JP2011120548A5 - - Google Patents

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複数の物質を細胞に取込ませて細胞変化を促進する装置、および、その方法Apparatus and method for promoting cell change by incorporating a plurality of substances into cells

本発明は、細胞変化の引き金となる複数の物質を細胞に取込ませることで、細胞を利用する者にとって有効な変化を細胞に生ぜしめるための装置とその方法に関する。The present invention relates to an apparatus and a method for causing a cell to cause a change effective for a person who uses the cell by causing the cell to incorporate a plurality of substances that trigger the cell change .

以上の記述は、やや漠然としているが、「有効な変化を・・・」を「細胞培養の促進」「細胞増殖の促進」あるいは対象細胞の「iPS化の促進」に置換すれば、その意味は明確になるだろう。The above description is somewhat vague, but if "effective change ... " is replaced with "promotion of cell culture", "promotion of cell proliferation" or "promotion of iPS conversion" of the target cell, its meaning Will be clear.

一方、いわゆる「マイクロバブル」には通常の気泡とは異なった性質がある、とされている。この「マイクロバブル」には、低濃度タイプ:直径が30μm 付近に分布のピークがあり、気泡濃度としては数百個/mL 程度で、見た目は水が少し曇った状態のもの、および、高濃度タイプ:10μm 付近に気泡分布のピークがあり、気泡個数は数千個/mL 以上で、見た目は牛乳のような状態のものなどがある。On the other hand, it is said that so-called “microbubbles” have different properties from ordinary bubbles. This "microbubble" has a low concentration type: there is a distribution peak around 30 μm in diameter, the bubble concentration is about several hundreds / mL, and the appearance is a slightly cloudy water, and a high concentration Type: There is a peak of bubble distribution around 10 μm, the number of bubbles is more than several thousand / mL , and there are things that look like milk.

本発明が利用する組成物は、この「マイクロバブル」が含有され、かかる気泡が細胞膜に刺激を与え、細胞膜での物質取り込み(エンドサイト−シス)を促進し、その結果として、(1)細胞培養に要する時間短縮、あるいは、(2)通常細胞iPS化の促進、すな わち、iPS細胞(誘導多能性幹細胞)獲得歩留まり向上、(3)その他の、おもにバイオテクノロジー分野の産業上有効な効果を得るものである。The composition used by the present invention contains these “microbubbles”, and these bubbles stimulate the cell membrane and promote substance uptake (endocytosis) at the cell membrane. As a result, (1) cells time reduction takes to culture, or (2) normal promoting cell iPS reduction, ie, iPS cells (induced pluripotent stem cells) acquire yield improvement, (3) other, mainly effective on industrial biotechnology The effect is obtained.

ここで、前記の「マイクロバブル」2種:低濃度タイプ(30μm)、高濃度タイプ(10μm)による経験的差異としては、概して、高濃度タイプ(10μm)の与える種々の効果の方が、低濃度タイプ(30μm)のそれよりもはるかに大きい。Here, as an empirical difference between the above two types of “microbubbles”: the low concentration type (30 μm) and the high concentration type (10 μm), in general, the various effects given by the high concentration type (10 μm) are lower. It is much larger than that of the concentration type (30 μm).

ゆえに本発明の実施の際も同様であり、高濃度タイプ(10μm)にて実施するのがよりよい効果を与える。  Therefore, the same applies to the implementation of the present invention, and it is better to implement the high concentration type (10 μm).

高濃度タイプ(10μm)マイクロバブルを生成する技術は、たとえば、特許文献6に記載されている。それに対し、低濃度タイプ(30μm)あるいは、さらにバブル径が大きな低級(ミリスケール)タイプの技術が特許文献7および特許文献8に記載されている。  A technique for generating high-concentration type (10 μm) microbubbles is described in Patent Document 6, for example. On the other hand, Patent Document 7 and Patent Document 8 describe low-concentration type (30 μm) or lower (millimeter-scale) type technologies having a larger bubble diameter.

特許文献7および特許文献8には、本発明と同じコンセプトである「微細気泡による細胞培養」の記述が散見されるものの、バブル径が本発明のものよりはるかに大きいこと、エンドサイトーシスなどの用語で細胞の物質取込みに対する明確な現象把握をなしえていないこと、の2点から本発明の特許性を損なうものではない。In Patent Document 7 and Patent Document 8, although the description of “cell culture using microbubbles”, which is the same concept as the present invention, is scattered, the bubble diameter is much larger than that of the present invention, such as endocytosis. It does not detract from the patentability of the present invention from the two points that the term does not clearly grasp the phenomenon of cellular uptake .

細胞培養は、実験研究および実用的細胞量産にて無数の実施態様がある。数例を厳選して挙げるなら、あとで述べるiPS細胞研究のための皮膚細胞の培養、味噌・醤油・酒その他に多種かつ大量の実用用途がある酵母の培養が挙げられる。  Cell culture has countless embodiments in experimental research and practical cell mass production. If several examples are carefully selected, there are culturing skin cells for iPS cell research, which will be described later, and culturing yeast having various and large practical uses such as miso, soy sauce, sake, and the like.

かかる細胞培養においては、いかにして細胞に、栄養分および酸素等のエネルギー獲得に要する分子を、多量、かつ、迅速に取込ませるか、が必要条件である。ここで、細胞の物質取り込みを「エンドサイトーシス」という用語で記載することにする。  In such cell culture, it is a necessary condition to allow cells to rapidly and rapidly incorporate a large amount of molecules required for energy acquisition such as nutrients and oxygen. Here, the cellular uptake of cells will be described by the term “endocytosis”.

市販の培養液は、おおまかな対象細胞群ごとに個別商品化されている。これらは多くの試行錯誤から、その対象細胞の細胞膜におけるエンドサイトーシスが頻繁かつ迅速に起こるものをスクリーニングして得られた組成物である。  Commercially available culture solutions are individually commercialized for each target cell group. These are compositions obtained by screening those in which endocytosis frequently and rapidly occurs in the cell membrane of the target cells from many trials and errors.

しかし、エンドサイトーシスの条件は細胞によって大きく異なる。おおまかな対象群ごとに最小公倍数的にブレンドされた市販培養液は、個別の対象細胞ごとに、こまかなチューニングが必要だろう。このチューニングは、通常行われている、温度や圧力、水素イオン濃度、生物学的・化学的酸素要求量といった培養液の液相としての環境条件の最適化を当然ながら含む。  However, endocytotic conditions vary greatly from cell to cell. Commercial cultures that are blended in a least common multiple for each rough target group will require fine tuning for each individual target cell. This tuning naturally includes optimization of the environmental conditions as the liquid phase of the culture solution such as temperature, pressure, hydrogen ion concentration, biological / chemical oxygen demand, etc., which are usually performed.

しかしながら、培養液そのもの、の最適化を意図したチューニングは、適切な方法論(技術)がなく、費用対効果が不明であることから、実施されることはほとんどなかった。  However, tuning aimed at optimizing the culture medium itself has been rarely performed because there is no appropriate methodology (technology) and cost effectiveness is unknown.

とりわけ、実際の培養対象細胞は無限にあるので、市販培養液と理想的培養環境(養分を含む)とは、小さからぬ乖離があった。それにもかかわらず、せいぜい実施されているのは、前記の培養液の液相としての環境条件の最適化のみであった。  In particular, since there are an infinite number of actual cells to be cultured, there was a considerable discrepancy between the commercially available culture solution and the ideal culture environment (including nutrients). Nevertheless, at best, only the optimization of the environmental conditions as the liquid phase of the culture broth has been carried out.

たとえば、ある酵母が通常の培養条件よりもやや多目、すなわち、高濃度の酸素下のほうが好ましい、と推察されていても、酸素圧を上げる設備は高価であるし、簡便な低級(ミリスケール)タイプの酸素バブリングでは、酸素濃度不均一;一部では貧酸素、一部では必要以上に豊酸素となってしまって望む効果が得られていなかった。  For example, even if it is speculated that a certain yeast is slightly more preferred than normal culture conditions, that is, it is preferable to use oxygen at a high concentration, the equipment for increasing the oxygen pressure is expensive, and a simple low (millimeter scale) ) Type oxygen bubbling did not provide the desired effect because the oxygen concentration was uneven; some were poorly oxygenated and some were more oxygen rich than necessary.

こういった細胞培養環境の理想からの乖離は、迅速性を要する実験研究の大きなネックであり、細胞培養に費やされるバイオ系実験のヘッドロスタイムは大きいまま放置されている。本発明は、この問題を解決する適切な方法論を提供する。  Such deviation from the ideal cell culture environment is a major bottleneck in experimental research that requires rapidity, and the head loss time of bio-system experiments spent on cell culture remains large. The present invention provides a suitable methodology to solve this problem.

一方、受精卵をもちいないので倫理的問題がないiPS細胞(誘導多能性幹細胞)の再生医療上における重要性はいうまでもない。皮膚など増殖旺盛な通常細胞、その他の細胞をもちいてiPS細胞を得る実験的な試みがなされている。(前記のごとく、ここでも皮膚細胞等の大量かつ高速な培養増殖のニーズがある。)
iPS細胞の獲得について、特許文献1から特許文献5の、いわゆる「山中iPS技術」が開示されている。この技術は、通常細胞のiPS化のため、4つの遺伝子(Oct3/4・Sox2・Klf4・c−Myc)を用いる。これらは発見者の名を取り「山中因子 (Yamanaka factors)」とも呼ばれている。
On the other hand, since no have fertilized importance in reproduction medical ethical without problems iPS cells (induced pluripotent stem cells) course. Experimental attempts have been made to obtain iPS cells using normal cells such as skin and other proliferating cells and other cells. (As mentioned above, there is still a need for large-scale and high-speed culture growth of skin cells and the like.)
Regarding acquisition of iPS cells, the so-called “Yamanaka iPS technology” disclosed in Patent Documents 1 to 5 is disclosed. This technique uses four genes (Oct3 / 4, Sox2, Klf4, c-Myc) for normal cell iPS conversion. These take the name of the discoverer and are also called “Yamanaka factors”.

しかしながら、iPS化のための遺伝子が通常細胞の染色体DNAに組み込まれるため、かかる染色体が体内に湧出し、他の細胞をがん化させる危険性がある。  However, since the gene for iPS conversion is usually incorporated into the chromosomal DNA of the cell, there is a risk that such a chromosome will spring out into the body and cause other cells to become cancerous.

その問題を解決すべく、非特許文献1および非特許文献2が発表された。前者は、遺伝子を用いずにiPS細胞を樹立した、つまり、遺伝子ではない合成化合物によるiPS細胞樹立の研究で注目されたスクリプス研究所のSheng Dingらのグループの成果である。  In order to solve the problem, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 were announced. The former is the result of the group of Sheng Ding et al. Of the Scripps Research Institute that has been attracting attention in the study of iPS cell establishment using synthetic compounds that are not genes, i.e., iPS cells have been established without using genes.

すなわち、遺伝子を用いない、安全かつ効率的な「蛋白質によるiPS化」の技術であって、この技術は、山中因子遺伝子がコードする蛋白質(リコンビナント蛋白質)をもちいる、ということがアイデアの核心である。  In other words, it is a safe and efficient “iPS-based protein” technology that does not use genes, and this technology uses the protein (recombinant protein) encoded by the Yamanaka factor gene at the heart of the idea. is there.

非特許文献1の論文筆者ら、は、protein−induced pluripotent stem cells (piPS細胞)の技術と命名した。  The authors of Non-Patent Document 1 named the technology of protein-induced pluripotent stem cells (piPS cells).

しかしながら、この「piPS細胞の技術」でも、かかる蛋白質が核内になかなか取り込まれない、という別の問題をかかえている。  However, this “piPS cell technology” also has another problem that such a protein is not easily taken into the nucleus.

現在の公開情報から、山中因子遺伝子では、通常細胞100個に1個、piPS細胞の技術では、1000個に1個のiPS細胞が得られている。ゆえにいまのところ、「山中iPS技術」の遺伝子法が10:1で、蛋白質によるiPS化法(piPS法)に対して優位である。  From the current public information, the Yamanaka factor gene has one iPS cell per 100 cells, and the piPS cell technique has one iPS cell per 1000 cells. Therefore, at present, the gene method of “Yamanaka iPS Technology” is 10: 1, which is superior to the protein iPS conversion method (piPS method).

とはいえ、山中iPSの遺伝子法には、前述の癌化の致命的欠点があるので、蛋白質によるiPS化(piPS法)にて、核内への蛋白取込を1000個に1個から向上させれば、実用においてpiPS法がきわめて優位となる。よって、対象細胞に複数の蛋白取込みを促進する技術が求められている。Nonetheless, the Yamanaka iPS gene method has the fatal drawback of the above-mentioned canceration, so the protein uptake into the nucleus can be improved from 1 to 1000 by using the protein iPS (piPS method). In this case, the piPS method is extremely advantageous in practical use. Therefore, there is a need for a technique that promotes the uptake of a plurality of proteins into target cells.

こういった問題点を認識した本発明者は、特許文献9から特許文献12の発明を出願している。これらは、マイクロバブルによって培養液の液相としての気相環境をコントロールして、従来できなかった細胞個別に特徴的な増殖しやすさの気相環境、あるいは、細胞個別に特徴的な外部物質の取込みやすさ(エンドサイトーシスの促進)の気相環境、あるいは、気相環境のコントロールで、従来なしえなかった酵母など単細胞の増殖とエタノールなどの産生をコントロールする、という画期的な技術である。  The present inventor who has recognized such problems has applied for the inventions of Patent Document 9 to Patent Document 12. These control the gas phase environment as the liquid phase of the culture solution with microbubbles, and the gas phase environment that is characteristic of individual cells, which has not been possible in the past, or external substances that are characteristic of individual cells Innovative technology to control the growth of single cells such as yeast and the production of ethanol, etc., which could not be achieved by controlling the gas phase environment or the gas phase environment that facilitates the uptake of endothelium It is.

特許文献9から特許文献12の発明のうち、特許文献10から特許文献12の発明は、装置や制御システムとしての発明であって、本発明と直接的関わりは薄い。一方、特許文献9に、本発明と同様のコンセプトが記載されている。  Among the inventions of Patent Document 9 to Patent Document 12, the inventions of Patent Document 10 to Patent Document 12 are inventions as devices and control systems, and are not directly related to the present invention. On the other hand, Patent Document 9 describes a concept similar to the present invention.

しかしながら、特許文献9では、たとえば、山中ファクターやこれから誘導されるリコンビナント蛋白が複数(4つ)であることを十分に意識した発明にはなっていない。  However, in Patent Document 9, for example, the invention is not sufficiently conscious of the fact that there are a plurality (four) of the Yamanaka factor and the recombinant proteins derived therefrom.

イメージアップのために、図1に、一般に所望の細胞変化を期待する対象細胞Cに対象細胞自身の変化を促進するのに要する4つの物質(F1からF4)を取込ませて所望の細胞変化をなしたCXを得ることの模式図を示す。
図2により具体的な例として、iPS細胞化を期待する皮膚細胞CYにiPS細胞化を誘導促進するのに要する4つの山中ファクターそれぞれにて誘導された4つのリコンビナント蛋白質(FY1からFY4)を取込ませてiPS細胞化をなしたCZを得ることの模式図を示す。
In order to improve the image, in FIG. 1, the target cell C that generally expects a desired cell change is allowed to incorporate four substances (F1 to F4) required to promote the change of the target cell itself, and the desired cell change. The schematic diagram of obtaining CX which made | formed was shown.
As a specific example of FIG. 2, four recombinant proteins (FY1 to FY4) induced by each of the four Yamanaka factors required to induce and promote iPS cell transformation are obtained from skin cells CY that are expected to become iPS cells. The schematic diagram of obtaining CZ which was made into iPS cell by being embedded is shown.

特に山中ファクターの「Oct3/4」から誘導されたリコンビナント蛋白質は分子量が相対的に大きく、細胞への取込みが難しい、ということが知られている(非特許文献1、非特許文献2参照)。  In particular, it is known that a recombinant protein derived from Yamanaka factor "Oct3 / 4" has a relatively large molecular weight and is difficult to be taken into cells (see Non-patent Documents 1 and 2).

本発明は、上記の例のごとく複数の物質を細胞取込ませることで細胞変化を促進する、という必要性に対応した実用技術を提案するものである。
再公表07−69666号公報「核初期化因子」 国立大学法人京都大学 特開2009−165478号公報「誘導多能性幹細胞の製造方法」国立大学法人京都大学 特開2009−165479号公報「誘導多能性幹細胞を製造するための核初期化因子の使用」国立大学法人京都大学 特開2009−165480号公報「誘導多能性幹細胞およびその製造方法」国立大学法人京都大学 特開2009−165481号公報「誘導多能性幹細胞からの体細胞の製造方法」国立大学法人京都大学 特許第3620797号公報「微細気泡発生装置」アイピーエムエス 特許第2762372号公報「微細気泡発生装置」小松製作所 特公平5-60353号公報「液中通気による培養方法及び培養装置」日立製作所 特願2009−234683号「細胞変化を促進する微小気泡含有組成物、・・・ならびに微小気泡含有組成物を用いた細胞変化促進方法」 特願2009−243940号「微小気泡含有組成物、および、微小気泡発生器」 特願2009−249900号「液体中に微小気泡を発生させる装置」 特願2009−265832号「液体中に微小気泡を生成して液体を発熱させる装置および方法」 Hongyan Zhou et.al「Generation of iPS-Cell UsingRecombinant Proteins」Cell Stem Cell Volume 4, Issue 5, 381-384,23 April 2009 Dohoon Kim et.al「Generation of Human Induced PluripotentStem Cells by Direct Delivery of Reprogramming Proteins」CellStem Cell Volume 4, Issue 6, 472-476, 28 May 2009
The present invention proposes a practical technique that corresponds to the need that promotes cellular changes by Maseru taking a plurality of substances into cells as in the example above.
Republished 07-69666 “Nuclear Reprogramming Factor” Kyoto University JP 2009-165478 A "Method for producing induced pluripotent stem cells" Kyoto University JP 2009-165479 A “Use of a nuclear reprogramming factor to produce induced pluripotent stem cells” Kyoto University JP 2009-165480 A “Induced pluripotent stem cells and production method thereof” Kyoto University JP 2009-165481 A “Method for producing somatic cells from induced pluripotent stem cells” Kyoto University Japanese Patent No. 3620797, “Microbubble generator”, IPMS Japanese Patent No. 2762372 “Microbubble Generator” Komatsu Ltd. Japanese Patent Publication No. 5-60353 “Culture method and apparatus by aeration in liquid” Hitachi, Ltd. Japanese Patent Application No. 2009-234683 “A composition containing microbubbles for promoting cell change, and a method for promoting cell change using a composition containing microbubbles” Japanese Patent Application No. 2009-243940 “Composition of microbubbles and microbubble generator” Japanese Patent Application No. 2009-249900 “Apparatus for generating microbubbles in liquid” Japanese Patent Application No. 2009-265832 “Apparatus and method for generating heat by generating microbubbles in liquid” Hongyan Zhou et. al `` Generation of iPS-Cell Using Recombinant Proteins '' Cell Stem Cell Volume 4, Issue 5, 381-384,23 April 2009 Dohoon Kim et. al `` Generation of Human Induced PluripotentStem Cells by Direct Delivery of Reprogramming Proteins '' CellStem Cell Volume 4, Issue 6, 472-476, 28 May 2009

本発明の課題は、細胞変化の引き金となる物質を細胞取込ますことで細胞変化を促進する、という必要性に対応した実用技術を提案するもので、とりわけ、引き金物質が複数であるケースに対応した技術を提供するものである。Case object of the present invention is to propose a practical technique for a substance that trigger cellular changes that promote cellular changes by be incorporated into the cells, corresponding to the requirement that, among other things, a plurality trigger substance The technology corresponding to is provided.

本発明は、同じ発明者による特許文献9の発明を発展させて、複数の物質を細胞取込ませることで細胞変化を促進する、という必要性に対応するため、より実用的な方法と装置を提案するものであって、たとえば、山中ファクターの「Oct3/4」から誘導された「リコンビナント蛋白質」のように分子量が大きいものがあって、その細胞への取込みが難しい、という問題について対策を講じた。The present invention, by developing the invention of Patent Document 9 by the same inventor, since the more substances that promote cell change by Maseru uptake in cells, addresses the need of a more practical method apparatus For example, there is a high molecular weight such as “recombinant protein” derived from Yamanaka factor “Oct3 / 4”, and it is difficult to take it into cells. I took it.

すなわち、こういった取込みにくい物質にて、その物質の取込みにくさに応じた特別な微小泡の気相成分と濃度の条件、取込ませたい物質の取込みを補助する物質の追加、取込みにくさに応じた特別な温度・圧力・水素イオン濃度・生物学/化学的酸素要求量といった環境条件を、対象細胞に与える個別(特別)なタイムピリオドを設ける、ということである。In other words, for these difficult-to-uptake substances, special microbubble gas phase components and concentration conditions depending on the difficulty of taking up the substance, the addition of substances that assist the uptake of the substance to be taken in, and the difficulty of taking in A special ( periodic ) time period is provided to give the target cells environmental conditions such as special temperature, pressure, hydrogen ion concentration, and biological / chemical oxygen demands.

取込みやすい物質については、上記の取込みにくい物質とは別のタイムピリオドとする。このことで、たとえば、山中ファクターの「Oct3/4」から誘導されたリコンビナント蛋白質を取込また細胞群のみを抽出して、これらに取込みやすい物質を取込ませる、というストラテジィ、あるいは、先に取込みやすい物質を取込ませてから、取込みにくい物質とは別のタイムピリオドで、取込みにくい「Oct3/4」から誘導されたリコンビナント蛋白質取込みを行わせる、というストラテジィがとれる。Substances that are easy to take up are time periods different from those that are difficult to take up. Thus, for example, the strategy of extracting only the cell group that has incorporated the recombinant protein derived from Yamanaka factor "Oct3 / 4" and allowing them to incorporate the easy-to-uptake substance, or first The strategy is to allow the incorporation of a recombinant protein derived from “Oct3 / 4”, which is difficult to take in, in a time period different from that of a substance that is difficult to take in after taking in a substance that is easy to take up.

ここで、複数の取込み物質に個別の取込み促進条件のうちで、微小気泡に吸引させる吸 引気体の成分と濃度の関係は、あらかじめ実験的に決定すればよい。その際、取込みにく い物質と取込みやすい物質とは細胞が当該物質を取込む早さ、すなわち「取込み量速度」 等々で仕分ければよい。 Here, among the individual uptake promoting conditions to a plurality of capture agents, the relationship of components and the concentration of the intake 引気body to be sucked into the microbubbles may be previously experimentally determined. At that time, incorporation meat have substance and uptake easy and material cells fast capturing the substance, i.e. it Shiwakere in like "uptake rate".

すなわち(請求項7)、細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みと、前記気 体吸引手段が吸引する気体成分および濃度との関係をあらかじめ実験的に決定し、取込ま せる複数の物質を取込みがたやすい順、あるいは、取込みが難しい順で順次に液体槽に供 給するとともに、かかる物質個々の供給に合わせて、吸引気体成分と濃度を、前記実験的 に決定された関係に基づいて制御することで、複数の物質を細胞に取込ませて細胞変化を 促進する方法を採用するのが好適であるThat (claim 7), respectively, and a separate capture more substances that Maseru uptake into cells, the relationship between the gaseous components and concentrations the gas body suction means for sucking determined experimentally in advance, a plurality of substances causing Tokoma the uptake easy order or, with sequentially feeding subjected to liquid bath in uptake difficult order to fit such substances individual supply, based on the suction gas component and concentration was determined the experimentally relationship It is preferable to adopt a method that promotes cell change by incorporating a plurality of substances into cells by controlling them .

また、たとえば、山中ファクターの「Oct3/4」以外の遺伝子から誘導された3種類のリコンビナント蛋白質は分子量が比較的小さいので、3種類についてほぼ同様の大きく変わらない条件でも取込み可能であって、これらを平均値などで代表させて3種類を一気に取込ませてもよく、そのほうが実用的である。  In addition, for example, the three types of recombinant proteins derived from genes other than Yamanaka Factor “Oct3 / 4” have relatively low molecular weights, so that they can be incorporated under almost the same conditions without significant changes. May be represented by an average value or the like, and the three types may be taken in at once, which is more practical.

すなわち、実験的に決定する工程で決定された、それぞれ個別の吸引気体成分とその濃度が類似である場合には、気体成分と濃度を制御する際に、該類似の成分を代表する成分 と該類似の濃度を代表する濃度に吸引気体成分と濃度を制御する、としてもよい。That was determined in the step of determining experimentally, when the concentration each individual suction gas component is similar, when controlling the gas component and concentration, component and the representative of the similar components The suction gas component and the concentration may be controlled to a concentration representing a similar concentration.

次に、この方法を実施する装置について説明する。まず、理解を助けるための模式図である図3は、本発明の請求項1の吸引気体成分と濃度の目標値、請求項3の環境温度・圧力等の制御の目標値を時系列(横軸が時間のグラフで示した模式図である。請求項2の 補助物質供給量と濃度の目標値は図6に示した。 Next, an apparatus for carrying out this method will be described. First, FIG. 3, which is a schematic diagram for helping understanding, shows the target values of the suction gas component and concentration according to claim 1 of the present invention, and the target values of control of environmental temperature, pressure, etc. according to claim 3 in time series ( horizontal direction). axis is a schematic diagram showing a time chart of). The auxiliary substance supply amount and concentration target values of claim 2 are shown in FIG.

本発明の装置は(請求項1、図4参照)、気体吸引手段と液体吸引手段と液体吐出手段が接続された渦流ポンプと液体槽(18)を具備し、前記気体吸引手段で気体を吸引しつつ、前記液体吸引手段で液体槽の液体を吸引して該液体槽の液体中に前記液体吐出手段から前記気体吸引手段で吸引した気体を内包した微小気泡を吐出して微小気泡を含有する液体組成物を液体槽に生成し、これを細胞に与えることによって、複数の物質を細胞取込ませて細胞変化を促進する装置であって、該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、前記気体吸引手段の上流に吸引気体の成分と濃度を制御する手段(12)、および、前記吸引気体の成分と濃度を制御する手段に、該吸引気体成分と濃度の制御目標指令を出す制御目標指令の出力手段(12A)、を具備し、前記吸引気体成分と濃度の制御目標が、細胞に取込ませる複数の物質個々の細胞への取込みに与える 気体成分および濃度の影響に基づいて決定された、複数の物質それぞれ個別の気体成分と濃度の制御目標であり、かつまた、かかる制御目標指令が、前記影響を受ける複数の物質個々に応じて、時間経過とともに順次個別に出力される、という構成の装置である。The apparatus of the present invention comprises a vortex pump and a liquid tank (18) to which a gas suction means, a liquid suction means, and a liquid discharge means are connected, and sucks gas by the gas suction means. However, the liquid suction means sucks the liquid in the liquid tank and discharges the microbubbles containing the gas sucked by the gas suction means from the liquid discharge means into the liquid tank to contain the microbubbles. the liquid composition to produce a liquid bath, by giving it to the cells, a plurality of substances to a device for promoting cellular changes Mase uptake into cells, the microbubble is at least a particle size of 30μm or less Means (12) for controlling the component and concentration of the suction gas upstream of the gas suction unit, and means for controlling the component and concentration of the suction gas. System for issuing target commands Output means of the target command (12A), comprising a decision and the control target of the suction gas component and concentration, based on the gaseous components and concentrations of Effects on the uptake of Maseru uptake into cells into a plurality of substances individual cells The control target of each gas component and concentration of each of the plurality of substances , and the command of the control target is sequentially output individually over time according to each of the plurality of affected substances. This is a device configured as described above.

また、発明の装置は(請求項2、図6参照)、細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みを補助する生体物質または化学物質を前記液体槽に供給し、かつ、該補助物質の濃度を制御する補助物質供給・濃度制御手段、および、前記補助物質を供給し、かつ、 該補助物質の濃度を制御する手段に、該補助物質の供給量と濃度制御目標指令を出す制御目標指令の出力手段、を兼備し、前記補助物質の供給量と濃度制御目標が、細胞に取 込ませる複数の物質個々の細胞への取込みに与える補助物質の供給量および濃度の影響に 基づいて決定された、複数の物質それぞれ個別の補助物質の供給量と濃度の制御目標であり、かつまた、かかる制御目標指令が、前記影響を受ける複数の物質個々に応じて、時間経過とともに順次個別に出力されるものである、といった構成をもつことが好ましい。
方法としては(請求項8)、細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みと、取 込みを補助する生体物質または化学物質の成分および濃度との関係を、あらかじめ実験的 に決定し、取込ませる複数の物質個々の供給に合わせて、取込みを補助する生体物質また は化学物質を、前記実験的に決定された関係に基づいて液体槽に添加する、を実施するの が好ましい。
The apparatus of the present invention ( see claim 2 and FIG. 6 ) supplies a biological substance or a chemical substance for assisting individual uptake of each of a plurality of substances to be taken up by cells to the liquid tank , and auxiliary substances supply and density control means for controlling the concentration, and supplies the auxiliary substances, and, to means for controlling the concentration of the auxiliary substances, a control target to issue a control target command supply amount and concentration of the auxiliary substances output means of the command, to combine the control target supply amount and concentration of the auxiliary substances, based on the influence of the feed rate and the concentration of auxiliary substances given to incorporation into a plurality of substances individual cells that incorporated into cells It is the control target of the supply amount and the concentration of the individual auxiliary substances determined for each of the plurality of substances , and the command of the control target is sequentially and individually over time according to each of the plurality of affected substances. Output to It is preferable to have a configuration such as
The method (Claim 8), a plurality of substances each individual capture that incorporated in the cells, the relationship between the components and the concentrations of biological or chemical substances to aid uptake, determined experimentally in advance, collected in accordance with the plurality of substances each supply to written, the biological material or chemicals that assist in uptake, the added to the liquid bath on the basis of the experimentally determined relationship, it is preferred to carry out the.

また、発明の装置は(請求項3)、細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みを補助する液体槽の環境を制御する手段(18A)、および、前記液体槽の環境を制御する手段に、取込みを補助する環境の制御目標指令を出す制御目標指令の出力手段(30)、を兼備し、前記液体槽の環境の制御目標が、細胞に取込ませる複数の物質個々の細胞へ 取込みに対して与える液体槽の環境の影響に基づいて決定された、複数の物質それぞれ個別の環境の制御目標であり、かつまた、かかる制御目標指令が、前記影響を受ける複数の物質個々に応じて、時間経過とともに順次個別に出力されるものである、といった構成をもつことが好ましい。
方法としては(請求項9)、細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みと、液 体槽の環境との関係を、あらかじめ実験的に決定し、取込ませる複数の物質個々の供給に 合わせて、液体槽の環境を、前記実験的に決定された関係に基づいて制御する、を実施す るのが好ましい。
The apparatus of the invention (Claim 3) is a means (18A) for controlling the environment of the liquid tank for assisting the individual uptake of a plurality of substances to be taken into the cells, and a means for controlling the environment of the liquid tank. the output means of the control target command issuing control target command environment to assist uptake (30), and combine the control target of the environment of the liquid tank, Maseru uptake into cells to multiple substances individual cells was determined based on the environmental effects of the liquid bath given to capture, each of the plurality of materials is a control target of the specific environment, and also, a command of the control target, the plurality of materials each receiving the influence Accordingly, it is preferable to have a configuration in which the signals are output individually and sequentially over time.
The method (Claim 9), a plurality of material discrete uptake that incorporated in the cells, the relationship between the environmental liquids tank, determined experimentally in advance, a plurality of substances each supply to incorporated together, the environment of the liquid bath, the controlled based on the experimentally determined relationship, preferably implement.

また、より具体的に(請求項4・10)、請求項1・7の、気体成分・濃度制御手段が制御する吸引気体の成分と濃度は、酸素(O2)、および/または、窒素(N2)、および/または、二酸化炭素(CO2)の成分とそれらの濃度である。More specifically (claims 4 and 10 ), the components and concentration of the suction gas controlled by the gas component and concentration control means of claims 1 and 7 are oxygen (O2) and / or nitrogen (N2). ), And / or components of carbon dioxide (CO2) and their concentrations.

同様に具体的に(請求項5・11)、請求項2・8の、複数の物質の取込みを補助する生体物質または化学物質は、対象細胞の自然生育環境に存在する物質、および/または、対象細胞中の生体反応に寄与する物質、および/または、生体内産生物質である。Similarly, specifically (claims 5 and 11 ), the biological substance or chemical substance for assisting the uptake of a plurality of substances according to claims 2 and 8 is a substance present in the natural growth environment of the target cell, and / or It is a substance that contributes to a biological reaction in the target cell and / or a substance produced in vivo.

ここにおいて、対象細胞の自然生育環境に存在する物質・対象細胞中の生体反応に寄与する物質・生体内産生物質を例示すると、遺伝子・酵素・補酵素・助酵素および遺伝子によって生合成されるリコンビナント蛋白質およびアミノ酸・ぺプチド・糖鎖などが挙げられ、これらによってなるホルモンやフェロモン、NGF(神経細胞増殖因子)等も含まれる。  Examples of substances present in the natural growth environment of target cells, substances contributing to biological reactions in target cells, and substances produced in vivo include genes, enzymes, coenzymes, coenzymes, and recombinants biosynthesized by genes. Examples include proteins, amino acids, peptides, sugar chains, and the like, and hormones, pheromones, NGF (nerve cell growth factor), and the like.

また、具体的に(請求項6・12)、請求項3・9の、複数の物質の取込みを補助する ために制御される液体槽の環境、液体組成物の温度、および/または、圧力、および/または、水素イオン濃度、および/または、生物学的ないしは化学的酸素必要量、という 環境条件である。Also, specifically (claims 6 and 12 ), the environment of the liquid tank controlled to assist the uptake of a plurality of substances according to claims 3 and 9 is the temperature and / or pressure of the liquid composition. , and / or hydrogen ion concentration, and / or biological or chemical oxygen demand, an environmental condition that.

ここで、図4とともに理解を助けるための模式図である図5を参照して補足する。図5は、1000細胞の単位の大量自動処理をイメージした装置模式図である。  Here, it supplements with reference to FIG. 5 which is a schematic diagram for helping an understanding with FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of an apparatus in the image of mass automatic processing in units of 1000 cells.

ここで、Q1が図4の構成の装置ブロックであって、請求項1が記載するところの微小泡を含む液体組成物(細胞培養液)の供給源である。請求項3と9が記載するところの温度等の環境もQ3の部分でコントロールされていることを示す。Here, Q1 is an apparatus block having the configuration of FIG. 4, and is a supply source of a liquid composition (cell culture solution) containing microbubbles as described in claim 1. It shows that the environment such as temperature described in claims 3 and 9 is also controlled by the Q3 portion .

Q2は、細胞に取込ませる複数の物質、たとえばF1からF4を個別に供給する供給手段である。Q2 is a supply means for individually supplying a plurality of substances 2 to be taken into cells, for example, F1 to F4.

Q4は、Q1のうち、請求項4が記載するところの酸素(O2)、および/または、窒素(N2)、および/または、二酸化炭素(CO2)の供給部分を一点鎖線で囲んだものである。Q5は、複数の対象細胞の培養セルを有する自動培養容器である。  Q4 is one in which the supply portion of oxygen (O2) and / or nitrogen (N2) and / or carbon dioxide (CO2) described in claim 4 is surrounded by a one-dot chain line in Q1. . Q5 is an automatic culture vessel having a plurality of target cell culture cells.

図5で、請求項1の「複数の物質個々に応じて、時間経過とともに順次個別に出力される」、請求項7の「複数の物質を順次に液体槽に供給するとともに、かかる物質個々の供 給に合わせて、・・・制御する」を白抜き矢印で示した。
Q5には対象細胞が培養されている。複数のQ5は同じもので、時間ピリオドが異なる。微小気泡を含有する液体組成物3を液体槽18からQ5に移す自動ピペッター等の手段 Rが微小気泡を含有する液体組成物を液体槽18からQ5に移し、それぞれの時間ピリオ ドでの物質取込みが促進される。
In Figure 5, according to claim 1 "according to a plurality of substances each sequentially outputted individually with time", according to claim 7 "is supplied to the sequential liquid bath a plurality of substances, such substance individual in accordance with the supply, to ... control "is shown by a white arrow.
Target cells are cultured in Q5 . The plurality of Q5 are the same and have different time periods. Transfer the liquid composition means R such as an automatic pipettor to transfer the liquid composition 3 containing microbubbles from a liquid tank 18 to Q5 contains microbubbles from a liquid tank 18 Q5, material uptake at each time periodic de Is promoted.

本発明によって、多種多様の物質を複数細胞に取込ませ、細胞に所望の変化を生じさせ ることができる。そのことで、(1)細胞培養・細胞増殖のさらなる大量高速化、(2)たとえば「piPS細胞技術」すなわち「蛋白によるiPS化」法において、かかる複数 のリコンビナント蛋白質の核内取込み率を向上させiPS細胞の実用的な大量取得(量産)が可能となる。The present invention causes incorporated a wide variety of substances into a plurality cells can Rukoto cause a desired change in the cell. As a result, (1) further mass-acceleration of cell culture and cell growth, and (2) improving the nuclear uptake rate of a plurality of such recombinant proteins in, for example, the “piPS cell technology”, that is, the “protein iPS conversion” method. Practical mass acquisition (mass production) of iPS cells becomes possible.

対象細胞Cに変化を促進するのに要する4つの物質を取込ませて所望の細胞変化をなしたCXを得ることの模式図。The schematic diagram of obtaining CX which made the target cell C take in four substances required to promote a change, and made the desired cell change. 皮膚細胞CYにiPS細胞化を誘導促進するのに要する4つの山中ファクター誘導された4つのリコンビナント蛋白質を取込ませてiPS細胞化をなしたCZを得ることの模式図。Schematic diagram of obtaining by incorporated four recombinant proteins was induced in four Yamanaka factors required to induce promotes iPS cells into skin cells CY None of iPS cells of CZ. 本発明の吸引気体成分と濃度(請求項1)、環境温度・圧力等(請求項3)の制御目標の指令の出力を時系列で示した模式図。図3(a)は、12が制御する気 体成分濃度の制御目標を長さで相対的に示す線分の時間変化、図3(b)は、18A が制御する液体槽環境の制御目標の時間変化である。 The schematic diagram which showed the output of the command of the control target of the suction | inhalation gas component and density | concentration (Claim 1) , environmental temperature, pressure, etc. (Claim 3) of this invention in time series. 3 (a) is relatively time variation of a line segment indicating the control target of the air body component concentration of 12 to control the length, FIG. 3 (b), the control target of the liquid bath environment 18A controls It is time change. 本案明の装置にて、Q2の手段を除いた装置構成の例図である。請求項との関係は図5を参照のこと。It is an example figure of the apparatus structure except the means of Q2 in the apparatus of this invention. See FIG. 5 for the relationship with the claims. 本発明の装置の構成例図。Q1からQ5の意味するものは、符号の説明の欄を参照すること。請求項1の「複数の物質個々に応じて、時間経過とともに順次個別に出力される」、請求項7の「複数の物質を順次に液体槽に供給するとともに、かかる物質個々の供給に合わせて、・・・制御する」を白抜き矢印で示した。Q5には対 象細胞が培養されている。複数のQ5は同じもので、時間ピリオドが異なる。Rが微 小気泡を含有する液体組成物を液体槽18からQ5に移し、それぞれの時間ピリオド での物質取込みが促進される。 The structural example figure of the apparatus of this invention. For the meaning of Q1 to Q5, refer to the description of the reference numerals. According to claim 1, “in accordance with each of a plurality of substances, it is output individually and sequentially over time”, and according to claim 7, “a plurality of substances are sequentially supplied to the liquid tank, and in accordance with the supply of each such substance. ,... Control "is indicated by white arrows. Target cells are cultured in Q5. The plurality of Q5 are the same and have different time periods. The liquid composition R contains infinitesimal bubbles transferred from the liquid tank 18 to Q5, material uptake at each time period is accelerated. 本発明の補助物質(請求項2)の制御目標指令が時間経過とともに順次個別The control target commands for the auxiliary substances of the present invention (Claim 2) are individually and sequentially に出力されることの説明図。図6(a)は、F1の取込みを補助する生体物質またはExplanatory drawing of being output to. FIG. 6 (a) shows a biological material that assists in the uptake of F1 or 化学物質の供給量と濃度の制御目標の相対値の時間変化、図6(b)は、F2の取込Change in the relative value of the supply target and concentration control target of chemical substance over time, Fig. 6 (b) shows F2 uptake みを補助する生体物質または化学物質の供給量と濃度の制御目標の相対値の時間変化Change of relative value of supply target and concentration control target of biological substance or chemical substance である。It is.

2 細胞変化促進物質(細胞変化の引き金となる複数の物質)であって、F1からF4の例を一般的に代表する。
3 細胞変化促進物質2を混入した微小気泡含有細胞培養用組成物
4 気体吸引手段
10 微小気泡発生器
11 複数の気体供給手段(のひとつ)
12 吸引気体の成分と濃度を制御する手段
12A 吸引気体の成分と濃度を制御する手段12に、気体成分と濃度の制御目標指令を出す気体成分・濃度制御目標指令の出力手段。
13 成分・濃度を制御された吸引気体16に供給する手段
14 1の液体吸引手段の先端部分
15 1の液体吐出手段の先端部分(吐出ノズル)
16 気体吸引手段と液体吸引手段と液体吐出手段が接続された渦流ポンプを内蔵した筐体
17 濁度を透過光または散乱光測定方式で測定する濁度センサー
18 液体槽(細胞培養液容器)
18A 液体槽(細胞培養液容器)の温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的/化学的酸素要求量等の環境の制御手段
30 液体槽の環境を制御する手段18Aに、環境の制御目標指令を出す液体槽環境制御目標指令の出力手段
31 複数の物質個々の細胞への取込みに与える気体成分および濃度の影響(請求項1) のデータ、あるいは、あらかじめ実験的に決定された複数の物質それぞれ個別の取込みと 、前記気体吸引手段が吸引する気体成分および濃度との関係(請求項7)データを、30のリクエストに応じて与えるデータベース
32 複数の物質個々の細胞への取込みに対して与える液体槽の環境の影響(請求項2) のデータ、あるいは、あらかじめ実験的に決定された複数の物質それぞれ個別の取込みと 、液体槽の環境との関係(請求項データを、30のリクエストに応じて与えるデータベース
C 所望の細胞変化させる前の対象細胞
CC CまたはCYの細胞核
CX 所望の細胞変化をなした対象細胞
CY iPS細胞化させる前の皮膚細胞
CZ iPS細胞化した皮膚細胞
F1 細胞変化を促進する複数の物質の第1(細胞変化の引き金となる第1物質)
F2 細胞変化を促進する複数の物質の第2(細胞変化の引き金となる第2物質)
F3 細胞変化を促進する複数の物質の第3(細胞変化の引き金となる第3物質)
F4 細胞変化を促進する複数の物質の第4(細胞変化の引き金となる第4物質)
FY1 iPS細胞化山中ファクターOct3/4にて誘導されたリコンビナント蛋白質
FY2 iPS細胞化山中ファクターSox2にて誘導されたリコンビナント蛋白質
FY3 iPS細胞化山中ファクターKlf4にて誘導されたリコンビナント蛋白質
FY4 iPS細胞化山中ファクターc−Mycにて誘導されたリコンビナント蛋白質P0 吸引気体成分と濃度の変化、液体槽温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的ないし は化学的酸素必要量の変化が、対象細胞にバイオロジカルショックを与えないよう、なだ らかな変化となすために要するタイムピリオド
P1 複数の物質のうち第1の物質F1を取込み安い気体成分とその濃度を気体成分・濃度の制御指令が出力され、かかる気体成分・濃度となったタイムピリオド。液体槽が環境条件も同様に決定され、第1の物質F1を取込み安い環境条件に制御された状態にある。P2 複数の物質のうち第2の物質F2を取込み安い気体成分とその濃度を気体成分・濃度の制御指令が出力され、かかる気体成分・濃度となったタイムピリオド。液体槽が環境条件も同様に決定され、第2の物質F2を取込み安い環境条件に制御された状態にある。Q1 図4の構成の装置ブロックであって、請求項1が記載するところの微小気泡を含有 する液体組成物の供給源である。
Q2 細胞に取込ませる複数の物質を個別に供給する供給手段。
Q3 Q1のうち、請求項3が記載するところの温度等の環境コントロール部分を点線で囲んだもの。
Q4 Q1のうち、請求項4が記載するところの酸素(O2)、窒素(N2)、二酸化炭素(CO2)の供給部分を一点鎖線で囲んだもの。
Q5 複数の対象細胞の培養セルを有する自動培養容器
微小気泡を含有する液体組成物3を液体槽18からQ5に移す自動ピペッター等の 手段
2 Cell change promoting substances (a plurality of substances that trigger cell changes), generally representing examples of F1 to F4.
3 Microbubble-containing cell culture composition mixed with cell change promoting substance 2 4 Gas suction means 10 Microbubble generator 11 Multiple gas supply means (one of them)
12 A means for controlling the component and concentration of the suction gas 12A A gas component / concentration control target command output means for issuing a control target command for the gas component and concentration to the means 12 for controlling the component and concentration of the suction gas.
13 tip portion 15 1 6 tip portion of the liquid discharge means of a liquid suction means of means 14 1 6 to supply the suction air 16 which is controlled component and density (discharge nozzles)
16 A housing containing a vortex pump to which gas suction means, liquid suction means, and liquid discharge means are connected 17 Turbidity sensor 18 for measuring turbidity by transmitted light or scattered light measurement method Liquid tank (cell culture medium container)
18A Environment control means 30 such as temperature, pressure, hydrogen ion concentration, biological / chemical oxygen demand of liquid tank (cell culture medium container) 30 Environment control target command to means 18A for controlling the environment of liquid tank Liquid tank environment control target command output means 31 A plurality of substances The data on the influence of gas components and concentration on the uptake of individual cells (claim 1) , or a plurality of substances determined experimentally in advance and a separate capture, data of the relationship between the gas component and concentration the gas suction means for sucking (claim 7), gives in response to 30 requests database
32 Data on the effect of the environment of the liquid tank on the uptake of cells into individual cells (Claim 2) , or the individual uptake of each of a plurality of substances determined experimentally in advance and the environment of the liquid tank A database C which provides the data of the relationship with (Claim 9 ) upon request of 30 C Cell nucleus CX of target cell CC C or CY before desired cell change Target cell CY iPS cellization with desired cell change Skin cell CZ before being treated First of a plurality of substances that promote changes in iPS cellized skin cells F1 cells ( first substances that trigger cell changes)
Second of multiple substances that promote F2 cell changes ( second substances that trigger cell changes)
Third of a plurality of substances that promote F3 cell change ( third substance that triggers cell change)
The fourth of a plurality of substances that promote F4 cell changes ( fourth substance that triggers cell changes)
FY1 iPS cells of the mountains factor Oct3 / 4 recombinant protein FY4 iPS cells induced by the induced recombinant protein FY3 iPS cells of the mountains factor Klf4 in the mountains factor Sox2 of the induced recombinant protein FY2 iPS cell of at changes in recombinant protein P0 suction gaseous components and concentrations derived by Yamanaka factor c-Myc of reduction, the change of the liquid bath temperature, pressure, and hydrogen ion concentration-biological to chemical oxygen demand is, the target cell so as not to give a biological shock, the control command gaseous component-concentrations uptake cheap gas component and its concentration of the first substance F1 of the time period P1 plurality of material required to make a rough sea et kana change is outputted This time period is the gas component / concentration. The environmental condition of the liquid tank is determined in the same manner, and the first substance F1 is taken in and controlled to a low environmental condition. P2 The time period when the gas component and the concentration control command are output, and the gas component / concentration control command is output for the gas component and the concentration of the second substance F2 out of the plurality of substances. The environmental condition of the liquid tank is determined in the same manner, and the second substance F2 is taken in and controlled to a low environmental condition. Q1 An apparatus block having the configuration shown in FIG. 4, which is a supply source of a liquid composition containing microbubbles as defined in claim 1.
Q2 Supply means for individually supplying a plurality of substances 2 to be taken up by cells.
Q3 Of Q1, an environment control portion such as temperature described in claim 3 is surrounded by a dotted line.
Q4 Of Q1, the oxygen (O2), nitrogen (N2), and carbon dioxide (CO2) supply portion described in claim 4 is surrounded by a one-dot chain line.
Q5 Automatic culture container with culture cells for multiple target cells
Means such as an automatic pipetter for transferring the liquid composition 3 containing R microbubbles from the liquid tank 18 to Q5

Claims (12)

気体吸引手段と液体吸引手段と液体吐出手段が接続された渦流ポンプと液体槽を具備し、前記気体吸引手段で気体を吸引しつつ、前記液体吸引手段で液体槽の液体を吸引して該液体槽の液体中に前記液体吐出手段から前記気体吸引手段で吸引した気体を内包した微小気泡を吐出して生成した微小気泡を含有する液体組成物によって、
複数の物質を細胞取込ませて細胞変化を促進する装置であって、
該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、
前記気体吸引手段の上流に吸引気体の成分と濃度を制御する手段、および、
前記吸引気体の成分と濃度を制御する手段に、該吸引気体成分と濃度の制御目標指令を出す制御目標指令の出力手段、を具備し、
前記吸引気体成分と濃度の制御目標が、細胞に取込ませる複数の物質個々の細胞への取込みに与える気体成分および濃度の影響に基づいて決定された、複数の物質それぞれ個別の気体成分と濃度の制御目標であり、かつまた、
かかる制御目標指令が、前記影響を受ける複数の物質個々に応じて、時間経過とともに順次個別に出力されるものである、複数の物質を細胞取込ませることで細胞変化を促進する装置。
Comprises a gas suction means and the liquid suction means and liquid discharge means vortex flow pump and a liquid tank which is connected, while sucking the gas in the gas suction means, said by sucking the liquid in the liquid tank by the liquid suction means By the liquid composition containing the microbubbles generated by discharging the microbubbles containing the gas sucked by the gas suction means from the liquid discharge means into the liquid in the liquid tank,
A plurality of substances A and Mase capture the cellular machinery to promote cell change,
The microbubbles include at least microbubbles having a particle size of 30 μm or less,
Means for controlling the composition and concentration of the suction gas upstream of the gas suction means; and
A means for controlling the component and concentration of the suction gas, and a control target command output means for outputting a control target command for the suction gas component and concentration;
The control target for the aspirated gas component and concentration is determined based on the influence of the gas component and the concentration on the uptake of each of the plurality of materials to be taken into the cells, and the individual gas components and the concentrations of each of the plurality of materials. Control objectives, and also
Command of the control target, according to a plurality of substances each receiving the impact, in which are successively individually output over time, device that promotes cellular changes by Maseru taking a plurality of substances to cells.
請求項1の装置において、
細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みを補助する生体物質または化学物質を前記液体槽に供給し、かつ、該補助物質の濃度を制御する補助物質供給・濃度制御手段、および、
前記補助物質を供給し、かつ、該補助物質の濃度を制御する手段に、該補助物質の供給 と濃度制御目標指令を出す制御目標指令の出力手段、を兼備し、
前記補助物質の供給量と濃度制御目標が、細胞に取込ませる複数の物質個々の細胞へ 取込みに与える補助物質の供給量および濃度の影響に基づいて決定された、複数の物質それぞれ個別の補助物質の供給量と濃度の制御目標であり、かつまた、
かかる制御目標指令が、前記影響を受ける複数の物質個々に応じて、時間経過とともに順次個別に出力されるものである、装置。
The apparatus of claim 1.
The biological or chemical plurality of substances Maseru uptake in the cells to aid the individual capture is supplied to the liquid tank, and auxiliary substances supply and density control means for controlling the concentration of the auxiliary substances and,
The auxiliary material supply, and a means for controlling the concentration of the auxiliary substances, and combines the output means, the control target command issuing control target command supply amount and concentration of the auxiliary substances,
The control target supply amount and concentration of the auxiliary material, the supply amount of auxiliary substances applied to the incorporation of Maseru uptake into cells into a plurality of substances individual cells and was determined based on the concentration of the impacts, individually plurality of substances Is the control target for the supply and concentration of auxiliary substances , and also
Command of the control target, according to a plurality of substances each receiving the impact, in which are successively individually output with time, device.
請求項1または請求項2の装置において、
細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みを補助する液体槽の環境を制御する手段、および、
前記液体槽の環境を制御する手段に、取込みを補助する環境の制御目標指令を出す制御目標指令の出力手段、を兼備し、
前記液体槽の環境の制御目標が、細胞に取込ませる複数の物質個々の細胞への取込み 対して与える液体槽の環境の影響に基づいて決定された、複数の物質それぞれ個別の環境 制御目標であり、かつまた、
かかる制御目標指令が、前記影響を受ける複数の物質個々に応じて、時間経過とともに順次個別に出力されるものである、装置。
The apparatus of claim 1 or claim 2 ,
Means for controlling the environment of the liquid tank to assist the individual uptake of each of the plurality of substances to be taken up by the cells; and
Combined with the means for controlling the environment of the liquid tank, the output means of the control target command for issuing the control target command of the environment to assist the intake,
Control target of the environment of the liquid tank, cells were determined based on the environmental effects of the liquid tank to provide for the acquisition Maseru incorporation into a plurality of substances individual cells, control of a plurality of substances each individual environment Goal, and again
Command of the control target, according to a plurality of substances each receiving the impact, in which are successively individually output with time, device.
請求項1の、吸引気体の成分と濃度が、
酸素(O2)、および/または、窒素(N2)、および/または、二酸化炭素(CO2)の成分とそれらの濃度である、装置。
The component and concentration of the suction gas of claim 1 are
An apparatus that is a component of oxygen (O2) and / or nitrogen (N2) and / or carbon dioxide (CO2) and their concentrations.
請求項2の、取込みを補助する生体物質または化学物質が、
対象細胞の自然生育環境に存在する物質、および/または、対象細胞中の生体反応に寄与する物質、および/または、生体内産生物質である、装置。
The biological material or chemical substance for assisting uptake according to claim 2,
A device that is a substance that exists in the natural growth environment of a target cell and / or a substance that contributes to a biological reaction in the target cell and / or a substance produced in vivo.
請求項3の、制御される液体槽の環境が、
液体槽の液体の温度、および/または、液体の圧力、および/または、液体の水素イオン濃度、および/または、液体の生物学的ないしは化学的酸素必要量、である、装置。
The controlled liquid bath environment of claim 3 is
A device which is the temperature of the liquid in the liquid tank and / or the pressure of the liquid and / or the hydrogen ion concentration of the liquid and / or the biological or chemical oxygen requirement of the liquid .
請求項1の装置を用いた、複数の物質を細胞取込ませて細胞変化を促進する方法であって、
細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みと、前記気体吸引手段が吸引する気 体成分および濃度との関係をあらかじめ実験的に決定し、
取込ませる複数の物質を取込みがたやすい順、あるいは、取込みが難しい順で順次に液 体槽に供給するとともに、かかる物質個々の供給に合わせて、吸引気体成分と濃度を、 記実験的に決定された関係に基づいて制御することで、複数の物質を細胞に取込ませて細 胞変化を促進する方法。
Using the apparatus of claim 1, a plurality of substances to a method of promoting cell changes Mase uptake into cells,
Respectively separate capture more substances that Maseru uptake into cells, the gas suction means the relationship between the gas carrying component and the concentration determined experimentally in advance for sucking,
Preparative more substances uptake is easy order to written or supplies to sequentially liquids tank in uptake difficult order to fit such substances each supply, the suction gaseous components and concentrations, before Symbol experimental by controlled based on the determined relationship, a method of promoting cytopathic reduction by a plurality of material was incorporated into the cells.
請求項7の方法において、The method of claim 7, wherein
細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みと、取込みを補助する生体物質またIndividual uptake of multiple substances to be taken up by cells and biological substances or は化学物質の成分および濃度との関係を、あらかじめ実験的に決定し、Determines experimentally the relationship between the chemical composition and concentration in advance,
取込ませる複数の物質個々の供給に合わせて、取込みを補助する生体物質または化学物質Biological or chemical substances that assist in the intake of multiple substances to be taken up according to the individual supply を、前記実験的に決定された関係に基づいて液体槽に添加する、方法。In a liquid bath based on the experimentally determined relationship.
請求項7の方法において、The method of claim 7, wherein
細胞に取込ませる複数の物質それぞれ個別の取込みと、液体槽の環境との関係を、あらThe relationship between the individual uptake of multiple substances to be taken into cells and the environment of the liquid tank かじめ実験的に決定し、Determined experimentally,
取込ませる複数の物質個々の供給に合わせて、液体槽の環境を、前記実験的に決定されたThe environment of the liquid tank was determined experimentally to suit the individual supply of the multiple substances to be taken up. 関係に基づいて制御する、方法。A method of controlling based on relationships.
請求項7の、吸引気体の成分と濃度が、
酸素(O2)、および/または、窒素(N2)、および/または、二酸化炭素(CO2) の成分とそれらの濃度である、方法
The component and concentration of the suction gas according to claim 7 are:
A method of oxygen (O 2) and / or nitrogen (N 2) and / or carbon dioxide (CO 2) components and their concentrations .
請求項8の、取込みを補助する生体物質または化学物質が、
対象細胞の自然生育環境に存在する物質、および/または、対象細胞中の生体反応に寄 与する物質、および/または、生体内産生物質である、方法
The biological substance or chemical substance for assisting uptake according to claim 8,
Substances existing in the natural habitat of the target cells, and / or, preferred Azukasuru agents to a biological response of a subject in a cell, and / or, an in vivo production materials, methods.
請求項9の、制御される液体槽の環境が、
液体槽の液体の温度、および/または、液体の圧力、および/または、液体の水素イオン 濃度、および/または、液体の生物学的ないしは化学的酸素必要量、である、方法
The controlled liquid bath environment of claim 9 is
A method of the temperature of the liquid in the liquid bath and / or the pressure of the liquid and / or the hydrogen ion concentration of the liquid and / or the biological or chemical oxygen requirement of the liquid .
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