JP2013039113A - Method for controlling cell quality and method for producing cell - Google Patents

Method for controlling cell quality and method for producing cell Download PDF

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Keiichi Kajiura
圭一 梶浦
Ryuji Kato
竜司 加藤
Hiroyuki Honda
裕之 本多
Masahiro Kinooka
正博 紀ノ岡
Yoshimi Kin
美海 金
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Nagoya University NUC
Osaka University NUC
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Nagoya University NUC
Osaka University NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a more practical method for controlling cell quality and a method for producing cells.SOLUTION: The method for controlling cell quality includes a step in which in the control of cell quality, a plurality of pieces of cell movement information in a division in different periods based on cell displacement information related to one or more cell displacements in a prescribed period of at least every two divisions of a culture region virtually divided into a plurality of parts of one cell group are acquired and accumulated cell movement information in a division concerning the every divisions is acquired. Then, quality of the cell group is evaluated based on the accumulated cell movement information in a division.

Description

本発明は、細胞品質管理方法及び細胞の生産方法に関する。   The present invention relates to a cell quality control method and a cell production method.

近年の再生医療では、細胞医療、特に、幹細胞治療が注目されている。細胞治療においては、その有効性は、細胞の分化度、活性などの品質に大きく依存している。現在、幹細胞を含む各種の細胞培養のプロセスの多くは熟練作業者にその管理を依存している。すなわち、細胞の品質管理の基準で簡易でかつ明確なものは未だ提供されていないのが現状であり、複数の基礎的な手技の組み合わせによって行うのが通常である。また、細胞を非破壊的に評価することも困難であった。したがって、効率よくかつ安定的に、的確な品質の細胞を適時に提供するのは困難な現状がある。   In recent regenerative medicine, cellular medicine, especially stem cell therapy, has attracted attention. In cell therapy, its effectiveness largely depends on the quality of cells such as the degree of differentiation and activity. Currently, many of the various cell culture processes, including stem cells, rely on skilled workers for their management. That is, the simple and clear standard of cell quality control has not yet been provided, and is usually performed by a combination of a plurality of basic techniques. It was also difficult to evaluate cells non-destructively. Therefore, it is difficult to efficiently and stably provide cells with appropriate quality in a timely manner.

そこで、例えば、非破壊的に細胞の画像から得られる細胞の形態情報を利用して細胞の品質を予測する方法が提案されている(特許文献1)。   Thus, for example, a method for predicting cell quality using non-destructive cell shape information obtained from cell images has been proposed (Patent Document 1).

特開2009−44974号公報JP 2009-44974 A

細胞の形態情報を的確に取得するには、細胞を輪郭を検出するなど煩雑な操作が必要であることが通常であり、実用上は未だ困難性があった。さらに、細胞形態情報は、ある程度細胞密度が低密度でないと形態認識が困難となる。したがって、細胞形態情報を利用する方法では、サブコンフレント(コンフレント(細胞が培養面全体に増殖した状態)の80%程度の細胞培養密度)以下であることが必要など培養状態が限定されていた。   In order to accurately acquire cell morphology information, it is usually necessary to perform complicated operations such as detecting the contour of the cell, and there is still difficulty in practical use. In addition, cell shape information is difficult to recognize unless the cell density is low to some extent. Therefore, in the method using the cell shape information, the culture state is limited, for example, it is necessary to be less than sub-conflent (confluence (cell culture density of about 80% of the state where the cells are grown on the entire culture surface)) or less. .

一方、細胞の移動は、高度に制御された細胞活動であると考えられる。したがって、細胞の移動量や移動速度などを指標とできる可能性もある。しかしながら、細胞は、その観察位置や時間により全く異なる挙動を示すことから、細胞の移動量や速度など動的な挙動変化を捉えることは困難を伴うとともに、その定量化も困難であった。   On the other hand, cell migration is thought to be a highly controlled cellular activity. Therefore, there is a possibility that the amount of movement of cells and the movement speed can be used as an index. However, since cells exhibit completely different behavior depending on their observation position and time, it is difficult to capture dynamic behavior changes such as the amount and speed of cell movement, and it is also difficult to quantify them.

以上のとおり、再生医療の実用化を促進するには、細胞培養等に関わる作業を支援する工学的技術の開発が強く求められている。そこで、本明細書の開示は、より実用的な細胞の品質管理方法及び細胞の生産方法を提供することを一つの目的とする。より具体的には、効率的かつ定量的に品質を評価できる細胞の品質管理方法等を提供することを一つの目的とする。   As described above, in order to promote the practical application of regenerative medicine, development of engineering technology that supports work related to cell culture and the like is strongly demanded. Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a more practical cell quality control method and cell production method. More specifically, an object is to provide a cell quality control method and the like that can efficiently and quantitatively evaluate quality.

本発明者らは、細胞の画像から得られる細胞の移動距離などの移動情報に着目するとともに、一定条件下に累積した移動情報の分布を取得することで、細胞の分化度などの品質を、細胞密度に関わらず定量的にしかも早期に取得できるという知見を得た。本明細書の開示は、こうした知見に基づいて提供される。   The present inventors pay attention to the movement information such as the movement distance of the cell obtained from the image of the cell, and by acquiring the distribution of the movement information accumulated under a certain condition, the quality such as the degree of differentiation of the cell is obtained. We obtained the knowledge that it can be obtained quantitatively and early regardless of the cell density. The disclosure herein is provided based on these findings.

(1)細胞の品質管理方法であって、
一又は二以上の細胞集団の仮想的に複数に区画された培養領域の少なくとも二つの前記各区画の所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得し、前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得する工程を備え、
前記区画内累積細胞移動情報に基づいて、前記一又は二以上の細胞集団の品質を評価する、品質管理方法。
(2) 前記区画内累積細胞移動情報を取得する工程は、前記一又は二以上の細胞集団の培養領域について取得した画像情報を利用して行う、(1)に記載の品質管理方法。
(3) 前記細胞変位情報は、前記所定期間の開始時点に前記区画内に存在する前記1又は2以上の細胞の始点位置情報と、これらの細胞の前記所定期間の終了時点における終点位置情報と、に基づく、(1)又は(2)に記載の品質管理方法。
(4) 以下の(a)〜(d):
(a)一又は二以上の細胞集団についての時間tn(nは1以上の整数であってN以下)及び時間tn+1において細胞の培養状態に関する二つの画像情報を取得し、
(b)前記二つの画像情報における前記各区画の時間tにおける1又は2以上の細胞の位置情報と、時間tn+1におけるこれらの細胞の位置情報とに基づいて、前記1又は2以上の細胞についての前記細胞変位情報を取得するとともに、前記細胞変位情報に基づいてt〜tn+1における前記各区画の前記区画内細胞移動情報を取得し、
(c)前記(a)及び(b)をt=Nとなるまで繰り返して、
(d)各区画について取得したN−1個の前記区画内細胞移動情報に基づいて前記各区画についての前記区画内累積細胞移動情報を取得する、(1)〜(3)のいずれかに記載の品質管理方法。
(5) 前記細胞の変位は、前記細胞の重心の変位に基づいて取得する、(1)〜(4)のいずれかに記載の品質管理方法。
(6) 前記区画内累積細胞移動情報を対応する前記培養領域上の前記区画に割り当てた二次元分布図化して評価する、(1)〜(5)のいずれかに記載の品質管理方法。
(7) 前記区画内累積細胞移動情報をヒストグラム化して評価する、(1)〜(6)のいずれかに記載の品質管理方法。
(8) 前記区画毎に前記一又は二以上の細胞集団の品質を評価する、(1)〜(7)のいずれかに記載の品質管理方法。
(9) 前記品質は、細胞の分化度である、(1)〜(8)のいずれかに記載の品質管理方法。
(10) 細胞集団の生産方法であって、
前記細胞集団の起源細胞を培養して前記細胞集団を取得する細胞集団生産工程、
を備え、
前記生産工程において、仮想的に複数に区画された前記細胞集団の培養領域の少なくとも二つの前記各区画における所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得し、前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得して、前記区画内累積細胞移動情報に基づいて、前記細胞集団の品質評価を実施する、生産方法。
(11) 前記細胞集団生産工程は、前記区画内累積細胞移動情報に基づいて細胞を選択的に培養する、(10)に記載の生産方法。
(12) 前記細胞集団生産工程は、前記起源細胞を所望の分化状態に分化させる条件下で実施する、(10)又は(11)に記載の生産方法。
(13) 細胞の検査方法であって、
仮想的に複数に区画された前記細胞に由来する細胞集団の培養領域の少なくとも二つの前記各区画の所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得し、前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得する工程を備え、
前記区画内累積細胞移動情報に基づいて、前記細胞の質を検査する、検査方法。
(1) A cell quality control method,
Different cell movement information in the compartment based on the cell displacement information relating to the displacement of one or more cells in a predetermined period of at least two of the sections of the culture region virtually divided into a plurality of one or two or more cell populations Obtaining a plurality of per-period, and obtaining the intra-compartment cumulative cell migration information for each of the compartments,
A quality control method for evaluating the quality of the one or more cell populations based on the intra-compartment cumulative cell migration information.
(2) The quality control method according to (1), wherein the step of acquiring the intra-compartment cumulative cell migration information is performed using image information acquired for the culture region of the one or more cell populations.
(3) The cell displacement information includes start point position information of the one or more cells existing in the section at the start time of the predetermined period, and end point position information of the cells at the end time of the predetermined period. The quality control method according to (1) or (2).
(4) The following (a) to (d):
(A) obtaining two pieces of image information relating to a cell culture state at a time t n (n is an integer of 1 or more and N or less) and a time t n + 1 for one or more cell populations;
(B) Based on the position information of one or more cells at time t n of each section in the two image information and the position information of these cells at time t n + 1 , the one or more cells Obtaining the cell displacement information about the cell, and obtaining the intra-compartment cell migration information of each of the compartments at t n to t n + 1 based on the cell displacement information,
(C) Repeat (a) and (b) until t = N,
(D) The intra-compartment cumulative cell movement information for each of the sections is acquired based on the N-1 pieces of intra-partition cell movement information acquired for each of the sections, according to any one of (1) to (3) Quality control method.
(5) The quality control method according to any one of (1) to (4), wherein the displacement of the cell is acquired based on a displacement of the center of gravity of the cell.
(6) The quality control method according to any one of (1) to (5), wherein the intra-compartment cumulative cell migration information is evaluated by making a two-dimensional distribution diagram assigned to the corresponding compartment on the culture region.
(7) The quality control method according to any one of (1) to (6), wherein the intra-compartment cumulative cell migration information is evaluated in the form of a histogram.
(8) The quality control method according to any one of (1) to (7), wherein the quality of the one or more cell populations is evaluated for each of the sections.
(9) The quality control method according to any one of (1) to (8), wherein the quality is a cell differentiation degree.
(10) A method for producing a cell population,
A cell population production step of culturing cells originating from the cell population to obtain the cell population;
With
In the production process, intra-compartment cell movement information based on cell displacement information related to displacement of one or more cells in a predetermined period in at least two of the culture regions of the cell population virtually divided into a plurality of sections. A production method for obtaining a plurality of intra-compartment cumulative cell migration information for each of the compartments, and performing quality evaluation of the cell population based on the intra-compartment cumulative cell migration information.
(11) The production method according to (10), wherein in the cell population production step, cells are selectively cultured based on the intra-compartment cumulative cell migration information.
(12) The production method according to (10) or (11), wherein the cell population production step is performed under conditions for differentiating the origin cells into a desired differentiation state.
(13) A cell inspection method,
Different intra-compartment cell movement information based on cell displacement information regarding the displacement of one or more cells in a predetermined period of at least two of each of the culture regions of the cell population derived from the cells virtually divided into a plurality of cells Obtaining a plurality of per-period, and obtaining the intra-compartment cumulative cell migration information for each of the compartments,
A test method for testing the quality of the cell based on the intra-compartment cumulative cell migration information.

本開示の品質管理の手法の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the method of quality control of this indication. 速度の積算効果を示す図である。耐熱化候補変異体とその耐熱温度を示す図である。It is a figure which shows the integration effect of speed. It is a figure which shows a heat-resistant candidate mutant and its heat-resistant temperature. 「一つの期間ごとに区画内に存在する細胞の変位」の累積効果を示す図である。It is a figure which shows the cumulative effect of "the displacement of the cell which exists in a division for every one period." 「仮想的な区画において得られた細胞変位」を利用することの効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of utilizing "the cell displacement obtained in the virtual division." 本品質管理方法を実施するためのフローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow for implementing this quality control method. 積算時間と各積算時間における積算速度の変動係数(CV)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between integration time and the coefficient of variation (CV) of the integration speed in each integration time. 各培養時間における速度の積算の有無と骨格分化条件との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the presence or absence of the integration | accumulation of the speed | rate in each culture time, and skeletal differentiation conditions. 速度の積算効果と骨分化条件との関係(細胞株毎)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (for every cell line) between the integration effect of speed | velocity | rate, and bone differentiation conditions. 速度の積算効果と骨分化条件との関係(継代数の相違とともに)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (with the difference in a passage number) between the integration | accumulation effect of a speed | rate, and bone differentiation conditions. 速度の積算効果(40hにおける積算速度の平均値)とALP活性との関係を示す。The relationship between the speed integration effect (average value of the integrated speed at 40 h) and ALP activity is shown. ヒトiPSの由来のRPE細胞の解析対象視野の画像を示す図である。It is a figure which shows the image of the analysis object visual field of RPE cell derived from human iPS. ヒトiPS細胞由来RPE細胞のメラニン蓄積を一つの指標とした成熟度と積算マップとの関係(ヒストグラム)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (histogram) of the maturity which used the melanin accumulation | storage of a human iPS cell origin RPE cell as one parameter | index, and an integration map. ヒトiPS細胞由来RPE細胞のメラニン蓄積を一つの指標とした成熟度と積算マップとの関係(散布図)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (scatter diagram) of the maturity which made the melanin accumulation | storage of a human iPS cell origin RPE cell one parameter | index, and an integration map. ヒトiPS細胞由来RPE細胞のメラニン蓄積を一つの指標とした成熟度(輝度ヒストグラム)と形/速度との関係(ヒストグラム)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (histogram) of the maturity (luminance histogram) which used the melanin accumulation | storage of a human iPS cell origin RPE cell as one parameter | index, and a shape / velocity. ヒトiPS細胞由来RPE細胞のメラニン蓄積を一つの指標とした成熟度(画素)と形/速度との関係(速度中央値)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (median speed) of the maturity (pixel) and shape / speed which made melanin accumulation | storage of a human iPS cell origin RPE cell as one parameter | index.

本明細書の開示は、細胞の品質管理方法及び細胞集団の生産方法等に関する。本開示に係る品質管理方法によれば、図1に示すように、細胞集団の培養領域に想定される複数の区画において、複数の期間についての複数の区画内細胞移動情報を取得し、これを積算するなどして、区画内累積細胞移動情報を得る。この区画内累積細胞移動情報を用いて、細胞集団の区画ごとにあるいはある領域ごとの、さらには細胞集団全体の品質を、効率的かつ定量的に評価することができるようになる。   The disclosure of the present specification relates to a cell quality control method, a cell population production method, and the like. According to the quality control method according to the present disclosure, as shown in FIG. 1, in a plurality of sections assumed in the culture region of the cell population, a plurality of intra-compartment cell movement information for a plurality of periods is obtained, Accumulated cell movement information within the compartment is obtained by, for example, integration. Using this intra-compartment cumulative cell migration information, the quality of each cell population, each region, or even the entire cell population can be evaluated efficiently and quantitatively.

本品質管理方法の一つの利点は、細胞集団の培養工程における複数の期間での細胞の変位の「累積」(積算)に基づくため、評価方法の不安定性を抑制又は回避できる。換言すれば、培養工程における単一時点でもなく、単一時間でもないため、測定時間の短さが細胞の動的挙動のバラツキを反映してしまうことによる測定精度の低下が抑制又は回避される。また、長時間連続でもないために誤差等による測定精度の低下が抑制又は回避される。さらに、この結果、図2に示すように、早期に細胞集団の品質の評価が可能となる。   One advantage of this quality control method is based on the “accumulation” (accumulation) of cell displacement over a plurality of periods in the cell population culturing process, so that instability of the evaluation method can be suppressed or avoided. In other words, since it is not a single point of time or a single time in the culturing process, a decrease in measurement accuracy due to the fact that the short measurement time reflects variations in the dynamic behavior of cells is suppressed or avoided. . Further, since it is not continuous for a long time, a decrease in measurement accuracy due to an error or the like is suppressed or avoided. Furthermore, as a result, as shown in FIG. 2, the quality of the cell population can be evaluated at an early stage.

また、他の一つの利点は、本品質管理方法では、図3上段に示すように、「一つの期間ごとに区画内に存在する細胞の変位」の累積を利用するのであり、図3下段に示すように、複数の期間を通じて特定細胞をトラッキングすることに限定するものではない。1つの期間が細胞分裂時間よりも充分に短い時間であり、かつ細胞移動度に対しても区画内を通りすぎる時間以下であるように設定してあると、細胞分裂や融合、細胞移動による細胞交差や画面からの消失等によって生じる細胞トラッキング技術の困難な点を全て解決し、良好なトラッキング精度を確保することができ、この結果、区画内累積細胞移動情報の精度が向上する。また、操作の簡便性や効率性を向上させることができる。なお、特定細胞をトラッキングすることによる細胞の変位を利用することを排除するものではない。   Another advantage is that this quality control method uses the accumulation of “displacement of cells existing in the compartment for each period” as shown in the upper part of FIG. As shown, it is not limited to tracking a specific cell over a plurality of periods. If one period is set to be sufficiently shorter than the cell division time and not more than the time to pass through the compartment with respect to the cell mobility, cells due to cell division, fusion, or cell migration It is possible to solve all the difficult points of the cell tracking technique caused by crossing, disappearance from the screen, etc., and to ensure good tracking accuracy, and as a result, the accuracy of the intra-compartment cumulative cell movement information is improved. In addition, the simplicity and efficiency of operation can be improved. Note that the use of cell displacement by tracking specific cells is not excluded.

また、他の一つの利点は、細胞集団の培養領域の「仮想的な区画において得られた細胞変位」を利用するため、個々の区画についての品質管理が可能であるほか、細胞集団全体の品質管理も可能となる。また、図4に示すように、区画別の情報を二次元分布図(マップ)とすることで培養領域における品質の局所的相違を明確化できる同時に細胞集団全体の性質も把握しやすくなる。また、区画別の情報をヒストグラム化することで、数量的比較を容易化できるとともに、ヒストグラムの形態から細胞集団全体の評価も容易化できる。   Another advantage is that it uses the “cell displacement obtained in the virtual section” of the culture area of the cell population, so that it is possible to control the quality of individual sections and the quality of the entire cell population. Management is also possible. Moreover, as shown in FIG. 4, by making the information for each section into a two-dimensional distribution map (map), it is possible to clarify the local difference in quality in the culture region, and at the same time, it becomes easy to grasp the properties of the entire cell population. Moreover, by making the information for each section into a histogram, quantitative comparison can be facilitated, and evaluation of the entire cell population can be facilitated from the form of the histogram.

さらに、他の一つの利点は、「複数の期間における細胞の変位を区画ごと及び期間ごとに独立して抽出し累積する」ために、得られた情報の測定方法に由来する精度低下が抑制又は回避されており、区画内累積細胞移動情報を数値化でき、かつその定量性が良好であることである。この結果、区画ごとの比較や細胞集団としての比較が容易となる。定量性は、上記した二次元分布図化やヒストグラム化において、極めて有効に作用する。   Furthermore, another advantage is that since the displacement of the cells in a plurality of periods is extracted and accumulated independently for each section and each period, a decrease in accuracy due to the obtained information measurement method is suppressed or reduced. It is avoided, the cumulative cell migration information in the compartment can be quantified, and its quantitative property is good. As a result, comparison for each section and comparison as a cell population are facilitated. Quantitative effects are extremely effective in the above-described two-dimensional distribution chart and histogram.

さらに、他の一つの利点は、本品質管理方法で、細胞の変位を利用するために、細胞形態検出することを回避することができることにより、細胞の培養状態にかかわらず、細胞の品質を管理できることである。   In addition, another advantage is that the quality control method can avoid the detection of cell morphology in order to use the displacement of cells, thereby controlling the quality of cells regardless of the cell culture state. It can be done.

本開示の他の形態である細胞集団の生産方法やプログラムにおいても、上記した本品質管理方法に対応した利点を得ることができる。   Advantages corresponding to the above-described quality control method can also be obtained in the cell population production method and program according to another embodiment of the present disclosure.

本開示において「細胞」とは、特に限定されない。例えば、哺乳動物(ヒト、サル、ウシ、ウマ、ウサギ、マウス、ラット、モルモット、ハムスター等)の各種細胞、例えば心筋細胞、平滑筋細胞、脂肪細胞、線維芽細胞、骨細胞、軟骨細胞、破骨細胞、実質細胞、表皮角化細胞(ケラチノサイト)、上皮細胞(皮膚表皮細胞、角膜上皮細胞、結膜上皮細胞、口腔粘膜上皮、毛包上皮細胞、口腔粘膜上皮細胞、気道粘膜上皮細胞、腸管粘膜上皮細胞など)、内皮細胞(角膜内皮細胞、血管内皮細胞など)、神経細胞、グリア細胞、脾細胞、膵臓β細胞、メサンギウム細胞、ランゲルハンス細胞、肝細胞、又はこれらの前駆細胞、或いは間葉系幹細胞(MSC)、胚性幹細胞(ES細胞)、胚性生殖細胞(EG細胞)、成体幹細胞又は人工多能性幹細胞(iPS細胞)などを使用することができる。また、正常細胞の他、癌細胞など何らかの異常を来した細胞、或いはHeLa細胞、CHO細胞、Vero細胞、HEK293細胞、HepG2細胞、Cos−7細胞、NIH3T3細胞、Sf9細胞などの株化された細胞等を採用することができる。上皮細胞、間葉系細胞、iPS細胞などの接着性の細胞は、その二次元的な画像解析が容易である点において、本開示に有用である。   In the present disclosure, the “cell” is not particularly limited. For example, various cells of mammals (human, monkey, cow, horse, rabbit, mouse, rat, guinea pig, hamster, etc.), such as cardiomyocytes, smooth muscle cells, adipocytes, fibroblasts, bone cells, chondrocytes, Bone cells, parenchymal cells, epidermal keratinocytes, keratinocytes, epithelial cells (skin epidermal cells, corneal epithelial cells, conjunctival epithelial cells, oral mucosal epithelium, hair follicle epithelial cells, oral mucosal epithelial cells, airway mucosal epithelial cells, intestinal mucosa Epithelial cells, etc.), endothelial cells (corneal endothelial cells, vascular endothelial cells, etc.), neurons, glial cells, spleen cells, pancreatic β cells, mesangial cells, Langerhans cells, hepatocytes, or progenitor cells thereof, or mesenchymal system Stem cells (MSC), embryonic stem cells (ES cells), embryonic germ cells (EG cells), adult stem cells or induced pluripotent stem cells (iPS cells) can be used . In addition to normal cells, cancer cells such as cancer cells, or established cells such as HeLa cells, CHO cells, Vero cells, HEK293 cells, HepG2 cells, Cos-7 cells, NIH3T3 cells, Sf9 cells, etc. Etc. can be adopted. Adhesive cells such as epithelial cells, mesenchymal cells, and iPS cells are useful for the present disclosure in that their two-dimensional image analysis is easy.

本開示において「細胞の品質」又は「細胞の質」とは、増殖率、残存分裂可能時間、残存分裂可能回数(残存ダブリング数)、分化度、活性度、特定の因子やタンパク質などの産生能、異常度、腫瘍化度、癌化度等が挙げられる。細胞の運動は、こうした「細胞の品質」又は「細胞の質」である細胞状態と大きく関連しており、細胞の運動を特徴付ける、細胞の変位は、これらの各種の細胞状態を評価ないし管理できる。例えば、細胞の分化度や活性度については、細胞の変位が小さいと分化程度が進んでおり活性度が高いことを本発明者らは確認している。   In the present disclosure, “cell quality” or “cell quality” refers to the growth rate, the remaining division potential, the remaining number of possible divisions (the number of remaining doublings), the degree of differentiation, the activity, and the ability to produce specific factors and proteins. , Abnormality degree, tumor degree, cancer degree and the like. Cell movement is largely related to these “cell quality” or “cell quality” cell states, and the cell displacement that characterizes cell movement can evaluate or manage these various cell states. . For example, regarding the degree of differentiation and activity of the cells, the present inventors have confirmed that when the displacement of the cells is small, the degree of differentiation is advanced and the degree of activity is high.

本開示において「細胞の分化度」とは、培養中に分化(例えば前駆細胞から成熟細胞への分化や、多分化能幹細胞から特定の細胞系譜への分化など)が予定された細胞がどの分化段階にあるかを示す指標である。分化度を決定するために、一般的には、細胞の形態、細胞表面マーカー(タンパク質)の発現の有無又は発現量、特定の因子の産生の有無又は産生量などが利用されている。   In the present disclosure, “cell differentiation degree” refers to the differentiation of cells that have been scheduled to differentiate during culture (eg, differentiation from progenitor cells to mature cells, differentiation from multipotent stem cells to specific cell lineages, etc.). It is an index indicating whether or not it is in a stage. In order to determine the degree of differentiation, cell morphology, presence or absence or expression level of a cell surface marker (protein), presence or absence or production amount of a specific factor are generally used.

本開示において、一つ又は二以上の細胞集団の培養領域は仮想的に複数に区画される。「仮想的に複数に区画される」とは、培養領域が物理的に溝や障壁によって区画されることではなく、培養領域内の複数個の細胞をその位置によって分類するためにのみに区画されることを意味する。したがって、「仮想的な区画」とは、透明な培養基材に付与された識別可能なグリッドなどによって培養領域の下方に視認可能に形成される区画であってもよい。また、培養領域の上方に重ねられるグリッドなどが形成された透明なシート状体によって培養領域を透過して視認するような区画であってもよい。さらに、培養領域について取得した画像情報に対して付与されるグリッドなどの画像によって形成される区画であってもよい。   In the present disclosure, the culture region of one or two or more cell populations is virtually divided into a plurality. “Virtually divided into multiple areas” does not mean that the culture area is physically partitioned by grooves or barriers, but is divided only to classify a plurality of cells in the culture area according to their positions. Means that. Therefore, the “virtual section” may be a section formed so as to be visible below the culture area by an identifiable grid or the like applied to the transparent culture substrate. Moreover, the division which permeate | transmits and visually recognizes a culture | cultivation area | region with the transparent sheet-like body in which the grid etc. which were piled up on the culture | cultivation area | region was formed may be sufficient. Furthermore, it may be a section formed by an image such as a grid attached to the image information acquired for the culture region.

本開示において、「区画」の大きさは、細胞が1〜2個程度が分画される大きさであることが好ましい。より多数の細胞が分画されると、所定期間における細胞の変位の検出が困難になりがちであり、細胞が分画されないのでは、情報のない区画が生じてしまうからである。区画の大きさは、細胞の種類にもよるが、通常、実寸として10μm以上100μm以下を基準とすることが好ましい。10μm未満であると細胞が分画されない区画が増大し、100μmを超えると、区画内に3個以上の細胞が分画されてしまうからである。区画は、標的とする細胞の進展性・移動速度に応じて最適化する必要があるため、目的の細胞を正確に評価するためには予め評価する細胞集団の培養領域の観察結果等に基づいて設定することが好ましい。こうした基準寸法を一片として有する正方形状、長方形状、あるいは半径とする円形状等とすることができるが、好ましくは正方形状である。   In the present disclosure, the size of the “compartment” is preferably such that about 1 to 2 cells are fractionated. This is because when a larger number of cells are fractionated, it becomes difficult to detect the displacement of the cells in a predetermined period, and if the cells are not fractionated, a section without information is generated. The size of the compartment depends on the cell type, but it is usually preferable that the actual size is 10 μm or more and 100 μm or less. This is because if it is less than 10 μm, the number of compartments in which cells are not fractionated increases, and if it exceeds 100 μm, three or more cells are fractionated in the compartment. Since the compartments need to be optimized according to the progress and movement speed of the target cells, in order to accurately evaluate the target cells, based on the observation results of the culture region of the cell population to be evaluated in advance It is preferable to set. A square shape, a rectangular shape, or a circular shape having a radius having such a reference dimension as one piece can be used, but a square shape is preferable.

また、本開示において、「区画」の個数は、特に限定されないが、全区画を総計した場合に、培養画像中の細胞が約200個以上となる区画数であることが望ましい。   In the present disclosure, the number of “compartments” is not particularly limited, but it is desirable that the number of compartments is about 200 or more in the culture image when all the compartments are totaled.

本明細書において「画像情報」とは、その記録媒体やその記録形態も特に限定されない。好ましくは、コンピュータに適用可能な記憶媒体に記録可能で公知の画像ファイルの形態であることが好ましい。   In the present specification, the “image information” is not particularly limited to the recording medium and the recording form. Preferably, it is in the form of a known image file that can be recorded on a storage medium applicable to a computer.

本開示において「細胞の変位」とは、細胞が所定期間内に移動した結果得られる移動量を意味している。すなわち、「細胞の変位」とは、所定期間内の開始時点における細胞の始点位置と所定期間の終了時点における細胞の終点位置とから求める移動量と、所定期間内における経時的に細胞が移動した距離に基づく移動量と、を含んでいる。なお、細胞の変位は、細胞の重心、細胞の輪郭、細胞の輪郭上の適数個の点、核などの内部器官あるいはその他検出可能な特徴(輝度や蛍光等)などの各種の二次元的な特徴点の変位に基づいて取得することができる。   In the present disclosure, “displacement of a cell” means a movement amount obtained as a result of a cell moving within a predetermined period. That is, “cell displacement” means the amount of movement obtained from the start position of the cell at the start time within the predetermined period and the end position of the cell at the end time of the predetermined period, and the movement of the cell over time within the predetermined period. And the amount of movement based on the distance. Note that cell displacement can be determined in various two-dimensional manners, such as the center of gravity of the cell, the outline of the cell, the appropriate number of points on the outline of the cell, internal organs such as the nucleus, and other detectable features (such as brightness and fluorescence) Can be acquired based on the displacement of various feature points.

また、細胞の変位に関する「細胞変位情報」とは、上記した細胞の移動量のほか、細胞の移動量を当該移動量が生じた時間で除算して得られる速度であってもよい。細胞変位情報として、速度を採用することで、細胞の変位を求めるための期間によらないデータとすることができる。   In addition to the above-described cell movement amount, the “cell displacement information” regarding the cell displacement may be a speed obtained by dividing the cell movement amount by the time when the movement amount is generated. By adopting the speed as the cell displacement information, it is possible to obtain data that does not depend on the period for obtaining the cell displacement.

本開示において「区画内細胞移動情報」とは、細胞変位情報に基づくものであればよいが、例えば、該当する細胞変位情報を平均または統計的数量(中央値や標準偏差等)に算出しなおしたものであってもよい。   In the present disclosure, “intra-compartment cell movement information” may be information based on cell displacement information. For example, the corresponding cell displacement information is recalculated as an average or a statistical quantity (median, standard deviation, etc.). It may be what you did.

本開示において「区画内累積細胞移動情報」とは、複数の区画内細胞移動情報に基づくものであればよいが、例えば、複数の区画内細胞移動情報を平均または統計的数量(中央値や標準偏差等)に算出しなおしたものであってもよい。   In the present disclosure, the “intra-compartment cumulative cell migration information” may be based on a plurality of intra-compartment cell migration information. For example, the plurality of intra-compartment cell migration information may be averaged or statistical quantities (median or standard). The deviation may be recalculated.

以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail.

(細胞の品質管理方法)
本品質管理方法は、細胞集団の培養工程において適用されるのが好ましい。細胞集団の培養工程は、培養工程の開始においては、単一又は複数個の細胞が用いられるほか、生体から採取された組織や器官の一部が細胞として用いられる場合があるが、これらを起源として培養を開始して最終的にはこれらに基づく細胞集団を得る工程をいう。なお、細胞集団の培養工程においては、細胞の増殖を伴っていてもよい。
(Cell quality control method)
The quality control method is preferably applied in the cell population culturing step. In the cultivation process of a cell population, a single or plural cells are used at the start of the cultivation process, and a part of a tissue or organ collected from a living body may be used as a cell. As a process of starting culture and finally obtaining a cell population based on these. Note that the cell population culturing step may involve cell proliferation.

以下、本品質管理方法における区画内累積細胞移動情報の取得工程について説明し、さらに得られた区画内累積細胞移動情報に基づいて細胞集団の品質評価を行う一実施形態について説明する。図5は、本品質管理方法を実施するためのフローの一例を示す。   Hereinafter, an acquisition process of intra-compartment cumulative cell movement information in this quality control method will be described, and an embodiment for performing quality evaluation of a cell population based on the obtained intra-compartment cumulative cell movement information will be described. FIG. 5 shows an example of a flow for carrying out this quality control method.

以下に説明する実施形態においては、細胞培養装置と、培養領域の画像情報を得るための撮像装置と、撮像装置に接続されたコンピュータなどのCPUと記憶媒体を備えた制御装置と、ディスプレイと備える、細胞の品質管理システムとを用いる。なお、以下の工程においては、種々取得された情報は、特に言及しなくても、コンピュータ等に備えられる一時記録媒体やハードディスクなどの各種形態の記憶媒体に適宜保存されるものとする。   In an embodiment described below, a cell culture device, an imaging device for obtaining image information of a culture region, a CPU such as a computer connected to the imaging device, a control device including a storage medium, and a display are provided. Cell quality control system. In the following steps, variously acquired information is appropriately stored in various types of storage media such as a temporary recording medium and a hard disk provided in a computer or the like, even if not specifically mentioned.

(区画内累積細胞移動情報取得工程)
本工程では、予め準備された細胞を培養工程に伴って、あるいは培養工程後において実施される。培養工程は、培養の目的により種々の形態があり特に限定されない。例えば、採取した細胞の品質評価、培養細胞の品質の評価、再生医療等に用いる細胞の品質評価、採取ないし培養した細胞の検査等、目的に応じた培養条件が設定される。こうした培養条件は、当業者であれば目的に応じて適宜設定することができる。また、細胞の変位の検出性の容易さの観点等から、培養領域は、平坦な培養基材上に形成されていることが好ましい。
(Intra-compartment cumulative cell migration information acquisition process)
In this step, the cells prepared in advance are carried out with or after the culturing step. The culturing step has various forms depending on the purpose of culturing and is not particularly limited. For example, culture conditions according to the purpose such as quality evaluation of collected cells, quality evaluation of cultured cells, quality evaluation of cells used for regenerative medicine, inspection of collected or cultured cells, and the like are set. Those skilled in the art can appropriately set such culture conditions according to the purpose. Further, from the viewpoint of ease of detection of cell displacement, the culture region is preferably formed on a flat culture substrate.

本実施形態では、時間t1を0時としたとき、時間t6(N=6)までの合計40時間にわたって、8時間ごとに断続的に6枚の画像情報を取得して、合計5個の区画内細胞移動情報を取得する。すなわち、区画内画像情報t1(0時)、t2(8時)、t3(16時)、t4(24時)、t5(32時)を取得する。   In the present embodiment, when time t1 is set to 0:00, six pieces of image information are acquired intermittently every 8 hours over a total of 40 hours until time t6 (N = 6), and a total of five sections are obtained. Acquire internal cell movement information. That is, the image information t1 (0 o'clock), t2 (8 o'clock), t3 (16:00), t4 (24 o'clock), and t5 (32 o'clock) are acquired.

(ステップS10)
本工程では、まず、時間t1における細胞の培養領域について画像情報t1を取得する(ステップS10)。画像情報t1を取得する対象となる培養領域は、予め所定の領域に固定されていることが好ましい。
(Step S10)
In this step, first, image information t1 is obtained for the cell culture region at time t1 (step S10). It is preferable that the culture area as a target for acquiring the image information t1 is fixed to a predetermined area in advance.

撮像対象となる培養領域は、細胞集団の全体にわたっていても一部であってもよい。さらに、対象領域の大きさは特に限定しないが、より広ければ好ましいが、例えば、好ましくは細胞数が200個以上となる大きさである。また、撮像対象となる培養領域の面積は、長さの単位で規定するよりもむしろ、各種細胞の細胞1個の大きさ、細胞密度、細胞移動速度とを加味して選択することができる。   The culture region to be imaged may be the entire cell population or a part thereof. Further, the size of the target region is not particularly limited, but it is preferable that the target region is wider. Further, the area of the culture region to be imaged can be selected in consideration of the size of each cell, cell density, and cell migration speed, rather than being defined in units of length.

ステップS10では、平坦な培養領域にそって動く細胞の変位を検知可能に、培養領域の上方から平面視するように画像情報t1を取得する。画像情報の取得方法は、ある時点における細胞の位置を認識でき、同時に一定期間後において当該細胞の移動先の位置を認識できるものであればよく、特に限定されない。   In step S10, image information t1 is acquired so as to be viewed from above the culture region so that the displacement of the cells moving along the flat culture region can be detected. The method for acquiring image information is not particularly limited as long as it can recognize the position of the cell at a certain time and simultaneously recognize the position of the movement destination of the cell after a certain period.

画像情報の取得は、典型的には、顕微鏡を介して撮像装置により撮像されることが好ましく、より好ましくは位相差顕微鏡を介して撮像される。時間t1は、特に限定されないが、培養中の細胞の品質を評価するのに適した培養状態に到達しているとみなせる時間であることが好ましい。   The acquisition of image information is typically preferably performed by an imaging device through a microscope, and more preferably through a phase contrast microscope. The time t1 is not particularly limited, but is preferably a time that can be regarded as reaching a culture state suitable for evaluating the quality of cells in culture.

取得した画像情報t1は、所定の形態の画像ファイルとしてコンピュータの記憶媒体に保存される。   The acquired image information t1 is stored in a computer storage medium as an image file in a predetermined form.

(ステップS20)
この後、CPUは、一定時間毎に時間t1からの経過時間を確認して8時間経過後に、ステップS30を開始する。
(Step S20)
Thereafter, the CPU confirms the elapsed time from the time t1 at regular intervals, and starts step S30 after 8 hours.

(ステップS30)
時間t1から8時間経過して時間t2に到達したとき、時間t2における細胞の培養領域についての画像情報t2をステップS10と同様に取得し、コンピュータの記憶媒体に保存する(ステップS20)。画像情報t2は、画像情報t1と同一の培養領域を撮像したものとなっている。
(Step S30)
When 8 hours have elapsed from time t1 and time t2 has been reached, image information t2 regarding the cell culture region at time t2 is acquired in the same manner as in step S10, and stored in the storage medium of the computer (step S20). The image information t2 is obtained by imaging the same culture area as the image information t1.

時間t1と時間t2との間隔は、本実施形態では8時間である。当該時間間隔は、細胞の種類や培養条件によっても異なるが、品質評価等の一層の確度の向上の観点からは、例えば、1以上4時間以下が好ましい。こうした範囲であるとどんな接着性細胞の移動速度であっても同じ区画内で捕らえられる可能性が高く、細胞分裂も画面中で生じる率が非常に少ないためである。一方、品質評価をより省力的により効率的に行う観点からは、例えば、時間間隔を6時間以上と時間間隔を長くとることが好ましい。時間間隔を長くすることで、画像情報量を制限できるとともに解析のための処理も効率化できるからである。   The interval between the time t1 and the time t2 is 8 hours in this embodiment. Although the said time interval changes also with the kind of cell and culture conditions, from a viewpoint of the further improvement of accuracy, such as quality evaluation, for example, 1 to 4 hours are preferable. This is because, within this range, any adherent cell migration rate is likely to be captured in the same compartment, and cell division occurs very little on the screen. On the other hand, from the viewpoint of more efficiently and cost-effectively evaluating the quality, for example, it is preferable to set the time interval to be longer than 6 hours. This is because by increasing the time interval, the amount of image information can be limited and the processing for analysis can be made more efficient.

(ステップS40)
ついで、画像情報t1と画像情報t2とを対比して、画像情報t1で視認できた細胞の時間t1から時間t2への移動量を取得する(ステップS40)。具体的には、画像情報t1において視認できる全ての細胞につき識別情報を付与した上で、各細胞の重心を各細胞の位置情報t1として取得する。細胞の重心の検出は、例えば、Image Jなどの画像処理プログラムを用いて実施することができる。
(Step S40)
Next, by comparing the image information t1 and the image information t2, the amount of movement of the cell that can be visually recognized by the image information t1 from the time t1 to the time t2 is acquired (step S40). Specifically, the identification information is given to all the cells visible in the image information t1, and the center of gravity of each cell is acquired as the position information t1 of each cell. The center of gravity of the cell can be detected using an image processing program such as Image J, for example.

そして、画像情報t1と画像情報t2とを対比して、画像情報t1で視認された個々の細胞と同一細胞を画像情報t2において抽出し関連付けを行う。画像情報t2において関連付けられた細胞については、その細胞の重心を位置情報t2として取得する。   Then, by comparing the image information t1 and the image information t2, the same cells as the individual cells visually recognized by the image information t1 are extracted in the image information t2 and associated. For the cell associated in the image information t2, the center of gravity of the cell is acquired as the position information t2.

こうして画像情報t1で視認された細胞であってかつ画像情報t2で同一細胞として抽出された細胞について、その位置情報t2から位置情報t1を差分して、個々の細胞の移動量を取得する。こうした移動量は、Image Jなどの通常の画像処理においてはピクセルを単位として取得される。さらに、この移動量を時間t2−時間t1の時間間隔で除算して移動速度を算出して、個々の細胞につき、細胞変位情報を取得する。   With respect to the cells that are visually recognized in the image information t1 and extracted as the same cells in the image information t2, the position information t1 is subtracted from the position information t2, and the movement amount of each cell is acquired. Such an amount of movement is acquired in units of pixels in normal image processing such as Image J. Further, the moving speed is calculated by dividing this moving amount by the time interval of time t2−time t1, and cell displacement information is obtained for each individual cell.

なお、画像情報t1においては視認できた細胞でも、画像情報t2において同一細胞として関連付けられない場合には、変位量の取得対象とはしない。また、画像情報t2において画像情報t1において関連付けられない細胞もまた、移動量の取得対象とはしない。   It should be noted that even a cell that can be visually recognized in the image information t1 is not a displacement amount acquisition target if it is not associated with the same cell in the image information t2. In addition, cells that are not associated in the image information t1 in the image information t2 are also not targeted for movement amount acquisition.

(ステップS50)
次に、区画内細胞移動情報を取得する(ステップS50)。まず、画像情報t1と画像情報t2のそれぞれに、撮像対象となった培養領域を画像情報上で複数に分画するグリッド画像(50ピクセル×50ピクセル、約200個の細胞網羅個数分以上=約200枚)を重ねる。グリッド画像によって形成される複数個のマス目(区画)にはそれぞれ番号等の識別情報が付与されている。画像情報t1の全ての各区画において視認される細部を特定し、これらの細胞のうち細胞変位情報1が取得されているかどうかを判定し、細胞変位情報が取得されている細胞の当該細胞変位情報の平均値を区画内細胞移動情報として取得する。区画内細胞移動情報t1を全ての区画について取得し記憶媒体に保存する。なお、画像情報t1において区画に細胞が存在しない場合には、当該区画についての区画内細胞移動情報はヌル(null)となる。
(Step S50)
Next, intra-compartment cell movement information is acquired (step S50). First, in each of the image information t1 and the image information t2, a grid image (50 pixels × 50 pixels, about 200 cell coverage number or more = approximately) for dividing the culture region to be imaged into a plurality of image information. 200 sheets). Identification information such as a number is assigned to each of the plurality of cells (sections) formed by the grid image. The details visually recognized in all the sections of the image information t1 are specified, it is determined whether the cell displacement information 1 is acquired among these cells, and the cell displacement information of the cell from which the cell displacement information is acquired Is obtained as intra-compartment cell movement information. The intra-compartment cell movement information t1 is acquired for all the compartments and stored in the storage medium. In addition, when there is no cell in the partition in the image information t1, the intra-compartment cell movement information for the partition is null.

(ステップS60〜S20〜S50)
ステップS50終了後は、CPUは、予め設定した数(本実施形態では5回)の区画内細胞移動情報を取得したか否かを判定し(ステップS60)、所定数を終了していない場合には、さらにステップS20〜ステップS50を繰り返し実施して、所定数の区画内細胞移動情報を取得する。なお、新たにステップS30を実施して時間t3において画像情報t3を取得し、次いでステップS40にて、改めて画像情報t2と画像情報t3を対比して、画像情報t2で視認できた細胞の時間t2から時間t3への変位量を取得する。すなわち、画像情報t1での細胞の特定や識別情報はキャンセルして、時間t2と時間t3における画像情報に基づいて、改めて細胞の変位情報を取得する。以下、同じようにして細胞の変位情報を取得する。一方、所定数の区画内細胞移動情報を取得したら、ステップS70を実施する。
(Steps S60 to S20 to S50)
After step S50 is completed, the CPU determines whether or not a predetermined number (in this embodiment, 5 times) of intra-compartment cell movement information has been acquired (step S60), and the predetermined number has not been completed. Further, step S20 to step S50 are repeatedly performed to acquire a predetermined number of intra-compartment cell movement information. It should be noted that step S30 is newly performed to obtain image information t3 at time t3, and then, in step S40, the image information t2 and the image information t3 are again compared, and the time t2 of the cell that can be visually recognized with the image information t2 To obtain a displacement amount from time t3 to time t3. That is, the cell identification and identification information in the image information t1 is canceled, and cell displacement information is acquired again based on the image information at the time t2 and the time t3. Thereafter, cell displacement information is obtained in the same manner. On the other hand, when a predetermined number of intra-compartment cell movement information has been acquired, step S70 is performed.

(ステップS70)
所定数の区画内細胞移動情報を取得したら、各区画の識別情報に基づいて、区画毎に区画内細胞移動情報を全て加算して、区画内累積細胞移動情報を取得する(ステップS70)。
(Step S70)
When a predetermined number of intra-compartment cell movement information is acquired, all the intra-compartment cell movement information is added for each compartment based on the identification information of each compartment to obtain intra-compartment cumulative cell movement information (step S70).

(ステップS80)
各区画につき区画内累積細胞移動情報を取得したら、これらの情報(ここでは速度の総和)に基づいて、色別二次元分布図情報を取得する(ステップS80)。より具体的には、データ値が上位90%以上となる区画に第1の色情報、下位10%以下となる区画に第2の色情報、これら以外の区画に第3の色情報ないしはさらに多くの適数の色情報を付与する。さらに、各区画に付与されたこれらの色情報を、用いたグリッド画像上の区画に色情報に対応した色別に表示可能な二次元分布図情報を取得する。
(Step S80)
When the intra-compartment cumulative cell movement information is obtained for each compartment, two-dimensional distribution map information for each color is obtained based on these pieces of information (here, the sum of speeds) (step S80). More specifically, the first color information is in a section where the data value is 90% or higher, the second color information is in a section where the data value is 10% or less, and the third color information or more in other sections. Appropriate number of color information is assigned. Furthermore, two-dimensional distribution map information that can display these color information assigned to each section in the section on the grid image used for each color corresponding to the color information is acquired.

品質管理者は、こうした二次元分布図情報をディスプレイ上に表示させて、色分布により区画毎のあるいは複数の区画からなる領域ごとの全体的または局所的な細胞の品質(例えば、分化程度)を効率にかつ定量的に評価できる。また、同時に、細胞集団全体の品質を効率的かつ定量的に評価することができるようになる。   The quality manager displays such two-dimensional distribution map information on the display, and shows the overall or local cell quality (for example, the degree of differentiation) for each section or for each area composed of a plurality of sections by color distribution. It can be evaluated efficiently and quantitatively. At the same time, the quality of the entire cell population can be evaluated efficiently and quantitatively.

上記した実施形態では、培養領域について取得した画像情報を利用して区画内累積細胞移動情報を取得したので、非破壊的に品質評価が可能となっている。さらに、培養工程に伴って品質評価を適時に行うことができるともに、培養工程後においても品質評価を行うことができる。また、事後的な検証も可能となっている。なお、画像情報を利用して細胞の変位情報を取得するには、人的作業によってもよいし、Image Jなど入手可能なプログラムを利用してもよい。   In the above-described embodiment, since the intra-compartment cumulative cell migration information is acquired using the image information acquired for the culture region, quality evaluation can be performed nondestructively. Furthermore, quality evaluation can be performed in a timely manner along with the culture process, and quality evaluation can be performed after the culture process. In addition, ex-post verification is also possible. In addition, in order to acquire the displacement information of a cell using image information, a human work may be sufficient and available programs, such as ImageJ, may be used.

上記した実施形態では、特に対照となる細胞集団を採用せずに、一つの細胞集団についてのみ区画内累積細胞移動情報を取得する工程を行ったが、特定の細胞集団についての精度及び再現性の良好な品質評価を行うためには、対照となる細胞集団を準備し、これについても同様にして区画内累積細胞移動情報を取得する工程を実施することが好ましい。例えば、分化誘導を行い分化程度について品質評価する場合には、同じ起源の細胞集団について分化誘導を行わない集団を、対照細胞集団とするなどすることが好ましい。こうした対照細胞集団を採用することで検定などを利用して特定の細胞集団における変化を高精度に検出できるようになる。   In the above-described embodiment, the process of acquiring intra-compartment cumulative cell migration information was performed only for one cell population without adopting a control cell population, but the accuracy and reproducibility of a specific cell population were improved. In order to perform a good quality evaluation, it is preferable to prepare a cell population as a control and similarly perform a step of acquiring intra-compartment cumulative cell migration information. For example, when differentiation induction is performed and quality evaluation is performed on the degree of differentiation, a group in which differentiation induction is not performed on a cell population of the same origin is preferably used as a control cell population. By adopting such a control cell population, it becomes possible to detect changes in a specific cell population with high accuracy using an assay or the like.

また、対照細胞集団でなく、異なる処理を施した異なる細胞集団につき、区画内累積細胞移動情報を取得する工程を行って、処理の影響を評価することもできる。さらに、対照細胞集団の区画内累積細胞移動情報の取得工程を組み合わせてもよい。   In addition, the effect of the treatment can be evaluated by performing a process of acquiring the intra-compartment cumulative cell migration information for different cell populations subjected to different treatments instead of the control cell population. Furthermore, the process of obtaining the intra-compartment cumulative cell migration information of the control cell population may be combined.

上記した実施形態では、細胞変位情報を、所定期間の開始時点に一つの区画内に存在する1又は2以上の細胞の重心などの始点位置情報と、これらの細胞の前記所定期間の終了時点における重心などの終点位置情報とに基づいて取得した。すなわち、細胞の連続的なトラッキングでなく、断片的なトラッキングを行って、細胞変位情報を取得した。このため、トラッキングが簡易であり、また、トラッキング誤差を減少させて高いトラッキング精度を確保できる。このため、細胞変位情報の精度や定量性も向上している。なお、所定期間において一つの区画内に存在する細胞の重心などの連続的トラッキングを一定以上の精度で実施できるプログラムを用いることで、細胞変位情報の精度や定量性も向上させることができる。   In the above-described embodiment, the cell displacement information includes the start position information such as the center of gravity of one or more cells existing in one section at the start time of the predetermined period, and the end time of the predetermined period of these cells. Obtained based on end point position information such as the center of gravity. That is, cell displacement information was obtained by performing fragmentary tracking instead of continuous cell tracking. For this reason, tracking is simple, and tracking errors can be reduced to ensure high tracking accuracy. For this reason, the accuracy and quantitativeness of the cell displacement information are also improved. It should be noted that the accuracy and quantitativeness of the cell displacement information can be improved by using a program that can perform continuous tracking of the center of gravity of the cells existing in one section in a predetermined period with a certain level of accuracy.

上記した実施形態では、時間t1を0時とする、時間t6までの合計40時間にわたって、8時間ごとに断続的に6枚の画像情報を取得し、合計5個の区画内細胞移動情報を取得したため、安定した区画内累積細胞移動情報が得られているが、これに限定するものではない。画像情報は、細胞の種類にもよるが、好ましくは10時間以上、より好ましくは20時間以上、さらに好ましくは30時間以上、より一層好ましくは35時間以上、さらに好ましくは40時間以上の期間(画像取得時間)にわたって複数回取得されることが好ましい。特に、30時間以上であると、多くの細胞につき安定した区画内累積細胞移動情報が得られる。また、こうした画像取得時間は、好ましくは30時間以上、より好ましくは35時間以上、さらに好ましくは40時間以上であれば、どの培養時間帯であってもおおよそ安定した区画内累積細胞移動情報を得ることができる。また、本実施形態では、N=6としたがこれに限定するものではなく、細胞の種類や品質管理の目的等に応じて適宜設定される。さらに、本実施形態では、一定時間毎に画像情報を取得して各画像情報を用いて区画内細胞移動情報を取得した。すなわち、各区画内細胞移動情報の取得期間にはインターバルを備えていないが、これに限定するものではない。例えば、後述する実施例2に開示されるように、所定期間のインターバルをおいた複数の期間(実施例6では、4時間のインターバルを置いて1時間内の区画内細胞移動情報を取得することを3回繰り返し実施して、3個の区画内細胞移動情報を取得している)につき、複数の区画内細胞移動情報を取得するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, 6 pieces of image information are acquired intermittently every 8 hours over a total of 40 hours up to time t6, where time t1 is 0:00, and a total of 5 intra-compartment cell movement information is acquired. Therefore, stable intra-compartment cumulative cell migration information is obtained, but the present invention is not limited to this. Although the image information depends on the type of cells, it is preferably a period of 10 hours or more, more preferably 20 hours or more, still more preferably 30 hours or more, even more preferably 35 hours or more, and even more preferably 40 hours or more. Preferably, it is acquired multiple times over (acquisition time). In particular, when it is 30 hours or more, stable intra-compartment cumulative cell migration information can be obtained for many cells. In addition, if the image acquisition time is preferably 30 hours or longer, more preferably 35 hours or longer, and even more preferably 40 hours or longer, roughly stable intra-compartment cumulative cell migration information can be obtained in any culture time zone. be able to. In the present embodiment, N = 6, but the present invention is not limited to this, and is appropriately set according to the type of cell, the purpose of quality control, and the like. Furthermore, in the present embodiment, image information is acquired at regular time intervals, and intra-compartment cell movement information is acquired using each image information. That is, an interval is not provided in the acquisition period of the cell movement information in each compartment, but the present invention is not limited to this. For example, as disclosed in Example 2, which will be described later, a plurality of periods with predetermined time intervals (in Example 6, the cell movement information in the compartment within 1 hour is obtained at intervals of 4 hours. May be repeated three times to obtain three pieces of intra-compartment cell movement information), and a plurality of intra-compartment cell movement information may be obtained.

上記した実施形態では、画像情報に対してグリッド画像を付与して得た複数の区画の全ての区画について、区画内細胞変位情報を取得するようにした。このため、培養領域の全体について緻密に細胞品質を評価することができる。なお、予めこうした区画内変位情報を取得する区画を限定しておいてもよい。取得する情報量を制限しつつも広い培養領域についての品質評価が必要である場合には、有効である。   In the above-described embodiment, intra-compartment cell displacement information is acquired for all of a plurality of sections obtained by adding a grid image to image information. For this reason, cell quality can be evaluated precisely for the entire culture region. In addition, you may limit the division which acquires such displacement information within a division beforehand. This is effective when it is necessary to evaluate the quality of a wide culture area while limiting the amount of information to be acquired.

上記した実施形態では、細胞の変位を細胞の重心に基づいて取得した。重心に基づくことで、細胞の輪郭情報を利用する場合に比べてハードウェアの誤差や輝度画像中の細胞の輪郭情報は、高密度状態の培養(コンフレント画像)ではどの細胞も同じ形態をとってしまうためほとんど意味がない。これに比べて、重心座標はどんな簡便なソフトウェアであっても標準装備されている画像解析の基礎算出指標の一つであり、ハードウェアの共通化がなくとも、画質の誤差の影響をあまり受けずに安定して取得することができる。また、細胞の一部の輝度情報に基づく場合に比べて、ハードウェアの装備を簡略化効率化できる。輝度情報は撮像環境によって大きく変化してしまい定量的な環境を作るには暗室的撮像環境や、画素のbit数の統一のためのカメラの機種の統一などのハードウェアの共通化が必須であるからである。なお、細胞の重心に基づいて細胞の変位を取得する場合、細胞の大きさの約25%もの重心の誤差に対してほぼ安定であることがわかっている。また、重心の誤差が細胞の大きさの約12.5%の範囲であれば、f検定等によりほぼ同一結果が取得されることがわかっている。なお、Particle Tracking Velocimetry (PTV)などの画像中の粒子トラッキングアルゴリズムを利用すれば上記の視認細胞の重心検出および変位情報は自動的に算出できる。   In the above-described embodiment, the displacement of the cell is acquired based on the center of gravity of the cell. Based on the center of gravity, compared to the case where cell contour information is used, hardware error and cell contour information in the luminance image have the same form in a high-density culture (conferencing image). So it makes little sense. Compared to this, centroid coordinates are one of the basic calculation indices for image analysis that are provided as standard in any simple software, and are not much affected by image quality errors even if hardware is not shared. Can be acquired stably without. In addition, the hardware can be simplified and more efficient than the case based on the luminance information of a part of the cells. Luminance information changes greatly depending on the imaging environment, and in order to create a quantitative environment, it is essential to share hardware such as a dark room imaging environment and the unification of camera models to unify the number of pixel bits Because. It has been found that when acquiring cell displacement based on the center of gravity of the cell, it is substantially stable to an error in the center of gravity of about 25% of the cell size. Further, it is known that almost the same result is obtained by f-test or the like when the error of the center of gravity is in the range of about 12.5% of the cell size. If the particle tracking algorithm in the image such as Particle Tracking Velocimetry (PTV) is used, the center of gravity detection and displacement information of the above visible cells can be automatically calculated.

上記した実施形態では、異なる時間における2枚の画像情報tnと画像情報t+1を取得した上で、これらを対比した上で、両情報における細胞の重心を検出して位置情報を取得したが、これに限定するものではない。画像情報tnを取得したときに、画像情報t+1の取得に先立って、予め、画像情報tnについて細胞を特定し識別情報を付与して位置情報を取得しておいてもよい。   In the above-described embodiment, after obtaining two pieces of image information tn and image information t + 1 at different times, and comparing them, the center of gravity of the cells in both pieces of information is detected to obtain position information. It is not limited to. When the image information tn is acquired, prior to the acquisition of the image information t + 1, the position information may be acquired in advance by specifying a cell for the image information tn and adding identification information.

上記した実施形態では、所定数の区画内細胞移動情報を取得した後に、これらに基づいて区画内累積細胞移動情報を取得し、また、評価も行ったが、これに限定するものではない。区画内累積細胞移動情報の取得形態は、必要に応じて適宜変更が可能であるし、区画内累積細胞移動情報は、区画内累積細胞移動情報は、t1〜tNまでの、どの時点の情報に基づくものであってもよい。典型的には、t1を含んで任意の時間までを累積することができる。例えば、区画内細胞移動情報を取得したら、適時にあるいは逐次に、これらを累積し及び/又は評価してもよい。さらには、所定枚数の画像情報を全部取得した上で、細胞変位情報、区画内細胞移動情報及び区画内累積移動情報を取得してもよい。   In the above-described embodiment, after acquiring a predetermined number of intra-compartment cell movement information, the intra-compartment cumulative cell movement information is acquired and evaluated based on these, but the present invention is not limited to this. The acquisition form of the intra-compartment cumulative cell migration information can be appropriately changed as necessary, and the intra-compartment cumulative cell migration information is the information at any point in time from t1 to tN. It may be based. Typically, up to an arbitrary time can be accumulated including t1. For example, once intra-compartment cell migration information is obtained, these may be accumulated and / or evaluated in a timely or sequential manner. Furthermore, the cell displacement information, the intra-compartment cell movement information, and the intra-compartment cumulative movement information may be obtained after obtaining a predetermined number of pieces of image information.

上記した実施形態では、区画内累積細胞移動情報を色情報を利用して二次元分布図情報を取得したが、これに限定するものではない。区画内累積細胞移動情報は、細胞の変位に基づく情報であって、数値情報とすることができるため、各種の評価方法が可能である。また、二次元分布図情報は、色情報によらないで濃淡情報や模様などの他の画像情報によっても当然構成できる。また、こうした色情報や濃淡情報を付与する基準(上位90%等など)も適宜変更することが可能である。さらに、区画内累積細胞移動情報は、二次元分布図情報によらないでも効率的な評価が可能である。例えば、各区画に情報に対応した棒グラフ等の高さ情報を付与して3次元的に表示することもできる。さらに、区画内累積細胞移動情報をヒストグラム化してもよい。すなわち、区画内累積細胞移動情報を、シャリエの法則などに基づいて決定した度数を用いてヒストグラム情報を取得してもよい。ヒストグラム情報を取得することで、比較したい2種の条件下でのヒストグラム情報でのF検定やT検定などの検定を行うことができる。あるいは、ヒストグラムと中心値や平均値などの統計的手法によって得られる数値情報を組み合わせて評価することも可能となる。   In the above-described embodiment, the two-dimensional distribution map information is acquired using the color information as the intra-compartment cumulative cell movement information. However, the present invention is not limited to this. The intra-compartment cumulative cell movement information is information based on the displacement of the cell and can be numerical information, and therefore various evaluation methods are possible. Further, the two-dimensional distribution map information can naturally be constituted by other image information such as shading information and patterns without depending on the color information. In addition, the criteria (such as the upper 90%) for giving such color information and shading information can be changed as appropriate. Further, the intra-compartment cumulative cell movement information can be efficiently evaluated without using the two-dimensional distribution map information. For example, height information such as a bar graph corresponding to the information can be given to each section and displayed three-dimensionally. Further, the intra-compartment cumulative cell movement information may be converted into a histogram. That is, the histogram information may be acquired by using the frequency determined based on Charlie's law or the like for the intra-compartment cumulative cell movement information. By acquiring the histogram information, it is possible to perform tests such as F test and T test on the histogram information under the two conditions to be compared. Alternatively, it is possible to perform evaluation by combining a histogram and numerical information obtained by a statistical method such as a center value or an average value.

(細胞集団の生産方法)
本開示に係る細胞集団の生産方法は、細胞集団の起源細胞を培養して前記細胞集団を取得する細胞集団生産工程、を備え、前記生産工程において、仮想的に複数に区画された一つの細胞集団の培養領域の少なくとも二つの各区画における所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得し、前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得して、区画内累積細胞移動情報に基づいて、細胞集団の品質評価を実施することができる。この生産方法によれば、良好な品質の細胞集団を効率的にかつ安定的に製造することができる。この生産方法における区画内累積細胞移動情報の取得及び当該区画内累積細胞移動情報に基づく品質評価については、既に説明した本品質管理方法における各種態様を適用することができる。また、本生産方法においても、対照細胞集団についての区画内累積細胞移動情報を取得する工程を実施して、対照細胞集団についての区画内累積細胞移動情報も利用して品質評価をしてもよい。
(Cell population production method)
A cell population production method according to the present disclosure includes a cell population production step of culturing cells originating from a cell population to obtain the cell population, and in the production step, one cell virtually divided into a plurality of cells A plurality of intra-compartment cell migration information based on cell displacement information relating to the displacement of one or more cells in a predetermined period in at least two sections of the culture region of the population are obtained for different periods, and the intra-compartment cumulative cells for each of the sections The movement information can be acquired, and the quality evaluation of the cell population can be performed based on the intra-compartment cumulative cell movement information. According to this production method, a good quality cell population can be efficiently and stably produced. Various aspects of the quality control method described above can be applied to the acquisition of the intra-compartment cumulative cell migration information and the quality evaluation based on the intra-compartment cumulative cell migration information in this production method. Also in this production method, the step of obtaining intra-compartment cumulative cell migration information for the control cell population may be performed, and quality evaluation may be performed using the intra-compartment cumulative cell migration information for the control cell population. .

細胞集団生産工程は、区画内累積細胞移動情報に基づいて細胞を選択的に培養するようにしても良い。すなわち、区画内累積細胞移動情報に基づいて、特定区画の細胞の品質が低いことあるいは劣化を検出することができたら、当該区画に対応する培養領域の一部の細胞をレーザー等で消滅させるなどすることができる。あるいは、当該区画以外の培養領域の細胞のみを別培養ないし継代培養することもできる。こうすることで品質的により優れた細胞集団を得ることができる。   In the cell population production step, the cells may be selectively cultured based on the intra-compartment cumulative cell movement information. That is, if the quality of cells in a specific section is low or deterioration can be detected based on the intra-compartment cumulative cell migration information, some cells in the culture region corresponding to the section are extinguished with a laser or the like. can do. Alternatively, only the cells in the culture region other than the compartment can be separately cultured or subcultured. In this way, a cell population with better quality can be obtained.

細胞集団生産工程は、起源細胞を所望の分化状態に分化させる条件下で実施することが好ましい。こうした細胞集団生産工程によれば、再生医療などに用いる細胞集団を効率的にかつ良好な品質で安定的に製造することができる。   The cell population production step is preferably performed under conditions that cause the origin cells to differentiate into a desired differentiation state. According to such a cell population production process, a cell population used for regenerative medicine or the like can be produced efficiently and stably with good quality.

(細胞の検査方法)
本開示に係る細胞の検査方法は、仮想的に複数に区画された前記細胞に由来する細胞集団の培養領域の少なくとも二つの各区画の所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得し、前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得する工程を備え、区画内累積細胞移動情報に基づいて、前記細胞の質を検査するものとすることができる。この検査方法によれば、区画内累積細胞移動情報に基づいて細胞を検査するため、効率的かつ的確に細胞の質を評価できる。特に、検査対象たる細胞の個人差や細胞の動的挙動のバラツキを回避又は抑制して、細胞の質を評価できる。この検査方法における区画内累積細胞移動情報の取得及び当該区画内累積細胞移動情報に基づく細胞の質の評価については、既に説明した本品質管理方法における各種態様を適用することができる。また、本検査方法においても、対照細胞集団についての区画内累積細胞移動情報を取得する工程を実施して、対照細胞集団についての区画内累積細胞移動情報も利用して質評価をしてもよい。
(Cell inspection method)
The cell inspection method according to the present disclosure includes cell displacement information relating to displacement of one or more cells in a predetermined period of at least two sections of a culture region of a cell population derived from the cells virtually divided into a plurality of sections. Obtaining a plurality of intra-compartment cell migration information for different periods, obtaining intra-compartment cumulative cell migration information for each of the compartments, and examining the quality of the cells based on the intra-compartment cumulative cell migration information Can be. According to this inspection method, since the cells are inspected based on the intra-compartment cumulative cell movement information, the quality of the cells can be evaluated efficiently and accurately. In particular, cell quality can be evaluated by avoiding or suppressing individual differences in cells to be examined and variations in dynamic behavior of cells. Various aspects of the quality control method described above can be applied to the acquisition of the intra-compartment cumulative cell migration information and the evaluation of the cell quality based on the intra-compartment cumulative cell migration information in this inspection method. Also in this test method, the quality evaluation may be performed by using the intra-compartment cumulative cell migration information for the control cell population by performing the step of obtaining the intra-compartment cumulative cell migration information for the control cell population. .

(細胞の品質管理装置及びシステム)
本開示に係る細胞の品質管理装置は、細胞培養装置と、前記細胞培養装置内の細胞の培養領域を撮像可能な撮像手段と、前記撮像手段により取得した前記培養領域についての画像情報を処理可能な制御手段を備える制御装置と、前記制御手段による処理結果を出力する出力手段と、
を備え、前記制御手段は、一又は二以上の細胞集団の仮想的に複数に区画された培養領域の少なくとも二つの前記各区画の所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得して前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得するステップと、前記区画内累積細胞移動情報に基づいて、前記一又は二以上の細胞集団の品質を評価するステップとを実行する手段である、装置とすることができる。本装置によれば、効率的かつ定量的に品質を評価できる細胞の品質管理装置を提供できる。細胞培養装置は各種形態を取得することができ、撮像手段は、細胞画像において画像処理による輪郭抽出が行えるものであれば位相差顕微鏡に限らず明視野画像を取得するものであってもよい。また、出力手段は、ディスプレイのほかプリンタであってもよい。
(Cell quality control device and system)
The cell quality control device according to the present disclosure is capable of processing image information about the culture region acquired by the cell culture device, an imaging unit capable of imaging a cell culture region in the cell culture device, and the imaging unit. A control device including various control means, an output means for outputting a processing result by the control means,
The control means includes cell displacement information relating to displacement of one or more cells in a predetermined period of at least two of the culture regions virtually divided into a plurality of cell populations of one or two or more cell populations. Obtaining a plurality of intra-compartment cell migration information for different periods and obtaining intra-compartment cumulative cell migration information for each of the compartments, and the one or more cell populations based on the intra-compartment cumulative cell migration information It is possible to provide an apparatus that is a means for executing the step of evaluating the quality of According to this apparatus, it is possible to provide a cell quality control apparatus capable of evaluating quality efficiently and quantitatively. The cell culture device can acquire various forms, and the imaging means may acquire not only a phase contrast microscope but also a bright field image as long as it can perform contour extraction by image processing in a cell image. The output means may be a printer in addition to the display.

本装置は、また、上記した制御手段を備える細胞の品質管理制御装置の形態を採ることができるほか、コンピュータ等の制御手段に、上記ステップを実行させるための細胞の品質管理プログラムの形態を採ることもできる。さらに、こうした品質管理プログラムを記憶した記憶媒体の形態を採ることもできる。   This apparatus can also take the form of a cell quality management control apparatus provided with the above-described control means, and can also take the form of a cell quality management program for causing the control means such as a computer to execute the above steps. You can also. Furthermore, it is possible to take the form of a storage medium storing such a quality control program.

本装置は、例えば、システムとして構成されていてもよい。すなわち、装置の構成要素の一部のみが装置を構成しており、残余の構成要素は装置外の構成として品質管理システムを構成してもよい。また、本装置の構成要素の全てが別個の装置として品質管理システムを構成していてもよい。   This apparatus may be configured as a system, for example. That is, only some of the components of the device may constitute the device, and the remaining components may constitute the quality management system as a configuration outside the device. Moreover, all the components of this apparatus may comprise the quality control system as separate apparatuses.

本開示にかかる、細胞の品質管理方法、細胞の品質管理装置、細胞の品質管理プログラム等は、細胞の質や品質を評価することを目的とする限り、細胞の品質を管理しなくても、細胞の評価、検査のための方法、装置、プログラム等として実施される。本開示は、こうした形態も包含している。   The cell quality control method, the cell quality control device, the cell quality control program, etc. according to the present disclosure are not limited to managing the cell quality as long as the purpose is to evaluate the cell quality and quality. It is implemented as a method, apparatus, program, etc. for cell evaluation and examination. The present disclosure includes such forms.

以下、本開示を具現化した実施例について説明する。これらの実施例は、本開示を説明するためのものであって、限定するものではない。   Hereinafter, examples embodying the present disclosure will be described. These examples are intended to illustrate the present disclosure and not to limit it.

(ヒトMSCの骨分化誘導画像を用いた品質評価)
本実施例では、以下の3種の細胞の正常ヒト間葉系幹細胞MSC (KURABO, Japan)を用いて、その骨格分化誘導画像を経時的に取得し、画像情報に基づいて品質評価を行った。
(Quality evaluation using bone differentiation induction images of human MSC)
In this example, the following three types of normal human mesenchymal stem cells MSC (KURABO, Japan) were used to obtain the skeletal differentiation-inducing images over time, and the quality evaluation was performed based on the image information. .

(細胞)
Cell line1 (strain number 15000-1, unknown race, Male, 19-year-old),
Cell line2 (strain number 17174, Oriental, Male, 20-year-old),
Cell line3 (strain number 11533, Black, Male, 22-year-old
(cell)
Cell line1 (strain number 15000-1, unknown race, Male, 19-year-old),
Cell line2 (strain number 17174, Oriental, Male, 20-year-old),
Cell line3 (strain number 11533, Black, Male, 22-year-old

(培養条件)
(1)37℃、5%CO2、95%Air下のCO2インキュベータ内
(2)細胞培養ディッシュ(Greiner Bio-One, Frickenhausen, Germany)
(3)増殖用培地
分化培養開始までの1週間は、基礎培地:Medium 106S(KURABO), 低血清増殖添加剤:LSGS(KURABO)、抗生物質:ゲンタマイシン(GA) (KURABO)を用い、その後分化誘導培地へと交換し、2週間培養、培地交換は3日に一度とした。分化誘導培地は、基礎培地:Minimum Essential Medium (MEM , Invitrogen, Gaithersburg, MD, U.S.A.)、血清:10%fetal bovine serum(FBS, Invitrogen, Gaithersburg, MD, U.S.A.)、抗生物質:ペニシリンストレプトマイシン(PS, Invitrogen, Gaithersburg, MD, U.S.A.)とした。
(4)培養画像撮影
培養中、細胞の位相差画像取得を位相差顕微鏡を用いて8時間間隔で行い、1well中5視野の画像を取得した。倍率は4倍とした。このうち、誘導開始から0,8,16,24,32,40,48,56,64及び72時間後の画像をランダムに1枚ずつピックアップし(各ロット毎)、画像解析に用いた。
(Culture conditions)
(1) In a CO2 incubator under 37 ° C, 5% CO2, 95% Air (2) Cell culture dish (Greiner Bio-One, Frickenhausen, Germany)
(3) Growth medium For 1 week until the start of differentiation culture, basal medium: Medium 106S (KURABO), low serum growth additive: LSGS (KURABO), antibiotic: gentamicin (GA) (KURABO), and then differentiation The medium was replaced with an induction medium, cultured for 2 weeks, and the medium was changed once every 3 days. The differentiation induction medium is basal medium: Minimum Essential Medium (MEM, Invitrogen, Gaithersburg, MD, USA), Serum: 10% fetal bovine serum (FBS, Invitrogen, Gaithersburg, MD, USA), Antibiotic: Penicillin Streptomycin (PS, Invitrogen, Gaithersburg, MD, USA).
(4) Photographing of culture images During culture, phase difference images of cells were obtained at intervals of 8 hours using a phase contrast microscope, and images of 5 fields per 1 well were obtained. The magnification was 4 times. Among these, images at 0, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64 and 72 hours after the start of guidance were picked up one by one at random (each lot) and used for image analysis.

(1)細胞の移動量の取得にはフリーの画像解析ソフトウェアImageJを用い、画像中から約200細胞が含まれる視野領域を切り出し、その中の画像における各細胞を全て手でマーキングし、8時間ごとに各細胞の位置情報(重心座標)を算出した。
(2)各8時間間隔の前後の画像において、同じ細胞と認識されるものの重心2点間の移動距離[pixel]を算出し、8時間の培養時間で割ることにより速度を算出した。
V={((X-X0)2+(Y-Y0)2)0.5}/8
(3)各画像において50pixelx50pixelの区画を形成できるグリッドを付与し、各細胞の重心情報からこれらの区画内に含まれる全細胞の前画像から次画像までの移動距離を平均値として算出し、各区画内の「細胞速度」として定義した。
(4)これを、全区画について算出し、上位90%以上を最大値、下位10%以下を最小値、中間の%をグラデーションにより色で示し、画像面積に対応する区画の2次元展開画像として描画することで「速度マップ」を各時間で作製した。
(5)各時間で算出された「速度マップ」における、同一区画の速度情報を、経時的に積算(加算)し、「積算速度」とし、全経時内・全区画内での上位90%以上を最大値、下位10%以下を最小値、中間の%をグラデーションにより色で図示しなおして、これを「積算速度マップ」とした。
(6)さらに、これらの積算速度マップ(32h以上の積算マップ)内の各区画の値を、シャリエの法則し従って各階調の頻度(区画の個数)をカウントし、度数分布表(ヒストグラム)を作製した。ヒストグラムは、細胞株毎と、異なる継代数について、それぞれのヒストグラムおよび、細胞株をまとめたもの、継代数をまとめたものも作製した。
(7)作製した条件ごとの度数分布表の比較検討は、中央値と標準偏差での比較、および、f検定による分布としての同一状態検定(統計的手法)を用いて評価した。
(8)さらに、誘導あり/なしの双方の細胞群につき、培養開始から2週間後に骨分化程度の一般的指標であるALP活性を測定した。
(1) To obtain the amount of cell movement, free image analysis software ImageJ is used to cut out a visual field area containing about 200 cells from the image, and each cell in the image is marked by hand for 8 hours. Each cell position information (center of gravity coordinates) was calculated.
(2) In the images before and after each 8-hour interval, the movement distance [pixel] between two points of the center of gravity of those recognized as the same cell was calculated, and the velocity was calculated by dividing by the incubation time of 8 hours.
V = {((X-X0) 2 + (Y-Y0) 2 ) 0.5 } / 8
(3) A grid capable of forming 50 pixel x 50 pixel sections in each image is given, and the movement distance from the previous image to the next image of all cells contained in these sections is calculated as an average value from the centroid information of each cell. Defined as “cell velocity” within the compartment.
(4) This is calculated for all the sections, and the upper 90% or more is indicated by the maximum value, the lower 10% or less is indicated by the minimum value, and the middle% is indicated by a color by gradation. A “velocity map” was created at each time by drawing.
(5) The speed information of the same section in the “speed map” calculated at each time is integrated (added) over time to obtain the “integrated speed”, and the top 90% in all sections and all sections Is the maximum value, the lower 10% or less is the minimum value, and the intermediate% is redrawn in color by gradation, and this is referred to as an “integrated speed map”.
(6) Further, the value of each section in these integrated speed maps (integrated maps of 32h or more) is counted according to Charlie's law, and the frequency (number of sections) of each gradation is counted, and the frequency distribution table (histogram) is displayed. Produced. Histograms were prepared for each cell line and for each passage number different from each other, and a summary of the cell lines and passage number.
(7) The comparative examination of the frequency distribution table for each prepared condition was evaluated using the comparison between the median and standard deviation, and the same state test (statistical method) as the distribution by f test.
(8) Furthermore, ALP activity, which is a general index of the degree of bone differentiation, was measured after 2 weeks from the start of culture for both cell groups with and without induction.

図6に、積算時間と各積算時間における積算速度の変動係数(CV)との関係を示し、図7に、各培養時間における速度の積算の有無と骨格分化条件との関係を示し、図8に、速度の積算効果と骨分化条件との関係(細胞株毎)を示し、図9に、速度の積算効果と骨分化条件との関係(継代数の相違とともに)を示し、図10に、速度の積算効果(40hにおける積算速度の平均値)とALP活性との関係を示す。   FIG. 6 shows the relationship between the integration time and the coefficient of variation (CV) of the integration rate at each integration time, FIG. 7 shows the relationship between the presence / absence of integration of the rate at each culture time and the skeletal differentiation condition, FIG. 9 shows the relationship between the speed integration effect and the bone differentiation condition (for each cell line), FIG. 9 shows the relationship between the speed integration effect and the bone differentiation condition (with the difference in passage number), and FIG. The relationship between the speed integration effect (average value of the integrated speed at 40 h) and ALP activity is shown.

図6に示すように、各培養時間間隔に得られた細胞速度のCV値は、培養の時間経過と無関係に不安定な傾向を示したのに対し、各培養時間間隔で得られた細胞速度を積算して得た積算速度のCV値は、全体として小さく、また、積算時間が延びてくると、よりCV値が小さくより安定する傾向があることがわかった。特に、積算時間が24時間(画像取得時間としては32時間)以上、より好ましくは32時間(画像取得時間としては40時間)以上となると一層小さく安定化することがわかった。   As shown in FIG. 6, the cell velocity CV value obtained at each culture time interval showed an unstable tendency regardless of the time course of the culture, whereas the cell velocity obtained at each culture time interval. It has been found that the CV value of the integrated speed obtained by integrating is small as a whole, and that the CV value tends to be smaller and more stable as the integration time increases. In particular, it has been found that when the integrated time is 24 hours (32 hours as an image acquisition time) or more, more preferably 32 hours (40 hours as an image acquisition time) or more, the stabilization is further reduced.

図7に示すように、各培養時間間隔で得られた速度マップによれば(図7上段)、分化誘導あり/なしの相違が、経時的変化をもってしてもわかりにくいのに対し、積算速度マップによれば、経時的経過、すなわち、積算時間の増大とともに、分化誘導あり/なしの相違を明確に把握できるともに、培養早期においても、その相違を確認できることがわかった。   As shown in FIG. 7, according to the speed map obtained at each culture time interval (upper part of FIG. 7), the difference with / without differentiation induction is difficult to understand even with changes over time, whereas the integrated speed According to the map, it was found that the difference with / without differentiation induction could be clearly grasped with the passage of time, that is, the integration time increased, and the difference could be confirmed even in the early stage of culture.

図8に示すように、異なる患者に由来するMSCであっても、積算速度をヒストグラム化することで分化誘導あり/なしをその積算速度分布から明確に区別できることがわかった。また、図9に示すように、3種の細胞株をまとめて継代数別(P3〜P6またはP5〜P8)に比較した場合でも、分化誘導あり/なしの相違を明確に見分けることができた。つまりこれは細胞 の状態がある程度異なっていても本手法が汎用的に応用できる可能性を示したものである。また、継代数が少ない細胞株群の方が、移動速度は遅くまとまった分布であることがわかり、継代数が多いものは人為的な操作でダメージが蓄積してしまい、細胞のバラツキが大きくなって「速度が速い集団=分化から遠ざかっている集団」の存在比率が増えている、というような品質の度合いの変化まで表現できる可能性が示唆された。   As shown in FIG. 8, it was found that even with MSCs derived from different patients, the presence / absence of differentiation induction can be clearly distinguished from the cumulative velocity distribution by making the cumulative velocity a histogram. In addition, as shown in FIG. 9, even when the three cell lines were collectively compared by passage number (P3-P6 or P5-P8), the difference with / without differentiation induction could be clearly distinguished. . In other words, this shows the possibility that this method can be applied universally even if the state of the cells is somewhat different. In addition, the cell line group with a small number of passages has a slower distribution of movement, and the one with a large number of passages accumulates damage due to human manipulation, resulting in greater cell variation. This suggests the possibility of expressing even a change in the degree of quality, such as the existence ratio of “a group with fast speed = a group far from differentiation” increasing.

図10に示すように、分化誘導ありのために積算速度が小さいとALP活性が高く、分化誘導なしのために積算速度が大きいとALP活性が低いことがわかった。すなわち、積算速度とALP活性との間には相関性の高い(相関係数=-0.81)負の相関(逆相関)があることがわかった。   As shown in FIG. 10, it was found that the ALP activity was high when the integration rate was small due to differentiation induction, and that the ALP activity was low when the integration rate was large without differentiation induction. That is, it was found that there is a negative correlation (inverse correlation) between the integrated rate and the ALP activity with a high correlation (correlation coefficient = −0.81).

(ヒトiPS細胞を用いた網膜色素上皮(RPE)細胞への培養画像を用いた品質評価)
本実施例では、ヒトiPS細胞(201B7株、理研セルバンク、日本)を用いて、そのRPEへの分化誘導画像を経時的に取得し、画像情報に基づいて品質評価を行った。
(Quality evaluation using cultured images of retinal pigment epithelium (RPE) cells using human iPS cells)
In this example, differentiation induction images for RPE were obtained over time using human iPS cells (201B7 strain, RIKEN Cell Bank, Japan), and quality evaluation was performed based on the image information.

(細胞)
ヒトiPS細胞(201B7株、理研セルバンク、日本)
(継代培養条件)
マイトマイシン−C処理により不活化したマウス胚線維芽細胞をフィーダー細胞として利用し、京都大学iPS細胞培養プロトコル(http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/protocol.html)に従った。
(RPEへの分化培養)
下記の文献で報告されている培養プロトコルに従って、約90日かけてヒト網膜色素上皮細胞(RPE)へと分化させた。
Jin Z. B, et al. Modeling retinal degeneration using patient-specific induced
pluripotent stem cells. PLoS One 6.e17084 (2011), Jin ZB, et al. Induced pluripotent stem cells for retinal degenerative diseases: a new perspective on the challenges, J Genetics 88. 417-24 (2009)
(cell)
Human iPS cells (201B7 strain, RIKEN Cell Bank, Japan)
(Subculture conditions)
Mouse embryo fibroblasts inactivated by mitomycin-C treatment are used as feeder cells, and the Kyoto University iPS cell culture protocol (http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/protocol.html ).
(Differentiation culture to RPE)
The cells were differentiated into human retinal pigment epithelial cells (RPE) over about 90 days according to the culture protocol reported in the following literature.
Jin Z. B, et al. Modeling retinal degeneration using patient-specific induced
pluripotent stem cells. PLoS One 6.e17084 (2011), Jin ZB, et al. Induced pluripotent stem cells for retinal degenerative diseases: a new perspective on the challenges, J Genetics 88. 417-24 (2009)

(画像情報の取得)
呈色したiPS細胞由来RPE細胞誘導コロニーの播種から5日後を0経時とし、10分おき、8視野、合計27.5時間培養画像のうち、
A:見た目で、メラニンが少ない(分化程度低い)
B:見た目でメラニンがまばら(分化程度中間)
C:見た目でメラニンがまばら(分化程度中間)
D:見た目でメラニンが濃い(分化程度高い)
の4視野を選抜し、これらの経時画像を3.5、4.5、7.5、8.5、10.5、11.5時間の6つの経時ポイントについて取得し、解析した。図11に、ヒトiPS細胞の由来のRPE細胞の解析対象視野の画像を示す。以下、視野Aについて「NEGA」と称し、視野Dについて[POSI」と称する場合がある。
(Acquisition of image information)
5 days after the seeding of the colored iPS cell-derived RPE cell-derived colonies, the time was 0 time, 10 minutes, 8 fields, 27.5 hours in total,
A: Appearance is low in melanin (low degree of differentiation)
B: Melanin is sparse in appearance (intermediate differentiation)
C: Melanin is sparse in appearance (intermediate degree of differentiation)
D: Appearance of dark melanin (high degree of differentiation)
These four time-lapse images were selected, and these time-lapse images were acquired and analyzed for six time-points of 3.5, 4.5, 7.5, 8.5, 10.5, and 11.5 hours. FIG. 11 shows an image of the visual field to be analyzed of RPE cells derived from human iPS cells. Hereinafter, the visual field A may be referred to as “NEGA”, and the visual field D may be referred to as [POSI].

(1)動的情報の取得にはフリーの画像解析ソフトウェアImageJを用い、3.5−4.5、7.5−8.5、10.5−11.5時間間隔の各1時間間隔の画像中から約200細胞が含まれる視野領域を切り出し、その中の画像における各細胞を全て手でマーキングし、1時間ごとに各細胞の位置情報(重心座標)を算出した。
(2)各1時間間隔の前後の画像において、同じ細胞と認識されるものの重心2点間の移動距離[pixel]を算出し、1時間の培養時間で割ることにより速度を算出した。
V= V={((X-X0)2+(Y-Y0)2)0.5}/1(=時間間隔)
(3)各画像において50pixelx50pixelの区画を形成できるグリッドを付与し、各細胞の重心情報からこれらの区画内に含まれる全細胞の前画像から次画像までの移動距離を平均値として算出し、各区画内の「細胞速度」として定義した。
(4)これを、全区画について算出し、上位90%以上を最大値、下位10%以下を最小値、中間の%をグラデーションにより色で示し、画像面積に対応する区画の2次元展開画像として描画することで「速度マップ」を各時間で作製した。
(5)各時間で算出された「速度マップ」における、同一区画の速度情報を、経時的に積算(加算)し、「積算速度」とし、全経時内・全区画内での上位90%以上を最大値、下位10%以下を最小値、中間の%をグラデーションにより色で図示しなおして、これを「積算速度マップ」とした。
(6)さらに、これらの速度マップ、積算速度マップ内の各区画の値を、シャリエの法則し従って各階調の頻度(区画個数)をカウントし、度数分布表(ヒストグラム)を作製した。
(7)作製した条件ごとの度数分布表の比較検討は、中央値と標準偏差での比較、および、f検定による分布としての同一状態検定(統計的手法)を用いて評価した。
(8)さらに、各視野について、現状の細胞培養においてRPE分化度の目安とされているメラニンの蓄積度(輝度)、細胞の大きさ、周囲長、円形度についても、移動速度と同様に、区画内の数値を算出し、3.5〜11.5における積算マップ及び各種数値マップを作成し、ヒストグラムを作成した。
(1) Free image analysis software ImageJ is used to acquire dynamic information, and 3.5-4.5, 7.5-8.5, and 10.5-11.5 time intervals. A field-of-view region containing about 200 cells was cut out from the image, and each cell in the image was marked by hand, and the position information (center of gravity coordinates) of each cell was calculated every hour.
(2) In the images before and after each one-hour interval, the moving distance [pixel] between the two centers of gravity of those recognized as the same cell was calculated, and the speed was calculated by dividing by the incubation time of 1 hour.
V = V = {((X-X0) 2 + (Y-Y0) 2 ) 0.5 } / 1 (= time interval)
(3) A grid capable of forming 50 pixel x 50 pixel sections in each image is given, and the movement distance from the previous image to the next image of all cells contained in these sections is calculated as an average value from the centroid information of each cell. Defined as “cell velocity” within the compartment.
(4) This is calculated for all the sections, and the upper 90% or more is indicated by the maximum value, the lower 10% or less is indicated by the minimum value, and the middle% is indicated by a color by gradation. A “velocity map” was created at each time by drawing.
(5) The speed information of the same section in the “speed map” calculated at each time is integrated (added) over time to obtain the “integrated speed”, and the top 90% in all sections and all sections Is the maximum value, the lower 10% or less is the minimum value, and the intermediate% is redrawn in color by gradation, and this is referred to as an “integrated speed map”.
(6) Further, the frequency values (number of sections) of each gradation in the speed map and the integrated speed map were counted according to Charlie's law, and a frequency distribution table (histogram) was prepared.
(7) The comparative examination of the frequency distribution table for each prepared condition was evaluated using the comparison between the median and standard deviation, and the same state test (statistical method) as the distribution by f test.
(8) Further, for each visual field, the accumulation degree (luminance), cell size, perimeter length, and circularity, which are the standard of RPE differentiation level in the current cell culture, as well as the moving speed, The numerical value in a division was calculated, the integration map in 3.5-11.5 and various numerical maps were created, and the histogram was created.

図12に、ヒトiPS細胞由来RPE細胞のメラニン蓄積成熟度と積算マップとの関係(ヒストグラム)を示し、図13に、ヒトiPS細胞由来RPE細胞のメラニン蓄積成熟度と積算マップとの関係(散布図)を示し、図14に、ヒトiPS細胞由来RPE細胞のメラニン蓄積成熟度(輝度ヒストグラム)と形/速度との関係(ヒストグラム)を示し、図15に、ヒトiPS細胞由来RPE細胞のメラニン蓄積成熟度(画素)と形(中央値)/速度との関係(中央値)を示す。   FIG. 12 shows the relationship (histogram) between the melanin accumulation maturity of human iPS cell-derived RPE cells and the integration map, and FIG. 13 shows the relationship (scatter) between the melanin accumulation maturity of human iPS cell-derived RPE cells and the integration map. FIG. 14 shows the relationship between melanin accumulation maturity (luminance histogram) and shape / velocity (histogram) of human iPS cell-derived RPE cells, and FIG. 15 shows melanin accumulation of human iPS cell-derived RPE cells. The relationship between maturity (pixel) and shape (median) / speed (median) is shown.

図12に示すように、各種速度マップ及び積算速度マップから作製したヒストグラムによれば、NEGAでは、速度が広く分散しているとともに高いのに対し、POSIでは、低い速度に集中していることを把握できることがわかった。さらに、図13に示すように、散布図によれば、NEGA及びPOSIに置いて、バラツキ程度、平均的な存在、イレギュラーな存在を明確に把握できるとともに、経時的な変化、例えば、POSIでは速度の安定化傾向も把握できることがわかった。また、図14に示すように、メラニン(積算)のヒストグラム(下側)と、細胞の大きさ(積算)、周囲長(積算)、円形度(積算)及び速度(積算)のヒストグラム(上側)とを対比すると、速度のヒストグラムが最もメラニンヒストグラムの分布と対応していることがわかった。さらに、図15に示すように、各速度マップの速度中央値とメラニン(画素)とは、高い正の相関を示した。一方、面積や円形度の各マップの中央値と画素は、低い相関しか示さなかった。また、図15に示すように、各速度マップから得られた速度中央値はNEGAについてもPOSIについても積算時間帯が遅くなるのに伴い、小さくなる傾向があり、速度による品質評価の確度が高いことがわかった。以上のことから、区画における積算速度を利用することで、各種の統計的手法において積算速度と分化度とよく相関しており、積算速度が分化度の良好な指標になることがわかった。また、積算速度に各種の統計的手法を組み合わせることで、細胞の分化度などの品質を効率的にかつ高い精度で評価できることがわかった。   As shown in FIG. 12, according to the histogram created from various speed maps and integrated speed maps, the speed is widely dispersed and high in NEGA, whereas in POSI, it is concentrated at a low speed. I understood that I can grasp it. Furthermore, as shown in FIG. 13, according to the scatter diagram, in NEGA and POSI, it is possible to clearly grasp the degree of variation, average existence, irregular existence, and change over time, for example, in POSI. It was found that the tendency of speed stabilization could be grasped. In addition, as shown in FIG. 14, a histogram (lower side) of melanin (integrated) and a histogram (upper side) of cell size (integrated), perimeter length (integrated), circularity (integrated), and velocity (integrated) , It was found that the velocity histogram most closely corresponds to the distribution of the melanin histogram. Furthermore, as shown in FIG. 15, the median speed of each speed map and melanin (pixel) showed a high positive correlation. On the other hand, the median of each map of area and circularity and the pixel showed only a low correlation. Further, as shown in FIG. 15, the median speed obtained from each speed map tends to become smaller as the integration time zone becomes slower for both NEGA and POSI, and the accuracy of quality evaluation based on speed is high. I understood it. From the above, it was found that by using the integrated speed in the section, the integrated speed and the degree of differentiation are well correlated in various statistical methods, and the integrated speed is a good indicator of the degree of differentiation. It was also found that quality such as cell differentiation can be evaluated efficiently and with high accuracy by combining various statistical methods with the integrated speed.

Claims (14)

細胞の品質管理方法であって、
一又は二以上の細胞集団の仮想的に複数に区画された培養領域の少なくとも二つの前記各区画の所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得し、前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得する工程を備え、
前記区画内累積細胞移動情報に基づいて、前記一又は二以上の細胞集団の品質を評価する、品質管理方法。
A cell quality control method comprising:
Different cell movement information in the compartment based on the cell displacement information relating to the displacement of one or more cells in a predetermined period of at least two of the sections of the culture region virtually divided into a plurality of one or two or more cell populations Obtaining a plurality of per-period, and obtaining the intra-compartment cumulative cell migration information for each of the compartments,
A quality control method for evaluating the quality of the one or more cell populations based on the intra-compartment cumulative cell migration information.
前記区画内累積細胞移動情報を取得する工程は、前記一又は二以上の細胞集団の培養領域について取得した画像情報を利用して行う、請求項1に記載の品質管理方法。   The quality control method according to claim 1, wherein the step of acquiring the intra-compartment cumulative cell migration information is performed using image information acquired for a culture region of the one or more cell populations. 前記細胞変位情報は、前記所定期間の開始時点に前記区画内に存在する前記1又は2以上の細胞の始点位置情報と、これらの細胞の前記所定期間の終了時点における終点位置情報と、に基づく、請求項1又は2に記載の品質管理方法。   The cell displacement information is based on start point position information of the one or more cells existing in the section at the start time of the predetermined period and end point position information of the end point of the predetermined period of these cells. The quality control method according to claim 1 or 2. 以下の(a)〜(c):
(a)一又は二以上の細胞集団についての時間tn(nは1以上の整数であってN以下)及び時間tn+1において細胞の培養状態に関する二つの画像情報を取得し、
(b)前記二つの画像情報における前記各区画の時間tにおける1又は2以上の細胞の位置情報と、時間tn+1におけるこれらの細胞の位置情報とに基づいて、前記1又は2以上の細胞についての前記細胞変位情報を取得するとともに、前記細胞変位情報に基づいてt〜tn+1における前記各区画の前記区画内細胞移動情報を取得し、
(c)前記(a)及び(b)をt=Nとなるまで繰り返して、
(d)各区画について取得したN−1個の前記区画内細胞移動情報に基づいて前記各区画についての前記区画内累積細胞移動情報を取得する、請求項1〜3のいずれかに記載の品質管理方法。
The following (a) to (c):
(A) obtaining two pieces of image information relating to a cell culture state at a time t n (n is an integer of 1 or more and N or less) and a time t n + 1 for one or more cell populations;
(B) Based on the position information of one or more cells at time t n of each section in the two image information and the position information of these cells at time t n + 1 , the one or more cells Obtaining the cell displacement information about the cell, and obtaining the intra-compartment cell migration information of each of the compartments at t n to t n + 1 based on the cell displacement information,
(C) Repeat (a) and (b) until t = N,
(D) The quality according to any one of claims 1 to 3, wherein the intra-compartment cumulative cell movement information for each of the sections is acquired based on the N-1 intra-partition cell movement information acquired for each of the sections. Management method.
前記細胞の変位は、前記細胞の重心の変位に基づいて取得する、請求項1〜4のいずれかに記載の品質管理方法。   The quality control method according to claim 1, wherein the displacement of the cell is acquired based on a displacement of the center of gravity of the cell. 前記区画内累積細胞移動情報を対応する前記培養領域上の前記区画に割り当てた二次元分布図化して評価する、請求項1〜5のいずれかに記載の品質管理方法。   The quality control method according to any one of claims 1 to 5, wherein the intra-compartment cumulative cell migration information is evaluated by plotting a two-dimensional distribution diagram assigned to the compartment on the corresponding culture region. 前記区画内累積細胞移動情報をヒストグラム化して評価する、請求項1〜6のいずれかに記載の品質管理方法。   The quality control method according to any one of claims 1 to 6, wherein the intra-compartment cumulative cell migration information is evaluated in the form of a histogram. 前記区画毎に前記一又は二以上の細胞集団の品質を評価する、請求項1〜7のいずれかに記載の品質管理方法。   The quality control method according to claim 1, wherein the quality of the one or two or more cell populations is evaluated for each section. 前記品質は、細胞の分化度である、請求項1〜8のいずれかに記載の品質管理方法。   The quality control method according to claim 1, wherein the quality is a cell differentiation degree. 細胞集団の生産方法であって、
前記細胞集団の起源細胞を培養して前記細胞集団を取得する細胞集団生産工程、
を備え、
前記生産工程において、仮想的に複数に区画された一つの細胞集団の培養領域の少なくとも二つの前記各区画における所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得し、前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得して、前記区画内累積細胞移動情報に基づいて、前記細胞集団の品質を評価を実施する、生産方法。
A method for producing a cell population,
A cell population production step of culturing cells originating from the cell population to obtain the cell population;
With
In the production process, the intra-compartment cell movement information based on the cell displacement information on the displacement of one or more cells in a predetermined period in at least two of the culture regions of one cell population virtually divided into a plurality of sections A plurality of different periods, obtaining intra-compartment cumulative cell migration information for each of the compartments, and evaluating the quality of the cell population based on the intra-compartment cumulative cell migration information.
前記細胞集団生産工程は、前記区画内累積細胞移動情報に基づいて細胞を選択的に培養する、請求項10に記載の生産方法。   The production method according to claim 10, wherein in the cell population production step, cells are selectively cultured based on the intra-compartment cumulative cell migration information. 前記細胞集団生産工程は、前記起源細胞を所望の分化状態に分化させる条件下で実施する、請求項10又は11に記載の生産方法。   The production method according to claim 10 or 11, wherein the cell population production step is performed under conditions that cause the origin cells to differentiate into a desired differentiation state. 細胞の検査方法であって、
仮想的に複数に区画された前記細胞に由来する細胞集団の培養領域の少なくとも二つの前記各区画の所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得し、前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得する工程を備え、
前記区画内累積細胞移動情報に基づいて、前記細胞の質を検査する、検査方法。
A method for examining cells,
Different intra-compartment cell movement information based on cell displacement information regarding the displacement of one or more cells in a predetermined period of at least two of each of the culture regions of the cell population derived from the cells virtually divided into a plurality of cells Obtaining a plurality of per-period, and obtaining the intra-compartment cumulative cell migration information for each of the compartments,
A test method for testing the quality of the cell based on the intra-compartment cumulative cell migration information.
細胞の品質管理装置であって、
細胞培養装置と、
前記細胞培養装置内の細胞の培養領域を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段により取得した前記培養領域についての画像情報を処理可能な制御手段を備える制御装置と、
前記制御手段による処理結果を出力する出力手段と、
を備え、
前記制御手段は、一又は二以上の細胞集団の仮想的に複数に区画された培養領域の少なくとも二つの前記各区画の所定期間における1又は2以上の細胞の変位に関する細胞変位情報に基づく区画内細胞移動情報を異なる期間につき複数取得して前記各区画についての区画内累積細胞移動情報を取得するステップと、前記区画内累積細胞移動情報に基づいて、前記一又は二以上の細胞集団の品質を評価するステップと、を実行する手段である、装置。
A cell quality control device,
A cell culture device;
Imaging means capable of imaging a cell culture region in the cell culture device;
A control device comprising control means capable of processing image information about the culture region acquired by the imaging means;
Output means for outputting a processing result by the control means;
With
In the compartment based on the cell displacement information relating to the displacement of one or two or more cells in a predetermined period of at least two of the sections of the culture region virtually divided into a plurality of one or two or more cell populations Obtaining a plurality of cell migration information for different periods to obtain intra-compartment cumulative cell migration information for each of the compartments, and determining the quality of the one or more cell populations based on the intra-compartment cumulative cell migration information And a step of evaluating.
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