one or more oocytes described herein; or in vitro fertilization methods, such as in vitro fertilization methods described herein. In some embodiments, the control sample is a cell or cell population representative of a particular cell type, such as an established cell line or other characterized cell type obtained from a manufacturer (e.g., iPSC or OSC). In some embodiments, if one or more cells are determined to express a gene or biomarker, the expression level is within an acceptable range compared to the expression level of the control sample (e.g., within 20%, 15%, 10%, or 5% of the expression level of the control sample). In some embodiments, significant expression refers to an expression level relative to a cutoff value or threshold, such as a cutoff value or threshold for RNA sequencing or flow cytometry. In some embodiments, a cell population may be determined to express a gene or biomarker of interest if a significant portion of the population (e.g., about 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, or 99%) exhibits significant expression of the gene or biomarker of interest by meeting or exceeding a specific cutoff or threshold.
場合によっては、1つ以上の標的遺伝子またはバイオマーカーの顕著な発現が観察されない。いくつかの実施形態では、「顕著な発現なし」または「検出可能な発現なし」とは、特定の検出方法(例えば、RT-PCRまたはELISA)の検出限界を下回る発現レベル、及び/または特定の細胞型(例えば、未分化iPSCまたは体内OSCなどの典型的なOSC)などの適切な対照と比較して約95%未満(例えば、95%、96%、97%、98%、99%、または99%未満)の発現レベルを指す。いくつかの実施形態では、「顕著な発現なし」または「検出可能な発現なし」は、例えば、RNA配列決定またはフローサイトメトリー法のカットオフ値または閾値などのカットオフ値または閾値に対する相対的発現レベルを指す。顕著な発現なしまたは検出可能な発現なしは、細胞集団の相対的発現レベルを指し、その集団のかなりの部分(例えば、集団の約50%、集団の約60%、集団の約70%、集団の約80%、集団の約90%、集団の約95%、または集団の約99%)では、特定のカットオフまたは閾値を下回る発現レベルを有することによって、目的の遺伝子またはバイオマーカーの顕著な発現がない。 In some cases, significant expression of one or more target genes or biomarkers may not be observed. In some embodiments, “no significant expression” or “no detectable expression” refers to an expression level below the detection limit of a particular detection method (e.g., RT-PCR or ELISA) and/or an expression level less than approximately 95% (e.g., less than 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or less than 99%) compared to a suitable control such as a particular cell type (e.g., a typical OSC such as an undifferentiated iPSC or an in vivo OSC). In some embodiments, “no significant expression” or “no detectable expression” refers to an expression level relative to a cutoff value or threshold, such as a cutoff value or threshold for RNA sequencing or flow cytometry. No significant expression or no detectable expression refers to the relative expression level of a cell population, where a significant portion of that population (e.g., approximately 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, or 99%) has expression levels below a specific cutoff or threshold, resulting in no significant expression of the gene or biomarker of interest.
本明細書で使用される場合、「過剰発現」という用語は、特定の細胞型(例えば、iPSC)の発現の基礎レベルと比較して増加した遺伝子またはバイオマーカーの発現を指す。遺伝子またはバイオマーカーの発現は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%、または場合によっては、125%、150%、175%、200%、225%、250%、275%、300%、325%、350%、375%、400%、もしくは400%を超えるなど、100%を超える可能性がある。遺伝子またはバイオマーカーの過剰発現は、本明細書に記載の、当技術分野で既知の方法などの遺伝子型決定法、mRNA検出法、またはタンパク質検出法など、遺伝子またはバイオマーカーの発現を検出または測定するための任意の適切な方法によって検出または測定され得る。 As used herein, the term “overexpression” refers to the increased expression of a gene or biomarker compared to the baseline level of expression in a particular cell type (e.g., iPSC). The expression of a gene or biomarker may be greater than 100%, such as 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 100%, or, in some cases, greater than 125%, 150%, 175%, 200%, 225%, 250%, 275%, 300%, 325%, 350%, 375%, 400%, or greater than 400%. Overexpression of a gene or biomarker can be detected or measured by any suitable method for detecting or measuring gene or biomarker expression, such as genotyping methods, mRNA detection methods, or protein detection methods, as described herein and known in the art.
本明細書で使用される場合、「ドキシサイクリン応答性の転写調節要素」という用語は、ドキシサイクリン(例えば、有効量のドキシサイクリン)の存在下で遺伝子の転写を開始するプロモーターなどのヌクレオチド配列を指す。 As used herein, the term “doxycycline-responsive transcriptional regulator” refers to a nucleotide sequence, such as a promoter, that initiates gene transcription in the presence of doxycycline (e.g., an effective amount of doxycycline).
本明細書で使用される場合、「経口避妊治療」、「経口避妊」、「避妊」、または「経口避妊薬」という用語は、典型的には、妊娠を防ぐために使用されるホルモン治療法を指す。経口避妊治療は、卵巣からの卵母細胞が放出されるのを阻止し得、かつ、エストロゲン及びプロゲスチンを含むホルモンを含有し得る。 As used herein, the terms “oral contraceptive therapy,” “oral contraception,” “contraception,” or “oral contraceptives” typically refer to hormonal therapies used to prevent pregnancy. Oral contraceptive therapy may block the release of oocytes from the ovaries and may contain hormones including estrogen and progestin.
本明細書で使用される場合、「卵巣予備能」という用語は、対象の卵巣内の卵母細胞の数及び該卵母細胞の質を指す。卵巣予備能は、年齢及び/または本明細書に記載の医学的状態によって自然に減少する。卵巣予備能が減少した対象は、妊娠を成功させるためにIVFまたは他のARTを求めることがある。本明細書に記載の通り、抗ミュラー管ホルモン(AMH)のレベルは、対象の卵巣予備能を示し得る。 As used herein, the term “ovarian reserve” refers to the number and quality of oocytes in the ovary of a subject. Ovarian reserve naturally decreases with age and/or the medical conditions described herein. Subjects with reduced ovarian reserve may seek IVF or other ART to achieve successful pregnancy. As described herein, levels of anti-Müllerian hormone (AMH) may indicate a subject's ovarian reserve.
本明細書で使用される場合、「刺激プロトコル」という用語は、卵胞誘発期間中に1つ以上の卵胞誘発剤を対象に投与するプロセスを指す。 As used herein, the term "stimulation protocol" refers to the process of administering one or more follicle-inducing agents to a target during a follicle-inducing period.
本明細書で使用される場合、「卵胞誘発剤」または「誘発剤」という用語は、排卵中に卵巣からの卵母細胞の放出を刺激する化学的組成物または生物学的組成物を指す。卵胞誘発剤は、ヒト絨毛性ゴナドトロピン及び卵胞刺激ホルモンなどのホルモンを含有し得る。本明細書で使用される場合、「人工多能性幹細胞」(iPSC)という用語は、採取された体細胞を再プログラム化し、その他の方法で操作して得られる人工幹細胞を指す。iPSCは、当技術分野で既知の方法及び本明細書に記載の方法により、卵巣支持細胞または顆粒膜細胞を含む他の細胞型に分化し得る。iPSCは、ヒトiPSC(hiPSC)であり得、または、例えば他の哺乳類由来のiPSCであり得る。 As used herein, the terms “follicle-inducing agent” or “inducer” refer to a chemical or biological composition that stimulates the release of oocytes from the ovary during ovulation. Follicle-inducing agents may contain hormones such as human chorionic gonadotropin and follicle-stimulating hormone. As used herein, the term “induced pluripotent stem cell” (iPSC) refers to an induced stem cell obtained by reprogramming and/or otherwise manipulating harvested somatic cells. iPSCs can differentiate into ovarian supporting cells or other cell types, including granulosa cells, by methods known in the art and those described herein. iPSCs may be human iPSCs (hiPSCs) or, for example, iPSCs derived from other mammals.
本明細書で使用される場合、「クロミッド」または「クエン酸クロミフェン」という用語は互換的に使用され、化学的には2-[p-(2-クロロ-1,2-ジフェニルビニル)フェノキシ]トリエチルアミンクエン酸塩(1:1)、分子式がC26H28ClNO・C6H8O7、分子量が598.01g/molである非ステロイド性の排卵刺激剤を指す。クエン酸クロミフェンは、シス(ズクロミフェン)及びトランス(エンクロミフェン)形態の2つの幾何異性体の混合物であり、混合物は、30%~50%(例えば、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、または約55%)のシス異性体(ズクロミフェン)を含有する。 As used herein, the terms “Clomid” or “clomifene citrate” are used interchangeably and refer chemically to a nonsteroidal ovulatory agent having the molecular formula C26H28ClNO・C6H8O7 and a molecular weight of 598.01 g/mol. Clomifene citrate is a mixture of two geometric isomers, cis (zuclomifene) and trans (enclomifene), the mixture containing 30% to 50 % (e.g., about 25%, about 30%, about 35%, about 40%, about 45%, about 50%, or about 55%) of the cis isomer (zuclomifene).
本明細書で使用される場合、「細胞培養」という用語は、原核細胞または真核細胞の種類の体外細胞増殖及び/または培養を可能にする実験室方法を指す。 As used herein, the term "cell culture" refers to laboratory methods that enable the extracorporeal proliferation and/or culture of prokaryotic or eukaryotic cell types.
本明細書で使用される場合、細胞培養または体外細胞培養方法の文脈における「マトリックス」という用語は、細胞培養容器(例えば、ウェルプレートまたはペトリ皿)の表面上の基質または膜などのコーティングを指し、表面への細胞の固定または接着を促進する。適切なマトリックスは、糖タンパク質、プロテオグリカンなどのタンパク質、またはそれらの組み合わせであり得る。適切なマトリックスは、植物または動物製品に由来するものであり得、または合成物(例えば、組み換えタンパク質またはポリマー)であり得る。適切なマトリックスは、細胞外マトリックスタンパク質、その特定のアイソフォーム、または分子量に基づいて種が濃縮された精製または部分精製された画分であり得る。適切なマトリックスは、成分の混合物を含み得る。例示的なマトリックスは、アルギン酸塩、ラミニン(例えば、ラミニン-111、ラミニン-211、ラミニン-121、ラミニン-221、ラミニン-332、ラミニン-311、ラミニン-321、ラミニン-411、ラミニン-421、ラミニン-511、ラミニン-521、及び/またはラミニン-213)、ビトロネクチン(例えば、I型、II型、及び/またはIII型)、フィブロネクチン(例えば、I型、II型、及び/またはIII型)、コラーゲン(例えば、I型、II型、III型、IV型、V型、VI型、VII型、VIII型、IX型、X型、XI型、XII型、XIII型、XIV型、XV型、XVI型、XVII型、XVIII型、XIX型、XX型、XXI型、XXII型、XIII型、及び/またはXXIV型)、キトサン、ヒアルロン酸、ポリ-D-ラクトン、ならびにハイドロゲルを含む。マトリックスの選択は、細胞の種類または相対的細胞構成(例えば、脂質含有量、表面タンパク質発現、例えば、1つ以上の接着受容体の相対的存在量)に応じて異なる。 As used herein, the term “matrix” in the context of cell culture or in vitro cell culture methods refers to a coating such as a substrate or membrane on the surface of a cell culture vessel (e.g., a well plate or Petri dish) that facilitates the fixation or adhesion of cells to the surface. A suitable matrix may be a protein such as glycoproteins or proteoglycans, or a combination thereof. A suitable matrix may be derived from plant or animal products, or may be a synthetic product (e.g., a recombinant protein or polymer). A suitable matrix may be an extracellular matrix protein, its specific isoform, or a purified or partially purified fraction concentrated based on its molecular weight. A suitable matrix may include a mixture of components. An exemplary matrix includes alginates, laminins (e.g., laminin-111, laminin-211, laminin-121, laminin-221, laminin-332, laminin-311, laminin-321, laminin-411, laminin-421, laminin-511, laminin-521, and/or laminin-213), vitronectins (e.g., type I, type II, and/or type III), fibronectins (e.g., The matrix includes type I, type II, and/or type III collagen (e.g., type I, type II, type III, type IV, type V, type VI, type VII, type VIII, type IX, type X, type XI, type XII, type XIII, type XIV, type XVI, type XVII, type XVIII, type XVIIII, type XIX, type XX, type XXI, type XXII, type XIII, and/or type XXIV), chitosan, hyaluronic acid, poly-D-lactone, and hydrogel. The choice of matrix depends on the cell type or relative cellular composition (e.g., lipid content, surface protein expression, e.g., relative abundance of one or more adhesion receptors).
本明細書で使用される場合、「封入」という用語またはその変形は、体外培養システムにおける1つの細胞または複数の細胞のコーティングを指し、任意選択で、1つの細胞または複数の細胞は、細胞ニッチ(例えば、生物の組織または器官)に送達(例えば、埋め込み、分配、または堆積)される。1つの細胞または複数の細胞を封入することで送達の効率を向上させる可能性がある。封入に適した試薬は、糖タンパク質、プロテオグリカンなどのタンパク質、またはそれらの組み合わせであり得る。封入のための試薬は、植物または動物製品に由来するもの、または合成物(例えば、組み換えタンパク質またはポリマー)であり得る。封入に適した試薬は、細胞外マトリックスタンパク質、その特定のアイソフォーム、または分子量に基づいて種が濃縮された精製または部分精製された画分であり得る。封入に適した試薬は、成分の混合物を含み得る。例示的な封入剤は、アルギン酸塩、ラミニン(例えば、ラミニン-111、ラミニン-211、ラミニン-121、ラミニン-221、ラミニン-332、ラミニン-311、ラミニン-321、ラミニン-411、ラミニン-421、ラミニン-511、ラミニン-521、及び/またはラミニン-213)、ビトロネクチン(例えば、I型、II型、及び/またはIII型)、フィブロネクチン(例えば、I型、II型、及び/またはIII型)、コラーゲン(例えば、I型、II型、III型、IV型、V型、VI型、VII型、VIII型、IX型、X型、XI型、XII型、XIII型、XIV型、XV型、XVI型、XVII型、XVIII型、XIX型、XX型、XXI型、XXII型、XIII型、及び/またはXXIV型)、キトサン、ヒアルロン酸、ポリ-D-ラクトン、ならびにハイドロゲルを含む。封入のための試薬の選択は、封入すべき細胞、または1つ以上の封入された細胞を受け入れるニッチ内の細胞の細胞型または相対的細胞構成(例えば、脂質含有量、表面タンパク質発現、例えば、1つ以上の接着受容体の相対的存在量)に応じて異なり得る。 As used herein, the term “mounting” or its variations refers to the coating of one or more cells in an in vitro culture system, which, optionally, are delivered (e.g., embedded, distributed, or deposited) into a cellular niche (e.g., a tissue or organ of an organism). Mounting one or more cells may improve the efficiency of delivery. Suitable mounting reagents may be proteins such as glycoproteins and proteoglycans, or combinations thereof. Reagents for mounting may be derived from plant or animal products, or synthetic products (e.g., recombinant proteins or polymers). Suitable mounting reagents may be extracellular matrix proteins, their specific isoforms, or purified or partially purified fractions concentrated based on molecular weight. Suitable mounting reagents may include mixtures of components. Exemplary mounting media include alginates, laminins (e.g., laminin-111, laminin-211, laminin-121, laminin-221, laminin-332, laminin-311, laminin-321, laminin-411, laminin-421, laminin-511, laminin-521, and/or laminin-213), vitronectin (e.g., type I, type II, and/or type III), fibronectin (e.g., type I) The reagents include type I, type II, and/or type III), collagen (e.g., type I, type II, type III, type IV, type V, type VI, type VII, type VIII, type IX, type X, type XI, type XII, type XIII, type XIV, type XVI, type XVII, type XVIII, type XVIIII, type XIX, type XX, type XXI, type XXII, type XIII, and/or type XXIV), chitosan, hyaluronic acid, poly-D-lactone, and hydrogel. The selection of reagents for inclusion may vary depending on the cell type or relative cellular composition (e.g., lipid content, surface protein expression, relative abundance of one or more adhesion receptors) of the cells to be inclusion or the cells in the niche receiving one or more inclusiond cells.
本明細書で使用される場合、「Wnt/β-カテニン活性化因子」という用語は、Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路の活性化を最終的に上方制御、刺激、開始、駆動、または誘導する任意の薬剤(例えば、核酸、タンパク質、脂質、小分子、またはそれらの組み合わせ)を指す。Wnt/β-カテニン活性化因子は、経路の正の調節因子と直接接触して、上記経路を上方制御し得る。Wnt/β-カテニン活性化因子は、経路の負の調節因子と直接接触して、上記経路を上方制御し得る(すなわち、Wnt/β-カテニン経路の阻害剤の阻害剤として作用する)。Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路の調節因子は当技術分野で公知であり、例えばNusse and Clevers,Cell.169(6):985-999,2017などの他の文献にも記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。 As used herein, the term “Wnt/β-catenin activator” refers to any agent (e.g., nucleic acids, proteins, lipids, small molecules, or combinations thereof) that ultimately upregulates, stimulates, initiates, drives, or induces the activation of the Wnt/β-catenin signaling pathway. A Wnt/β-catenin activator may upregulate the pathway by directly contacting a positive regulator of the pathway. A Wnt/β-catenin activator may upregulate the pathway by directly contacting a negative regulator of the pathway (i.e., acting as an inhibitor of an inhibitor of the Wnt/β-catenin pathway). Regulators of the Wnt/β-catenin signaling pathway are known in the art and are described in other literature, such as Nusse and Clevers, Cell. 169(6):985–999, 2017, which are incorporated herein by reference.
いくつかの実施形態では、Wnt/β-カテニン活性化因子は、Rho関連タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤であり、例えばY-27642またはその同等の塩もしくは誘導体であり、その構造は、以下に示される。
いくつかの実施形態では、Wnt/β-カテニン活性化因子は、CHIR099021などのグリコーゲン合成酵素キナーゼ3阻害剤、またはその同等の塩もしくは誘導体であり、その構造は、以下に示される。
本明細書で使用される場合、「共培養」という用語は、複数の細胞型または細胞集団をある程度接触させながら培養する細胞培養方法の一種を指す。典型的な共培養系では、2つ以上の細胞型が人工成長培地を共有し得る。 As used herein, the term "co-culture" refers to a type of cell culture method in which multiple cell types or cell populations are cultured in some degree of contact. In a typical co-culture system, two or more cell types may share an artificial growth medium.
本明細書で使用される場合、「接着共培養系」または「接着細胞培養」という用語は、適切な成長及び増殖のための表面に細胞を付着させることによる細胞培養の構成を指す。 As used herein, the terms “adherent co-culture system” or “adherent cell culture” refer to a cell culture configuration in which cells are attached to a surface for proper growth and proliferation.
本明細書で使用される場合、「浮遊共培養系」または「浮遊細胞培養」という用語は、適切な成長及び増殖のための液体培地中での分散によって細胞を培養する細胞培養の構成を指す。 As used herein, the terms “suspension co-culture system” or “suspension cell culture” refer to a cell culture configuration in which cells are cultured by dispersion in a liquid medium for appropriate growth and proliferation.
詳細な説明
本明細書では、生殖補助医療(ART)で使用するための組成物及び方法が説明されている。例えば、本明細書に記載の組成物及び方法は、1つ以上の卵巣支持細胞(OSC)(例えば、卵巣顆粒膜細胞、卵巣間質細胞、またはそれらの組み合わせ)を産生、操作、及び培養すること、ならびに卵母細胞を体外成熟させることに関する。
Detailed Description This specification describes compositions and methods for use in assisted reproductive technology (ART). For example, the compositions and methods described herein relate to producing, manipulating, and culturing one or more ovarian supporting cells (OSCs) (e.g., ovarian granulosa cells, ovarian stromal cells, or a combination thereof), and to in vitro maturating oocytes.
有利なことに、本明細書に記載の組成物及び方法は、卵巣支持細胞(例えば、再プログラム化されたiPSC由来の卵巣支持細胞)との共培養を介して未成熟卵母細胞の体外成熟を実施することにより、体外受精(IVF)の目的で以前に廃棄された卵母細胞の採取及び使用を容易にする。記載されている体外成熟法は、通常は廃棄される未成熟卵母細胞を体外受精手順で使用する能力を向上させ、より費用対効果の高い治療戦略と治療を受ける被験者のリスクの低減につながる可能性がある。例えば、本方法は、現在のIVF治療の選択肢よりも少ない回数のホルモン注射及び/またはより低い用量のホルモン注射を、IVF処置を望む対象に対して必要とすることにより、体内卵巣過剰刺激のリスクを低減させることができる。本開示の態様を使用すれば、IVFでの使用のために、女性の利用可能で健康な卵母細胞の全体的プールを増加させることができる。また本開示の態様を使用すれば、採卵中の対象へのホルモン投与量を有意に減らすことができ、培養中の卵母細胞の質を向上させることができる。これにより、生殖技術へのアクセスが大幅に拡大し、1周期の期間が大幅に短縮され、妊娠を達成するために必要な周期が全体的に少なくなる可能性がある。 Advantageously, the compositions and methods described herein facilitate the collection and use of oocytes previously discarded for in vitro fertilization (IVF) purposes by performing in vitro maturation of immature oocytes via co-culture with ovarian support cells (e.g., reprogrammed iPSC-derived ovarian support cells). The described IVF maturation methods improve the ability to use immature oocytes that would normally be discarded in IVF procedures, potentially leading to more cost-effective treatment strategies and reduced risks for patients undergoing treatment. For example, the method can reduce the risk of in vivo ovarian hyperstimulation by requiring fewer hormonal injections and/or lower doses of hormonal injections for subjects seeking IVF treatment than current IVF treatment options. Aspects of this disclosure can increase the overall pool of available, healthy oocytes from women for use in IVF. Furthermore, aspects of this disclosure can significantly reduce the amount of hormonal administration to subjects during oocyte retrieval and improve the quality of oocytes in culture. This could significantly expand access to reproductive technologies, drastically shorten the cycle duration, and reduce the overall number of cycles required to achieve pregnancy.
I.体外組成物及び細胞培養培地
いくつかの実施形態では、本開示は、操作された細胞培養システムを提供する。いくつかの実施形態では、操作された細胞培養システムは、人工卵巣支持細胞(OSC)の集団を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の主題は、ヒトiPSC(hiPSC)などの人工多能性幹細胞(iPSC)の集団をOSCの集団に分化させる方法に関する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の主題は、体外成熟(IVM)方法に関する。いくつかの実施形態では、操作された細胞培養システムは、1つ以上の卵母細胞の成熟を促進する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の主題は、体外受精(IVF)方法に関する。いくつかの実施形態では、1つ以上の成熟卵母細胞は、ARTまたはIVF方法で利用される。いくつかの実施形態では、操作された細胞培養システムは、操作された細胞共培養システムである。いくつかの実施形態では、共培養細胞は、浮遊培養にある。いくつかの実施形態では、共培養細胞は、接着培養にある。
I. In Vitro Compositions and Cell Culture Media In some embodiments, the Disclosure provides engineered cell culture systems. In some embodiments, the engineered cell culture system includes a population of artificial ovarian supporting cells (OSCs). In some embodiments, the subject matter described herein relates to a method for differentiating a population of induced pluripotent stem cells (iPSCs), such as human iPSCs (hiPSCs), into a population of OSCs. In some embodiments, the subject matter described herein relates to an in vitro maturation (IVM) method. In some embodiments, the engineered cell culture system promotes the maturation of one or more oocytes. In some embodiments, the subject matter described herein relates to an in vitro fertilization (IVF) method. In some embodiments, one or more mature oocytes are utilized in an ART or IVF method. In some embodiments, the engineered cell culture system is an engineered cell co-culture system. In some embodiments, the co-cultured cells are in suspension culture. In some embodiments, the co-cultured cells are in adherent culture.
A.ヒト人工多能性幹細胞由来の卵巣支持細胞
本明細書に記載の方法で利用される任意の1つ以上のOSCは、転写因子(TF)指向プロトコルを使用してiPSCから作成され得る。いくつかの実施形態では、iPSCは、哺乳類のiPSCである。好ましい実施形態では、iPSCは、ヒトiPSC(hiPSC)である。いくつかの実施形態では、hiPSCは、任意の1つ以上の転写因子をエンコードする1つ以上のプラスミドで形質転換され得る。いくつかの実施形態では、hiPSCからOSCへの分化は、1つ以上の転写因子の過剰発現によって促進される。いくつかの実施形態では、1つ以上のTFは、FOXL2、NR5A1、RUNX2、GATA4、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、未分化hiPSCは、トランスポザーゼ法(例えば、piggyBacトランスポザーゼ法)を使用して再プログラム化され、特定の誘導性転写因子(例えば、FOXL2、NR5A1、RUNX2、及び/またはGATA4)を運ぶ。いくつかの実施形態では、hiPSCは、当技術分野で知られている他の細胞形質転換方法の中でも、電気穿孔法、リポソーム媒介形質転換、ウイルス媒介遺伝子導入によって形質転換され得る。いくつかの実施形態では、望ましい転写因子の遺伝子発現は、ドキシサイクリン依存的に誘導され得る。いくつかの実施形態では、hiPSCの再プログラム化に使用されるプラスミドまたは発現ベクターは、蛍光タンパク質などのレポーター遺伝子を含み得る。いくつかの実施形態では、hiPSCは、GATA4、FOXL2、またはそれらの組み合わせを含む転写因子の誘導発現により間質細胞に分化し得る。いくつかの実施形態では、hiPSCは、FOXL2、NR5A1、GATA4、RUNX1、RUNX2、またはそれらの組み合わせを含む転写因子の誘導発現により顆粒膜細胞に分化し得る。FOXL2、NR5A1、GATA4、RUNX1、及び/またはRUNX2の1つ以上の転写因子の組み合わせに加えて、hiPSCはKLF2、TCF21、NR2F2、またはそれらの組み合わせの発現を介して顆粒膜に分化し得る。
A. Ovarian Supporting Cells Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells Any one or more OSCs used in the methods described herein may be created from iPSCs using a transcription factor (TF)-directed protocol. In some embodiments, the iPSCs are mammalian iPSCs. In preferred embodiments, the iPSCs are human iPSCs (hiPSCs). In some embodiments, the hiPSCs may be transformed with one or more plasmids encoding any one or more transcription factors. In some embodiments, differentiation from hiPSCs to OSCs is facilitated by the overexpression of one or more transcription factors. In some embodiments, the one or more TFs include FOXL2, NR5A1, RUNX2, GATA4, or any combination thereof. In some embodiments, undifferentiated hiPSCs are reprogrammed using a transposase method (e.g., piggyBac transposase method) to carry specific inducible transcription factors (e.g., FOXL2, NR5A1, RUNX2, and/or GATA4). In some embodiments, hiPSCs can be transformed by electroporation, liposome-mediated transformation, or virus-mediated gene transfer, among other cell transformation methods known in the art. In some embodiments, gene expression of a desired transcription factor can be induced in a doxycycline-dependent manner. In some embodiments, the plasmid or expression vector used to reprogram hiPSCs may include a reporter gene such as a fluorescent protein. In some embodiments, hiPSCs can differentiate into stromal cells by the induced expression of transcription factors including GATA4, FOXL2, or a combination thereof. In some embodiments, hiPSCs can differentiate into granulosa cells by the induced expression of transcription factors including FOXL2, NR5A1, GATA4, RUNX1, RUNX2, or a combination thereof. In addition to a combination of one or more transcription factors such as FOXL2, NR5A1, GATA4, RUNX1, and/or RUNX2, hiPSCs can differentiate into granulosa via the expression of KLF2, TCF21, NR2F2, or a combination thereof.
本明細書に記載の方法で利用されるOSCは、集まって規則的に間を空けて配置された短い回文配列の繰り返し(CRISPR)技術を使用して生成され得る。「CRISPR」は、特定の遺伝子コードを標的にして正確な位置でDNAを編集するプログラム可能な技術である。CRISPR技術は、CRISPR-CAS 9を含み得る。Cas9(または「CRISPR関連タンパク質9」)は、CRISPR配列をガイドとして使用し、CRISPR配列に相補的なDNAの特定の鎖を認識して切断する酵素であり、これにより、細胞のゲノムに外因性の核酸を挿入できるようになる。例えば、CRISPRベースの遺伝子編集技術は、OSC(例えば、顆粒膜細胞または間質細胞)への分化を誘導する因子をエンコードする1つ以上の遺伝子をiPSCゲノムに導入するために使用することができる。これらの因子は、例えば、FOXL2、NR5A1、GATA4、RUNX1、及びRUNX2を含む。 OSCs used in the methods described herein may be generated using a CRISPR (Critical Repeating Sequence) technique, which involves the aggregation and regularly spaced arrangement of short palindromic sequences. CRISPR is a programmable technique for editing DNA at precise locations by targeting specific genetic codes. CRISPR techniques may include CRISPR-CAS 9. Cas9 (or "CRISPR-associated protein 9") is an enzyme that uses a CRISPR sequence as a guide to recognize and cleave specific strands of DNA complementary to the CRISPR sequence, thereby enabling the insertion of exogenous nucleic acids into the cell's genome. For example, CRISPR-based gene editing techniques can be used to introduce one or more genes encoding factors that induce differentiation into OSCs (e.g., granulosa cells or stromal cells) into an iPSC genome. These factors include, for example, FOXL2, NR5A1, GATA4, RUNX1, and RUNX2.
例示的なCRISPRシステムには、Cas9酵素を利用するものが含まれる。Cas9酵素は、CRISPR配列とともに、生物内で遺伝子を編集するために使用できるCRISPR-Cas9として知られる技術の基礎となっている。CRISPR法は、タイプI(cas3)、タイプIII(cas10)、ならびにタイプIV及び12のサブタイプを含むクラス1CRISPRシステムを含み得る。CRISPR法は、タイプII(cas9)、タイプV(cas12)、タイプVI(cas13)、及び9つのサブタイプを含むクラス2CRISPRシステムを含み得る。いくつかの実施形態では、CRISPR法は、コンピュータソフトウェアプラットフォームであるCRISPR-Cas設計ツール、及びCRISPR/Cas遺伝子編集システムと共に使用するためのガイドRNA(gRNA)の設計を容易にするために使用されるバイオインフォマティクスツールを含み得る。例えば、CRISPR-Cas設計ツールとしては、CRISPRon、CRISPRoff、Invitrogen TrueDesign Genome Editor、Breaking-Cas、Cas-OFFinder、CASTING、CRISPy、CCTop、CHOPCHOP、CRISPOR、sgRNA Designer、Synthego Design Tool等を挙げることができる。CRISPR法は、診断ツールとしても使用することができる。例えば、CRISPRベースの診断は、SHERLOCKベース生体外転写プロファイリング(SPRINT)などの酵素プロセスと連結することができる。SPRINTは、高スループットまたはポータブルなポイントオブケアデバイスを使用して、対象サンプル内の代謝物または環境サンプル内の汚染物質など、さまざまな物質を検出するために使用することができる。 Exemplary CRISPR systems include those utilizing the Cas9 enzyme. The Cas9 enzyme, along with the CRISPR sequence, forms the basis of a technology known as CRISPR-Cas9, which can be used to edit genes in living organisms. The CRISPR method may include a Class 1 CRISPR system comprising Type I (cas3), Type III (cas10), and Type IV and 12 subtypes. The CRISPR method may also include a Class 2 CRISPR system comprising Type II (cas9), Type V (cas12), Type VI (cas13), and nine subtypes. In some embodiments, the CRISPR method may include a CRISPR-Cas design tool, which is a computer software platform, and bioinformatics tools used to facilitate the design of guide RNA (gRNA) for use with the CRISPR/Cas gene editing system. For example, CRISPR-Cas design tools include CRISPRon, CRISPRoff, Invitrogen TrueDesign Genome Editor, Breaking-Cas, Cas-OFFinder, CASTING, CRISPy, CCTop, CHOPCHOP, CRISPR, sgRNA Designer, and Synthego Design Tool. The CRISPR method can also be used as a diagnostic tool. For example, CRISPR-based diagnostics can be linked to enzymatic processes such as SHERLOCK-based in vitro transcription profiling (SPRINT). SPRINT can be used to detect various substances, such as metabolites in target samples or contaminants in environmental samples, using high-throughput or portable point-of-care devices.
いくつかの実施形態では、1つ以上のTFの過剰発現は、当技術分野で知られている任意の適切な導入剤によって駆動される。いくつかの実施形態では、誘導期間は、1日、2日、3日、4日、5日、または5日以上続いている。いくつかの実施形態では、転写因子は恒常的に発現される。いくつかの実施形態では、hiPSCの再プログラム化に使用されるプラスミドまたは発現ベクターは、蛍光タンパク質などのレポーター遺伝子を含み得る。いくつかの実施形態では、細胞(例えば、hiPSC)は、中胚葉誘導を準備する薬剤で処理される。いくつかの実施形態では、1つ以上の転写因子の初期誘導中に、細胞(例えば、hiPSC)は、Wnt/β-カテニンシグナル伝達を活性化して細胞を中胚葉細胞の運命に準備する薬剤で処理される。いくつかの実施形態では、1つ以上の転写因子の初期誘導中に、細胞(例えば、hiPSC)は、Rho関連タンパク質キナーゼ(ROCK)(例えば、小分子ROCK阻害剤、例えば、Y-27642)またはグリコーゲン合成酵素キナーゼ-3(GSK3)(例えば、GSK3阻害剤、例えば、CHIR099021)などのセリン-スレオニンタンパク質キナーゼを阻害する薬剤で処理される。 In some embodiments, the overexpression of one or more TFs is driven by any suitable induction agent known in the art. In some embodiments, the induction period lasts for one, two, three, four, five, or more than five days. In some embodiments, the transcription factors are constitutively expressed. In some embodiments, the plasmid or expression vector used for reprogramming hiPSCs may include a reporter gene such as a fluorescent protein. In some embodiments, cells (e.g., hiPSCs) are treated with a drug that prepares the cells for mesoderm induction. In some embodiments, during the initial induction of one or more transcription factors, cells (e.g., hiPSCs) are treated with a drug that activates Wnt/β-catenin signaling to prepare the cells for the fate of mesoderm cells. In some embodiments, during the initial induction of one or more transcription factors, cells (e.g., hiPSCs) are treated with agents that inhibit serine-threonine protein kinases, such as Rho-related protein kinase (ROCK) (e.g., small molecule ROCK inhibitors, e.g., Y-27642) or glycogen synthase kinase-3 (GSK3) (e.g., GSK3 inhibitors, e.g., CHIR099021).
いくつかの実施形態では、得られたOSCは、ヒト顆粒膜細胞(本技術分野で既知であり本明細書に記載の他の顆粒膜バイオマーカーの中でも、FOXL2及びAMHR2を発現する細胞)と機能的及び生物学的に類似した細胞集団を含む。いくつかの実施形態では、得られたOSCは、卵巣間質細胞(本技術分野で既知であり本明細書に記載の他の間質細胞バイオマーカーの中でも、R2F2を発現する細胞)と機能的及び生物学的に類似した細胞集団を含む。いくつかの実施形態では、得られたOSCは、顆粒膜細胞と間質細胞の両方を含む細胞集団を含む。いくつかの実施形態では、OSCの集団は主に顆粒膜細胞を含み、その結果、OSCの集団は、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、または95%を超える顆粒膜細胞を含む。hiPSCの顆粒膜への再プログラム化は、本明細書に記載の遺伝子型決定法によって決定され得る。 In some embodiments, the resulting OSCs comprise a cell population functionally and biologically similar to human granulosa cells (cells expressing FOXL2 and AMHR2, among other granulosa biomarkers known in the art and described herein). In some embodiments, the resulting OSCs comprise a cell population functionally and biologically similar to ovarian stromal cells (cells expressing R2F2, among other stromal cell biomarkers known in the art and described herein). In some embodiments, the resulting OSCs comprise a cell population containing both granulosa cells and stromal cells. In some embodiments, the OSC population comprises primarily granulosa cells, resulting in the OSC population containing 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, or more than 95% granulosa cells. The reprogramming of hiPSCs into granulosa can be determined by the genotyping methods described herein.
hiPSCからOSC(顆粒膜細胞など)への分化は、当技術分野で知られている他の顆粒膜細胞バイオマーカーの中で、FOXL2、AMHR2、CD82、FSHR、IGFBP7、KRT19、STAR、WNT4、またはそれらの組み合わせを含む顆粒膜細胞型に典型的なバイオマーカーの相対的発現によって決定され得る。OSC(顆粒膜細胞など)に分化したhiPSCは、トランスクリプトームプロファイリングに基づいて1つ以上のクラスターに分類され得る。いくつかの実施形態では、hiPSCからOSC(顆粒膜細胞など)への分化は、1つ以上の種類のOSCに関連する他の遺伝子またはバイオマーカーの中で、細胞接着、走化性、成長因子及び/または成長因子受容体、ステロイド及び/またはステロイド受容体に関連する遺伝子、あるいはそれらの組み合わせなどのバイオマーカーまたは遺伝子の相対的発現によって決定され得る。hiPSCからOSCへの分化は、GJA1、MDK、BBX、HES4、PBX3、YBX3、BMPR2、CD46、COL4A1、COL4A2、LAMC1、ITGAV、及び/またはITGBを含む、OSC(例えば、顆粒膜細胞)に典型的なバイオマーカーの相対的発現によって決定され得る。いくつかの実施形態では、OSCに典型的なバイオマーカーは、FOXO1、CDH1、CYP19A1、RARRES2、NOTCH2、NRG1、BMPR1B、EGFR(ERBB1)、及び/またはERBB4をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、OSCに典型的なバイオマーカーは、RARRES2、NOTCH2、NOTCH3、ID3、及び/またはBMPR2もさらに含み得る。いくつかの実施形態では、OSCに典型的なバイオマーカーは、RARRES2の顕著な発現を伴わないCDH2及び/またはNOTCH2もさらに含み得る。いくつかの実施形態では、個々のクローンの機能スクリーニングにより、各転写因子またはバイオマーカーの発現の最適なバランスを保持する安定した系統が特定される。 Differentiation from hiPSCs to OSCs (such as granulosa cells) can be determined by the relative expression of biomarkers typical of granulosa cell types, including FOXL2, AMHR2, CD82, FSHR, IGFBP7, KRT19, STAR, WNT4, or combinations thereof, among other granulosa cell biomarkers known in the art. hiPSCs differentiated into OSCs (such as granulosa cells) can be classified into one or more clusters based on transcriptome profiling. In some embodiments, differentiation from hiPSCs to OSCs (such as granulosa cells) can be determined by the relative expression of biomarkers or genes, such as genes related to cell adhesion, chemotaxis, growth factors and/or growth factor receptors, steroids and/or steroid receptors, or combinations thereof, among other genes or biomarkers associated with one or more types of OSCs. Differentiation from hiPSCs to OSCs may be determined by the relative expression of biomarkers typical of OSCs (e.g., granulosa cells), including GJA1, MDK, BBX, HES4, PBX3, YBX3, BMPR2, CD46, COL4A1, COL4A2, LAMC1, ITGAV, and/or ITGB. In some embodiments, biomarkers typical of OSCs may further include FOXO1, CDH1, CYP19A1, RARRES2, NOTCH2, NRG1, BMPR1B, EGFR (ERBB1), and/or ERBB4. In some embodiments, biomarkers typical of OSCs may further include RARRES2, NOTCH2, NOTCH3, ID3, and/or BMPR2. In some embodiments, typical biomarkers for OSC may further include CDH2 and/or NOTCH2 without marked expression of RARRES2. In some embodiments, functional screening of individual clones identifies stable lines that maintain an optimal balance of expression for each transcription factor or biomarker.
いくつかの実施形態では、ドキシサイクリンを細胞または細胞培養に適用すると、OSC内の1つ以上のTFの活性化が維持される(例えば、ドキシサイクリン依存性誘導の場合)。 In some embodiments, application of doxycycline to cells or cell cultures maintains the activation of one or more TFs within the OSC (e.g., in the case of doxycycline-dependent induction).
1つ以上の遺伝子、転写因子、及び/またはバイオマーカーの発現は、当該技術分野で日常的に行われているタンパク質及び/またはmRNA発現の方法によって検出または測定され得る。1つ以上の転写因子またはバイオマーカーの相対的発現を検出または測定する例示的な方法は、フローサイトメトリー、RNA配列決定(RNA-seq)(例えば、単一細胞RNA-seq)、リアルタイム逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)、定量PCR(qPCR)、RT-qPCR、ノーザンブロット分析、質量分析及びプロテオーム様式、ウエスタンブロット分析、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)、免疫蛍光法または免疫検出法、ならびに当技術分野で既知の他の検出方法を含む。 The expression of one or more genes, transcription factors, and/or biomarkers can be detected or measured by methods of protein and/or mRNA expression routinely used in the art. Exemplary methods for detecting or measuring the relative expression of one or more transcription factors or biomarkers include flow cytometry, RNA sequencing (RNA-seq) (e.g., single-cell RNA-seq), real-time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), quantitative PCR (qPCR), RT-qPCR, Northern blotting, mass spectrometry and proteomic methods, Western blotting, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), immunofluorescence or immunodetection, and other detection methods known in the art.
いくつかの実施形態では、hiPSCをOSCに再プログラム化すると、体内の顆粒膜細胞(例えば、FOXL2及びAMHR2を発現する細胞)と強い遺伝子発現類似性を共有する1つ以上のOSCが得られる。いくつかの実施形態では、OSCは、体内ストローマ細胞(例えば、NR2F2を発現する細胞)と強い遺伝子発現の類似性を共有する。いくつかの実施形態では、OSCは、体外で卵胞形成を通じて卵胞形成の進行を再現する。いくつかの実施形態では、hiPSCから1つ以上のOSCへの再プログラム化は、パラクリン及びジャクスタクリン細胞シグナル伝達を介して回収された卵母細胞が体外成熟するのを適切にサポートできる成長因子及び/またはホルモンの産生によって決定され得る。いくつかの実施形態では、OSCは、インスリン様成長因子(IGF)、幹細胞因子(SCF)、上皮成長因子(EGF)、白血病抑制因子(LIF)、血管内皮成長因子(VEGF)、骨形成タンパク質(BMP)、C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)、またはそれらの任意の組み合わせを含む、1つ以上の成長因子を産生する。いくつかの実施形態では、1つ以上の成長因子がOSCから分泌される。いくつかの実施形態では、OSCは、ステロイド産生のものであり、エストラジオール及び/またはプロゲステロンを含むホルモンを産生する。いくつかの実施形態では、OSCは、外因的に供給された試薬の存在下でステロイド産生のものである。いくつかの実施形態では、顆粒膜細胞などのOSCは、アンドロステンジオン及びFSHまたはフォルスコリンの刺激を受けてエストラジオール及び/またはプロゲステロンを産生する。いくつかの実施形態では、エストラジオール及び/またはプロゲステロンの分泌は、当技術分野で知られている1つ以上のタンパク質検出方法によって検出または測定され得る。いくつかの実施形態では、OSCへのドキシサイクリン適用は細胞のアイデンティティを維持し、ステロイド産生活性を駆動する。いくつかの実施形態では、ドキシサイクリンを、凍結保存及び冷凍保存後に再プログラム化されたiPSCから得られたOSCを解凍して播種する際に、OSCまたはOSC培地に適用する(例えば、ドキシサイクリン依存性誘導の場合)。 In some embodiments, reprogramming hiPSCs into OSCs yields one or more OSCs that share strong gene expression similarity with in vivo granulosa cells (e.g., cells expressing FOXL2 and AMHR2). In some embodiments, the OSCs share strong gene expression similarity with in vivo stromal cells (e.g., cells expressing NR2F2). In some embodiments, the OSCs replicate the progression of follicular formation in vitro through follicular development. In some embodiments, reprogramming from hiPSCs into one or more OSCs may be determined by the production of growth factors and/or hormones that can adequately support the in vitro maturation of oocytes recovered via paracrine and juxtacrine cell signaling. In some embodiments, the OSCs produce one or more growth factors, including insulin-like growth factor (IGF), stem cell factor (SCF), epidermal growth factor (EGF), leukemia suppressor factor (LIF), vascular endothelial growth factor (VEGF), bone morphogenetic protein (BMP), C-type natriuretic peptide (CNP), or any combination thereof. In some embodiments, one or more growth factors are secreted from OSCs. In some embodiments, OSCs are steroid-producing and produce hormones including estradiol and/or progesterone. In some embodiments, OSCs are steroid-producing in the presence of exogenously supplied reagents. In some embodiments, OSCs such as granulosa cells produce estradiol and/or progesterone upon stimulation with androstenedione and FSH or forskolin. In some embodiments, the secretion of estradiol and/or progesterone can be detected or measured by one or more protein detection methods known in the art. In some embodiments, doxycycline application to OSCs maintains cellular identity and drives steroid-producing activity. In some embodiments, doxycycline is applied to OSCs or OSC medium when thawing and seeding OSCs obtained from iPSCs that have been cryopreserved and reprogrammed after cryopreservation (e.g., in the case of doxycycline-dependent induction).
B.細胞培養培地
iPSC(例えば、hiPSC)またはトランスジェニックOSCに由来するOSCは、細胞培養培地をさらに含む組成物として提供され得る。上記OSCまたは前駆細胞(例えば、再プログラム化前のhiPSC)は、細胞培養培地中で培養され得る。いくつかの実施形態では、操作されたOSCは、市販の生殖培地(例えば、IVF、IVM、(例えば、MEDICULT IVM(登録商標)培地)、またはLAG培地)に加えることができる。いくつかの実施形態では、細胞培養培地は、ノックアウト血清リプレースメント(KSR)を添加したDMEM/F12を含む。いくつかの実施形態では、細胞培養培地は、例えばGLUTAMAX(商標)(GIBCO(商標),Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)などのL-グルタミン類似体を含み、任意選択で、GLUTAMAX(商標)は、動物由来成分を含まない試薬を使用するように適合されている。いくつかの実施形態では、発生生物学研究室が適切なIVF細胞培養培地を調達する。いくつかの実施形態では、細胞培養培地は、Medicult IVM培地を含む。いくつかの実施形態では、発生生物学研究室が適切な細胞培養プレートを調達する。いくつかの実施形態では、細胞培養プレートは、GPS Universalディッシュである。いくつかの実施形態では、発生生物学研究室は、ARTグレードのミネラルオイルを調達する。いくつかの実施形態では、共培養は、IVM培地の調製によって達成される。いくつかの実施形態では、IVM培地は、基本培地製剤を含む。いくつかの実施形態では、基本培地製剤は、MEDICULT IVM(登録商標)培地を含む。
B. Cell Culture Medium OSCs derived from iPSCs (e.g., hiPSCs) or transgenic OSCs may be provided as a composition further comprising a cell culture medium. The OSCs or progenitor cells (e.g., hiPSCs before reprogramming) may be cultured in the cell culture medium. In some embodiments, the manipulated OSCs may be added to commercially available reproductive media (e.g., IVF, IVM, (e.g., MEDICULT IVM® medium), or LAG medium). In some embodiments, the cell culture medium comprises DMEM/F12 supplemented with knockout serum replacement (KSR). In some embodiments, the cell culture medium comprises an L-glutamine analog such as GLUTAMAX® (GIBCO®, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA), and optionally, GLUTAMAX® is adapted to use reagents that do not contain animal-derived components. In some embodiments, the developmental biology laboratory procures appropriate IVF cell culture medium. In some embodiments, the cell culture medium includes Medicult IVM medium. In some embodiments, the developmental biology laboratory procures appropriate cell culture plates. In some embodiments, the cell culture plates are GPS Universal dishes. In some embodiments, the developmental biology laboratory procures ART-grade mineral oil. In some embodiments, co-culture is achieved by preparing IVM medium. In some embodiments, the IVM medium includes a basic medium formulation. In some embodiments, the basic medium formulation includes MEDICULT IVM® medium.
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のhiPSC及び/または得られたOSCは、誘導、培養、または卵母細胞との共培養中にマトリックス上で培養されるか、または封入される。いくつかの実施形態では、hiPSC及び/またはOSCはマトリックス上で培養されるか、またはアルギン酸塩を含むマトリックスに封入される。いくつかの実施形態では、hiPSC及び/またはOSCはマトリックス上で培養されるか、またはラミニンを含むマトリックスに封入される。いくつかの実施形態では、hiPSC及び/またはOSCはマトリックス上で培養されるか、またはラミニン-521を含むマトリックスに封入される。いくつかの実施形態では、hiPSC及び/またはOSCはマトリックス上で培養されるか、またはビトロネクチンを含むマトリックスに封入される。いくつかの実施形態では、hiPSC及び/またはOSCはマトリックス上で培養されるか、またはコラーゲンを含むマトリックスに封入される。いくつかの実施形態では、hiPSC及び/またはOSCはマトリックス上で培養されるか、またはキトサンを含むマトリックスに封入される。いくつかの実施形態では、hiPSC及び/またはOSCはマトリックス上で培養されるか、またはヒアルロン酸を含むマトリックスに封入される。いくつかの実施形態では、hiPSC及び/またはOSCはマトリックス上で培養されるか、またはデキストランヒドロゲルを含むマトリックスに封入される。いくつかの実施形態では、hiPSC及び/またはOSCは、マトリックス上で培養されるか、またはMATRIGEL(登録商標)マトリックスを含むマトリックスに封入される。 In some embodiments, the hiPSCs and/or obtained OSCs described herein are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix during induction, culture, or co-culture with oocytes. In some embodiments, the hiPSCs and/or OSCs are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix containing alginate. In some embodiments, the hiPSCs and/or OSCs are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix containing laminin. In some embodiments, the hiPSCs and/or OSCs are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix containing laminin-521. In some embodiments, the hiPSCs and/or OSCs are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix containing vitronectin. In some embodiments, the hiPSCs and/or OSCs are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix containing collagen. In some embodiments, the hiPSCs and/or OSCs are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix containing chitosan. In some embodiments, hiPSCs and/or OSCs are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix containing hyaluronic acid. In some embodiments, hiPSCs and/or OSCs are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix containing dextran hydrogel. In some embodiments, hiPSCs and/or OSCs are cultured on a matrix or encapsulated in a matrix containing MATRIGEL® matrix.
いくつかの実施形態では、細胞培養培地が補充される。細胞培養培地には、ヒト血清アルブミン(HSA)(例えば、約5~15mg/mL、例えば、10mg/mL)、卵胞刺激ホルモン(FSH)(例えば、約70~80mIU/mL、例えば、75mIU/mL)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)(例えば、約95~105mIU/mL、例えば、100mIU/mL)、アンドロステンジオン(例えば、約495~505ng/mL、例えば、500ng/mL)、ドキシサイクリン(例えば、0.5~1.5μg/mL、例えば、1μg/mL)、ならびにヒアルロニダーゼ及び/またはdPBSなどの他の化合物が補充され得る。いくつかの実施形態では、1つ以上の補充されたタンパク質は、組み換えタンパク質である。いくつかの実施形態では、細胞培養培地には、例えばROCK阻害剤またはGSK3阻害剤などのWnt/β-カテニンシグナル伝達を活性化する薬剤が補充される。 In some embodiments, the cell culture medium is supplemented. The cell culture medium may be supplemented with human serum albumin (HSA) (e.g., about 5–15 mg/mL, e.g., 10 mg/mL), follicle-stimulating hormone (FSH) (e.g., about 70–80 mIU/mL, e.g., 75 mIU/mL), human chorionic gonadotropin (hCG) (e.g., about 95–105 mIU/mL, e.g., 100 mIU/mL), androstenedione (e.g., about 495–505 ng/mL, e.g., 500 ng/mL), doxycycline (e.g., 0.5–1.5 μg/mL, e.g., 1 μg/mL), and other compounds such as hyaluronidase and/or dPBS. In some embodiments, one or more supplemented proteins are recombinant proteins. In some embodiments, the cell culture medium is supplemented with a drug that activates Wnt/β-catenin signaling, such as a ROCK inhibitor or a GSK3 inhibitor.
いくつかの実施形態では、補充された細胞培養培地は、体外成熟(IVM)培地を形成する。いくつかの実施形態では、IVM培地は、対象から卵母細胞を採取する前日に、適切な細胞培養皿に培地約100μLを入れ、ミネラルオイルを重ねることによって利用される。いくつかの実施形態では、IVM培養の約2~約4時間前に、操作されたOSCを解凍する。いくつかの実施形態では、解凍された操作されたOSCが遠心分離される。いくつかの実施形態では、操作されたOSCがIVM培地で洗浄される。いくつかの実施形態では、操作されたOSCが細胞培養液滴に播種される。いくつかの実施形態では、操作されたOSCは、1μlあたり約1,000個の細胞(例えば、約500~1,000個/μL、約700~1,000個/μL、約1,000~1,200個/μL、約1,000~1,500個/μL、または約1,000~2,000個/μL)の最終濃度で播種される。 In some embodiments, the supplemented cell culture medium forms an in vitro maturation (IVM) medium. In some embodiments, the IVM medium is prepared the day before oocytes are collected from the subject by placing approximately 100 μL of the medium in a suitable cell culture dish and topping it with mineral oil. In some embodiments, the manipulated OSCs are thawed approximately 2 to 4 hours before IVM culture. In some embodiments, the thawed manipulated OSCs are centrifuged. In some embodiments, the manipulated OSCs are washed with IVM medium. In some embodiments, the manipulated OSCs are seeded into cell culture droplets. In some embodiments, the manipulated OSCs are seeded at a final concentration of approximately 1,000 cells per μL (e.g., approximately 500–1,000 cells/μL, approximately 700–1,000 cells/μL, approximately 1,000–1,200 cells/μL, approximately 1,000–1,500 cells/μL, or approximately 1,000–2,000 cells/μL).
C.卵巣支持細胞の産生及び保存
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の1つ以上のOSCは、複数のバッチで産生され得る。いくつかの実施形態では、OSCは、共培養法の前に凍結及び解凍する可能性がある。いくつかの実施形態では、OSCは、体外成熟法の前にiPSCの集団から新たに再プログラム化される。いくつかの実施形態では、OSCは、体外成熟のために卵母細胞を追加する前に播種され、2~8時間(例えば、2~3時間、2~4時間、3~4時間、4~6時間、5~7時間、6~8時間、例えば、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間)にわたって平衡化され得る。いくつかの実施形態では、OSCは播種され、約25~90分間(例えば、約25分間、約30分間、約35分間、約40分間、約45分間、約50分間、約55分間、約60分間、約65分間、約70分間、約75分間、約80分間、約85分間、または約90分間)平衡化され得る。
C. Production and Preservation of Ovarian Supporting Cells In some embodiments, one or more OSCs described herein may be produced in multiple batches. In some embodiments, OSCs may be frozen and thawed before the co-culture method. In some embodiments, OSCs are newly reprogrammed from a population of iPSCs before the in vitro maturation method. In some embodiments, OSCs may be seeded before adding oocytes for in vitro maturation and equilibrated over 2 to 8 hours (e.g., 2 to 3 hours, 2 to 4 hours, 3 to 4 hours, 4 to 6 hours, 5 to 7 hours, 6 to 8 hours, e.g., 2 hours, 3 hours, 4 hours, 5 hours, 6 hours, 7 hours, 8 hours). In some embodiments, OSCs may be seeded and equilibrated for about 25 to 90 minutes (for example, about 25 minutes, about 30 minutes, about 35 minutes, about 40 minutes, about 45 minutes, about 50 minutes, about 55 minutes, about 60 minutes, about 65 minutes, about 70 minutes, about 75 minutes, about 80 minutes, about 85 minutes, or about 90 minutes).
いくつかの実施形態では、対象によって、hiPSCが提供される可能性がある。hiPSCの提供は、本明細書で説明する卵母細胞採取プロセスに従って行うことができる。hiPSCの提供に参加する対象は、卵母細胞を採取した対象とは異なるか、同じであり得る。いくつかの実施形態では、hiPSCドナーは、本明細書に開示される刺激プロトコルを受けることができる。選択されたhiPSCクローンは拡大されて、中間細胞バンクを生成する可能性がある。選択されたhiPSCクローンは、すぐに使用できるように拡大及び完全に分化させる可能性がある。 In some embodiments, hiPSCs may be provided depending on the subject. The provision of hiPSCs can be carried out according to the oocyte harvesting process described herein. The subjects participating in the provision of hiPSCs may be different from or the same as the subjects from which oocytes were harvested. In some embodiments, hiPSC donors may undergo the stimulation protocols disclosed herein. Selected hiPSC clones may be expanded to generate an intermediate cell bank. Selected hiPSC clones may be expanded and fully differentiated for immediate use.
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のhiPSC(例えば、未分化hiPSC、例えば、中間細胞バンク)または操作されたOSCは、クライオバイアルで提供される。いくつかの実施形態では、クライオバイアルは、約125,000個の細胞(例えば、hiPSCまたはOSC)で構成される。いくつかの実施形態では、hiPSCまたは操作されたOSCは、不凍液に懸濁される。いくつかの実施形態では、不凍液は、CryoStor CS10を含む。いくつかの実施形態では、クライオバイアルは、プラスチックバイアルである。いくつかの実施形態では、クライオバイアルは、液体窒素に適しためネジ付きのプラスチックバイアルである。いくつかの実施形態では、hiPSCまたは操作されたOSCは、1つ以上の凝集体で提供される。いくつかの実施形態では、hiPSCまたは操作されたOSCは、1つ以上の単一細胞懸濁液で提供される。 In some embodiments, the hiPSCs (e.g., undifferentiated hiPSCs, e.g., intermediate cell banks) or engineered OSCs described herein are provided in cryovials. In some embodiments, the cryovials consist of approximately 125,000 cells (e.g., hiPSCs or OSCs). In some embodiments, the hiPSCs or engineered OSCs are suspended in antifreeze. In some embodiments, the antifreeze comprises CryoStor CS10. In some embodiments, the cryovials are plastic vials. In some embodiments, the cryovials are plastic vials with female threads suitable for liquid nitrogen. In some embodiments, the hiPSCs or engineered OSCs are provided in one or more aggregates. In some embodiments, the hiPSCs or engineered OSCs are provided in one or more single-cell suspensions.
いくつかの実施形態では、hiPSCまたは操作されたOSC(例えば、再プログラム化されたhiPSCから産生されたOSC)が調製され、後で使用するために凍結または冷凍保存される。凍結保存または凍結方法は、ジメチルスルホキシドなどの耐凍剤の使用、及び/または当技術分野で既知のその他の凍結方法の使用を含む。いくつかの実施形態では、hiPSCまたは操作されたOSCは、液体窒素中で保存される。いくつかの実施形態では、hiPSCまたは操作されたOSCは、使用されるまで液体窒素中で保存される。いくつかの実施形態では、凍結保存された未分化hiPSC(例えば、中間細胞バンク)は液体窒素で保存される。未分化hiPSC(例えば’、中間細胞バンク)は、さらなる分化ステップのために解凍することができる。いくつかの実施形態では、操作されたOSCは、IVM方法及びアプリケーションに使用されるまで液体窒素で保存される。 In some embodiments, hiPSCs or engineered OSCs (e.g., OSCs produced from reprogrammed hiPSCs) are prepared and frozen or cryopreserved for later use. Cryopreservation or freezing methods include the use of cryoprotectants such as dimethyl sulfoxide and/or other freezing methods known in the art. In some embodiments, hiPSCs or engineered OSCs are stored in liquid nitrogen. In some embodiments, hiPSCs or engineered OSCs are stored in liquid nitrogen until use. In some embodiments, cryopreserved undifferentiated hiPSCs (e.g., an intermediate cell bank) are stored in liquid nitrogen. Undifferentiated hiPSCs (e.g., an intermediate cell bank) can be thawed for further differentiation steps. In some embodiments, engineered OSCs are stored in liquid nitrogen until use in IVM methods and applications.
いくつかの実施形態では、凍結細胞は、さまざまなバッチ放出アッセイに送られ、その中で細胞の品質を決定するための1つ以上のテストが行われる。いくつかの実施形態では、凍結細胞の1つ以上のアリコートに対して、解凍時の細胞数及び/または生存率の測定、遺伝的安定性の確認、遺伝子型の検証、無菌性の確認、またはそれらの組み合わせを行う一連のテストが行われる。未分化細胞の1つ以上のアリコート(例えば、未分化hiPSC、例えば、中間細胞バンク)は、1つ以上の多能性マーカー(例えば、NANOG、POU5F1、SOX2、OCT4)の存在及び/または相対的存在量を測定するための一連のテストにさらに行うことができる。1つ以上のOSC集団(例えば、最終標的細胞バンク)の1つ以上のアリコートに対して一連のテストを行い、1つ以上の種類のOSC(例えば、顆粒膜細胞または間質細胞)に関連するマーカーの存在及び/または相対的存在量、あるいは分泌タンパク質またはステロイド(エストラジオール及び/またはプロゲステロンの産生)の効力を測定し得る。さらなる実施形態では、凍結細胞の1つ以上のアリコートを試験し、胚毒性のリスク(例えば、胚の正常な成長、発達、または遺伝的分化を妨げる可能性のある1つ以上の化学物質または因子の存在)を決定する。 In some embodiments, frozen cells are sent to various batch release assays in which one or more tests are performed to determine the quality of the cells. In some embodiments, one or more aliquots of frozen cells are subjected to a series of tests to measure cell number and/or viability upon thawing, confirm genetic stability, verify genotype, confirm sterility, or a combination thereof. One or more aliquots of undifferentiated cells (e.g., undifferentiated hiPSCs, e.g., an intermediate cell bank) can be further subjected to a series of tests to measure the presence and/or relative abundance of one or more pluripotency markers (e.g., NANOG, POU5F1, SOX2, OCT4). One or more aliquots of one or more OSC populations (e.g., a final target cell bank) can be subjected to a series of tests to measure the presence and/or relative abundance of markers associated with one or more types of OSCs (e.g., granulosa cells or stromal cells), or the potency of secreted proteins or steroids (estradiol and/or progesterone production). In further embodiments, one or more aliquots of frozen cells are tested to determine the risk of embryotoxicity (e.g., the presence of one or more chemicals or factors that may interfere with the normal growth, development, or genetic differentiation of the embryo).
D.体外成熟のための卵巣支持細胞及び卵母細胞
いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、ヒト卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、哺乳類の卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、マウスの卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、ラットの卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、サルの卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、アカゲザル卵母細胞である。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、従来の刺激から得られる。
D. Ovarian Support Cells and Oocytes for In Vitro Maturation In some embodiments, one or more oocytes are human oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are mammalian oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are mouse oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are rat oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are monkey oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are rhesus macaque oocytes. In some embodiments, one or more oocytes are obtained from conventional stimulation.
いくつかの実施形態では、操作されたOSCは、1つ以上の卵母細胞と卵丘卵母細胞複合体(COC)を形成することにより、体外での1つ以上の卵母細胞の成熟(すなわち、体外成熟(IVM))を促進する。いくつかの実施形態では、1つ以上の卵母細胞は、セクションII(C)(i)に記載されているように、卵母細胞スコアに基づいてIVM中の任意の時点で評価され得る。いくつかの実施形態では、操作されたOSCは、不妊治療またはARTを希望する対象に、より費用対効果が高く、より効率的で、より侵襲性の低い方法を提供することで、体外受精(IVF)と卵母細胞凍結へのアクセスを拡大する。 In some embodiments, the manipulated OSC promotes the in vitro maturation (i.e., in vitro maturation (IVM)) of one or more oocytes by forming a cumulus-oocyte complex (COC) with one or more oocytes. In some embodiments, one or more oocytes may be evaluated at any point during IVM based on an oocyte score, as described in Section II(C)(i). In some embodiments, the manipulated OSC expands access to in vitro fertilization (IVF) and oocyte freezing by providing a more cost-effective, more efficient, and less invasive method for individuals seeking infertility treatment or ART.
いくつかの実施形態では、操作されたOSCは、セクションIIでさらに詳しく説明されているように、1つ以上の卵母細胞のIVMを促進する。いくつかの実施形態では、操作されたOSCは、成熟後の1つ以上の成熟卵母細胞に対して任意の継続的な影響(例えば、生物学的影響または発達的影響)を与えない。いくつかの実施形態では、操作されたOSCは、IVM後に1つ以上の成熟卵母細胞から物理的に分離され、IVF処置のさらなるステップ(例えば、胚形成及び/または胚着床)で使用されるサンプルには存在しない。いくつかの実施形態では、1つ以上の成熟卵母細胞は、胚形成及び胚着床を含むがこれらに限定されないその後の体外受精処置に利用される。いくつかの実施形態では、操作されたOSCは、1つ以上の成熟した卵母細胞から分離されておらず、発育中の胚に対して生物学的または発達的影響を与えない。 In some embodiments, the manipulated OSC promotes IVM of one or more oocytes, as described in more detail in Section II. In some embodiments, the manipulated OSC does not have any continuing effects (e.g., biological or developmental effects) on one or more mature oocytes after maturation. In some embodiments, the manipulated OSC is physically separated from one or more mature oocytes after IVM and is not present in the sample used for further steps of the IVF procedure (e.g., embryogenesis and/or implantation). In some embodiments, one or more mature oocytes are utilized for subsequent in vitro fertilization procedures, including but not limited to embryogenesis and implantation. In some embodiments, the manipulated OSC is not separated from one or more mature oocytes and does not have any biological or developmental effects on the developing embryo.
II.卵母細胞放出を刺激する方法
本明細書に記載の方法は、制御された卵巣過剰刺激法(COH)を利用する任意の標準的なARTから使用可能な卵母細胞の数を増やすことを望む対象に適応され得る。使用可能な卵母細胞の数の増加は、典型的なCOH及び卵母細胞採取手順で一般的に得られる未成熟卵母細胞の成熟を促進するために、未成熟卵母細胞を1つ以上のOSC(例えば、本明細書で説明する1つ以上の再プログラム化されたOSC)と共培養することによって得られる。現在の標準治療は、採取された未成熟卵母細胞を廃棄することである。本明細書に記載のOSCは、未成熟卵母細胞の成熟を促進し、したがって、採取された卵母細胞集団から成熟して使用可能な卵母細胞の数を増加させることができる。
II. Methods for Stimulating Oocyte Release The methods described herein may be adapted for subjects who wish to increase the number of usable oocytes from any standard ART utilizing controlled ovarian hyperstimulation (COH). The increase in the number of usable oocytes is achieved by co-culturing immature oocytes with one or more OSCs (e.g., one or more reprogrammed OSCs as described herein) to promote the maturation of immature oocytes commonly obtained in typical COH and oocyte harvesting procedures. The current standard treatment is to discard the harvested immature oocytes. The OSCs described herein can promote the maturation of immature oocytes and thus increase the number of mature and usable oocytes from the harvested oocyte population.
さらに、本明細書に記載の方法は、生殖補助医療処置を求める対象に適応され得るが、法外に高いコスト及び/または卵母細胞採取のための卵巣刺激の従来の方法に関連するリスク(例えば、卵巣過剰刺激症候群(OHSS)のリスク)のためにアクセスが制限され得る。従来の方法では、典型的には、卵巣を刺激し、成熟した卵母細胞を採取するために、対象にゴナドトロピンを投与する必要がある。投与されるゴナドトロピンの送達は典型的に非効率的であり、全身注射後の卵母細胞の成熟及び放出のために十分なレベルのゴナドトロピンが卵胞に送達されることを保証するために、高濃度のゴナドトロピンが必要となる。本明細書に記載のIVM方法を実行することにより、卵母細胞採取のために投与するゴナドトロピンの量を減らすことができ、それによって、高レベルのゴナドトロピンの全身投与に関連するコストがかかり潜在的に危険な副作用を回避する方法が提供される。未成熟卵母細胞を採取し、体外で成熟が最適化される条件にさらすと、得られた成熟卵母細胞はその後の受精、胚の発育、胚盤胞の形成、着床、妊娠に使用でき、最終的には健康な子孫になる。 Furthermore, while the methods described herein may be applicable to subjects seeking assisted reproductive technology (ART) treatment, access may be limited due to the exorbitantly high costs and/or risks associated with conventional methods of ovarian stimulation for oocyte retrieval (e.g., the risk of ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS)). Conventional methods typically require administering gonadotropins to subjects to stimulate the ovaries and retrieve mature oocytes. The delivery of administered gonadotropins is typically inefficient, requiring high concentrations of gonadotropins to ensure that sufficient levels of gonadotropins are delivered to the follicles for oocyte maturation and release after systemic injection. By performing the IVM method described herein, the amount of gonadotropin administered for oocyte retrieval can be reduced, thereby providing a method to avoid the costly and potentially dangerous side effects associated with the systemic administration of high levels of gonadotropins. When immature oocytes are collected and exposed to conditions optimized for maturation outside the body, the resulting mature oocytes can be used for subsequent fertilization, embryo development, blastocyst formation, implantation, and pregnancy, ultimately producing healthy offspring.
A.対象選択
本明細書に記載の卵母細胞放出を刺激する方法は、IVF治療の選択肢を求めている対象に向けたものである。通常、対象は、卵母細胞の採取数が少ない女性、または未成熟卵母細胞が多い対象である。対象は、20歳~45歳であり得、対象は典型的には35歳以上である。対象は、加齢に起因して卵巣予備能が低下している可能性があるか、及び/または卵巣予備能の低下につながる遺伝的または医学的状態(例えば、多嚢胞性卵巣症候群(PCOS))を有する可能性がある。対象は、1~5個の卵母細胞、4~10個の卵母細胞、8~16個の卵母細胞、または15~20個の卵母細胞(例えば、1個の卵母細胞、2個の卵母細胞、3個の卵母細胞、4個の卵母細胞、5個の卵母細胞、6個の卵母細胞、7個の卵母細胞、8個の卵母細胞、9個の卵母細胞、10個の卵母細胞、11個の卵母細胞、12個の卵母細胞、13個の卵母細胞、14個の卵母細胞、15個の卵母細胞、16個の卵母細胞、17個の卵母細胞、18個の卵母細胞、19個の卵母細胞、または20個の卵母細胞)を有するような、卵母細胞が20個以下である卵巣予備能を有するものであり得る。対象は、卵巣予備能の低下と一致する抗ミュラー管ホルモン(AMH)レベルを有し得る。対象は、血液検査及び当該技術分野で知られている他の方法によってAMHレベルを測定されていてもよい。対象は、1~6ng/mL(例えば、1~2ng/mL、2~4ng/mL、または4~6ng/mL、例えば、1ng/mL、2ng/mL、3ng/mL、4ng/mL、5ng/mL、または6ng/mL)のAMHレベルを有し得る。対象は、20~50pg/mL(例えば、20~30pg/mL、25~35pg/mL、30~40pg/mL、35~45pg/mL、または40~50pg/mL、例えば、20pg/mL、21pg/mL、22pg/mL、23pg/mL、24pg/mL、25pg/mL、30pg/mL、35pg/mL、40pg/mL、45pg/mL、または50pg/mL)のエストラジオールの測定レベルを有し得る。
A. Subject Selection The methods for stimulating oocyte release described herein are intended for subjects seeking IVF treatment options. Typically, subjects are women with a low number of oocytes retrieved or a high number of immature oocytes. Subjects may be between 20 and 45 years of age, and are typically 35 years of age or older. Subjects may have age-related decline in ovarian reserve and/or genetic or medical conditions that lead to decline in ovarian reserve (e.g., polycystic ovary syndrome (PCOS)). The subjects may have ovarian reserve with 20 or fewer oocytes, such as having 1 to 5 oocytes, 4 to 10 oocytes, 8 to 16 oocytes, or 15 to 20 oocytes (for example, 1 oocyte, 2 oocytes, 3 oocytes, 4 oocytes, 5 oocytes, 6 oocytes, 7 oocytes, 8 oocytes, 9 oocytes, 10 oocytes, 11 oocytes, 12 oocytes, 13 oocytes, 14 oocytes, 15 oocytes, 16 oocytes, 17 oocytes, 18 oocytes, 19 oocytes, or 20 oocytes). The subjects may have anti-Müllerian hormone (AMH) levels consistent with reduced ovarian reserve. The subjects may have AMH levels measured by blood tests and other methods known in the art. The subjects may have AMH levels of 1–6 ng/mL (e.g., 1–2 ng/mL, 2–4 ng/mL, or 4–6 ng/mL, e.g., 1 ng/mL, 2 ng/mL, 3 ng/mL, 4 ng/mL, 5 ng/mL, or 6 ng/mL). The subjects may have estradiol levels of 20–50 pg/mL (e.g., 20–30 pg/mL, 25–35 pg/mL, 30–40 pg/mL, 35–45 pg/mL, or 40–50 pg/mL, e.g., 20 pg/mL, 21 pg/mL, 22 pg/mL, 23 pg/mL, 24 pg/mL, 25 pg/mL, 30 pg/mL, 35 pg/mL, 40 pg/mL, 45 pg/mL, or 50 pg/mL).
医師または熟練者は、対象から生体試料を採取することによって、卵母細胞放出を刺激する方法について対象を評価することができる。生体試料は、検査のためにバイオレポジトリによって保持される実験室標本を含み得る。いくつかの実施形態では、生体試料は、血液、唾液、尿、精液(精漿)、膣分泌物、脳脊髄液(CSF)、滑液、胸水(胸膜洗浄)、心膜液、腹水、羊水、唾液、鼻汁、眼体液、胃液、母乳、細胞培養上清などの体液を含み得る。生体試料は、医学的診断、ユーザの気分を説明するユーザ入力、及び/または症状の訴え、ユーザに関係するウェアラブルデバイスから収集された情報などを含み得る。例えば、生体試料は、病歴など、医療専門家への訪問から得られる情報を含み得る。さらに別の非限定的な例では、生体試料は、ユーザが装着したウェアラブルデバイスから収集されるデータなどの情報を含み得る。ウェアラブルデバイスは、ユーザの睡眠パターン、運動パターンなどに関する情報を収集するように設計されている。ある実施形態では、生体試料は、ユーザの月経周期の特定の日及び/または時刻に収集される。例えば、限定されることなく、生体試料をユーザの月経周期の2日目に収集して、1つ以上のホルモンレベルを評価してもよい。生体試料を利用して、対象のAMHレベル及び/または他のホルモンレベル、または他の指標によって測定できる対象の卵巣予備能のマーカーを決定することができる。1ng/mL以下のAMHレベルは、低い卵巣予備能を示すために使用され得る。卵巣予備能が低い対象は、測定AMHレベルが1.0ng/mL、0.9ng/mL、0.8ng/mL、0.7ng/mL、0.6ng/mL、0.5ng/mL、0.4ng/mL、0.3ng、0.2ng/mL、または0.1ng/mLであり得る。対象の総合的な健康状態の1つ以上のマーカーを判定するために利用できる他の生体試料としては、限定されることなく、月経周期の進行、及び/またはエストラジオール(E2)、黄体形成ホルモン(LH)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、プロゲステロン(P4)、エストロン(E1)、エストリオール(E3)、テストステロン、アンドロゲン、デヒドロエピアンドロステロン(DHEA)、トリヨードチロニン(T3)、テトラヨードチロニン(T4)、カルシトニン、メラトニン、インスリン、コルチゾール、ヒト成長ホルモン(HGH)、アドレナリンレベル、及び他のホルモンなどの循環ホルモンレベルのモニターが挙げられる。 A physician or expert may assess a subject for methods of stimulating oocyte release by taking a biological sample from the subject. Biological samples may include laboratory specimens held in a biorepository for examination. In some embodiments, biological samples may include bodily fluids such as blood, saliva, urine, semen (seminal plasma), vaginal secretions, cerebrospinal fluid (CSF), synovial fluid, pleural fluid (pleural lavage), pericardial fluid, ascites, amniotic fluid, saliva, nasal secretions, ocular fluid, gastric juice, breast milk, and cell culture supernatant. Biological samples may include medical diagnoses, user input describing the user's mood and/or symptom complaints, and information collected from wearable devices related to the user. For example, biological samples may include information obtained from visits to healthcare professionals, such as medical history. In yet another non-limiting example, biological samples may include information such as data collected from wearable devices worn by the user. Wearable devices are designed to collect information about the user's sleep patterns, exercise patterns, etc. In one embodiment, the biological sample is collected on a specific day and/or time of the user's menstrual cycle. For example, without limitation, the biological sample may be collected on the second day of the user's menstrual cycle to evaluate one or more hormone levels. The biological sample can be used to determine the subject's AMH level and/or other hormone levels, or markers of the subject's ovarian reserve that can be measured by other indicators. An AMH level of 1 ng/mL or less may be used to indicate low ovarian reserve. Subjects with low ovarian reserve may have measured AMH levels of 1.0 ng/mL, 0.9 ng/mL, 0.8 ng/mL, 0.7 ng/mL, 0.6 ng/mL, 0.5 ng/mL, 0.4 ng/mL, 0.3 ng, 0.2 ng/mL, or 0.1 ng/mL. Other biological samples that can be used to determine one or more markers of the subject's overall health status include, but are not limited to, the progression of the menstrual cycle and/or monitoring of circulating hormone levels such as estradiol (E2), luteinizing hormone (LH), follicle-stimulating hormone (FSH), progesterone (P4), estrone (E1), estriol (E3), testosterone, androgens, dehydroepiandrosterone (DHEA), triiodothyronine (T3), tetraiodothyronine (T4), calcitonin, melatonin, insulin, cortisol, human growth hormone (HGH), adrenaline levels, and other hormones.
対象から採取された他の生体試料データは、少なくとも1個の卵母細胞を含む。本開示で使用される場合、「生体試料データ」は、生体試料の生物学的、遺伝的、生化学的及び/または生理学的な性質、組成、または活性の特徴を示すデータである。いくつかの実施形態では、卵母細胞は、未成熟卵母細胞であり得る。本開示で使用される場合、「未成熟卵母細胞」は、卵巣で発生する1個以上の未熟な生殖細胞である。いくつかの実施形態では、未成熟卵母細胞は、GV卵母細胞及び/またはMI卵母細胞を含む卵母細胞であり得る。いくつかの実施形態では、未成熟卵母細胞は、複数の卵母細胞であり得る。未成熟卵母細胞は、対象から採取された未熟な卵丘卵母細胞複合体(COC)であり得る。本開示で使用される場合、「卵丘卵母細胞複合体」は、特定の顆粒膜細胞に囲まれた卵母細胞である。本開示で使用される場合、「特定の顆粒膜細胞」は、健康な卵母細胞及び胚の発生を確実にするために卵母細胞を囲む卵丘細胞である。いくつかの実施形態では、未成熟卵母細胞は、細胞培養物(例えば、共培養物)において卵母細胞を成熟させそしてCOCを作るために特定の顆粒膜細胞が加えられる場合の卵母細胞を含み得る。 Other biological sample data taken from the subject includes at least one oocyte. As used in this disclosure, “biological sample data” is data describing the biological, genetic, biochemical and/or physiological properties, composition, or activity characteristics of the biological sample. In some embodiments, the oocyte may be an immature oocyte. As used in this disclosure, “immature oocyte” is one or more immature germ cells that develop in the ovary. In some embodiments, the immature oocyte may be an oocyte containing a GV oocyte and/or an MI oocyte. In some embodiments, the immature oocyte may be multiple oocytes. The immature oocyte may be an immature cumulus-oocyte complex (COC) taken from the subject. As used in this disclosure, “cumulus-oocyte complex” is an oocyte surrounded by specific granulosa cells. As used in this disclosure, “specific granulosa cells” are cumulus cells that surround the oocyte to ensure healthy oocyte and embryonic development. In some embodiments, immature oocytes may include oocytes in which specific granulosa cells are added to a cell culture (e.g., a co-culture) to mature the oocytes and create COCs.
本方法のいくつかの実施形態では、生体試料は、採取デバイスを介してユーザから採取され得る。「採取デバイス」は、試料に係る測定値を取得、記録、及び/または確認することができるデバイス及び/またはツールである。採取デバイスは、針、注射器、バイアル、ランセット、真空採取管(ECT)、止血帯、真空採取管システム、それらの任意の組み合わせなどを含み得る。例えば、採取デバイスは、バタフライニードルセットを含み得る。生体試料からのデータは、例えば、血清カルシウム、リン酸、電解質、血中尿素窒素及びクレアチニン、尿酸などの測定値を含み得る。 In some embodiments of this method, a biological sample may be collected from the user via a collection device. A "collection device" is a device and/or tool capable of acquiring, recording, and/or verifying measurements related to the sample. A collection device may include needles, syringes, vials, lancets, vacuum collection tubes (ECTs), tourniquets, vacuum collection tube systems, or any combination thereof. For example, a collection device may include a butterfly needle set. Data from the biological sample may include measurements such as serum calcium, phosphate, electrolytes, blood urea nitrogen and creatinine, and uric acid.
本方法の一実施形態では、対象の生体試料情報は、超音波検査から取得され得る。本開示で使用される場合、「超音波検査」は、音波を利用してユーザの体の1つ以上の画像を生成する任意の手法である。例えば、超音波検査を利用して、対象の生殖器官及び/または組織の画像を取得してもよい。ある実施形態では、超音波検査は、対象の月経周期の特定の時に行うことができる。例えば、対象は、その周期の2日目に超音波検査を受けることができ、これを利用して、卵胞サイズ及び/または卵胞数を特定することができる。刺激プロトコルの選択及び/または刺激プロトコルに対する調整は、そのような情報を利用して行うことができる。例えば、PCOSを示す超音波検査の対象に対して、刺激プロトコル中に摂取及び/または利用する1つ以上の薬剤に対する用量の調整が行われてもよい。更に、対象への刺激プロトコルの長さは、対象のPCOS診断に基づいて変更することができる。一実施形態では、超音波検査は、対象の刺激プロトコル全体を通して1回以上繰り返すことができ、得られた情報を利用して、対象の刺激プロトコルをリアルタイムで調整することができる。 In one embodiment of this method, the biological sample information of the subject may be obtained from an ultrasound examination. As used in this disclosure, “ultrasound examination” is any method that uses sound waves to generate one or more images of the user’s body. For example, ultrasound examination may be used to obtain images of the subject’s reproductive organs and/or tissues. In one embodiment, the ultrasound examination may be performed at a specific time in the subject’s menstrual cycle. For example, the subject may undergo an ultrasound examination on the second day of the cycle, which can be used to determine the follicle size and/or number of follicles. The selection and/or adjustment of the stimulation protocol can be made using such information. For example, for an ultrasound-examined subject showing PCOS, the dosage of one or more drugs ingested and/or used during the stimulation protocol may be adjusted. Furthermore, the length of the stimulation protocol for the subject can be modified based on the subject’s PCOS diagnosis. In one embodiment, the ultrasound examination may be repeated one or more times throughout the subject’s stimulation protocol, and the information obtained can be used to adjust the subject’s stimulation protocol in real time.
B.卵母細胞刺激プロトコル
医師または熟練者は、記載する生物学的パラメータを使用して、対象に向ける卵母細胞放出の刺激プロトコルを決定することができる。そのような生物学的パラメータとしては、当業者には知られている生物学的パラメータの中でも、例えば、ホルモンレベル(例えば、ベースラインホルモンレベル及び/または避妊薬の使用によるホルモンレベル)、対象の身体的特徴(例えば、卵胞サイズ、卵胞数、卵巣の形態、及び/または子宮の形態)が挙げられる。当業者は、本明細書に記載の誘発剤または卵胞成熟及び卵母細胞放出を刺激することを目的とした組成物のいずれか1つまたは組み合わせを用いた刺激プロトコルを実施してもよい。
B. Oocyte Stimulation Protocols A physician or expert may use the biological parameters described herein to determine a stimulation protocol for oocyte release directed at a subject. Such biological parameters include, among those known to those skilled in the art, hormone levels (e.g., baseline hormone levels and/or hormone levels due to the use of contraceptives) and the physical characteristics of the subject (e.g., follicle size, number of follicles, ovarian morphology, and/or uterine morphology). Those skilled in the art may implement a stimulation protocol using any one or a combination of the inducers or compositions intended to stimulate follicular maturation and oocyte release described herein.
生体試料の他の関連する化合物のホルモンレベルまたは濃度としては、エストラジオール(E2)、黄体形成ホルモン(LH)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、プロゲステロン(P4)、エストロン(E1)、エストリオール(E3)、テストステロン、アンドロゲン、デヒドロエピアンドロステロン(DHEA)、トリヨードチロニン(T3)、テトラヨードチロニン(T4)、カルシトニン、メラトニン、インスリン、コルチゾール、ヒト成長ホルモン(HGH)、アドレナリンのレベルなどを挙げることができる。いくつかの実施形態では、ホルモンレベルの測定は、生体試料の血液分析に基づくことができる。例えば、血液分析は、血漿ホルモン分析法を含み得る。いくつかの実施形態では、ホルモンレベルの測定は、唾液ホルモン検査法に基づいてもよい。ホルモンレベルの測定は、他の分析形態(例えば、毛髪、尿、及び本開示の全体を通じて記載する生体試料の任意の他の形態)に基づいてもよい。卵胞誘発期間の前、対象のエストラジオールのベースライン血清レベルは、約30pg/mL~約60pg/mL(例えば、約30pg/mL~約45pg/mL、約40pg/mL~約55pg/mL、または約45pg/mL~約60pg/mL、例えば、約30pg/mL、約35pg/mL、約40pg/mL、約45pg/mL、約50pg/mL、約55pg/mL、または約60pg/mL)であり得る。卵胞誘発期間の前、対象のプロゲステロンのベースライン血清レベルは、約0.5ng/mL~約2.5ng/mL(例えば、約0.5ng/mL~約1.0ng/mL、約1.0ng/mL~約1.5ng/mL、約1.5ng/mL~約2.0ng/mL、または約2.0ng/mL~約2.5ng/mL、例えば、約1.0ng/mL、約1.5ng/mL、約2.0ng/mL、または約2.5ng/mL)であり得る。 Other relevant hormonal levels or concentrations of compounds in a biological sample may include estradiol (E2), luteinizing hormone (LH), follicle-stimulating hormone (FSH), progesterone (P4), estrone (E1), estriol (E3), testosterone, androgens, dehydroepiandrosterone (DHEA), triiodothyronine (T3), tetraiodothyronine (T4), calcitonin, melatonin, insulin, cortisol, human growth hormone (HGH), and adrenaline. In some embodiments, the measurement of hormone levels may be based on blood analysis of the biological sample. For example, blood analysis may include plasma hormone analysis. In some embodiments, the measurement of hormone levels may be based on salivary hormone testing. The measurement of hormone levels may also be based on other forms of analysis (e.g., hair, urine, and any other form of the biological sample described throughout this disclosure). Prior to the follicular induction period, the baseline serum level of the target estradiol may be approximately 30 pg/mL to approximately 60 pg/mL (e.g., approximately 30 pg/mL to approximately 45 pg/mL, approximately 40 pg/mL to approximately 55 pg/mL, or approximately 45 pg/mL to approximately 60 pg/mL, e.g., approximately 30 pg/mL, approximately 35 pg/mL, approximately 40 pg/mL, approximately 45 pg/mL, approximately 50 pg/mL, approximately 55 pg/mL, or approximately 60 pg/mL). Prior to the follicular induction period, the baseline serum level of the target progesterone may be approximately 0.5 ng/mL to approximately 2.5 ng/mL (e.g., approximately 0.5 ng/mL to approximately 1.0 ng/mL, approximately 1.0 ng/mL to approximately 1.5 ng/mL, approximately 1.5 ng/mL to approximately 2.0 ng/mL, or approximately 2.0 ng/mL to approximately 2.5 ng/mL, e.g., approximately 1.0 ng/mL, approximately 1.5 ng/mL, approximately 2.0 ng/mL, or approximately 2.5 ng/mL).
更に、対象による避妊(例えば、ホルモン避妊法)の使用は、刺激プロトコルの設定に影響を及ぼし得る。避妊の考慮は、女性の月経周期において卵胞誘発期間を決定するのに役立ち得る。例えば、限定されることなく、いかなる形の避妊法も使用していない対象は、月経周期の1日目と3日目との間で、好ましくは月経周期の2日目に、組み換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)を用いた刺激プロトコルを開始し得る。さらに別の非限定的な例では、避妊法を使用している対象は、最終の経口避妊薬を摂取してから4~6日後(例えば、4日、5日、または6日)、好ましくは、最終の経口避妊薬の投与から5日後に、rFSHを用いた刺激プロトコルを開始することができる。一実施形態では、rFSH刺激を、対象の耐性、卵胞サイズ、及び/または成長ダイナミクスに応じて、2~3日間(例えば、2日間または3日間)使用することができる。この2日または3日の期間の後、1~3日(例えば、1日、2日、または3日)のコースティング期間を利用して、卵胞サイズをモニタリングし、さらなる卵胞の成熟及び発達を可能にすることができる。本開示で使用される場合、「コースティング期間」は、刺激プロトコルの全体を通じて使用される薬剤が投与されず及び/または摂取されない任意の期間である。コースティング期間は、例えば、医学的に必要な場合、1日、2日、3日、またはそれ以上続き得る。コースティング期間中、対象は、その経過を監視するために1回以上の超音波検査を受け続けることができる。 Furthermore, the subject's use of contraception (e.g., hormonal contraception) may influence the setting of the stimulation protocol. Consideration of contraception can help determine the timing of follicle induction in the woman's menstrual cycle. For example, without limitation, a subject not using any form of contraception may initiate a stimulation protocol with recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH) between days 1 and 3 of the menstrual cycle, preferably on day 2. In yet another non-limiting example, a subject using contraception may initiate a stimulation protocol with rFSH 4 to 6 days after taking the last oral contraceptive (e.g., day 4, day 5, or day 6), preferably 5 days after the last oral contraceptive administration. In one embodiment, rFSH stimulation may be used for 2 to 3 days (e.g., 2 or 3 days), depending on the subject's tolerance, follicle size, and/or growth dynamics. Following this two- or three-day period, a one- to three-day (e.g., one, two, or three days) coasting period can be used to monitor follicular size and allow for further follicular maturation and development. As used in this disclosure, “coasting period” is any period during which the drugs used throughout the stimulation protocol are not administered and/or ingested. The coasting period may last, for example, one, two, three, or longer, if medically necessary. During the coasting period, the subject may continue to undergo one or more ultrasound examinations to monitor their progress.
卵胞サイズが約8~10mmの間のいずれか(例えば、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、またはそれ以上)に達すると、対象は、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)などの誘発剤の投与によってトリガーされ得る。本開示で使用される場合、「卵胞測定値」は、卵胞の任意の測定値である。卵胞は、未受精卵を含む卵巣に存在する任意の嚢を含み得る。卵胞測定値は、例えば、超音波検査、手動測定、自動測定などの本明細書に記載する任意の方法を使用して取得することができる。一実施形態では、ダブルhCG注射を使用して、卵胞成熟を誘導し、採取のために1個以上の卵胞を準備することができる。ダブルhCG注射は、2回または3回のhCGの注射であり得る。hCG注射のダブル投与の開始日に、E2、P4、及びLHなどの1つ以上のホルモンレベルの血液検査を実施して、ホルモンレベルをモニタリングしてもよい。hCGの2回投与の日の後、例えばE2、P4、及びLHのレベルを決定及び検査する血液検査などで、1つ以上のホルモンレベルを測定してもよい。 When the follicular size reaches any of the following ranges (e.g., 7.5 mm, 8 mm, 8.5 mm, 9 mm, 9.5 mm, 10 mm, 10.5 mm, or greater): the subject may be triggered by the administration of an induction agent such as human chorionic gonadotropin (hCG). As used in this disclosure, “follicular measurement” is any measurement of a follicle. A follicle may include any sac present in the ovary containing an unfertilized egg. Follicular measurements can be obtained using any method described herein, such as ultrasound, manual measurement, or automated measurement. In one embodiment, a double hCG injection may be used to induce follicular maturation and prepare one or more follicles for collection. A double hCG injection may be two or three injections of hCG. On the day of commencement of the double hCG injection, blood tests for one or more hormone levels, such as E2, P4, and LH, may be performed to monitor hormone levels. After the two hCG administrations, one or more hormone levels may be measured, for example, by a blood test that determines and examines the levels of E2, P4, and LH.
「誘発剤」は、卵巣において細胞発生を引き起こす化学物質である。誘発剤(例えば、卵胞誘発剤)は、任意の市販品及び/または処方薬を含む任意の物質を含み得る。誘発剤(例えば、卵胞誘発剤)は、Lupron Depot(登録商標)((Abbott Laboratories,North Chicago,IL)、ガニレスト(Ferring Pharmaceuticals,Saint-Prex,Switzerland)、セトロタイド(Merck Global,Readington Township,NJ)、Gonal-F(登録商標)(Merck Global)、Follistim(登録商標)(Merck Global)、Bravelle(登録商標) (Ferring Pharmaceuticals)、Clomid(登録商標)(Patheon Pharmaceuticals Inc.,Waltham,mA)、セラフィン (Teva,Tel Aviv-Yafo,Israel)、Glucophage(登録商標)(Merck Global)、Fortamet(登録商標)(Mylan,Canonsburg,PA)、Pregnyl(登録商標)(Schering Plough,Kenilworth,NJ)、Novarel(登録商標)(Ferring Laboratories,Parsippany,NJ),Repronex(Ferring Pharmaceuticals)、Factrel(登録商標)(Zoetis Canada Inc.,Kirkland,Canada)、Menopur(登録商標)(Ferring Pharmaceuticals)、及び当業者が適用可能であると理解する卵巣での細胞生成を誘発する他の薬剤などの非限定的な例のいずれか1つまたは組み合わせを含み得る。誘発剤(例えば、卵胞誘発剤)は、当技術分野で知られている他の誘発剤の中でも、ヒト血清アルブミン、FSH、hCG、アンドロステンジオン、及びドキシサイクリンを含み得る。 A "fertilization inducer" is a chemical substance that causes cell development in the ovary. Fertilization inducers (e.g., follicle inducers) may include any substance, including any commercially available and/or prescription drugs. Inducement agents (e.g., follicle induction agents) include Lupron Depot® (Abbott Laboratories, North Chicago, IL), Ganirelix (Ferring Pharmaceuticals, Saint-Prex, Switzerland), Cetrotide (Merck Global, Readington Township, NJ), Gonal-F® (Merck Global), Follistim® (Merck Global), Bravelle® (Ferring Pharmaceuticals), and Clomid® (Patheon Pharmaceuticals). Inc., Waltham, mA), Seraphine (Teva, Tel Aviv-Yafo, Israel), Glucophage (Registered Trademark) (Merck Global), Fortamet (Registered Trademark) (Mylan, Canonsburg, PA), Pregnyl (Registered Trademark) (Schering Plough, Kenilworth, NJ), Novarel (Registered Trademark) (Ferring Laboratories, Parsippany, NJ), Repronex (Ferring Pharmaceuticals), Factorel (Registered Trademark) (Zoetic Canada) This may include any one or a combination of non-limiting examples such as Menopur® (Ferring Pharmaceuticals), Inc., Kirkland, Canada, and other agents that induce ovarian cell production as understood by those skilled in the art to be applicable. Inducing agents (e.g., follicle-inducing agents) may include, among other inducers known in the art, human serum albumin, FSH, hCG, androstenedione, and doxycycline.
一実施形態では、対象は、卵母細胞産生を刺激する誘発剤(例えば、卵胞誘発剤)を投与されない場合がある。一実施形態では、対象は、好ましい刺激プロトコルにおいて、1~4日間(例えば、1日、2日、3日、または4日)、ただし5日以下、にわたって誘発剤の複数回注射を受けることができる。対象は、1つまたは複数の誘発剤の注射を5回受けるように、複数の日にわたって複数回の注射を受けてもよい。例えば、対象は、注射毎に300IU~700IU(例えば、300~500IU、400~600IU、500~700IU、300~350IU、350~400IU、400-450IU、450~500IU、500~550IU、550~600IU、600~650IU、650~700IU、例えば、300IU、325IU、350IU、375IU、400IU、425IU、450IU、475IU、500IU、525IU、550IU、575IU、600IU、625IU、650IU、675IU、または700IU)のrFSHを使用した3日間の刺激(1日あたり1回以上の注射)を受けることができる。対象は、200~700μgまたは2,500~10,000 IUのhCG(例えば、200~500μg、300~600μg、400~700μg、200~300μg、300~400μg、400~500μg、500~600μg、または600~700μg)を、誘発剤(例えば、卵胞誘発剤)として注射され、好ましい刺激投与量は500μgである。対象は、1回の注射あたり50~150mg(例えば、50~75mg、60~80mg、75~100mg、90~115mg、110~130mg、125~150mg、例えば、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg、110mg、120mg、130mg、140mg、150mg)の投与量のクエン酸クロミフェンを、最大8日間(例えば、1日間、2日間、3日間、4日間、5日間、6日間、7日間、または8日間)にわたって、他の誘発剤と組み合わせて1回以上の投与(例、経口投与または注射による)を受け得る。 In one embodiment, the subject may not be administered an induction agent that stimulates oocyte production (e.g., a follicle induction agent). In one embodiment, the subject may receive multiple injections of an induction agent over 1 to 4 days (e.g., day 1, day 2, day 3, or day 4), but not exceeding 5 days, in a preferred stimulation protocol. The subject may receive multiple injections over several days, such as receiving five injections of one or more induction agents. For example, the subject may receive 300 to 700 IU per injection (e.g., 300 to 500 IU, 400 to 600 IU, 500 to 700 IU, 300 to 350 IU, 350 to 400 IU, 400 to 450 IU, 450 to 500 IU, 500 to 550 IU, 550 to 600 IU, 600 to 650 IU, 650 to 700 IU, e.g., 30 Patients may receive a 3-day stimulation course (one or more injections per day) using rFSH in doses of 0 IU, 325 IU, 350 IU, 375 IU, 400 IU, 425 IU, 450 IU, 475 IU, 500 IU, 525 IU, 550 IU, 575 IU, 600 IU, 625 IU, 650 IU, 675 IU, or 700 IU. The subjects are administered 200-700 μg or 2,500-10,000 IU of hCG (e.g., 200-500 μg, 300-600 μg, 400-700 μg, 200-300 μg, 300-400 μg, 400-500 μg, 500-600 μg, or 600-700 μg) by injection as an induction agent (e.g., a follicle induction agent), with a preferred stimulation dose of 500 μg. The target population may receive clomiphene citrate in doses of 50–150 mg per injection (e.g., 50–75 mg, 60–80 mg, 75–100 mg, 90–115 mg, 110–130 mg, 125–150 mg, e.g., 50 mg, 60 mg, 70 mg, 80 mg, 90 mg, 100 mg, 110 mg, 120 mg, 130 mg, 140 mg, 150 mg) in combination with other inducers, one or more times over a maximum of eight days (e.g., one, two, three, four, five, six, seven, or eight days).
誘発物質を投与する前に、対象の血清中のホルモンまたはその他の関連化合物のレベルが評価され得る。誘発剤の投与前に、対象のエストラジオールの血清レベルは、約250pg/mL~約400pg/mL(例えば、約250pg/mL~約275pg/mL、約275pg/mL~約300pg/mL、約300pg/mL~約325pg/mL、約325pg/mL~約350pg/mL、約350pg/mL~約375pg/mL、または約375pg/mL~約400pg/mLmL、例えば、約250pg/mL、約260pg/mL、約270pg/mL、約280pg/mL、約290pg/mL、約300pg/mL、約310pg/mL、約320pg/mLmL、約330pg/mL、約340pg/mL、約350pg/mL、約360pg/mL、約370pg/mL、約380pg/mL、約390pg/mL、または約400pg/mL)であり得る。誘発剤の投与前に、対象のプロゲステロンの血清レベルは、約0.25ng/mL~約0.75ng/mL(例えば、約0.25ng/mL~約0.35ng/mL、約0.35ng/mL~約0.45ng/mL、約0.45ng/mL~約0.55ng/mL、約0.55ng/mL~約0.65ng/mL、または約0.65ng/mL~約0.75ng/mL、例えば、約0.25ng/mL、約0.30ng/mL、約0.35ng/mL、約0.40ng/mL、約0.45ng/mL、約0.50ng/mL、約0.55ng/mL、約0.60ng/mL、約0.65ng/mL、約0.70ng/mL、または約0.75ng/mL)であり得る。誘発剤の投与前に、対象のLHの血清レベルは、約1.0mIU/mL~約2.5mIU/mL(例えば、約1.0mIU/mL~約1.5mIU/mL、約1.5mIU/mL~約2.0mIU/mL、または約2.0mIU/mL~約2.5mIU/mL、例えば、約1.0mIU/mL、約1.25mIU/mL、約1.5mIU/mL、約1.75mIU/mL、約2mIU/mL、約2.25mIU/mL、または約2.5mIU/mL)であり得る。誘発剤の投与前に、対象のFSHの血清レベルは、約11mIU/mL~約14mIU/mL(例えば、約11mIU/mL~約12mIU/mL、約12mIU/mL~約13mIU/mL、または約13mIU/mL~約14mIU/mL、例えば、約11mIU/mL、約12mIU/mL、約13mIU/mL、または約14mIU/mL)であり得る。 Before administering the inducer, the levels of the hormone or other related compounds in the target serum may be evaluated. Before administration of the inducer, the serum level of the target estradiol should be approximately 250 pg/mL to approximately 400 pg/mL (e.g., approximately 250 pg/mL to approximately 275 pg/mL, approximately 275 pg/mL to approximately 300 pg/mL, approximately 300 pg/mL to approximately 325 pg/mL, approximately 325 pg/mL to approximately 350 pg/mL, approximately 350 pg/mL to approximately 375 pg/mL, or approximately 375 pg/mL to approximately 400 pg/mL). For example, it could be about 250 pg/mL, about 260 pg/mL, about 270 pg/mL, about 280 pg/mL, about 290 pg/mL, about 300 pg/mL, about 310 pg/mL, about 320 pg/mL, about 330 pg/mL, about 340 pg/mL, about 350 pg/mL, about 360 pg/mL, about 370 pg/mL, about 380 pg/mL, about 390 pg/mL, or about 400 pg/mL). Prior to administration of the progesterone induction agent, the serum level of the target progesterone should be approximately 0.25 ng/mL to approximately 0.75 ng/mL (for example, approximately 0.25 ng/mL to approximately 0.35 ng/mL, approximately 0.35 ng/mL to approximately 0.45 ng/mL, approximately 0.45 ng/mL to approximately 0.55 ng/mL, approximately 0.55 ng/mL to approximately 0.65 ng/mL, or approximately 0.65 ng/mL). g/mL to approximately 0.75 ng/mL, for example, approximately 0.25 ng/mL, approximately 0.30 ng/mL, approximately 0.35 ng/mL, approximately 0.40 ng/mL, approximately 0.45 ng/mL, approximately 0.50 ng/mL, approximately 0.55 ng/mL, approximately 0.60 ng/mL, approximately 0.65 ng/mL, approximately 0.70 ng/mL, or approximately 0.75 ng/mL). Prior to administration of the induction agent, the serum level of the target LH may be approximately 1.0 mIU/mL to approximately 2.5 mIU/mL (e.g., approximately 1.0 mIU/mL to approximately 1.5 mIU/mL, approximately 1.5 mIU/mL to approximately 2.0 mIU/mL, or approximately 2.0 mIU/mL to approximately 2.5 mIU/mL, e.g., approximately 1.0 mIU/mL, approximately 1.25 mIU/mL, approximately 1.5 mIU/mL, approximately 1.75 mIU/mL, approximately 2 mIU/mL, approximately 2.25 mIU/mL, or approximately 2.5 mIU/mL). Prior to administration of the induction agent, the serum level of the target FSH may be approximately 11 mIU/mL to approximately 14 mIU/mL (e.g., approximately 11 mIU/mL to approximately 12 mIU/mL, approximately 12 mIU/mL to approximately 13 mIU/mL, or approximately 13 mIU/mL to approximately 14 mIU/mL, e.g., approximately 11 mIU/mL, approximately 12 mIU/mL, approximately 13 mIU/mL, or approximately 14 mIU/mL).
誘発剤(例えば、卵胞誘発剤)は、最小刺激プロトコルである卵胞刺激プロトコルをもたらすために経時的に投与されてもよい。最小刺激プロトコルは、約3日のスパンで細胞の放出を誘発するように当業者によって構成される。「最小刺激プロトコル」は、平均的な体外受精(IVF)刺激プロトコルと比較して、短期間にわたる刺激プロセスであり、卵巣を誘導して卵母細胞を産生させるのに役立つ。典型的には、標準的なIVFを使用した刺激プロトコルのための平均的な期間は、約8~14日である。最小刺激プロトコルは、8日以下(例えば、8日以下、7日以下、6日以下、5日以下、4日以下、3日以下、2日以下、または1日、例えば、1~3日、2~4日、3~5日、4~6日、5~7日、または6~8日、例えば、1日、2日、3日、4日、5日、6日、7日、または8日)の期間で細胞の放出を誘導し得る。これは、標準的なIVF刺激プロトコルの8~14日間と比較して短い期間である。最小刺激プロトコルを実行するための平均的な時間は、2日間であり得る。最小刺激プロトコルを実行するための平均的な時間は、3日間であり得る。最小刺激プロトコルを実行するための平均的な時間は、4日間であり得る。最小刺激プロトコルを実行するための平均的な時間は、5日間であり得る。最小刺激プロトコルを実行するための平均的な時間は、6日間であり得る。一実施形態では、最小刺激プロトコルは、卵母細胞の採取の成功及びその後の成熟のために卵胞誘発剤の投与を必要としない場合がある。一実施形態では、最小刺激プロトコルは、卵胞測定値及び/または他の生体試料データに応じて、第1の誘発剤(例えば、卵胞誘発剤)を選択すること、及び第2の誘発剤(例えば、卵胞誘発剤)を選択することを含み得る。 Inducement agents (e.g., follicle-inducing agents) may be administered over time to produce a minimal stimulation protocol, which is a follicle-stimulation protocol. A minimal stimulation protocol is configured by those skilled in the art to induce cell release over a span of about three days. A “minimally stimulating protocol” is a shorter stimulation process compared to an average in vitro fertilization (IVF) stimulation protocol and helps to induce the ovary to produce oocytes. Typically, the average duration for a stimulation protocol using standard IVF is about 8 to 14 days. A minimal stimulation protocol can induce cell release over a period of 8 days or less (e.g., 8 days or less, 7 days or less, 6 days or less, 5 days or less, 4 days or less, 3 days or less, 2 days or less, or 1 day, e.g., 1 to 3 days, 2 to 4 days, 3 to 5 days, 4 to 6 days, 5 to 7 days, or 6 to 8 days, e.g., 1 day, 2 days, 3 days, 4 days, 5 days, 6 days, 7 days, or 8 days). This is a shorter period compared to the 8 to 14 days of a standard IVF stimulation protocol. The average time required to perform the minimal stimulation protocol may be two days. The average time required to perform the minimal stimulation protocol may be three days. The average time required to perform the minimal stimulation protocol may be four days. The average time required to perform the minimal stimulation protocol may be five days. The average time required to perform the minimal stimulation protocol may be six days. In one embodiment, the minimal stimulation protocol may not require the administration of follicle-inducing agents for successful oocyte collection and subsequent maturation. In one embodiment, the minimal stimulation protocol may include selecting a first inducer (e.g., a follicle-inducing agent) and a second inducer (e.g., a follicle-inducing agent) depending on follicle measurement values and/or other biological sample data.
C.卵母細胞の採取
卵胞刺激後、卵母細胞(または卵母細胞を含む細胞群)を対象から採取する。本開示で使用される場合、「卵母細胞」は、卵巣に由来する生殖細胞である。誘発剤(例えば、卵胞誘発剤)の最終投与から約24~48時間(例えば、24~32時間、32~40時間、40~48時間、例えば、約24時間、約28時間、約32時間、約36時間、約40時間、約44時間、約48時間)後に、対象は、卵母細胞の採取を受けることができる。卵母細胞の採取日に、E2、LH、FSH及び/またはP4などの1つ以上のホルモンレベルの血液検査を実施して、質の指標、ホルモンレベルが範囲内であること、及び/またはそのhCG用量が摂取されたことを確認することができる。E2のホルモンレベルは、卵母細胞の採取日に、約300pg/mL~約450pg/mL(例えば、約300pg/mL~約350pg/mL、約350pg/mL~約400pg/mL、または約400pg/mL~約450pg/mL、例えば、約300pg/mL、約325pg/mL、約350pg/mL、約375pg/mL、約400pg/mL、約425pg/mL、または約450pg/mL)であり得る。LHのホルモンレベルは、卵母細胞の採取日に、約3mIU/mL~約6mIU/mL(例えば、約3mIU/mL~約4mIU/mL、約4mIU/mL~約5mIU/mL、または5mIU/mL~約6mIU/mL、例えば、約3mIU/mL、約3.5mIU/mL、約4mIU/mL、約4.5mIU/mL、約5mIU/mL、約5.5mIU/mL、または約6mIU/mL)であり得る。FSHのホルモンレベルは、卵母細胞の採取日に、約6mIU/mL~約9mIU/mL(例えば、約6mIU/mL~約7mIU/mL、約7mIU/mL~約8mIU/mL、または約8mIU/mL~約9mIU/mL、例えば、約6mIU/mL、約6.5mIU/mL、約7mIU/mL、約7.5mIU/mL、約8mIU/mL、約8.5mIU/mL、または約9mIU/mL)であり得る。P4のホルモンレベルは、卵母細胞の採取日に、約0.5ng/mL~約1.5ng/mL(例えば、約0.5ng/mL~約1.0ng/mL、約0.75ng/mL~約1.0ng/mL、約1.0~ng/mL~約1.5ng/mL、または約1.25ng/mL~約1.5ng/mL、例えば、約0.5ng/mL、約0.75ng/mL、約1.0ng/mL、約1.25ng/mL、または約1.5ng/mL)であり得る。
C. Oocyte Collection After follicular stimulation, oocytes (or a group of cells including oocytes) are collected from the subject. As used in this disclosure, “oocytes” are germ cells derived from the ovary. Approximately 24 to 48 hours after the last dose of the induction agent (e.g., a follicle induction agent) (e.g., 24 to 32 hours, 32 to 40 hours, 40 to 48 hours, e.g., approximately 24 hours, approximately 28 hours, approximately 32 hours, approximately 36 hours, approximately 40 hours, approximately 44 hours, approximately 48 hours), the subject may undergo oocyte collection. On the day of oocyte collection, blood tests may be performed to check the levels of one or more hormones, such as E2, LH, FSH and/or P4, to confirm indicators of quality, that hormone levels are within the range, and/or that the appropriate hCG dose has been taken. E2 hormone levels may range from approximately 300 pg/mL to approximately 450 pg/mL on the day of oocyte collection (e.g., approximately 300 pg/mL to approximately 350 pg/mL, approximately 350 pg/mL to approximately 400 pg/mL, or approximately 400 pg/mL to approximately 450 pg/mL, e.g., approximately 300 pg/mL, approximately 325 pg/mL, approximately 350 pg/mL, approximately 375 pg/mL, approximately 400 pg/mL, approximately 425 pg/mL, or approximately 450 pg/mL). LH hormone levels may range from approximately 3 mIU/mL to approximately 6 mIU/mL on the day of oocyte retrieval (for example, approximately 3 mIU/mL to approximately 4 mIU/mL, approximately 4 mIU/mL to approximately 5 mIU/mL, or 5 mIU/mL to approximately 6 mIU/mL, for example, approximately 3 mIU/mL, approximately 3.5 mIU/mL, approximately 4 mIU/mL, approximately 4.5 mIU/mL, approximately 5 mIU/mL, approximately 5.5 mIU/mL, or approximately 6 mIU/mL). FSH hormone levels may range from approximately 6 mIU/mL to approximately 9 mIU/mL on the day of oocyte collection (e.g., approximately 6 mIU/mL to approximately 7 mIU/mL, approximately 7 mIU/mL to approximately 8 mIU/mL, or approximately 8 mIU/mL to approximately 9 mIU/mL, e.g., approximately 6 mIU/mL, approximately 6.5 mIU/mL, approximately 7 mIU/mL, approximately 7.5 mIU/mL, approximately 8 mIU/mL, approximately 8.5 mIU/mL, or approximately 9 mIU/mL). The P4 hormone level on the day of oocyte collection may be approximately 0.5 ng/mL to approximately 1.5 ng/mL (for example, approximately 0.5 ng/mL to approximately 1.0 ng/mL, approximately 0.75 ng/mL to approximately 1.0 ng/mL, approximately 1.0 ng/mL to approximately 1.5 ng/mL, or approximately 1.25 ng/mL to approximately 1.5 ng/mL, for example, approximately 0.5 ng/mL, approximately 0.75 ng/mL, approximately 1.0 ng/mL, approximately 1.25 ng/mL, or approximately 1.5 ng/mL).
卵母細胞(または卵母細胞を含有する細胞群)は、当該技術分野で既知の方法を用いて対象から採取される。例えば、経膣超音波検査装置を用いて、プローブ上に針ガイドを装着し、放出された卵胞内容物を吸引することで、卵母細胞を採取することができる。その後、卵胞吸引液を解剖顕微鏡で検査し、HEPES培地(G-MOPS Plus、VITROLIFE(登録商標))で洗浄し、70ミクロンのセルストレーナー(FALCON(登録商標)、Corning)で濾過する。次に、卵母細胞及び/またはCOCを培養皿及び培地に移し、本明細書に記載されているように共培養及び適切な制御を開始する。他の採取法は、針、注射器、バイアル、ランセット、真空採取管(ECT)、止血帯、真空採取管システム、それらの任意の組み合わせなどの採取デバイスを含み得る。例えば、採取デバイスは、バタフライニードルセットを含み得る。 Oocytes (or cell populations containing oocytes) are collected from the subject using methods known in the art. For example, oocytes can be collected by using a transvaginal ultrasound device, attaching a needle guide to the probe, and aspirating the released follicular contents. The follicular aspirate is then examined under a dissecting microscope, washed with HEPES medium (G-MOPS Plus, VITROLIFE®), and filtered through a 70-micron cell strainer (FALCON®, Corning). Next, the oocytes and/or COCs are transferred to a culture dish and medium, and co-culture and appropriate control are initiated as described herein. Other collection methods may include collection devices such as needles, syringes, vials, lancets, vacuum collection tubes (ECTs), tourniquets, vacuum collection tube systems, or any combination thereof. For example, the collection device may include a butterfly needle set.
採取した卵母細胞は、例えば、未成熟卵母細胞、成熟卵母細胞、1個以上の卵母細胞の群、1個以上の細胞の群、例えば、卵丘卵母細胞複合体を含み得るが、これらに限定されない。本開示で使用される場合、「卵丘卵母細胞複合体」(COC)は、1個以上の周囲の卵丘細胞を含む卵母細胞である。COCは、未成熟卵母細胞を含み得る。COCは、成熟卵母細胞を含み得る。 The collected oocytes may include, but are not limited to, immature oocytes, mature oocytes, groups of one or more oocytes, or groups of one or more cells, such as a cumulus-oocyte complex. As used in this disclosure, a "cumulus-oocyte complex" (COC) is an oocyte containing one or more surrounding cumulus cells. A COC may include immature oocytes. A COC may include mature oocytes.
本開示で使用される場合、「未成熟卵母細胞」は、卵巣で発生する1個以上の未熟な生殖細胞である。いくつかの実施形態では、未成熟卵母細胞は、以下にさらに記載するように、卵核胞期(GV)及び中期I期(MI)の卵母細胞を含むがこれらに限定されない卵母細胞であり得る。いくつかの実施形態では、未成熟卵母細胞は、複数の卵母細胞であり得る。未成熟卵母細胞は、対象から採取された未熟な卵丘卵母細胞複合体(COC)であり得る。本開示で使用される場合、「成熟卵母細胞」は、中期II期(MII)の1個以上の成熟卵母細胞であり得る。採取したら、COCを1時間、2時間、3時間またはそれ以上静置して、体外成熟のための生体外条件に対して平衡化させることができる。 As used in this disclosure, “immature oocyte” refers to one or more immature germ cells that develop in the ovary. In some embodiments, immature oocytes may include, but are not limited to, oocytes in the vesicular stage (GV) and metaphase I (MI), as further described below. In some embodiments, immature oocytes may be multiple oocytes. Immature oocytes may be an immature cumulus-oocyte complex (COC) collected from a subject. As used in this disclosure, “mature oocyte” may be one or more mature oocytes in metaphase II (MII). After collection, the COC may be allowed to stand for one, two, three hours or longer to equilibrate to in vitro conditions for in vitro maturation.
採取時に、本明細書に記載の採取された卵母細胞または細胞のうちのいずれか1個以上は、将来の使用、分析、または実験のために、当技術分野で既知の方法を使用して、適切に凍結及び保存することができる。さらに、本明細書に記載の採取された卵母細胞または細胞のうちのいずれか1個以上は、新鮮なまま使用することができる(すなわち、体外成熟のための使用または本明細書に記載の任意の1つ以上の分析もしくは実験のための使用などの即時使用に適する)。 At the time of collection, one or more of the collected oocytes or cells described herein can be appropriately frozen and stored using methods known in the art for future use, analysis, or experimentation. Furthermore, one or more of the collected oocytes or cells described herein can be used fresh (i.e., suitable for immediate use, such as for in vitro maturation or for any one or more analyses or experiments described herein).
III.母細胞レスキューの方法
A.卵母細胞裸化
上記の卵母細胞採取法の後、1個以上のCOCは、卵母細胞の裸化を必要とし得る。本開示に記載する場合、「卵母細胞裸化」とは、機械的分離、化学的分離、またはそれらの組み合わせによって卵母細胞から卵丘細胞または他の細胞型を除去することを指す。卵母細胞裸化のいくつかの方法が当該技術分野で公知である。いくつかの実施形態では、裸化は、ピペット操作によって細胞を穏やかに機械的に解離させ、ほとんどの卵丘細胞及び/または顆粒膜細胞を除去することによってIVMウェル内で生じ得る。酵素的解離が必要な場合、細胞をヒアルロニダーゼ処理のために別の皿に移してもよい。COCをストリッパーチップでストリッピングし、IVM培地またはMOPS plus培地で洗浄して、イメージングのために卵母細胞を洗浄し、必要に応じてヒアルロニダーゼを不活性化することができる。ストリッパーチップは、細かい洗浄のための200ミクロン及び/または400ミクロンのものを含み得る。いくつかの実施形態では、卵核胞(GV)期及び中期I(MI)期の卵母細胞を調製し、COCの裸化後の培養に使用することができる。裸化COCを、撮像のために別の培養皿に移してもよい。
III. Methods for Rescuing Maternal Cells A. Oocyte Denucleation After the oocyte collection method described above, one or more COCs may require oocyte denucleation. In this disclosure, “oocyte denucleation” means removing cumulus cells or other cell types from oocytes by mechanical separation, chemical separation, or a combination thereof. Several methods of oocyte denucleation are known in the art. In some embodiments, denucleation may occur in an IVM well by gently mechanically dissociating the cells by pipetting to remove most cumulus cells and/or granulosa cells. If enzymatic dissociation is required, the cells may be transferred to a separate dish for hyaluronidase treatment. The COCs may be stripped with stripper tips and washed in IVM medium or MOPS plus medium to wash the oocytes for imaging and inactivate hyaluronidase as needed. Stripper tips may include those with a diameter of 200 microns and/or 400 microns for fine washing. In some embodiments, oocytes in the gestational vesicle (GV) and metaphase I (MI) stages can be prepared and used for culture after developing the COC. The developed COC may be transferred to a separate culture dish for imaging.
B.体外成熟のための卵母細胞の共培養
i.共培養の内容及びタイミング
本明細書に記載の方法では、卵母細胞を、1つ以上の顆粒膜細胞または間質細胞などの1つ以上のOSCと組み合わせ得る。OSCは、卵母細胞を取り囲む卵丘細胞であり、卵母細胞の健康及びそれに続く胚の発育を確保する。いくつかの実施形態では、顆粒膜及び/または間質共培養細胞は、本明細書に記載のヒトiPSC(hiPSC)などの分化した人工多能性幹細胞(iPSC)に由来する(セクションI(A)を参照のこと)。本開示で使用される場合、「共培養」は、2つ以上の異なる細胞集団をある程度接触させながら培養する細胞培養装置である。いくつかの実施形態では、ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)由来のステロイド産生顆粒膜細胞は、未成熟卵母細胞と共培養してCOCを形成し、それによって体外で卵胞ニッチを再構成し、卵母細胞の健康及び発育能力を強化する方法で迅速かつ効率的な卵母細胞の成熟を促進することができる。本開示で使用される場合、「ステロイド産生顆粒膜細胞」は、エストラジオールを産生するステロイド産生酵素を高レベルで発現している顆粒膜細胞である。例えば、ステロイド産生顆粒膜細胞は、包状卵胞から採取される壁顆粒膜細胞であり得る。COCの共培養にステロイド産生顆粒膜細胞を適用すると、卵子/卵母細胞採取後の体外での卵母細胞の成熟が促進され、配偶子形成及び卵胞形成を通じて卵母細胞に栄養素、原材料、機械的サポートを直接供給することで、採取された卵子/卵母細胞をすべて利用できるようになる。ステロイド産生顆粒膜細胞は、以下でさらに説明するように、標準的 IVF及びIVM培地中で成長し、未成熟卵母細胞の卵母細胞の成熟を行う可能性がある。これにより、体外受精に使用できる健康な卵母細胞の全体的なプールが増加し、ユーザが受ける卵子/卵母細胞採取手順の数が減少する可能性がある。
B. Co-culture of oocytes for in vitro maturation i. Content and timing of co-culture In the methods described herein, oocytes may be combined with one or more OSCs, such as one or more granulosa cells or stromal cells. OSCs are cumulus cells that surround the oocyte and ensure the health of the oocyte and subsequent embryonic development. In some embodiments, the granulosa and/or stromal co-culture cells are derived from differentiated induced pluripotent stem cells (iPSCs), such as human iPSCs (hiPSCs) as described herein (see Section I(A)). As used in this disclosure, “co-culture” is a cell culture apparatus that cultures two or more different cell populations in some degree of contact. In some embodiments, steroid-producing granulosa cells derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) can be co-cultured with immature oocytes to form a COC, thereby promoting rapid and efficient oocyte maturation in a way that reconstructs the follicular niche in vitro and enhances the health and developmental capacity of the oocyte. As used in this disclosure, “steroid-producing granulosa cells” are granulosa cells that express high levels of estradiol-producing steroid-producing enzymes. For example, steroid-producing granulosa cells may be wall granulosa cells collected from encapsulated follicles. Applying steroid-producing granulosa cells to co-culture of COCs promotes in vitro oocyte maturation after oocyte/oocyte retrieval, making all retrieved oocytes available by directly supplying nutrients, raw materials, and mechanical support to the oocytes through gamete formation and follicular formation. Steroid-producing granulosa cells can grow in standard IVF and IVM media, as further described below, and may induce oocyte maturation of immature oocytes. This may increase the overall pool of healthy oocytes available for in vitro fertilization and reduce the number of oocyte/oocyte retrieval procedures the user undergoes.
この方法のいくつかの実施形態では、細胞培養は、未成熟卵母細胞と操作されたOSCの集団を組み合わせることによって形成され、最小限の刺激プロトコルに従って1つ以上の卵母細胞を抽出した後に、細胞培養内で卵母細胞を成熟させてCOCを作成するために加えられる。一実施形態では、1つ以上の特定の顆粒膜細胞及び/または特定の間質細胞は、1つ以上のCOCの休止期間中に解凍され得る。一実施形態では、培養中、50,000~150,000個(例えば、50,000~60,000個の細胞、60,000~70,000個の細胞、70,000~80,000個の細胞、80,000~90,000個の細胞、90,000~100,000個の細胞、100,000~110,000個の細胞、110,000~120,000個の細胞、120,000~130,000個の細胞、130,000~140,000個の細胞、または140,000~150,000個の細胞、例えば、50,000個の細胞、55,000個の細胞、60,000個の細胞、65,000個の細胞、70,000個の細胞、75,000個の細胞、 80,000個の細胞、85,000個の細胞、90,000個の細胞、95,000個の細胞、100,000個の細胞、105,000個の細胞、110,000個の細胞、115,000個の細胞、120,000個の細胞、125,000個の細胞、130,000個の細胞、135,000個の細胞、140,000個の細胞、145,000個の細胞、または150,000個の細胞)の特定の顆粒膜細胞がCOCと組み合わせされ得る。一実施形態では、解凍された特定の顆粒膜細胞は、COC採取の前、約24~120時間前など、いつでも培養培地に配置され得る(例えば、約24~48時間、約48~72時間、約72~96時間、約96~120時間;例えば、約24~36時間、約30~40時間、約36~48時間、約48~56時間、約56~72時間、約72~84時間、約80~96時間、約90~100時間、約96~108時間、約108~120時間;例えば、約24時間、約30時間、約36時間、約42時間、約48時間、約56時間、約60時間、約65時間、約72時間、約78時間、約86時間、約92時間、約96時間、約102時間、約110時間、約115時間、約120時間)。COCは、解凍された特定の顆粒膜細胞を含有する培養培地に移されて、以下でより詳しく説明するように、グループ培養を形成し得る。一実施形態では、グループ培養は、12~48時間(例えば、12~16時間、12~20時間、18~24時間、18~36時間、24~36時間、36~48時間、例えば、12時間、16時間、20時間、24時間、28時間、32時間、36時間、40時間、44時間、48時間)の範囲でインキュベーター内で培養され得る。共培養は、生物学的に適切な温度、例えば37℃で実施され得る。 In some embodiments of this method, the cell culture is formed by combining a population of immature oocytes and manipulated OSCs, and after extracting one or more oocytes according to a minimal stimulation protocol, the oocytes are added in the cell culture to mature and create COCs. In one embodiment, one or more specific granulosa cells and/or specific stromal cells may be thawed during the resting period of one or more COCs. In one embodiment, during culture, 50,000 to 150,000 cells (e.g., 50,000 to 60,000 cells, 60,000 to 70,000 cells, 70,000 to 80,000 cells, 80,000 to 90,000 cells, 90,000 to 100,000 cells, 100,000 to 110,000 cells, 110,000 cells) are added. 00 to 120,000 cells, 120,000 to 130,000 cells, 130,000 to 140,000 cells, or 140,000 to 150,000 cells, for example, 50,000 cells, 55,000 cells, 60,000 cells, 65,000 cells, 70,000 cells, 75,000 cells, Certain granulosa cells (80,000, 85,000, 90,000, 95,000, 100,000, 105,000, 110,000, 115,000, 120,000, 125,000, 130,000, 135,000, 140,000, 145,000, or 150,000 cells) can be combined with COC. In one embodiment, thawed specific granulosa cells can be placed in culture medium at any time, such as before COC harvesting, about 24 to 120 hours before (e.g., about 24 to 48 hours, about 48 to 72 hours, about 72 to 96 hours, about 96 to 120 hours; for example, about 24 to 36 hours, about 30 to 40 hours, about 36 to 48 hours, about 48 to 56 hours, about 56 to 72 hours, about 72 to 84 hours, about 80 to 96 hours, about 90 to 100 hours, about 96 to 108 hours, about 108 to 120 hours; for example, about 24 hours, about 30 hours, about 36 hours, about 42 hours, about 48 hours, about 56 hours, about 60 hours, about 65 hours, about 72 hours, about 78 hours, about 86 hours, about 92 hours, about 96 hours, about 102 hours, about 110 hours, about 115 hours, about 120 hours). Co-cultures (COCs) can be transferred to a culture medium containing thawed specific granulosa cells to form group cultures, as will be described in more detail below. In one embodiment, group cultures can be cultured in an incubator for a range of 12 to 48 hours (e.g., 12 to 16 hours, 12 to 20 hours, 18 to 24 hours, 18 to 36 hours, 24 to 36 hours, 36 to 48 hours, e.g., 12 hours, 16 hours, 20 hours, 24 hours, 28 hours, 32 hours, 36 hours, 40 hours, 44 hours, 48 hours). Co-cultures can be carried out at a biologically appropriate temperature, e.g., 37°C.
この方法のいくつかの実施形態では、未成熟卵丘卵母細胞複合体を含む、採取された卵母細胞は、グループ培養で培養され得る。「グループ培養」は、採取したCOCを1個以上のさらなる細胞と合わせることである。さらなる細胞は、採取したCOCと一緒に成長する任意の細胞を含み得る。さらなる細胞は、特定の間質細胞を含み得る。さらなる細胞は、特定の顆粒膜細胞を含み得る。一実施形態では、グループ培養物を、特定の時間、例えば12~120時間(例えば、12~24時間、12~36時間、24~48時間、36~60時間、54~72時間、68~96時間、96~120時間、例えば、12時間、14時間、16時間、18時間、20時間、22時間、24時間、26時間、28時間、30時間、32時間、34時間、36時間、38時間、40時間、42時間、44時間、46時間、48時間、50時間、52時間、54時間、56時間、58時間、60時間、62時間、64時間、66時間、68時間、70時間、72時間、74時間、76時間、78時間、80時間、82時間、84時間、86時間、88時間、90時間、92時間、94時間、96時間、98時間、100時間、102時間、104時間、106時間、108時間、110時間、112時間、114時間、116時間、118時間、または120時間)、培養及び/またはインキュベートすることができる。例えば、グループ培養は、以下にさらに記載するように顆粒膜細胞共培養物とともにCOCを培養することを含み得る。いくつかの実施形態では、グループ培養は、以下にさらに記載するように、共培養なしでCOCの対照群を培養することを含み得る。いくつかの実施形態では、ユーザは、GV期及びMI期の卵母細胞などの未成熟卵母細胞を提供することができる。そのような未成熟卵母細胞は、COCの成長を助けるためにグループ培養の一部として培地で使用することができる。卵母細胞の提供は、上記のような卵母細胞の採取プロセスに従って行うことができる。卵母細胞の提供に参加する対象は、未成熟COCを含む第2の生体試料に係る対象とは異なってもよく、または同じであってもよい。いくつかの実施形態では、卵母細胞を提供する対象は、上記に開示するような刺激プロトコルを受けてもよい。 In some embodiments of this method, the harvested oocytes, including the immature cumulus oocyte complex, may be cultured in group culture. “Group culture” is the combination of the harvested COC with one or more additional cells. The additional cells may include any cells that grow together with the harvested COC. The additional cells may include specific stromal cells. The additional cells may include specific granulosa cells. In one embodiment, the group culture is cultured for a specific time, for example, 12 to 120 hours (for example, 12 to 24 hours, 12 to 36 hours, 24 to 48 hours, 36 to 60 hours, 54 to 72 hours, 68 to 96 hours, 96 to 120 hours, for example, 12 hours, 14 hours, 16 hours, 18 hours, 20 hours, 22 hours, 24 hours, 26 hours, 28 hours, 30 hours, 32 hours, 34 hours, 36 hours, 38 hours, 40 hours, 42 hours, 44 hours, 46 hours, 48 hours, 50 hours, 52 hours, 54 hours). The cells can be cultured and/or incubated for 100 hours, 56 hours, 58 hours, 60 hours, 62 hours, 64 hours, 66 hours, 68 hours, 70 hours, 72 hours, 74 hours, 76 hours, 78 hours, 80 hours, 82 hours, 84 hours, 86 hours, 88 hours, 90 hours, 92 hours, 94 hours, 96 hours, 98 hours, 100 hours, 102 hours, 104 hours, 106 hours, 108 hours, 110 hours, 112 hours, 114 hours, 116 hours, 118 hours, or 120 hours. For example, group culture may include culturing COCs with a granulosa cell co-culture as further described below. In some embodiments, group culture may include culturing a control group of COCs without co-culture as further described below. In some embodiments, the user can provide immature oocytes such as GV and MI stage oocytes. Such immature oocytes can be used in culture medium as part of a group culture to aid in the growth of COCs. Oocyte provision can be carried out according to the oocyte harvesting process described above. The subjects participating in oocyte provision may be different from or the same as those involved in the second biological sample containing immature COCs. In some embodiments, the subjects providing oocytes may undergo a stimulation protocol as disclosed above.
いくつかの実施形態では、対象から採取された卵母細胞の成熟度は、卵母細胞を卵巣支持細胞(例えば、特定の顆粒膜細胞及び/または特定の間質細胞)と共培養する時間の長さを決定し得る。例えば、成熟度の低い卵母細胞(例えば、GV卵母細胞)では、減数分裂のより進んだ段階にある卵母細胞(例えば、MI卵母細胞)よりも長い共培養期間が必要であり得る。 In some embodiments, the maturity level of oocytes collected from the subject may determine the length of time the oocytes should be co-cultured with ovarian supporting cells (e.g., specific granulosa cells and/or specific stromal cells). For example, less mature oocytes (e.g., GV oocytes) may require a longer co-culture period than oocytes in a more advanced stage of meiosis (e.g., MI oocytes).
卵母細胞培養に関するいくつかの実施形態では、細胞培養培地に、LAG培地(Medicult,COOPERSURGICAL(登録商標))を含み得る。例えば、LAG培地は、最小限の刺激プロトコルからの採取後卵母細胞及び/またはCOCのインキュベーションに使用され得る。例えば、修飾されたMedicult IVM培地は、培養プロセス中のベースライン対照として使用され得る。いくつかの実施形態では、細胞培養培地は、図5に例示されるように代謝産物を含み得る。例えば、修飾されたMedicult IVM培地は、ヒト血清アルブミン、FSH、hCG、アンドロステンジオン、ドキシサイクリン、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。培地は、標準的な滅菌37℃インキュベーター内でO2(例えば、1~10%のO2雰囲気、例えば4~8%O2または5~7%O2、例えば6%O2)及び適切なCO2レベル(これらは当該技術分野で既知である)で培養する前に、約18~24時間(例えば、約18時間、約20時間、約22時間、約24時間)平衡化され得る。共培養及び特定の顆粒膜細胞培養は、細胞培養皿またはフラスコ内での接着細胞培養であり得る。共培養及び特定の顆粒膜細胞培養は、細胞培養フラスコ内での浮遊細胞培養であり得る。細胞培養物質及び方法は、当技術分野で既知の標準的な無菌細胞培養法を含む。細胞形態及び細胞生存率は、当技術分野で既知の1つ以上の確立された方法によって評価され得る。 In some embodiments relating to oocyte culture, the cell culture medium may include LAG medium (Medicult, COOPERSURGICAL®). For example, LAG medium may be used for incubation of oocytes and/or COCs after collection from a minimal stimulation protocol. For example, modified Medicult IVM medium may be used as a baseline control during the culture process. In some embodiments, the cell culture medium may include metabolites, as illustrated in Figure 5. For example, modified Medicult IVM medium may include human serum albumin, FSH, hCG, androstenedione, doxycycline, or any combination thereof. The culture medium may be equilibrated for approximately 18–24 hours (e.g., approximately 18 hours, approximately 20 hours, approximately 22 hours, approximately 24 hours) before culturing in a standard sterile 37°C incubator under O2 (e.g., 1–10% O2 atmosphere, e.g., 4–8% O2 or 5–7% O2, e.g., 6% O2) and appropriate CO2 levels (these are known in the art). Co-culture and specific granulosa cell cultures may be adherent cell cultures in cell culture dishes or flasks. Co-culture and specific granulosa cell cultures may be suspension cell cultures in cell culture flasks. Cell culture materials and methods include standard sterile cell culture methods known in the art. Cell morphology and cell viability may be evaluated by one or more established methods known in the art.
いくつかの実施形態では、共培養を、図6に概説するステップに従って行う。例えば、卵巣支持細胞(例えば、卵巣顆粒膜細胞)の集団を、凍結保存、解凍することができる。いくつかの実施形態では、卵巣支持細胞が遠心分離されて、細胞ペレットを形成し、その後、体外成熟に適した培地に再懸濁される。いくつかの実施形態では、卵巣支持細胞をさらに1回以上遠心分離し、そのたびに、体外成熟培地に再懸濁する。次いで、卵巣支持細胞を、ART処置を受けている対象から得た卵母細胞と共培養し、それにより卵母細胞の成熟を誘導することができる。 In some embodiments, co-culture is carried out according to the steps outlined in Figure 6. For example, a population of ovarian supporting cells (e.g., ovarian granulosa cells) can be cryopreserved and thawed. In some embodiments, the ovarian supporting cells are centrifuged to form a cell pellet, which is then resuspended in a medium suitable for in vitro maturation. In some embodiments, the ovarian supporting cells are centrifuged one or more times, and each time they are resuspended in the in vitro maturation medium. The ovarian supporting cells are then co-cultured with oocytes obtained from subjects undergoing ART treatment, thereby inducing oocyte maturation.
ii.ヒトiPSC由来の顆粒膜細胞
本明細書に記載の方法で利用される特定の顆粒膜細胞は、本明細書に記載の転写因子(TF)指向プロトコルを使用してhiPSCから作成され得る。
ii. Granulosa cells derived from human iPSCs The specific granulosa cells used in the methods described herein may be prepared from hiPSCs using the transcription factor (TF)-directed protocol described herein.
いくつかの実施形態では、対象によって、hiPSCが提供される可能性がある。hiPSCの提供は、上で説明する卵母細胞採取プロセスに従って行うことができる。hiPSCの提供に参加する対象は、卵母細胞が採取された対象とは異なってもよく、または同一であってもよい。いくつかの実施形態では、hiPSCドナーは、上で開示される刺激プロトコルを受けることができる。 In some embodiments, hiPSCs may be provided depending on the subject. The provision of hiPSCs can be carried out according to the oocyte harvesting process described above. The subjects participating in hiPSC provision may be different from or the same as the subjects from which the oocytes were harvested. In some embodiments, hiPSC donors can undergo the stimulation protocols disclosed above.
いくつかの実施形態では、hiPSC、顆粒膜細胞、卵丘細胞、卵母細胞、GV期卵母細胞、MI期卵母細胞、MII期卵母細胞、及び本開示を通じて説明される他のすべての種類の細胞は、溶解され、ゲノム物質が抽出され、さらなる操作及び/または分析(例えば、以下のセクションIII(C)(iii)に記載のオミクスデータ収集技術の一部としての分析)のために急速凍結され得る。例えば、細胞は、リゾチーム、リゾスタフィン、ザイモラーゼ、セルロース、プロテアーゼ、またはグリカナーゼなどの酵素を使用して酵素細胞溶解を受ける可能性がある。他の溶解方法、例えば、化学的溶解、界面活性剤溶解、アルカリ溶解、機械的溶解、熱溶解、超音波溶解、物理的溶解、非機械的溶解、及び当技術分野で知られている他の溶解方法を適用してもよい。いくつかの実施形態では、培地を急速凍結してもよい。凍結方法は、ジメチルスルホキシドなどの耐凍剤の使用及び/または当技術分野で知られているその他の凍結方法を含む。 In some embodiments, hiPSCs, granulosa cells, cumulus cells, oocytes, GV-phase oocytes, MI-phase oocytes, MII-phase oocytes, and all other types of cells described throughout this disclosure may be lysed, their genomic material extracted, and rapidly frozen for further manipulation and/or analysis (e.g., analysis as part of the omics data acquisition techniques described in Section III(C)(iii) below). For example, cells may undergo enzymatic cell lysis using enzymes such as lysozyme, lysostafin, zymolase, cellulose, protease, or glycanase. Other lysis methods, e.g., chemical lysis, surfactant lysis, alkaline lysis, mechanical lysis, thermal lysis, sonication lysis, physical lysis, non-mechanical lysis, and other lysis methods known in the art may be applied. In some embodiments, the culture medium may be rapidly frozen. Freezing methods include the use of cryoprotectants such as dimethyl sulfoxide and/or other freezing methods known in the art.
C.卵母細胞救済
i.卵母細胞スコア
体外成熟の任意の段階で、または体外成熟の直後に、卵母細胞及び/または顆粒膜細胞を、将来の分析、実験、または卵成熟での使用のために、適切に凍結及び保存することができる。卵母細胞は、画像分析により決定されるその形態に基づくスコアリングメトリックによってスコアリングすることができる。いくつかの実施形態では、スコアリングメトリックの設定は、グループ培養物の画像を取得することと、共培養物群及び共培養成長培地なし対照のみの群の一方または両方の画像を分析することと、を含み得る。いくつかの実施形態では、卵母細胞を、体外成熟の任意のそのような段階の間、スコアリングし、比較分析する。例えば、グループ培養物の画像は、培養前のグループCOC画像、培養後のグループCOC画像、及び培養後の裸化卵母細胞画像を含み得る。いくつかの実施形態では、スコアリングに供する卵母細胞は、凍結されたことがないものである。いくつかの実施形態では、画像解析によるスコアリングに供する卵母細胞は、凍結による保存後に解凍されたものであり得る。いくつかの実施形態では、スコアリングに供する卵母細胞は、記載するような体外成熟なしで採取されたものであり得る。いくつかの実施形態では、スコアリングに供する卵母細胞は、記載する顆粒膜細胞なしで培養されたものであり得る。いくつかの実施形態では、スコアリング遂行のために、画像を、適格な第三者(例えば、胚胎学者、発生生物学者、または他の関連する熟練者)に送ることができる。
C. Oocyte Rescue i. Oocyte Scoring Oocytes and/or granulosa cells can be appropriately frozen and stored at any stage of in vitro maturation, or immediately after in vitro maturation, for future analysis, experimentation, or use in oocyte maturation. Oocytes can be scored by a scoring metric based on their morphology, determined by image analysis. In some embodiments, setting the scoring metric may include taking images of group cultures and analyzing images of one or both of the co-culture group and the control group without co-culture growth medium. In some embodiments, oocytes are scored and comparatively analyzed during any such stage of in vitro maturation. For example, images of group cultures may include pre-culture group COC images, post-culture group COC images, and post-culture naked oocyte images. In some embodiments, the oocytes used for scoring are those that have never been frozen. In some embodiments, the oocytes used for scoring by image analysis may be those that have been thawed after storage by freezing. In some embodiments, the oocytes used for scoring may be those collected without in vitro maturation as described. In some embodiments, the oocytes used for scoring may be cultured without the granulosa cells described. In some embodiments, the images may be sent to a qualified third party (e.g., an embryologist, developmental biologist, or other relevant expert) for scoring purposes.
本明細書に記載の方法のいくつかの実施形態では、卵母細胞を、評価し、その後、以下の基準に従ってその成熟状態により分類することができる。 In some embodiments of the methods described herein, oocytes can be evaluated and then classified according to their maturity state according to the following criteria.
GV-典型的には卵母細胞内に単一の核小体を含む卵核胞が存在する。 GV – Typically, an oocyte contains a single nucleolus within the oocyte.
MI-卵母細胞内に卵核胞が存在せず、かつ卵母細胞と透明帯との間の囲卵腔に極体が存在しない。 MI – The oocyte lacks a nuclear vesicle, and the polar body is absent in the perivitelline space between the oocyte and the zona pellucida.
MII-卵母細胞内に卵核胞が存在せず、かつ卵母細胞と透明帯との間の囲卵腔に極体が存在する。 MII – The oocyte lacks a nuclear vesicle, and the polar body is present in the perivitelline space between the oocyte and the zona pellucida.
本方法のいくつかの実施形態では、スコアリングメトリックは、適切な顕微鏡法または画像解析ソフトウェアにより画像化されたグループ培養物の解析に応じた全卵母細胞スコア(TOS)を含み得る。TOSの方法及びアプローチは、当技術分野で説明されている(Lazzaroni-Tealdi et al.,PLoS One 10:e0143632,2015)。卵母細胞のスコアには、可能な定性指標の中でも、例えば、形状、サイズ、卵細胞質の特性、囲卵腔の構造(PVS)、透明帯(ZP)、極体(PB)の形態などのメトリック(指標)を含めることができる。TOSメトリックの生成のための培養前と培養後の両方の卵母細胞画像に対する総卵母細胞スコアは、-6~+6のスケールシステムに基づくことができる。 In some embodiments of this method, the scoring metric may include a total oocyte score (TOS) based on the analysis of group cultures imaged by appropriate microscopy or image analysis software. Methods and approaches for TOS have been described in the Art (Lazzaroni-Tealdi et al., PLOS One 10:e0143632, 2015). The oocyte score may include metrics (indicators) such as shape, size, cytoplasmic properties, perivitelline space structure (PVS), zona pellucida (ZP), and polar body (PB) morphology, among other possible qualitative indicators. The total oocyte score for both pre- and post-culture oocyte images for generating the TOS metric may be based on a scale system from -6 to +6.
卵母細胞の形状に関して、卵母細胞の形態が良好でない場合(全体的に卵母細胞が暗色及び/または卵形)、-1の値を割り当てることができ、それがほぼ正常である(全体的な卵母細胞の着色があまり暗くなく、かつあまり卵形でない)場合、0の値を割り当てることができ、正常であると判定した場合、+1の値を割り当てることができる。卵母細胞サイズに関して、卵母細胞サイズが異常に小さいまたは大きいと判定した場合、サイズが120μm未満または160μmを超えるならば、-1の値を割り当てることができる。サイズがほぼ正常である場合、すなわち、正常から10μmを超えて逸脱していない場合、0の値を割り当てることができ、卵母細胞サイズが130μm超~150μm未満の正常範囲内にある場合は、+1の値を割り当てることができる。卵細胞質の特徴に関して、卵細胞質が非常に粒状であり、及び/または非常に空胞化しており、及び/またはいくつかの内包物を示す場合、-1の値を割り当てることができる。わずかに粒状であるだけであり、及び/またはほとんど内包物を示さない場合、0の値を割り当てることができる。粒状性及び内包物がない場合、+1の値となり得る。囲卵腔(PVS)の構造に関して、異常に大きいPVS、存在しないPVS、または非常に粒状のPVSの場合、PVSを-1として規定することができる。中程度に大きなPVS及び/または中程度に小さなPVS及び/またはより粒状性の低いPVSでは、0の値を割り当てることができる。+1の値は、顆粒でない通常のサイズのPVSに割り当てることができる。透明帯(ZP)に関して、ZPが非常に薄いかまたは厚い(<10μmまたは>20μm)場合、卵母細胞に-1を割り当てることができる。ZPが正常から2μmを超えて逸脱していない場合、ZPに0を割り当てることができる。正常透明帯(>12μmかつ<18μm)には+1を割り当てることができる。極体(PB)の形態に関して、PBの形態を次のように規定する。平坦及び/または複数のPBまたはPBなし、顆粒状の及び/または異常に小さいかもしくは大きいPBのいずれかを-1と指定する。普通であるが優れているとは判定されないPBは、0と指定することができ、正常なサイズ及び形状のPBは、+1と指定することができる。いくつかの実施形態では、MII卵母細胞PBスコアは、TOSに凝集されない可能性がある。 Regarding oocyte morphology, a value of -1 can be assigned if the oocyte morphology is poor (the oocyte is generally dark and/or oval-shaped), a value of 0 can be assigned if it is nearly normal (the overall coloration of the oocyte is not very dark and it is not very oval-shaped), and a value of +1 can be assigned if it is judged to be normal. Regarding oocyte size, if the oocyte size is judged to be abnormally small or large, a value of -1 can be assigned if the size is less than 120 μm or greater than 160 μm. If the size is nearly normal, i.e., does not deviate from normal by more than 10 μm, a value of 0 can be assigned, and if the oocyte size is within the normal range of more than 130 μm but less than 150 μm, a value of +1 can be assigned. Regarding the characteristics of the oocyte cytoplasm, a value of -1 can be assigned if the oocyte cytoplasm is very granular and/or very vacuolated and/or shows some inclusions. If it is only slightly granular and/or shows almost no inclusions, a value of 0 can be assigned. If there is no granularity or inclusions, the value may be +1. Regarding the structure of the perivitelline space (PVS), if the PVS is abnormally large, absent, or very granular, the PVS may be defined as -1. For moderately large and/or moderately small and/or less granular PVS, a value of 0 may be assigned. A value of +1 may be assigned to a normal-sized PVS that is not granular. Regarding the zona pellucida (ZP), if the ZP is very thin or thick (<10 μm or >20 μm), the oocyte may be assigned -1. If the ZP does not deviate from normal by more than 2 μm, the ZP may be assigned 0. A normal zona pellucida (>12 μm and <18 μm) may be assigned +1. Regarding the morphology of the polar body (PB), the morphology of the PB is defined as follows: -1 is assigned to flat and/or multiple PBs, no PBs, granular and/or abnormally small or large PBs. PBs that are normal but not judged as superior may be assigned 0, and PBs of normal size and shape may be assigned +1. In some embodiments, the MII oocyte PB score may not aggregate with the TOS.
この方法のいくつかの実施形態では、スコアリングメトリックは、図7に定義され例示されるように、TOSの関数として結果分析を実行することを含み得る。分析中に得られた結果の重要性を決定するために、パラメトリックテストまたはノンパラメトリックテストが適用され得る。結果分析は、GV期からMII期の卵母細胞の成熟率、GV期からMI期の卵母細胞の成熟率、MI期からMII期の卵母細胞の成熟率、平均総卵母細胞スコア、平均卵母細胞形状、平均卵母細胞サイズ、平均卵質品質、平均PVS品質、平均ZP品質、平均極体品質などを決定するために使用され得る。いくつかの実施形態では、これらの結果を、平均値、中央値、及び偏差として報告することができる。 In some embodiments of this method, the scoring metric may include performing the results analysis as a function of TOS, as defined and illustrated in Figure 7. Parametric or non-parametric tests may be applied to determine the significance of the results obtained during the analysis. The results analysis may be used to determine the maturation rate of oocytes from the GV to MII stage, the maturation rate of oocytes from the GV to MI stage, the maturation rate of oocytes from the MI to MII stage, the mean total oocyte score, the mean oocyte shape, the mean oocyte size, the mean egg quality, the mean PVS quality, the mean ZP quality, the mean polar body quality, and so on. In some embodiments, these results may be reported as mean, median, and deviation.
ii.体外受精及び胚培養
本方法のいくつかの実施形態では、本明細書に記載する任意の1個以上の卵子または卵母細胞を、本明細書に記載のスコアリングメトリックなどによって、質または成熟状態について評価し、それが体外受精及び胚形成に使用できるかどうか判定することができる。
ii. In Vitro Fertilization and Embryo Culture In some embodiments of this method, one or more eggs or oocytes as described herein can be evaluated for quality or maturity using the scoring metrics described herein, etc., to determine whether they can be used for in vitro fertilization and embryo development.
本方法のいくつかの実施形態では、卵子または卵母細胞を、体外成熟を通じて成熟させ、その後、本明細書に記載のようにIVF及び/またはARTに使用することができる。任意の1個以上の卵母細胞を卵細胞質内精子注入(ICSI)に使用することができる。1個以上の精子細胞との接触による卵子の受精に続いて、その後に形成される接合子を、桑実胚または胞胚(例えば、哺乳類胚盤胞)等の胚を生成するように生体外で成熟させることができ、これをその後、子宮内膜への移植のため、対象(例えば、最初に卵母細胞が採取された対象)の子宮に移すことができる。本明細書に記載の方法を使用して実施することができる胚移植には、新鮮胚移植が含まれ、新鮮胚移植では、胚発生に使用する卵子または卵母細胞を、対象から採取し、その後の胚を同じ月経周期の間に対象に移植する。あるいは、胚を、対象への移植の前に、生成し、長期保存のために凍結保存することができる。 In some embodiments of this method, oocytes or oocytes are matured through in vitro maturation and then used in IVF and/or ART as described herein. Any one or more oocytes can be used for intracytoplasmic sperm injection (ICSI). Following fertilization of the oocyte by contact with one or more spermatids, the subsequently formed zygote can be matured in vitro to produce an embryo such as a morula or blastula (e.g., mammalian blastocyst), which can then be transferred to the uterus of a subject (e.g., the subject from which the oocytes were initially collected) for implantation into the endometrium. Embryo transfers that can be carried out using the methods described herein include fresh embryo transfer, in which oocytes or oocytes to be used for embryonic development are collected from a subject, and the subsequent embryos are implanted in the subject during the same menstrual cycle. Alternatively, embryos can be generated and cryopreserved for long-term storage prior to implantation in the subject.
iii.オミクスデータの収集と、卵母細胞、細胞、及び培地の分析
本方法のいくつかの実施形態では、スコアリングメトリックは、オミクスベースの解析を含み得る。例えば、凍結細胞溶解物及び細胞培養培地を、バルクRNA配列解析、全ゲノムバイサルファイトシーケンス法(WGBS)、質量分析ベースのプロテオミクス及びメタボロミクスについて解析することができる。細胞培養培地をメタボロミクス解析に利用して、培養前の培地対照と比較して、共培養後の培地の分子含有量の変化を決定することができる。これを使用して、顆粒膜細胞と卵母細胞との間のパラクリンシグナル伝達の動的変化をプロファイルすることができる。次いで、収集したデータを、種々の共培養条件と対照との間でのエピジェネティックな状態、代謝物質の存在、及び遺伝子発現における変化を特定するその後の解析のために、集計することができる。
iii. Collection of Omics Data and Analysis of Oocytes, Cells, and Culture Mediums In some embodiments of this method, the scoring metrics may include omics-based analyses. For example, frozen cell lysates and cell culture media can be analyzed for bulk RNA sequencing, whole-genome bisulfite sequencing (WGBS), mass spectrometry-based proteomics, and metabolomics. Cell culture media can be used for metabolomics analysis to determine changes in the molecular content of the medium after co-culture compared to a pre-culture medium control. This can be used to profile dynamic changes in paracrine signaling between granulosa cells and oocytes. The collected data can then be aggregated for subsequent analysis to identify changes in epigenetic state, the presence of metabolites, and gene expression between various co-culture conditions and controls.
本方法のいくつかの実施形態では、オミクスベースの解析として、ゲノミクス、プロテオミクス、トランスクリプトミクス、ファーマコゲノミクス、エピゲノミクス、マイクロバイオミクス、リピドミクス、グライコミクス、トランスクリプトミクス・カルチュロミクス、及び/または適用可能であることが当業者に明らかな任意の他のオミクスを挙げることができる。いくつかの実施形態では、培養後、GVまたはMIの特性を示す成熟できなかった卵母細胞を、その培養からの関連する顆粒膜細胞とともに、単一細胞RNA配列解析のために採取することができる。そのために、卵母細胞及び顆粒膜細胞を、ライブラリ調製のため急速凍結することができる。MII卵母細胞の発生を示す卵母細胞のうち半分を採取し、それらの関連する顆粒膜細胞とともに、本開示の全体を通じて記載する上記急速凍結法を使用して、単一細胞RNA配列解析に供することができる。MII卵母細胞の残りの半分は、プロテオミクス解析に使用することができる。全ての条件に対する培養培地をさらに、急速凍結し、コレステロール代謝物レベル及びパラクリンタンパク質産生を特定するためのメタボロミクス及びプロテオミクスに利用することができる。例えば、凍結細胞溶解物及び細胞培養培地を、バルクRNA配列解析、全ゲノムバイサルファイトシーケンス法(WGBS)、質量分析ベースのプロテオミクス及びメタボロミクスについて解析することができる。細胞培養培地をメタボロミクス解析に使用して、顆粒膜細胞と卵母細胞との間のパラクリンシグナル伝達の動的変化をプロファイルするために、培養前の培地対照と比較した、共培養後の培地の分子含有量の変化を決定することができる。培地成分を急速凍結すると、試料は効果的にクエンチされ、代謝評価に適するものになる。収集されたデータは、その後、下流の分析のために集約され、異なる共培養条件と対照との間のエピジェネティック状態、代謝物の存在、及び遺伝子発現の変化を決定することができる。 In some embodiments of this method, omics-based analyses may include genomics, proteomics, transcriptomics, pharmacogenomics, epigenomics, microbiomics, lipidomics, glycomics, transcriptomics-culturomics, and/or any other omics that are apparent to those skilled in the art as applicable. In some embodiments, immature oocytes exhibiting GV or MI characteristics after culture can be collected along with associated granulosa cells from the culture for single-cell RNA sequencing analysis. For this purpose, the oocytes and granulosa cells can be rapidly frozen for library preparation. Half of the oocytes exhibiting MII oocyte development can be collected and, along with their associated granulosa cells, subjected to single-cell RNA sequencing analysis using the rapid freezing method described throughout this disclosure. The remaining half of the MII oocytes can be used for proteomics analysis. The culture media for all conditions can be further rapid-frozen and used for metabolomics and proteomics to identify cholesterol metabolite levels and paracrine protein production. For example, frozen cell lysates and cell culture media can be analyzed using bulk RNA sequencing, whole-genome bisulfite sequencing (WGBS), mass spectrometry-based proteomics, and metabolomics. Cell culture media can be used for metabolomics analysis to determine changes in molecular content of the co-culture medium compared to a pre-culture medium control, in order to profile the dynamic changes in paracrine signaling between granulosa cells and oocytes. Rapid freezing of the medium components effectively quenches the samples, making them suitable for metabolic assessment. The collected data can then be aggregated for downstream analysis to determine changes in epigenetic state, metabolite presence, and gene expression between different co-culture conditions and controls.
IV.キットまたは製造品
本明細書に記載の組成物または方法は、iPSC(例えば、hiPSC)をOSC(例えば、顆粒膜細胞及び/または間質細胞)の集団に再プログラム化する際に使用するためのキットで提供することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の組成物及び方法は、1つ以上の卵母細胞とOSCを共培養して1つ以上の成熟卵母細胞を生成する際に使用するためのキットとして提供することができ、任意選択で、得られた成熟卵母細胞がARTまたはIVF処置でさらに受精されて、胚を形成する。いくつかの実施形態では、キットは、キットの使用者にiPSC分化及び/または体外成熟を実行するように指示する添付文書を含み得る。さらなる実施形態では、キットは、キットの使用者に本明細書に記載の卵巣刺激及び/または卵母細胞採取のいずれか1つの方法を実行するように指示する添付文書を含み得る。キットは、任意選択で、本開示の組成物を投与するため、または1つ以上の卵母細胞を採取するための注射器またはデバイスを含む。いくつかの実施形態では、キットは、細胞培養に使用される1つ以上の追加の細胞培地または薬剤を含み得る。いくつかの実施形態では、キットは、本明細書に記載の1つ以上の遺伝子またはバイオマーカーの発現を検出するための1つ以上の抗体または結合分子を含む。
IV. Kits or Products The compositions or methods described herein may be provided as kits for use in reprogramming iPSCs (e.g., hiPSCs) into populations of OSCs (e.g., granulosa cells and/or stromal cells). In some embodiments, the compositions and methods described herein may be provided as kits for use in co-culturing one or more oocytes with OSCs to produce one or more mature oocytes, which are optionally further fertilized by ART or IVF treatment to form embryos. In some embodiments, the kit may include instructions for the user of the kit to perform iPSC differentiation and/or in vitro maturation. In further embodiments, the kit may include instructions for the user of the kit to perform one of the ovarian stimulation and/or oocyte harvesting methods described herein. The kit optionally includes a syringe or device for administering the compositions of the Disclosure or for harvesting one or more oocytes. In some embodiments, the kit may include one or more additional cell media or agents used for cell culture. In some embodiments, the kit comprises one or more antibodies or binding molecules for detecting the expression of one or more genes or biomarkers described herein.
実施例1.人工多能性幹細胞を再プログラム化することによって卵巣支持細胞を産生する方法
人工多能性幹細胞(iPSC)は、体内の任意の細胞型に分化する可能性を持つ幹細胞に再プログラム化された成体細胞から得られるため、バイオメディカルで幅広く応用されている。私たちは、確立されたコンビナトリアル及びテクニカルプラットフォームを適用し、卵巣細胞型への分化を促進する誘導性転写因子を持つiPSCを操作した。卵巣支持細胞(OSC)と呼ばれるこれらの細胞は、卵巣の重要な機能細胞である顆粒膜細胞に類似したタンパク質マーカーを発現し、同様のトランスクリプトーム及びステロイド産生プロファイルを示す。当社のOSCは、培地のみの場合よりも生理学的に適切で卵巣に似た動的環境をIVMに提供し、成熟結果の改善につながり、その結果、当社の人工細胞がARTとしてクリニックでの不妊治療を改善できる大きな可能性を生み出す。この例では、製品の純度、有効性、安全性に影響を与えることなく、動物由来成分を含まない材料を使用して、適正製造基準の条件下で大規模な一貫した製造を行うためのアプローチを開発及び最適化するための当社の取り組みについて詳しく説明する。私たちは、細胞療法におけるiPSCと不妊治療のためのARTの両方の臨床応用に関するケーススタディと方法論を提供し、スケーラブルで制御された製造の戦略的計画によって、最終的にはるかに一貫性があり機能的な製品が生み出されることを示す。
Example 1. Method for Producing Ovarian Supporting Cells by Reprogramming Induced Pluripotent Stem Cells Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are widely used in biomedicine because they are obtained from adult cells that have been reprogrammed to have the potential to differentiate into any cell type in the body. We applied our established combinatorial and technical platform to manipulate iPSCs that possess inducible transcription factors that promote differentiation into ovarian cell types. These cells, called ovarian supporting cells (OSCs), express protein markers similar to granulosa cells, which are important functional cells of the ovary, and exhibit similar transcriptome and steroid production profiles. Our OSCs provide the IVM with a physiologically more appropriate and ovarian-like dynamic environment than culture medium alone, leading to improved maturation outcomes and, consequently, creating great potential for our artificial cells to improve infertility treatment in clinics as ART. This example details our efforts to develop and optimize an approach to large-scale, consistent manufacturing under Good Manufacturing Practice conditions using animal-free materials without affecting product purity, efficacy, or safety. We provide case studies and methodologies on the clinical applications of both iPSCs in cell therapy and ART for infertility treatment, demonstrating that a strategic plan for scalable and controlled manufacturing ultimately leads to far more consistent and functional products.
i.実施例1の方法
原料
まず、臨床グレードの細胞株の出発材料として、Reprocell USA (9000 Virginiamanor Rd #207, Beltsville,mD 20705)から同種異系hiPSC株(VCT-37-F35)を調達した。ヒト皮膚線維芽細胞由来の幹細胞株は、管理された条件と製造プロセス全体で使用されるGMP準拠の試薬による、非統合型のmRNAベースの再プログラム化技術を使用して、適正製造基準(GMP)条件下で生成された。そのプロセスの特定の段階に関しては、確立されたガイドラインに従って線維芽細胞の誘導のための適切な管理が実施され、再プログラム化と細胞増殖は、FDA、EMA、及びPMDAの規制基準とガイドラインに準拠した完全なGMP条件下で行われた。当社は、規制要件への準拠を評価するための裏付け資料に基づいて、VCT-37-F35親細胞株の安全性と適合性に関するリスクベースの評価を実施し、ドナーの適格性が21 CFR 1271、サブパートCに準拠していること、及び広範な使用と適応症に対するドナーの同意を得ていることを確認した。調達されたクローンhiPSC株は、当社内部での細胞工学の前に、研究細胞バンク(RCB)で増殖された。研究細胞バンクは、エンジニアリングに十分な材料を確保し、バックアップまたは将来の使用のために理想的な培養条件で親細胞株の原液を確保するために、親細胞株を1継代分増殖させ、複数のサンプルを凍結保存することによって作成された。オリジナルのhiPSC株の提供元であるReprocell,Inc.は、確立された商業リリース基準への準拠を保証するために詳細な特性評価を実施し、一方、当社はプロセスの下流のステップでさらにテストを実施し、細胞の多能性、同一性、遺伝的安定性、及び効力を確認した。
i. Method of Example 1 Raw Materials First, an allogeneic hiPSC strain (VCT-37-F35) was procured from Reprocell USA (9000 Virginiamanor Rd #207, Beltsville, mD 20705) as the starting material for a clinical-grade cell line. The human dermal fibroblast-derived stem cell line was generated under Good Manufacturing Practice (GMP) conditions using a non-integrated mRNA-based reprogramming technique with controlled conditions and GMP-compliant reagents used throughout the manufacturing process. Appropriate controls for fibroblast induction were implemented for specific stages of the process in accordance with established guidelines, and reprogramming and cell proliferation were carried out under full GMP conditions in compliance with FDA, EMA, and PMDA regulatory standards and guidelines. Based on supporting documentation to assess compliance with regulatory requirements, we conducted a risk-based assessment of the safety and suitability of the VCT-37-F35 parent cell line, confirming that the donor eligibility complied with 21 CFR 1271, subpart C, and that donor consent for broad use and indications had been obtained. The procured cloned hiPSC line was grown in a research cell bank (RCB) prior to in-house cell engineering. The research cell bank was created by growing the parent cell line for one passage and cryopreserving multiple samples to ensure sufficient material for engineering and to secure the stock solution of the parent cell line under ideal culture conditions for backup or future use. Reprocell, Inc., the supplier of the original hiPSC line, conducted a detailed characterization to ensure compliance with established commercial release standards, while we conducted further testing at downstream steps in the process to confirm the pluripotency, identity, genetic stability, and potency of the cells.
プラスミド製造
工学に利用されたプラスミドは、ナノポア技術を利用したプラスミド全体の配列決定によって同一性、完全性、純度が検証され、-20℃で保管されたが、形質転換された細菌のグリセロール原液は-80℃で保存された。転写因子及びpiggyBac転座をエンコードするプラスミドは、Lonza NUCLEOFECTOR(商標)デバイスを使用してhiPSCに導入された。
Plasmids used in plasmid manufacturing engineering were verified for identity, integrity, and purity by sequencing the entire plasmid using nanopore technology and stored at -20°C, while the glycerol stock solution of the transformed bacteria was stored at -80°C. Plasmids encoding transcription factors and piggyBac translocations were introduced into hiPSCs using a Lonza NUCLEOFECTOR® device.
細胞工学
特定の転写因子によるhiPSCのエンジニアリングは、piggyBacトランスポザーゼ戦略を使用して実行され、これにより、トランス遺伝子の複数のコピーを宿主ゲノムに組み込むことが可能になる。エンジニアリングプロセスの効率を高めるために、ピューロマイシン選択は、転写因子が組み込まれていない細胞を除去するために利用された。操作された幹細胞は、Rho関連タンパク質キナーゼ阻害剤Y-27632と、WNT活性化因子、グリコーゲン合成酵素キナーゼ3阻害剤CHIR99021にさらされ、これらが一緒に細胞を中胚葉の運命へと準備する。プロセス全体を通してドキシサイクリンに曝露すると、転写因子NR5A1、RUNX2、及びGATA4の過剰発現が誘発され、hiPSCからOSCへの分化が促進される。この強力なDox誘導性TF指向分化には5日間の培養が必要である。
Cell Engineering: Engineering of hiPSCs with specific transcription factors was performed using the piggyBac transposase strategy, which allows for the integration of multiple copies of the trans gene into the host genome. To enhance the efficiency of the engineering process, puromycin selection was used to remove cells that did not incorporate the transcription factors. The engineered stem cells were exposed to the Rho-related protein kinase inhibitor Y-27632, WNT activator, and glycogen synthase kinase 3 inhibitor CHIR99021, which together prepare the cells for mesoderm fate. Exposure to doxycycline throughout the process induced overexpression of transcription factors NR5A1, RUNX2, and GATA4, promoting differentiation from hiPSCs to OSCs. This potent Dox-induced TF-oriented differentiation requires 5 days of culture.
細胞のスクリーニング、選択、及び予備的な特性評価
トランスフェクトされたhiPSCのプールされた集団に対する予備的なテストに続いて、マルチウェルプレート形式で限界希釈法によってクローンが確立された。各ウェルで単一のクローンが特定されるまで、すべてのウェルは毎日厳密に監視された。複数のクローンが特定されたウェルは破棄された。特定された各クローンはさらに拡大され、凍結保存され、43個のシードクローンが生成された。各クローンには、当初、プレートの位置に基づいて固有のコードが割り当てられた。43個の種子クローンに対して遺伝子型決定PCRを実施して、3つの転写因子の存在を特定した。この初期スクリーニングの結果、すべての転写因子を含む9つのクローンが特定され、その後、それぞれのクローンに対して、リード候補細胞株を特定するための同一性、効力、安全性の試験を含む、より詳細なスクリーニングプロセスが実施された。最有力候補を特定するために、9つのクローンそれぞれが個別に分化し、一連のアッセイにかけて、クローンの同一性(多能性マーカー、ドナーの同一性、及び遺伝子型)、適合性(細胞数及び生存率)、効力(OSCの生成及び機能)、そして最も重要な安全性(ゲノムの完全性、ベクターのコピー数、マイコプラズマ、無菌性、及び偶発的な病原体)を確認した。臨床グレードの細胞株の出発物質として使用するために選択された最有力候補クローンには、GTO-101と命名された。
Cell screening, selection, and preliminary characterization: Following preliminary testing of a pooled population of transfected hiPSCs, clones were established by limiting dilution in a multi-well plate format. All wells were closely monitored daily until a single clone was identified in each well. Wells in which multiple clones were identified were discarded. Each identified clone was further expanded and cryopreserved to generate 43 seed clones. Each clone was initially assigned a unique code based on its position on the plate. Genotyping PCR was performed on the 43 seed clones to identify the presence of three transcription factors. This initial screening identified nine clones containing all transcription factors, and a more detailed screening process was then performed on each clone, including identity, potency, and safety testing to identify candidate lead cell lines. To identify the most promising candidate, each of the nine clones was individually differentiated and subjected to a series of assays to confirm clonal identity (pluripotency markers, donor identity, and genotype), compatibility (cell number and viability), potency (OSC generation and function), and, most importantly, safety (genomic integrity, vector copy number, mycoplasma, sterility, and accidental pathogens). The most promising candidate clone selected for use as a starting material for clinical-grade cell lines was named GTO-101.
ii.転写因子媒介分化は、卵巣の発達と卵胞形成のさまざまな段階で一貫して卵巣支持細胞を生成する。
3つの誘導性転写因子(NR5A1、RUNX2、GATA4)を含む遺伝子修飾hiPSC株を、一貫性があり機能的なOSCを生成するためのソースとして利用することの実現可能性を評価するために、複数のオペレーターが標準操作手順に従って8か月間にわたって分化したhiPSC由来のOSCの6つの独立したバッチを比較した。誘導性転写因子の過剰発現によって媒介されるOSCの分化は、発達の軌跡を再現するために小分子に依存する標準的なプロトコルと比較して、迅速かつ簡単なプロセスである。誘導5日後、hiPSCは3.12±1.77倍に増殖し、とがった縁を持つ細胞のクラスター及び細胞体内の顆粒など、ヒト顆粒膜細胞に似た形態学的特徴を獲得する。分化したOSCは、顆粒膜細胞の運命を示す2つのよく特徴付けられたマーカーであるFOXL2とCD82も発現しており、目的の細胞型への分化が成功したことを示す。
ii. Transcription factor-mediated differentiation consistently generates ovarian supporting cells at various stages of ovarian development and follicular formation.
To evaluate the feasibility of using gene-modified hiPSC strains containing three inducible transcription factors (NR5A1, RUNX2, GATA4) as a source for generating consistent and functional OSCs, six independent batches of hiPSC-derived OSCs differentiated over eight months by multiple operators following standard operating procedures were compared. Differentiation of OSCs mediated by the overexpression of inducible transcription factors is a rapid and straightforward process compared to standard protocols that rely on small molecules to replicate the developmental trajectory. Five days after induction, hiPSCs proliferated 3.12 ± 1.77 times and acquired morphological features similar to human granulosa cells, including clusters of cells with pointed edges and granules within the cell body. Differentiated OSCs also expressed FOXL2 and CD82, two well-characterized markers indicating granulosa cell fate, demonstrating successful differentiation into the desired cell type.
分化したOSCの分子表現型をさらに特徴づけ、独立したバッチ間の相違点と類似点をより深く理解するために、6つの分化バッチから採取した凍結保存サンプルに対して単一細胞RNA配列決定(scRNA-seq)を実行した(図1A)。初期には15個のLeidenクラスターを特定し、それらを分子の類似性によって組み合わせて、最終的に9つのクラスターを作成した。特定された15個の初期Leidenクラスターのうちの12個は、発達中の卵巣の他の細胞型と比較して、ヒト顆粒膜細胞で異なる発現を示すことが実証されたマーカー(GJA1、MDK、BBX、HES4、PBX3、YBX3、BMPR2、CD46、COL4A1、COL4A2、LAMC1、ITGAV、ITGB1)を発現していた((Garcia-Alonso et al)。これらのクラスターはすべて顆粒膜細胞として特定されたため、早期GCまたはGCという2つの主要クラスに分類された。残りの3つのクラスターは、主要なマーカーの発現がこれらの細胞群では明らかではなかったため、「その他」として特定される3番目の主要なクラスに含まれた(図1A)。 To further characterize the molecular phenotypes of differentiated OSCs and gain a deeper understanding of the differences and similarities between independent batches, single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) was performed on cryopreserved samples taken from six differentiated batches (Figure 1A). Initially, 15 Leiden clusters were identified, and these were combined based on molecular similarities to ultimately create nine clusters. Twelve of the fifteen identified early Leiden clusters expressed markers (GJA1, MDK, BBX, HES4, PBX3, YBX3, BMPR2, CD46, COL4A1, COL4A2, LAMC1, ITGAV, ITGB1) that have been shown to exhibit different expression in human granulosa cells compared to other cell types in developing ovaries (Garcia-Alonso et al.). Since all of these clusters were identified as granulosa cells, they were classified into two major classes: early GC or GC. The remaining three clusters were included in a third major class, identified as "other," because the expression of the major markers was not evident in these cell groups (Figure 1A).
すべての顆粒膜マーカーが発現しているにもかかわらず、早期GCとして分類されるクラスは、FOXO1及びCDH1遺伝子の発現を含む、preGC-I及び-IIa/IIbとの転写類似性も共有している(図1B)。これらの細胞のサブクラスターは、早期GC Iと名付けられ、卵巣髄質のpreGC-Iで上方制御されるとされるアロマターゼ遺伝子CYP19A1と、ウシモデルでステロイド生成を抑制し、卵母細胞減数分裂の進行を阻害することが示されている走化性タンパク質RARRES2の遺伝子を発現する。サブクラスター早期GC IIは、受容体NOTCH2に加えて、前述のサブクラスターと同様に、RARRES2の遺伝子も発現する(図1B)。NOTCHシグナル伝達経路は卵胞形成中の卵母細胞-GCクロストークに関与しており、卵丘細胞におけるNOTCH2及びNOTCH3の高レベル発現はIVF応答と正の相関関係にあることがわかっている。最後に、サブクラスターでは、以前のサブクラスターのようにRARRES2の早期GC III発現は見られなかったが、NOTCH2発現は引き続き有意なレベルで検出される。全体として、これらの発現パターンは、早期GCクラスのクラスターが顆粒膜細胞とpreGC-I及び-IIa/IIbの両方と転写シグネチャを共有していることを示唆しており、CYP19A1、RARRES2、NOTCH2の差次的発現は、サブクラスター早期GC Iから早期GC IIIへの段階的な発達と機能の進行を示唆している。 Despite the expression of all granulosa markers, the class classified as early GC also shares transcriptional similarities with preGC-I and -IIa/IIb, including the expression of FOXO1 and CDH1 genes (Figure 1B). These cell subclusters, named early GC I, express the aromatase gene CYP19A1, which is upregulated in preGC-I cells in the ovarian medulla, and the gene for the chemotactic protein RARRES2, which has been shown to suppress steroid production and inhibit the progression of oocyte meiosis in bovine models. The early GC II subcluster expresses the RARRES2 gene in addition to the receptor NOTCH2, similar to the aforementioned subclusters (Figure 1B). The NOTCH signaling pathway is involved in oocyte-GC crosstalk during follicular formation, and high levels of NOTCH2 and NOTCH3 expression in cumulus cells have been shown to be positively correlated with the IVF response. Finally, in the subcluster, early GC III expression of RARRES2 was not observed, as in the previous subcluster, but NOTCH2 expression continued to be detected at significant levels. Overall, these expression patterns suggest that the cluster of early GC classes shares transcriptional signatures with granulosa cells and both preGC-I and -IIa/IIb, and the differential expression of CYP19A1, RARRES2, and NOTCH2 suggests a stepwise development and functional progression from early GC I to early GC III in the subcluster.
GCクラスは、NOTCH2/3受容体を含むこれまで説明された他のすべての顆粒膜マーカーに加えて、CDH2 の発現によってマークされている(図1B)。サブクラスターGC Iには、NRG1遺伝子、BMPR1B遺伝子、及びERBBファミリー受容体の遺伝子が濃縮される(図1B)。NRG1は、preGC-IIa/IIbで異なる発現を示すことが確認されており、排卵の急増に反応して顆粒膜細胞によって発現及び分泌されることがわかっている。BMPR1B、EGFR(ERBB1)、及びERBB4はすべて顆粒膜細胞で特定された受容体であり、卵母細胞で発現される対応するリガンド(それぞれBMP6、TGFA、及びNRG4)がある。これらの相互作用は卵胞の集合体を媒介すると提案されている。GC IIとラベル付けされたサブクラスターは、これらの細胞によっても発現される受容体BMPR2の標的である遺伝子ID3の発現によって強化されている。興味深いことに、BMPR2はすべての早期GC及びGCクラスターによって発現されているが、CG IIサブクラスターはこの標的遺伝子が最も多く濃縮されたサブクラスターであり(図1B)、これらの細胞で受容体BMPR2が活性化されていることを示唆している。GCクラスの最後のサブクラスターであるGC IIIは、CDH2とNOTCH2の両方を発現する細胞で構成されているが、このサブクラスターには、このクラスのサブクラスターで以前に説明された他のどの遺伝子も濃縮されない。要約すると、GCの3つのサブクラスターは、活性シグナル伝達経路の明確な組み合わせによって媒介される、わずかに異なる細胞状態にある卵巣支持細胞を表していると考えられる。 The GC class is marked by the expression of CDH2, in addition to all other granulosa markers described so far, including the NOTCH2/3 receptor (Figure 1B). Subcluster GC I is enriched with the NRG1 gene, BMPR1B gene, and ERBB family receptor genes (Figure 1B). NRG1 has been shown to exhibit different expression in preGC-IIa/IIb and is known to be expressed and secreted by granulosa cells in response to a surge in ovulation. BMPR1B, EGFR (ERBB1), and ERBB4 are all receptors identified in granulosa cells, with corresponding ligands expressed in oocytes (BMP6, TGFA, and NRG4, respectively). These interactions have been proposed to mediate follicular aggregation. The subcluster labeled GC II is enhanced by the expression of gene ID3, a target of the receptor BMPR2, which is also expressed by these cells. Interestingly, while BMPR2 is expressed by all early GC and GC clusters, the CG II subcluster is the subcluster with the highest enrichment of this target gene (Figure 1B), suggesting that the receptor BMPR2 is activated in these cells. The final subcluster of the GC class, GC III, consists of cells expressing both CDH2 and NOTCH2, but this subcluster does not enrich any of the other genes previously described in this class of subclusters. In summary, the three subclusters of GC appear to represent ovarian supporting cells in slightly different cellular states, mediated by distinct combinations of active signaling pathways.
特定された最後の3つのサブクラスター(閉鎖/黄体溶解、リボソーム濃縮、及びミトコンドリア濃縮)は、「その他」というラベルの付いた3番目のクラスに組み込まれた。これらのクラスターでは、GJA1及びCDH2を含むほとんどのマーカーの発現が全体的に低くなっている(図1B)。閉鎖の早期段階にあるGCでは、GJA1及びCDH2の発現レベルが低いことが報告されている。興味深いことに、閉鎖/黄体溶解サブクラスターの細胞は、ヒト乳がん細胞におけるエストロゲン受容体α応答遺伝子であるCGAだけでなく、CYP11A1、CYP19A1、及びHSD17B1などのステロイド産生に関与する遺伝子を発現している。他の2つのクラスターもGCA遺伝子が濃縮され、しかし、各クラスター内で最も多く発現している遺伝子は、ミトコンドリアが濃縮されるサブクラスターの場合はミトコンドリア遺伝子、リボソームが濃縮されサブクラスターの場合はリボソーム遺伝子である。一般的には、scRNA-seq分析におけるミトコンドリア遺伝子及び/またはリボソーム遺伝子の濃縮は細胞の品質低下と関連しており、さらにこれらのクラスターは死にかけている細胞で構成されていることを示唆している。この観察結果が卵巣支持細胞の生物学的結果であるのか、それともサンプルの処理及び取り扱いによる結果なのかは不明であることを強調しておくことが重要である。 The last three identified subclusters (obstructed/luteal, ribosome enriched, and mitochondrial enriched) were incorporated into a third class labeled "Other." In these clusters, the expression of most markers, including GJA1 and CDH2, was generally low (Figure 1B). Low expression levels of GJA1 and CDH2 have been reported in GCs in the early stages of obstruction. Interestingly, cells in the obstructed/luteal subcluster express not only CGA, the estrogen receptor α-response gene in human breast cancer cells, but also genes involved in steroid production, such as CYP11A1, CYP19A1, and HSD17B1. The other two clusters also showed enrichment of GCA genes; however, the most expressed genes within each cluster were mitochondrial genes in the mitochondrial enriched subcluster and ribosomal genes in the ribosome enriched subcluster. Generally, enrichment of mitochondrial and/or ribosomal genes in scRNA-seq analysis is associated with decreased cell quality, and further suggests that these clusters consist of dying cells. It is important to emphasize that it is unclear whether this observation is a biological consequence of ovarian supporting cells or a result of sample processing and handling.
分析した細胞の大部分が顆粒膜細胞(早期GC及びGC)に分類されていることを確認した後、私たちは、私たちのプロトコルによって卵胞形成のさまざまな段階でOSCが生成されたかどうか、または細胞が特定の卵胞段階で過剰に表現されているかどうかを理解しようとした。そのために、私たちは、公開されているヒトの卵胞形成のトランスクリプトームランドスケープを参考にして遺伝子シグネチャスコアを生成し、それをサンプルに適用した。私たちのサンプルでは、一次GC期または二次GC期のいずれも明確に表現されておらず、これらのシグネチャスコアに関連付けられた遺伝子のほとんどは、分析した細胞内に豊富に存在しなかった。対照的に、幽門GCと排卵前GCのシグネチャスコアは、私たちの分析で特定されたクラスター内でより明確に表され、これらのシグネチャを駆動する複数の遺伝子は、複数のクラスターによって強化されているようである(図1C)。 After confirming that the majority of the analyzed cells were classified as granulosa cells (early GC and GC), we sought to understand whether OSCs were generated at various stages of follicular development by our protocol, or whether cells were overexpressed at specific follicular stages. To this end, we generated gene signature scores referencing a publicly available transcriptome landscape of human follicular development and applied them to our samples. In our samples, neither the primary nor secondary GC phase was clearly expressed, and most of the genes associated with these signature scores were not abundant in the analyzed cells. In contrast, the signature scores for pyloric GC and pre-ovulatory GC were more clearly expressed within clusters identified in our analysis, and it appeared that multiple genes driving these signatures were reinforced by multiple clusters (Figure 1C).
分化プロセスから得られる細胞成果の特性評価に続いて、hiPSC由来のOSCの独立したバッチが互いにどの程度再現性と一貫性があるかを調査した。全体的に、分析されたすべてのバッチは、一貫して前述の3つの主要クラス(早期GC、GC、その他)からクラスターを生成し、そのうちの5つはバッチごとのクラスター分布の点で非常に類似していた。これらの結果は、ARTまたは不妊治療の臨床使用のために、再プログラム化されたhiPSCからOSCを生成する一貫した方法論を実証している。 Following the characterization of cellular outcomes obtained from the differentiation process, the degree of reproducibility and consistency between independent batches of hiPSC-derived OSCs was investigated. Overall, all analyzed batches consistently generated clusters from the three major classes mentioned above (early GC, GC, and others), five of which were remarkably similar in terms of batch-by-batch cluster distribution. These results demonstrate a consistent methodology for generating OSCs from reprogrammed hiPSCs for clinical use in ART or infertility treatment.
iii.プロトコルを臨床製造に応用することで、より再現性の高い細胞成果が得られる。
研究製造プロトコルを臨床基準に適合させる戦略の一環として、部品表のリスク評価を実施し、プロトコルの主要コンポーネントを、動物由来成分を含まない試薬、GMP製造コンポーネント、細胞治療グレードの原材料など、より高品質の代替品に置き換えた。研究目的でOSCを生成する際に使用されるすべての原材料の中で、最も複雑な試薬の1つがマトリゲルであり、マトリゲルは、エンゲルブレス・ホルム・スウォームマウス肉腫細胞から抽出され、組織基底膜の複数の細胞外マトリックス成分を含有する。この試薬の性質上、マトリゲルはロット間で大きなばらつきが生じ、最終製品の全体的な再現性に影響を与える可能性がある。hiPSC培養に最も一般的に使用される代替基質は、ヒト組み換えラミニン-521とビトロネクチンである。特にラミニンはマトリゲルの主成分の一つであり、ビトロネクチンは微量に存在する。
iii. Applying the protocol to clinical manufacturing can lead to more reproducible cell results.
As part of a strategy to align research manufacturing protocols with clinical standards, a risk assessment of the bill of materials was conducted, and key components of the protocol were replaced with higher-quality alternatives, such as reagents free of animal-derived components, GMP-manufactured components, and cell therapy-grade raw materials. Among all the raw materials used to generate OSCs for research purposes, one of the most complex reagents is Matrigel, which is extracted from Engelblesse-Holm swarm mouse sarcoma cells and contains multiple extracellular matrix components of the tissue basement membrane. Due to the nature of this reagent, Matrigel exhibits significant lot-to-lot variability, which can affect the overall reproducibility of the final product. The most commonly used alternative substrates for hiPSC culture are human recombinant laminin-521 and vitronectin. Laminin, in particular, is one of the main components of Matrigel, while vitronectin is present in trace amounts.
ヒト組み換えラミニン-521またはビトロネクチンのいずれかに誘導された分化を直接比較することによって進めた。残りの原材料はすべて両方の条件で同じままであった。分化プロセス中の細胞形態の初期評価では、両グループの間に微妙な違いがあることが示された。ラミニン-OSCはより小さな細胞を生成し、それがコンパクトな細胞クラスターに組織化された。対照的に、ビトロネクチン-OSCはより大きな細胞体を呈し、よりまばらな細胞クラスターとして組織化された。FOXL2とCD82の発現もこれら2つのグループ間でわずかに異なっていた。 The differentiation process was conducted by directly comparing differentiation induced by either human recombinant laminin-521 or vitronectin. All other raw materials remained identical under both conditions. Initial assessments of cell morphology during the differentiation process revealed subtle differences between the two groups. Laminin-OSCs produced smaller cells that organized into compact cell clusters. In contrast, vitronectin-OSCs exhibited larger cell bodies and organized as more sparse cell clusters. FOXL2 and CD82 expression also differed slightly between these two groups.
それぞれの条件から生成されたOSCの分子プロファイルをより深く理解し、それらの細胞結果の再現性を理解するために、ラミニン-OSCの2つのバッチとビトロネクチンOSCの2つのバッチでscRNA-seqを実行し、以前のデータセットと比較した(図2)。ラミニン-OSCは主にGCクラスのサブクラスター(GC I、GC II、GC III)全体に分布しており、前回の分析で際立っていたGC3_GC_バッチ_II_2Dバッチで観察された細胞結果に類似した分子プロファイルを持っている。対照的に、ビトロネクチン-OSCは主に早期GC II、早期GC III、及びGC IIIによって表される(図2)。興味深いことに、ビトロネクチン上に分化したOSCでは、リボソーム遺伝子とミトコンドリア遺伝子の両方が濃縮されたクラスター内の細胞の割合も高くなっていた (図2)。全体的に、このデータは、ラミニン-521及びビトロネクチン上で行われた分化によって、前のセクションで特徴付けられたものと同様の細胞運命が生成されたことを示しており、したがって、これらの変更が細胞の機能に影響を与える可能性は低いと考えられる。興味深いことに、これらの結果は、最終的なOSCの運命は3つの転写因子の過剰発現によって調整されるだけでなく、基質として利用されるマトリックスの性質によっても大きく影響される可能性があることを示す(図2)。 To gain a deeper understanding of the molecular profiles of OSCs generated under each condition and to assess the reproducibility of their cellular outcomes, we ran scRNA-seq on two batches of laminin-OSCs and two batches of vitronectin-OSCs and compared them to previous datasets (Figure 2). Laminin-OSCs were distributed primarily across subclusters of GC classes (GC I, GC II, GC III) and possessed a molecular profile similar to the cellular outcomes observed in the GC3_GC_batch_II_2D batch, which stood out in the previous analysis. In contrast, vitronectin-OSCs were primarily represented by early GC II, early GC III, and GC III (Figure 2). Interestingly, OSCs differentiated on vitronectin also showed a higher proportion of cells in clusters enriched with both ribosomal and mitochondrial genes (Figure 2). Overall, these data indicate that differentiation on laminin-521 and vitronectin generated cell fates similar to those characterized in the previous section; therefore, these alterations are unlikely to affect cell function. Interestingly, these results suggest that the final OSC fate is not only regulated by the overexpression of three transcription factors, but may also be significantly influenced by the properties of the matrix utilized as a substrate (Figure 2).
これら2つの条件それぞれで生成された細胞結果に違いが見られたものの、同じ条件での2つの異なる独立したバッチ間ではクラスター分布に大きな違いは見られず(図2)、これは、部品表を変更してより高品質の試薬を含めることで、使用したマトリックスに関係なく、一貫性があり再現性のある細胞結果が得られたことを示している。また、それぞれの独立した分化バッチが異なるオペレーターによって実行され、再現性の証拠が強化されたことを強調することも重要である。 Although differences were observed in the cell results generated under each of these two conditions, there were no significant differences in cluster distribution between the two different independent batches under the same conditions (Figure 2). This indicates that by modifying the bill of materials to include higher-quality reagents, consistent and reproducible cell results were obtained regardless of the matrix used. It is also important to emphasize that each independent differentiation batch was performed by a different operator, which further strengthens the evidence for reproducibility.
iv.ラミニン-521を介した分化は、拡張可能で純粋かつ機能的な卵巣支持細胞集団につながる。
全体的に高品質の部品表への移行が再現性または最終的な細胞結果に悪影響を与えないことを確認した後、2つの条件(ラミニン-521とビトロネクチン)のどちらがより良い臨床結果をもたらし、臨床製造に引き継がれるべきかを調査した。成功した臨床結果の測定として、各条件のスループット、安全性、効力を直接示すいくつかのパラメータを考慮した。スループットについては、条件ごとに分析した各バッチのOSC:hiPSCの比率を比較した。細胞を培養するための初期の細胞数または表面積を変えずに、収穫される生細胞の収量を増やすことができる条件は、よりスケーラブルな代替案の根拠となるであろう。ラミニン-OSCは、94.63±0.01%の生存率で採取され、分化中に14.83±4.48のOSC:hiPSCの比率で増殖した。ビトロネクチン-OSCは、85.25±0.11%の生存率で採取され、分化中に5.86±1.30のOSC:hiPSCの比率で増殖した。
iv. Differentiation mediated by laminin-521 leads to a scalable, pure, and functional population of ovarian supporting cells.
After confirming that the transition to a high-quality bill of materials overall would not negatively impact reproducibility or the final cellular outcome, we investigated which of the two conditions (laminin-521 and vitronectin) yielded better clinical outcomes and should be carried over to clinical manufacturing. As measures of successful clinical outcomes, we considered several parameters that directly indicate throughput, safety, and efficacy for each condition. For throughput, we compared the OSC:hiPSC ratio of each batch analyzed for each condition. Conditions that can increase the yield of viable cells harvested without changing the initial cell number or surface area for culturing cells would justify a more scalable alternative. Laminin-OSCs were harvested with a viability of 94.63 ± 0.01% and proliferated with an OSC:hiPSC ratio of 14.83 ± 4.48 during differentiation. Vitronectin-OSCs were harvested with a viability of 85.25 ± 0.11% and proliferated with an OSC:hiPSC ratio of 5.86 ± 1.30 during differentiation.
hiPSC由来の製品の安全性に関しては、最終的な細胞組成物中に残留hiPSCが存在するかどうかを確認することが不可欠である。さらなる精製ステップを行わずに最終細胞組成物中に大量のhiPSCが残留していることが確認された場合、安全性の懸念から、生殖補助医療または体外受精手順のための製品利用が損なわれることになる。最終分化における残留hiPSCの存在を特定するために、RT-qPCRを利用して、多能性の2つの主要な調節因子であるPOU5F1とNANOGの存在を特定する。アッセイの感度を決定するために、完全に分化したOSCにさまざまな濃度のhiPSC(0%、0.0001%、0.001%、0.01%、0.1%、1%、10%、100%)を加えて濃度曲線を生成した。このアッセイにより、最終製品中のhiPSCを最大0.01%まで特定できることが確認された。次に、異なる分化バッチにおける残留hiPSCの存在を特徴付けた。得られたデータは、最終製品に残留hiPSCが混入していないことを実証した。しかし、注目すべきは、ビトロネクチン-OSCの両方のバッチからscRNA-SeqによってPOU5F1mRNAの存在を確認できたのに対し、ラミニン-OSCのバッチでは検出されなかったことである。いずれの条件でもNANOGの存在は確認されなかった。POU5F1はhiPSCの重要な調節因子及びマーカーであるが、NANOG及びSOX2が存在しない場合、この遺伝子は多能性を維持できない。さらに、POU5F1がヒト卵巣の顆粒膜細胞のサブセットによって発現される可能性があるという証拠がある。 Regarding the safety of hiPSC-derived products, it is essential to confirm whether residual hiPSCs are present in the final cell composition. If a large amount of residual hiPSCs is found in the final cell composition without further purification steps, safety concerns would impair the product's use in assisted reproductive technology or in vitro fertilization procedures. To identify the presence of residual hiPSCs in terminal differentiation, RT-qPCR was used to identify the presence of two major regulators of pluripotency, POU5F1 and NANOG. To determine the sensitivity of the assay, concentration curves were generated by adding various concentrations of hiPSCs (0%, 0.0001%, 0.001%, 0.01%, 0.1%, 1%, 10%, 100%) to fully differentiated OSCs. This assay confirmed that hiPSCs in the final product could be identified down to 0.01%. Next, the presence of residual hiPSCs in different differentiation batches was characterized. The obtained data demonstrated that the final product was free of residual hiPSCs. However, it is noteworthy that while POU5F1 mRNA was detected in both the vitronectin-OSC batches using scRNA-Seq, it was not detected in the laminin-OSC batch. NANOG was not detected under either condition. POU5F1 is an important regulator and marker of hiPSC, but without NANOG and SOX2, this gene cannot maintain pluripotency. Furthermore, there is evidence that POU5F1 may be expressed by a subset of human ovarian granulosa cells.
次に、最終的な細胞組成が機能的であり、ヒト卵母細胞の成熟を促進できるかどうかを調査した。本発明者らは、本明細書で論じたのと同様のアプローチに従って、ラミニン-OSCとビトロネクチン-OSCの両方を未成熟なヒト卵母細胞と独立して共培養し、各グループの卵母細胞の成熟の収量を評価した(例えば、実施例5を参照のこと)。ラミニン-OSCとの共培養では対照群と比較してMII形成が1.50倍(64.91±6.64%)増加したが、ビトロネクチン-OSCとの共培養では対照群と比較してMII形成が1.26倍(54.35±8.10%)増加した。全体的に、MII形成率はラミニン-OSCグループで比較的わずかに高かったものの、どちらのアプローチでも機能的なOSCが生成され、対照条件と比較して卵母細胞の成熟率の向上に成功した。 Next, we investigated whether the final cell composition was functional and could promote human oocyte maturation. Following an approach similar to that discussed herein, we co-cultured both laminin-OSCs and vitronectin-OSCs independently with immature human oocytes and evaluated the oocyte maturation yield of each group (see, for example, Example 5). Co-culture with laminin-OSCs resulted in a 1.50-fold (64.91 ± 6.64%) increase in MII formation compared to the control group, while co-culture with vitronectin-OSCs resulted in a 1.26-fold (54.35 ± 8.10%) increase in MII formation compared to the control group. Overall, although the MII formation rate was slightly higher in the laminin-OSC group, both approaches successfully produced functional OSCs and improved oocyte maturation rates compared to control conditions.
v.機能的な卵巣支持細胞を生成する能力を持つ臨床グレードのhiPSC株の生成
この実施例の先行実験は、研究用途専用(RUO)に指定され、臨床グレードではない細胞株であるhiPSC株GC3を使用して実行された。次に、商業グレードの材料用に、同種異系女性ドナーから臨床グレードのhiPSC株を生成することを目指した。初期の前臨床研究及び効力試験の基礎となった元のRUO hiPSC株と臨床グレードのhiPSC株の結果の矛盾を最小限に抑えるために、RUO hiPSC株と同じ製造戦略を臨床グレードのhiPSC株の生成に適用し、最終的に同じ戦略を利用できることを実証した。
v. Generation of a clinical-grade hiPSC strain capable of producing functional ovarian supporting cells The prior experiments for this example were performed using hiPSC strain GC3, a cell line designated for research use only (RUO) and not clinical-grade. Next, the goal was to generate a clinical-grade hiPSC strain from allogeneic female donors for commercial-grade material. To minimize discrepancies between the results of the original RUO hiPSC strain, which formed the basis of the initial preclinical studies and efficacy trials, and the clinical-grade hiPSC strain, the same manufacturing strategy as the RUO hiPSC strain was applied to the generation of the clinical-grade hiPSC strain, ultimately demonstrating that the same strategy could be utilized.
臨床グレードのhiPSC株は、OSCへの分化を促進する3つの転写因子(NR5A1、RUNX2、GATA4)の誘導バージョンを保持するように操作された。個々のクローンは、プールされた人工集団の限界希釈によって生成され、種子バンクに拡大された。正常に増殖したクローンはすべて、3つの転写因子の統合を確認するために、遺伝子型決定PCRによる初期スクリーニングにかけられた(図3A)。すべての転写因子を含む9つのシードクローンが選択され、それらの正体、効力、安全性の評価を含む、より徹底的なスクリーニングプロセスが進められた。そのために、各クローンを個別にOSCに分化させ(図3B)、スクリーニングの目的と最有力候補の特定のために複数の特徴を記録した。クローンの同一性を具体的に評価するために、分化の5日後にOSCマーカー、FOXL2及びCD82の発現を検証し、クローン間での発現レベルの違いにもかかわらず、すべてのクローンが両方のマーカーに対して陽性であり、OSCの全体的な生成が成功したことを示唆していることを確認した(図3C)。さらに、すべてのクローンにおけるOCT4(hiPSCマーカー)のレベルが非常に低いかゼロであることを確認し、効率的で純粋なOSCの結果を確認した。 Clinical-grade hiPSC strains were engineered to retain inducible versions of three transcription factors (NR5A1, RUNX2, GATA4) that promote differentiation into OSCs. Individual clones were generated by limiting dilution of a pooled artificial population and expanded into a seed bank. All clones that grew successfully underwent initial screening by genotyping PCR to confirm the integration of the three transcription factors (Figure 3A). Nine seed clones containing all transcription factors were selected, and a more thorough screening process was carried out, including evaluation of their identity, potency, and safety. For this purpose, each clone was differentiated individually into OSCs (Figure 3B), and several characteristics were recorded for the purpose of screening and to identify the most promising candidates. To specifically assess clone identity, the expression of OSC markers, FOXL2 and CD82, was examined 5 days after differentiation, and it was confirmed that all clones were positive for both markers, despite differences in expression levels between clones, suggesting that overall OSC generation was successful (Figure 3C). Furthermore, we confirmed that the levels of OCT4 (hiPSC marker) in all clones were very low or zero, confirming efficient and pure OSC results.
個々のクローンの機能的な読み出しとして、細胞を5日間分化させ、卵胞刺激ホルモン(FSHまたはF)、アンドロステンジオン(A4またはA)、または両方のホルモンの組み合わせ(F+A)に48時間さらした。機能的なOSCはFSHに反応してエストラジオール(E2)を生成し、A4はOSCによって基質として使用され、反応を完了する。個々のクローンはFSHA+A4による処理に対して異なる反応を示し、より反応性の高いクローンの方が、未成熟なヒト卵母細胞を成熟させる際に優れたパフォーマンスを発揮する可能性が高いことがわかっている(図3D)。前述の属性に加えて、OSC:hiPSC比と採取時の生存率に基づいて、クローンGTO-101を含む3つのクローンを最有力候補として特定した(図3E)。この決定は主に、FOXL2及びCD82の発現レベル、及びエストラジオール産生に関するFSH及びA4に対するクローンの応答性に基づいて行われた。クローン3-E3(GTO-103)ではE2のレベルが低いことが観察されたが、このサンプルはアイデンティティマーカー(FOXL2及びCD82)のレベルが高いため、未成熟卵母細胞を使用したIVMアッセイによるさらなる分析のために選択された(図3E)。GTO-101クローンでは他のクローンに比べて卵母細胞の成熟率(MII形成)が高いことが観察された。したがって、クローンGTO-101は、分化時に高レベルのOSCマーカーを提示するだけでなく、OSC生成と卵母細胞の成熟においても高いパフォーマンスを示した。 As a functional readout of individual clones, cells were differentiated for 5 days and exposed to follicle-stimulating hormone (FSH or F), androstenedione (A4 or A), or a combination of both hormones (F + A) for 48 hours. Functional OSCs respond to FSH to produce estradiol (E2), and A4 is used as a substrate by the OSC to complete the reaction. Individual clones showed different responses to treatment with FSH + A4, and it was found that more responsive clones were more likely to perform better in maturing immature human oocytes (Figure 3D). In addition to the aforementioned attributes, three clones, including clone GTO-101, were identified as the most promising candidates based on the OSC:hiPSC ratio and viability at harvesting (Figure 3E). This decision was based primarily on the expression levels of FOXL2 and CD82, and the responsiveness of the clones to FSH and A4 regarding estradiol production. In clone 3-E3 (GTO-103), a low level of E2 was observed; however, this sample was selected for further analysis using an IVM assay with immature oocytes due to its high levels of identity markers (FOXL2 and CD82) (Figure 3E). The GTO-101 clone showed a higher oocyte maturation rate (MII formation) compared to the other clones. Therefore, clone GTO-101 not only presented high levels of OSC markers during differentiation but also demonstrated high performance in OSC generation and oocyte maturation.
vi.機能的な卵巣支持細胞を生成する能力を持つ臨床グレードのhiPSC株の生成
臨床応用に向けてクローンGTO-101をさらに特徴付けるために、hiPSCマーカーの存在を評価及び確認し、細胞の同一性と正常な核型を確認した(図4A)。次に、臨床製造への移行に最も適していると以前に特定されたプロトコルを活用して、分化したGTO-101の2つの独立したバッチを生成した。具体的には、GTO-101 hiPSCを最高級の原料でラミニン-521でコーティングした皿に分化させた。予想通り、分化後の細胞形態は、細胞体内に顆粒を持つ小さな細胞が、尖った縁を持つクラスターに密集しているのが特徴であった。また、採取時の生存率は平均96.90±0.00%と高いままであり、OSC:hiPSCの比率は、ラミニン-521(14.83±4.48)を超えて分化させたときにRUO hiPSC株で達成された比率と同様であり、平均11.41±2.19であることも確認した。OSCの同一性はマーカーFOXL2及びCD82の発現によって確認され、分化プロトコルを実行した後、hiPSCマーカーPOU5F1及びNANOGは検出されなかったため、細胞の同一性が確認され、さらに残留hiPSCによる汚染がないことが示された(図4B)。
vi. Generation of clinical-grade hiPSC strains capable of producing functional ovarian supporting cells To further characterize clone GTO-101 for clinical application, the presence of hiPSC markers was evaluated and confirmed, and cell identity and normal karyotype were verified (Figure 4A). Next, two independent batches of differentiated GTO-101 were generated using a protocol previously identified as most suitable for transition to clinical manufacturing. Specifically, GTO-101 hiPSCs were differentiated into laminin-521 coated dishes using the highest quality raw materials. As expected, the differentiated cell morphology was characterized by small cells with granules within the cell body, densely clustered in pointed-edge clusters. Furthermore, the survival rate at the time of collection remained high at an average of 96.90 ± 0.00%, and the OSC:hiPSC ratio was confirmed to be similar to that achieved in the RUO hiPSC strain when differentiated beyond laminin-521 (14.83 ± 4.48), averaging 11.41 ± 2.19. OSC identity was confirmed by the expression of markers FOXL2 and CD82, and since the hiPSC markers POU5F1 and NANOG were not detected after performing the differentiation protocol, cell identity was confirmed, and it was further shown that there was no contamination by residual hiPSCs (Figure 4B).
分化したOSCの転写シグネチャをさらに特徴付け、独立したロット間の再現性を評価するために、分化したGTO-101の2つのバッチのscRNA-seqを実行した(図4B)。驚くべきことに、分析した以前のサンプルと比較すると、2つのバッチはクラスター分布の点でほぼ同じであり、これらは主にGCクラスのクラスター、特にサブクラスターGC IとGC IIIで構成されていた。興味深いことに、GTO-101由来のOSCのトランスクリプトームプロファイルは、最初に生成されたRUO hiPSC株のバッチ(GC3_GC_バッチ_II_2D)、及び前のセクションで説明した原料の最適化後に生成された2つのラミニン-OSCのバッチに類似していた。これらの結果は、GTO-101由来のOSCが機能的成果の成功をもたらすことを強く示唆している。したがって、この観察結果は、独立した細胞バッチ、独立した遺伝的背景(RUO及び臨床グレードのhiPSC株)間、及び異なるオペレーターによって実行された場合でも、hiPSCからOSCへの再プログラム化が成功することの再現性をさらに実証している。これらのデータは総合的に、これらの細胞と、ART及びIVF用途におけるhiPSC分化のこの方法論の有望な臨床的有用性を実証している。 To further characterize the transcriptional signatures of differentiated OSCs and assess reproducibility between independent lots, scRNA-seq was performed on two batches of differentiated GTO-101 (Figure 4B). Surprisingly, the two batches were nearly identical in terms of cluster distribution compared to previously analyzed samples, and these consisted mainly of GC class clusters, particularly subclusters GC I and GC III. Interestingly, the transcriptome profiles of GTO-101-derived OSCs were similar to the first batch of RUO hiPSC strain produced (GC3_GC_batch_II_2D) and the two batches of laminin-OSCs produced after the raw material optimization described in the previous section. These results strongly suggest that GTO-101-derived OSCs lead to successful functional outcomes. Therefore, these observations further demonstrate the reproducibility of successful reprogramming from hiPSCs to OSCs, even when performed across independent cell batches, independent genetic backgrounds (RUO and clinical-grade hiPSC lines), and by different operators. These data collectively demonstrate the promising clinical utility of these cells and this methodology for hiPSC differentiation in ART and IVF applications.
実施例2.iPSCから卵巣支持細胞を産生する方法
この例では、1つ以上の種類の卵巣支持細胞へのiPSC分化(例えば、再プログラム化グまたはエンジニアリング)がどのように実現されるかを示す。この例は、本開示の非限定的な実施形態であり、iPSC前駆体からOSCを製造するための潜在的なプロトコルを説明することを意図していることは理解されるはずである。
Example 2. Method for Producing Ovarian Supporting Cells from iPSCs This example demonstrates how iPSC differentiation (e.g., reprogramming or engineering) into one or more types of ovarian supporting cells can be achieved. It should be understood that this example is a non-limiting embodiment of the present disclosure and is intended to illustrate a potential protocol for producing OSCs from iPSC precursors.
以前に凍結保存された原液からの、またはドナー対象から新鮮に採取されたiPSC(例えば、hiPSC)は、細胞培地(例えば、体外成熟(IVM)細胞培地)及びラミニンを含むマトリックスなどのマトリックスを含む適切な培養皿で体外で培養される。未分化hiPSCは、トランスポザーゼ発現プラスミド(例えば、piggyBacトランスポザーゼ法)を使用して再プログラム化され、特定の誘導性転写因子(例えば、FOXL2、NR5A1、RUNX2、及び/またはGATA4)を運ぶ。トランスポザーゼ発現プラスミドhiPSCに電気穿孔した。培地にドキシサイクリンを塗布すると転写因子が誘導された。ROCK阻害剤(例えば、Y-27642)及びGSK3阻害剤(例えば、CHIR099021)などのWnt/β-カテニン経路活性化因子も培地に加えられ、中胚葉細胞の運命のために細胞環境を準備した。 iPSCs (e.g., hiPSCs) from previously cryopreserved stock cells or freshly harvested from donor subjects are cultured in vitro in appropriate culture dishes containing cell medium (e.g., in vitro maturation (IVM) cell medium) and a matrix such as a laminin-containing matrix. Undifferentiated hiPSCs are reprogrammed using transposase expression plasmids (e.g., piggyBac transposase method) to carry specific inducible transcription factors (e.g., FOXL2, NR5A1, RUNX2, and/or GATA4). Electroporation of the transposase expression plasmid hiPSCs was performed. Transcription factors were induced upon coating the medium with doxycycline. Wnt/β-catenin pathway activators, such as ROCK inhibitors (e.g., Y-27642) and GSK3 inhibitors (e.g., CHIR099021), were also added to the medium to prepare the cellular environment for the fate of mesodermal cells.
細胞は、約5日間(例えば、約2日間、約3日間、約4日間、約5日間、約6日間、約7日間)誘導される。再プログラム化の過程で、1つ以上の種類のOSCに対応する遺伝子またはバイオマーカーの発現が評価される。RT-PCR及びフローサイトメトリーによって評価されたmRNA及びタンパク質の発現レベルにより、未分化hiPSCの集団と比較して、細胞集団の一部がFOXL2及びAMHR2を発現し、細胞の別の一部がNR2F2を発現していることが確認され、これにより、hiPSCが顆粒膜細胞と卵巣間質細胞の混合集団に分化したことが確認された。さらに、得られたOSCは、アンドロステンジオン及びFSHまたはフォルスコリンによる刺激を受けて、エストラジオールまたはプロゲステロンなどのステロイドを産生する。ステロイドの産生は、細胞培地中に分泌されたステロイドのレベルを、1つ以上のステロイドを検出する抗体を使用して測定し、陰性対照として未分化hiPSCを持つサンプルの培地と比較するELISAによって確認される。 The cells are induced for approximately 5 days (e.g., approximately 2, 3, 4, 5, 6, and 7 days). During the reprogramming process, the expression of genes or biomarkers corresponding to one or more types of OSCs is evaluated. mRNA and protein expression levels, assessed by RT-PCR and flow cytometry, confirmed that, compared to the undifferentiated hiPSC population, a portion of the cell population expressed FOXL2 and AMHR2, while another portion expressed NR2F2, thus confirming that the hiPSCs differentiated into a mixed population of granulosa cells and ovarian stromal cells. Furthermore, the resulting OSCs, stimulated by androstenedione and FSH or forskolin, produce steroids such as estradiol or progesterone. Steroid production is confirmed by ELISA, which measures the level of steroids secreted into the cell medium using antibodies that detect one or more steroids and compares it to the medium of a sample containing undifferentiated hiPSCs as a negative control.
さらに、得られたOSCの細胞アイデンティティと相対的な純度はRT-PCRによって確認され、陽性対照である未分化hiPSCで検出された発現レベルと比較して、多能性の1つ以上のマーカー(例えば、POU5F1、NANOG、SOX2、及び/またはOCT4)の有意な検出は検出されなかった。多能性マーカーの検出された発現レベルがhiPSCの発現レベルの約5%未満(例えば、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満、または0.10%未満)である場合、得られたOSC集団が純粋であり、hiPSCが正常に分化され、OSCに再プログラム化されたことが確認される。これらのOSCは、本明細書に記載の方法またはアプリケーションのいずれかなどのIVM方法またはARTアプリケーションで使用するために、さらにクローン拡大及び/または原液として凍結保存され得る。 Furthermore, the cellular identity and relative purity of the obtained OSCs were confirmed by RT-PCR, and no significant detection of one or more pluripotency markers (e.g., POU5F1, NANOG, SOX2, and/or OCT4) was detected compared to the expression levels detected in undifferentiated hiPSCs, which served as a positive control. When the detected expression levels of pluripotency markers were less than approximately 5% of the expression levels of hiPSCs (e.g., <5%, <4%, <3%, <2%, <1%, or <0.10%), it was confirmed that the obtained OSC population was pure and that the hiPSCs had successfully differentiated and been reprogrammed into OSCs. These OSCs may be further clonally expanded and/or cryopreserved as stock solutions for use in IVM methods or ART applications, such as any of the methods or applications described herein.
実施例3.卵胞刺激による卵母細胞の卵巣からの放出及び卵母細胞の体外成熟の方法
この例は、卵巣予備能が低い対象に対して最小限の卵胞刺激を行い、その後卵母細胞を採取して体外成熟させる方法を実証している。
Example 3. Method for the release of oocytes from the ovary by follicular stimulation and in vitro maturation of oocytes This example demonstrates a method for performing minimal follicular stimulation on subjects with low ovarian reserve, followed by the collection of oocytes and in vitro maturation.
i.卵母細胞の卵巣放出のための卵胞刺激
30歳の女性対象は、血液検査を受け、それにより6ng/mL以下(例えば、1ng/mL、2ng/mL、3ng/mL、4ng/mL、5ng/mL、または6ng/mL)の抗ミュラー管ホルモン(AMH)レベルであることが検出される。したがって、対象は卵巣予備能が低いと判定される。さらなる血液検査の結果、対象のエストラジオールレベルが20~50pg/mL(例えば、20~30pg/mL、25~35pg/mL、30~40pg/mL、35~45pg/mL、または40~50pg/mL、例えば、20pg/mL、21pg/mL、22pg/mL、23pg/mL、24pg/mL、25pg/mL、30pg/mL、35pg/mL、40pg/mLmL、45pg/mL、または50pg/mL)であることが明らかになり、卵巣予備能が低いという判定が再確認される。
i. Follicular stimulation for ovarian release of oocytes: A 30-year-old woman undergoes a blood test, which detects an anti-Müllerian hormone (AMH) level of 6 ng/mL or less (e.g., 1 ng/mL, 2 ng/mL, 3 ng/mL, 4 ng/mL, 5 ng/mL, or 6 ng/mL). Therefore, the subject is determined to have low ovarian reserve. Further blood tests revealed that the target estradiol level was between 20 and 50 pg/mL (for example, 20-30 pg/mL, 25-35 pg/mL, 30-40 pg/mL, 35-45 pg/mL, or 40-50 pg/mL, e.g., 20 pg/mL, 21 pg/mL, 22 pg/mL, 23 pg/mL, 24 pg/mL, 25 pg/mL, 30 pg/mL, 35 pg/mL, 40 pg/mL, 45 pg/mL, or 50 pg/mL), reaffirming the diagnosis of low ovarian reserve.
卵胞成熟及び卵母細胞放出を刺激するために、対象に誘発剤(例えば、クエン酸クロミフェン50mg)を投与する。対象はホルモン避妊薬を服用しているため、誘発剤の投与を、最後の避妊薬の服用後から5±1日目(例えば、4日目、5日目、または6日目)またはそのあたりに開始し、1~4日間毎日(例えば、1日、2日、3日、または4日間)継続する。対象の卵胞サイズを、平均卵胞サイズが約8~10mm(例えば、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、またはそれ以上)に達するまで超音波検査によって監視し、その後、卵母細胞(または卵母細胞を含む細胞群、例えばCOC)を吸引による方法によって対象から採取する。例えば、卵母細胞採取は、プローブに針ガイドを付けて経膣超音波を利用し、卵胞内容物を吸引して排出し得る。卵母細胞を含有する卵胞内容物(例えば、卵胞吸引物)をHEPES培地(G-MOPS Plus,VITROLIFE(登録商標))で洗浄した後、70ミクロンのセルストレーナー(FALCON(登録商標),Corning)で濾過し、解剖顕微鏡上で検査する。卵母細胞(または卵母細胞を含有する細胞グループ、例えば、COC)を、細胞培養培地(例えば、IVM培地、IVF培地、またはLAG培地)を含有する培養皿に移し、約1~3時間(例えば、1時間、2時間、または3時間)培養した後、共培養のために顆粒膜細胞を導入する。 To stimulate follicular maturation and oocyte release, the subject is administered an induction agent (e.g., clomiphene citrate 50 mg). Since the subject is taking hormonal contraceptives, administration of the induction agent is started around 5 ± 1 days (e.g., day 4, day 5, or day 6) after the last dose of contraceptives, and continued daily for 1 to 4 days (e.g., day 1, day 2, day 3, or day 4). The subject's follicular size is monitored by ultrasound until the average follicular size reaches approximately 8–10 mm (e.g., 7.5 mm, 8 mm, 8.5 mm, 9 mm, 9.5 mm, 10 mm, 10.5 mm, or larger), after which oocytes (or cell groups containing oocytes, e.g., COCs) are collected from the subject by aspiration. For example, oocyte collection can be performed using transvaginal ultrasound with a needle guide on the probe, by aspirating and removing the follicular contents. The follicular contents containing oocytes (e.g., follicular aspirate) are washed with HEPES medium (G-MOPS Plus, VITROLIFE®), filtered through a 70-micron cell strainer (FALCON®, Corning), and examined under a dissecting microscope. The oocytes (or cell groups containing oocytes, e.g., COC) are transferred to a culture dish containing cell culture medium (e.g., IVM medium, IVF medium, or LAG medium) and cultured for approximately 1-3 hours (e.g., 1, 2, or 3 hours), after which granulosa cells are introduced for co-culture.
ii.卵母細胞の体外成熟
存在する場合、培養したCOCを、本明細書で卵母細胞の裸化と呼ぶプロセスにおいて、その卵丘細胞(及び任意の他の非卵母細胞)から分離することができる。卵母細胞の裸化を、IVMウェル内のCOCに対して、ピペット操作により細胞を機械的に解離させ、卵丘細胞及び/または顆粒膜細胞を除去することにより行う。さらに卵母細胞の裸化を、酵素による解離(例えば、ヒアルロニダーゼ処理)によって行ってもよい。COCをストリッパーチップでストリッピングし、IVM培地またはMOPS plus培地で洗浄して、イメージングのために卵母細胞を洗浄し、必要に応じてヒアルロニダーゼを不活性化することができる。ストリッパーチップは、細かい洗浄のための200ミクロン及び/または400ミクロンのものを含む。
ii. In vitro maturation of oocytes If present, cultured COCs can be separated from their cumulus cells (and any other non-oocytes) in a process referred herein as oocyte denucleation. Oocyte denucleation is performed by mechanically dissociating the cells from the COCs in the IVM well using a pipette, thereby removing the cumulus cells and/or granulosa cells. Further oocyte denucleation may be performed by enzymatic dissociation (e.g., hyaluronidase treatment). The COCs can be stripped with a stripper tip and washed in IVM medium or MOPS plus medium to wash the oocytes for imaging, and hyaluronidase can be inactivated as needed. Stripper tips include 200 micron and/or 400 micron for fine washing.
次に、卵核胞期(GV)及び中期I期(MI)の卵母細胞を、約50,000~100,000個の顆粒膜細胞(例えば、50,000~60,000個の細胞、60,000~70,000個の細胞、70,000~80,000個の細胞、80,000~90,000個の細胞、または90,000~100,000個の細胞、例えば、50,000個の細胞、55,000個の細胞、60,000個の細胞、65,000個の細胞、70,000個の細胞、75,000個の細胞、80,000個の細胞、85,000個の細胞、90,000個の細胞、95,000個の細胞、または100,000個の細胞)(例えば、本明細書に記載する特定の顆粒膜細胞、hiPSC由来の顆粒膜細胞、またはステロイド産生顆粒膜細胞)と共培養する。中期II期(MII)卵母細胞(例えば、囲卵腔内に極体を有する卵母細胞)を、保存のために適切に凍結することができる。卵母細胞と顆粒膜細胞との共培養を、約12~120時間(例えば、12~24時間、12~36時間、24~48時間、36~60時間、54~72時間、68~96時間、96~120時間、例えば、12時間、14時間、16時間、18時間、20時間、22時間、24時間、26時間、28時間、30時間、32時間、34時間、36時間、38時間、40時間、42時間、44時間、46時間、48時間、50時間、52時間、54時間、56時間、58時間、60時間、62時間、64時間、66時間、68時間、70時間、72時間、74時間、76時間、78時間、80時間、82時間、84時間、86時間、88時間、90時間、92時間、94時間、96時間、98時間、100時間、102時間、104時間、106時間、108時間、110時間、112時間、114時間、116時間、118時間、または120時間)行う。 Next, the oocytes in the vesicular stage (GV) and metaphase I (MI) are divided into approximately 50,000 to 100,000 granulosa cells (for example, 50,000 to 60,000 cells, 60,000 to 70,000 cells, 70,000 to 80,000 cells, 80,000 to 90,000 cells, or 90,000 to 100,000 cells, for example, 50,000 cells, 55,000 cells). Co-culture with 0, 60,000, 65,000, 70,000, 75,000, 80,000, 85,000, 90,000, 95,000, or 100,000 cells (for example, specific granulosa cells described herein, hiPSC-derived granulosa cells, or steroid-producing granulosa cells). Metaphase II (MII) oocytes (for example, oocytes with polar bodies in the periuterine coel) can be appropriately frozen for storage. Co-culture of oocytes and granulosa cells for approximately 12 to 120 hours (for example, 12 to 24 hours, 12 to 36 hours, 24 to 48 hours, 36 to 60 hours, 54 to 72 hours, 68 to 96 hours, 96 to 120 hours, for example, 12 hours, 14 hours, 16 hours, 18 hours, 20 hours, 22 hours, 24 hours, 26 hours, 28 hours, 30 hours, 32 hours, 34 hours, 36 hours, 38 hours, 40 hours, 42 hours, 44 hours, 46 hours, 48 hours, 50 hours, Perform the following durations: 52 hours, 54 hours, 56 hours, 58 hours, 60 hours, 62 hours, 64 hours, 66 hours, 68 hours, 70 hours, 72 hours, 74 hours, 76 hours, 78 hours, 80 hours, 82 hours, 84 hours, 86 hours, 88 hours, 90 hours, 92 hours, 94 hours, 96 hours, 98 hours, 100 hours, 102 hours, 104 hours, 106 hours, 108 hours, 110 hours, 112 hours, 114 hours, 116 hours, 118 hours, or 120 hours.
共培養に続いて、任意の1個以上の卵母細胞を、生殖補助医療(ART)処置に使用する。例えば、卵母細胞は、顕微授精(ICSI)に利用され得る。 Following co-culture, one or more oocytes are used for assisted reproductive technology (ART) procedures. For example, oocytes can be used for intracytoplasmic sperm injection (ICSI).
実施例4.卵胞誘発剤の投与
この例は、対象への誘発剤の投与を実証している。
Example 4. Administration of follicle-inducing agents This example demonstrates the administration of follicle-inducing agents to the subjects.
30歳の女性対象は、血液検査を受け、それにより20~50pg/mL(例えば、20~30pg/mL、25~35pg/mL、30~40pg/mL、35~45pg/mL、または40~50pg/mL、例えば、20pg/mL、21pg/mL、22pg/mL、23pg/mL、24pg/mL、25pg/mL、30pg/mL、35pg/mL、40pg/mL、45pg/mL、または50pg/mL)のエストラジオールレベルであることが検出される。対象に、1~4日間(例えば、1日、2日、3日、または4日間)(ただし5日間以下)にわたって誘発剤を複数回注射する。対象は、1つまたは複数の誘発剤の注射を5回受けるように、複数の日にわたって複数回の注射を受けてもよい。例えば、対象は、注射毎に300IU~700IU(例えば、300~500IU、400~600IU、500~700IU、300~350IU、350~400IU、400-450IU、450~500IU、500~550IU、550~600IU、600~650IU、650~700IU、例えば、300IU、325IU、350IU、375IU、400IU、425IU、450IU、475IU、500IU、525IU、550IU、575IU、600IU、625IU、650IU、675IU、または700IU)のrFSHを使用する3日間の刺激(1日あたり1回以上の注射)を受ける。他の例では、対象は、200~700μgまたは2,500~10,000IU(例えば、200~500μg、300~600μg、400~700μg、200~300μg、300~400μg、400~500μg、500~600μg、または600~700μg)のhCGを誘発剤として使用する注射を受ける。さらに別の例では、対象は、1回あたり50~150mg(例えば、50~75mg、60~80mg、75~100mg、90~115mg、110~130mg、125~150mg、例えば、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg、110mg、120mg、130mg、140mg、150mg)のクエン酸クロミフェンを1回以上(例えば、1、2、3、4、または5回)投与される。 A 30-year-old woman undergoes a blood test that detects an estradiol level of 20–50 pg/mL (e.g., 20–30 pg/mL, 25–35 pg/mL, 30–40 pg/mL, 35–45 pg/mL, or 40–50 pg/mL, e.g., 20 pg/mL, 21 pg/mL, 22 pg/mL, 23 pg/mL, 24 pg/mL, 25 pg/mL, 30 pg/mL, 35 pg/mL, 40 pg/mL, 45 pg/mL, or 50 pg/mL). The subject receives multiple injections of an induction agent over 1–4 days (e.g., day 1, day 2, day 3, or day 4) (but no more than 5 days). The subject may receive multiple injections over several days, such as five injections of one or more induction agents. For example, the target dose is 300 IU to 700 IU per injection (for example, 300-500 IU, 400-600 IU, 500-700 IU, 300-350 IU, 350-400 IU, 400-450 IU, 450-500 IU, 500-550 IU, 550-600 IU, 600-650 IU, 650-700 IU, for example). , receive a 3-day stimulation (at least one injection per day) using rFSH in doses of 300 IU, 325 IU, 350 IU, 375 IU, 400 IU, 425 IU, 450 IU, 475 IU, 500 IU, 525 IU, 550 IU, 575 IU, 600 IU, 625 IU, 650 IU, 675 IU, or 700 IU. In other cases, subjects receive injections using 200–700 μg or 2,500–10,000 IU (e.g., 200–500 μg, 300–600 μg, 400–700 μg, 200–300 μg, 300–400 μg, 400–500 μg, 500–600 μg, or 600–700 μg) of hCG as an inducer. In yet another example, the subject receives one or more doses (e.g., 1, 2, 3, 4, or 5 times) of clomiphene citrate in doses of 50–150 mg (e.g., 50–75 mg, 60–80 mg, 75–100 mg, 90–115 mg, 110–130 mg, 125–150 mg, e.g., 50 mg, 60 mg, 70 mg, 80 mg, 90 mg, 100 mg, 110 mg, 120 mg, 130 mg, 140 mg, 150 mg).
実施例5.実施例6~8の材料及び方法
本発明者らは、生体外で動的な卵巣機能を再現する能力を有するヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)から生成されたヒト卵巣支持細胞(OSC)を開発した。ここで、本発明者らは、IVMに適用される共培養系として、簡易ゴナドトロピン刺激サイクルから採取されるそのようなOSCのヒト卵成熟を向上させる可能性について研究している。本発明者らは、OSC-IVMが、利用可能なIVM系と比較して、成熟率を有意に改善することを明らかにする。最も重要なことに、OSCによって支援されるIVM卵母細胞が、その臨床有用性の重要なマーカーである頑強な正倍数性胚盤胞の形成が可能であることを本発明者らは明らかにする。総合すると、これらの所見は、現代のIVFの実施に広く適用可能であるIVMへの新規のアプローチを示している。
Example 5. Materials and Methods of Examples 6-8 The inventors have developed human ovarian supporting cells (OSCs) generated from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) that have the ability to reproduce dynamic ovarian function in vitro. Here, the inventors are studying the potential of such OSCs, collected from a simple gonadotropin-stimulated cycle, to improve human oocyte maturation as a co-culture system applicable to IVM. The inventors demonstrate that OSC-IVM significantly improves maturation rates compared to available IVM systems. Most importantly, the inventors demonstrate that OSC-supported IVM oocytes are capable of forming robust euploid blastocysts, which is an important marker of their clinical utility. Taken together, these findings represent a novel approach to IVM that is widely applicable to the implementation of modern IVF.
具体的には、ヒト卵母細胞の体外成熟(IVM)を、ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)に由来する卵巣支持細胞(OSC)との共培養によって向上させられるかどうかを決定するために、卵母細胞ドナーを募集採用して、hCG誘発剤ありとhCG誘発剤なしで、簡易ゴナドトロピン刺激を受けてもらい、卵丘卵母細胞複合体(COC)を、OSC-IVM条件と培地単独のIVM対照とに割り当てた。 Specifically, to determine whether in vitro maturation (IVM) of human oocytes can be improved by co-culturing ovarian supporting cells (OSCs) derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), oocyte donors were recruited and subjected to simplified gonadotropin stimulation with and without hCG induction agents. The cumulus-oocyte complex (COC) was then assigned to either OSC-IVM conditions or an IVM control using only the culture medium.
インフォームドコンセントの下、1ng/mLを超える抗ミュラー管ホルモン(AMH)値を選択基準として、19~37歳の卵母細胞ドナーを、提供のために募集採用した。OSC-IVM培養条件の構成は、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、組換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、アンドロステンジオン、及びドキシサイクリンを含む浮遊培養物中100,000個のOSCであった。IVM対照は、OSCがなく、同じ補足物またはFSH及びhCGのみを含有した。 Under informed consent, oocyte donors aged 19–37 years were recruited and selected for donation, using anti-Müllerian hormone (AMH) levels exceeding 1 ng/mL as the selection criterion. The OSC-IVM culture conditions consisted of 100,000 OSCs in a suspension culture containing human chorionic gonadotropin (hCG), recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH), androstenedione, and doxycycline. The IVM control lacked OSCs and contained either the same supplements or only FSH and hCG.
主要評価項目の構成は、中期II(MII)形成率及び形態学的質の評価であった。卵母細胞の限られたコホートをさらに、PGT-A分析を用いた受精及び胚盤胞形成に使用した。OSC-IVMは、培地単独の対照と比較して、MII形成率の統計学的に有意な向上をもたらした。OSC-IVMは、市販のIVM対照と比較して、MII形成率の統計学的に有意な向上をもたらした。OSC-IVMと対照との間で、卵母細胞の形態学的質に有意差はなかった。OSC-IVMは、市販のIVM対照と比較して、成熟、受精、卵割、胚盤胞形成、質の高い胚盤胞形成、及び正倍数性胚盤胞形成を向上させた。 The primary endpoints were mid-stage II (MII) formation rate and morphological quality. A limited cohort of oocytes was further used for fertilization and blastocyst formation using PGT-A analysis. OSC-IVM demonstrated a statistically significant improvement in MII formation rate compared to the medium-alone control. OSC-IVM also demonstrated a statistically significant improvement in MII formation rate compared to the commercially available IVM control. There was no significant difference in oocyte morphological quality between OSC-IVM and the control. OSC-IVM improved maturation, fertilization, cleavage, blastocyst formation, high-quality blastocyst formation, and euploid blastocyst formation compared to the commercially available IVM control.
結論として、新規OSC-IVMプラットフォームは、簡易ゴナドトロピン刺激サイクルから得られるヒト卵母細胞の成熟のための効果的なツールであり、胚盤胞形成の向上をもたらす。OSC-IVMは、hCGで誘発される簡略化IVF及び誘発のない通常のIVMサイクルを含む様々な刺激レジメンに幅広い有用性を示し、現代の不妊治療にとって非常に有用なツールとなる。 In conclusion, the novel OSC-IVM platform is an effective tool for the maturation of human oocytes obtained from simplified gonadotropin-stimulated cycles, leading to improved blastocyst formation. OSC-IVM demonstrates broad applicability to various stimulation regimens, including simplified IVF induced with hCG and conventional IVM cycles without induction, making it a highly useful tool for modern infertility treatment.
i.卵丘卵母細胞複合体(COC)の採取
対象の年齢、IRB、及びインフォームドコンセント
Ruberクリニック(マドリード、スペイン)、Spring Fertilityクリニック(ニューヨーク、USA)、及びPranorクリニック(リマ、ペルー)を通じて、インフォームドコンセント(それぞれCNRHA 47/428973.9/22,IRB番号20225832,Western IRB及びプロトコル番号GC-MSP-01)の下、対象を研究に登録した。対象の年齢は、19歳~37歳の範囲であった。Ruberクリニック及びPranorクリニックから採取した卵母細胞を、成熟分析の評価項目のみに使用し、Spring Fertityから採取した卵母細胞を、胚形成の評価項目に使用した。
i. Collection of Cumulus Oculum Oocyte Complex (COC) Participant Age, IRB, and Informed Consent Participants were enrolled in the study under informed consent (CNRHA 47/428973.9/22, IRB number 20225832, Western IRB, and protocol number GC-MSP-01, respectively) through the Ruber Clinic (Madrid, Spain), Spring Fertility Clinic (New York, USA), and Planor Clinic (Lima, Peru). The age range of the participants was 19 to 37 years. Oocytes collected from the Ruber Clinic and Planor Clinic were used only for maturation analysis, while oocytes collected from Spring Fertility were used for embryogenesis analysis.
刺激特性
実験1の未成熟卵母細胞吸引に備えて、25人の対象が、300~600IUのrFSHとhCG誘発剤を使用した3~4日間の刺激を受けた。AMH値は>1ng/mLであった(以下参照)。実験2の未成熟卵母細胞吸引に備えて、21人の対象が、200IUのrFSHとhCG誘発剤の投与を3日間連続して受けた。より多くの卵母細胞を産生するドナーを多くするために、AMH値>1.5ng/mLを選定基準として使用した(以下参照)。実験2では、その後の胚形成を目標として、6人の対象が、hCG誘発剤ありとなして、クエン酸クロミフェン(100mg)の投与を3~5回、150IUのrFSHのさらなる投与1~2回とともに受けた。>2.0ngのAMH値を選定基準として使用した(以下参照)。ゴナドトロピン注射を、自然周期の2日目、または経口避妊薬の摂取中止後5日目に開始した。試験における各ドナーについてのドナー刺激レジメンの完全な表を、以下の表1に示す。
ii.未成熟卵丘卵母細胞複合体を採取するための小卵胞吸引
誘発剤注射(10,000IU hCG)の36時間後に、プローブ上の針ガイドを持つ経膣超音波を使用して吸引を行い、共培養実験用の卵母細胞を採取した。吸引は、ASP培地(VITROLIFE(登録商標))を使用し、卵胞フラッシングを行わずに、ダブルルーメン19ゲージ針を使用して実施した(ダブルルーメン針は、針内の第2のチャネルによって提供される追加の剛性のために選択された)。真空ポンプ吸引(100mm Hg)を使用して、吸引針とチューブを通して卵胞内容物を採取し、15mL丸底ポリスチレン遠心管に注入した。最終結果が胚形成であった条件では、誘発剤注射(10,000IUのhCG)の36時間後または非誘発周期に対する最後のrFSH注射の48時間後に、吸引を実施した。卵胞フラッシングを行うことなく、シングルルーメン19ゲージニードルまたはシングルルーメン20ゲージニードルを使用し、真空ポンプ吸引(約200mmHg)により、吸引ニードル及び15mL丸底ポリスチレン遠心チューブへのチューブ接続を介して、吸引を実施して卵胞内容物を採取した。すべての場合において、卵胞が崩壊しているとき、吸引ニードルをその長軸の周りで急回転させることで、掻爬効果をもたらし、吸引液中へのCOCの放出を支援した。卵胞をフラッシングしなかったが、卵母細胞の採取手順中、吸引ニードルを対象から取り出し、頻繁にフラッシングして、凝固及びニードルの閉塞を抑制した。
ii. Small follicle aspiration for collection of immature cumulus oocyte complexes. Oocytes for co-culture experiments were collected 36 hours after induction injection (10,000 IU hCG) using transvaginal ultrasound with a needle guide on the probe. Aspiration was performed using ASP medium (VITROLIFE®) and a double-lumen 19 gauge needle without follicular flushing (the double-lumen needle was chosen for the additional rigidity provided by the second channel in the needle). Follicular contents were collected through the aspiration needle and tube using vacuum pump aspiration (100 mm Hg) and injected into a 15 mL round-bottom polystyrene centrifuge tube. Under conditions where the final outcome was embryogenesis, aspiration was performed 36 hours after induction injection (10,000 IU hCG) or 48 hours after the last rFSH injection for non-induction cycles. Without performing follicular flushing, follicular contents were collected by aspiration using a single-lumen 19-gauge needle or a single-lumen 20-gauge needle, with vacuum pump aspiration (approximately 200 mmHg), via a tube connection to a 15 mL round-bottom polystyrene centrifuge tube. In all cases, when the follicle was collapsing, rapidly rotating the aspiration needle around its long axis induced a curettage effect, assisting in the release of COC into the aspirated fluid. Although the follicles were not flushed, during the oocyte collection procedure, the aspiration needle was removed from the subject and flushed frequently to suppress coagulation and needle occlusion.
解剖顕微鏡を使用して実験室で卵胞吸引液を検査した。吸引物には、通常の体外受精卵胞吸引物よりも多くの血液が含まれる傾向があるため、凝固を最小限に抑えるためにHEPES培地(G-MOPS Plus、VITROLIFE(登録商標))で洗浄した。多くの場合、卵母細胞検索プロセスを改善するために、70ミクロンのセルストレーナー(FALCON(登録商標), Corning)を使用して吸引液をさらに濾過した。COCを、IVM手順で使用するまで、滅菌パスツールピペットを使用してLAG培地(Medicult,COOPERSURGICAL(登録商標))を含有する皿に移した。吸引されたCOCの数は、開始日に対象の卵巣に確認された胞状卵胞のおよそ40%に相当した。 Follicular aspirates were examined in the laboratory using a dissecting microscope. Because the aspirates tended to contain more blood than typical IVF follicular aspirates, they were washed with HEPES medium (G-MOPS Plus, VITROLIFE®) to minimize coagulation. In many cases, the aspirates were further filtered using a 70-micron cell strainer (FALCON®, Corning) to improve the oocyte search process. The COCs were transferred to dishes containing LAG medium (Medicult, COOPERSURGICAL®) using a sterile Pasteur pipette until ready for use in the IVM procedure. The number of aspirated COCs represented approximately 40% of the antral follicles identified in the target ovaries on the start date.
iii.卵巣支持細胞(OSC)の調製
転写因子(TF)指向プロトコルに従って、ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)からOSCを作成した。OSCを複数のバッチで産生し、120,000~150,000個の生細胞が入ったバイアルで凍結保存し、CryoStor CS10細胞凍結培地(STEMCELL TECHNOLOGIES(登録商標))で液体窒素中に保存した。
iii. Preparation of Ovarian Supporting Cells (OSCs) OSCs were prepared from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) according to a transcription factor (TF)-oriented protocol. OSCs were produced in multiple batches, cryopreserved in vials containing 120,000–150,000 live cells, and stored in liquid nitrogen in CryoStor CS10 cell freezing medium (STEMCELL TECHNOLOGIES®).
卵母細胞成熟実験用の培養皿(4+8皿、BIRR)は、卵母細胞採取の前日に、ミネラルオイルの下で培養培地と追加成分を100μLの液滴に入れて準備された。卵母細胞採取日の朝、凍結保存したOSCを37℃で2~3分間解凍し(加熱ビーズまたはウォーターバス内)、OSC-IVM培地に再懸濁し、遠心分離とペレット化を2回行って残留凍結保護剤を除去した。最終的な再懸濁には、平衡化されたOSC-IVM培地を使用した。次に、培養平衡と培地調整を可能にするために、卵母細胞を加える2~4時間前に、液滴の50μLをOSC懸濁液の50μLに置き換え、100μL液滴あたり100,000 OSCの濃度でOSCを播種した。 Culture dishes (4+8 dishes, BIRR) for oocyte maturation experiments were prepared the day before oocyte collection by placing 100 μL of culture medium and additional components in droplets under mineral oil. On the morning of oocyte collection, the frozen OSCs were thawed at 37°C for 2-3 minutes (in a heated beads or water bath), resuspended in OSC-IVM medium, and removed by centrifugation and pelletizing twice to remove residual cryoprotectant. Equilibrated OSC-IVM medium was used for the final resuspendion. Next, to allow for culture equilibrium and medium preparation, 2-4 hours before adding oocytes, 50 μL of the droplets were replaced with 50 μL of OSC suspension, and OSCs were seeded at a concentration of 100,000 OSCs per 100 μL droplet.
iv.体外成熟
COCは、採取後、体外成熟条件に導入する前に、37℃で2~3時間、プレインキュベーションLAG培地(Medicult,COOPERSURGICAL(登録商標))で維持された。以下の目標を達成するために、2つの異なる実験比較が実行された。
iv. In vitro maturation COCs were maintained in pre-incubation LAG medium (Medicult, COOPERSURGICAL®) at 37°C for 2-3 hours after collection and before being introduced into in vitro maturation conditions. Two different experimental comparisons were performed to achieve the following objectives.
実験1(OSC活性):この比較の目的は、刺激したOSCが共培養系の活性成分であるかどうかを判定することであった。この目的のために、実験条件及び対照条件の培地を、製造者Medicultの推奨に従って準備し、同じ培地配合でOSCの存在下または非存在下での成熟結果を比較するために、アンドロステンジオン及びドキシサイクリン(両方ともOSCの活性化/刺激に必要)でさらに補充した(以下の表2を参照)。 Experiment 1 (OSC Activity): The purpose of this comparison was to determine whether stimulated OSCs were the active components of the co-culture system. For this purpose, the culture media for the experimental and control conditions were prepared according to the manufacturer Medicult's recommendations. Androstenedione and doxycycline (both necessary for OSC activation/stimulation) were further supplemented with the same media formulation to compare maturation results in the presence or absence of OSCs (see Table 2 below).
実験2(OSCの臨床的適用可能性):本実験の目的は、OSC-IVM系と市販の体外成熟系(Medicult IVM)の有効性を比較することであった。この目的のために、対照群条件を準備して、製造者Medicultの推奨に従い補充する一方、OSC-IVM用の培地を、全ての補足物を使用して準備した(以下の表2を参照)。
対象の説明(実験1):簡易ゴナドトロピン刺激を受けた25人の対象(平均年齢25歳)から132個の卵母細胞を採取し、49個をOSC-IVM共培養に使用し、83個を対照培養に使用した。共培養を、実験条件及び対照条件で、可能な場合は、並行して行った。COCは、並行して実施した場合、均等に分配した。均等な分配とは、明らかに大きな卵丘集団、小さな卵丘集団、または広がった卵丘集団を有するCOCを、2つの条件間で可能な限り均等に分配したことを意味する。異なるCOCサイズの選択的分配ではない場合、COCを、1~2つの条件の間で可能な限りランダムに分配した。この比較では、対象ごとに採取された卵母細胞の数が少ないため、条件間で同時に卵母細胞を効果的に分配することがしばしば不可能であった。COCは、重炭酸塩緩衝培地のpHが7.2~7.3になるようにCO2を調整し、O2レベルを5%に維持したトリガスインキュベーター内で、37℃で合計24~28時間、これらの体外成熟条件にかけられた。 Subject Description (Experiment 1): 132 oocytes were collected from 25 subjects (average age 25 years) who received simple gonadotropin stimulation. 49 were used for OSC-IVM co-culture and 83 for control culture. Co-cultures were performed in parallel under experimental and control conditions, where possible. When performed in parallel, COCs were distributed evenly. Even distribution means that COCs with clearly large cumulus oophores, small cumulus oophores, or spread cumulus oophores were distributed as evenly as possible between the two conditions. If selective distribution of different COC sizes was not possible, COCs were distributed as randomly as possible between one or two conditions. In this comparison, due to the small number of oocytes collected per subject, it was often impossible to effectively distribute oocytes between conditions simultaneously. COC was subjected to these in vitro maturation conditions for a total of 24–28 hours at 37°C in a Trigas incubator where the CO2 was adjusted so that the pH of the bicarbonate buffer medium was 7.2–7.3 and the O2 level was maintained at 5%.
対象の説明(実験2):IVM結果エンドポイントについては、比較のために21人の対象が募集された。比較に含める143個のCOCを収集し、IVM対照用に70個、OSC-IVM条件用に73個を割り当てた。共培養を、実験条件及び対照条件において、すべての対象に対し並行して実施した。前述のように、COCは、2つの条件間で均等に分配した。COCは、重炭酸塩緩衝培地のpHが7.2~7.3になるようにCO2を調整し、O2レベルを5%に維持したトリガスインキュベーター内で、37℃で合計28時間、これらの体外成熟条件にかけられた。OSC共培養システムで処理した卵母細胞の発生能力を、市販のIVM培地で処理した卵母細胞と比較して評価するために、体外成熟とそれに続く胚形成を実施した。胚形成のために、卵母細胞ドナーの小さなコホートを募集採用し、ドナーの精子を受精に使用した。胚の結果の評価項目について、比較のために、6人のさらなる対象を募集採用した。比較に含める46個のCOCを収集し、培地-IVM対照用に21個、OSC-IVM条件用に25個を割り当てた。共培養を、実験条件及び対照条件で、並行して行った。前述のように、COCは、2つの条件間で均等に分配した。COCは、重炭酸塩緩衝培地のpHが7.2~7.3になるようにCO2を調整し、O2レベルを5%に維持したトリガスインキュベーター内で、37℃で合計28時間、これらの体外成熟条件にかけられた。胚形成は並行して進行し、グループは別々に保たれ、培養はIVM後7日目まで続行された。 Subject Description (Experiment 2): For the IVM outcome endpoint, 21 subjects were recruited for comparison. 143 COCs were collected for comparison, with 70 allocated for the IVM control and 73 for the OSC-IVM condition. Co-culture was performed in parallel for all subjects under both experimental and control conditions. As mentioned above, the COCs were evenly distributed between the two conditions. The COCs were subjected to these in vitro maturation conditions for a total of 28 hours at 37°C in a Trigas incubator with the CO2 adjusted to a bicarbonate buffer pH of 7.2–7.3 and the O2 level maintained at 5%. In vitro maturation and subsequent embryogenesis were performed to evaluate the developmental capacity of oocytes treated in the OSC co-culture system compared to oocytes treated in commercially available IVM medium. For embryogenesis, a small cohort of oocyte donors was recruited and donor sperm was used for fertilization. For comparison with the evaluation criteria for embryo results, six additional subjects were recruited and accepted. Forty-six COCs were collected for comparison, with 21 allocated for the medium-IVM control and 25 for the OSC-IVM conditions. Co-culture was carried out in parallel under experimental and control conditions. As previously mentioned, the COCs were evenly distributed between the two conditions. The COCs were subjected to these in vitro maturation conditions for a total of 28 hours at 37°C in a Trigas incubator where the CO2 was adjusted to a bicarbonate buffer medium pH of 7.2–7.3 and the O2 level was maintained at 5%. Embryogenesis proceeded in parallel, with the groups kept separate, and culture continued until day 7 after IVM.
v.体外成熟の評価
24~28時間の体外成熟期間の終了後、COCをヒアルロニダーゼ処理に供し、周囲の卵丘細胞及びコロナ細胞を除去した。ヒアルロニダーゼ処理後、卵丘細胞を将来の分析のために貯蔵し、卵母細胞を、成熟状態について以下の基準に従い評価した。
v. Evaluation of in vitro maturation After the 24-28 hour in vitro maturation period, the COCs were subjected to hyaluronidase treatment to remove surrounding cumulus cells and corona cells. After hyaluronidase treatment, the cumulus cells were stored for future analysis, and the oocytes were evaluated for maturation according to the following criteria.
GV-典型的には卵母細胞内に単一の核小体を含有する卵核胞が存在する。 GV – Typically, an oocyte contains a single nucleolus within the oocyte.
MI-卵母細胞内に卵核胞が存在せず、かつ卵母細胞と透明帯との間の囲卵腔に極体が存在しない。 MI – The oocyte lacks a nuclear vesicle, and the polar body is absent in the perivitelline space between the oocyte and the zona pellucida.
MII-卵母細胞内に卵核胞が存在せず、かつ卵母細胞と透明帯との間の囲卵腔に極体が存在する。 MII – The oocyte lacks a nuclear vesicle, and the polar body is present in the perivitelline space between the oocyte and the zona pellucida.
vi.卵母細胞の形態スコア
IVM後、卵母細胞を培養皿から採取し、卵丘細胞及びOSCを除去し、成熟評価のために評価し、次いでデジタル顕微鏡写真撮影によって個別に撮像した。撮像後、卵母細胞を、5μLのDPBSで予め満たした0.2mLのPCRチューブ内で急速凍結した。後に画像を、総卵母細胞スコア(TOS)評価システムに従ってスコアリングした。卵母細胞は、訓練を受けた発生学者1名によって採点され、形態、細胞質粒度、囲卵腔(PVS)、透明帯(ZP)の大きさ、極体(PB)の大きさ、卵母細胞直径の各基準に対して-1、0、1のスコアが与えられた。ECHO(商標)Revolve Microscopeソフトウェア及びImageJ画像解析ソフトウェア(2.9.0/1.53t)を使用して透明帯及び卵母細胞直径を測定した。すべてのカテゴリーの合計から卵母細胞に合計品質スコアが与えられ、その範囲は-6から+6で、スコアが高いほど形態学的品質が優れていることを示す。
vi. Morphological Score of Oocytes After IVM, oocytes were collected from the culture dish, cumulus cells and OSCs were removed, evaluated for maturation assessment, and then individually imaged by digital microscopy. After imaging, oocytes were rapidly frozen in 0.2 mL PCR tubes pre-filled with 5 μL of DPBS. The images were then scored according to the Total Oocyte Score (TOS) evaluation system. Oocytes were scored by one trained embryologist and assigned scores of -1, 0, and 1 for morphology, cytoplasmic particle size, perivitelline space (PVS), zona pellucida (ZP) size, polar body (PB) size, and oocyte diameter. Zona pellucida and oocyte diameter were measured using ECHO® Revolve Microscope software and ImageJ image analysis software (2.9.0/1.53t). A total quality score is assigned to oocytes from the sum of all categories, ranging from -6 to +6, with higher scores indicating better morphological quality.
vii.形態スコアリング後の卵母細胞の処理
卵成熟の評価のみに使用する卵母細胞については、体外成熟の評価及び任意のさらなる形態スコアリングの後、卵母細胞を瞬間凍結した。瞬間凍結は、5μLのDPBSを入れた0.25mLのPCRチューブに各卵母細胞を入れることにより、実施した。チューブに蓋をした後、泡立ちが止まるまで液体窒素に浸した。その後、PCRチューブは将来の分子分析のために-80℃で保管された。
vii. Processing of oocytes after morphological scoring For oocytes used solely for evaluating oocyte maturation, flash freezing was performed after evaluation of in vitro maturation and any further morphological scoring. Flash freezing was performed by placing each oocyte into a 0.25 mL PCR tube containing 5 μL of DPBS. After capping the tubes, they were immersed in liquid nitrogen until bubbling stopped. The PCR tubes were then stored at -80°C for future molecular analysis.
胚を作成するために使用される卵母細胞については、成熟した卵母細胞が直ちに顕微授精(ICSI)に使用され、その後、胚盤胞段階までの胚形成が行われた。本試験からの卵母細胞を、胚移植、移植、または生殖目的に使用することはなかった。 For the oocytes used to create embryos, mature oocytes were immediately used for intracytoplasmic sperm injection (ICSI), and embryonic development was carried out until the blastocyst stage. Oocytes from this study were not used for embryo transfer, transplantation, or reproductive purposes.
viii.体外受精及び胚培養
6人の対象から成るコホートを、体外成熟及びその後の胚形成に使用した。これらの対象からのCOCを、実験2で使用した条件に供した(すべての補助剤を使用するOSC共培養による処理と、対照としての市販のIVM処理)。すべてのCOCは28時間培養され、その後裸化されてMII形成が評価され、顕微鏡写真が撮影された。各条件の個々の卵母細胞には、採取後1日目に精子が注入された(顕微授精(ICSI)。ICSI後、卵母細胞は、胚培養用に設計された培地(Global Total,COOPERSURGICAL(登録商標),Bedminster,NJ)で、炭酸水素緩衝培地のpHが7.2~7.3になるようにCO2を調整し、O2レベルを5%に維持したトリガスインキュベーター内で37℃で培養された。翌日、ICSIの12~16時間後に受精の有無が評価され、1つまたは2つの前核を持つ卵母細胞が3日目まで培養された。分割された胚はレーザーによる透明帯穿孔を受け、胚盤胞段階まで発育させられた。胚盤胞はガードナースケールに従って採点され、その後、栄養外胚葉生検を受けて着床前遺伝子異数性検査(PGT-A)が行われ、高品質(3CC評価以上)と判断された場合は凍結保存された。
viiii. In vitro fertilization and embryo culture A cohort of six subjects was used for in vitro maturation and subsequent embryo development. COCs from these subjects were subjected to the conditions used in Experiment 2 (treatment by OSC co-culture using all adjuvants and commercially available IVM treatment as a control). All COCs were cultured for 28 hours, then decontaminated, MII formation was evaluated, and micrographs were taken. Individual oocytes under each condition were injected with sperm on day 1 after collection (intracytoplasmic sperm injection (ICSI)). Following ICSI, the oocytes were cultured at 37°C in a Trigas incubator with a culture medium designed for embryo culture (Global Total, COOPERSURGICAL®, Bedminster, NJ), with the CO2 adjusted to a pH of 7.2–7.3 in bicarbonate buffer medium and the O2 level maintained at 5%. The following day, 12–16 hours after ICSI, fertilization was evaluated, and oocytes with one or two pronuclei were cultured until day 3. Digested embryos underwent laser zona pellucida perforation and were developed to the blastocyst stage. Blastocysts were scored according to the Gardner scale, and then trophectoderm biopsy was performed for preimplantation genetic testing for aneuploidy (PGT-A). If judged to be of high quality (3CC rating or higher), they were cryopreserved.
栄養外胚葉生検は0.25mLPCRチューブに移され、参照試験所(JUNO GENETICS(登録商標),Basking Ridge,NJ)に送られ、46本の染色体すべてに対する一塩基多型(SNP)に基づく次世代配列決定(NGS)を使用した包括的な染色体分析(異数性に対する着床前遺伝子検査、PGT-A)が行われた。 The trophectoderm biopsy samples were transferred to 0.25 mL PCR tubes and sent to a reference laboratory (JUNO GENETICS®, Basking Ridge, NJ) for comprehensive chromosomal analysis (preimplantation genetic testing for aneuploidy, PGT-A) using next-generation sequencing (NGS) based on single nucleotide polymorphisms (SNPs) for all 46 chromosomes.
ix.データ解析及び統計
卵成熟結果のデータを、Python統計パッケージpandas(1.5.0)、scipy(1.7.3)、及びstatsmodels(0.13.2)を使用して解析した。ドナー群別の成熟百分率を、IVM環境(OSC-IVMまたは培地対照)に応じて線形回帰を使用して解析した。t検定統計を、細胞株のインキュベーション結果と培地対照とを比較して計算し、次いでそれを使用してp値を計算した。棒グラフは各集団の平均値を示し、エラーバーは平均値の標準誤差(SEM)を表す。
ix. Data Analysis and Statistics Egg maturation results were analyzed using the Python statistical packages pandas (1.5.0), scipy (1.7.3), and statsmodels (0.13.2). Maturation percentages by donor group were analyzed using linear regression according to the IVM environment (OSC-IVM or culture control). T-test statistics were calculated by comparing cell line incubation results with the culture control, and then used to calculate p-values. Bar graphs show the mean values for each population, and error bars represent the standard error (SEM) of the mean.
実施例6.hiPSC由来OSCは、共培養系に続くヒト卵母細胞の成熟を効果的に促進する
IVM用の未成熟COCを得るために、IVMの上記試験と同様のプロトコル、簡略化IVFまたはhCG刺激IVM、すなわち、3~4日間の最小限のゴナドトロピン刺激、及びほとんどの場合、hCG誘発剤を使用した。この簡易刺激プログラムは、特にhCGが含まれた場合に、ほとんど未成熟の卵母細胞(GV及びMI)の混合コホートをもたらしたが、増殖した卵丘COCも得られ、これはMII卵母細胞を含んでいた可能性がある。卵母細胞ドナーの人口統計と治療計画は、実験グループごとに表3に示されている。全体的に、結果は、従来の制御された卵巣過剰刺激サイクルよりも収量は低いものの、非多嚢胞性卵巣症候群(非PCOS/PCOS)ドナーから卵母細胞を回収できたことを示す。実験1では、各ドナーからの卵母細胞が対照IVMまたはOSC-IVMアームのいずれかに割り当てられた。年齢、ボディマスインデックス(BMI)、及び採取した総COCは、実験1の群間で有意差がなかった。実験2では、両方の評価項目についての対照群及びOSC-IVM群は、同じドナー群を含んでいた。というのも、卵母細胞を、各ドナーについて、複数の条件間で均等に分けたからである。実験2では、年齢とBMIが実験1と比べて大幅に異なり、ドナーあたりの採取されたCOCの総数は減少したが、有意差はなかった。OSC-IVM条件の概略図は、図8Aに示され、OSC共培養の代表的な画像は、図8Bに示される。
以前、hiPSC由来のOSCが主に顆粒膜細胞と卵巣間質細胞で構成されていることを実証している。体外でのホルモン刺激処理に反応して、これらのOSCは卵母細胞及び卵丘細胞との相互作用に必要な成長因子とステロイドを産生する。hiPSC由来のOSCが生体外でヒト卵成熟を機能的に促進できるかどうかを調べるために、これらの細胞と新たに採取した卵丘包囲卵母細胞との共培養系を確立し、24~28時間後の成熟率を評価した(材料と方法、実験1を参照)。この比較では、ドナーあたりの採取された卵母細胞の数が少ないため、両方の条件間で同時に卵母細胞を一貫して分割することができず、そのため各グループには主に重複しないドナーグループからの卵母細胞が含まれており、一対比較は使用されていない。驚くべきことに、OSCを用いたIVMを受けた卵母細胞では、対照群と比較して成熟結果が著しく改善(約1.5倍)されたことが観察された(図9A)。より具体的には、OSC-IVMグループの成熟率は68%±6.83% SEMであったのに対し、培地対照では46%±8.51% SEMであった(図9A、p=0.02592、非対称t検定)。対照と比較したOSC-IVMの成熟率は統計的に有意であった。これらの結果は、有意に高い卵成熟率によって示される生体外共培養系においてhiPSC由来のOSCが機能的活性を有していることを支持している。 Previously, we demonstrated that OSCs derived from hiPSCs are mainly composed of granulosa cells and ovarian stromal cells. In response to in vitro hormonal stimulation, these OSCs produce growth factors and steroids necessary for interaction with oocytes and cumulus cells. To investigate whether hiPSC-derived OSCs can functionally promote human oocyte maturation in vitro, we established a co-culture system with these cells and newly collected cumulus-encircling oocytes and evaluated the maturation rate after 24–28 hours (see Materials and Methods, Experiment 1). In this comparison, due to the small number of oocytes collected per donor, it was not possible to consistently divide oocytes between both conditions simultaneously; therefore, each group mainly consisted of oocytes from non-overlapping donor groups, and pairwise comparisons were not used. Surprisingly, oocytes treated with IVM using OSCs showed a significant improvement in maturation results (approximately 1.5 times) compared to the control group (Figure 9A). More specifically, the maturation rate of the OSC-IVM group was 68% ± 6.83% SEM, compared to 46% ± 8.51% SEM in the culture medium control (Figure 9A, p = 0.02592, asymmetric t-test). The maturation rate of OSC-IVM compared to the control was statistically significant. These results support the idea that hiPSC-derived OSCs possess functional activity in the in vitro co-culture system, as indicated by the significantly higher egg maturation rate.
次に、hiPSC由来のOSCが総卵母細胞スコア(TOS)の結果にも影響を与えるかどうかを調べまた。興味深いことに、評価スコア(図9B)は2つのグループ間で統計的に有意差がなく(非対称t検定、p=0.2909)、成熟MII卵母細胞の結果は2つのIVM条件間で同等の形態学的品質であったことを示す。総合的に、これらのデータは、OSC共培養がヒト卵母細胞の形態学的品質に悪影響を与えることなく成熟を改善することを示し、hiPSC由来のOSCを卵丘封入卵母細胞IVMの高性能システムとして使用できる可能性を強調している。 Next, we investigated whether hiPSC-derived OSCs also affected the total oocyte score (TOS) results. Interestingly, the evaluation scores (Figure 9B) did not show a statistically significant difference between the two groups (asymmetric t-test, p = 0.2909), indicating that the mature MII oocyte results were of comparable morphological quality between the two IVM conditions. Overall, these data demonstrate that OSC co-culture improves maturation without negatively impacting the morphological quality of human oocytes, highlighting the potential of hiPSC-derived OSCs to be used as a high-performance system for cumulus-inlaid oocyte IVM.
実施例7.OSC-IVMでの卵成熟率は、市販のIVM系よりも優れている
臨床環境でヒト卵母細胞を成熟させるためにOSC-IVMを実行可能な系として使用できるかどうかをさらに調べるために、本発明者らのOSC共培養系を市販のIVM標準物と比較した。市販のIVM標準物を、改変することなく、その臨床使用説明書に記載されているとおりに使用した(Medicult IVM)。両方のシステムで28時間の体外成熟後のMII形成率と卵母細胞形態学的品質を比較する兄弟卵母細胞研究を実施した(材料及び方法、実験2)。特に、OSC-IVMでは、ドナー全体で成熟卵母細胞が68%±6.74%と、対照条件の43%±7.90%と比較して平均MII形成率が約1.6倍高くなった(図10A、p=0.0349、非対称t検定)。市販のIVM対照と比較したOSC-IVMの成熟率は統計的に有意であった。これまでの観察結果と同様に、hiPSC由来OSCとの共培養は、TOSで測定したグループ間の卵母細胞形態学的品質に影響を与えず、同等の卵母細胞視覚的形態学的特徴を示した(図10B、p=0.9420、非対称t検定)。これらの結果は、OSC-IVMが、卵母細胞形態学的品質に明らかな悪影響を与えることなく、MII形成率において市販のIVM培養培地を大幅に上回っていることを示し、ヒトIVMに有益に応用できることを示す。
Example 7. Oocyte maturation rate in OSC-IVM is superior to that of commercially available IVM systems. To further investigate whether OSC-IVM can be used as a viable system for maturing human oocytes in a clinical setting, our OSC co-culture system was compared with a commercially available IVM standard. The commercially available IVM standard was used without modification, as described in its clinical use instructions (Medicult IVM). A sibling oocyte study was conducted to compare the MII formation rate and oocyte morphological quality after 28 hours of in vitro maturation in both systems (Materials and Methods, Experiment 2). In particular, in OSC-IVM, the average MII formation rate was approximately 1.6 times higher in the overall donor, with 68% ± 6.74% mature oocytes compared to the control condition of 43% ± 7.90% (Figure 10A, p = 0.0349, asymmetric t-test). The maturation rate of OSC-IVM compared to the commercially available IVM control was statistically significant. Contrary to previous observations, co-culturing with hiPSC-derived OSCs did not affect the oocyte morphological quality between groups as measured by TOS, and the oocytes exhibited comparable visual morphological characteristics (Figure 10B, p = 0.9420, asymmetric t-test). These results indicate that OSC-IVM significantly outperforms commercially available IVM culture media in terms of MII formation rate without any apparent adverse effects on oocyte morphological quality, suggesting its beneficial application to human IVM.
実施例8.OSC-IVMによって成熟した、簡易ゴナドトロピン刺激からの卵丘包囲未成熟卵母細胞は、胚形成について発育上適格性を有する
本発明者らは、市販のIVM対照と比較して正倍数性胚盤胞形成を評価することにより、OSC-IVM系で処理した卵母細胞について発達上の適格性を調べることを試みた。簡易刺激を受けた6人の対象の限られたコホートを使用して(材料及び方法、実験2、表2及び3を参照)、OSC-IVM処理した卵母細胞は、受精、卵割、及び正倍数性胚盤胞の形成が可能であるか否かを調べた。これらの胚の結果を、市販のIVM培地で処理した卵母細胞から得られた結果と比較した。OSC-IVMでは、対照条件での52%±8%と比較して、ドナー全体で成熟卵母細胞の平均MII形成率が60%±15.4%と約1.2倍高くなった(図11A、表4)。両治療群の成熟卵母細胞はICSIにかけられ、受精卵母細胞は発育7日目まで培養された。OSCによって支援されるMIIは、入力COC数の割合として受精率、卵割率、胚盤胞率、及び使用可能な品質の胚盤胞形成率(52%、52%、40%、及び28%)が、市販のIVM対照(38%、38%、24%、及び19%)と比較して改善する傾向を示す(図11A、表4)。増分ベースで検査すると、OSC-IVM卵母細胞は受精して胚盤胞を形成する率が向上し、受精卵母細胞への分裂は市販のIVM対照と同様である。全体として、両条件において、本発明者らは、受精した全ての卵母細胞がその後分裂することを見出している。驚くべきことに、PGT-Aの結果は、OSC-IVMによって生成された移植可能な質の胚盤胞のうち、100%が正倍数体であるのに対し、市販のIVM系では25%であることを示している。これらの結果は統計的に有意ではなく、これはおそらく各群のサンプルサイズが小さく不足しているためであるが、これらの知見は、OSC-IVMが、高い質の発育上適格な健康に成熟した卵母細胞を生成することを明らかにしている。これらの結果はさらに、OSC-IVMが、市販のIVM条件よりも高い率で、簡易刺激サイクルから健康な正数倍性胚を生成できることを明らかにしており、これは、IVM ART実施のためのこの新規な系が臨床的に適用可能であることを強く支持している。
実施例9:実施例10~12の材料及び方法
本発明者らは、ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)から生成されたヒト卵巣支持細胞(OSC)が生体外で動的な卵巣機能を再現する能力を示すことを明らかにした。ここで、本発明者らは、生体外での卵巣環境をより良好に模倣するため、そして、通常のゴナドトロピン刺激周期から得られる裸化未成熟卵母細胞をレスキューすべくIVMを促進するために、このOSCを共培養系として利用することを詳細に調べる。本発明者らは、培地が一致する対照での自然成熟と比較して、OSC-IVMが卵成熟率を有意に向上させることを明らかにする。更に、OSC-IVMと組み合わせて成熟した卵母細胞は、培地対照で自然成熟した卵母細胞と比較して、通常のIVF中期II(MII)卵母細胞に転写的により類似する。まとめると、これらの知見は、生体外の卵巣環境をよりよく模倣する最適化IVM系を利用することにより現代のIVF術において成熟MII卵母細胞の結果を向上させる新規アプローチを明らかにしている。
Example 9: Materials and Methods of Examples 10-12 The inventors have demonstrated that human ovarian supporting cells (OSCs) generated from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) exhibit the ability to reproduce dynamic ovarian function in vitro. Here, the inventors investigate in detail the use of these OSCs as a co-culture system to better mimic the in vitro ovarian environment and to promote IVM to rescue naked immature oocytes obtained from a normal gonadotropin-stimulated cycle. The inventors demonstrate that OSC-IVM significantly improves the oocyte maturation rate compared to spontaneous maturation in a matched control medium. Furthermore, oocytes matured in combination with OSC-IVM are transcriptionally more similar to normal IVF metaphase II (MII) oocytes compared to oocytes spontaneously matured in a control medium. In summary, these findings reveal a novel approach to improve mature MII oocyte outcomes in modern IVF procedures by utilizing an optimized IVM system that better mimics the in vitro ovarian environment.
具体的には、ヒト卵母細胞のレスキュー体外成熟(IVM)が、ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)に由来する卵巣支持細胞(OSC)との共培養によって向上し得るかどうか明らかにするため、通常の卵巣刺激を受けている不妊治療患者に、裸化された未成熟の卵核胞(GV)卵母細胞及び中期I(MI)卵母細胞を研究のために提供してもらい、それを対照または処置のいずれかに割り当てた。 Specifically, to determine whether rescue in vitro maturation (IVM) of human oocytes can be enhanced by co-culturing with ovarian supporting cells (OSCs) derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), we collected vena cava (GV) oocytes and metaphase I (MI) oocytes from infertility patients undergoing standard ovarian stimulation and assigned them to either the control or treatment group.
25~45歳の卵母細胞ドナーが、追加の選定基準なしで、インフォームドコンセントの下、未成熟卵母細胞を提供した。24~28時間のOSC-IVM培養条件の構成は、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、組換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、アンドロステンジオン、及びドキシサイクリンを含む浮遊培養物中100,000個のOSCであった。IVM対照は、OSCがなく、同じ補足物を含有した。 Oocyte donors aged 25–45 years provided immature oocytes with informed consent, without additional selection criteria. The 24–28 hour OSC-IVM culture conditions consisted of 100,000 OSCs in a suspension culture containing human chorionic gonadotropin (hCG), recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH), androstenedione, and doxycycline. The IVM control lacked OSCs but contained the same supplements.
主要評価項目の構成は、MII形成率及び形態学的質の評価であった。さらに、中期紡錘体アセンブリの位置及び卵母細胞のトランスクリプトームプロファイルを、生体内成熟卵母細胞の対照と比較して評価した。OSC-IVMは、培地-IVM対照と比較して、MII形成率の統計的に有意な向上をもたらした。OSC-IVMと培地-IVM対照との間で、卵母細胞の形態学的質に有意差はなかった。OSC-IVMは、紡錘体非存在の事例がなく、生体内成熟MII対照と比較して、配置に有意差のないMII卵母細胞をもたらした。OSC-IVM処理によるMII卵母細胞は、培地-IVM対照MII卵母細胞と比較して、IVF-MII対照に有意により類似するトランスクリプトーム成熟シグネチャを示す。 The primary endpoints were MII formation rate and morphological quality. Furthermore, the location of the metaphase spindle assembly and the transcriptome profile of oocytes were evaluated compared to in vivo matured oocyte controls. OSC-IVM resulted in a statistically significant improvement in MII formation rate compared to the medium-IVM control. There was no significant difference in oocyte morphological quality between OSC-IVM and the medium-IVM control. OSC-IVM resulted in MII oocytes with no cases of spindle absence and no significant difference in placement compared to in vivo matured MII controls. OSC-IVM-treated MII oocytes showed a transcriptome maturation signature significantly more similar to IVF-MII controls compared to medium-IVM control MII oocytes.
i.未成熟卵母細胞の採取
47人の卵母細胞ドナー対象を、インフォームドコンセント(IRB番号20222213、Western IRB)を使用して試験に登録した。対象の年齢は25歳~45歳の範囲であり、平均年齢は35歳であった。卵母細胞を、ニューヨーク市のいくつかの体外受精・卵凍結クリニック(IRB番号20222213、Western IRB)で採取した。廃棄される未成熟卵母細胞を提供する不妊治療患者は、研究目的でのそれらの使用を許可する、クリニックが提供するインフォームドコンセントに署名した。患者は、ゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)類似体(アゴニストまたはアンタゴニスト)を使用する典型的な年齢に適した調節卵巣刺激を受けるか、または組換えもしくは高度に精製された尿中ゴナドトロピン(組換えFSH、ヒト閉経期ゴナドトロピン)の注射を受け、それに続いて排卵誘発剤(ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)またはGnRHアゴニスト)の投与を受けた。誘発剤注射(複数可)の34~36時間後、意識下鎮静の下、標準的な臨床手順を用いて患者から卵母細胞を採取した。
i. Collection of Immature Oocytes 47 oocyte donors were enrolled in the study using informed consent (IRB number 20222213, Western IRB). The age range of the subjects was 25 to 45 years, with an average age of 35 years. Oocytes were collected at several in vitro fertilization and egg freezing clinics in New York City (IRB number 20222213, Western IRB). Infertility patients who provided immature oocytes that would otherwise be discarded signed informed consent provided by the clinics authorizing their use for research purposes. Patients received age-appropriate regulated ovarian stimulation using gonadotropin-releasing hormone (GnRH) analogs (agonists or antagonists), or received injections of recombinant or highly purified urinary gonadotropins (recombinant FSH, human menopausal gonadotropins), followed by administration of ovulation-inducing agents (human chorionic gonadotropin (hCG) or GnRH agonists). 34–36 hours after the injection(s) of the ovulation-inducing agent(s), oocytes were collected from the patients under conscious sedation using standard clinical procedures.
採取した卵母細胞をヒアルロニダーゼに短時間曝露した後、小孔ピペットで各卵丘卵母細胞複合体を繰り返し吸引及び排出することにより、接着卵丘細胞を機械的に除去した。裸化卵母細胞を、極体または卵核胞の観察により成熟について評価した。通常であれば廃棄される未熟卵母細胞(GVまたはMI)が、研究調査に割り当てられた。毎日クリニックから採取されたすべての未成熟卵母細胞はプールされ、5mL丸底チューブ内のLAG培地(Medicult,COOPERSURGICAL(登録商標))に配置され、クリニックから当社の研究室へ、37℃輸送インキュベーターで移された。 After briefly exposing the collected oocytes to hyaluronidase, adherent cumulus cells were mechanically removed by repeatedly aspirating and discharging each cumulus-oocyte complex using a small-pore pipette. The maturation of the undressed oocytes was evaluated by observing the polar body or uronic vesicle. Immature oocytes (GV or MI), which would normally be discarded, were allocated to the research study. All immature oocytes collected daily from the clinic were pooled, placed in LAG medium (Medicult, COOPERSURGICAL®) in 5 mL round-bottom tubes, and transferred from the clinic to our laboratory in a 37°C transport incubator.
いくつかの実験では、同様の体外受精及び卵子凍結サイクルから得られた未成熟(GV及びMI)卵母細胞がガラス化され、クリニックで保存された。凍結保存された卵母細胞は液体窒素でクリニックから研究室に輸送され、使用されるまで保存された。その後、卵母細胞はガラス化卵母細胞または緩慢凍結卵母細胞用の標準的な北里プロトコル(VITROLIFE(VITROLIFE(登録商標),USA)を使用して解凍され、成熟状態がGVまたはMIとして評価され、体外成熟条件の比較に使用された。 In several experiments, immature (GV and MI) oocytes obtained from similar in vitro fertilization and oocyte freezing cycles were vitrified and stored at the clinic. The cryopreserved oocytes were transported from the clinic to the laboratory in liquid nitrogen and stored until use. Subsequently, the oocytes were thawed using the standard Kitasato protocol for vitrified or slow-frozen oocytes (VITROLIFE®, USA), and their maturity status was assessed as GV or MI, used for comparison of in vitro maturation conditions.
従来の制御された卵巣過剰刺激から得られた、以前は研究目的で保管されていた限られた数のMII卵母細胞が、この研究(IVF-MII)の対照として提供された。これらの卵母細胞は組織保管庫から当研究室に移され、ガラス化卵母細胞用の標準的な北里プロトコル((KITAZATO(商標),USA)または以前に緩慢に凍結された卵母細胞用の緩慢凍結融解プロトコル(VITROLIFE(登録商標),USA)のいずれかを使用して解凍され、生体蛍光イメージング及びトランスクリプトーム解析に使用された。 A limited number of MII oocytes, previously stored for research purposes and obtained from conventional controlled ovarian hyperstimulation, were provided as controls for this study (IVF-MII). These oocytes were transferred from the tissue vault to our laboratory and thawed using either the standard Kitasato protocol for vitrified oocytes (KITAZATO®, USA) or the slow freeze-thaw protocol for previously slow-frozen oocytes (VITROLIFE®, USA), and used for biofluorescence imaging and transcriptome analysis.
ii.卵巣支持細胞(OSC)の調製
ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)由来のOSCは、以前説明した転写因子(TF)指向プロトコルに従って作成された。OSCは複数のバッチで産生され、120,000~150,000個の細胞が入ったバイアルで凍結保存され、CryoStor(商標)CS10細胞凍結培地(STEMCELL TECHNOLOGIES(登録商標))内の液体窒素の気相で保存された。卵母細胞成熟実験用の培養皿(4+8皿、BIRR)は、卵母細胞採取の前日に、ミネラルオイル(LifeGuard,LIFEGLOBAL GROUP(登録商標))の下で培養培地と追加成分を100μLの液滴に入れて準備された。卵母細胞採取日の朝、凍結保存したOSCを37℃で2~3分間解凍し(加熱ビーズまたはウォーターバス内)、OSC-IVM培地に再懸濁し、遠心分離とペレット化を2回行って残留凍結保護剤を除去した。最終的な再懸濁には、平衡化されたOSC-IVM培地を使用した。次に、培養平衡と培養培地の調整を可能にするために、卵母細胞を加える2~4時間前に、液滴の50μLをOSC懸濁液の50μLに置き換え、100μL液滴あたり100,000 OSCの濃度でOSCを播種した(図12A)。OSCは、オイルの下の微小液滴内の裸卵母細胞を囲むように浮遊培養された。IVM培養を24~28時間続行し、その後、卵母細胞を培養物から取り出し、撮像し、分子解析のために採取した。
ii. Preparation of Ovarian Supporting Cells (OSCs) OSCs derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) were prepared according to the transcription factor (TF)-oriented protocol described previously. OSCs were produced in multiple batches and cryopreserved in vials containing 120,000–150,000 cells, and stored in the gas phase of liquid nitrogen in CryoStor® CS10 cell freezing medium (STEMCELL TECHNOLOGIES®). Culture dishes for oocyte maturation experiments (4+8 dishes, BIRR) were prepared the day before oocyte harvesting by placing culture medium and additional components in 100 μL droplets under mineral oil (LifeGuard, LIFEGLOBAL GROUP®). On the morning of oocyte collection, the cryopreserved OSCs were thawed at 37°C for 2-3 minutes (in a heated beads or water bath), resuspended in OSC-IVM medium, and removed residual cryoprotectant by centrifugation and pelletization twice. Equilibrated OSC-IVM medium was used for the final resuspendion. Next, to allow for culture equilibrium and culture medium preparation, 50 μL of the droplet was replaced with 50 μL of the OSC suspension 2-4 hours before adding the oocytes, and OSCs were seeded at a concentration of 100,000 OSCs per 100 μL droplet (Figure 12A). The OSCs were cultured in suspension surrounding the naked oocytes in microdroplets under oil. IVM culture was continued for 24-28 hours, after which the oocytes were removed from the culture, imaged, and collected for molecular analysis.
iii.体外成熟
未成熟卵母細胞は、採取後、体外成熟条件(培地-IVMまたはOSC-IVMのいずれか)に導入する前に、37℃で2~3時間、プレインキュベーションLAG培地(Medicult,COOPERSURGICAL(登録商標))で維持された。
1つの実験条件が検討された。
iii. In vitro maturation Immature oocytes were maintained in pre-incubation LAG medium (Medicult, COOPERSURGICAL®) at 37°C for 2-3 hours before being introduced into in vitro maturation conditions (either medium-IVM or OSC-IVM) after collection.
One experimental condition was considered.
実験(OSC活性):この比較の目的は、刺激されたOSCが共培養系に対する活性成分または貢献因子であるかどうかを判定することであった。この目的のために、実験条件及び対照条件の培地を、製造者Medicultの推奨に従って準備し、同じ培地配合でOSCの存在下または非存在下での成熟結果を比較するために、アンドロステンジオン及びドキシサイクリン(両方ともOSCの活性化/刺激に必要)でさらに補充した(以下の表5を参照)。
提供卵母細胞を56人の患者から採取し、29個の独立した培養物にプールした。合計141個の卵母細胞のうち、82個の卵母細胞をOSC-IVMで使用し、59個の卵母細胞を培地-IVMで使用した。培養を、実験条件及び対照条件で、可能な場合は、並行して行った。各ドナープールからの未成熟卵母細胞を、一回の培養あたり15個以下にして、一度に2つの条件間で均等に分配した。具体的には、未成熟卵母細胞(GV及びMI)を、2つの条件間で可能な限り均等かつランダムに分配した。廃棄寄付として提供された利用可能な未成熟卵母細胞の数が少なく、また大きく変動するため、同じ卵母細胞提供源から両方の条件を並行して実行できないことがよくあった。未成熟卵母細胞は、重炭酸塩緩衝培地のpHが7.2~7.3になるようにCO2を調整し、O2レベルを5%に維持したトリガスインキュベーター内で、37℃で合計24~28時間、体外成熟された。 Oocytes were collected from 56 patients and pooled into 29 independent cultures. Of the total 141 oocytes, 82 were used in OSC-IVM and 59 were used in medium-IVM. Culturing was carried out in parallel under experimental and control conditions, where possible. Immature oocytes from each donor pool were distributed evenly between the two conditions at a time, with no more than 15 cells cultured per cycle. Specifically, immature oocytes (GV and MI) were distributed as evenly and randomly as possible between the two conditions. Due to the small and highly variable number of available immature oocytes provided as discarded donations, it was often not possible to run both conditions in parallel from the same oocyte source. Immature oocytes were matured in vitro at 37°C for a total of 24–28 hours in a Trigas incubator with CO2 adjusted to a pH of 7.2–7.3 in bicarbonate buffered medium and an O2 level maintained at 5%.
iv.体外成熟の評価
生体外培養の終了時に、卵母細胞を培養皿から採取し、機械的に裸化させ、残留OSCを洗い落した。次に、卵母細胞の成熟状態を、以下の基準に従って個別に評価した。
iv. Evaluation of in vitro maturation At the end of in vitro culture, oocytes were collected from the culture dish, mechanically decontaminated, and residual OSCs were washed off. Next, the maturation status of the oocytes was individually evaluated according to the following criteria.
GV-典型的には卵母細胞内に単一の核小体を含有する卵核胞が存在する。 GV – Typically, an oocyte contains a single nucleolus within the oocyte.
MI-卵母細胞内に卵核胞が存在せず、かつ卵母細胞と透明帯との間の囲卵腔に極体が存在しない。 MI – The oocyte lacks a nuclear vesicle, and the polar body is absent in the perivitelline space between the oocyte and the zona pellucida.
MII-卵母細胞内に卵核胞が存在せず、かつ卵母細胞と透明帯との間の囲卵腔に極体が存在する。 MII – The oocyte lacks a nuclear vesicle, and the polar body is present in the perivitelline space between the oocyte and the zona pellucida.
体外成熟の評価及び形態スコアリングの後、卵母細胞を、デジタル顕微鏡写真法を使用して個別に撮像し、必要に応じて第二減数分裂中期紡錘体について蛍光イメージングによって調べた。本試験からの卵母細胞を、胚形成、胚移植、移植、または生殖目的で使用することはなかった。 After in vitro maturation evaluation and morphological scoring, oocytes were individually imaged using digital microscopy, and the metaphase II spindle was examined by fluorescence imaging as needed. Oocytes from this study were not used for embryogenesis, embryo transfer, transplantation, or reproductive purposes.
v.卵母細胞の形態スコア
IVM後に採取された卵母細胞は、位相差画像法を用いたECHO(商標)Revolve倒立蛍光顕微鏡のデジタル写真顕微鏡法を使用して個別に画像化された。その後、画像は、総卵母細胞スコア(TOS)評価システムに従って評価された。訓練を受けた発生学者1名が盲検化され、卵母細胞には、形態、細胞質粒度、囲卵腔(PVS)、透明帯(ZP)の大きさ、極体(PB)の大きさ、卵母細胞直径の各基準に対して-1、0、1のスコアが与えられた。ECHO(商標)Revolve Microscopeソフトウェア及び画像解析ソフトウェアFIJI(2.9.0/1.53t)を使用して透明帯及び卵母細胞直径を測定した。すべてのカテゴリーの合計から卵母細胞に合計品質スコアが与えられ、その範囲は-6から+6で、スコアが高いほど形態学的品質が優れていることを示す。
v. Morphological Score of Oocytes Oocytes collected after IVM were individually imaged using digital photographic microscopy with an ECHO® Revolve inverted fluorescence microscope using phase-contrast imaging. The images were then evaluated according to the Total Oocyte Score (TOS) evaluation system. A trained embryologist was blinded, and oocytes were assigned scores of -1, 0, and 1 for each of the following criteria: morphology, cytoplasmic particle size, perivitelline space (PVS), zona pellucida (ZP) size, polar body (PB) size, and oocyte diameter. The zona pellucida and oocyte diameter were measured using ECHO® Revolve Microscope software and image analysis software FIJI (2.9.0/1.53t). A total quality score was assigned to the oocyte from the sum of all categories, ranging from -6 to +6, with higher scores indicating better morphological quality.
vi.第二減数分裂中期紡錘体及びその極体に対する配置の調査
以前にガラス化された裸化された未成熟卵母細胞が解凍され、OSC-IVMと培地-IVM条件に均等に分配してから28時間培養された。追加の提供されたMII卵母細胞が収集され、染色されて、IVF対照(IVF-MII)として蛍光顕微鏡で減数分裂紡錘体の微小管を視覚化した(図14A~B)。MII卵母細胞は、10μMのベラパミル(ABBERIOR(商標)Live AF610)の存在下で2μMのαチューブリン染料(ABBERIOR(商標)Live AF610)中で1時間インキュベートされた。次に、蛍光顕微鏡(ECHO(商標)Revolve顕微鏡,TxREDフィルターブロックEEX:560/40 EM:630/75 DM:585)を使用して紡錘体の位置が視覚化された。IVM卵母細胞の最初の極体と紡錘体の角度は、FIJIソフトウェアを使用して(頂点を卵母細胞の中心に)決定された。この測定は、対照参照集団として、IVF MII卵母細胞のコホート(n=34)でも行った。
vi. Investigation of the arrangement of the metaphase II spindle and its polar body. Previously vitrified, deprived immature oocytes were thawed and equally distributed in OSC-IVM and medium-IVM conditions, then cultured for 28 hours. Additional provided MII oocytes were collected, stained, and microtubules of the meiotic spindle were visualized by fluorescence microscopy as an IVF control (IVF-MII) (Figure 14A-B). MII oocytes were incubated for 1 hour in 2 μM α-tubulin dye (ABBERIOR® Live AF610) in the presence of 10 μM verapamil (ABBERIOR® Live AF610). Next, the spindle position was visualized using a fluorescence microscope (ECHO® Revolve microscope, TxRED filter block EEX:560/40 EM:630/75 DM:585). The angle between the first polar body and the spindle of IVM oocytes was determined using FIJI software (with the vertex centered on the oocyte). This measurement was also performed in a cohort of IVF MII oocytes (n=34) as a control reference population.
vii.その後の分子解析のための卵母細胞の凍結保存
形態学的検索が完了した後、卵母細胞は、5μLのダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)を含有する0.25mLチューブに個別に配置され、液体窒素で急速凍結された。窒素気泡の形成が止まった後、チューブはその後の分子分析まで-80℃で保存された。
vii. Cryopreservation of oocytes for subsequent molecular analysis After morphological examination was completed, oocytes were individually placed in 0.25 mL tubes containing 5 μL of Dulbecco's phosphate-buffered saline (DPBS) and rapidly frozen in liquid nitrogen. After the formation of nitrogen bubbles stopped, the tubes were stored at -80°C until subsequent molecular analysis.
viii.単一卵母細胞トランスクリプトミクスライブラリの調製及びRN配列決定
RNA配列決定用のライブラリは、製造元の指示に従って、NEBNEXT(商標)Single Cell/Low Input RNA Library Prep Kit for ILLUMINA(登録商標)とNEBNEXT(商標) Multiplex Oligos for ILLUMINA(登録商標)(96 Unique Dual Index Primer Pairs)(NEB #E6440S)を組み合わせて使用して生成された。簡単に説明すると、5μLのDPBSで凍結され、-80℃で保存されていた卵母細胞が解凍され、溶解バッファーで溶解された後、RNAが逆転写酵素とテンプレートスイッチのために処理された。cDNAは、12~18サイクルでPCR増幅され、その後、KAPA(商標)Pure Beads(Roche)でサイズ精製された。cDNA入力は、サンプル間で正規化された。断片化及び末端調製に続いて、NEBNEXT(商標)Unique Dual Index Primer Pairアダプターが連結され、8サイクルのPCRを使用してサンプルが濃縮された。ライブラリは、KAPA(商標)Pure Beads でクリーンアップされ、Quant-iT PicoGreen dsDNA Reagent and Kit(Invitrogen)を使用して定量化され、その後、各卵母細胞ライブラリから等量のcDNAがプールされた。必要に応じて、プールに対して最終的な KAPA(商標)Pure ビーズサイズ選択が行われ、Qubit dsDNA HS kit(Invitrogen)を使用して定量化された。Bioanalyzer HS DNA kit(Agilent)を使用してライブラリのサイズ分布(約325bpのピーク)が確認された後、ライブラリプールは、製造元の指示に従って、ILLUMINA(登録商標)MiSeqでMiSeq Micro V2(2x150bp)またはMiSeq V2(2x150bp)キットを使用してRNA配列決定解析にかけられた。
viiii. Preparation of Single Oocyte Transcriptomics Library and RN Sequence Determination The RNA sequencing library was prepared using a combination of NEBNEXT® Single Cell/Low Input RNA Library Prep Kit for ILLUMINA® and NEBNEXT® Multiplex Oligos for ILLUMINA® (96 Unique Dual Index Primer Pairs) (NEB #E6440S) according to the manufacturer's instructions. Briefly, oocytes frozen in 5 μL of DPBS and stored at -80°C were thawed, lysed in lysis buffer, and then the RNA was processed for reverse transcriptase and template switching. cDNA was amplified by PCR for 12–18 cycles and then sized and purified using KAPA® Pure Beads (Roche). cDNA inputs were normalized across samples. Following fragmentation and end preparation, a NEBNEXT® Unique Dual Index Primer Pair adapter was ligated, and samples were enriched using 8 cycles of PCR. Libraries were cleaned up with KAPA® Pure Beads, quantified using Quant-iT PicoGreen dsDNA Reagent and Kit (Invitrogen), and then equal amounts of cDNA were pooled from each oocyte library. If necessary, final KAPA® Pure bead size selection was performed on the pool and quantified using the Qubit dsDNA HS kit (Invitrogen). After confirming the library size distribution (peak at approximately 325 bp) using the Bioanalyzer HS DNA kit (Agilent), the library pool was subjected to RNA sequencing analysis using the ILLUMINA® MiSeq with either the MiSeq Micro V2 (2 x 150 bp) or MiSeq V2 (2 x 150 bp) kit, according to the manufacturer's instructions.
ix.卵母細胞トランスクリプトミクスデータ解析
ILLUMINA(登録商標)配列決定ファイル(bclファイル)は、個々の卵母細胞の低入力RNA-seqの標準パラメータを使用して、BaseSpaceを通じて展開されたIllumina(登録商標) bcl2fastq (v2.20)ソフトウェアを使用してfastq読み取りファイルに変換された。低入力RNA-seqデータの遺伝子転写カウントは、STAR(v 2.7.10a)を使用してHomo sapiens GRCH38(v 2.7.4a)ゲノムにアラインメントされ、遺伝子カウントファイルを生成し、ENSEMBLを使用して注釈を付けた。遺伝子数をサンプル遺伝子マトリックスファイル(h5)にまとめた。ベースとして、Scanpy(v1.9.1)パッケージからのデータ構造と方法を使用して、コンピュータ解析を行った。遺伝子転写物数を、サンプルあたり10,000に正規化し、対数(ln)プラス1に変換した。30のPCA成分に焦点を合わせたScanpyパッケージ法を使用して主成分解析を行った。統合及びプロジェクト(バッチ)補正は、BBKNNを使用して行った。2次元への投影は、均一マニホルド近似投影(UMAP)法を使用して行った。クラスター発見は、分解能0.5のLedien法を用いて行った。
ix. Analysis of Oocyte Transcriptomics Data ILLUMINA® sequencing files (bcl files) were converted to fastq read files using Illumina® bcl2fastq (v2.20) software, deployed via BaseSpace, using standard parameters for low-input RNA-seq of individual oocytes. Gene transcription counts of the low-input RNA-seq data were aligned to the Homo sapiens GRCH38 (v2.7.4a) genome using STAR (v2.7.10a) to generate gene count files, which were annotated using ENSEMBL. Gene counts were compiled into a sample gene matrix file (h5). Computer analysis was performed using data structures and methods from the Scanpy (v1.9.1) package as a basis. The number of gene transcripts was normalized to 10,000 per sample and converted to log-log (ln) + 1. Principal component analysis was performed using the Scanpy package method, focusing on 30 PCA components. Integration and project (batch) correction were performed using BBKNN. Projection to two dimensions was performed using the Uniform Manifold Projection (UMAP) method. Cluster discovery was performed using the Ledien method with a resolution of 0.5.
正常MII卵母細胞の予測トランスクリプトームプロファイルを規定するために、生体内成熟IVF-MIIサンプル(n=34)の提供コホートを基準点として使用し、差次的遺伝子発現を使用して、この基準セットをIVM後のGV細胞のサブセットと比較した。ウィルコクソンの順位和検定とコサイン類似度に基づくマーカー遺伝子同定(COSG)法の両方を使用して、上位50個の差次的発現遺伝子を各比較用に収集した。他のMIまたはMIIの卵母細胞セットを基準点として使用することはなかった。というのも、これらのマーカー遺伝子は、他のMIIトランスクリプトームプロファイリングのバイアスが最小限になることを確実にするために開発されたからである。この方法は、成熟できなかったGV及びIVFのMIIシグネチャマーカー遺伝子発現プロファイルを生成した。Scanpy遺伝子マーカースコアリング法を使用して、細胞を各マーカー遺伝子セットについてスコアリングした。 To define the predictive transcriptome profile of normal MII oocytes, a cohort of in vivo matured IVF-MII samples (n=34) was used as a baseline, and differential gene expression was used to compare this baseline set with a subset of GV cells after IVM. The top 50 differentially expressed genes were collected for each comparison using both the Wilcoxon rank-sum test and cosine similarity-based marker gene identification (COSG) methods. No other MI or MII oocyte sets were used as baselines, as these marker genes were developed to ensure minimal bias in other MII transcriptome profiling. This method generated MII signature marker gene expression profiles for GV and IVF cells that failed to mature. Cells were scored for each marker gene set using the Scanpy gene marker scoring method.
シグネチャマーカー空間における本発明者らによる細胞を可視化するために、マーカースコアを2次元空間としてプロットした。次に、形態学的成熟結果とLeidenクラスターに基づいて、空間を手作業で象限に分割した。IVM成熟の結果と全トランスクリプトームプロファイルとを関連付けるスコア空間でのそれらの分布及び各象限におけるそれらの存在を考慮して、クラスターはアノテーションされる。 To visualize the cells identified by the inventors in the signature marker space, marker scores were plotted as a two-dimensional space. Next, the space was manually divided into quadrants based on morphological maturation results and Leiden clusters. Clusters were annotated considering their distribution in the score space and their presence in each quadrant, relating IVM maturation results to the overall transcriptome profile.
x.データ解析及び統計
卵成熟結果のデータを、Python統計パッケージpandas(1.5.0)、scipy(1.7.3)、及びstatsmodels(0.13.2)を使用して解析した。ドナー群別の成熟率を、OSC-IVMまたは培地-IVMとしてのIVM環境に応じて線形回帰により解析した。OSC-IVMと培地-IVMとを比較してt検定統計を計算し、次いで、不等分散に対するウェルチ補正を使用してp値を計算するために、それを使用した。紡錘体装置の位置解析では、2つ以上のグループの比較に一元配置分散分析が使用された。3つのサンプル条件のトランスクリプトーム解析におけるLeidenグループの母集団構成の比較には、カイ2乗解析が利用された。棒グラフは、各母集団の平均値を示し、エラーバーは、平均値の標準誤差(SEM)を表す。
x. Data Analysis and Statistics The egg maturation results were analyzed using the Python statistical packages pandas (1.5.0), scipy (1.7.3), and statsmodels (0.13.2). Maturation rates by donor group were analyzed by linear regression according to the IVM environment, either OSC-IVM or medium-IVM. T-test statistics were calculated by comparing OSC-IVM and medium-IVM, and then used to calculate p-values using Welch's correction for unequal variances. One-way ANOVA was used to compare two or more groups in the spindle apparatus position analysis. Chi-squared analysis was used to compare the population composition of the Leiden group in transcriptome analysis of three sample conditions. Bar graphs show the mean for each population, and error bars represent the standard error (SEM) of the mean.
実施例10.ヒトPSC由来のOSCは、裸化された卵母細胞との共培養系でヒト卵母細胞の成熟を効果的に促進する
hiPSC由来のOSCが主に顆粒膜細胞と卵巣間質細胞で構成されていることを実証している。これらのOSCは、体外でのホルモン刺激処理、つまり、FSHに反応して、成長因子とステロイドを産生し、卵母細胞及び卵丘細胞との相互作用に必要な接着分子を発現する。hiPSC由来のOSCが体外でヒト卵母細胞の成熟を促進する機能を持つかどうかを調べるために、未成熟な裸化された卵母細胞を救済する方法として、これらの細胞と新しく採取した裸化された未成熟卵母細胞との共培養システムを確立し、24~28時間後の成熟率を評価した(図12)。
Example 10. Human PSC-derived OSCs effectively promote human oocyte maturation in a co-culture system with deprived oocytes. It has been demonstrated that hiPSC-derived OSCs are mainly composed of granulosa cells and ovarian stromal cells. These OSCs respond to in vitro hormonal stimulation, i.e., FSH, to produce growth factors and steroids and express adhesion molecules necessary for interaction with oocytes and cumulus cells. To investigate whether hiPSC-derived OSCs have the function of promoting human oocyte maturation in vitro, a co-culture system was established with these cells and newly collected deprived immature oocytes as a method for rescuing immature deprived oocytes, and the maturation rate was evaluated after 24-28 hours (Figure 12).
まず、OSC-IVMが、同じ培地とすべてのサプリメントを含有するがOSCを含まない培地-IVM条件で保管されている卵母細胞と比較して、裸化された卵母細胞の成熟率に影響を与えるかどうかを調べ、条件ごとに卵母細胞培養群ごとに成熟率を決定した。驚くべきことに、OSCを用いたIVMを受けた卵母細胞では成熟結果率が大幅に向上した(約1.7倍)。具体的には、OSC-IVMグループの成熟率は62%±5.57% SEMであったのに対し、培地-IVMでは37%±8.96% SEMであった(図13A、p=0.0138、非対称t検定)。さらに、両方のIVM条件で得られたMII卵母細胞について、総卵母細胞スコア(TOS)を評価することにより、形態学的品質を評価した。2つのグループ間に有意差は見られず(図13B、p=0.5725、非対称t検定)、これは、裸化された卵母細胞の体外成熟がMIIの形態学的特徴に影響を与えていないことを示唆している。総合的に、これらのデータは、OSC共培養により、対照IVM培地で観察される自然成熟と比較して、ヒト卵母細胞に形態学的品質への悪影響なしに卵母細胞の成熟率が向上することを示しており、体外受精手順による未成熟な裸化された卵母細胞を救済するためにhiPSC由来のOSCを使用できる可能性を強調している。 First, we investigated whether OSC-IVM affected the maturation rate of dehydrated oocytes compared to oocytes stored in medium-IVM conditions containing the same culture medium and all supplements but without OSC. The maturation rate was determined for each oocyte culture group under each condition. Surprisingly, oocytes treated with OSC-IVM showed a significantly improved maturation rate (approximately 1.7 times). Specifically, the maturation rate of the OSC-IVM group was 62% ± 5.57% SEM, compared to 37% ± 8.96% SEM in the medium-IVM group (Figure 13A, p = 0.0138, asymmetric t-test). Furthermore, the morphological quality of MII oocytes obtained under both IVM conditions was evaluated by assessing the total oocyte score (TOS). No significant difference was observed between the two groups (Figure 13B, p = 0.5725, asymmetric t-test), suggesting that in vitro maturation of dehydrated oocytes does not affect the morphological characteristics of MII cells. Overall, these data demonstrate that OSC co-culture improves the oocyte maturation rate of human oocytes without adverse morphological quality compared to spontaneous maturation observed in control IVM medium, highlighting the potential of using hiPSC-derived OSCs to rescue immature, naked oocytes produced by in vitro fertilization procedures.
実施例11.OSC-IVMは、IVM卵母細胞において第二減数分裂紡錘体の質の高い組み立てを促進する
以前の研究では、第二減数分裂紡錘体の組み立て、より具体的にはPB1に対する紡錘体の存在と角度の両方が、受精と発育能力に関連する卵母細胞の品質の重要な指標であると示されており、PB1に対する角度が小さい紡錘体の存在は品質の向上の指標となっている。卵母細胞の品質の比較尺度として、体外受精サイクル(IVF-MII)から採取されたMII卵母細胞と比較して、OSC処理卵母細胞における第二減数分裂紡錘体装置と第一極体の相対的な位置を決定しようとした(図14)。また、培地-IVM条件で自発的に成熟した卵母細胞も対照として含めた(図14A)。紡錘体の角度は条件間で有意差がないことがわかり(MII OSC-IVM: 22o±5.2 SEM、MII培地-IVM:15o±5.7 SEM、IVF-MII:41o±8.3 SEM、p=0.1155、ANOVA)、これは、裸化された卵母細胞の体外成熟によって紡錘体の位置が損なわれないことを示唆している。興味深いことに、紡錘体が存在しない事例を認めなかった唯一の条件は、OSC-IVM由来のMII卵母細胞を含む条件であった(図14B)。この観察結果の妥当性を検証するにはさらなる研究が必要であるが、これは高品質の卵母細胞の形成を示唆している可能性がある。総じて、これらの結果は、OSCとともに生体外で成熟したMII卵母細胞が、IVF処置から直接採取したMII卵母細胞と同等の紡錘体角の値を保持していることを示している。これは、このパラメータに基づくと、裸化未成熟卵母細胞をレスキューするために適用したIVMが、卵母細胞の質に悪影響を及ぼさないことを示唆している。
Example 11. OSC-IVM promotes high-quality assembly of the meiotic spindle in IVM oocytes. Previous studies have shown that the assembly of the meiotic spindle, more specifically both the presence and angle of the spindle relative to PB1, are important indicators of oocyte quality related to fertilization and developmental ability, with the presence of a spindle with a small angle to PB1 indicating improved quality. As a comparative measure of oocyte quality, we attempted to determine the relative positions of the meiotic spindle apparatus and the first polar body in OSC-treated oocytes compared to MII oocytes collected from in vitro fertilization cycles (IVF-MII) (Figure 14). Oocytes that spontaneously matured under medium-IVM conditions were also included as a control (Figure 14A). The spindle angle did not differ significantly between conditions (MII OSC-IVM: 22 0 ±5.2 SEM, MII medium-IVM: 15 0 ±5.7 SEM, IVF-MII: 41 0 ±8.3 SEM, p = 0.1155, ANOVA), suggesting that the spindle position is not impaired by in vitro maturation of denatured oocytes. Interestingly, the only condition in which no cases of spindle absence were observed was the condition containing OSC-IVM-derived MII oocytes (Figure 14B). Further research is needed to validate this observation, but it may suggest the formation of high-quality oocytes. Overall, these results indicate that MII oocytes matured in vitro with OSCs retain spindle angle values comparable to those of MII oocytes directly harvested from IVF-treated cells. This suggests that, based on these parameters, IVM applied to rescue vegetatively neutered immature oocytes does not adversely affect oocyte quality.
実施例12.OSC-IVMは、生体内成熟MII卵母細胞に対し、高いトランスクリプトーム類似性を有するMII卵母細胞の成熟を促進する
IVF-MII対照卵母細胞及び培地-IVM卵母細胞のコホートに対してOSC-IVM卵母細胞の質及び成熟度をさらに比較するために、シングル卵母細胞トランスクリプトーム解析を実施した。トランスクリプトーム解析は、卵母細胞遺伝子発現の全体的な視点を提供し、細胞の状態、機能、及び一般的特性を表す強力な手段である。1)OSCとの共培養24~28時間後の裸化された未成熟卵母細胞(OSC-IVM)、2)体外成熟培地対照で維持された裸化された未成熟卵母細胞(Media-IVM)、及び3)通常のIVFサイクルから採取されたMII卵母細胞(IVF-MII)を含んだデータセットを組み合わせたことによって開始される。次に、UMAPプロットを生成し、個々の卵母細胞に条件(OSC-IVM、培地-IVM、及びIVF-MII)ならびに成熟結果(GV、MI、MII)をアノテーションした(図15A)。この分析から、成熟状態がトランスクリプトーム空間全体における卵母細胞分離の主な要因であることがわかり、転写プロファイルが卵母細胞の成熟状態の優れた予測因子であることが示唆された。MII卵母細胞は、プロットの右上半分の大きなクラスターに主に表れている(図15A成熟)。GV卵母細胞は主に、プロットの左下半分の小さなクラスターに投影される。したがって、UMAPでの分類は、2つの投影次元の組み合わせとなる。予想通り、IVF(IVF-MII)から採取されたMII卵母細胞は、OSC-IVM及び培地-IVMの両方からのMIIとともに、互いに近いグループ分けを示している。同様に、OSC-IVM及び培地-IVMからのGVは、相互の距離が近く、MII卵母細胞からは離れていることを示している。対照的に、MI卵母細胞は、両方の群間で散在しており、これはおそらく中間成熟状態であり、他の2つの成熟状態(GV及びMII)と比較して存在する数が非常に少ないことの結果である可能性がある。
Example 12. OSC-IVM promotes the maturation of MII oocytes with high transcriptome similarity to in vivo matured MII oocytes. Single oocyte transcriptome analysis was performed to further compare the quality and maturity of OSC-IVM oocytes with cohorts of IVF-MII control oocytes and medium-IVM oocytes. Transcriptome analysis provides a holistic view of oocyte gene expression and is a powerful means of representing the state, function, and general characteristics of cells. It is initiated by combining datasets containing 1) naked immature oocytes after 24-28 hours of co-culture with OSC (OSC-IVM), 2) naked immature oocytes maintained in in vitro maturation medium control (Media-IVM), and 3) MII oocytes collected from a normal IVF cycle (IVF-MII). Next, UMAP plots were generated, and individual oocytes were annotated with conditions (OSC-IVM, medium-IVM, and IVF-MII) and maturation outcomes (GV, MI, MII) (Figure 15A). This analysis revealed that maturation status is the primary factor in oocyte segregation across the entire transcriptome space, suggesting that transcriptional profiles are excellent predictors of oocyte maturation status. MII oocytes are mainly represented in the large cluster in the upper right half of the plot (Figure 15A Maturation). GV oocytes are mainly projected into the small cluster in the lower left half of the plot. Thus, classification in UMAP is a combination of two projection dimensions. As expected, MII oocytes collected from IVF (IVF-MII) show close grouping with MII from both OSC-IVM and medium-IVM. Similarly, GV from OSC-IVM and medium-IVM show close proximity to each other and are farther away from MII oocytes. In contrast, MI oocytes are scattered between both groups, which is likely an intermediate maturation stage and may be a result of their very small number compared to the other two maturation stages (GV and MII).
次に、生体外でレスキューされた/成熟したMIIの質を評価するために、通常の方法で成熟したMII卵母細胞の参照トランスクリプトームシグネチャを生成した。標準を設定するために、従来の卵巣過剰刺激IVFサンプル(IVF-MII)から採取されたMII卵母細胞を使用して、IVF MII成熟シグネチャの遺伝子スコアを作成した。並行して、IVM条件(OSC-IVM及び培地-IVM)から得られた停滞したGVを使用して、IVM GVの成熟できなかったシグネチャの遺伝子スコアを生成した(図15B)。これら2つの遺伝子シグネチャは、IVMの相対的な陽性対照、つまりIVFのような成熟成功結果と、IVMの陰性対照、つまりGVとして停止する卵母細胞を捕捉するために使用された。 Next, to assess the quality of rescued/matured MII cells in vitro, reference transcriptome signatures of matured MII oocytes were generated using standard methods. To establish a standard, genetic scores for the IVF MII maturation signature were created using MII oocytes taken from conventional ovarian hyperstimulation IVF samples (IVF-MII). In parallel, genetic scores for the unmatured signature of IVM GV were generated using stalled GV obtained from IVM conditions (OSC-IVM and medium-IVM) (Figure 15B). These two genetic signatures were used to capture the relative positive control of IVM, i.e., successful maturation outcomes like IVF, and the negative control of IVM, i.e., oocytes that stall as GV.
成熟MII卵母細胞の間のトランスクリプトームの微妙な違いをより良く理解するために、Leidenアルゴリズムを使用して、より近いトランスクリプトームプロファイルを共有する群に、本発明者らのサンプルをさらにサブクラスター化した。MII卵母細胞集団内の3つのクラスター(0、2、及び3)を特定した。1つのクラスター(1)はほとんどGVで構成されていた。予想通り、GV成熟シグネチャは、クラスター1で強く表されていた。同様に、MII成熟シグネチャは、IVFとIVMの両方からのMIIを含み、それは、クラスター0と2でより多くの比率を占めていた。そのため、本発明者らは、(GV)の成熟できなかったトランスクリプトームプロファイルを表すものとして、クラスター1を指定した。一方、クラスター0及び2は、IVF MII成熟トランスクリプトームプロファイルと同様のプロファイルを表している。興味深いことに、クラスター3は、IVF MIIとIVM GVの両方の成熟できなかったシグネチャについてより低い発現を示している。これは、どちらのシグネチャも大きくは上方制御されていない、未成熟な発達と成熟した発達の間の過渡的状態を示している可能性があり、あるいは、細胞活動の停滞、シャットダウン、または卵母細胞の機能停止から生じている可能性もある。 To better understand the subtle differences in transcriptomes among mature MII oocytes, we used the Leiden algorithm to further subcluster our samples into groups sharing closer transcriptome profiles. Three clusters (0, 2, and 3) were identified within the MII oocyte population. One cluster (1) consisted almost entirely of GVs. As expected, the GV maturation signature was strongly expressed in cluster 1. Similarly, the MII maturation signature included MIIs from both IVF and IVM, which accounted for a higher proportion in clusters 0 and 2. Therefore, we designated cluster 1 as representing the non-mature transcriptome profile of (GV). Clusters 0 and 2, on the other hand, represent profiles similar to the IVF MII maturation transcriptome profile. Interestingly, cluster 3 showed lower expression for the non-mature signatures of both IVF MIIs and IVM GVs. This may indicate a transitional state between immature and mature development, where neither signature is significantly upregulated, or it may result from stagnation, shutdown, or oocyte dysfunction of cellular activity.
図15Cにおいて、本発明者らは、本発明者らによるIVF MII成熟シグネチャ(y軸)、及びIVM GVの成熟できなかったシグネチャ(x軸)に対して、個々の卵母細胞の質を評価する。視覚的にわかりやすくするために、シグネチャディメンションプロットをラベル付きの象限に分割し、分類グループ間の区別を示すのに役立つ。予想通り、本発明者らは、形態的にGVに分類された卵母細胞のほとんどが右下象限(IV)でクラスターとなり、GVの成熟できなかったシグネチャのスコアが高いとともに、IVF MII成熟シグネチャのスコアが低いことを、認めた。対照的に、IVF-MII条件からの個々の卵母細胞は、左上象限(I)にクラスターとなり(約91%)、MII成熟シグネチャのスコアが高く、GVの成熟できなかったシグネチャのスコアが低かった。特筆すべきことに、OSC-IVM MII(青色+記号)は、IVF-MII卵母細胞とともに左上象限(I)でほとんど(約79%)見られ、これら2つの群の間の強いトランスクリプトーム類似性を示唆している。対照的に、培地-IVMからのMIIは、左下象限(III)に位置することが多く(約46%)、MII成熟シグネチャ及びGV成熟シグネチャの両方について低いスコアを示している。興味深いことに、この左下象限(III)は、その大部分で、クラスター3に由来する細胞を含み、その弱いMII成熟シグネチャにもかかわらず、形態学的にMIIに分類された。この形態学的分類とトランスクリプトームプロファイルの相違は、これらの卵母細胞が低活動状態にあり、成熟前の過渡期または保留状態である可能性を示唆している。本発明者らのトランスクリプトーム解析における交絡変数を評価するために、細胞周期、アポトーシス、及び酸化ストレス遺伝子の発現を評価したところ、有意なパターンは検出されず、これは、卵母細胞がバイアスもストレスも受けていなかったことを示す(図14)。この観察結果から、OSC-IVM由来のMII卵母細胞は、培地-IVM対照と比較して、IVF-MII条件の卵母細胞と転写的により類似していることが示唆される。 In Figure 15C, the inventors evaluate the quality of individual oocytes against their IVF-MII maturation signature (y-axis) and IVM-GV non-mature signature (x-axis). For visual clarity, the signature dimension plot is divided into labeled quadrants to help distinguish between classification groups. As expected, the inventors found that most oocytes morphologically classified as GV clustered in the lower right quadrant (IV), with high scores for the non-mature GV signature and low scores for the IVF-MII maturation signature. In contrast, individual oocytes from the IVF-MII condition clustered in the upper left quadrant (I) (approximately 91%), with high scores for the MII maturation signature and low scores for the non-mature GV signature. Notably, OSC-IVM MII (blue + symbol) was found almost entirely (approximately 79%) in the upper left quadrant (I) along with IVF-MII oocytes, suggesting strong transcriptome similarity between these two groups. In contrast, MII from medium-IVM was more frequently located in the lower left quadrant (III) (approximately 46%), showing lower scores for both the MII maturation signature and the GV maturation signature. Interestingly, this lower left quadrant (III) largely contained cells derived from cluster 3, which were morphologically classified as MII despite their weak MII maturation signature. This morphological and transcriptome divergence suggests that these oocytes may be in a low-activity state, in a pre-maturation transitional or pending state. To evaluate confounding variables in our transcriptome analysis, we assessed the expression of cell cycle, apoptosis, and oxidative stress genes. No significant patterns were detected, indicating that the oocytes were neither biased nor stressed (Figure 14). This observation suggests that MII oocytes derived from OSC-IVM are transcriptionally more similar to oocytes under IVF-MII conditions compared to medium-IVM controls.
最後に、各実験条件で強いIVF MII成熟シグネチャを持つMII卵母細胞の割合を決定するために、「IVFのようなMII」シグネチャを持つ卵母細胞を含むと特定されたクラスター0と2の細胞の割合を計算した(図15D)。予想通り、IVF-MII条件からのMII卵母細胞の大部分(91%)はクラスター0と2に分類された。成熟へのプラスの影響が継続して示されているように、OSCとの共培養により、「IVFのようなMII」プロファイルを持つMII卵母細胞が79%生成された(クラスター0と2)。一方、培地-IVM条件から得られたMII卵母細胞の56%しか「IVF様MII」プロファイルクラスターには存在しなかった。この集団分布は、ランダムとは有意に異なる(χ2検定、α=0.00632)。総じて、本発明者らは、OSC-IVMは、IVF成熟MII卵母細胞に対して高いトランスクリプトーム類似性を持つMII卵母細胞の形成を支援するものであり、IVF処置からの裸化未成熟卵母細胞をレスキューするためにこの新規アプローチを使用できることを強く支持するものであると、結論付ける。 Finally, to determine the proportion of MII oocytes with a strong IVF-MII maturation signature under each experimental condition, we calculated the proportion of cells in clusters 0 and 2 identified as containing oocytes with an "IVF-like MII" signature (Figure 15D). As expected, the majority (91%) of MII oocytes from the IVF-MII condition were classified into clusters 0 and 2. Co-culturing with OSCs generated 79% of MII oocytes with an "IVF-like MII" profile (clusters 0 and 2), as the positive effect on maturation continues to be demonstrated. In contrast, only 56% of MII oocytes obtained from the medium-IVM condition were present in the "IVF-like MII" profile clusters. This population distribution is significantly different from random ( χ² test, α = 0.00632). Overall, the inventors conclude that OSC-IVM supports the formation of MII oocytes with high transcriptome similarity to IVF-mature MII oocytes, and strongly support the use of this novel approach to rescue veiled immature oocytes from IVF treatment.
実施例13.顆粒膜細胞はオバロイド内の生殖細胞の発達を支持する
ヒト始原生殖細胞様細胞(hPGCLC)を誘導及び培養する現在の方法では、DAZLなどの生殖腺PGCマーカーの発現を欠く、未成熟で移動前の始原生殖細胞(PGC)に対応する細胞が生成される。胎児発生において、PGCは、性腺体細胞との相互作用を通じて成熟し、DAZLは、多能性因子の下方制御及び配偶子形成への関与において重要な役割を果たす。このプロセスは最近、マウス胎児卵巣体細胞を使用して体外で再現され、hPGCLCを卵原細胞のような段階まで発達させることができた。体外由来のヒト顆粒膜細胞が同様の役割を果たし、種間の発達の不一致を排除する可能性があるという仮説を立てた。したがって、顆粒膜細胞とhPGCLCを組み合わせて卵巣オルガノイドを形成し、これをオバロイドと名付けた。
Example 13. Granulosa cells support germ cell development within ovaloids. Current methods for inducing and culturing human primordial germ cell-like cells (hPGCLCs) generate immature, pre-migration primordial germ cells (PGCs) lacking expression of gonadal PGC markers such as DAZL. During fetal development, PGCs mature through interaction with gonadal somatic cells, and DAZL plays a crucial role in the downregulation of pluripotency factors and involvement in gamete formation. This process has recently been replicated in vitro using mouse fetal ovarian somatic cells, allowing hPGCLCs to develop to an oogonia-like stage. We hypothesized that in vitro-derived human granulosa cells might play a similar role, potentially eliminating interspecies developmental discrepancies. Therefore, we combined granulosa cells and hPGCLCs to form ovarian organoids, which we named ovaloids.
オバロイドを生成するために、これら2つの細胞型を低結合U底ウェルに凝集させ、続いて気液界面トランスウェル培養に移した。比較として、以前説明したプロトコルに従ってマウス胎児卵巣体細胞を分離し、hPGCLCと凝集させた。免疫蛍光法により、hiPSC由来顆粒膜細胞との共培養4日目にOCT4+hPGCLCのサブセットで成熟マーカーDAZLの発現が始まったことが観察された(図16A)。対照的に、マウス細胞との共培養における強力なDAZL発現は32日目まで観察されず(図16B)、26日目にはより弱い発現が観察された。同様に、同じhPGCLC株と抗DAZL抗体を使用した以前の研究では、マウス胎児精巣体細胞との共培養の77日後にのみDAZLの発現が観察された。 To generate ovaloids, these two cell types were aggregated in low-binding U-bottom wells and subsequently transferred to gas-liquid interface transwell culture. For comparison, mouse embryonic ovarian somatic cells were isolated according to the previously described protocol and aggregated with hPGCLCs. Immunofluorescence revealed that expression of the maturation marker DAZL began in a subset of OCT4+ hPGCLCs on day 4 of co-culture with hiPSC-derived granulosa cells (Figure 16A). In contrast, potent DAZL expression in co-culture with mouse cells was not observed until day 32 (Figure 16B), and weaker expression was observed on day 26. Similarly, in a previous study using the same hPGCLC strain and anti-DAZL antibody, DAZL expression was observed only after 77 days of co-culture with mouse embryonic testicular somatic cells.
DAZL+細胞の割合は、ヒトオバロイドでは14日目、マウスオバロイドでは38日目に最大に達した(図16C)。ヒトオバロイドでは、OCT4+細胞の割合は8日目以降減少した。マウスオバロイドでも、OCT4+細胞の割合は時間の経過とともに減少した。ヒトオバロイドでは、16日目に、DAZL+OCT4+細胞に加えてDAZL+OCT4-細胞も現れ(図16E)、38日目を過ぎると、OCT4+細胞よりもDAZL+細胞の総数が多くなった(図16C)。DAZL+卵原細胞におけるOCT4の下方制御は、ヒト胎児卵巣発育の第二トリメスター中に体内で発生するが、この段階で起こると報告されているDAZLの細胞質のみへの局在への移行は観察されなかった。早期PGCマーカーであるTFAP2Cの発現は、卵巣培養中に減少し(図16D)、8日目にはほぼ完全に消失した。対照的に、SOX17の発現は8日目でもまだ確認でき、OCT4とDAZLの発現は54日目まで継続した(図16A、C)。 The proportion of DAZL+ cells reached its peak on day 14 in human oocytes and on day 38 in mouse oocytes (Figure 16C). In human oocytes, the proportion of OCT4+ cells decreased after day 8. In mouse oocytes, the proportion of OCT4+ cells also decreased over time. In human oocytes, DAZL+OCT4- cells appeared in addition to DAZL+OCT4+ cells on day 16 (Figure 16E), and after day 38, the total number of DAZL+ cells exceeded the number of OCT4+ cells (Figure 16C). Downregulation of OCT4 in DAZL+ oogonia occurs in vivo during the second trimester of human fetal ovarian development, but the transition of DAZL to cytoplasmic localization, which has been reported to occur at this stage, was not observed. Expression of TFAP2C, an early PGC marker, decreased during ovarian culture (Figure 16D) and almost completely disappeared by day 8. In contrast, SOX17 expression was still detectable on day 8, and OCT4 and DAZL expression continued until day 54 (Figure 16A, C).
このシステムにより、hPGCLCは急速に生殖腺段階まで発達したが、長期培養によりhiPSC及びマウス由来のオバロイド中の生殖細胞数が減少し(図16C)、これにより、これらのいずれかが死滅しているか、他の系統に分化していることが示された。マウス由来のオバロイドとは異なり、トランスウェルで培養されたhiPSC由来のオバロイドは徐々に平らになり、幅が広がり、38日目には大部分が崩壊した。 This system allowed hPGCLCs to rapidly develop to the gonadal stage, but long-term culture reduced the number of germ cells in hiPSCs and mouse-derived obaroids (Figure 16C), indicating that either of these cells were dying or differentiating into other strains. Unlike mouse-derived obaroids, hiPSC-derived obaroids cultured in Transwell gradually flattened and widened, and by day 38, most of them had disintegrated.
それにもかかわらず、これらの長期実験では、立方体のAMHR2+FOXL2+顆粒膜細胞で構成された空の卵胞のような構造の形成が観察され(図17A)、TFは卵母細胞が存在しなくても卵胞形成を促進できることが示唆された。卵胞のような構造の形成は16日目に初めて確認され(図16E)、26日目にはこれらの構造の最大のものが直径1~2mmに成長した(図17B)。70日目には、卵胞はさまざまな大きさの卵胞を発達させており、主に小さな単層卵胞(図17C)であったが、胞状卵胞(図17D)も含まれていた。卵胞の外側の細胞は、卵巣間質細胞及び卵胞膜細胞のマーカーであるNR2F2陽性染色を示した(図17C、D)。 Nevertheless, these long-term experiments observed the formation of empty follicle-like structures composed of cubic AMHR2+FOXL2+granulosa cells (Figure 17A), suggesting that TF can promote follicle formation even in the absence of oocytes. The formation of follicle-like structures was first observed on day 16 (Figure 16E), and by day 26, the largest of these structures had grown to a diameter of 1–2 mm (Figure 17B). By day 70, the follicles had developed into follicles of various sizes, mainly small, simple follicles (Figure 17C), but also including antral follicles (Figure 17D). The cells on the outer surface of the follicles showed NR2F2-positive staining, a marker for ovarian stromal and follicular membrane cells (Figures 17C, D).
このシステムにおけるhPGCLC及び体細胞の遺伝子発現をさらに調べるために、培養2、4、8、14日目に分離したオバロイドに対してscRNA-seqを実行し、遺伝子発現に応じて細胞をクラスター化した。予想通り、最大のクラスター(クラスター0)は、FOXL2、WNT4、及びCD82などの顆粒膜マーカーを発現する細胞を含有した(図17A、B)。FSHR及びCYP19A1などの二次/胞状顆粒膜細胞のマーカーを発現する細胞もこのクラスター内に見つかったが、その数ははるかに少ないものであった。卵巣間質マーカーNR2F2を発現するより小さなクラスター(クラスター1)も存在した。NR2F2は、間質細胞と卵胞膜細胞の両方によって発現されるが、クラスター1の細胞は、17α-ヒドロキシラーゼ(CYP17A1)を発現しなかった。このことは、それらがアンドロゲンを産生することができず、卵胞膜細胞ではなかったことを示している。 To further investigate gene expression in hPGCLCs and somatic cells in this system, scRNA-seq was performed on ovaloids isolated on days 2, 4, 8, and 14 of culture, and the cells were clustered according to gene expression. As expected, the largest cluster (cluster 0) contained cells expressing granulosa markers such as FOXL2, WNT4, and CD82 (Figure 17A, B). Cells expressing secondary/antral granulosa cell markers such as FSHR and CYP19A1 were also found within this cluster, but in much smaller numbers. A smaller cluster (cluster 1) expressing the ovarian stromal marker NR2F2 was also present. NR2F2 is expressed by both stromal and follicular cells, but the cells in cluster 1 did not express 17α-hydroxylase (CYP17A1). This indicates that they were unable to produce androgens and were not follicular cells.
CD38、KIT、PRDM1、TFAP2C、PRDM14、NANOG、及びPOU5F1などのマーカー遺伝子を発現するhPGCLCのクラスターも認められた。特に、X染色体lncRNA XIST、TSIX、及びXACTはすべて、他のクラスターと比較してhPGCLCでより高く発現しており(それぞれ平均で約80倍、約20倍、約2900倍)(図18B)、これは、hPGCでは、XISTとXACTの両方の高発現に関連するX再活性化のプロセスがhPGCLCで開始されていることを示している。2つの活性X染色体を持つ細胞でより多く発現することが知られているX染色体HPRT1遺伝子も、約3倍上方制御された。 Clusters of hPGCLCs expressing marker genes such as CD38, KIT, PRDM1, TFAP2C, PRDM14, NANOG, and POU5F1 were also observed. In particular, X-chromosome lncRNAs XIST, TSIX, and XACT were all expressed more highly in hPGCLCs compared to other clusters (approximately 80-fold, 20-fold, and 2900-fold on average, respectively) (Figure 18B). This indicates that in hPGCs, the X reactivation process associated with the high expression of both XIST and XACT is initiated in hPGCLCs. The X-chromosome HPRT1 gene, known to be more highly expressed in cells with two active X chromosomes, was also upregulated by approximately three times.
次に、体外で生成されたオバロイドを、ヒト胎児の卵巣発達の参照アトラスと比較した。Scanpy Ingestを使用してサンプルをアトラスに統合し、各細胞に体内データから最も近い細胞型を注釈付けした(図18C)。卵胞は主に顆粒膜、生殖腺間葉、前顆粒膜系統(図18D)からなり、少量の体腔上皮を持った。顆粒膜細胞の割合は2日目から8日目にかけて増加しており、これは体細胞集団の成熟を表している可能性がある。予想通り、胎児卵巣に存在する神経細胞、免疫細胞、平滑筋細胞、及び赤血球細胞は、本発明者らのオバロイドには全く存在しなかった。上皮細胞、内皮細胞、血管周囲細胞が検出されたが、その頻度は非常に低く(1%以下)、オフターゲット分化の率が低いことを表している可能性がある。 Next, the in vitro-generated obaroids were compared to a reference atlas of human fetal ovarian development. Using Scanpy Ingest, the samples were integrated into the atlas, and each cell was annotated with the cell type closest to the in vivo data (Figure 18C). The follicles consisted primarily of granulosa, gonadal mesenchyme, and pregranulosa lineages (Figure 18D), with a small amount of coelomic epithelium. The proportion of granulosa cells increased from day 2 to day 8, which may indicate maturation of the somatic cell population. As expected, nerve cells, immune cells, smooth muscle cells, and erythrocytes present in the fetal ovary were completely absent from our obaroids. Epithelial cells, endothelial cells, and perivascular cells were detected, but at very low frequencies (less than 1%), which may indicate a low rate of off-target differentiation.
さらに、実験の過程で、生殖細胞全体の分画と、生殖腺生殖細胞マーカーDAZL及びDDX4を発現する細胞分画を調べた(図18D)。胎児卵巣アトラスの統合に基づいて生殖細胞集団を定義した。この個体数は2日目から4日目にかけて増加したが、その後は減少した。比較すると、DAZL+細胞とDDX4+細胞の割合も2日目から4日目にかけて増加したが、4日目から14日目にかけてはほぼ一定のままであった(図18D)。DAZL+細胞とDAZL-細胞を比較して、差次的遺伝子発現解析と遺伝子オントロジーエンリッチメントを実行した。上方制御された遺伝子(log2fc>2、n=221)は、一般的な発生過程に関する項について最も割合が高かったが、接着及び移動(例えば、「アメーバ型細胞移動」)、ならびに生殖系の発達に関連する項も含んでいた。下方制御された遺伝子(log2fc<-2、n=6451)は、代謝プロセス及び有糸分裂細胞に強く関連していた。これらのデータは、本発明者らによるオバロイド中のDAZL+細胞がそれらの代謝及び成長を下方制御していることを示唆している。これは、PGC成長を抑制する既知のDAZLの役割と一致している。 Furthermore, during the experiment, we examined fractions of the entire germ cell population and fractions of cells expressing the gonadal germ cell markers DAZL and DDX4 (Figure 18D). Germ cell populations were defined based on the integration of fetal ovarian atlases. This population increased from day 2 to day 4, but then decreased. In comparison, the proportions of DAZL+ and DDX4+ cells also increased from day 2 to day 4, but remained nearly constant from day 4 to day 14 (Figure 18D). Differential gene expression analysis and gene ontology enrichment were performed by comparing DAZL+ and DAZL- cells. Upregulated genes (log2fc>2, n=221) were most prevalent for terms related to general developmental processes, but also included terms related to adhesion and migration (e.g., "amoeba-type cell migration"), as well as terms related to the development of the reproductive system. The downregulated genes (log2fc < -2, n = 6451) were strongly associated with metabolic processes and mitotic cells. These data suggest that DAZL+ cells in our OVA-roid downregulate their metabolism and growth. This is consistent with the known role of DAZL in suppressing PGC growth.
実施例14.前臨床試験
OSC-IVM系の前臨床試験を、同胞卵母細胞試験において細胞培養の培地が一致する対照を使用して実施した。この試験は、標準治療のゴナドトロピン刺激後に採取したヒト裸化未成熟卵母細胞と、最小ゴナドトロピン刺激後に採取したインタクトな未成熟COCとの両方を対象とした。対照条件は、OSCs-IVM条件と同じ培地配合を含有し、条件間の唯一の違いはOSC-IVM内のOSCの存在であった。結果は、OSC-IVMシステムが、極体の存在によって決定される卵母細胞の成熟率を統計的に有意に改善し、標準治療による裸化された卵母細胞で約15%(図19A)、最小限の刺激による無傷のCOCで約17%(図19B)改善したことを示している。OSC-IVMは、最小限の刺激後の無傷のCOCで使用するために販売されている臨床的に承認されたMedicult-IVMシステムと比較された。
Example 14. Preclinical trials Preclinical trials of the OSC-IVM system were conducted using a control with matched cell culture media in a sibling oocyte test. This test included both human naked immature oocytes collected after standard gonadotropin stimulation and intact immature COCs collected after minimal gonadotropin stimulation. The control condition contained the same culture medium formulation as the OSCs-IVM condition, with the only difference between the conditions being the presence of OSCs in the OSC-IVM. The results showed that the OSC-IVM system statistically significantly improved the oocyte maturation rate, as determined by the presence of polar bodies, by approximately 15% in naked oocytes with standard treatment (Figure 19A) and approximately 17% in intact COCs with minimal stimulation (Figure 19B). OSC-IVM was compared to the clinically approved Medicult-IVM system, which is marketed for use in intact COCs after minimal stimulation.
OSC-IVMは、承認済みの兄弟卵母細胞研究において、Medicult-IVMと比較して、研究ドナーあたり平均で卵母細胞の成熟率を約28%統計的に有意に改善した(図19C)。 In approved sibling oocyte studies, OSC-IVM statistically significantly improved oocyte maturation rates by approximately 28% on average per study donor compared to Medicult-IVM (Figure 19C).
OSC共培養によって卵母細胞の品質が向上するかどうかも決定された。「卵母細胞の質」を判定するための広く受け入れられている方法はまだ存在しないが、研究により、特定の形態的及び分子的な特徴が、IVFにおける胚形成及び出生率の向上と相関するため、そのような特徴を卵母細胞の質の推測のために使用できることが明らかになっている。そのような尺度の1つは、総卵母細胞スコア(TOS)であり、それは、成熟卵母細胞の6つの形態的特徴、すなわち、卵母細胞サイズ、透明帯サイズ、色/形状、細胞質粒度、極体の質、及びPVSの質の、人手による定性的評価から得られる。質の別の指標は、紡錘体アセンブリの配置である。これは、極体1(PB1)と紡錘体との間の角度を測定することによる卵母細胞の質の信頼できる指標として示されており、角度の減少は卵母細胞の質の向上と相関する。最後に、トランスクリプトーム解析で特定される特定の遺伝マーカーが、卵母細胞の質と相関している。これは、酸化ストレス、胚形成能力、及びDNA損傷などの指標を評価するものである。ここでは、OSC-IVMが培地を合わせた対照と比較して卵母細胞の品質を改善できるかどうかを決定するために、これら3つの指標すべてが採用された。限られた数の裸化された未成熟卵母細胞とIVF体内MII対照を使用して、本明細書に記載のOSCは、培地を適合させた対照と比較して卵母細胞の品質が改善される傾向があり、形態学的品質の点で体内MII卵母細胞との類似性を示すことが決定された(図20A)。OSC-IVMも同様に、培地を合わせた対照及びIVF体内MIIと比較して、PB1と紡錘体との間の角度が平均して減少することが示され、OSC-IVM MIIでは紡錘体が欠如している例は見られなかった(図20B)。さらに、差次的遺伝子発現解析(DGEA)により、
OSCs-IVM卵母細胞は体内のMII卵母細胞と高い類似性を示し、主要な胚発生能遺伝子の発現が期待されることが証明された(図20C~D)。
It was also determined whether OSC co-culture improves oocyte quality. While there is no widely accepted method for determining "oocyte quality," research has shown that certain morphological and molecular characteristics can be used to predict oocyte quality because they correlate with improved embryogenesis and birth rates in IVF. One such measure is the Total Oocyte Score (TOS), which is derived from a manual qualitative assessment of six morphological characteristics of mature oocytes: oocyte size, zona pellucida size, color/shape, cytoplasmic grain size, polar body quality, and PVS quality. Another indicator of quality is spindle assembly arrangement. This has been shown to be a reliable indicator of oocyte quality by measuring the angle between polar body 1 (PB1) and the spindle, with a decrease in angle correlating with improved oocyte quality. Finally, certain genetic markers identified by transcriptome analysis correlate with oocyte quality. These assess indicators such as oxidative stress, embryogenetic capacity, and DNA damage. Here, all three indicators were employed to determine whether OSC-IVM could improve oocyte quality compared to a culture-adjusted control. Using a limited number of deprived immature oocytes and IVF in vivo MII controls, it was determined that the OSCs described herein tended to improve oocyte quality compared to the culture-adjusted control and showed similarity to in vivo MII oocytes in terms of morphological quality (Figure 20A). Similarly, OSC-IVM showed an average reduction in the angle between PB1 and the spindle compared to the culture-adjusted control and IVF in vivo MII, and no cases of spindle deficiency were observed in OSC-IVM MII (Figure 20B). Furthermore, differential gene expression analysis (DGEA) revealed that
OSCs-IVM oocytes showed high similarity to MII oocytes in the body, demonstrating that they are expected to express major embryonic potential genes (Figure 20C-D).
さらに、OSC共培養の毒性を調べるために、ヒトとブタの両方の動物モデルが研究された。ヒトの前臨床モデルを利用して、OSCs-IVM条件が実行され、卵母細胞が急速なアポトーシスまたは細胞死の状態にあることを意味する「劣化」とみなされる卵母細胞の結果が評価された。その結果、OSC-IVMは、Medicult-IVM培地単独と比較して、ヒト卵母細胞における卵母細胞劣化率の有意な増大をもたらしていない(図21A)。同様に、OSC-IVM製品の存在下で成熟したブタ卵母細胞が胚盤胞を形成できるかどうかも評価した。図に示すとおり、本発明者らは、ブタ卵母細胞についてOSC-IVM条件で、成功裏に受精させ、胚盤胞を生成することができた(図21B)。これらのブタの研究は有効性を試験するために設計されたものではないが、OSCs-IVMは卵母細胞に対して毒性がなく、胚形成を妨げないことが実証されている。 Furthermore, to investigate the toxicity of OSC co-culture, both human and porcine animal models were studied. Using a human preclinical model, OSCs-IVM conditions were performed, and oocyte results were evaluated, specifically oocytes considered "degraded," meaning they were in a state of rapid apoptosis or cell death. The results showed that OSC-IVM did not result in a significant increase in oocyte degradation rates in human oocytes compared to Medicult-IVM medium alone (Figure 21A). Similarly, the ability of mature porcine oocytes to form blastocysts in the presence of the OSC-IVM product was also evaluated. As shown in the figure, the inventors were able to successfully fertilize and generate blastocysts from porcine oocytes under OSC-IVM conditions (Figure 21B). While these porcine studies were not designed to test efficacy, they demonstrate that OSCs-IVM is non-toxic to oocytes and does not interfere with embryogenesis.
上記は、本発明の例示的な実施形態の詳細な説明であった。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び追加を行うことができる。関連する新たな実施形態で多数の特徴の組み合わせを提供するために、上述の様々な実施形態のそれぞれの特徴を、必要に応じて他の説明した実施形態の特徴と組み合わせてもよい。さらに、上記ではいくつかの別個の実施形態を説明しているが、本明細書で説明したことは、本発明の原理の応用の単なる例示にすぎない。さらに、本明細書に示す特定の方法は、特定の順序で実行されるように例示及び/または説明することができるが、その順序は、本開示による方法、システム、装置、及びソフトウェアを達成するために、通常の技術範囲内で、大きく変えることができる。したがって、この説明は、例示としてのみ解釈されることを意図しており、他方で本発明の範囲を限定することを意図していない。 The above was a detailed description of exemplary embodiments of the present invention. Various modifications and additions can be made without departing from the spirit and scope of the invention. To provide numerous feature combinations in related new embodiments, features from each of the various embodiments described above may be combined as needed with features from other described embodiments. Furthermore, although several distinct embodiments are described above, what is described herein is merely illustrative of the application of the principles of the present invention. Furthermore, while certain methods shown herein may be illustrated and/or described to be performed in a specific order, that order can be significantly altered within the ordinary art to achieve the methods, systems, apparatus, and software described herein. Therefore, this description is intended to be interpreted as illustrative only and not intended to limit the scope of the invention.
例示的な実施形態を上記に開示し、添付の図面に例示してきた。当業者には明らかなとおり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書に具体的に開示したものに対して、様々な変更、省略、及び付加を行うことができる。 Exemplary embodiments have been disclosed above and illustrated in the accompanying drawings. As will be apparent to those skilled in the art, various modifications, omissions, and additions can be made to those specifically disclosed herein without departing from the spirit and scope of the present invention.
特定の実施形態
その他の実施形態
本明細書で言及する全ての刊行物、特許、及び特許出願は、それぞれ個々の刊行物または特許出願が具体的かつ個別的に参照により組み込まれるものとして、本明細書に参照により組み込まれる。
Specific Embodiments Other Embodiments All publications, patents, and patent applications referenced herein are incorporated by reference, with each individual publication or patent application being specifically and individually incorporated by reference.
本発明をその特定の実施形態に関連して説明してきたが、当然のことながら、本発明は、さらなる改変が可能であり、かつ、本出願は、概して本発明の原理に従い、かつ本発明が属する当該技術において既知のまたは慣習的な行為の範囲内に由来し、さらにこれまで示した本質的な特徴に適用可能で、特許請求の範囲に従うような本発明からの発展を含む、あらゆる変更、用途、または改変をカバーしている。 While the present invention has been described in relation to its specific embodiments, it goes without saying that the invention is subject to further modification, and this application covers all changes, uses, or modifications, including developments from the invention that generally adhere to the principles of the invention, derive from known or customary practices in the art to which the invention belongs, and are applicable to the essential features described herein and subject to the claims.
他の実施形態は、特許請求の範囲内である。 Other embodiments are described in the claims.
Claims (319)
(i)RUNX2、
(ii)NR5A1、
(iii)GATA4、
(iv)FOXL2、
(v)前記転写因子のうちの2つの任意の組み合わせ、
(vi)前記転写因子のうちの3つの任意の組み合わせ、または
(vii)前記転写因子の4つすべての組み合わせのうちの1つ以上を発現または過剰発現する、請求項13に記載の組成物。 The aforementioned hiPSC is the following transcription factor (i) RUNX2,
(ii) NR5A1,
(iii) GATA4,
(iv) FOXL2,
(v) Any combination of two of the transcription factors,
(vi) any combination of three of the transcription factors, or (vii) one or more combinations of all four of the transcription factors, according to claim 13.
(i)任意選択で約5~約15mg/mLの濃度、さらに任意選択で10mg/mLの濃度のヒト血清アルブミン(HSA)、
(ii)任意選択で約70mIU/mL~約80mIU/mLの濃度、さらに任意選択で75mIU/mLの濃度の組み換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、
(iii)任意選択で約95mIU/mL~約105mIU/mLの濃度、さらに任意選択で100mIU/mLの濃度のヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、
(iv)任意選択で約495ng/mL~約505ng/mLの濃度、さらに任意選択で500ng/mLの濃度のアンドロステンジオン、
(v)任意選択で約0.5μg/mL~約1.5μg/mLの濃度、さらに任意選択で1μg/mLの濃度のドキシサイクリン、
または前記1つ以上のサプリメントの任意の組み合わせを含む、請求項37に記載の組成物。 The one or more supplements mentioned above are
(i) Human serum albumin (HSA) at a concentration of approximately 5 to 15 mg/mL (optional), and at a concentration of 10 mg/mL (optional).
(ii) Recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH) at a concentration of approximately 70 mIU/mL to approximately 80 mIU/mL, and at an optional concentration of 75 mIU/mL.
(iii)Optionally, human chorionic gonadotropin (hCG) at concentrations of approximately 95 mIU/mL to approximately 105 mIU/mL, and optionally at a concentration of 100 mIU/mL.
(iv)Optionally, androstenedione at concentrations of approximately 495 ng/mL to approximately 505 ng/mL, and further optionally, at a concentration of 500 ng/mL.
(v) Optionally, doxycycline at concentrations of approximately 0.5 μg/mL to approximately 1.5 μg/mL, and optionally at a concentration of 1 μg/mL.
The composition according to claim 37, or comprising any combination of the one or more supplements.
(a)1つ以上のiPSCを分化させて1つ以上のOSCを生成することと、
(b)対象から1つ以上の未成熟卵母細胞を採取することと、
(c)前記1つ以上の卵母細胞を前記1つ以上のOSCと共培養し、それによって1つ以上の成熟卵母細胞を生成することと、を含む、前記方法。 A method for generating mature oocytes for use in ART treatment, wherein the method is:
(a) Differentiating one or more iPSCs to generate one or more OSCs,
(b) Collect one or more immature oocytes from the subject,
(c) The method comprising co-culturing one or more oocytes with one or more OSCs to generate one or more mature oocytes.
(a)前記対象から1つ以上の未成熟卵母細胞を採取することと、
(b)前記1つ以上の卵母細胞を、iPSCから分化した1つ以上のOSCと共培養し、それによって1つ以上の成熟卵母細胞を生成することと、
(c)前記1つ以上の成熟卵母細胞を単離することと、を含む、前記方法。 A method for promoting the maturation of oocytes of a subject who has undergone ART treatment and has previously been administered one or more follicle-inducing agents during the follicle induction period, wherein the method is:
(a) Collecting one or more immature oocytes from the subject,
(b) Co-culturing one or more oocytes with one or more OSCs differentiated from iPSCs, thereby generating one or more mature oocytes,
(c) The method comprising isolating one or more mature oocytes.
(i)RUNX2、
(ii)NR5A1、
(iii)GATA4、
(iv)FOXL2、
(v)前記転写因子のうちの2つの任意の組み合わせ、
(vi)前記転写因子のうちの3つの任意の組み合わせ、または
(vii)前記転写因子の4つすべての組み合わせのうちの1つ以上を発現または過剰発現する、請求項100に記載の方法。 The aforementioned hiPSC is the following transcription factor (i) RUNX2,
(ii) NR5A1,
(iii) GATA4,
(iv) FOXL2,
(v) Any combination of two of the transcription factors,
(vi) expressing or overexpressing any combination of three of the transcription factors, or (vii) expressing or overexpressing one or more combinations of all four of the transcription factors.
(i)任意選択で約5~約15mg/mLの濃度、さらに任意選択で10mg/mLの濃度のヒト血清アルブミン(HSA)、
(ii)任意選択で約70mIU/mL~約80mIU/mLの濃度、さらに任意選択で75mIU/mLの濃度の組み換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、
(iii)任意選択で約95mIU/mL~約105mIU/mLの濃度、さらに任意選択で100mIU/mLの濃度のヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、
(iv)任意選択で約495ng/mL~約505ng/mLの濃度、さらに任意選択で500ng/mLの濃度のアンドロステンジオン、
(v)任意選択で約0.5μg/mL~約1.5μg/mLの濃度、さらに任意選択で1μg/mLの濃度のドキシサイクリン、
または前記1つ以上のサプリメントの任意の組み合わせを含む、請求項124に記載の方法。 The one or more supplements mentioned above are
(i) Human serum albumin (HSA) at a concentration of approximately 5 to 15 mg/mL (optional), and at a concentration of 10 mg/mL (optional).
(ii) Recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH) at a concentration of approximately 70 mIU/mL to approximately 80 mIU/mL, and at an optional concentration of 75 mIU/mL.
(iii)Optionally, human chorionic gonadotropin (hCG) at concentrations of approximately 95 mIU/mL to approximately 105 mIU/mL, and optionally at a concentration of 100 mIU/mL.
(iv)Optionally, androstenedione at concentrations of approximately 495 ng/mL to approximately 505 ng/mL, and further optionally, at a concentration of 500 ng/mL.
(v) Optionally, doxycycline at concentrations of approximately 0.5 μg/mL to approximately 1.5 μg/mL, and optionally at a concentration of 1 μg/mL.
The method according to claim 124, or the method comprising any combination of the one or more supplements.
(a)前記1つ以上のiPSCを体外で培養することと、
(b)前記1つ以上のiPSCでは、FOXL2、NR5A1、RUNX2、GATA4、またはそれらの任意の組み合わせを含む1つ以上の転写因子の発現または過剰発現を誘導し、それによって分化細胞を生成することと、
(c)(b)から得られた前記分化細胞が1つ以上のOSCの遺伝子発現プロファイルに類似した遺伝子発現プロファイルを示すことを決定することと、
(d)前記特定された1つ以上のOSCを、対象から以前に採取された1つ以上の卵母細胞と共培養し、それによって前記1つ以上の卵母細胞を成熟させることと、を含む、前記方法。 A method for promoting the differentiation of one or more induced pluripotent stem cells (iPSCs) into one or more ovarian supporting cells (OSCs), wherein the method is:
(a) Culturing one or more iPSCs in vitro,
(b) In one or more iPSCs, the expression or overexpression of one or more transcription factors including FOXL2, NR5A1, RUNX2, GATA4, or any combination thereof is induced, thereby generating differentiated cells.
(c) Determine that the differentiated cells obtained from (b) exhibit a gene expression profile similar to the gene expression profile of one or more OSCs,
(d) The method comprising co-culturing one or more of the identified OSCs with one or more oocytes previously collected from a subject, thereby maturing the one or more oocytes.
(a)前記1つ以上のiPSCを体外で培養することと、
(b)前記1つ以上のiPSCでは、FOXL2、NR5A1、RUNX2、GATA4、またはそれらの任意の組み合わせを含む1つ以上の転写因子の発現または過剰発現を誘導し、それによって分化細胞を生成することと、
(c)(b)から得られた前記分化細胞が1つ以上のOSCの遺伝子発現プロファイルに類似した遺伝子発現プロファイルを示すことを決定することと、
(d)前記特定された1つ以上のOSCを、対象から以前に採取された1つ以上の卵母細胞と共培養し、それによって前記1つ以上の卵母細胞を成熟させることと、を含む、前記方法。 A method for generating one or more ovarian supporting cells (OSCs) from one or more induced pluripotent stem cells (iPSCs), wherein the method is:
(a) Culturing one or more iPSCs in vitro,
(b) In one or more iPSCs, the expression or overexpression of one or more transcription factors including FOXL2, NR5A1, RUNX2, GATA4, or any combination thereof is induced, thereby generating differentiated cells.
(c) Determine that the differentiated cells obtained from (b) exhibit a gene expression profile similar to the gene expression profile of one or more OSCs,
(d) The method comprising co-culturing one or more of the identified OSCs with one or more oocytes previously collected from a subject, thereby maturing the one or more oocytes.
(a)1つ以上のiPSCを体外で培養することと、
(b)前記1つ以上のiPSCでは、FOXL2、NR5A1、RUNX2、GATA4、またはそれらの任意の組み合わせを含む1つ以上の転写因子の発現または過剰発現を誘導し、それによって分化細胞を生成することと、
(c)(b)から得られた前記分化細胞が1つ以上のOSCの遺伝子発現プロファイルに類似した遺伝子発現プロファイルを示すことを決定することと、
(d)前記特定された1つ以上のOSCを、対象から以前に採取された1つ以上の卵母細胞と共培養し、それによって1つ以上の卵母細胞を成熟させることと、を含む、前記方法。 A method for preparing a composition comprising one or more ovarian supporting cells (OSCs), wherein the method is:
(a) Culturing one or more iPSCs in vitro,
(b) In one or more iPSCs, the expression or overexpression of one or more transcription factors including FOXL2, NR5A1, RUNX2, GATA4, or any combination thereof is induced, thereby generating differentiated cells.
(c) Determine that the differentiated cells obtained from (b) exhibit a gene expression profile similar to the gene expression profile of one or more OSCs,
(d) The method comprising co-culturing one or more of the identified OSCs with one or more oocytes previously collected from the subject, thereby maturing one or more oocytes.
(i)任意選択で約5~約15mg/mLの濃度、さらに任意選択で10mg/mLの濃度のヒト血清アルブミン(HSA)、
(ii)任意選択で約70mIU/mL~約80mIU/mLの濃度、さらに任意選択で75mIU/mLの濃度の組み換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、
(iii)任意選択で約95mIU/mL~約105mIU/mLの濃度、さらに任意選択で100mIU/mLの濃度のヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、
(iv)任意選択で約495ng/mL~約505ng/mLの濃度、さらに任意選択で500ng/mLの濃度のアンドロステンジオン、
(v)任意選択で約0.5μg/mL~約1.5μg/mLの濃度、さらに任意選択で1μg/mLの濃度のドキシサイクリン、
または前記1つ以上のサプリメントの任意の組み合わせを含む、請求項167に記載の方法。 The one or more supplements mentioned above are
(i) Human serum albumin (HSA) at a concentration of approximately 5 to 15 mg/mL (optional), and at a concentration of 10 mg/mL (optional).
(ii) Recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH) at a concentration of approximately 70 mIU/mL to approximately 80 mIU/mL, and at an optional concentration of 75 mIU/mL.
(iii)Optionally, human chorionic gonadotropin (hCG) at concentrations of approximately 95 mIU/mL to approximately 105 mIU/mL, and optionally at a concentration of 100 mIU/mL.
(iv)Optionally, androstenedione at concentrations of approximately 495 ng/mL to approximately 505 ng/mL, and further optionally, at a concentration of 500 ng/mL.
(v) Optionally, doxycycline at concentrations of approximately 0.5 μg/mL to approximately 1.5 μg/mL, and optionally at a concentration of 1 μg/mL.
The method according to claim 167, or comprising any combination of the one or more supplements.
(i)RUNX2、
(ii)NR5A1、
(iii)GATA4、
(iv)FOXL2、
(v)前記転写因子のうちの2つの任意の組み合わせ、
(vi)前記転写因子のうちの3つの任意の組み合わせ、または
(vii)前記転写因子の4つすべての組み合わせのうちの1つ以上を発現または過剰発現する、請求項252に記載のシステム。 The aforementioned hiPSC is the following transcription factor (i) RUNX2,
(ii) NR5A1,
(iii) GATA4,
(iv) FOXL2,
(v) Any combination of two of the transcription factors,
(vi) expressing or overexpressing any combination of three of the transcription factors, or (vii) expressing or overexpressing one or more combinations of all four of the transcription factors.
(i)任意選択で約5~約15mg/mLの濃度、さらに任意選択で10mg/mLの濃度のヒト血清アルブミン(HSA)、
(ii)任意選択で約70mIU/mL~約80mIU/mLの濃度、さらに任意選択で75mIU/mLの濃度の組み換え卵胞刺激ホルモン(rFSH)、
(iii)任意選択で約95mIU/mL~約105mIU/mLの濃度、さらに任意選択で100mIU/mLの濃度のヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、
(iv)任意選択で約495ng/mL~約505ng/mLの濃度、さらに任意選択で500ng/mLの濃度のアンドロステンジオン、
(v)任意選択で約0.5μg/mL~約1.5μg/mLの濃度、さらに任意選択で1μg/mLの濃度のドキシサイクリン、
または前記1つ以上のサプリメントの任意の組み合わせを含む、請求項276に記載のシステム。 The one or more supplements mentioned above are
(i) Human serum albumin (HSA) at a concentration of approximately 5 to 15 mg/mL (optional), and at a concentration of 10 mg/mL (optional).
(ii) Recombinant follicle-stimulating hormone (rFSH) at a concentration of approximately 70 mIU/mL to approximately 80 mIU/mL, and at an optional concentration of 75 mIU/mL.
(iii)Optionally, human chorionic gonadotropin (hCG) at concentrations of approximately 95 mIU/mL to approximately 105 mIU/mL, and optionally at a concentration of 100 mIU/mL.
(iv)Optionally, androstenedione at concentrations of approximately 495 ng/mL to approximately 505 ng/mL, and further optionally, at a concentration of 500 ng/mL.
(v) Optionally, doxycycline at concentrations of approximately 0.5 μg/mL to approximately 1.5 μg/mL, and optionally at a concentration of 1 μg/mL.
The system according to claim 276, or comprising any combination of the one or more supplements.
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