JP5854999B2 - シート状細胞培養物解離システム - Google Patents
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Description
このような外科治療の対象となる重症心不全には、進行した弁膜症や高度の心筋虚血に起因するもの、急性心筋梗塞やその合併症、急性心筋炎、虚血性心筋症(ICM)、拡張型心筋症(DCM)などによる慢性心不全やその急性憎悪など、多種多様の原因がある。
この中で、ICMやDCMによる高度の左室機能低下から心不全を来たしたものについては、心臓移植や人工心臓による置換型治療のみが有効な治療法とされてきた。しかしながら、これら重症心不全患者に対する置換型治療は、慢性的なドナー不足、継続的な免疫抑制の必要性、合併症の発症など解決すべき問題が多く、すべての重症心不全に対する普遍的な治療法とは言い難い。
重症心筋梗塞等においては、心筋細胞が機能不全に陥り、さらに線維芽細胞の増殖、間質の線維化が進行し心不全を呈するようになる。心不全の進行に伴い、心筋細胞は傷害されて細胞死に至るが、心筋細胞は殆ど細胞分裂をおこさないため、心筋細胞数は減少し心機能の低下もさらに進む。
このような重症心不全患者に対する心機能回復には細胞移植法が有用とされ、既に自己骨格筋芽細胞による臨床応用が開始されている。
本発明の目的は、シート状細胞培養物の品質管理の実施に適した細胞を調製するため、細胞培養物を構成する細胞の解離操作を、簡便・確実に行うことができるシステムを提供することである。
(1)シート状細胞培養物を個別の細胞に解離するためのシステムであって、(i)シート状細胞培養物を解離させる反応部、(ii)反応部内に存在する細胞の粒度分布に関係する情報を取得するセンサー部、(iii)センサー部により取得された情報から細胞の粒度分布を算出し、解離状態を判断し出力する解析部を含む、前記システム。
(2)シート状細胞培養物が、骨格筋芽細胞を含む、上記(1)に記載のシステム。
(3)反応部内での細胞の解離を調整する反応調整部を含む、上記(1)または(2)に記載のシステム。
(4)反応調整部が、環境調整部、化学作用調整部および機械作用調整部のうち少なくとも1つを含む、上記(3)に記載のシステム。
(6)シート状細胞培養物を個別の細胞に解離する方法であって、(i)シート状細胞培養物を解離処理に供する工程、(ii)解離処理を受けたシート状細胞培養物の細胞の粒度分布に関係する情報を取得する工程、(iii)取得された情報から細胞の粒度分布を算出し、解離状態を判断し出力する工程を含む、前記方法。
(7)シート状細胞培養物の解離状態を判断する方法であって、解離処理を受けたシート状細胞培養物における細胞の粒度分布に基づいて解離状態を判断し出力する工程を含む、前記方法。
(8)シート状細胞培養物が骨格筋芽細胞を含む、上記(6)または(7)に記載の方法。
(i)シート状細胞培養物を解離させる反応部
(ii)反応部内に存在する細胞の粒度分布に関係する情報を取得するセンサー部
(iii)センサー部により取得された情報から細胞の粒度分布を算出し、解離状態を判断し出力する解析部
を含む、システムに関する。
本システムは、反応部内での細胞の解離を調整する反応調整部を任意に含んでいてもよい。
本発明において解離処理の対象となるシート状細胞培養物は、培養容器などの培養基材に付着した状態であっても、培養基材から剥離された状態であってもよい。前者の場合には、シート状細胞培養物を培養装置から培養基材ごと本システムに組み込んでもよく、基材からの剥離と、細胞同士の解離とを同時に行なってもよい。後者の場合には、基材から剥離したシート状細胞培養物を入れた容器を本システムの反応容器として利用してもよいし、剥離したシート状培養物を容器から取出し、本システムの反応容器に移し替えてもよい。また、本発明における、シート状細胞培養物は、同一条件で作製された複数のシート状細胞培養物からなるシート状細胞培養物のロットを代表するものであってもよい。
反応容器は、シート状細胞培養物を収容し、解離処理を行ない、粒度分布関連情報を取得できるものであれば特に限定されず、市販の細胞用容器、例えば、シャーレ、チューブ、フラスコなどであっても、本発明のために特別に作製したものであってもよく、種々の材質、形状および寸法のものを含み得る。シート状細胞培養物の解離は、例えば、培地、生理食塩水、PBSなどの細胞の生存に適した媒体中で、細胞解離剤等を作用させて行うため、反応容器の材質は、これらの液体を通過させない性状、細胞解離剤等により劣化しないか、劣化しにくい性状、および/または細胞の状態に影響を与えない性状を有するものが好ましい。また、形状としては1または2以上の面、辺および/または頂点を有する多角体、錐体、球体、半球体、またはこれらの組合わせなどであってもよく、細胞の観察のための少なくとも1の平坦な面を有してもよい。寸法も特に限定されず、シート状細胞培養物の大きさや粒度分布関連情報の取得手法などに応じて適宜決定することができる。好ましい寸法としては、例えば、最大断面積が1〜400cm2、4〜225cm2、9〜144cm2、16〜100cm2、25〜81cm2であるもの、または、断面の最大径が1〜20cm、2〜15cm、3〜12cm、4〜10cm、5〜9cmであるものなどが挙げられる。反応容器は、複数回使用可能なものであってもディスポーザブルであってもよい。また、反応容器は、その少なくとも1部、例えばその上面が開放されていてもよく、さらに、開放部が、コンタミネーションの回避などのために、所望により蓋などで閉鎖できるようになっていてもよい。
反応部(反応容器および/または支持部)は、その全体または一部を、光透過性の材質で作製してもよい。少なくとも反応容器を光透過性の材質、特に透明の材質とした場合には、反応容器内のシート状細胞培養物の解離状態に関する光学的情報(例えば、画像、レーザー回折像など)を、反応容器の外部から、反応容器を開放せずに取得することができる。この場合、光学的情報の取得に必要な部分が光透過性であれば、それ以外の部分が遮光性であっても同様の効果が得られる。また、外部の光の影響を遮断するために、反応容器の周囲を遮光性の材料で覆ってもよい。
画像は、反応容器全体から取得してもよいし、反応容器の一部から取得してもよい。反応容器の一部から取得する場合、反応容器の1箇所から取得してもよいし、複数箇所、例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10箇所またはそれ以上から取得してもよい。また、サンプリングポートにて、反応容器の一部、または複数箇所からサンプリングをおこなってもよい。
回折・散乱像は、反応容器全体から取得してもよいし、反応容器の一部から取得してもよい。反応容器の一部から取得する場合、反応容器の1箇所から取得してもよいし、複数箇所、例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10箇所またはそれ以上から取得してもよい。また、サンプリングポートにて、反応容器の一部、または複数箇所からサンプリングをおこなってもよい。
センサー部はさらに反応部内の環境に関する情報を取得してもよく、例えば、反応部内の温度、湿度、圧力、照度、二酸化炭素濃度、酵素濃度、振動等の情報を計測することができる。
なお、これらの情報(粒度分布関連情報および反応部内環境関連情報を含む)はある特定の時点におけるものでも、一定間隔で得た複数の時点におけるものでも、リアルタイムに取得されたものでもよい。
化学作用調整部は、反応容器内の細胞の解離反応を化学的/生化学的作用により調整する部分である。化学作用調整部は、反応部内に添加する化学物質、例えばタンパク質分解酵素などの細胞解離剤、細胞解離中和剤、pH調整剤、色素などの量、濃度、添加する場所やタイミングを調整する手段(例えば、プロセッサ、薬品調製装置など)、前記化学物質を添加する手段(例えば、液体注入装置など)、反応容器内の液体を増量または排出する手段(例えば、液体注入装置、液体吸引装置など)などを備えていてもよい。化学作用調整部は、反応容器に細胞解離剤を添加し、解離処理を開始させるよう構成してもよい。また、化学作用調整部は、細胞解離剤が添加された反応容器に細胞解離中和剤、冷却された液体などを加え、解離処理を終了させるよう構成してもよい。さらに、化学作用調整部は、解離処理の進行が遅い場合に、反応容器内の細胞解離剤を増量するよう構成することもできる。
化学作用調整部はまた、細胞同士が平面的に重なり合うことを避けるために、反応容器内の液量を調整することができるように構成してもよい。反応容器内の液量は、例えば、液面検出センサーや重量センサー等で適宜測定することができる。液量を少なくすることで、細胞同士が平面的に重なり合う確率が低くなり、粒度分布を画像解析法やレーザー回折散乱法などで算出する場合に有利である。
このように、本発明のシステムを構成する各構成要素は、所定の目的を達成することができる範囲で様々な様式で配置することができ、必要に応じて組合わせたり、一体化することもできる。
いうまでもないが、同フロー図は本発明のシステムの作動様式の一態様を示すものにすぎず、同フロー図とは異なる作動様式が数多く存在することを理解すべきである。
(ii)解離処理を受けたシート状細胞培養物の細胞の粒度分布に関係する情報を取得する工程
(iii)取得された情報から細胞の粒度分布を算出し、解離状態を判断し出力する工程を含む、シート状細胞培養物を個別の細胞に解離する方法に関する。
本方法における、解離処理を受けたシート状細胞培養物の細胞の粒度分布に関係する情報の取得、粒度分布の算出、および、解離状態の判断は、細胞解離システムについて上記したとおりであり、同システムの少なくともセンサー部および解析部を介して行なってもよい。本法の一態様としては、上記で説明した、図2のフロー図が挙げられる。
(i)解離処理を受けたシート状細胞培養物における細胞の粒度分布に関係する情報を取得するセンサー部
(ii)センサー部により取得された情報から細胞の粒度分布を算出し、解離状態を判断し出力する解析部
を含むシステムに関する。
本システムにおけるセンサー部および解析部は、上述のシート状細胞培養物解離システムと基本的に同様である。本システムは、センサー部が、本システム外に存在する解離処理を受けたシート状細胞培養物における細胞の粒度分布に関係する情報を取得し、これをもとに解析部が粒度分布を算出して、解離状態を判断し出力する。したがって、本システムは、シート状細胞培養物解離システムが備える反応部および/または反応調整部を含まなくてもよい。本システムは、例えば、本システムとは別のインキュベーターやシェーカーなどで解離処理を受けているシート状細胞培養物における細胞の粒度分布に関係する情報、例えば画像などをセンサー部で取得して、細胞の解離状態を判断し、利用者などに、音声やインジケータの点灯などで知らせることができる。
一方、解離状態が設定値に達していないと判断した場合、システムは、解離処理時間が設定値を超過していないか判断し(K010)、超過していない場合には、必要に応じて設定パラメータを変更し(K009)、K001以降の手順を繰り返す。逆に解離処理時間が設定値を超過している場合には、システムはK007と同様に解離処理を停止し(K011)、エラーを通知する(K012)。
2 支持部
3 カメラ
4 添加ノズル
5 フード
6 入出力インターフェース
7 シート状細胞培養物
8 ペルチェ素子
9 温度測定センサー
10 温度調整プレート
11 光源
12 本体
Claims (8)
- シート状細胞培養物を個別の細胞に解離するためのシステムであって、
(i)シート状細胞培養物を解離させる反応部
(ii)反応部内に存在する細胞の粒度分布に関係する情報を取得するセンサー部
(iii)センサー部により取得された情報から細胞の粒度分布を算出し、解離状態を判断し出力する解析部
を含む、前記システム。 - シート状細胞培養物が、骨格筋芽細胞を含む、請求項1に記載のシステム。
- 反応部内での細胞の解離を調整する反応調整部を含む、請求項1または2に記載のシステム。
- 反応調整部が、環境調整部、化学作用調整部および機械作用調整部のうち少なくとも1つを含む、請求項3に記載のシステム。
- シート状細胞培養物を個別の細胞に解離する処理において、シート状細胞培養物の解離状態を判断するためのシステムであって、
(i)解離処理を受けたシート状細胞培養物における細胞の粒度分布に関係する情報を取得するセンサー部
(ii)センサー部により取得された情報から細胞の粒度分布を算出し、解離状態を判断し出力する解析部
を含む、前記システム。 - シート状細胞培養物を個別の細胞に解離する方法であって、
(i)シート状細胞培養物を解離処理に供する工程
(ii)解離処理を受けたシート状細胞培養物の細胞の粒度分布に関係する情報を取得する工程
(iii)取得された情報から細胞の粒度分布を算出し、解離状態を判断し出力する工程
を含む、前記方法。 - シート状細胞培養物の解離状態を判断する方法であって、解離処理を受けたシート状細胞培養物における細胞の粒度分布を算出し、設定パラメータとの比較により解離状態を判断し出力する工程を含む、前記方法。
- シート状細胞培養物が、骨格筋芽細胞を含む、請求項6または7に記載の方法。
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