JP2004166717A - 血管網類似構造体を有する細胞培養用モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2枚以上の規則的に配置された小孔を有するスペーサーの各小孔に中空糸を通した、微小間隔で規則的に配管した構造体を有することを特徴とする細胞培養用モジュール、該細胞培養用モジュールに肝細胞が充填された人工肝臓モジュール、及び該細胞培養用モジュールにおける中空糸の内腔もしくは外腔部に遠心力を利用して細胞を充填し、該充填された細胞を培養することを特徴とする細胞培養方法。DMEMを基礎培地とする培養培地で肝細胞を培養することを特徴とする該細胞培養方法。
【選択図】 図1
Description
さらに、本発明は、該細胞組織体の培養に適した培地及び該培地を用いた該細胞組織体の培養方法に関する。
また、本発明の別の目的は、人工肝臓において、初代肝細胞が有する種々の生理機能、特にアルブミン分泌能に加えて、少なくともアンモニア代謝能を長期間維持させるのに適した培養培地を提供することであり、当該培地を用いて、ハイブリッド型人工肝臓や動物実験代替法(動物愛護の観点から動物に代えて細胞を用いて薬物等の安全性試験を行う方法)等に長期にわたって利用できる培養技術を提供することである。
スペーサー3に設けられた小孔9の配列方式、すなわち中空糸の配管方式は、空間部5に充填された細胞を効率良く培養するために三角配置が望ましいが、条件に応じて四角配置やその他の配置方法も可能である。
セルローストリアセテート製の血漿分離用中空糸(東洋紡績製AP250N15タイプ;内径285μm,外径387μm)内腔にコラゲナーゼ消化法により調製した初代ラット肝細胞5×105個を60×G、90秒の遠心によって充填した。このとき、中空糸内腔での肝細胞の密度は4.5×107cells/cm3であった。肝細胞を封入した長さ3cmの中空糸5本を直径35mmの培養ディッシュ(岩城硝子製)に収め、William's E medium(WEM;シグマ製)10.8g/Lに、50ng/ml EGF(フナコシ製)、10mg/L インシュリン(シグマ製)、0.1μM 硫酸銅・5水和物(和光純薬工業製)、3μg/L 亜セレン酸(和光純薬工業製)、50pM 硫酸亜鉛・7水和物(和光純薬工業製)、50μg/L リノール酸(シグマ製)、58.8mg/L ペニシリン(明治製菓製)、100mg/L ストレプトマイシン(明治製菓製)、1.05g/L 炭酸水素ナトリウム(和光純薬工業製)、1.19g/L HEPES(同仁化学製)を添加した無血清培地(Hormonally defined medium;HDM)を2ml添加して、5%炭酸ガス,95%大気の雰囲気下、震盪器上で45rpmで旋回培養を行った。細胞の機能評価として培養培地に1mMの濃度でアンモニアを負荷し、経時的な濃度変化を定量することでその代謝活性を測定した。また、培地中に分泌されるアルブミン濃度を定量することでアルブミン分泌活性を測定した。
内径9mm、長さ27mmのモジュール内に直径500μmの小孔をピッチ600μmの三角配置で配置したスペーサー2枚を用い、実施例1で用いた中空糸187本を規則的に配管したモジュールを作製した。このモジュールの中空糸外腔部に初代ラット肝細胞を60×G、3分の遠心によって充填し、中空糸内腔に培養培地HDMを30ml/minの流量で灌流し培養を行った。このときモジュール単位体積当たりの細胞密度は3×107cells/cm3であった。
培養培地として、Dulbecco's modified eagle medium(DMEM;ギブコ製)13.5g/Lに、60mg/L プロリン、50ng/ml EGF(フナコシ製)、10mg/L インシュリン(シグマ製)、7.5mg/L ヒドロコルチゾン(和光純薬工業製)、0.1μM 硫酸銅・5水和物(和光純薬工業製)、3μg/L 亜セレン酸(和光純薬工業製)、50pM 硫酸亜鉛・7水和物(和光純薬工業製)、50μg/L リノール酸(シグマ製)、58.8mg/L ペニシリン(明治製菓製)、100mg/L ストレプトマイシン(明治製菓製)、1.05g/L 炭酸水素ナトリウム(和光純薬工業製)、1.19g/L HEPES(同仁化学製)を添加した無血清培地(培地A)を用いる以外は、実施例1と同様にしてラット肝細胞を培養し、アンモニア代謝能、尿素合成能、アルブミン分泌能を経時的に測定した。具体的には、培養培地に1mMの濃度でアンモニアを負荷して24時間反応させ、反応時間中に代謝されるアンモニア量、合成される尿素量を定量してそれぞれの活性を測定した。同様に、培地中に分泌されるアルブミン量を定量することによりアルブミン分泌活性を測定した。
実施例1と同じWEMを基礎培地とするHDM(培地B)を用いて培養した肝細胞についても同様に活性測定を行い、両者における肝細胞機能の長期持続性を比較した。
以上のように、遠心充填によって形成させた肝細胞組織体を、DMEMにプロリン、EGF、ヒドロコルチゾン、亜セレン酸、リノール酸、硫酸銅及び硫酸亜鉛を添加した培養培地で培養することにより、少なくとも5ヶ月以上の長期にわたって高い肝機能が維持されることが分かった。
2 中空糸
3 スペーサー
4 封止部
5 空間部
6 細胞導入口
7 培地流入口
8 培地流出口
9 スペーサーに設けられた小孔
10 細胞
Claims (6)
- 中空糸の内腔部あるいは細胞培養用モジュールにおける中空糸の内腔もしくは外腔部に遠心力を利用して細胞を充填し、該充填された細胞を培養することを特徴とする細胞培養方法。
- 細胞培養用モジュールが、2枚以上の規則的に小孔が配置されたスペーサーの各小孔に中空糸を通した、微小間隔で規則的に配管された構造体を有するものであることを特徴とする請求項1記載の細胞培養方法。
- 細胞が肝細胞である請求項1記載の細胞培養方法。
- ダルベッコの改変イーグル培地を基礎培地とする培養培地を用いる請求項1記載の細胞培養方法。
- ダルベッコの改変イーグル培地を基礎培地とし、プロリン、上皮増殖因子、インスリン、ヒドロコルチゾン、亜セレン酸、リノール酸、硫酸銅および硫酸亜鉛をさらに含む培地を用いる請求項1記載の細胞培養方法。
- ダルベッコの改変イーグル培地と他の培地との混合培地を基礎培地とし、プロリン、上皮増殖因子、インスリン、ヒドロコルチゾン、亜セレン酸、リノール酸、硫酸銅および硫酸亜鉛をさらに含む培地を用いる請求項1記載の細胞培養方法。
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