JP2004073195A - Method for culturing tissue cell - Google Patents

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林 孔華
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田村 知明
Ryoji Saito
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to differentiate and induce marrow cells to arbitrary tissue cells. <P>SOLUTION: A method for culturing the tissue cells 1 comprises mixing the tissue cells 1 which are collected from a patient and to be cultured with other cells 2 which are collected from the same patient and contain stem cells 4, then culturing the mixed cells. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 この発明は、組織細胞の培養方法に関するものである。 The present invention relates to a method for culturing tissue cells.

 近年、骨腫瘍摘出や外傷等により生じた骨の欠損部に、骨補填材を補填することにより、骨を再生させて欠損部を修復することが可能になってきている。骨補填材としては、ハイドロキシアパタイト(HAP)やリン酸三カルシウム(TCP)が知られているが、体内に異物を残さないとする考え方から、例えば、β−TCPのようなリン酸カルシウム多孔体からなる足場材が使用される。β−TCPを骨欠損部の骨組織に接触させておくと、破骨細胞がβ−TCPを食べ、骨芽細胞が新しい骨を形成するいわゆるリモデリングが行われる。すなわち、骨欠損部に補填された骨補填材は、経時的に自家骨に置換されていくことになる。 In recent years, it has become possible to regenerate bone and repair the defect by replenishing the bone defect caused by removal of a bone tumor or trauma with a bone substitute. Hydroxyapatite (HAP) and tricalcium phosphate (TCP) are known as bone replacement materials. However, from the viewpoint that no foreign substance is left in the body, for example, a calcium phosphate porous material such as β-TCP is used. Scaffolding is used. When β-TCP is kept in contact with the bone tissue of a bone defect, so-called remodeling is performed in which osteoclasts eat β-TCP and osteoblasts form new bone. That is, the bone replacement material that has been repaired in the bone defect part is replaced with autologous bone over time.

 一方、術後の骨欠損部の修復速度を高めるために、患者から採取した骨髄間葉系幹細胞を骨補填材とともに培養することにより製造される培養骨を使用することが提案されている。この場合において、間葉系幹細胞を骨芽細胞に分化させるには、例えば、デキサメタゾンのような分化誘導因子が有効であることが知られている。したがって、このような分化誘導因子とともに培養されることにより、骨芽細胞が骨補填材を足場にして増殖した状態の培養骨を骨欠損部に補填するので、手術後に体内で細胞を増殖させる方法と比較すると、自家骨に置換されるまでの日数を大幅に短縮することができる(例えば、非特許文献1参照。)。
植村他2名,「生分解性β−TCP多孔材料を用いた骨におけるティッシュエンジニアリング−生体内で強度を増す新しい材料オスフェリオン−」,メディカル朝日,朝日新聞社,2001年10月1日,第30巻,第10号,p.46−49
On the other hand, it has been proposed to use a cultured bone produced by culturing bone marrow mesenchymal stem cells collected from a patient together with a bone filling material in order to increase the repair rate of a bone defect after surgery. In this case, it is known that a differentiation-inducing factor such as dexamethasone is effective for differentiating mesenchymal stem cells into osteoblasts. Therefore, by culturing with such a differentiation-inducing factor, osteoblasts replenish the cultured bone in a state where the osteoblasts have proliferated using the bone-reinforcing material as a scaffold. As compared with, the number of days until replacement with autologous bone can be greatly reduced (for example, see Non-Patent Document 1).
Uemura et al., “Tissue Engineering in Bone Using Biodegradable β-TCP Porous Material-Ospherion, a New Material that Increases Strength in the Living Body”, Medical Asahi, Asahi Shimbun, October 1, 2001, No. 30 Vol. 10, No. 10, p. 46-49

 しかしながら、骨組織以外の他の多くの組織細胞においては、いかなる分化誘導因子を使用すれば、間葉系幹細胞を所望の組織細胞に分化させることができるのかについては明らかではない。例えば、骨髄細胞から培養した間葉系幹細胞から軟骨細胞へ分化させることは困難である。 However, in many other tissue cells other than bone tissue, it is not clear what kind of differentiation inducer can be used to differentiate mesenchymal stem cells into desired tissue cells. For example, it is difficult to differentiate mesenchymal stem cells cultured from bone marrow cells into chondrocytes.

 この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、骨髄細胞から任意の組織細胞へ分化誘導することを可能とし、培養期間を短縮することができる組織細胞の培養方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a method for culturing tissue cells, which can induce differentiation from bone marrow cells into any tissue cells and can shorten the culture period. It is an object.

 上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
 請求項1に係る発明は、患者から採取した培養すべき組織細胞を同じ患者から採取した幹細胞を含む細胞と混合して培養する組織細胞の培養方法を提供する。
 この発明によれば、同じ患者から採取した組織細胞と幹細胞を含む細胞とを共培養することにより、組織細胞によって当該組織細胞への幹細胞の分化を誘導することが可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The invention according to claim 1 provides a method for culturing tissue cells in which tissue cells to be cultured collected from a patient are mixed with cells containing stem cells collected from the same patient and cultured.
According to the present invention, by co-culturing tissue cells collected from the same patient with cells containing stem cells, it becomes possible to induce the differentiation of stem cells into the tissue cells by the tissue cells.

 請求項2に係る発明は、請求項1に記載の組織細胞の培養方法において、組織細胞と幹細胞を含む細胞とを混合して所定の培地内において一次培養した後に、生体組織補填材と混合して二次培養する培養方法を提供する。
 この発明によれば、共培養されることにより組織細胞へ分化誘導された幹細胞を生体組織補填材と混合して二次培養することにより、生体組織補填材を足場として成長した組織細胞を有する補填体を製造することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, in the method for culturing a tissue cell according to the first aspect, the tissue cells and the cells including the stem cells are mixed and primary cultured in a predetermined medium, and then mixed with a biological tissue supplement. To provide a culture method for secondary culturing.
According to the present invention, a stem cell that has been induced to differentiate into a tissue cell by being co-cultured is mixed with a living tissue filling material and then subcultured, whereby a supplement having tissue cells grown using the living tissue filling material as a scaffold is provided. The body can be manufactured.

 請求項3に係る発明は、請求項1に記載の組織細胞の培養方法において、幹細胞を含む細胞および組織細胞を別々に所定の培地内において一次培養した後に、一次培養された幹細胞を含む細胞と組織細胞とを混合し、さらに生体組織補填材を混合して二次培養する培養方法を提供する。
 この発明によれば、幹細胞を含む細胞および組織細胞は、別々に一次培養されることにより、それぞれ他の細胞に分化することなく成長させられる。この後に、両者を混合し、さらに生体組織補填材を混合して二次培養することにより、充分な量の幹細胞から分化した充分な量の組織細胞が生体組織補填材を足場として成長した補填体を得ることが可能となる。
The invention according to claim 3 is the method for culturing tissue cells according to claim 1, wherein the cells including stem cells and the tissue cells are separately primary-cultured in a predetermined medium, and then the cells including primary-cultured stem cells are used. Provided is a culture method in which tissue cells are mixed, and further, a living tissue replacement material is mixed, followed by secondary culture.
According to the present invention, the cells including the stem cells and the tissue cells are grown separately without being differentiated by being separately primary-cultured. After that, by mixing the two, and further mixing the living tissue replacement material and performing a secondary culture, a sufficient amount of tissue cells differentiated from a sufficient amount of stem cells have grown using the living tissue replacement material as a scaffold. Can be obtained.

 請求項4に係る発明は、請求項1に記載の組織細胞の培養方法において、幹細胞を含む細胞を所定の培地内において一次培養し、組織細胞を生体組織補填材とともに所定の培地内において一次培養した後に、一次培養された幹細胞を含む細胞と生体組織補填材に付着した組織細胞とを混合して二次培養する培養方法を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method for culturing tissue cells according to the first aspect, cells including stem cells are primarily cultured in a predetermined medium, and the tissue cells are primarily cultured in a predetermined medium together with a living tissue supplement. After that, the present invention provides a culture method of mixing cells containing primary cultured stem cells and tissue cells attached to a living tissue filling material to perform secondary culture.

 この発明によれば、組織細胞に分化させる幹細胞を、一次培養によって充分な量となるまで培養することができる。また、組織細胞を生体組織補填材とともに一次培養することにより、幹細胞の分化を充分に誘導し得る量の組織細胞が生体組織補填材に付着したものを製造することができる。そして、この後に両者を混合して二次培養することにより、幹細胞を所望の組織細胞へ分化させつつ、生体組織補填材に付着させることが可能となる。 According to the present invention, stem cells to be differentiated into tissue cells can be cultured by primary culture until a sufficient amount is obtained. In addition, by primary culturing the tissue cells together with the living tissue filling material, it is possible to produce a living tissue filling material having an amount of tissue cells capable of sufficiently inducing the differentiation of stem cells. Then, by mixing the two and then performing secondary culture, it becomes possible to differentiate the stem cells into desired tissue cells and attach them to the living tissue filling material.

 請求項5に係る発明は、幹細胞を含む細胞と、ヒト繊維芽細胞とを混合して培養する細胞の培養方法を提供する。
 この発明によれば、ヒト繊維芽細胞の分泌するサイトカイン(bFGF、VEGF、PDGF、HGF、KGF、GM−CFC)とマトリクス(コラーゲン)などの因子の相互作用により、幹細胞の増殖を促進することが可能となる。
The invention according to claim 5 provides a method for culturing cells in which cells containing stem cells and human fibroblasts are mixed and cultured.
According to the present invention, the proliferation of stem cells can be promoted by the interaction between cytokines (bFGF, VEGF, PDGF, HGF, KGF, GM-CFC) secreted by human fibroblasts and factors such as matrix (collagen). It becomes possible.

 請求項6に係る発明は、請求項5に記載の組織細胞の培養方法において、放射線(例えば、X線、γ線)を用いて増殖能を失わせる処理をヒト繊維芽細胞に施した後に、幹細胞を含む細胞と混合する培養方法を提供する。
 この発明によれば、ヒト繊維芽細胞の増殖能が放射線を用いた処理により失われるので、幹細胞と混合された状態での培養工程において、ヒト繊維芽細胞が増殖して培養すべき幹細胞の増殖を抑えてしまうことを防止できる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for culturing tissue cells according to the fifth aspect, after performing a treatment for losing the proliferation ability using radiation (for example, X-ray or γ-ray) on the human fibroblast, A culture method for mixing with cells including stem cells is provided.
According to the present invention, since the proliferation ability of human fibroblasts is lost by treatment with radiation, in a culture step in a state of being mixed with stem cells, human fibroblasts proliferate and proliferate stem cells to be cultured. Can be prevented from being suppressed.

 請求項7に係る発明は、ヒト繊維芽細胞を培養容器に播いた後に、培養容器上に播かれたヒト繊維芽細胞上に、幹細胞を含む細胞を播いて培養する細胞の培養方法を提供する。
 この発明によれば、最初に培養容器内に播かれたヒト繊維芽細胞の作用により、幹細胞の培養容器底面への接着効率を向上することが可能となる。その結果、培養の開始時に即座に増殖可能な幹細胞数を増やし、培養効率を向上することができる。
The invention according to claim 7 provides a method for culturing cells in which, after sowing human fibroblasts in a culture vessel, cells containing stem cells are sowed and cultured on human fibroblasts sowed on the culture vessel. .
According to the present invention, it is possible to improve the efficiency of adhesion of stem cells to the bottom surface of a culture container by the action of human fibroblasts initially seeded in the culture container. As a result, the number of stem cells that can be immediately expanded at the start of culture can be increased, and the culture efficiency can be improved.

 本発明に係る組織細胞の培養方法によれば、種々の生体組織細胞に分化可能な幹細胞とともに、所望の組織細胞を混合して共培養するので、幹細胞の当該組織細胞への分化を誘導して、効率的に当該組織細胞の補填体を製造することができるという効果を奏する。特に、分化誘導因子の存在が知られていない組織細胞の補填体の製造に有効である。
 また、共培養する細胞同士の相互作用により、培養期間を短縮し、培養効率を向上することができる。
According to the method for culturing tissue cells according to the present invention, the desired tissue cells are mixed and co-cultured together with the stem cells capable of differentiating into various living tissue cells, so that the differentiation of the stem cells into the tissue cells is induced. This has the effect of efficiently producing a complement of the tissue cell. In particular, it is effective for producing a complement of tissue cells in which the presence of a differentiation inducing factor is not known.
Further, the interaction between cells to be co-cultured can shorten the culture period and improve the culture efficiency.

 この発明の第1の実施形態に係る組織細胞の培養方法について、図面を参照して以下に説明する。
 本実施形態に係る培養方法は、患者から採取した培養すべき組織細胞を同じ患者から採取した幹細胞を含む細胞と混合して培養する組織細胞の培養方法を提供するものである。
 ここで、幹細胞を含む細胞とは、例えば、骨髄細胞である。
The method for culturing tissue cells according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The culture method according to the present embodiment provides a method of culturing tissue cells in which tissue cells to be cultured collected from a patient are mixed with cells including stem cells collected from the same patient and cultured.
Here, the cells containing stem cells are, for example, bone marrow cells.

 さらに具体的には、本実施形態に係る培養方法は、図1に示されるように、患者から採取した所定の組織細胞1および骨髄細胞2を所定の培地A内において培養する一次培養ステップと、培養されることにより成長した組織細胞3および間葉系幹細胞4を所定の培地B内においてさらに培養する二次培養ステップとを備えている。
 なお、この培養方法を実施するために、まず、患者から採取した骨髄液を、例えば、遠心分離機にかけることにより骨髄細胞2を抽出しておく。また、同一の患者から、正常な組織細胞1を採取しておく。
More specifically, the culture method according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a primary culture step of culturing predetermined tissue cells 1 and bone marrow cells 2 collected from a patient in a predetermined medium A, A secondary culturing step of further culturing the tissue cells 3 and the mesenchymal stem cells 4 grown by culturing in a predetermined medium B.
In order to carry out this culture method, first, bone marrow cells 2 are extracted by applying, for example, a bone marrow fluid collected from a patient to a centrifuge. In addition, normal tissue cells 1 are collected from the same patient.

 前記一次培養ステップは、まず、準備された骨髄細胞2および組織細胞1を、所定の培地A、例えば、MEM(Minimal Essential Medium:最小必須培地)、FBS(Fetal Bovine Serum:ウシ胎児血清)および抗生物質を適当な比率で混合することにより構成された培地A内に投入する。次いで、所定の培養条件、例えば、37±0.5℃およびCO濃度5%に設定したインキュベータ内で約10日間にわたって培養する。培養途中において、定期的に培地Aを交換する。 In the primary culture step, first, the prepared bone marrow cells 2 and tissue cells 1 are placed in a predetermined medium A, for example, MEM (Minimal Essential Medium), FBS (Fetal Bovine Serum: fetal bovine serum) and antibiotics. The substance is introduced into a medium A constituted by mixing the substances in an appropriate ratio. Subsequently, the cells are cultured for about 10 days in an incubator set under predetermined culture conditions, for example, 37 ± 0.5 ° C. and a CO 2 concentration of 5%. During the culture, the medium A is changed periodically.

 このようにして、一次培養ステップにおいては、培養容器の底面に骨髄細胞2中の間葉系幹細胞4が、組織細胞3とともに付着して成長する。この際に、組織細胞3は、間葉系幹細胞4に接触することにより、間葉系幹細胞4のその組織細胞3への分化を誘導し始める。
 この状態で、例えば、トリプシンのような蛋白質分解酵素を用いて間葉系幹細胞4および組織細胞3を培養容器の底面から剥離させた後、遠心分離機にかけることにより回収する。
Thus, in the primary culture step, the mesenchymal stem cells 4 in the bone marrow cells 2 adhere to and grow with the tissue cells 3 on the bottom surface of the culture vessel. At this time, the tissue cells 3 come into contact with the mesenchymal stem cells 4 to start inducing the differentiation of the mesenchymal stem cells 4 into the tissue cells 3.
In this state, for example, the mesenchymal stem cells 4 and the tissue cells 3 are detached from the bottom surface of the culture vessel using a protease such as trypsin, and then collected by centrifugation.

 次いで、二次培養ステップは、回収された間葉系幹細胞4および組織細胞3を補填材5とともに培養容器に投入し、所定の培地B、例えば、一次培養に使用された培地とは異なり、MEM、FBSや抗生物質の他にビタミンCのような栄養剤、成長因子等が混合された培地に浸漬された状態で行われる。補填材5は、例えば、βリン酸三カルシウムとポリ乳酸との混合体である。培養条件は、例えば、上述した一次培養ステップと同様に、例えば、37±0.5℃およびCO濃度5%に設定したインキュベータ内で約2週間にわたって行われる。培養途中において、定期的に培地Bを交換する点も一次培養ステップと同様である。 Next, in the secondary culture step, the collected mesenchymal stem cells 4 and tissue cells 3 are put into a culture vessel together with the supplementary material 5, and, unlike a predetermined medium B, for example, a MEM different from the medium used for the primary culture, , A nutrient such as vitamin C, a growth factor and the like in addition to FBS and antibiotics. The filler 5 is, for example, a mixture of β-tricalcium phosphate and polylactic acid. Culture conditions are, for example, in an incubator set at 37 ± 0.5 ° C. and a CO 2 concentration of 5% for about 2 weeks, for example, similarly to the primary culture step described above. During the culturing, the medium B is changed periodically as in the primary culturing step.

 二次培養ステップにおいては、間葉系幹細胞4が、一緒に存在する組織細胞3に誘導されてその組織細胞3へと分化させられるとともに、補填材5に付着することにより、補填材5を足場として成長する。これにより、補填材5が組織細胞3へと部分的に置換した生体組織補填体6が製造されることになる。このような生体組織補填体6は、生体内の生体組織に生じた欠損部に補填されることにより、極めて早期に生体組織が再生され欠損部を修復することができる。したがって、術後の修復速度を向上して、患者の負担を軽減することができる。 In the secondary culture step, the mesenchymal stem cells 4 are induced by the coexisting tissue cells 3 and differentiated into the tissue cells 3, and adhere to the filling material 5, whereby the filling material 5 is scaffolded. To grow as. As a result, the living tissue replacement 6 in which the replacement material 5 is partially replaced by the tissue cells 3 is manufactured. By filling such a defect in the living tissue in the living body, the living tissue filling body 6 can regenerate the living tissue very quickly and repair the defect. Therefore, the postoperative repair speed can be improved, and the burden on the patient can be reduced.

 なお、本実施形態に係る培養方法では、所定の組織細胞1が、骨髄細胞2に含有される間葉系幹細胞4とともに一次培養ステップから共培養される。したがって、本実施形態の培養方法を適用できる組織細胞1としては、所定の条件下で間葉系幹細胞4のその組織細胞1への分化を抑えつつ、間葉系幹細胞4自体の成長を行わせることができる組織細胞1、例えば、軟骨細胞が適している。 In the culture method according to the present embodiment, the predetermined tissue cells 1 are co-cultured together with the mesenchymal stem cells 4 contained in the bone marrow cells 2 from the primary culture step. Therefore, as the tissue cells 1 to which the culture method of the present embodiment can be applied, the mesenchymal stem cells 4 are allowed to grow under predetermined conditions while suppressing the differentiation of the mesenchymal stem cells 4 into the tissue cells 1. Suitable tissue cells 1, for example chondrocytes, are suitable.

 次に、この発明の第2の実施形態に係る組織細胞の培養方法について、図2を参照して以下に説明する。
 なお、本実施形態に係る培養方法の説明において、上述した第1の実施形態に係る培養方法の説明と共通する構成要素には同一符号を付して説明を簡略化することにする。
 本実施形態に係る培養方法は、一次培養ステップにおいて、第1の実施形態に係る培養方法と相違する。本実施形態に係る培養方法では、骨髄細胞2と所定の組織細胞1とを別々の培養容器において、所定の培地Aと混合して培養する。培養条件は、第1の実施形態に係る培養方法と同様である。
Next, a method for culturing tissue cells according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
In the description of the culture method according to the present embodiment, the same components as those in the description of the culture method according to the above-described first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified.
The culture method according to the present embodiment is different from the culture method according to the first embodiment in a primary culture step. In the culture method according to the present embodiment, bone marrow cells 2 and predetermined tissue cells 1 are mixed and cultured with a predetermined medium A in separate culture vessels. The culture conditions are the same as in the culture method according to the first embodiment.

 本実施形態に係る培養方法によれば、骨髄細胞2から抽出される間葉系幹細胞4および組織細胞1が、それぞれ、他の細胞から影響を受けることなく、純粋に培養されるので、必要量の補填体6を得るのに充分な量の間葉系幹細胞4および組織細胞3を早期に得ることができる。また、他の細胞から影響を受けることなく培養されるので、その培養状態の管理が容易であるという利点がある。 According to the culture method according to the present embodiment, the mesenchymal stem cells 4 and the tissue cells 1 extracted from the bone marrow cells 2 are each cultured purely without being affected by other cells. In this case, the mesenchymal stem cells 4 and the tissue cells 3 can be obtained at an early stage in amounts sufficient to obtain the complement 6 of the present invention. Further, since the cells are cultured without being affected by other cells, there is an advantage that the culture state can be easily managed.

 このようにして製造された間葉系幹細胞4と組織細胞3とは、第1の実施形態と同様にして、トリプシン等の蛋白質分解酵素を作用させることにより、培養容器から剥離された後に、遠心分離機にかけられてそれぞれ別々に回収される。その後、培養容器内に、所定の培地Bおよび所定の補填材5とともに、一次培養ステップで得られた間葉系幹細胞4および組織細胞3が投入されて、二次培養ステップが行われる。これにより、第1の実施形態に係る培養方法と同様の補填体6が得られることになる。 The mesenchymal stem cells 4 and the tissue cells 3 thus produced are separated from the culture vessel by the action of a protease such as trypsin in the same manner as in the first embodiment, and then centrifuged. Each is collected separately in a separator. Thereafter, the mesenchymal stem cells 4 and the tissue cells 3 obtained in the primary culture step are put into the culture vessel together with the predetermined culture medium B and the predetermined supplementary material 5, and the secondary culture step is performed. As a result, a complement 6 similar to that of the culture method according to the first embodiment is obtained.

 なお、本実施形態に係る培養方法では、所定の組織細胞が、骨髄細胞2に含有される間葉系幹細胞4とは別に、一次培養ステップを行われる。したがって、本実施形態の培養方法を適用できる組織細胞1としては、間葉系幹細胞4のその組織細胞1への分化誘導作用が高い組織細胞1、例えば、軟骨細胞が適している。 In the culture method according to the present embodiment, the primary culture step is performed separately from the mesenchymal stem cells 4 in which the predetermined tissue cells are contained in the bone marrow cells 2. Therefore, as the tissue cell 1 to which the culture method of the present embodiment can be applied, a tissue cell 1 having a high differentiation inducing action of the mesenchymal stem cell 4 into the tissue cell 1, for example, a chondrocyte is suitable.

 次に、この発明の第3の実施形態に係る組織細胞の培養方法について、図3を参照して、以下に説明する。
 本実施形態に係る培養方法は、骨髄細胞2のみについて上記と同様の一次培養ステップを行い、所定の組織細胞1については、一次培養ステップからその組織細胞1を所定の補填材5とともに混合して行う。
Next, a method for culturing tissue cells according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
In the culture method according to the present embodiment, the same primary culture step as described above is performed for only the bone marrow cells 2, and for the predetermined tissue cells 1, the tissue cells 1 are mixed together with the predetermined filler 5 from the primary culture step. Do.

 この方法によれば、第2の実施形態に係る培養方法と同様に、単独で培養される間葉系幹細胞4は、他の細胞に影響されることなく成長することができ、早期に必要量の間葉系幹細胞4に達することができる。また、所定の組織細胞1においては、最初から補填材5とともに培養されることにより、補填材5内に充分に浸透することができる。 According to this method, similarly to the culture method according to the second embodiment, the mesenchymal stem cells 4 that are cultured alone can grow without being affected by other cells, and the required amount can be rapidly increased. Can reach the mesenchymal stem cells 4. In addition, the predetermined tissue cells 1 can be sufficiently permeated into the filling material 5 by being cultured together with the filling material 5 from the beginning.

 そして、間葉系幹細胞4が充分な量に成長した時点で、既に補填材5とともに培養されている組織細胞1と混合されて二次培養ステップが行われる。これにより、接触させられる組織細胞1に間葉系幹細胞4が分化誘導され、補填材5を足場として組織細胞1への成長が促進される。この場合に、分化を誘導する組織細胞1が補填材5に浸透するように成長しているので、補填材5の内部においても間葉系幹細胞4の分化が促進され、内部まで充分に組織細胞1への置換が行われた補填体6を製造することが可能となる。 {Circle around (4)} When the mesenchymal stem cells 4 have grown to a sufficient amount, the mesenchymal stem cells 4 are mixed with the tissue cells 1 already cultured together with the supplementary material 5 to perform a secondary culture step. As a result, the mesenchymal stem cells 4 are induced to differentiate into the contacted tissue cells 1, and the growth into the tissue cells 1 is promoted using the filler 5 as a scaffold. In this case, since the tissue cells 1 for inducing differentiation are growing so as to penetrate the filling material 5, the differentiation of the mesenchymal stem cells 4 is promoted even inside the filling material 5, and the tissue cells are sufficiently introduced into the inside. It becomes possible to manufacture the complement 6 in which the substitution to 1 has been performed.

 なお、本実施形態に係る培養方法では、第2の実施形態に係る培養方法と同様に、組織細胞1としては、間葉系幹細胞4のその組織細胞1への分化誘導作用が高い組織細胞1、例えば、軟骨細胞が適している。 In the culturing method according to the present embodiment, similarly to the culturing method according to the second embodiment, as the tissue cells 1, the tissue cells 1 having a high differentiation inducing action of the mesenchymal stem cells 4 into the tissue cells 1 are used. For example, chondrocytes are suitable.

 このように上記各実施形態に係る培養方法によれば、適当な分化誘導因子が知られておらず、間葉系幹細胞4からの人工的な分化誘導が困難であった組織細胞1の補填体6を簡易かつ迅速に製造することができる。
 なお、上記各実施形態においては、幹細胞として骨髄細胞2から抽出した間葉系幹細胞4を例示したが、これに代えて、臍帯血や末梢血等の他の体液から採取した間葉系幹細胞、あるいは、体性幹細胞を用いてもよい。
 また、間葉系幹細胞からの分化誘導作用が高い組織細胞として、軟骨細胞を例に挙げて説明したが、これに代えて、神経細胞、骨細胞、皮膚等を用いることにしてもよい。
As described above, according to the culture method according to each of the above-described embodiments, no suitable differentiation inducing factor is known, and the complement of tissue cells 1 in which it has been difficult to artificially induce differentiation from mesenchymal stem cells 4 6 can be easily and quickly manufactured.
In each of the above embodiments, the mesenchymal stem cells 4 extracted from the bone marrow cells 2 are exemplified as the stem cells. Alternatively, the mesenchymal stem cells collected from other bodily fluids such as umbilical cord blood or peripheral blood, Alternatively, somatic stem cells may be used.
In addition, chondrocytes have been described as examples of tissue cells having a high differentiation inducing action from mesenchymal stem cells, but nerve cells, bone cells, skin, and the like may be used instead.

 また、培地4に加える成分として、成長因子、例えば、サイトカイン、濃縮血小板、BMP、FGF、TGF−β、IGF、PDGF、VEGF、HGFやこれらを複合させたもの等の成長に寄与する物質を混合することにしてもよい。また、エストロゲン等のホルモン剤や他の栄養剤を混合することにしてもよい。 Further, as a component to be added to the medium 4, a growth factor such as a cytokine, a concentrated platelet, a substance contributing to the growth such as BMP, FGF, TGF-β, IGF, PDGF, VEGF, HGF, or a combination thereof is mixed. You may decide to do so. Further, a hormonal agent such as estrogen and other nutrients may be mixed.

 この場合に、培養すべき間葉系幹細胞4や組織細胞2の活性度に応じて、これらの成長因子やホルモン剤もしくは栄養剤の配合割合を決定することにしてもよい。また、抗生剤として、ペニシリン系抗生物質の他、セフェム系、マクロライド系、テトラサイクリン系、ホスホマイシン系、アミノグリコシド系、ニューキノロン系等任意の抗生物質を採用することができる。 In this case, depending on the activity of the mesenchymal stem cells 4 and the tissue cells 2 to be cultured, the mixing ratio of these growth factors, hormonal agents or nutrients may be determined. As the antibiotic, any antibiotic such as cephem, macrolide, tetracycline, fosfomycin, aminoglycoside, and new quinolone can be used in addition to the penicillin antibiotic.

 また、補填材5として、βリン酸三カルシウムとポリ乳酸との混合物を使用したが、これに代えて、他の多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸あるいはこれらの組合せを採用してもよい。βリン酸三カルシウム、コラーゲン、ポリ乳酸等は生分解性を有し、生体に吸収されるので除去の必要がなく、またアパタイト等はその強度が高いという特徴を有する。当業者であれば、移植する部位等に応じて、適切な種類の補填材5を選択することができる。 In addition, although a mixture of β-tricalcium phosphate and polylactic acid was used as the filling material 5, other porous ceramics, collagen, polylactic acid, or a combination thereof may be used instead. . Beta tricalcium phosphate, collagen, polylactic acid, and the like are biodegradable and need not be removed because they are absorbed by the living body, and apatite and the like have high strength. A person skilled in the art can select an appropriate type of the supplement 5 according to the site to be transplanted or the like.

 次に、この発明の第4の実施形態に係る細胞の培養方法について、以下に説明する。
 本実施形態に係る培養方法は、幹細胞を含む細胞と、ヒト繊維芽細胞とを混合して培養する培養方法である。具体的には、本実施形態に係る培養方法は、培養容器内に、幹細胞を含む細胞とヒト繊維芽細胞とを投入して、上記と同様の培養条件により培養する。
 この培養方法によれば、ヒト繊維芽細胞から分泌されるサイトカイン(bFGF、VEGF、PDGF、HGF、KGF、GM−CFC)やマトリクス(コラーゲン)などの成長因子の相互作用により、幹細胞を効率的に増殖させることができる。
Next, a method for culturing cells according to a fourth embodiment of the present invention will be described below.
The culture method according to the present embodiment is a culture method in which cells including stem cells and human fibroblasts are mixed and cultured. Specifically, in the culture method according to the present embodiment, cells containing stem cells and human fibroblasts are put into a culture vessel and cultured under the same culture conditions as described above.
According to this culture method, stem cells can be efficiently transformed by the interaction of growth factors such as cytokines (bFGF, VEGF, PDGF, HGF, KGF, GM-CFC) and matrix (collagen) secreted from human fibroblasts. Can be propagated.

 この場合において、幹細胞を含む細胞と混合されるヒト繊維芽細胞は、15〜50Gyのγ線照射によりその増殖能を抑制しておくことが好ましい。ヒト繊維芽細胞の増殖能が高い場合には、幹細胞を含む細胞から分泌される成長因子によって本来培養すべき幹細胞ではなくヒト繊維芽細胞が増殖してしまう不都合があるからである。 In this case, it is preferable that the proliferation ability of human fibroblasts mixed with cells including stem cells be suppressed by irradiation with 15 to 50 Gy of γ-rays. This is because when human fibroblasts have a high proliferative ability, growth factors secreted from cells including stem cells have the disadvantage that human fibroblasts are proliferated instead of stem cells to be cultured originally.

 また、培養容器内に幹細胞を含む細胞とヒト繊維芽細胞とを同時に投入して混合する方法に代えて、まず、ヒト繊維芽細胞を培養容器内に播いた後に、そのヒト繊維芽細胞の上から幹細胞を含む細胞を播くことにすれば効果的である。すなわち、ヒト繊維芽細胞は培養容器底面への幹細胞の接着を促進する作用を有する。幹細胞は、培養容器の底面に接着して所定のコロニーを形成しながら増殖するため、培養される際には早期に培養容器の底面に接着させておく必要がある。現在、1mlの骨髄液中に2800個の幹細胞が存在すると考えられているが、骨髄液をそのまま培地内に投入するだけでは、培養容器の底面に接着する細胞数は非常に少なかった。 Also, instead of the method of simultaneously introducing and mixing cells containing stem cells and human fibroblasts into a culture container, first, after seeding the human fibroblasts in the culture container, It is effective if cells containing stem cells are seeded from. That is, human fibroblasts have the effect of promoting the adhesion of stem cells to the bottom of the culture vessel. The stem cells adhere to the bottom surface of the culture vessel and grow while forming predetermined colonies. Therefore, when culturing, it is necessary to adhere the stem cells to the bottom face of the culture vessel at an early stage. At present, it is considered that 2800 stem cells are present in 1 ml of bone marrow fluid, but the number of cells adhering to the bottom surface of the culture vessel was very small if the bone marrow fluid was simply poured into the medium as it was.

 本実施形態に係る培養方法によれば、培養の開始時から早期に培養容器の底面に接着する幹細胞の細胞数を大幅に増加させることができるので、結果として、短期間で大量の細胞を得ることができるという効果がある。すなわち、培養効率を向上して、培養期間を短縮することができる。 According to the culture method according to the present embodiment, the number of stem cells adhering to the bottom of the culture vessel can be significantly increased early from the start of culture, and as a result, a large number of cells can be obtained in a short period of time. There is an effect that can be. That is, the culture efficiency can be improved and the culture period can be shortened.

この発明の第1実施形態に係る組織細胞の培養方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the culture method of the tissue cell concerning 1st Embodiment of this invention. この発明の第2実施形態に係る組織細胞の培養方法を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the culture method of the tissue cell concerning a 2nd embodiment of this invention. この発明の第3実施形態に係る組織細胞の培養方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the culture method of the tissue cell concerning 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

 1 組織細胞
 2 骨髄細胞(幹細胞を含む細胞)
 4 間葉系幹細胞(幹細胞)
 5 補填材(生体組織補填材)
 A,B 培地
1 tissue cells 2 bone marrow cells (cells including stem cells)
4 Mesenchymal stem cells (stem cells)
5 Filling material (living material for living tissue)
A, B medium

Claims (7)

 患者から採取した培養すべき組織細胞を、同じ患者から採取した幹細胞を含む細胞と混合して培養する組織細胞の培養方法。 (4) A method for culturing tissue cells in which tissue cells to be cultured collected from a patient are mixed and cultured with cells containing stem cells collected from the same patient.  組織細胞と幹細胞を含む細胞とを混合して所定の培地内において一次培養した後に、生体組織補填材と混合して二次培養する請求項1に記載の組織細胞の培養方法。 2. The method for culturing tissue cells according to claim 1, wherein the tissue cells and the cells including the stem cells are mixed and primary-cultured in a predetermined medium, and then mixed with a biological tissue-supplementing material and subjected to secondary culture.  幹細胞を含む細胞および組織細胞を別々に所定の培地内において一次培養した後に、一次培養された幹細胞を含む細胞と組織細胞とを混合し、さらに生体組織補填材を混合して二次培養する請求項1に記載の組織細胞の培養方法。 After separately culturing the cells containing the stem cells and the tissue cells in a predetermined medium separately, mixing the cells containing the primary cultured stem cells and the tissue cells, and further mixing the living tissue-supplementing material for the secondary culture. Item 4. The method for culturing tissue cells according to Item 1.  幹細胞を含む細胞を所定の培地内において一次培養し、組織細胞を生体組織補填材とともに所定の培地内において一次培養した後に、一次培養された幹細胞を含む細胞と生体組織補填材に付着した組織細胞とを混合して二次培養する請求項1に記載の組織細胞の培養方法。 The cells containing stem cells are primarily cultured in a predetermined medium, and the tissue cells are primarily cultured in a predetermined medium together with a biological tissue filler, and then the cells containing the primary cultured stem cells and the tissue cells attached to the biological tissue filler. 2. The method for culturing tissue cells according to claim 1, wherein the mixture is subjected to secondary culture.  幹細胞を含む細胞と、ヒト繊維芽細胞とを混合して培養する細胞の培養方法。 (4) A method for culturing cells in which cells containing stem cells and human fibroblasts are mixed and cultured.  放射線を用いて増殖能を失わせる処理をヒト繊維芽細胞に施した後に、幹細胞を含む細胞と混合する請求項5に記載の細胞の培養方法。 (6) The method for culturing cells according to claim 5, wherein the cells are treated with cells containing stem cells after the human fibroblasts are subjected to treatment for losing the proliferation ability using radiation.  ヒト繊維芽細胞を培養容器に播いた後に、培養容器上に播かれたヒト繊維芽細胞上に、幹細胞を含む細胞を播いて培養する細胞の培養方法。 (4) A method for culturing cells in which human fibroblasts are seeded in a culture vessel, and then cells containing stem cells are seeded and cultured on the human fibroblasts seeded on the culture vessel.
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