JP5751726B2 - 多能性幹細胞の培養方法及び施設 - Google Patents

Description

本発明は多能性幹細胞の培養方法及び培養施設に関し，とくに様々な生体組織細胞に分化しうる多能性幹細胞を培養する方法及び施設に関する。

近年，ヒトの体を構成する様々な組織の細胞に分化する能力（以下，多能性という）を有するＥＳ細胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｓｅｔｍ ｃｅｌｌ）及びｉＰＳ細胞（ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ ｓｅｔｍ ｃｅｌｌ）が開発され，そのようなＥＳ細胞及びｉＰＳ細胞（以下，両者をまとめて多能性幹細胞という）を創薬分野や移植医療分野等において実用化する技術の研究開発が進められている。多能性幹細胞は，卵細胞又は体細胞から人工的に樹立することが可能であり，生体外の容器内で様々な組織細胞に分化させ，更に分化した細胞を分裂により増殖させて自己と同じ性質を有する細胞を無限に生み出す能力を有している。

例えば創薬分野において薬剤候補物質の肝臓毒性や心臓毒性等を評価するため，ヒトの体細胞等から誘導して肝細胞や心筋細胞に分化させた多能性幹細胞が利用されている。また，例えば移植医療分野において細胞移植治療の原料とするため，ヒトの体細胞等から誘導して網膜や角膜，神経細胞，ドーパミン産生細胞，インスリン分泌細胞，心筋細胞，肝細胞に分化させた多能性幹細胞が利用されている。とくに多能性幹細胞のうちｉＰＳ細胞は，個性の判明した個人の体細胞から遺伝子組み換え技術等を用いて誘導することが可能であり，移植対象患者の体細胞から樹立したｉＰＳ細胞（自家ｉＰＳ細胞）を移植治療の原料とすることにより，免疫拒絶反応等を回避して免疫抑制療法を不要又は減量化した移植医療が可能になると期待されている。

多能性幹細胞を利用した創薬や移植医療の実用化を図るためには，多能性幹細胞を未分化のまま又は様々な組織細胞に分化させて大量に製造・培養する施設が必要である。従来の細胞培養施設は，施設内に段階的な清浄度管理区域を形成し，周囲に対して差圧管理された無菌管理区域（クリーンルーム）に細胞の培養室を配置することにより，製品の無菌性を担保しながら細胞を培養している。移植医療等に必要な大量の細胞を効率的に培養するため，無菌管理区域に複数の培養室を合理的に配置した細胞培養施設が提案されている（特許文献１〜３参照）。例えば，各細胞培養室内に細胞の自動培養を行う培養装置を配置することにより大量の細胞を自動的に培養することもできる。

また，例えば多能性幹細胞を利用して心臓治療用細胞シート等を作製する場合は，未分化の多能性幹細胞を増幅する工程，その幹細胞を筋芽細胞又は心筋細胞等へ分化させる工程，分化した細胞を増殖して単層細胞シートを作製する工程，その細胞シートを複数枚積層化する工程等の複数の工程を組み合わせる必要がある。このように複数の工程をそれぞれ異なる培養室で行うと広大な無菌管理区域が必要となり，清浄度管理が複雑化することから，複数の工程を密閉された閉鎖空間内で行うことができるアイソレータと呼ばれるシステムが開発されている（特許文献４，５参照）。例えば，上述した特許文献１〜３のような細胞培養室内に特許文献４，５のようなアイソレータを配置し，そのアイソレータの密閉された閉鎖空間で細胞に対する複数の工程を行うことにより，無菌管理区域を最小限にとどめて清浄度管理の簡単化を図りつつ，更に汚染の原因となる作業員の操作を排除しながら，大量の多能性幹細胞を培養することができる。

特許第４２００４４４号公報 特許第４８０３１９６号公報 特許第５０３５０４３号公報 特開２００４−３２１１１１号公報 特開２００９−０１１９３０号公報

しかし，特許文献１〜３の開示する従来の細胞培養施設は，無菌管理区域に複数の培養室を配置して大量の細胞を培養できるものの，その各培養室の培養工程が異なる場合は，相互間で交差汚染が生じ得る問題点がある。上述したように，多能性幹細胞の培養施設では複数の工程を組み合わせる必要があり，各工程を行う培養室の相互間の交差汚染を効果的に防止する必要が生じている。また，多能性幹細胞は様々な組織細胞に分化しうるものであり，単独の施設内で異なる細胞に分化させた多能性幹細胞を培養する場合は，その異なる細胞の培養室の相互間において交差汚染を防止する対策が必要になる。

特許文献４，５の開示する細胞培養処理システムのようなアイソレータを用いることで，多能性幹細胞の培養における複数の工程の交差汚染を防止することが期待できる。しかし，例えば異なる細胞に分化させた多能性幹細胞をそれぞれ培養するためには複数の異なるアイソレータを用いる必要があり，その異なるアイソレータの相互間において交差汚染を防ぐ対策が別途に必要となる。単独の施設内において，様々な組織細胞に分化しうる多能性幹細胞を相互に交差汚染させることなく安全に培養できる技術の開発が望まれている。

そこで本発明の目的は，多様に分化しうる多能性幹細胞を相互に交差汚染させることなく安全に培養できる方法及び施設を提供することにある。

図１及び図２の実施例を参照するに，本発明による多能性幹細胞の培養方法は，体細胞又は卵細胞を外部から受け入れて多能性幹細胞を誘導する処理室２１又は他の施設で誘導された多能性幹細胞を外部から受け入れて調整する処理室２１が設けられた幹細胞調整エリア２０から外向きに主搬送路３１を伸ばし，主搬送路３１から少なくとも１本の分岐搬送路３２（図２では分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）を分岐させ，分岐搬送路３２上に幹細胞の培養室４１〜４４とその培養細胞の分析室４５とが含まれる細胞培養エリア４０（図２では細胞培養エリア４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ）を配置し，幹細胞調整エリア２０の処理室２１を主搬送路３１と受渡し口Ｃ経由で連通させ，細胞培養エリア４０の培養室４１〜４４及び分析室４５をそれぞれ分岐搬送路３２と受渡し口Ｄ，Ｅ，Ｆ経由で連通させ，幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０と主搬送路３１及び分岐搬送路３２が含まれる搬送エリア３０とにそれぞれ独立に全てのエリア２０，４０，３０の外へ通じる作業員出入口２２，（４７＋４８），３３を設け，幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０と搬送エリア３０との相互間には作業員出入口を設けていないものである。

また，図１及び図２の実施例を参照するに，本発明による多能性幹細胞の培養施設は，体細胞又は卵細胞を外部から受け入れて多能性幹細胞を誘導する処理室２１又は他の施設で誘導された多能性幹細胞を外部から受け入れて調整する処理室２１が設けられた幹細胞調整エリア２０，処理室２１から外向きに伸びる１本の主搬送路３１とそこから分岐した少なくとも１本の分岐搬送路３２とが含まれる搬送エリア３０（図２では分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ），及び分岐搬送路３２上に配置された幹細胞の培養室４１〜４４とその培養細胞の分析室４５とが含まれる細胞培養エリア４０（図２では細胞培養エリア４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ）を備え，幹細胞調整エリア２０の処理室２１を主搬送路３１と受渡し口Ｃ経由で連通させ，細胞培養エリア４０の培養室４１〜４４及び分析室４５をそれぞれ分岐搬送路３２と受渡し口Ｄ，Ｅ，Ｆ経由で連通させ，幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０と主搬送路３１及び分岐搬送路３２が含まれる搬送エリア３０とにそれぞれ独立に全てのエリア２０，４０，３０の外へ通じる作業員出入口２２，（４７＋４８），３３を設け，幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０と搬送エリア３０との相互間には作業員出入口を設けていないものである。

本発明による多能性幹細胞の培養方法及び施設は，多様に分化しうる多能性幹細胞を相互に交差汚染させることなく安全に培養することができる。

以下，添付図面を参照して本発明を実施するための形態及び実施例を説明する。
は，本発明による多能性幹細胞の培養施設の一実施例の説明図である。 は，本発明による多能性幹細胞の培養施設の他の実施例の説明図である。 は，図１の培養施設における作業員の動線の説明図である。 は，図１の培養施設における細胞の動線の説明図である。 は，図１の培養施設における培養資材の動線の説明図である。 は，図１の培養施設における清浄度管理区域の説明図である。

図１は，ヒト等の動物の体細胞から多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）を樹立して大量に培養する本発明の培養施設１の実施例を示す。以下，図示例により本発明を説明するが，本発明による培養対象はｉＰＳ細胞に限定されず，卵細胞からＥＳ細胞を樹立して培養する場合にも本発明は適用可能である。図示例の培養施設１は，幹細胞調整エリア２０と，細胞培養エリア４０と，その両者を連結する搬送エリア３０とで構成されている。

図示例の搬送エリア３０は，幹細胞調整エリア２０から外向きに伸びる１本の主搬送路３１と，その主搬送路３１から分岐した１本の分岐搬送路３２とを有する。ただし，図２に示すように，搬送エリア３０には複数本の分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを含め，各分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにそれぞれ細胞培養エリア４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを配置することができる。また，図示例では搬送エリア３０によって幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０とを平面的に連結しているが，例えば搬送エリア３０に階段又はエレベータ等を含めることにより，幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０とを立体的に連結し又は複数の細胞培養エリア４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを立体的に連結した培養施設１とすることも可能である。

図示例の幹細胞調整エリア２０は，体細胞から多能性幹細胞を誘導して樹立する処理室２１と，施設１の外部から搬入する体細胞及び培養資材（培養容器や培地等）を除染・殺菌する除染・殺菌室２３と，処理室２１の作業員が出入りする更衣室（作業員出入り口）２２と，除染・殺菌室２３の作業員が出入りする更衣室（作業員出入り口）２４とを有する。除染・殺菌室２３は，パスボックスＡを介して施設１の外部に通じる入荷・検査室１０と連通しており，受渡し口Ｂ（細胞と培養資材の受渡し用，除染機能付き）を介して処理室２１と連通している。外部から搬入された体細胞及び培養資材は，除染・殺菌室２３を経由し，受渡し口Ｂを通過する際に外表面を除染した上で高清浄度の処理室２１へ搬入される。

幹細胞調整エリア２０の処理室２１には，搬入された体細胞に所定の遺伝子組み換え操作等を施して多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）を樹立する細胞処理部（又は安全キャビネット）Ｐが設けられている。図示例の細胞処理部Ｐは，密閉された閉鎖空間内で細胞に対する操作を自動的に行うことができるものであり，一部分にアイソレータを含めることができる。また細胞処理部Ｐは，受渡し口（細胞と培養資材の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）Ｃを介して搬送エリア３０の主搬送路３１に連通しており，樹立した多能性幹細胞を例えば密閉容器に収容して受渡し口Ｃから搬送エリア３０へ送り出す（図４の細胞の動線を参照）。密閉容器の一例は，内部の無菌状態を維持しつつ，後述する細胞処理部Ｐ，Ｑ等と無菌的に接続可能な容器である。また細胞処理部Ｐは，樹立した多能性幹細胞と共に，必要に応じて多能性幹細胞の培養に必要な培養資材（培養容器や培地等）を，例えば密閉容器に収容した状態で，受渡し口Ｃから搬送エリア３０へ送り出す（図５の培養資材の動線を参照）。

図６は，図１の培養施設１の内部の清浄度管理区域を示す。図６に示す清浄度グレードＡ，Ｂ，Ｄはそれぞれ表１のように定義されている。幹細胞調整エリア２０では，処理室２１の細胞処理部Ｐを清浄度グレードＡとし，その周囲をグレードＢの処理室２１で囲む段階的なレイアウトとしている。このような清浄度グレードの段階的なレイアウトを採用することにより，細胞処理部に代えて開放系の安全キャビネットＰを用いて多能性幹細胞を樹立する場合にも，汚染リスクを最小限に抑えることができる。また，その周囲からの作業員出入り口に更衣室２２を設けることにより，作業員を介した汚染リスクを防止することができる（図３の作業員の動線を参照）。更に，図６において清浄度グレードの異なる領域間に設置する受渡し口Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは，それぞれ除染機能付きパスボックスとすることが望ましいが，例えば上述したように細胞処理部Ｐ，Ｑ等と無菌的に接続可能な密閉容器を使用する場合は，受渡し口Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇの除染機能は必須のものではない。

図示例の細胞培養エリア４０は，幹細胞調整エリア２０で樹立された多能性幹細胞を搬送エリア３０から取り入れて培養する培養室４１〜４４と，培養室４１〜４４の培養細胞を分析する分析室４５と，培養室４１〜４４の作業員が出入りする更衣室（作業員出入り口）４７，４８と，培養室４１〜４４及び分析室４５で発生した廃棄物（使用済み又は分析済みの細胞や培地等）を不活化して処分する不活化室４６とを有する。図示例の培養室４１〜４４及び分析室４５と不活化室４６とは適当な配管（図示せず）によって接続されており，培養室４１〜４４及び分析室４５で発生した不活化の必要な廃棄物（細胞や培地等）は配管を通して不活化室４６に送られ，例えば加熱殺菌処理又は化学処理等を施すことにより不活化したうえで施設外に排出される。

細胞培養エリア４０の各培養室４１〜４４には，多能性幹細胞を未分化のまま又は様々な組織細胞に分化させて培養する細胞処理部（又は安全キャビネット）Ｑが設けられている。図示例の細胞処理部Ｑは，密閉された閉鎖空間内で細胞の培養を自動的に行うことができるものであり，一部分にアイソレータを含めることができる。後述するように，細胞処理部Ｑを自動培養装置とすることもできる。図示例の細胞処理部Ｑは，受渡し口Ｄ（細胞と培養に使用される培地の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）及び受渡し口Ｅ（培養資材の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）を介して搬送エリア３０の分岐搬送路３２に連通しており，受渡し口Ｄを介して搬送エリア３０から多能性幹細胞が収容された密閉容器を取り入れると共に，受渡し口Ｅを介して搬送エリア３０から培養資材が収容された密閉容器を取り入れる（図４の細胞の動線，及び図５の培養資材の動線を参照）。なお，図示例は４つの培養室４１〜４４を含む細胞培養エリア４０を示しているが，同じ分岐搬送路３２上に配置された各培養室４１〜４４は何れも同じ培養条件で同じ多能性幹細胞（未分化の幹細胞又は特定の組織細胞に分化させた幹細胞）を培養するものであり，各細胞培養エリア４０に含める培養室４１の数は培養量に応じて調節可能である。

図６に示すように，細胞培養エリア４０の各培養室４１〜４４の細胞処理部Ｑは清浄度グレードＡとし，その周囲をグレードＤの培養室４１〜４４で囲む段階的なレイアウトとしている。図示例の細胞処理部Ｑは，例えば密閉された閉鎖空間内で細胞を分化又は培養させることができるものであり，上述した処理室２１のようにグレードＢを省略しても汚染リスクを小さく抑えることができる。ただし，必要に応じて開放系の安全キャビネットＱを用いる場合は，上述した処理室２１と同様に，安全キャビネットＱの周囲をグレードＢで取り囲む段階的なレイアウトとすることが望ましい。また，培養室４１〜４４の周囲からの作業員出入り口に更衣室４７，４８を設けることにより，作業員を介した汚染リスクを更に低減できる（図３の作業員の動線を参照）。

細胞培養エリア４０の分析室４５には，各培養室４１〜４４で培養中又は培養済みの多能性幹細胞又は培養に使用された培地を受渡し口Ｄから適宜取り出して分析するため，各培養室４１〜４４の培養条件に応じた分析装置が設けられている（図４の細胞の動線を参照）。例えば培養室４１〜４４において多能性幹細胞を未分化のまま培養する場合は，分析室４５において培養中の細胞が未分化のまま正常に増殖しているか否かを分析する。或いは培養室４１〜４４において多能性幹細胞を特定の組織細胞に分化させて培養する場合は，分析室４５において培養中の細胞が特定の組織細胞として正常に増殖しているか否かを分析する。

分析室４５での分析結果や細胞処理部Ｑ内での分析結果を総合的に判断して，正常に培養が完了したと判断された場合は，培養室４１〜４４の細胞処理部Ｑから受渡し口Ｄを介して多能性幹細胞を分岐搬送路３２に取り出し，後述する保管室６１へ送り出す（図４の細胞の動線を参照）。図示例のように，細胞培養エリア４０に培養室４１〜４４とその培養細胞の分析室４５とを含めることにより，図４及び図５の動線に示すように，複数の細胞処理部Ｑでモジュールを共有することができる。

図４及び図５は，図１の培養施設１における細胞の動線（流れ）及び培養資材の動線（流れ）を示す。培養に使用する細胞及び培養資材は，何れも入荷・検査室１０から開梱室１１に搬入され，開梱された後にパスルーム１２を介して資材保管室１３に搬入されて一時保管される。資材保管室１３の細胞及び培養資材は，必要に応じて除染機能付き受渡し口Ｂを介して幹細胞調整エリア２０の処理室２１内に搬入され，処理室２１の細胞処理部（又は安全キャビネット）Ｐにおいて多能性幹細胞の樹立に供される。処理室２１で樹立された多能性幹細胞は，図４の白矢印に示すように，密閉容器に収容した状態で受渡し口Ｃから搬送エリア３０の主搬送路３１へ送り出される。また，図５の黒矢印に示すように，多能性幹細胞の培養に必要な培養資材（培養容器や培地等）も密閉容器に収容した状態で，受渡し口Ｃから搬送エリア３０の主搬送路３１へ送り出される。

図４は，幹細胞調整エリア２０から主搬送路３１に送り出された多能性幹細胞が，主搬送路３１から分岐搬送路３２を介して細胞培養エリア４０の各培養室４１〜４４に送られ，受渡し口Ｄから各培養室４１〜４４内の細胞処理部（又は安全キャビネット）Ｑの内部に導入されて増殖することを示す。また図５は，幹細胞調整エリア２０から主搬送路３１へ送り出された培養資材が，主搬送路３１及び分岐搬送路３２を介して細胞培養エリア４０の各培養室４１〜４４に送られ，受渡し口Ｅから各培養室４１〜４４内の細胞処理部（又は安全キャビネット）Ｑの内部に導入されることを示す。

図４に示すように，各培養室４１〜４４の細胞処理部Ｑで培養された多能性幹細胞は，必要に応じて各培養室４１〜４４の受渡し口Ｄから密閉容器に収容した状態で適宜抜き出され，分析室４５の受渡し口Ｆ（細胞と培養に使用される培地の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）に送られて正常に増殖しているか否かが分析される。分析室４５において正常に培養が完了したと判断されたときは，各培養室４１〜４４の細胞処理部Ｑの受渡し口Ｄから培養の完了した多能性幹細胞が密閉容器に収容した状態で分岐搬送路３２に取り出され，主搬送路３１を介して保管室６１内に送られる。分析室４５において培養の異常が検出されたときは，各培養室４１〜４４の細胞処理部Ｑから培養中の多能性幹細胞が不活化室４６に送られて処分される。

図示例の培養施設１の主搬送路３１上には，各細胞培養エリア４０で培養された細胞を保管する保管室６１が設けられており，その保管室６１は受渡し口Ｇ（細胞の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）を介して主搬送路３１と連通している。図４の白矢印に示すように，各培養室４１〜４４において正常に培養が完了した多能性幹細胞は，分岐搬送路３２から主搬送３１に送られ，主搬送路３１に連通する受渡し口Ｇから保管室６１内に送られる。保管室６１には多能性幹細胞を適当な容器（アンプル等）に密封する細胞処理部（又は安全キャビネット）Ｒが設けられており，保管室６１に送られた培養済みの多能性幹細胞は細胞処理部Ｒによって容器に密封されたうえで，例えば冷凍庫その他の保管装置Ｓに保存される。図示例の細胞処理部Ｒは，密閉された閉鎖空間内で細胞の容器詰めを自動的に行うことができるものであり，一部分にアイソレータを含めることができる。また，保管室６１は出荷準備室６５と受渡し口Ｉ（細胞の受渡し用）を介して連通しており，保管装置に保存された多能性幹細胞は必要に応じて検査・包装室６４を介して受渡し口Ｉから出荷準備室６５に送られて出荷される。

また，図示例の培養施設１の主搬送路３１上には，各細胞培養エリア４０で発生した廃棄物（不活化室４６で処理するものを除く）を保管する保管室６７が設けられており，その保管室６７は受渡し口Ｈ（廃棄物の受渡し用）を介して主搬送路３１と連通している。図５の黒矢印に示すように，各培養室４１〜４４で生じた細胞や培地以外の廃棄物は，受渡し口Ｅから密閉容器に収容した状態で分岐搬送路３２に適宜抜き出され，主搬送路３１に連通する受渡し口Ｈからパスルーム６６を介して廃棄物保管室６７に送られる。廃棄物保管室６７に保管された廃棄物は，必要に応じて施設１の外部に搬出されて処分される。

図４及び図５の動線から分かるように，本発明の培養施設では，幹細胞調整エリア２０において樹立された多能性幹細胞の培養及び分析を，各分岐搬送路３２上の細胞培養エリア４０においてそれぞれ独立に行うことができる。すなわち，幹細胞調整エリア２０から各分岐搬送路３２に送られた多能性幹細胞は，その分岐搬送路３２上の培養室４１〜４４において培養され，その分岐搬送路３２上の分析室４５において正常に培養しているか否か判断され，必要な場合は，その分岐搬送路３２上の不活化室４６において不活化されるので，その分岐搬送路３２上で培養処理を完結することができる。従って，未分化のまま又は様々な組織細胞に分化させる多能性幹細胞をそれぞれ異なる分岐搬送路３２へ送ることにより，相互に交差汚染させることなく安全に培養することができる。

また，搬送エリア３０の主搬送路３１において，培養前の多能性幹細胞と培養完了後の多能性幹細胞（又は廃棄物）との交差が発生しうるが，上述したように多能性幹細胞（及び廃棄物）を密閉容器に収容した状態で搬送することにより，搬送エリア３０における交差汚染のリスクも最小限に抑えることができる。

好ましくは，図３に示すように，幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０と搬送エリア３０とにそれぞれ独立の作業員出入口２２，（４７＋４８），３３を設け，エリア２０，４０，３０の相互間での作業員の出入りを禁止する。図３において，幹細胞調整エリア２０の作業員は，施設１の出入口５１から更衣室５２を経由して施設内部に入り，廊下５３及び更衣室（作業員出入り口）２２を介して処理室２１に出入りする。また，細胞培養エリア４０の作業員は，施設１の出入口５１から廊下５３及び更衣室（作業員出入り口）４７，４８を介して各培養室４１〜４４に出入りする。細胞培養エリア４０の分析室４５には，廊下５３から直接出入りすることが可能である。更に，搬送エリア３０の作業員は，施設１の出入口５１から廊下５３及び更衣室（作業員出入り口）３３を介して主搬送路３１に出入りする。

図３に示すように，搬送エリア３０の作業員が幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０と保管室６１との間で細胞及び培養資材を搬送し，各エリア２０，４０，３０の相互間で作業員の出入りを禁止することにより，作業員の動線の簡単化による交差汚染の防止を図ることができる。また，搬送エリア３０の作業員による搬送に代えて，例えば搬送エリア３０内に主搬送路３１及び分岐搬送路３２を自由に往復できる自動搬送装置を配置し，その搬送装置により幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０と保管室６１の間で細胞及び培養資材を搬送することも可能である。この場合であっても，メンテナンス時に作業員が出入りする可能性がある。しかしながら，各エリア２０，４０，３０の間での作業員の出入りは禁止されているので，交差汚染を防止することが可能である。また，培養室４１，４２，４３，４４の間に作業員出入り口４７，４８があるため，それぞれの培養室を独立してメンテナンスを行うことができる。メンテナンスとは，例えば，装置の診断・修理，クリーニング，殺菌処理である。

図２は，搬送エリア３０に１本の主搬送路３１と複数本の分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃとを含め，各分岐搬送路３２上にそれぞれ特定の培養条件で多能性幹細胞（未分化の幹細胞又は特定の組織細胞に分化させた幹細胞）を培養する細胞培養エリア４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを配置した本発明の他の実施例を示す。例えば，複数の分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの少なくとも１本（例えば分岐搬送路３２Ａ）に未分化の多能性幹細胞の培養エリア４０Ａを配置し，他の分岐搬送路３２Ｂ，３２Ｃに分化後の多能性幹細胞の培養エリア４０Ｂ，４０Ｃを配置することにより，複数の異なる多能性幹細胞を同時に増殖する培養施設１とすることができる。図示例のように特定の細胞の培養に特化した各細胞培養エリア４０をそれぞれ異なる分岐搬送路３２上に配置することにより，細胞培養エリア４０の相互間での細胞及び培養資材の移動をなくし，細胞及び培養資材の動線の簡単化により交差汚染の防止を図ることができる。

また，図２の実施例において，複数の分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ上にそれぞれ同じ培養条件で同じ多能性幹細胞（未分化の幹細胞又は特定の組織細胞に分化させた幹細胞）を培養する細胞培養エリア４０を配置することも可能である。例えば，分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ上にそれぞれ未分化幹細胞の培養エリア４０Ａを配置する。この場合は，図示例のように各分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにそれぞれ分析室４５を配置する必要はなく，分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに通じる共通の分析室４５を配置することも可能である。例えば，分岐搬送路３２Ｂ，３２Ｃの分析室４５を省略し，分岐搬送路３２Ａにのみ配置した分析室４５において，全ての分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃで培養した多能性幹細胞を分析する。このように複数の分岐搬送路３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに共通の分析室４５を配置することにより，多能性幹細胞を相互に交差汚染を防止しながら施設の設計の簡単化による品質向上を図ると共に，施工の短工期化を図ることができる。

ここで，細胞処理部Ｑが自動培養装置である場合の要部について説明する。自動培養装置は，搬送モジュール，インキュベータモジュール，培地分析モジュール，細胞検査・除去モジュール，播種・継代モジュール，受渡し口Ｄ，受渡し口Ｅ等を備える。搬送モジュールは，培養容器をそれぞれのモジュールへ搬送することができる。インキュベータモジュールは，例えば温度が約３７℃となるように調整されており，複数の培養容器を内部に収容することができる。培地分析モジュールは，培養容器から培地を抜き取り，検査することで培養状態を診断することができる。細胞検査・除去モジュールは，不良細胞を判定し選択的に除去することができる。播種・継代モジュールは，培養が完了した細胞を培養容器から取出し，空の培養容器へ播種することができる。受渡し口Ｄは，複数の培養容器が搭載された密閉容器を受渡しすることができる。受渡し口Ｅは，空の培養容器，培地のボトル，培地を培養容器に注入するためのインジェクターなどの培養資材を受渡しすることができる。これらのモジュールを用いることで人手を介さずに自動で細胞の培養を行うことができる。

なお，図示例の実施形態では，幹細胞調整エリア２０に体細胞又は卵細胞から多能性幹細胞を誘導して樹立する処理室２１を設けた構成としているが，本発明の幹細胞調整エリア２０の構造は図示例に限定されない。今日では，例えば，ヒト白血球型抗原ごとに多能性幹細胞を予め保存しておき必要に応じて供給する方式，いわゆる，ｉＰＳＣバンクやＥＳＣバンクが検討されている。例えば，本実施の幹細胞調整エリア２０に，そのようなｉＰＳＣバンクやＥＳＣバンク等の他の施設で誘導された多能性幹細胞を受け入れて調整する処理室２１を設けることも可能である。つまり，幹細胞調整エリア２０を，多能性幹細胞の樹立エリアではなく受入れエリアとする。ここで，受入れた多能性幹細胞が冷凍状態であれば，解凍してから培養容器に移す。次に，必要に応じて，一時的に培養を行い細胞の状態を検査して良好であることを確認する。準備ができた培養容器は，密閉容器に収納したうえで，上述したように搬送エリア３０を介して細胞培養エリア４０へ搬送される。このように本発明の幹細胞調整エリア２０には，幹細胞の準備・調整，及び／又は，幹細胞の樹立を行う処理室２１を設けることができる。

また，図示例では各部屋間を区切るパーティション等を省略しているが，幹細胞調整エリア２０，搬送エリア３０，細胞培養エリア４０にはドア，エアパーテーションなどの任意パーティションを任意に配置することができる。

本発明による多能性幹細胞の培養方法及び施設は，多能性幹細胞を樹立する幹細胞調整エリア２０から外向きに１本の主搬送路３１を伸ばし，その主搬送路３１から分岐した少なくとも１本の分岐搬送路３２上に幹細胞の培養室４１〜４４とその培養細胞の分析室４５とが含まれる細胞培養エリア４０を配置するので，次の効果を奏することができる。

（イ）各細胞培養エリア４０に培養室４１〜４４とその培養細胞の分析室４５とを含めることにより，各細胞培養エリア４０を未分化の多能性幹細胞又は所定の組織細胞に分化させた特定の多能性幹細胞の培養に特化した独立のモジュールとすることができる。
（ロ）特定の細胞の培養に特化した各細胞培養エリア４０をそれぞれ異なる分岐搬送路３２上に配置することにより，細胞培養エリア４０の相互間での細胞及び培養資材の移動をなくし，細胞及び培養資材の動線の簡単化により交差汚染の防止を図ることができる。
（ハ）また，幹細胞調整エリア２０と細胞培養エリア４０と主搬送路３１及び分岐搬送路３２が含まれる搬送エリア３０とにそれぞれ独立の作業員出入口２２，（４７＋４８），３３を設け，エリア２０，４０，３０の相互間での作業員の出入りを禁止することにより，作業員の動線の簡単化による交差汚染の防止も図ることができる。
（ニ）主搬送路３１から分岐する分岐搬送路３２の数を増やすことにより施設内で培養する多能性幹細胞の種類を簡単に増やすことでき，平面的だけでなく立体的（階層的）に分岐搬送路３２の数を増やすことも可能である。
（ホ）また，各細胞培養エリア４０は同様の設計のモジュールとすることができ，培養する多能性幹細胞の種類に拘わらず施設の設計の簡単化による品質向上を図ると共に，施工の短工期化を図ることができる。

こうして本発明の目的である「多様に分化しうる多能性幹細胞を相互に交差汚染させることなく安全に培養できる方法及び施設」の提供を達成できる。

１…細胞培養施設
１０…入荷・検査室 １１…開梱室
１２…パスルーム １３…資材保管室
２０…幹細胞調整エリア
２１…処理室 ２２…作業員出入り口（更衣室）
２３…除染・殺菌室 ２４…作業員出入り口（更衣室）
３０…搬送エリア
３１…主搬送路 ３２…分岐搬送路
３３…作業員出入り口（更衣室）
４０…細胞培養エリア
４１，４２，４３，４４…培養室 ４５…分析室
４６…不活化室 ４７，４８…作業員出入り口（更衣室）
５１…作業員出入口 ５２…更衣室
５３…廊下 ５４…共有スペース
５５…共有スペース ５６…機械室
６１…保管室 ６２…作業員出入り口（エアロック）
６３…パスルーム ６４…検査・包装室
６５…出荷準備室 ６６…パスルーム
６７…廃棄物保管室
Ａ…パスボックス
Ｂ…受渡し口（細胞と培養資材の受渡し用，除染機能付き）
Ｃ…受渡し口（細胞と培養資材の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）
Ｄ…受渡し口（細胞と培養に使用される培地の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）
Ｅ…受渡し口（培養資材の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）
Ｆ…受渡し口（細胞と培養に使用される培地の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）
Ｇ…受渡し口（細胞の受渡し用，除染機能付き又除染機能なし）
Ｈ…受渡し口（廃棄物の受渡し用）
Ｉ…受渡し口（細胞の受渡し用）
Ｐ，Ｑ，Ｒ…細胞処理部又は安全キャビネット
Ｓ…保管装置

Claims (8)

1. 体細胞又は卵細胞を外部から受け入れて多能性幹細胞を誘導する処理室又は他の施設で誘導された多能性幹細胞を外部から受け入れて調整する処理室が設けられた幹細胞調整エリアから外向きに主搬送路を伸ばし，前記主搬送路から少なくとも１本の分岐搬送路を分岐させ，前記分岐搬送路上に前記幹細胞の培養室とその培養細胞の分析室とが含まれる細胞培養エリアを配置し，前記幹細胞調整エリアの処理室を主搬送路と受渡し口経由で連通させ，前記細胞培養エリアの培養室及び分析室をそれぞれ分岐搬送路と受渡し口経由で連通させ，前記幹細胞調整エリアと細胞培養エリアと主搬送路及び分岐搬送路が含まれる搬送エリアとにそれぞれ独立に全てのエリアの外へ通じる作業員出入口を設け，前記幹細胞調整エリアと細胞培養エリアと搬送エリアとの相互間には作業員出入口を設けていない多能性幹細胞の培養方法。
2. 請求項１の培養方法において，前記搬送エリアの主搬送路上に各細胞培養エリアで培養された細胞を保管する保管室を設け，前記主搬送路と保管室とを受渡し口経由で連通させてなる多能性幹細胞の培養方法。
3. 請求項２の培養方法において，前記保管室を出荷準備室と受渡し口経由で連通させてなる多能性幹細胞の培養方法。
4. 体細胞又は卵細胞を外部から受け入れて多能性幹細胞を誘導する処理室又は他の施設で誘導された多能性幹細胞を外部から受け入れて調整する処理室が設けられた幹細胞調整エリア，前記処理室から外向きに伸びる１本の主搬送路とそこから分岐した少なくとも１本の分岐搬送路とが含まれる搬送エリア，及び前記分岐搬送路上に配置された前記幹細胞の培養室とその培養細胞の分析室とが含まれる細胞培養エリアを備え，前記幹細胞調整エリアの処理室を主搬送路と受渡し口経由で連通させ，前記細胞培養エリアの培養室及び分析室をそれぞれ分岐搬送路と受渡し口経由で連通させ，前記幹細胞調整エリアと細胞培養エリアと搬送エリアとにそれぞれ独立に全てのエリアの外へ通じる作業員出入口を設け，前記幹細胞調整エリアと細胞培養エリアと搬送エリアとの相互間には作業員出入口を設けていない多能性幹細胞の培養施設。
5. 請求項４の培養施設において，前記搬送エリアの主搬送路上に各細胞培養エリアで培養された細胞を保管する保管室を設け，前記主搬送路と保管室とを受渡し口経由で連通させてなる多能性幹細胞の培養施設。
6. 請求項５の培養施設において，前記保管室を出荷準備室と受渡し口経由で連通させてなる多能性幹細胞の培養施設。
7. 請求項４から６の何れかの培養施設において，前記搬送エリアに１本の主搬送路と複数本の分岐搬送路とを含め，前記複数の分岐搬送路の少なくとも１本に未分化幹細胞の培養室とその分析室とが含まれる培養エリアを配置し，他の分岐搬送路に分化後の幹細胞の培養室とその分析室とが含まれる培養エリアを配置してなる多能性幹細胞の培養施設。
8. 請求項４から６の何れかの培養施設において，前記搬送エリアに１本の主搬送路と複数本の分岐搬送路とを含め，前記複数の分岐搬送路上にそれぞれ未分化幹細胞の培養室が含まれる培養エリアを配置すると共に，その複数の分岐搬送路に共通の分析室をその複数の分岐搬送路の何れかに配置してなる多能性幹細胞の培養施設。