JP2019110799A - Vitrification freezing preservation method of animal cell - Google Patents

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篤史 松澤
Atsushi Matsuzawa
篤史 松澤
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Abstract

To provide a vitrification freezing preservation method of an animal cell capable of achieving a high survival ratio after freeze thawing and excellent cell activity in freezing preservation of an animal cell for freezing preservation of many cells.SOLUTION: There is provided a vitrification freezing preservation method for freezing preservation of 1×10pieces or more pieces of cells in a vitrification liquid, at cell density of 1 to 1×10pieces/μl or more, in a melting operation of the thawed cells, the cells are exposed to a culture medium containing a ROCK inhibitor while melting, then the culture medium is removed from cells, then the cells are exposed to a fresh culture medium.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、動物細胞のガラス化凍結保存方法に関する。   The present invention relates to a method for vitrifying cryopreservation of animal cells.

生物の細胞又は組織の優れた保存技術は、様々な産業分野で求められている。一般に、生体内から採取された細胞又は組織は、たとえ培養液の中であっても、次第に活性が失われていくことから、生体外での細胞又は組織の長期間の培養は好ましくない。そのため、生体活性を失わせずに長期間保存するための技術が重要である。優れた保存技術によって、採取された細胞又は組織をより正確に分析することが可能となり、より高い生体活性を保ったまま細胞又は組織を移植に用いることで、移植後の生着率の向上が望める。さらには、生体外で培養した培養皮膚、生体外で構築したいわゆる細胞シートのような移植のための人工の組織を、順次生産して保存しておき、必要なときに使用することも可能となり、研究・医療の面だけではなく、産業面においても大きなメリットが期待できる。   Excellent preservation techniques for cells or tissues of organisms are required in various industrial fields. In general, long-term culture of cells or tissues in vitro is not preferable because cells or tissues collected from in vivo gradually lose their activity even in the medium. Therefore, techniques for preserving for a long time without losing bioactivity are important. Superior storage technology enables more accurate analysis of harvested cells or tissues, and the use of cells or tissues for transplantation while maintaining higher bioactivity improves the survival rate after transplantation. I can expect it. Furthermore, it is possible to sequentially produce and store artificial tissues for transplantation such as cultured skin cultured in vitro and so-called cell sheets constructed in vitro, and use them when necessary. In addition to research and medical care, significant benefits can be expected from the industrial side as well.

細胞の保存方法として、例えば緩慢凍結法が知られている。この方法では、まず、例えばリン酸緩衝生理食塩水等の生理的溶液に耐凍剤を含有させることで得られた保存液に、細胞又は組織を浸漬する。該耐凍剤としては、グリセロール、エチレングリコール等の化合物が用いられる。該保存液に、細胞又は組織を浸漬後、比較的遅い冷却速度(例えば0.3〜0.5℃/minの速度)で、−30〜−35℃まで冷却することにより、細胞内外又は組織内外の溶液が十分に冷却され、粘性が高くなる。このような状態で、該保存液中の細胞又は組織をさらに液体窒素の温度(−196℃)まで冷却すると、細胞内又は組織内とその周囲の微少溶液がいずれも非結晶のまま固体となるガラス化が起こる。ガラス化により、細胞内外又は組織内外が固化すると、実質的に分子の動きがなくなるので、ガラス化された細胞又は組織を液体窒素中に保存することで、半永久的に保存できると考えられる。   For example, a slow freezing method is known as a method for preserving cells. In this method, first, cells or tissues are immersed in a preservation solution obtained by adding a cryoprotectant to a physiological solution such as phosphate buffered saline. As the antifreeze agent, compounds such as glycerol and ethylene glycol are used. After immersing cells or tissues in the storage solution, cool to -30 to -35 ° C at a relatively low cooling rate (eg, 0.3 to 0.5 ° C / min) to The solution inside and outside is sufficiently cooled and the viscosity is high. In such a state, when the cells or tissues in the storage solution are further cooled to the temperature of liquid nitrogen (-196 ° C.), any minute solutions in the cells or in the tissues and their surroundings become noncrystalline and solid. Vitrification takes place. By vitrification, when the inside and outside of the cell or the inside and outside of the tissue solidifies, the movement of the molecule substantially disappears, so it is considered that the preservation of the cell or tissue made of glass in liquid nitrogen can be semipermanently preserved.

しかしながら、前記緩慢凍結法では、比較的遅い冷却速度で冷却する必要があるために、凍結保存のための操作に時間を要する。また、温度制御をするための装置又は治具を必要とする問題がある。加えて、前記緩慢凍結法では、細胞外又は組織外の保存液中に氷晶が形成されるので、細胞又は組織が該氷晶により物理的に損害を受けるおそれがある。   However, in the slow freezing method, since it is necessary to cool at a relatively slow cooling rate, operation for cryopreservation takes time. In addition, there is a problem that an apparatus or jig for temperature control is required. In addition, in the slow freezing method, since ice crystals are formed in the extracellular or extracorporeal storage solution, cells or tissues may be physically damaged by the ice crystals.

上記した緩慢凍結法での問題点を解決するための方法として、ガラス化凍結保存法が提案されている。ガラス化凍結保存法とは、グリセロール、エチレングリコール、ジメチルスルホキシドなどの耐凍剤を多量に含む水溶液の凝固点降下により、氷点下でも氷晶ができにくくなる原理を用いたものである。この水溶液を急速に液体窒素中で冷却させると氷晶を生じさせないまま固体化させることができる。このように固体化することをガラス化凍結という。また、耐凍剤を多量に含む水溶液をガラス化液という。   As a method for solving the problems in the above-mentioned slow freezing method, a vitrification freezing storage method has been proposed. The vitrification cryopreservation method is based on the principle that ice crystals are difficult to form even at freezing point due to freezing point depression of an aqueous solution containing a large amount of freeze-resistant agent such as glycerol, ethylene glycol and dimethyl sulfoxide. When this aqueous solution is rapidly cooled in liquid nitrogen, it can be solidified without generating ice crystals. Such solidification is called vitrification freezing. In addition, an aqueous solution containing a large amount of a freeze-resistant agent is called a vitrification solution.

前記ガラス化法の具体的な操作としては、ガラス化液に細胞を浸漬させ、その後、液体窒素の温度(−196℃)で冷却する。ガラス化法は、このような簡便かつ迅速な工程であるために、凍結保存のための操作に長い時間を必要としない他、温度制御をするための装置又は治具を必要としないという利点がある。   As a specific operation of the said vitrification method, a cell is immersed in a vitrification liquid, and it cools by the temperature (-196 degreeC) of liquid nitrogen after that. The vitrification method has such an advantage that it does not require a long time for operation for cryopreservation and does not require an apparatus or jig for temperature control, because it is such a simple and rapid process. is there.

ガラス化凍結保存法を用いると、細胞内外のいずれにも氷晶が生じないために凍結時及び融解時の細胞への物理的障害(凍害)を回避することができるが、ガラス化液に含まれる高濃度の耐凍剤には化学的毒性がある。   Use of the vitrification cryopreservation method can avoid physical damage (freeze damage) to cells during freezing and thawing because ice crystals are not generated either inside or outside the cells, but it is included in the vitrification solution. These high concentrations of cryoprotectants are chemically toxic.

前記したガラス化凍結保存法の適用は、一般的には、低耐凍性の観点から緩慢凍結法では凍結融解後の生存率・細胞活性の点で満足できない細胞に限られる。具体的な細胞種としては、胚、卵子、精子、ES細胞、iPS細胞等に未だ限られるのが現状である。その他の培養細胞については緩慢凍結法が一般的な凍結方法であると同時に、緩慢凍結法による凍結融解後の生存性がたとえ悪くても、培養・増殖により、産業や試験研究への利用が可能である。このような背景から、培養細胞におけるガラス化凍結保存についての報告は極めて限定的である。   The application of the above-described vitrification cryopreservation method is generally limited to cells which are unsatisfactory in terms of survival rate and cell activity after freezing and thawing by the slow freezing method from the viewpoint of low freeze resistance. Currently, specific cell types are still limited to embryos, eggs, sperm, ES cells, iPS cells and the like. For other cultured cells, the slow freezing method is a general freezing method, and even if the viability after freezing and thawing by the slow freezing method is poor, it can be used for industry and research by culture and growth. It is. From such a background, reports on vitrification cryopreservation in cultured cells are extremely limited.

胚や卵子のガラス化凍結保存法は、ストロー法やクライオトップ法などの方法で行われるが、いずれの方法においても、前記緩慢凍結法と比較して、極少量のガラス化液と共に胚や卵子を凍結することで、胚や卵子の凍結速度を向上させ、細胞がガラス化液に暴露される時間、つまりは凍結までの時間を短縮し、ガラス化液の化学的毒性を回避する手法がとられている。これらの方法は、一般に数個程度(多くても20個以内)の細胞の凍結保存に適用される方法である。   Vitrification and cryopreservation of embryos and eggs are carried out by the straw method or cryotop method. In any method, embryos and eggs are obtained together with a very small amount of vitrification solution as compared with the slow freezing method. Freezes to improve the freezing rate of embryos and eggs, shortens the time during which cells are exposed to the vitrification solution, that is, the time to freezing, and avoids the chemical toxicity of the vitrification solution. It is done. These methods are generally applied to the cryopreservation of several cells (at most 20 or less).

ES細胞やiPS細胞等に代表される動物細胞のガラス化凍結保存は、耐凍剤を含むガラス化液中に動物細胞を分散し、凍結バイアルに充填し、凍結バイアルを液体窒素に浸漬させ、凍結する方法が行われている。一般に、ガラス化凍結保存法を用いた場合、動物細胞の凍結融解後の生存率は50%以下であり、依然として低い。しかしながら、前記緩慢凍結法を用いた場合には、生存率が数%であることから、前記したES細胞やiPS細胞等の動物細胞の保存にあたっては、化学的毒性が高いにもかかわらずガラス化凍結保存法が使用されている。このような背景のもとに、より生存率の高い凍結保存方法の開発が望まれている。また、凍結バイアルを用いた凍結保存方法は、一般に1×10個以上の動物細胞の凍結保存に用いられ、凍結バイアル中の保存液に対し、1〜1×10個/μlの細胞密度で保存される。 In the vitrification cryopreservation of animal cells represented by ES cells and iPS cells, etc., animal cells are dispersed in a vitrification solution containing a cryoprotectant, filled in a freezing vial, the freezing vial is immersed in liquid nitrogen, and freezing is performed. The way to do it is done. Generally, when using the vitrification cryopreservation method, the survival rate after freeze-thawing of animal cells is 50% or less and is still low. However, when the above-mentioned slow freezing method is used, the survival rate is several%, and therefore, vitrification occurs despite the high chemical toxicity when storing animal cells such as ES cells and iPS cells described above. The cryopreservation method is used. Under such a background, development of a cryopreservation method with higher survival rate is desired. In addition, the cryopreservation method using a cryovial is generally used for cryopreservation of 1 × 10 3 or more animal cells, and the cell density of 1 to 1 × 10 6 cells / μl with respect to the preservation solution in the cryovial Saved with

特許文献1には、約30容量%のエチレングリコールと1Mのスクロースを含有するガラス化液または約40容量%のエチレングリコールと1Mのスクロースを含有するガラス化液を用いて哺乳動物の胚または卵子を保存する方法が記載されている。また、ガラス化液に暴露する前に約15容量%のエチレングリコール溶液または約10容量%のグリセロール溶液で5〜10分間平衡処理する方法が記載されている。   Patent Document 1 discloses mammalian embryos or oocytes using a vitrification solution containing about 30% by volume ethylene glycol and 1 M sucrose or a vitrification solution containing about 40% by volume ethylene glycol and 1 M sucrose. How to save is described. Also described is a method of equilibrating with about 15% by volume ethylene glycol solution or about 10% by volume glycerol solution for 5-10 minutes prior to exposure to the vitrification solution.

特許文献2では、ヒトの不妊治療分野で使用されている前記クライオトップ法という方法で、卵付着保持用ストリップとして短冊状の可撓性かつ無色透明なフィルムを使用した卵凍結保存用具を使用して、該フィルム上に極少量のガラス化液と共に卵子又は胚を顕微鏡下で付着させ、凍結保存する方法が提案されている。   In Patent Document 2, an egg cryopreservation device using a strip-like flexible and colorless transparent film as a egg attachment holding strip is used in the method of the above-mentioned cryotop method used in the field of human infertility treatment. There has been proposed a method of attaching an ovum or an embryo under a microscope with a very small amount of vitrification solution on the film and cryopreserving.

特許文献3では、多能性幹細胞を凍結保存するための媒体として、ジメチルスルホキシド、プロピレングリコール、アセトアミド、保存が企図される前記多能性幹細胞に応じた培地を含む媒体が提案されている。   In Patent Document 3, as a medium for cryopreserving pluripotent stem cells, a medium containing dimethylsulfoxide, propylene glycol, acetamide, and a medium corresponding to the pluripotent stem cells intended for storage is proposed.

特許文献4では、10〜20個の分散された哺乳動物前胞状卵胞をコラーゲンゲル内に包埋し、凍結保護剤溶液に浸漬させた後、凍結保存する方法が提案されている。   Patent Document 4 proposes a method in which 10 to 20 dispersed mammalian anterior alveolar follicles are embedded in a collagen gel, immersed in a cryoprotectant solution, and then cryopreserved.

特許文献5では、1×10個以上の多数の幹細胞の緩慢凍結保存方法において、ヒドロキシエチルスターチとジメチルスルホキシドとエチレングリコールを含有する媒体を用いると好適に緩慢凍結保存できることが記載されている。なお、凍結・解凍工程の後に、ROCK阻害剤を添加した培地で培養することによって好適な細胞生存性が得られることも記載されている。 In Patent Document 5, it is described that slow freezing storage can be suitably performed using a medium containing hydroxyethyl starch, dimethylsulfoxide and ethylene glycol in slow freezing storage method of a large number of stem cells of 1 × 10 3 or more. In addition, it is also described that suitable cell viability is obtained by culture | cultivating in the culture medium which added the ROCK inhibitor after the freezing and thawing process.

特開2000−189155号公報JP 2000-189155 A 特開2006−271395号公報JP, 2006-271395, A 特許第4705473号公報Patent No. 4705473 特開2001−226201号公報JP 2001-226201 A 国際公開第2013/187077号パンフレットInternational Publication No. 2013/187077 brochure

特許文献1で提案されている方法は、ストローの内径が制限されるために、通常、1×10個以上の細胞を凍結保存するような動物細胞の凍結保存には適さない。また、特許文献1では、ガラス化液の液量を胚または卵子1個あたり0.5μl以下とすることで凍結が迅速となり、生存率が高く維持されることが記載されている。特許文献1で提案されている方法を用いて、単純に1×10個以上の多数の動物細胞を一度に凍結保存すると、使用するガラス化液の液量が多くなるために迅速な凍結速度が得られずに、ガラス化液の毒性が強く発現し、満足な生存率は得られない。 The method proposed in Patent Document 1 is not suitable for cryopreservation of animal cells, which usually cryopreserves 1 × 10 3 or more cells, because the inner diameter of the straw is limited. Moreover, in patent document 1, freezing becomes quick by setting the liquid volume of a vitrification liquid to 0.5 microliter or less per embryo or egg, and it is described that survival rate is maintained high. The rapid freezing rate can be obtained by using a method proposed in Patent Document 1 and simply freezing a large number of animal cells of 1 × 10 3 or more at one time, since the volume of the vitrification liquid used increases. The toxicity of the vitrification solution is strongly expressed, and a satisfactory survival rate can not be obtained.

特許文献2で提案されている方法は、幅0.5〜2.0mm程度の樹脂フィルム上に極少量のガラス化液と共に胚を凍結する方法であり、特許文献1の場合と同様に、多数の動物細胞を凍結保存するような動物細胞の凍結保存には適さない。   The method proposed in Patent Document 2 is a method of freezing embryos with a very small amount of vitrification liquid on a resin film having a width of about 0.5 to 2.0 mm, and as in the case of Patent Document 1, a large number of them are used. Is not suitable for cryopreservation of animal cells, such as cryopreservation of animal cells.

特許文献3で提案されている媒体を動物細胞のガラス化凍結保存法に用いて凍結保存しても、凍結融解後の細胞の生存率は不十分であった。   Even when the medium proposed in Patent Document 3 is cryopreserved using the animal cell vitrification cryopreservation method, the cell viability after freeze-thaw was insufficient.

特許文献4で提案されている方法は、細胞の回収率は90%程度と高いものの、生存率が20%程度と極端に低く、十分満足できるものではなかった。   The method proposed in Patent Document 4 has a cell recovery rate as high as about 90%, but the survival rate is extremely low as about 20%, and was not sufficiently satisfactory.

特許文献5で提案されている方法は緩慢凍結法に関し、ガラス化凍結法と比較してプログラムフリーザーのような特殊な装置を必要とするほか、凍結工程にも時間がかかるなど煩雑な工程ではあるが、培養時のROCK阻害剤の添加が細胞の生存率に好適に作用することを記載している。   The method proposed in Patent Document 5 relates to the slow freezing method, which requires a special apparatus such as a program freezer as compared with the vitrification freezing method, and it is a complicated step such that the freezing step takes time. Describe that the addition of a ROCK inhibitor at the time of culture suitably acts on cell viability.

本発明は、多数の動物細胞を凍結保存する動物細胞のガラス化凍結保存において、ガラス化凍結融解後に高い生存率と回収率が達成される動物細胞のガラス化凍結保存方法を提供することを主な課題とする。   The present invention mainly provides a method for vitrifying cryopreservation of animal cells in which high survival rate and recovery rate are achieved after vitrification freeze-thaw in vitrification cryopreservation of animal cells for cryopreservation of a large number of animal cells. To be a challenge.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の方法によって、上記課題を解決できることを見出した。   MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This inventor discovered that the said subject could be solved with the following method, as a result of earnestly examining in order to solve the said subject.

ガラス化液中で1×10個以上の細胞を1〜1×10個/μlの細胞濃度で凍結保存するガラス化凍結保存方法であって、凍結された細胞の融解操作において、ROCK阻害剤を含有する培養液に細胞を暴露しながら融解し、その後に細胞から該培養液を除き、新鮮な培養液に細胞を暴露することを特徴とする、動物細胞のガラス化凍結保存方法。 A vitrification cryopreservation method of cryopreserving 1 × 10 3 or more cells at a cell concentration of 1 to 1 × 10 6 cells / μl in a vitrification solution, wherein ROCK inhibition is caused in the thawing operation of the frozen cells. A method for vitrifying cryopreservation of animal cells, which comprises thawing while exposing cells to a culture solution containing an agent, and thereafter removing the culture solution from the cells and exposing the cells to fresh culture solution.

本発明により、1×10個以上の多数の細胞を凍結保存する際、細胞の高い生存率と優れた細胞活性が達成される動物細胞のガラス化凍結保存方法を提供することができる。また、本発明のガラス化凍結保存方法は、特別な装置・器具を必要とせず、従来の哺乳動物細胞の培養に用いられる装置・器具を用いて簡便に行うことができる。さらに、本発明のガラス化凍結保存方法を用いると、従来の緩慢凍結法よりもより短時間で細胞の凍結保存操作を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for vitrifying cryopreservation of animal cells, which achieves high cell viability and excellent cell activity when cryopreserving 1 × 10 3 or more of a large number of cells. In addition, the vitrification cryopreservation method of the present invention can be conveniently performed using a device / device used for conventional culture of mammalian cells without the need for a special device / device. Furthermore, using the vitrification cryopreservation method of the present invention, the cryopreservation operation of cells can be performed in a shorter time than the conventional slow freezing method.

本発明のガラス化凍結保存方法は、動物細胞のコロニー又はシングルセルの凍結保存に用いることができる。コロニー又はシングルセルを形成する該細胞として、例えば、動物の培養細胞を挙げることができる。培養細胞は、ヒト細胞又はヒト以外の動物の細胞であって、例えば、初代培養細胞、継代培養細胞、及び細胞株細胞等が挙げられる。また、細胞種としては、線維芽細胞、肝ガン細胞等のがん細胞、上皮細胞、血管内皮細胞、リンパ管内皮細胞、神経細胞、組織幹細胞、胚性幹細胞、及び免疫細胞等の接着性細胞が挙げられる。本発明のガラス化凍結保存方法は、特に、肝細胞の凍結保存において好適に利用できる。本発明において、コロニーとは数個又はそれ以上の細胞からなる細胞集団をさし、シングルセルとは、1個の細胞をさす。コロニー又はシングルセルの形態で、複数の種類の細胞を単一の保存液中に含んでいても良い。また、複数の種類の細胞からなるクラスター状の細胞塊の形態で複数の種類の細胞を単一の保存液中に含んでいても良い。また、細胞以外に細胞外マトリックスのような非細胞性の物質を含むものであっても良い。   The vitrification cryopreservation method of the present invention can be used for cryopreservation of animal cell colonies or single cells. Examples of the cells that form colonies or single cells can include, for example, cultured cells of animals. The cultured cells are human cells or cells of animals other than human, and examples thereof include primary cultured cells, subcultured cells, and cell line cells. Cell types include cancer cells such as fibroblasts and liver cancer cells, epithelial cells, endothelial cells, endothelial cells, lymphatic endothelial cells, nerve cells, tissue stem cells, embryonic stem cells, and adherent cells such as immune cells. Can be mentioned. The vitrification cryopreservation method of the present invention can be suitably used particularly for cryopreservation of hepatocytes. In the present invention, a colony refers to a cell population consisting of several or more cells, and a single cell refers to one cell. Multiple types of cells may be contained in a single stock solution in the form of colonies or single cells. Also, multiple types of cells may be contained in a single storage solution in the form of a cluster-like cell mass consisting of multiple types of cells. In addition to cells, it may contain noncellular substances such as extracellular matrix.

本発明におけるガラス化凍結保存方法とは、細胞を極低温下で凍結させる「凍結操作」と、極低温下で細胞を保存する「貯蔵操作」と、貯蔵された細胞を再度使用するために融解又は解凍する「融解操作」の一連の操作手順を含むものとする。   The vitrification cryopreservation method in the present invention includes "freeze operation" in which cells are frozen at cryogenic temperature, "storage operation" in which cells are stored at cryogenic temperature, and thawing for reusing stored cells. Alternatively, it shall include a series of operation procedures of "thawing operation" to thaw.

本発明におけるガラス化凍結とは、比較的遅い冷却速度(例えば0.3〜0.5℃/minの速度)で凍結する所謂緩慢凍結法とは異なり、極低温の冷媒(例えば液体窒素)を用いて速い冷却速度で、氷晶形成を抑制しながら凍結させる方法をさす。ガラス化凍結における冷却速度は、例えば、チノー社製シース型熱電対(先端外径0.3mm)を用いて測定される0℃から−150℃までの冷却速度が200℃/min以上である。   The vitrification freezing in the present invention is different from the so-called slow freezing method in which freezing is performed at a relatively slow cooling rate (for example, a rate of 0.3 to 0.5 ° C./min). It refers to a method of freezing using a fast cooling rate and suppressing the formation of ice crystals. The cooling rate in vitrification freezing is, for example, 200 ° C./min or more from 0 ° C. to −150 ° C., which is measured using a sheath type thermocouple (tip outer diameter 0.3 mm) manufactured by CHINO corporation.

本発明のガラス化凍結保存方法は、通常の緩慢凍結法を用いて凍結保存されるような、例えば、1つの凍結バイアル当たり1×10個以上の動物細胞、より好ましくは1×10〜1×10個の動物細胞の凍結保存に用いることができる。また、凍結保存される際の細胞密度は、通常の緩慢凍結法と同様に、凍結バイアル中の保存液(ガラス化液)に対して、1〜1×10個/μlである。細胞密度がこの範囲よりも小さい場合、主に遠心分離、フィルタリング等の工程での細胞のロスが多くなり、凍結保存・融解後に、満足できる細胞数(回収率)が得られない。一方で、細胞密度がこの範囲よりも大きい場合、ガラス化液中への細胞の分散が困難であったり、細胞中へのガラス化液の浸透が不十分となり、満足できる生存率と回収率が得られない。 Vitrification cryopreservation method of the invention, as cryopreserved using conventional slow freezing method, for example, 1 × 10 3 or more animal cells per freezing vial, and more preferably 1 × 10 3 ~ It can be used for cryopreservation of 1 × 10 8 animal cells. Moreover, the cell density at the time of cryopreservation is 1 to 1 × 10 6 cells / μl with respect to the preservation solution (vitrification solution) in the freezing vial, as in the normal slow freezing method. When the cell density is smaller than this range, loss of cells mainly in the steps of centrifugation, filtering and the like increases, and a satisfactory cell number (recovery rate) can not be obtained after cryopreservation and thawing. On the other hand, when the cell density is larger than this range, it is difficult to disperse the cells in the vitrification solution, or the penetration of the vitrification solution into the cells becomes insufficient, and a satisfactory survival rate and recovery rate I can not get it.

本発明のガラス化凍結保存方法における凍結操作について説明する。本発明のガラス化凍結保存方法における凍結操作は、培養された細胞をトリプシン処理などによって剥離・分散し、その後に細胞を高濃度の耐凍剤を含むガラス化液中に浸漬・分散させ、さらには、極低温の冷媒に、細胞又は細胞を含有する容器(例えば凍結バイアル)を浸漬させガラス化凍結させる工程である。   The freezing operation in the vitrification freezing storage method of the present invention will be described. In the freezing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, cultured cells are detached / dispersed by trypsin treatment or the like, and then the cells are immersed / dispersed in a vitrification liquid containing a high concentration of a cryoprotectant, and further, This is a step of immersing cells or cells-containing containers (for example, frozen vials) in a cryogenic refrigerant, and vitrifying them.

本発明のガラス化凍結保存方法における凍結操作で用いられるガラス化液は、高濃度の耐凍剤を含有する。本発明のガラス化凍結保存方法に用いられるガラス化液が含有する耐凍剤としては、ジメチルスルホキシド、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロパンジオール等を用いることができる。また、国際公開第2009/157209号パンフレットに記載されるような非細胞浸透性のポリリジンからなる耐凍剤についても好ましく用いることができる。好ましい耐凍剤は、ジメチルスルホキシド、エチレングリコールである。ガラス化液に用いられる耐凍剤は1種類を含有しても良いし、2種類以上を含有しても良い。耐凍剤の総濃度は20〜50容量%が好ましく、より好ましくは25〜45容量%である。   The vitrification liquid used in the freezing operation in the vitrification freezing storage method of the present invention contains a high concentration of a freeze resistant agent. As a freezing-proof agent which the vitrification liquid used for the vitrification freezing preservation method of the present invention contains, dimethyl sulfoxide, glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, propanediol etc. can be used. Moreover, it can be preferably used also about the antifreeze agent which consists of non-cell-permeable polylysine as described in the international publication 2009/157209 pamphlet. Preferred antifreeze agents are dimethyl sulfoxide, ethylene glycol. The freezing resistance used in the vitrification liquid may contain one type, or two or more types. The total concentration of the freeze resistant agent is preferably 20 to 50% by volume, more preferably 25 to 45% by volume.

本発明のガラス化凍結保存方法に用いられるガラス化液に含有されるその他組成として、培養液又は生理食塩水に、糖類を0.2〜1M程度含有しても良い。ガラス化液に含有しても良い糖類としては、スクロース、トレハロース、グルコース、ラフィノース、ラクトース、マルトース、マンノース、ガラクトース、フルクトースが挙げられる。ガラス化液に糖類を含有する場合、1種類を含有しても良いし、2種類以上の糖類が含有されていても良い。   As other composition contained in the vitrification liquid used for the vitrification freezing preservation method of the present invention, about 0.2-1 M of saccharides may be contained in culture fluid or physiological saline. Examples of saccharides that may be contained in the vitrification liquid include sucrose, trehalose, glucose, raffinose, lactose, maltose, mannose, galactose and fructose. When the vitrification liquid contains a saccharide, it may contain one type, or two or more types of saccharides may be contained.

本発明のガラス化凍結保存方法に用いられるガラス化液は、高分子化合物を含有することができる。該高分子化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、フィコール(スクロースとエピクロロヒドリンの共重合体)、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アルブミン等の高分子化合物、または、ヒアルロン酸、ジェランガム、キサンタンガム、カラギーナン、アルギン酸ナトリウム等のアルギン酸誘導体およびその塩、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体およびその塩等の増粘性多糖類等の高分子化合物を含有することができる。上記高分子化合物の含有による細胞保護効果やガラス化液の粘度上昇により、凍結融解後の細胞の生存性を向上させることが知られている。   The vitrification liquid used for the vitrification freezing storage method of the present invention can contain a polymer compound. Examples of the polymer compound include polyethylene glycol, ficoll (copolymer of sucrose and epichlorohydrin), dextran, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, a polymer compound such as albumin, or hyaluronic acid, gellan gum, xanthan gum, Polymeric compounds such as polysaccharides such as carrageenan, alginic acid derivatives such as sodium alginate and salts thereof, cellulose derivatives such as methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and carboxymethyl cellulose and salts thereof can be contained. It is known that the viability of cells after freezing and thawing is improved by the cytoprotective effect and the viscosity increase of the vitrification liquid due to the inclusion of the above-mentioned polymer compound.

本発明のガラス化凍結保存方法に用いられるガラス化液は、その他、血清のような生物由来材料を含有することができる。血清は、その構成成分が未だ完全に解明されていないものの、凍結時の細胞保護効果を目的として、広く用いられている。   The vitrification liquid used in the vitrification cryopreservation method of the present invention may additionally contain a biological material such as serum. Serum is widely used for the purpose of cytoprotective effect at the time of freezing, although its constituent components have not been completely elucidated yet.

本発明のガラス化凍結保存方法における凍結操作において、細胞をガラス化液に浸漬させる時間(細胞をガラス化液と接触させてから、冷却溶媒で冷却を開始するまでの時間)は、用いるガラス化液の組成によるものの、多くの場合ガラス化液の化学的毒性を避けるという観点で、1分以内が好ましい。より好ましくは45秒以内である。   In the freezing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, the time for which the cells are immersed in the vitrification solution (the time from the contact of the cells with the vitrification solution to the start of cooling with a cooling solvent) Although depending on the composition of the solution, in most cases, within 1 minute is preferable in view of avoiding chemical toxicity of the vitrification solution. More preferably, it is within 45 seconds.

本発明のガラス化凍結保存方法における凍結操作において、細胞をガラス化液に浸漬・分散させる前に、ガラス化液よりも耐凍剤濃度の低い前処理液に細胞を浸漬・分散させる所謂平衡化処理を行うこともできる。平衡化処理は、浸透圧ショックや耐凍剤濃度の急激な変化への耐性の弱い細胞には、凍結融解後の生存率を維持する上で特に有用である。   In the freezing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, before soaking and dispersing the cells in the vitrification liquid, so-called equilibration treatment in which the cells are dipped and dispersed in the pretreatment liquid having a lower concentration of the freezing resistance than the vitrification liquid. You can also do The equilibration treatment is particularly useful for maintaining the survival rate after freezing and thawing for cells which are less resistant to osmotic shock and rapid changes in the concentration of the cryoprotectant.

前記凍結操作における液交換の際には、遠心分離、フィルタリングなどの手法によって、溶液と細胞を分離し、細胞を次の溶液に浸漬させることが好ましい。より簡便に細胞を分離できるという観点から、遠心分離を用いることが好ましい。例えば、培養された細胞をトリプシン処理により剥離し、トリプシンを含む培養液中に分散された細胞について、遠心分離を行い、細胞と前記溶液を分離した後に、前記溶液を廃棄し、その後、ガラス化液を添加し、細胞をガラス化液中に浸漬・分散することができる。   At the time of liquid exchange in the freezing operation, it is preferable to separate the solution and the cells by a technique such as centrifugation or filtering, and immerse the cells in the next solution. It is preferable to use centrifugation from the viewpoint that cells can be separated more easily. For example, cultured cells are detached by trypsinization, and cells dispersed in a culture solution containing trypsin are centrifuged to separate the cells and the solution, and then the solution is discarded and then vitrified. The solution can be added to immerse and disperse the cells in the vitrification solution.

次に、本発明のガラス化凍結保存方法における貯蔵操作について説明する。凍結操作によりガラス化凍結された細胞は、細胞のガラス化状態が維持される極低温環境下で保存することで半永久的に保存することができる。ガラス化状態が維持される温度は、ガラス化液の組成によって異なるが、多くの場合−150℃以下が好ましい。このような温度が維持される環境としては、液体窒素保存容器中、気相窒素保存容器中が好ましい。   Next, the storage operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention will be described. The cells vitrified and frozen by the freezing operation can be stored semipermanently by storing them in a cryogenic environment where the vitrified state of the cells is maintained. The temperature at which the vitrified state is maintained varies depending on the composition of the vitrification liquid, but in most cases -150 ° C. or less is preferable. As an environment in which such temperature is maintained, it is preferable to be in a liquid nitrogen storage container or in a gas phase nitrogen storage container.

次に、本発明のガラス化凍結保存方法における融解操作について説明する。本発明のガラス化凍結保存方法における融解操作では、凍結された細胞を極低温環境下から取り出し、ROCK阻害剤を含有する培養液に細胞を暴露しながら融解し、その後細胞から該培養液を除き、新鮮な培養液に細胞を暴露することを特徴とする。操作の一例としては、例えば、凍結バイアル中に凍結されたガラス化液と細胞に、温調されたROCK阻害剤を含有する培養液を直接接触させ、ROCK阻害剤を含有する培養液に細胞を暴露するとともに、ガラス化液と細胞を融解し、さらにはガラス化液を希釈する。このような操作により、再氷晶形成やガラス化液の毒性を緩和し、同時に細胞へのダメージを抑制することができる。その後、遠心分離等により、細胞とROCK阻害剤を含む培養液を分離し、該培養液を除いたのちに、新鮮な培養液に細胞を分散させることで、細胞を新鮮な培養液に暴露する。新鮮な培養液に暴露した細胞は、その後のアプリケーションに応じて用いることができる。例えば、凍結融解後、培養・増殖を試みる場合には、培養シャーレ中に培養液とともに添加し、静置培養することができる。   Next, the thawing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention will be described. In the thawing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, the frozen cells are removed from the cryogenic environment, thawed while exposing the cells to a medium containing ROCK inhibitor, and then the medium was removed from the cells , Exposing the cells to fresh culture fluid. As an example of the operation, for example, the vitrification solution and cells frozen in a freezing vial are brought into direct contact with a culture solution containing a temperature-controlled ROCK inhibitor, and the cells are treated in a culture solution containing a ROCK inhibitor. Upon exposure, the vitrification solution and cells are thawed, and the vitrification solution is diluted. By such an operation, re-ice crystal formation and toxicity of the vitrification liquid can be alleviated, and at the same time, damage to cells can be suppressed. Thereafter, the culture solution containing the cells and the ROCK inhibitor is separated by centrifugation or the like, and after removing the culture solution, the cells are dispersed in a fresh culture solution to expose the cells to the fresh culture solution. . Cells exposed to fresh media can be used depending on the subsequent application. For example, when culture and growth are attempted after freezing and thawing, it can be added to the culture petri dish together with the culture solution, and static culture can be performed.

本発明におけるROCK阻害剤を含有する培養液を構成する培養液とは、対象の細胞の活性や増殖に対して毒性を示すものでなければ、特に限定されないが、その後の培養に用いる培養液であることが好ましい。この場合、その後の培養に用いる培養液の組成から、血清や増殖因子を除いた組成にすることもできる。   The culture solution constituting the culture solution containing the ROCK inhibitor according to the present invention is not particularly limited as long as it does not show toxicity to the activity or proliferation of the target cells, but the culture solution used for the subsequent culture Is preferred. In this case, the composition of the culture solution used for the subsequent culture may be a composition excluding serum and growth factors.

本発明におけるROCK阻害剤を含有する培養液におけるROCK阻害剤とは、Rho−associated coiled−coilキナーゼ(ROCK)を阻害する任意の物質を使用することができ、例えば、Y−27632、Fasudil(HA1077)、H−1152、Wf−536(これらはすべて和光純薬工業株式会社から入手できる)及びそれらの誘導体、並びにROCKに対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸やこれらを含むベクターが例示される。   In the present invention, any substance that inhibits Rho-associated coiled-coil kinase (ROCK) can be used as a ROCK inhibitor in a culture solution containing a ROCK inhibitor, for example, Y-27632, Fasudil (HA1077) H-152, Wf-536 (all available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and their derivatives, as well as antisense nucleic acids against ROCK, RNA interference-inducing nucleic acids, and vectors containing these.

本発明におけるROCK阻害剤を含有する培養液におけるROCK阻害剤の濃度は、1〜100μMが好ましく、より好ましくは10μM程度である。   The concentration of the ROCK inhibitor in the culture solution containing the ROCK inhibitor in the present invention is preferably 1 to 100 μM, more preferably about 10 μM.

本発明のガラス化凍結保存方法で用いるROCK阻害剤は、例えば、特表2011−519576号公報や国際公開第2011/090068号パンフレットに記載されるように、培地に添加し維持培養するような比較的長時間にわたって細胞に暴露することにより、細胞の増殖に好適に作用することが知られている。また、緩慢凍結時のガラス化液に添加することにより、細胞が凍結されるまでの比較的長時間にわたり暴露される(加えて、現象的には、細胞の凍結後もガラス化状態のまま暴露され続けている)ことになり、凍結・融解後の生存率に好適に作用することが、一般に知られている。   The ROCK inhibitor used in the vitrification freezing preservation method of the present invention is, for example, as described in JP-A-2011-519576 or WO2011 / 00090068, a comparison such as adding to a culture medium and maintaining culture It is known that exposure to cells for a prolonged period of time suitably affects cell proliferation. Moreover, by adding to the vitrification liquid at the time of slow freezing, the cells are exposed for a relatively long time until they are frozen (In addition, phenomenologically, the cells are still exposed in the vitrified state after freezing) It is generally known that the survival rate after freezing and thawing is suitably affected.

一方で、ROCK阻害剤のような細胞内シグナル伝達の制御に関与する物質は、意図した以外の影響が細胞に発現する可能性を完全には否定できないため、可能であれば短時間での暴露が望ましい。   On the other hand, substances involved in the control of intracellular signal transduction such as ROCK inhibitors can not completely rule out the possibility of unintended effects on cells, so exposure in a short time if possible Is desirable.

本発明のガラス化凍結保存方法における融解操作において、凍結された細胞を極低温環境下から取り出した後、ROCK阻害剤を含有する培養液により細胞を融解するまでの時間は短時間であることが好ましい。極低温環境下から細胞を取り出し、培養液中に細胞を完全に分散するまでの時間として、好ましくは、2分以内であり、より好ましくは1分以内である。特に、所謂クライオトップ法のような急速ガラス化法を用いる場合には、氷晶の再形成を避けるために、可能な限り素早く融解することが重要である。   In the thawing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, after the frozen cells are removed from the cryogenic environment, it takes a short time to thaw the cells with a medium containing a ROCK inhibitor preferable. The time for removing the cells from the extremely low temperature environment and completely dispersing the cells in the culture solution is preferably within 2 minutes, more preferably within 1 minute. In particular, when using a rapid vitrification method such as the so-called cryotop method, it is important to melt as quickly as possible to avoid ice crystal re-formation.

本発明のガラス化凍結保存方法における融解操作では、ROCK阻害剤を含有する培養液の添加量は、融解速度を高める観点から、貯蔵操作の際に細胞とともにガラス化状態で凍結されたガラス化液の液量に対し、多い方が好ましい。好ましくは、ガラス化液量に対し、4倍以上であり、より好ましくは40倍以上である。   In the thawing operation in the vitrification freezing storage method of the present invention, the addition amount of the culture solution containing the ROCK inhibitor is a vitrification liquid frozen in a vitrified state together with the cells during the storage operation from the viewpoint of increasing the melting rate. The larger the amount of liquid, the better. Preferably, it is 4 times or more, more preferably 40 times or more with respect to the amount of vitrification liquid.

本発明のガラス化凍結保存方法における融解操作では、ROCK阻害剤を含有する培養液の液温は、融解速度を高める観点から、温調することが好ましい。好ましくは20℃以上であり、より好ましくは35℃以上である。   In the thawing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, it is preferable that the liquid temperature of the culture solution containing the ROCK inhibitor be temperature-controlled from the viewpoint of enhancing the melting rate. Preferably it is 20 degreeC or more, More preferably, it is 35 degreeC or more.

本発明のガラス化凍結保存方法における融解操作において、ROCK阻害剤を含有する培養液中に細胞を分散させる作業は、例えば、マイクロピペットを用いたピペッティングを好適に使用できる。   In the thawing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, for example, pipetting using a micropipette can be suitably used to disperse cells in a culture solution containing a ROCK inhibitor.

本発明のガラス化凍結保存方法における融解操作では、細胞をROCK阻害剤を含有する培養液中に暴露しながら融解した後に、細胞から該培養液を除き、新鮮な培養液に細胞を暴露する。これらの融解操作における液交換の際には、遠心分離、フィルタリングなどの手法によって、溶液と細胞を分離し、細胞を次の溶液(新鮮な培養液)に浸漬させることができる。   In the thawing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, the cells are thawed while being exposed to a medium containing ROCK inhibitor, then the medium is removed from the cells and the cells are exposed to a fresh medium. At the time of solution exchange in these thawing operations, the solution and the cells can be separated by a technique such as centrifugation, filtering and the like, and the cells can be immersed in the next solution (fresh culture solution).

本発明のガラス化凍結保存方法における融解操作では、ROCK阻害剤を細胞に暴露する時間(すなわち、凍結された細胞に、ROCK阻害剤を含有する培養液を添加してから、該培養液を除き、新鮮な培養液に細胞を暴露するまでの時間)は、好ましくは3〜30分であり、より好ましくは5〜10分である。細胞を暴露する時間が3分より短い場合には、凍結融解後の優れた生存性が得られないことがある。一方で、暴露時間が30分よりも長い場合には、ROCK阻害剤を含有する培養液により希釈したガラス化液の毒性や分散状態による細胞の浮遊ストレスの問題から、細胞の活性に悪影響を及ぼす場合がある。   In the thawing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, the time during which the ROCK inhibitor is exposed to the cells (ie, the culture solution containing the ROCK inhibitor is added to the frozen cells, and then the culture solution is removed The time to expose the cells to fresh culture fluid is preferably 3 to 30 minutes, more preferably 5 to 10 minutes. If the cells are exposed for less than 3 minutes, good viability after freeze-thaw may not be obtained. On the other hand, when the exposure time is longer than 30 minutes, the activity of the cells is adversely affected due to the problem of cell suspension stress due to the toxicity of the vitrification solution diluted by the culture solution containing the ROCK inhibitor and the dispersed state. There is a case.

本発明のガラス化凍結保存方法における融解操作において、新鮮な培養液とは、対象の細胞の活性や増殖に対して毒性を示すものでなければ、特に限定されないが、その後の培養に用いる培養液であることが好ましい。その後の培養に用いるという観点から、血清や増殖因子を添加することもできる。さらには、新鮮な培養液は、ROCK阻害剤を例えば1〜100μM含有していても良い。   In the thawing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention, the fresh culture solution is not particularly limited as long as it does not show toxicity to the activity or proliferation of the target cells, but the culture solution used for the subsequent culture Is preferred. Serum and growth factors can also be added from the viewpoint of subsequent culture. Furthermore, the fresh culture solution may contain, for example, 1 to 100 μM of ROCK inhibitor.

以下に本発明を実施例によりさらに詳細に示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be further described in more detail by way of examples to specifically describe the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
<細胞の準備>
ウシ血清を10容量%添加したL−Glutamineを含有するDulbecco’s Modified Eagle’s Medium(DMEM)中で培養されたマウス胚性線維芽細胞(初代培養後、5回程度継代操作を行った継代培養細胞)をプラスチックシャーレ上からトリプシン処理によって回収した。回収された細胞の生存率をトリパンブルー染色によって測定したところ、95%以上であった。なお、回収された細胞は、単一の細胞(1個の細胞)と複数の細胞からなるクラスター状の細胞集団が混在する状態であった。
Example 1
<Preparation of cells>
Mouse embryonic fibroblasts cultured in Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) containing L-Glutamine supplemented with 10% by volume of bovine serum (The primary culture was followed by about 5 passages) Subcultured cells were collected from plastic petri dishes by trypsinization. The viability of the recovered cells was determined by trypan blue staining and was 95% or more. The collected cells were in a state in which a single cell (one cell) and a cluster-like cell population consisting of a plurality of cells coexist.

<凍結操作>
回収した上記マウス胚性線維芽細胞に、培養液(ウシ血清を10%添加したL−Glutamineを含有するDMEM)を加え、1×10個/mlの細胞濃度の細胞分散液に調製した。そのうち50μl(5×10個)を1.5ml凍結バイアルに滴下した。凍結バイアル中の細胞分散液に対し、下記組成のガラス化液200μlを加え、細胞をガラス化液中に分散させた。この時の細胞濃度は2×10個/μlであった。その後、凍結バイアルを液体窒素に浸漬することで、凍結操作を行った。細胞とガラス化液を接触させてから、凍結バイアルを液体窒素に浸漬させるまでの時間は30秒であった。
<Freezing operation>
A culture solution (DMEM containing L-Glutamine supplemented with 10% of bovine serum) was added to the collected mouse embryonic fibroblasts to prepare a cell dispersion at a cell concentration of 1 × 10 7 cells / ml. 50 μl (5 × 10 5 ) of them were dropped to a 1.5 ml freezing vial. To the cell dispersion in the freezing vial, 200 μl of a vitrification solution of the following composition was added, and the cells were dispersed in the vitrification solution. The cell concentration at this time was 2 × 10 3 cells / μl. Thereafter, the freezing operation was performed by immersing the freezing vial in liquid nitrogen. After contacting the cells with the vitrification solution, the time to immerse the frozen vial in liquid nitrogen was 30 seconds.

<実施例1のガラス化液の組成>
エチレングリコール 30容量%
グリセリン 0.5容量%
スクロース 500mM
DMEMを加えて総量が100容量%となるように調整した。
<Composition of Vitrification Liquid of Example 1>
Ethylene glycol 30% by volume
Glycerin 0.5% by volume
Sucrose 500 mM
The total volume was adjusted to 100% by volume by adding DMEM.

<貯蔵操作>
凍結操作を実施した凍結バイアルを少なくとも2日間液体窒素保存容器中で保管した。
<Storage operation>
The frozen vials subjected to the freezing operation were stored in a liquid nitrogen storage container for at least 2 days.

<融解操作>
貯蔵操作を実施した凍結バイアルを液体窒素中から取り出し、ROCK阻害剤であるY−27632を10μM含有し37℃に温調した培養液(ウシ血清を10%添加したL−Glutamineを含有するDMEM)1mlを凍結バイアル中に直接添加し、マイクロピペットでピペッティングした。ガラス化液が完全に融解した後に、凍結バイアル中の細胞分散液を37℃に温調した上記ROCK阻害剤を含有した培養液9ml中に添加した。この際の細胞濃度は5×10個/mlである。次いで、320×gで5分間遠心分離し、該細胞を沈降させ、上清のROCK阻害剤を含有した培養液を除いた。さらに、新鮮な培養液(ウシ血清を10%添加したL−Glutamineを含有するDMEM)を添加し、該細胞を分散させた。該細胞をROCK阻害剤を含有する培養液に暴露した時間は8分であった。
Melting operation
A frozen vial subjected to a storage operation is taken out of liquid nitrogen, and a culture solution containing 10 μM of ROCK inhibitor Y-27632 and thermostated at 37 ° C. (DMEM containing L-Glutamine to which 10% of bovine serum is added) One ml was added directly into the freezing vial and pipetted with a micropipette. After the vitrification solution was completely thawed, the cell dispersion in a freezing vial was added to 9 ml of the culture solution containing the above ROCK inhibitor, which had been thermostatted at 37 ° C. The cell concentration at this time is 5 × 10 4 cells / ml. Then, the cells were pelleted by centrifugation at 320 × g for 5 minutes, and the culture broth containing the ROCK inhibitor was removed from the supernatant. Furthermore, fresh culture solution (DMEM containing L-Glutamine supplemented with 10% of bovine serum) was added to disperse the cells. The time for which the cells were exposed to the medium containing ROCK inhibitor was 8 minutes.

上記のようにして、実施例1のガラス化凍結保存方法における融解操作、貯蔵操作、融解操作を実施した。   As described above, the thawing operation, the storage operation, and the thawing operation in the vitrification cryopreservation method of Example 1 were performed.

(実施例2)
実施例1のガラス化凍結保存方法の凍結操作において、ガラス化液の組成を下記のように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2のガラス化凍結保存方法を実施した。
(Example 2)
In the freezing operation of the vitrification freezing storage method of Example 1, the vitrification freezing storage method of Example 2 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the composition of the vitrification liquid was changed as follows.

<実施例2のガラス化液の組成>
エチレングリコール 15容量%
ジメチルスルホキシド 15容量%
スクロース 500mM
DMEMを加えて総量が100容量%となるように調整した。
<Composition of Vitrification Liquid of Example 2>
Ethylene glycol 15% by volume
Dimethyl sulfoxide 15% by volume
Sucrose 500 mM
The total volume was adjusted to 100% by volume by adding DMEM.

(実施例3)
実施例3のガラス化凍結保存方法は、実施例1のガラス化凍結保存方法における凍結操作を下記のように変更して実施した。
(Example 3)
The vitrification freezing preservation method of Example 3 changed the freezing operation in the vitrification freezing preservation method of Example 1 as follows, and was implemented.

5×10個の細胞を下記前処理液中に1×10個/mlの細胞濃度で分散させた。この分散状態を室温環境下で3分間維持した。 5 × 10 5 cells were dispersed in the following pretreatment solution at a cell concentration of 1 × 10 5 cells / ml. This dispersion state was maintained for 3 minutes in a room temperature environment.

<前処理液の組成>
エチレングリコール 10容量%
グリセリン 0.5容量%
DMEMを加えて総量が100容量%となるように調整した。
<Composition of pretreatment liquid>
Ethylene glycol 10% by volume
Glycerin 0.5% by volume
The total volume was adjusted to 100% by volume by adding DMEM.

次いで、320×gの遠心力で5分間遠心分離し、前記したマウス胚性線維芽細胞を沈降させ前処理液と分離した。上清の前処理液を除いた後、実施例1のガラス化液200μlを加え、細胞をガラス化液中に分散させた。その後の凍結操作、貯蔵操作、融解操作は実施例1と同様に行い、実施例3のガラス化凍結保存方法を実施した。   Then, centrifugation was performed for 5 minutes at a centrifugal force of 320 × g, and the mouse embryonic fibroblasts described above were sedimented and separated from the pretreatment solution. After removing the pre-treatment solution of the supernatant, 200 μl of the vitrification solution of Example 1 was added, and the cells were dispersed in the vitrification solution. The subsequent freezing operation, storage operation, and thawing operation were performed in the same manner as in Example 1, and the vitrification freezing storage method of Example 3 was performed.

(実施例4)
<細胞の準備>
ウシ血清を10容量%添加したL−Glutamineを含有するEagle’s Minimum Essential Medium(EMEM)中で培養されたヒト肝ガン由来細胞セルラインHepG2細胞をプラスチックシャーレ上からトリプシン処理によって回収し、培養液(ウシ血清を10%添加したL−Glutamineを含有するEMEM)を加え、1×10個/mlの細胞濃度の細胞分散液を調製した。回収された細胞の生存率をトリパンブルー染色によって測定したところ、95%以上であった。なお、回収された細胞は、単一の細胞(1個の細胞)と複数の細胞からなるクラスター状の細胞集団が混在する状態であった。
(Example 4)
<Preparation of cells>
Human hepatoma-derived cell line HepG2 cells cultured in Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) containing L-Glutamine supplemented with 10% by volume of bovine serum are recovered from the plastic petri dish by trypsin treatment, and the culture solution (EMEM containing L-Glutamine supplemented with 10% of bovine serum) was added to prepare a cell dispersion at a cell concentration of 1 × 10 7 cells / ml. The viability of the recovered cells was determined by trypan blue staining and was 95% or more. The collected cells were in a state in which a single cell (one cell) and a cluster-like cell population consisting of a plurality of cells coexist.

回収した上記HepG2細胞分散液50μl(5×10個)を凍結バイアルに滴下した。凍結バイアル中の細胞分散液に対し、下記組成のガラス化液200μlを加え、細胞をガラス化液中に分散させた。この時の細胞濃度は2×10個/μlであった。その後、凍結バイアルを液体窒素に浸漬することで、凍結操作を行った。細胞とガラス化液を接触させてから、凍結バイアルを液体窒素に浸漬させるまでの時間は30秒であった。 50 μl (5 × 10 5 ) of the collected HepG2 cell dispersion was dropped into a freezing vial. To the cell dispersion in the freezing vial, 200 μl of a vitrification solution of the following composition was added, and the cells were dispersed in the vitrification solution. The cell concentration at this time was 2 × 10 3 cells / μl. Thereafter, the freezing operation was performed by immersing the freezing vial in liquid nitrogen. After contacting the cells with the vitrification solution, the time to immerse the frozen vial in liquid nitrogen was 30 seconds.

<実施例4のガラス化液の組成>
エチレングリコール 30容量%
グリセリン 0.5容量%
スクロース 500mM
EMEMを加えて総量が100容量%となるように調整した。
<Composition of Vitrification Liquid of Example 4>
Ethylene glycol 30% by volume
Glycerin 0.5% by volume
Sucrose 500 mM
EMEM was added to adjust the total volume to 100% by volume.

<貯蔵操作>
凍結操作を実施した凍結バイアルを少なくとも2日間液体窒素保存容器中で保管した。
<Storage operation>
The frozen vials subjected to the freezing operation were stored in a liquid nitrogen storage container for at least 2 days.

<融解操作>
貯蔵操作を実施した凍結バイアルを液体窒素中から取り出し、ROCK阻害剤であるY−27632を10μM含有し37℃に温調した培養液(ウシ血清を10%添加したL−Glutamineを含有するEMEM)1mlを凍結バイアル中に直接添加し、マイクロピペットでピペッティングした。ガラス化液が完全に融解した後に、凍結バイアル中の細胞分散液を37℃に温調した上記ROCK阻害剤を含有した培養液9ml中に添加した。この際の細胞濃度は5×10個/mlである。次いで、320×gで5分間遠心分離し、該細胞を沈降させ、上清のROCK阻害剤を含有した培養液を除いた。さらに、新鮮な培養液(ウシ血清を10%添加したL−Glutamineを含有するEMEM)を添加し、該細胞を分散させた。該細胞をROCK阻害剤を含有する培養液に暴露した時間は8分であった。
Melting operation
A frozen vial subjected to a storage operation is removed from liquid nitrogen and a culture solution containing 10 μM of ROCK inhibitor Y-27632 and temperature-controlled at 37 ° C. (EMEM containing L-Glutamine to which 10% of bovine serum is added) One ml was added directly into the freezing vial and pipetted with a micropipette. After the vitrification solution was completely thawed, the cell dispersion in a freezing vial was added to 9 ml of the culture solution containing the above ROCK inhibitor, which had been thermostatted at 37 ° C. The cell concentration at this time is 5 × 10 4 cells / ml. Then, the cells were pelleted by centrifugation at 320 × g for 5 minutes, and the culture broth containing the ROCK inhibitor was removed from the supernatant. Furthermore, fresh culture fluid (EMEM containing L-Glutamine supplemented with 10% of bovine serum) was added to disperse the cells. The time for which the cells were exposed to the medium containing ROCK inhibitor was 8 minutes.

(実施例5)
実施例4のガラス化凍結保存方法の凍結操作において、ガラス化液の組成を下記のように変更した以外は、実施例4と同様にして、実施例5のガラス化凍結保存方法を実施した。
(Example 5)
In the freezing operation of the vitrification freezing storage method of Example 4, the vitrification freezing storage method of Example 5 was carried out in the same manner as in Example 4 except that the composition of the vitrification liquid was changed as follows.

<実施例5のガラス化液の組成>
エチレングリコール 15容量%
ジメチルスルホキシド 15容量%
スクロース 500mM
ウシ血清由来アルブミン(BSA) 1.5質量%
EMEMを加えて総量が100容量%となるように調整した。
<Composition of Vitrification Liquid of Example 5>
Ethylene glycol 15% by volume
Dimethyl sulfoxide 15% by volume
Sucrose 500 mM
Bovine serum derived albumin (BSA) 1.5% by mass
EMEM was added to adjust the total volume to 100% by volume.

(比較例1)
実施例1のガラス化凍結保存方法の融解操作において、貯蔵操作を実施した凍結バイアルを液体窒素中から取り出した後に、細胞に添加・暴露する培養液にROCK阻害剤であるY−27632を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例1のガラス化凍結保存方法を実施した。
(Comparative example 1)
In the thawing operation of the vitrification cryopreservation method of Example 1, the frozen vial subjected to the storage operation is removed from liquid nitrogen, and then the ROCK inhibitor, Y-27632, is added to the culture solution to be added and exposed to the cells. The vitrification cryopreservation method of Comparative Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 except that it was not present.

(比較例2)
実施例4のガラス化凍結保存方法の融解操作において、貯蔵操作を実施した凍結バイアルを液体窒素中から取り出した後に、細胞に添加・暴露する培養液にROCK阻害剤であるY−27632を添加しなかった以外は、実施例4と同様にして、比較例2のガラス化凍結保存方法を実施した。
(Comparative example 2)
In the thawing operation of the vitrification cryopreservation method of Example 4, the frozen vial subjected to the storage operation is removed from liquid nitrogen, and then ROCK inhibitor Y-27632 is added to the culture solution added and exposed to the cells. The vitrification cryopreservation method of Comparative Example 2 was carried out in the same manner as in Example 4 except that it was not present.

<凍結融解後の細胞の生存性の評価>
上記操作により得たマウス胚性線維芽細胞分散液(実施例1〜3及び比較例1)またはヒト肝ガン由来細胞セルラインHepG2細胞分散液(実施例4、5及び比較例2)の一部をとり、トリパンブルー染色により、血球計算盤上で該細胞の生存率を測定した。生存率は、全細胞数(上記操作により得た細胞分散液の細胞総数)に対する生細胞数の割合である。生存性の評価は、生存率80%以上を○、60%以上80%未満を△、60%未満を×とした。これらの結果を表1に示す。
<Evaluation of cell viability after freezing and thawing>
A part of mouse embryonic fibroblast dispersion (Examples 1 to 3 and Comparative Example 1) obtained by the above operation or a part of human hepatoma cell line HepG2 cell dispersion (Examples 4 and 5 and Comparative Example 2) The viability of the cells was determined on a hemocytometer by trypan blue staining. The survival rate is a ratio of the number of living cells to the total number of cells (the total number of cells in the cell dispersion obtained by the above operation). As for the evaluation of the survival rate, the survival rate of 80% or more was evaluated as 以上, 60% or more and less than 80% as Δ, and less than 60% as x. The results are shown in Table 1.

Figure 2019110799
Figure 2019110799

<凍結速度の測定>
実施例1〜5及び比較例1、2の凍結保存方法の凍結操作において凍結バイアルを液体窒素に浸漬する際に、凍結バイアル中の温度降下の様子をチノー社製シース型熱電対(先端外径0.3mm)を用いて測定した。0℃から−150℃までの冷却速度は、全て500℃/min以上であった。
<Measurement of freezing rate>
When immersing the frozen vial in liquid nitrogen in the freezing operation of the freeze-preservation method of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, the state of temperature drop in the freeze vial was measured by a sheath type thermocouple made by CHINO (tip outer diameter It measured using 0.3 mm. The cooling rates from 0 ° C. to −150 ° C. were all 500 ° C./min or more.

<細胞の活性の評価>
実施例1〜5及び比較例1、2のガラス化凍結保存方法を行ったマウス胚性線維芽細胞またはヒト肝ガン由来細胞セルラインHepG2細胞を融解操作の後に、10mlの培養液(マウス胚性線維芽細胞についてはウシ血清を10%添加したL−Glutamineを含有するDMEM、ヒト肝ガン由来細胞セルラインHepG2細胞についてはEMEM)を含むプラスチックシャーレ(100mmディッシュ)上で24時間培養後に細胞の形態を確認し、凍結融解後の細胞活性の評価を行った。細胞活性の評価は、下記の基準で行い、これらの結果を表2に示す。
<Evaluation of cell activity>
After thawing the mouse embryonic fibroblasts or human hepatoma-derived cell line HepG2 cells subjected to the vitrification cryopreservation method of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, 10 ml of culture solution (mouse embryo Morphology of cells after culturing for 24 hours on a plastic petri dish (100 mm dish) containing DMEM containing L-Glutamine supplemented with 10% of bovine serum for fibroblasts and EMEM for human hepatoma cell-derived cell line HepG2 cells And evaluation of cell activity after freeze-thawing. Evaluation of cell activity was performed based on the following criteria, and the results are shown in Table 2.

○:浮遊細胞がほとんど無く、ほとんどの細胞において細胞接着と伸展が観察される
△:浮遊細胞が少なく、多くの細胞において細胞接着と伸展が観察される
×:浮遊細胞が多い
○: almost no floating cells, cell adhesion and spreading observed in most cells Δ: small number of floating cells, cell adhesion and spreading observed in many cells, ×: many floating cells

Figure 2019110799
Figure 2019110799

以上の結果から、本発明のガラス化凍結保存方法を用いると、多数の動物細胞を高い生存率と優れた細胞活性でガラス化凍結保存することができる。また、本発明のガラス化凍結保存方法における凍結操作は、特別な装置・器具を必要としない。従来の緩慢凍結法では、凍結操作の終了までに、プログラムフリーザーを用いて、半日から1日程度を要することから、本発明のガラス化凍結保存方法を用いるとより短時間で細胞の凍結保存操作を行うことができる。   From the above results, when using the vitrification cryopreservation method of the present invention, a large number of animal cells can be vitrified cryopreserved with high survival rate and excellent cell activity. In addition, the freezing operation in the vitrification cryopreservation method of the present invention does not require a special device / apparatus. In the conventional slow freezing method, about half a day to about one day is required using a program freezer until the freezing operation is completed. Therefore, the cell freezing and storage operation can be performed in a shorter time by using the vitrification freezing storage method of the present invention It can be performed.

本発明は、コロニー又はシングルセルの状態で分散させることが可能なヒト細胞又はヒト以外の動物の細胞であって、初代培養細胞、継代培養細胞、及び細胞株細胞等の凍結保存に用いることができる。そのため、化粧品、医薬、製薬等のバイオテクノロジー分野において有用である。   The present invention is used for cryopreservation of primary cultured cells, subcultured cells, and cell line cells, which are cells of human cells or non-human animals that can be dispersed in the form of colonies or single cells. Can. Therefore, it is useful in biotechnology fields such as cosmetics, medicines, and pharmaceuticals.

Claims (1)

ガラス化液中で1×10個以上の細胞を1〜1×10個/μlの細胞濃度で凍結保存するガラス化凍結保存方法であって、凍結された細胞の融解操作において、ROCK阻害剤を含有する培養液に細胞を暴露しながら融解し、その後に細胞から該培養液を除き、新鮮な培養液に細胞を暴露することを特徴とする、動物細胞のガラス化凍結保存方法。 A vitrification cryopreservation method of cryopreserving 1 × 10 3 or more cells at a cell concentration of 1 to 1 × 10 6 cells / μl in a vitrification solution, wherein ROCK inhibition is caused in the thawing operation of the frozen cells. A method for vitrifying cryopreservation of animal cells, which comprises thawing while exposing cells to a culture solution containing an agent, and thereafter removing the culture solution from the cells and exposing the cells to fresh culture solution.
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