JP2007510429A - 細胞培養器具及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1Bに示すように、細胞(140)は各ウェル(110)の底面に移入される。液体(150)は細胞(140)を覆うように添加される。
実施に際し、次のような一又は複数の技術的特徴を備える。例えば、本体は平坦な表面を備え、該本体の平坦な表面に凹部を備え、該凹部は一定量の液体が入るように設計されている。この容器は円筒型の壁面と円形の底面とを備えてもよい。本体の外側の表面は長方形でもよい。外壁の高さは約20mmがよい。
また他の形態において、マルチウェル型培養皿は平坦な表面を備えた基部を備えるとともに、該複数のウェルと外壁が基部を取り囲む。各ウェルはコンテナ壁を備え、該コンテナ壁の高さは外壁の高さよりも低い。実施形態では上記の一又は複数の技術的特徴を備えてもよく、培養皿が6つのウェルを備えてもよい。
また他の実施形態において、複数のウェルを備えた培養皿において、ある物質と一以上の種類の細胞物質とを反応させる方法は、異なる種類の細胞物質を培養皿の独立ウェルに移入する段階と、ウェルの間を液体培地で連結する段階と、該液体培地に物質を添加する段階とからなる。様々な実施形態において、添加する物質は化学物質や薬剤で実施されてもよい。
また他の実施形態において、マルチウェル型培養皿における薬剤の代謝方法は、マルチウェル型培養皿の独立ウェル中に異なる種類の細胞物質を移入する段階と、独立ウェル間を液体培地で連結する段階と、薬剤を液体培地に添加する段階とからなる。
実施形態には、以下に示す特徴又は上記の特徴のいずれかを一又は複数備えてもよい。例えば、細胞物質は肝臓、腎臓、脾臓、肺細胞など培養可能な細胞及び/又は組織片、組織分画でもよい。
また他の実施形態において、独立ウェルにおいて異なる細胞を共培養する方法は、各ウェルについて液体培地をあふれる程度に充填し、ウェル間を相互に液体で連結し、各ウェルにある、異なった細胞を、液体培地を介して反応させる段階からなる。
また該方法は多様な実施形態を備えてもよい。例えば、独立ウェル中に入れる、異なった細胞は第一ウェル中に肝細胞、第二ウェル中に腎臓細胞、第三ウェル中に心臓細胞、第四ウェル中に脾臓細胞、第五ウェル中に脳細胞、第六ウェル中に肺細胞を入れる。他の実施形態においては、各ウェルに入れる異なる細胞は、第一、第二、第三ウェル中に肝細胞、第四、第五、第六ウェル中に心臓細胞となる。更に他の実施形態においては、該方法は、独立ウェルにある異なる細胞が同一の物質に接触するように、その物質を共通液体培地に加える段階からなる。
該方法は、以下に示す特徴又は上記の特徴のいずれかを一又は複数備えてもよい。例えば、該方法は生物体の異なる複数の細胞が薬剤の投与によって害を受けるかを判定する段階と、有害物質が薬剤の投与によって減少するかを判定する段階と、及び/又は生物体の異なる複数の細胞が害を受けず、有害物質が減少しない場合は、薬剤の投与を増加させる段階とからなる。
有害物質は、腫瘍細胞でもよい。また薬剤は抗腫瘍剤でもよい。生物体の異なる複数の細胞は、人体の肝臓、腎臓、心臓、肺、脾臓、及び/又は脳細胞でもよい。
該方法は、薬剤が生物体の異なる細胞に対して有害となるまで薬剤投与量を増加させる段階と、生物体の異なる細胞が害される投与量を有害投与レベルとして定める段階とからなる。該方法はまた、有害物質の効果が減少するまで薬剤投与量を増加させる段階と、有害物質の効果が減少する投与量を有効投与レベルとして定める段階とからなる。
有害物質は、コレステロールでもよい。薬剤は抗コレステロール剤でもよい。異なる細胞は肝細胞でもよい。別の実施形態において、有害物質はがん細胞で、薬剤は抗がん剤であってもよい。尚、抗がん剤は一定の投与量を超えると、望ましくない毒性をもつ。
また他の実施形態において、第一細胞種が第二細胞種の生育を促進する機能を有するかを評価する方法は、第一ウェル内で第一細胞種を培養する段階と、第二ウェル内で第二細胞種を培養する段階と、第一ウェルと第二ウェルとを液体で連結する段階と、第一細胞種による第二細胞種の生育に対する影響を検討する段階とからなる。
本発明による器具は、異なる条件下の独立ウェル内で細胞培養を可能とする。異なる条件とは例えば、異なる基質、異なる培地、異なる細胞種などがあげられる。続いてこれらの要素は、異なるウェル間を、共通培地を介して相互に反応する。統合した培養液として共通培地で培養した後、その培地は除去される。その後各ウェルは個別に特定の操作方法により扱われる。操作方法として例えば、特定の生化学物質を測定するための洗浄剤での溶解や、又は形態評価のための固定や染色があげられる。
本発明の実施形態における器具(200)(300)(400)について、図2A乃至5B及び図10に示す。器具(200)(300)(400)はそれぞれ内部で一つの細胞種を培養可能なマルチウェルを備えるが、複数のウェル中の細胞が一つの共通培地を共有するように、各ウェルは液体培地であふれる程度に充填されてもよい。これを実施するには、各ウェルをプレート内部にくぼみとして設けたり(図2A、図2B参照)、プレート内部に短い仕切りを配したり(図3A、図3B参照)、或いは大きなプレートの内側により小さなインサートを配する(図4A、図4B参照)構成とする。本発明は、一つのプレートに対してウェルの数は幾つでもよく、どのようなマルチウェルの型式にも適用可能である。
仕切り板(320)は上面(310)及び外壁(315)に接着されてもよい。別の実施形態においては、仕切り板(320)は取外し可能でもよい。
安全性は薬剤による多種の臓器に対する影響を判定することで評価される(手順950)。薬剤が、臓器細胞のいずれかに悪影響を与える場合、薬剤投与量が安全レベルを超えていると考えられる(手順960)。正常な細胞が無傷である場合は、薬剤による有害物質を減少させる影響が検討される。有害物質が減少された場合は、結果は有効投与レベルとして記録される(手順970)。そして薬剤の投与を増加させ(手順980)、その処理が繰り返される。
更に共培養条件の評価を行う方法がある。細胞種の中には、培養が難しい他の細胞種の培養を促進する機能をもつものがある。これは日常的に、試行錯誤を通じて行われている。HTS型式を使用して、異なる細胞種の、培養の難しい細胞種の生育への効果を検討することができる。例えば、どの細胞が培養される肝細胞の分化の維持に最適かを評価するために、肝細胞を、コンパートメント1で細胞種1(例、内皮細胞)とともに、コンパートメント2で細胞種2(例、3t3細胞)とともに共培養するといったように行う。共培養の結果、肝臓細胞の特性を、細胞を共培養する複雑な手順を行うことなく、評価することができる。
挿入トレイ(1130)は、外壁(1115)上部にある縁部(1135)上に配される。挿入トレイ(1130)は、チャンバ(1138)を備え、該チャンバ(1138)は多孔質薄膜(1145)を備え、該多孔質薄膜(1145)は外壁(1115)内部に配される。
Claims (18)
- 液体が入るように設計された試験槽内に1以上のウェルを有する本体を備えることを特徴とする細胞培養器具。
- 前記本体がトレイと複数のコンテナ壁と外壁とからなる細胞培養器具であって、
該トレイは略平坦な表面を有し、
前記複数のコンテナ壁が前記平坦な表面から延出することにより、1以上のウェルを形成し、
前記外壁が前記平坦な表面の周りを囲むことにより、試験槽を形成するとともに、該外壁の高さは前記コンテナ壁の高さよりも高いことを特徴とする請求項1記載の細胞培養器具。 - 透水性薄膜を備えるディッシュを備え、該ディッシュは前記外壁上に載置されるように設けられ、前記試験槽内の前記薄膜のある位置を決定することを特徴とする請求項2記載の細胞培養器具。
- 前記本体がプレートと壁部からなる細胞培養器具であって、
該プレートは1以上の凹部を備えた略平坦な表面を備え、該凹部はそれぞれ1以上のウェルを形成し、
前記壁部は前記プレートを囲むとともに前記平面状表面より高い位置に設けられ、試験槽を形成することを特徴とする請求項1記載の細胞培養器具。 - 透水性薄膜を有するディッシュを備え、該ディッシュは前記壁部の上に載置されるように設けられて、前記試験槽内の前記薄膜のある位置を決定することを特徴とする請求項4記載の細胞培養器具。
- 複数のウェルを有するとともに周りを壁部で囲まれた略平坦な表面を備える培養皿の中で、ある物質を1以上の種類の細胞物質と反応させる方法であって、該方法は、
独立ウェルの中で前記1以上の細胞物質を培養する段階と、
前記平坦な表面を上回る高さまで液体培地を添加して、ウェル間を液体で連結する段階と、
前記物質を、前記ウェル間を連結している前記液状培地中に注入する段階とからなることを特徴とする方法。 - 前記細胞物質を、前記液体培地中に注入する段階は、
前記物質を透水性薄膜の第1側面上に移入する段階と、
前記液体培地と接触する前記透水性薄膜の第2側面上の位置を特定する段階からなることを特徴とする請求項6記載の方法。 - 前記物質を移入する段階は、前記透水性薄膜の前記第1側面上に腸上皮細胞を移入する段階からなることを特徴とする請求項7記載の方法。
- 前記物質を注入する段階は、化学成分を添加する段階からなることを特徴とする請求項6記載の方法。
- ウェル内に細胞物質を移入する段階であって、
第1ウェル内に腎臓細胞を、
第2ウェル内に肝細胞を、
第3ウェル内に心臓細胞を、
第4ウェル内に肺細胞を、
第5ウェル内に脳細胞を、
第6ウェル内にがん細胞を移入する段階と、
前記物質を注入する段階であって、液体培地の中に薬剤又は薬剤候補を注入する段階を更に含むことを特徴とする請求項6記載の方法。 - 前記物質を注入する段階は、薬剤及び薬剤候補を投与する段階からなることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記薬剤又は薬剤候補が複数種の細胞に対して望ましい効果を持つかどうかを判定する段階を更に含むことを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記薬剤又は薬剤候補が望ましい効果をもつかどうかを判定する段階は、前記薬剤又は薬剤候補が、毒性ががん細胞に対して及ぼす抗がん効果を示すかどうかを判定する段階からなることを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記薬剤又は薬剤候補が複数種の細胞に対して望ましくない効果を持つかどうかを判定する段階を更に含むことを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記薬剤又は薬剤候補が望ましくない効果を持つかどうかを判定する段階は、前記薬剤又は薬剤候補が正常な細胞に対して毒性を示すかどうかを判定する段階からなることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記1以上の細胞物質内で前記注入された物質の分布を特定することを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記1以上の細胞物質との反応により前記注入された物質の生体内変換を測定することを特徴とする請求項6記載の方法。
- 複数のウェルを備えた1つのトレイの中で、第1細胞種による第2細胞種の特性に対する影響を評価する方法であって、該方法は
前記第1細胞種を第1ウェルの中で、前記第2細胞種を第2ウェルの中でそれぞれ独立して培養する段階と、
第1ウェルと第2ウェルを液体で連結することを特徴とする方法。
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