JP6062733B2 - Cell culture composition and cell culture vessel - Google Patents

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Description

本発明は、細胞培養用組成物及び細胞培養器に関する。   The present invention relates to a cell culture composition and a cell culture vessel.

近年、患者のQOLの向上を目的として、オーダーメイド医療の実現が望まれている。オーダーメイド医療では、患者自身の細胞を用いて機能障害や機能欠損に陥った組織や臓器の再生を図る、再生医療が主要な役割を担う。   In recent years, it has been desired to realize tailor-made medical care for the purpose of improving a patient's QOL. In tailor-made medical care, regenerative medicine plays a major role in regenerating tissues and organs that have fallen into dysfunction or deficiency using the patient's own cells.

再生医療は、患者の組織から採取した細胞を、細胞培養器中で培養し、組織を形成させ、その後、その組織を患者に移植するというオペレーションを必要とする。   Regenerative medicine requires an operation in which cells collected from a patient's tissue are cultured in a cell incubator to form the tissue, and then the tissue is transplanted into the patient.

そのため、細胞を培養して、組織等の細胞構造体を形成させる技術や、細胞構造体をそのままの状態で回収する技術が所望されている。   Therefore, a technique for culturing cells to form a cell structure such as a tissue and a technique for recovering the cell structure as it is are desired.

一般的に、生体外に取り出された細胞は、その遺伝子制御に乱れを生じさせる様々なストレスを受けて、脱分化してしまうことが多く、また、細胞を増殖させるために脱分化させることが必要となる場合も多い。これにより、患者から採取した細胞を、単純な培養条件で培養しても、細胞は元の遺伝子発現状態を維持できないことが多いため、細胞構造体、ひいては組織を形成させることができず、また、その細胞の高度な機能を発揮することができないという問題がある。例えば、一般的なポリスチレン製の細胞培養皿で細胞培養を行った場合には、細胞が単層状の構造を形成するに留まり、高度に分化した細胞に見られる構造と同様の構造を有する細胞構造体を形成させることはできない。   In general, cells taken out of the body are often dedifferentiated under various stresses that cause disturbance in their gene regulation, and may be dedifferentiated to proliferate the cells. It is often necessary. As a result, even if cells collected from a patient are cultured under simple culture conditions, the cells often cannot maintain the original gene expression state, and thus cannot form a cell structure and thus a tissue. There is a problem that the advanced function of the cell cannot be exhibited. For example, when cell culture is carried out in a general polystyrene cell culture dish, the cells only form a monolayer structure and have a structure similar to that found in highly differentiated cells. The body cannot be formed.

例えば、血管内皮細胞を単層培養した場合には、増殖はするものの脱分化もしてしまい、この細胞に見られる管腔状(チューブ状)の構造を形成させることはできず、当然、血管内皮細胞が有する抗血栓性物質の分泌などの機能も消失されてしまうことが多い。また、軟骨細胞などの場合にも、同様に、この細胞に見られるペレット状の細胞構造体を形成させることはできず、軟骨細胞としての機能が発現されない。   For example, when a vascular endothelial cell is cultured in a monolayer, it proliferates but dedifferentiates and cannot form a luminal (tubular) structure seen in this cell. Functions such as secretion of antithrombotic substances that cells have are often lost. Similarly, in the case of chondrocytes, a pellet-like cell structure found in these cells cannot be formed, and the function as chondrocytes is not expressed.

上記問題に関しては、例えば、細胞に適当な刺激を与える(例えば、血管内皮細胞にVEGF等を添加する)ことによって、細胞を分化させる細胞培養方法が知られている。また、組織の構造を模倣した立体的構造を構築する細胞培養方法、例えば、スフェロイド培養、クラスター培養、ペレット培養、三次元担体培養等の方法が開発されている。   Regarding the above problem, for example, a cell culture method is known in which cells are differentiated by giving appropriate stimulation to the cells (for example, adding VEGF or the like to vascular endothelial cells). In addition, cell culture methods that construct a three-dimensional structure that mimics the structure of a tissue, such as spheroid culture, cluster culture, pellet culture, and three-dimensional carrier culture, have been developed.

一方、培養した細胞構造体を細胞培養器から回収する技術として、温度応答性ポリマーであるポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)を、放射線グラフト重合により表面に導入した細胞培養器が知られている(例えば、特許文献1参照)。ここで、温度応答性ポリマーとは、所定の温度(下限臨界溶液温度:Lower Critical Solution Temperature、以下、「曇点」ともいう。)未満では水に溶解するが、所定の温度以上では不溶化して沈殿するポリマーを指す。   On the other hand, as a technique for recovering a cultured cell structure from a cell incubator, a cell incubator in which poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), which is a temperature-responsive polymer, is introduced onto the surface by radiation graft polymerization is known. (For example, refer to Patent Document 1). Here, the temperature-responsive polymer is soluble in water at a temperature lower than a predetermined temperature (lower critical solution temperature, hereinafter also referred to as “cloud point”), but insolubilized at a predetermined temperature or higher. Refers to the polymer that precipitates.

放射線グラフト重合では、放射線照射によりポリスチレンシャーレ表面に発生したラジカル炭素を核として、モノマーであるN−イソプロピルアクリルアミドを重合することによって、PNIPAAmをシャーレ表面に共有結合させて、固定する。そのため、PNIPAAmを有する細胞培養器に対して、室温(約25℃)のクリーンベンチ内で細胞培養の操作を行う際に、ポリマー層が再溶解して流失してしまうことを防ぐことができる。   In the radiation graft polymerization, PNIPAAm is covalently bonded and fixed to the surface of the petri dish by polymerizing N-isopropylacrylamide as a monomer using radical carbon generated on the surface of the polystyrene petri dish by irradiation. Therefore, it is possible to prevent the polymer layer from being redissolved and lost when cell culture is performed in a clean bench at room temperature (about 25 ° C.) with respect to the cell culture vessel having PNIPAAm.

この細胞培養器によれば、一般的な37℃のインキュベーター中で細胞を培養して、組織を形成させた後、32℃以下の条件にすることにより、トリプシン処理等の細胞剥離操作を行うことなく、細胞構造体を回収することができる。そのため、例えば、細胞シート状の構造を有する細胞を、細胞外マトリックスを保持した状態のまま回収することができる。   According to this cell culture vessel, cells are cultured in a general 37 ° C. incubator to form a tissue, and then subjected to cell detachment operation such as trypsin treatment under conditions of 32 ° C. or lower. And cell structures can be recovered. Therefore, for example, cells having a cell sheet-like structure can be recovered while retaining the extracellular matrix.

特許第4475847号公報Japanese Patent No. 4475847

しかしながら、上記従来のポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)を、放射線グラフト重合により表面に導入した細胞培養器では、放射線照射によるラジカル重合反応の後、未反応のモノマー洗浄し、更に、滅菌処理を行わなければ使用することができなかった。そのため、上記細胞培養器を作製することができる者は、限られた研究施設の研究者のみであり、また、上記細胞培養器は一般的に高価である(RepCell(登録商標)、セルシード社、参照)。   However, in a cell culture vessel in which the conventional poly (N-isopropylacrylamide) is introduced onto the surface by radiation graft polymerization, after the radical polymerization reaction by radiation irradiation, unreacted monomers must be washed and further sterilized. Could not be used. Therefore, those who can produce the cell culture device are only researchers in a limited research facility, and the cell culture device is generally expensive (RepCell (registered trademark), Cellseed, reference).

また、一般的な細胞培養器を用いて細胞を培養した場合には、これらの細胞構造体を形成させるためには、細胞を刺激する物質(例えばVEGF)の添加、細胞構造体を形成させるための足場の調製、細胞培養器に対する追加的な滅菌、物理的、化学的又は機械的刺激の付与(例えば、血管内皮細胞に対する、脈の周波数に合わせた拍動や血流の剪断力に合わせた負荷の付与)等の操作を要していた。   In addition, when cells are cultured using a general cell culture vessel, in order to form these cell structures, addition of a substance that stimulates the cells (eg, VEGF) and formation of the cell structures Scaffolding preparation, additional sterilization to cell incubators, application of physical, chemical or mechanical stimuli (eg pulsation to the pulse frequency or blood flow shear force on vascular endothelial cells) Such as load application).

そこで、本発明は、曇点を室温以下に低減させた、温度応答性ポリマーを含む細胞培養用組成物、及び細胞培養器を提供して、室温程度の条件下での細胞培養の操作を可能にすることを目的とする。
また、本発明は、上記諸操作を要することなく、培養細胞の分化状態を生体内と同等に維持して、細胞構造体を簡便に形成することができる、細胞培養用組成物及び細胞培養器を提供することも目的とする。
なお、本発明において、組成物の「曇点」とは、必ずしも厳密な意味で、「所定の温度未満では溶解するが、所定の温度以上では不溶化して沈殿する、その温度」を指すものではなく、「不溶化して沈殿した組成物を所定の温度未満の条件下で溶解する際に、溶解に要する時間が10分以上である、その温度」をも指す。
Therefore, the present invention provides a cell culture composition containing a temperature-responsive polymer with a cloud point reduced to room temperature or lower, and a cell culture vessel, which enables operation of cell culture under room temperature conditions. The purpose is to.
The present invention also provides a composition for cell culture and a cell culture vessel that can easily form a cell structure while maintaining the differentiated state of the cultured cells equivalent to that in the living body without requiring the above operations. It is also intended to provide.
In the present invention, the “cloud point” of the composition does not necessarily mean a strict meaning, “the temperature at which it dissolves below a predetermined temperature but becomes insoluble and precipitates above a predetermined temperature”. In addition, it refers to “the temperature at which the time required for dissolution is 10 minutes or more when the insolubilized and precipitated composition is dissolved under a condition lower than a predetermined temperature”.

本発明の要旨は以下の通りである。
本発明の細胞培養用組成物は、2−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(以下、「DMAEMA」ともいう。の重合体と、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール(以下、「トリス」ともいう。)と、核酸、ヘパリンポリアクリル酸、ポリメタクリル酸これらのアルカリ金属塩からなる群から選択される一種以上のアニオン性物質とを含み、
前記重合体に対する、前記2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールの割合が、1.0以下であり、
C/A比が、0.5〜16である
ことを特徴とする。
The gist of the present invention is as follows.
The composition for cell culture of the present invention comprises a polymer of 2-N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (hereinafter also referred to as “DMAEMA” ) and 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol. (hereinafter, also referred to as "tris".) and, seen containing nucleic acid, heparin, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and one or more anionic material selected from the group consisting of alkali metal salts,
The ratio of the 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol to the polymer is 1.0 or less,
The C / A ratio is 0.5 to 16 .

本発明の細胞培養器は、培養面が、上記いずれかの本発明の細胞培養用組成物で被覆されたことを特徴とする。   The cell culture device of the present invention is characterized in that the culture surface is coated with any of the cell culture compositions of the present invention.

また、本発明の細胞培養器では、該細胞培養器の培養面が、単位面積当たりに有する2−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレーの重合体の量が、5〜200ng/mmであることが好ましい。 Also, in the cell culture device of the present invention, the culture surface of the cell culture vessel is, 2-N having per unit area, the amount of N- dimethylaminoethyl methacrylate click relay bets polymer, in 5~200ng / mm 2 Preferably there is.

本発明は、曇点を、室温(約25℃)以下に低減させた(曇点よりも高い温度で不溶化したポリマーが、室温(約25℃)以下でも再溶解しにくい)、温度応答性ポリマーを含む細胞培養用組成物及び細胞培養器を提供して、室温程度の条件下での細胞培養の操作を可能にする。
また、本発明は、上記諸操作を要することなく、細胞構造体を簡便に形成することができる、細胞培養用組成物及び細胞培養器を提供することができる。
The present invention is a temperature-responsive polymer in which the cloud point is reduced to room temperature (about 25 ° C.) or less (a polymer insolubilized at a temperature higher than the cloud point is hardly re-dissolved at room temperature (about 25 ° C.) or less). A cell culture composition and a cell culture vessel are provided to enable operation of cell culture under conditions of about room temperature.
Moreover, this invention can provide the composition for cell cultures and a cell culture device which can form a cell structure simply, without requiring the said various operation.

本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いて培養された、管腔状(チューブ状)の構造を有するラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞を位相差顕微鏡で観察したときの写真である。FIG. 4 is a photograph of a vascular endothelial cell derived from rat subcutaneous fat having a tubular (tubular) structure cultured using the cell culture composition and cell culture vessel of the present invention when observed with a phase contrast microscope. . (a)、(b)、(c)本発明の細胞培養用組成物及び溝を設けた本発明の細胞培養器を用いて培養された、管腔状(チューブ状)の構造を有するラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞を蛍光顕微鏡で観察したときの写真である。(A), (b), (c) Rat subcutaneously having a tubular (tubular) structure cultured using the cell culture composition of the present invention and the cell culture device of the present invention provided with a groove It is a photograph when vascular endothelial cells derived from fat are observed with a fluorescence microscope. 本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いて培養された、ペレット状の構造を有するラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞を実体顕微鏡で観察したときの写真である。It is the photograph when the vascular endothelial cell derived from the rat subcutaneous fat which has a pellet-like structure cultured using the composition for cell culture and cell culture device of the present invention is observed with a stereomicroscope. 市販の細胞培養皿の表面において、図3に示すペレット状の構造体中から無数の繊維芽細胞様の細胞が拡散していく様子を位相差顕微鏡で観察したときの写真である。FIG. 4 is a photograph of a state where a myriad of fibroblast-like cells diffuse from the pellet-like structure shown in FIG. 3 on the surface of a commercially available cell culture dish when observed with a phase contrast microscope. (a)は、本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いて培養された、ペレット状の構造を有するラット皮下脂肪由来の間質細胞の細胞構造体がバイオチューブに接着した様子を実体顕微鏡で観察したときの写真であり、(b)は、細胞構造体が接着したバイオチューブを(a)中のX−X’に沿って切断したときの断面を蛍光顕微鏡で観察したときの写真である。(A) shows a state in which a cell structure of stromal cells derived from rat subcutaneous fat having a pellet-like structure, which has been cultured using the cell culture composition and cell culture vessel of the present invention, is adhered to a biotube. It is a photograph when it observes with a stereomicroscope, (b) is when the cross section when the biotube which the cell structure adhered is cut | disconnected along XX 'in (a) is observed with a fluorescence microscope. It is a photograph. 細胞培養用組成物中の重合体に対するトリスの割合を変化させて調製した、本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いて培養された、ラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞を位相差顕微鏡で観察したときの写真である。Phase contrast of rat vascular endothelial cells derived from rat subcutaneous fat, prepared by changing the ratio of Tris to polymer in the cell culture composition and cultured using the cell culture composition and cell culture device of the present invention It is a photograph when observed with a microscope. 細胞培養用組成物中のC/A比を変化させて調製した、本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いて培養された、ラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞を位相差顕微鏡で観察したときの写真である。Rat vascular endothelial cells derived from rat subcutaneous fat and cultured using the cell culture composition of the present invention and the cell culture vessel prepared by changing the C / A ratio in the cell culture composition were analyzed with a phase contrast microscope. It is a photograph when observed. 本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いて、様々な細胞密度で培養された、ラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞を位相差顕微鏡及び肉眼で観察したときの写真である。It is a photograph when the vascular endothelial cell derived from rat subcutaneous fat cultured with various cell densities using the composition for cell culture and cell culture device of the present invention is observed with a phase contrast microscope and the naked eye. 細胞培養用組成物中の重合体の含有量を変化させて調製した、本発明の細胞培養器を用いて培養された、ラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞を位相差顕微鏡で観察したときの写真である。Photographs obtained by observing vascular endothelial cells derived from rat subcutaneous fat with a phase-contrast microscope, which were prepared by changing the content of the polymer in the cell culture composition and cultured using the cell culture device of the present invention. It is. 細胞培養用組成物中のC/A比を変化させて調製した、本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いて培養された、ラット皮下脂肪由来の間質細胞を位相差顕微鏡で観察したときの写真である。Stromal cells derived from rat subcutaneous fat and cultured using the cell culture composition and cell culture vessel of the present invention prepared by changing the C / A ratio in the cell culture composition were obtained using a phase contrast microscope. It is a photograph when observed. アニオン性物質を含まない組成物で被覆した細胞培養器を用いて培養された、ラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞を位相差顕微鏡で観察したときの写真である。It is a photograph when vascular endothelial cells derived from rat subcutaneous fat cultured using a cell culture vessel coated with a composition containing no anionic substance are observed with a phase contrast microscope. (a)、(b)本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いて培養された細胞の構造と、培養条件との相関を示す図である。(A), (b) It is a figure which shows the correlation of the structure of the cell cultured using the composition for cell cultures and cell culture device of this invention, and culture conditions. 曇点以上の温度で凝集させた重合体/トリス混合物を25℃の条件にしたときの光透過率(濁度)の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the light transmittance (turbidity) when the polymer / Tris mixture aggregated at the temperature more than a cloud point is made into 25 degreeC conditions. 細胞培養用組成物中の重合体に対するトリスの割合を変化させて調製した、本発明の細胞培養用組成物について、異なる温度でH NMR測定した結果について示す図である。Were prepared by changing the ratio of Tris for polymer in the composition for cell culture, the cell culture compositions of the present invention, is a diagram showing the results of 1 H NMR measurements at different temperatures. 細胞培養用組成物中の重合体に対するトリスの割合を変化させて調製した、本発明の細胞培養用組成物の示差走査熱量測定(DSC)の結果について示す図である。It is a figure shown about the result of the differential scanning calorimetry (DSC) of the composition for cell cultures of this invention prepared by changing the ratio of Tris with respect to the polymer in the composition for cell cultures. 細胞培養用組成物中のC/A比を変化させて調製した、本発明の細胞培養器の表面(固体表面)のゼータ電位を測定した結果について示す図である。It is a figure shown about the result of having measured the zeta potential of the surface (solid surface) of the cell culture device of the present invention prepared by changing the C / A ratio in the composition for cell culture. 細胞培養用組成物中のC/A比を変化させて調製した、本発明の細胞培養器の表面に沈殿させる前の微粒子のゼータ電位を測定した結果について示す図である。It is a figure shown about the result of having measured the zeta potential of fine particles before making it settle on the surface of the cell culture device of the present invention prepared by changing C / A ratio in the composition for cell culture. (a)は、細胞培養プレートの表面を、ダイナミックタッピングモードで測定した画像を示す図であり、(b)は、細胞培養プレートの表面を、位相モードで測定した画像を示す図である。(A) is a figure which shows the image which measured the surface of the cell culture plate in dynamic tapping mode, (b) is a figure which shows the image which measured the surface of the cell culture plate in phase mode. 細胞培養用組成物中のC/A比を変化させて調製した、本発明の細胞培養器の表面を、蛍光顕微鏡により観察したときの写真である(蛍光はアニオン性物質として用いた蛍光標識したDNAに由来する)。It is a photograph when the surface of the cell culture device of the present invention prepared by changing the C / A ratio in the cell culture composition is observed with a fluorescence microscope (the fluorescence is fluorescently labeled as an anionic substance). Derived from DNA). 細胞培養用組成物中のC/A比を変化させて調製した、本発明の細胞培養器の表面を、水中AFMにより観察したときの写真である。It is a photograph when the surface of the cell culture device of the present invention prepared by changing the C / A ratio in the cell culture composition is observed with an AFM in water.

発明者らは、曇点が32℃である温度応答性ポリマー、2−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)に、緩衝剤として知られる2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール(トリス)を加えて、組成物を調製したところ、曇点よりも高温で形成された組成物の不溶化物が、室温(約25℃)条件下で再溶解するまでの時間が遅延することを見出した。この組成物を用いて細胞を培養すれば、室温程度の条件下での細胞培養の操作が可能となる。
次いで、発明者らは、上記組成物に、アニオン性物質を加えて、細胞培養用組成物を調製し、培養面にこの細胞培養用組成物を被覆してなる細胞培養器を調製した。そして、この細胞培養器を用いて、一般的な細胞インキュベーター中で(37℃で)、細胞培養を行ったところ、細胞は互いに集まって、管腔状(チューブ状)やペレット状の細胞構造体を形成することを見出した。
The inventors have added 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3- known as a buffering agent to 2-N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), a temperature-responsive polymer having a cloud point of 32 ° C. When a composition was prepared by adding propanediol (Tris), the time until the insolubilized product formed at a temperature higher than the cloud point was redissolved under room temperature (about 25 ° C.) was delayed. I found out. If cells are cultured using this composition, the cell culture operation under room temperature conditions becomes possible.
Next, the inventors added an anionic substance to the above composition to prepare a cell culture composition, and prepared a cell culture device in which the culture surface was coated with the cell culture composition. Then, when cell culture was performed in a general cell incubator (at 37 ° C.) using this cell culture vessel, the cells gathered together to form a tubular (tubular) or pellet-shaped cell structure. Found to form.

(細胞培養用組成物)
本発明の細胞培養用組成物は、(1)2−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)及び/又はその誘導体の重合体と、(2)2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール(トリス)と、(3)核酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、デキストラン硫酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリリン酸、硫酸化多糖類、カードラン及びポリアルギン酸、並びにこれらのアルカリ金属塩からなる群から選択される一種以上のアニオン性物質とを含む。
(Composition for cell culture)
The composition for cell culture of the present invention comprises (1) a polymer of 2-N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and / or a derivative thereof, and (2) 2-amino-2-hydroxymethyl-1, 3-propanediol (Tris), (3) nucleic acids, heparin, hyaluronic acid, dextran sulfate, polystyrene sulfonic acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyphosphoric acid, sulfated polysaccharides, curdlan and polyalginic acid, and these And one or more anionic substances selected from the group consisting of alkali metal salts.

(1)のDMAEMA及び/又はその誘導体の重合体は、温度応答性ポリマーであり、その曇点は32℃である。(2)のトリスは、曇点の若干の低下、及び/又は曇点よりも高温で形成されたポリマーが、曇点以下に冷却された際に再溶解する速度を低減させる役割を果たし、また、疎水化されたポリマー層中でも親水性を維持しながら、アミノ基に由来する陽電荷により細胞に刺激を与える役割を果たすと推定される。(3)のアニオン性物質は、培養する細胞の遊走や配向を可能にする役割や細胞傷害性を抑制する役割を果たすと推定される。   The polymer of (1) DMAEMA and / or its derivative is a temperature-responsive polymer, and its cloud point is 32 ° C. The tris in (2) serves to reduce the cloud point slightly, and / or reduce the rate at which a polymer formed at a higher temperature than the cloud point re-dissolves when cooled below the cloud point, and In addition, it is presumed to play a role of stimulating cells by positive charges derived from amino groups while maintaining hydrophilicity even in the hydrophobic polymer layer. The anionic substance (3) is presumed to play a role of enabling migration and orientation of cells to be cultured and a role of suppressing cytotoxicity.

この細胞培養用組成物によれば、曇点を室温(25℃)以下に低減させることができる。
上記組成物では、DMAEMA及び/又はその誘導体の重合体の側鎖とトリスとが、互いに相互作用(例えば、架橋する作用)して、上記重合体が凝集しやすくなっていると推定される。
According to this composition for cell culture, the cloud point can be reduced to room temperature (25 ° C.) or lower.
In the composition, it is presumed that the side chain of the polymer of DMAEMA and / or its derivative and Tris interact with each other (for example, a cross-linking action), and the polymer is likely to aggregate.

なお、温度応答性に関して、(1)及び(2)の混合物の場合、すなわち、(3)アニオン性物質を含まない混合物の場合にも、上記とほぼ同様の挙動が生じる。   Regarding temperature responsiveness, in the case of the mixture of (1) and (2), that is, in the case of (3) the mixture not containing an anionic substance, the same behavior as described above occurs.

また、この細胞培養用組成物によれば、室温条件のクリーンベンチ内において操作し始めてから、操作を完了して再び37℃インキュベーターへ戻すまでの間、上記組成物は固化したままであるため、培養中の細胞を、培養面にこの組成物を被覆してなる細胞培養器に接着させ続けることができる。   In addition, according to the composition for cell culture, since the composition remains solidified from the start of operation in a clean bench at room temperature until the operation is completed and returned to the 37 ° C. incubator again, Cells in culture can continue to adhere to a cell culture vessel in which the culture surface is coated with this composition.

更に、この細胞培養用組成物によれば、細胞を適切な培養条件で培養することにより、細胞構造体を形成させることができる。
これは、上記細胞培養用組成物に含まれるDMAEMA及び/又はその誘導体の重合体の疎水性側鎖と、トリスのアミノ基とが、何らかの相互作用をしながら、細胞に刺激を与えていると推定される。また、上記組成物に含まれるアニオン性物質は、上記組成物中の正電荷と負電荷とのバランスを好適にして、細胞傷害性を抑制し(哺乳類細胞の細胞膜の表面は負電荷を帯びているため、カチオン性物質は細胞傷害性を有することが多い)、且つ、上記組成物の親水性と疎水性とのバランスを好適にして、細胞の遊走や配向を可能にしているものと推定される。
なお、本発明の細胞培養用組成物は、上記(1)及び上記(2)のみからなる組成物と比較して、細胞毒性、細胞傷害性が抑制され、細胞培養に適していると推定される。
Furthermore, according to this composition for cell culture, a cell structure can be formed by culturing cells under appropriate culture conditions.
This is because the hydrophobic side chain of the polymer of DMAEMA and / or a derivative thereof contained in the composition for cell culture and the amino group of Tris are stimulating the cells while performing some interaction. Presumed. In addition, the anionic substance contained in the composition preferably balances the positive and negative charges in the composition and suppresses cytotoxicity (the surface of the mammalian cell membrane is negatively charged). Therefore, it is presumed that cationic substances often have cytotoxicity) and that the balance between the hydrophilicity and hydrophobicity of the above composition is suitable to enable cell migration and orientation. The
In addition, it is estimated that the composition for cell culture of the present invention is suitable for cell culture because the cytotoxicity and cytotoxicity are suppressed as compared with the composition consisting only of the above (1) and (2). The

ここで、上記(1)について、DMAEMA及び/又はその誘導体の重合体としては、数平均分子量(Mn)が、10kDa〜500kDaである分子が好ましい。また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、1.1〜6.0である分子が好ましい。   Here, with respect to the above (1), as the polymer of DMAEMA and / or a derivative thereof, a molecule having a number average molecular weight (Mn) of 10 kDa to 500 kDa is preferable. Moreover, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is preferably 1.1 to 6.0.

また、(1)のDMAEMAの誘導体としては、例えば、メタクリレートのメチル基の水素原子をハロゲン置換した誘導体、メタクリレートのメチル基を低級アルキル基で置換した誘導体、ジメチルアミノ基のメチル基の水素原子をハロゲン置換した誘導体、ジメチルアミノ基のメチル基を低級アルキル基で置換した誘導体が挙げられる。   In addition, as the DMAEMA derivative (1), for example, a derivative in which the hydrogen atom of the methyl group of the methacrylate is substituted with a halogen, a derivative in which the methyl group of the methacrylate is substituted with a lower alkyl group, and a hydrogen atom of the methyl group in the dimethylamino group Examples include halogen-substituted derivatives and derivatives in which the methyl group of the dimethylamino group is substituted with a lower alkyl group.

上記(2)について、トリスは、純度99.9%以上の純物質であるか、又は、トリス水溶液を、アルカリ性物質の添加などにより、使用時に中性又は塩基性とすることが好ましい。トリスは、塩酸塩の状態で市販されているところ、これを用いた場合には、トリス水溶液のpHが下がるため、組成物の曇点が70℃程度にまで上昇してしまう。そのため、トリス塩酸塩は好ましくない。   Regarding the above (2), it is preferable that Tris is a pure substance having a purity of 99.9% or more, or that the Tris aqueous solution is made neutral or basic at the time of use by adding an alkaline substance or the like. Tris is commercially available in the form of a hydrochloride. When this is used, the pH of the aqueous Tris solution is lowered, so that the cloud point of the composition rises to about 70 ° C. Therefore, tris hydrochloride is not preferred.

上記(3)に列挙したアニオン性物質のうち、核酸は、DNA、RNA、その他1本鎖、2本鎖、オリゴ体、ヘアピンなどの人工核酸などが挙げられる。   Among the anionic substances listed in (3) above, examples of the nucleic acid include DNA, RNA, and other artificial nucleic acids such as single-stranded, double-stranded, oligo, and hairpin.

また、上記(3)に列挙したアニオン性物質は、ある程度の大きさ、例えば1kDa〜5,000kDaの分子量(M)を有していることが好ましい。
分子量を上記範囲とすれば、アニオン性物質は、カチオン性物質とイオン結合して、カチオン性物質を、長時間捕捉する役割を果たすことができ、安定したイオン複合体微粒子を形成させることがでる。また、一般的にカチオン性物質が有する、細胞の細胞膜表面に対する静電的相互作用に起因する細胞傷害性を緩和することもできる。
The anionic substances listed in (3) above preferably have a certain size, for example, a molecular weight (M) of 1 kDa to 5,000 kDa.
When the molecular weight is within the above range, the anionic substance can ionically bond with the cationic substance and can capture the cationic substance for a long time, thereby forming stable ionic complex fine particles. . Moreover, the cytotoxicity which a cationic substance generally has by the electrostatic interaction with respect to the cell membrane surface of a cell can also be relieved.

(3)に列挙したアニオン性物質の他にも、例えば、カチオン性ポリマーであるポリ(4−アミノスチレン)の4−位のアミノ基に対してシュウ酸などのジカルボン酸を脱水縮合させることによって、アニオン性官能基を導入した、実質的にアニオン性物質として機能するポリマー誘導体も、本発明では用いることができる。   In addition to the anionic substances listed in (3), for example, by dehydrating and condensing a dicarboxylic acid such as oxalic acid to the 4-position amino group of poly (4-aminostyrene) which is a cationic polymer. A polymer derivative having an anionic functional group introduced and substantially functioning as an anionic substance can also be used in the present invention.

なお、上記(3)に列挙したアニオン性物質は、二種以上含まれていてもよい。   Two or more anionic substances listed in (3) above may be included.

本発明の細胞培養用組成物では、(1)2−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)及び/又はその誘導体の重合体に対する、(2)2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール(トリス)の割合((2)/(1))が、1.0以下であることが好ましい。
なお、割合((2)/(1))は、重量割合であるものとする。
In the composition for cell culture of the present invention, (2) 2-amino-2-hydroxymethyl-1, which is a polymer of 2-N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and / or a derivative thereof, The ratio of 3-propanediol (Tris) ((2) / (1)) is preferably 1.0 or less.
The ratio ((2) / (1)) is assumed to be a weight ratio.

上記割合を有する組成物によれば、細胞構造体を形成させやすくすることができる。
この組成物によれば、上記組成物の親水性と疎水性とのバランスを更に好適にすることができる。そして、この好適なバランスが、培養面への細胞の接着性を好適に調整し、細胞の遊走や配向を活性化していると推定される。
According to the composition having the above ratio, the cell structure can be easily formed.
According to this composition, the balance between the hydrophilicity and the hydrophobicity of the composition can be further improved. And it is estimated that this suitable balance has adjusted the adhesiveness of the cell to a culture surface suitably, and has activated the migration and orientation of a cell.

また、上記割合は、0.1以上あることが好ましい。
上記割合を0.1以上とすることにより、曇点を低減させるという上記効果が得られやすい。また、細胞構造体を形成しやすくするという上記効果が得られやすい。
Moreover, it is preferable that the said ratio is 0.1 or more.
By setting the ratio to 0.1 or more, the above effect of reducing the cloud point can be easily obtained. In addition, the above effect of facilitating formation of a cell structure is easily obtained.

上記と同様の理由により、上記割合((2)/(1))は、0.1〜0.5であることが更に好ましい。   For the same reason as described above, the ratio ((2) / (1)) is more preferably 0.1 to 0.5.

本発明の細胞培養用組成物では、C/A比(正電荷/負電荷)が、0.5〜32であることが好ましい。
なお、C/A比とは、組成物中に含まれる物質が有する正電荷の、組成物中に含まれる物質が有する負電荷に対する割合を指す。具体的には、C/A比は、(1)DMAEMA及び/又はその誘導体の重合体のモル数をN1、(3)アニオン性物質のモル数をN3としたときに、{(重合体1分子当たりの正電荷)×N1}/{(アニオン性物質1分子当たりの負電荷)×N3}という式で表される。
またなお、本発明ではアニオン性物質をDNAとした場合、アニオン性物質1分子当たりの負電荷数は、DNAの塩基対の数(bp数)×2で計算し、分子量(Da)は、bp数×660(ATペア及びCGペアの平均分子量)で計算するものとする。
In the cell culture composition of the present invention, the C / A ratio (positive charge / negative charge) is preferably 0.5 to 32.
Note that the C / A ratio refers to the ratio of the positive charge possessed by the substance contained in the composition to the negative charge possessed by the substance contained in the composition. Specifically, the C / A ratio is as follows: (1) The number of moles of the polymer of DMAEMA and / or its derivative is N1, and (3) The number of moles of the anionic substance is N3. The positive charge per molecule) × N1} / {(negative charge per molecule of anionic substance) × N3}.
In the present invention, when the anionic substance is DNA, the number of negative charges per molecule of the anionic substance is calculated by the number of DNA base pairs (bp number) × 2, and the molecular weight (Da) is bp. The number x 660 (average molecular weight of AT pair and CG pair) shall be calculated.

C/A比を0.5〜32とすれば、曇点を室温(25℃)以下に低減させるという上記効果が得られやすい。
上記C/A比を有する組成物によれば、上記組成物中で重合体が過剰に存在するため、アニオン性物質に吸着されるように配置される、カチオン性のDMAEMA及び/又はその誘導体の重合体が温度変化に応じて示す凝集力が強くなった結果であると推測される。
When the C / A ratio is 0.5 to 32, the above effect of reducing the cloud point to room temperature (25 ° C.) or less is easily obtained.
According to the composition having the C / A ratio, since there is an excess of the polymer in the composition, the cationic DMAEMA and / or the derivative thereof arranged so as to be adsorbed by the anionic substance. This is presumed to be a result of the cohesive force exhibited by the polymer in response to temperature changes.

また、C/A比を0.5〜32とすれば、細胞構造体を形成させやすくするという上記効果が得られやすい。
上記C/A比を有する組成物によれば、上記組成物中の正電荷と負電荷とのバランスを特に好適にして、正電荷による細胞傷害性を抑制することができると推定される。また、上記組成物の親水性と疎水性とのバランスを特に好適にして、細胞の遊走や配向を生じやすくすることができるものと推定される。
Moreover, if the C / A ratio is 0.5 to 32, the above effect of facilitating the formation of a cell structure can be easily obtained.
According to the composition having the C / A ratio, it is estimated that the balance between the positive charge and the negative charge in the composition is particularly suitable, and the cytotoxicity due to the positive charge can be suppressed. In addition, it is presumed that the balance between hydrophilicity and hydrophobicity of the composition can be made particularly suitable to facilitate cell migration and orientation.

上記と同様の理由により、上記C/A比は0.5〜16とすることが更に好ましく、特に、C/A比は8付近であることが最も好ましい。   For the same reason as above, the C / A ratio is more preferably 0.5 to 16, and the C / A ratio is most preferably around 8.

(細胞培養器)
本発明の細胞培養器は、培養面が上記の細胞培養用組成物で被覆されてなる。
(Cell culture device)
The cell culture device of the present invention has a culture surface coated with the composition for cell culture.

この細胞培養器によれば、細胞を培養した場合に、例えば、室温のクリーンベンチ内で操作する際においても、上記組成物はある程度の時間、具体的には5分〜40分間、固化したままであるため、上記組成物、ひいては培養中の細胞を細胞培養器に接着させ続けることができる。   According to this cell incubator, when the cells are cultured, for example, when operated in a clean bench at room temperature, the composition remains solidified for a certain period of time, specifically 5 to 40 minutes. Therefore, it is possible to keep the composition, and thus the cells in culture, adhered to the cell culture vessel.

本発明の細胞培養器では、該細胞培養器の培養面が、単位面積当たりに有する、細胞培養用組成物中に含まれる(1)2−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)及び/又はその誘導体の重合体の量が、5〜200ng/mmであることが好ましい。 In the cell culture device of the present invention, the culture surface of the cell culture device has (1) 2-N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and / or contained in the composition for cell culture, which is contained per unit area. Or it is preferable that the quantity of the polymer of its derivative (s) is 5-200 ng / mm < 2 >.

上記(1)の単位面積当たりの量を、5〜200ng/mmとすれば、細胞構造体を形成させやすくするという本発明の細胞培養用組成物の効果が得られやすい。 When the amount per unit area of (1) is 5 to 200 ng / mm 2 , the effect of the composition for cell culture of the present invention that facilitates the formation of a cell structure is easily obtained.

上記と同様の理由及びコスト上の理由により、上記重合体の単位面積当たりの量は、5〜50ng/mmであることが更に好ましい。 For the same reason as above and cost, the amount of the polymer per unit area is more preferably 5 to 50 ng / mm 2 .

本発明の細胞培養器は、例えば、曇点以下の温度まで冷却した本発明の細胞培養用組成物の水溶液を、細胞培養器のウェルの底面に流延させて、37℃のインキュベーター中で静置して、上記組成物を被覆するために使用した不要な水(上澄液)を除去して、その後、上記組成物を固化させることにより調製することができる。
そのため、温度応答性ポリマーを細胞培養器の表面に被覆するための特別な処理、例えば、放射線グラフト重合などを施すことを要しない。すなわち、本発明の細胞培養器の調製は、該培養器を用いる研究者自身により、簡便な方法で(特殊な装置を要することなく)、低コストで行うことができる。
In the cell culture device of the present invention, for example, an aqueous solution of the composition for cell culture of the present invention cooled to a temperature below the cloud point is cast on the bottom surface of the well of the cell culture device and statically kept in a 37 ° C. incubator. It can be prepared by removing unnecessary water (supernatant) used to coat the composition and then solidifying the composition.
Therefore, it is not necessary to perform a special treatment for coating the surface of the cell culture vessel with the temperature-responsive polymer, for example, radiation graft polymerization. That is, the cell culture device of the present invention can be prepared by a researcher using the culture device by a simple method (without requiring a special apparatus) at a low cost.

(細胞培養方法)
以下に、本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いた細胞培養方法について記載する。
(Cell culture method)
The cell culture composition and the cell culture method using the cell culture vessel of the present invention are described below.

この細胞培養方法は、上記の本発明の細胞培養器に細胞を播種する播種工程と、播種された細胞を培養する培養工程とを備える。   This cell culture method comprises a seeding step for seeding cells in the cell culture device of the present invention and a culture step for culturing the seeded cells.

この細胞培養方法によれば、上記と同様に、室温条件のクリーンベンチ内において操作したときにも、培養中の細胞を細胞培養器に接着させ続けることができる。また、この細胞培養方法によれば、上記と同様に、細胞構造体を形成させることができる。
上記細胞培養方法は、分化した細胞の構造と同様な構造を有する細胞構造体を細胞培養器内に再現することを可能にし、分化した細胞中で発現しているDNA、mRNA、タンパク質等の情報を得るための有用なツールを提供することができる。
According to this cell culture method, as described above, even when operated in a clean bench at room temperature, the cells being cultured can be kept adhered to the cell culture vessel. Moreover, according to this cell culture method, a cell structure can be formed similarly to the above.
The above cell culture method makes it possible to reproduce a cell structure having a structure similar to that of a differentiated cell in a cell culture vessel, and information on DNA, mRNA, protein, etc. expressed in the differentiated cell. Can provide useful tools for

この細胞培養方法は、細胞種に限定されることなく、血管細胞、脂肪幹細胞、肝細胞、軟骨細胞、線維芽細胞、心筋細胞、腎細胞、神経細胞、平滑筋細胞、軟骨細胞等の様々な細胞に適用することができる。
また、培養時間、使用される培地等の培養条件は、細胞種や実験目的に基づいて、当業者は適切に定めることができる。
This cell culture method is not limited to cell types, but includes various types of cells such as vascular cells, adipose stem cells, hepatocytes, chondrocytes, fibroblasts, cardiomyocytes, kidney cells, neurons, smooth muscle cells, chondrocytes, etc. Can be applied to cells.
Moreover, those skilled in the art can appropriately determine the culture conditions such as the culture time and the culture medium to be used based on the cell type and the purpose of the experiment.

(管腔状(チューブ状)細胞の培養方法)
ここで、一例の細胞培養方法では、播種される細胞の密度が1.0×10個/mm未満(24ウェル細胞培養プレートに1.0mLの細胞浮遊液を加えることにより播種する場合、20×10個/mL未満)であることが好ましい。なお、播種される細胞は、生きた細胞とする。
上記細胞密度とすれば、管腔状(チューブ状)の構造を有する細胞構造体を形成させることができる。
(Culture method of tubular (tubular) cells)
Here, in one example of the cell culture method, the density of cells to be seeded is less than 1.0 × 10 3 cells / mm 2 (when seeded by adding 1.0 mL of cell suspension to a 24-well cell culture plate, It is preferable that it is less than 20 × 10 4 pieces / mL). The cells to be seeded are living cells.
With the cell density, a cell structure having a tubular (tubular) structure can be formed.

上記一例の細胞培養方法は、血管内皮細胞、脂肪細胞、脂肪幹細胞、線維芽細胞など間葉系の細胞に対して、特に好適に適用することができる。初代細胞の場合は、コロニーを形成する接着性細胞を選択すれば良く、当業者によって適宜選択可能である。   The cell culture method of the above example can be particularly suitably applied to mesenchymal cells such as vascular endothelial cells, adipocytes, adipose stem cells, and fibroblasts. In the case of primary cells, adherent cells that form colonies may be selected and can be appropriately selected by those skilled in the art.

(ペレット状細胞の培養方法)
ここで、別の例の細胞培養方法では、播種される細胞の密度を1.0×10個/mm以上の細胞密度(24ウェル細胞培養プレートに1.0mLの細胞浮遊液を加えることにより播種する場合、20×10個/mL以上)で、細胞培養器の培養面上に播種する(播種工程)。
上記細胞密度とすれば、ペレット状の構造を有する細胞構造体を形成させることができる。この細胞構造体は、そのペレット状の構造内に生存している細胞を有する。
(Pellet cell culture method)
Here, in another example of the cell culture method, the density of cells to be seeded is 1.0 × 10 3 cells / mm 2 or more (adding 1.0 mL of cell suspension to a 24-well cell culture plate) In the case of seeding by (2), seed at 20 × 10 4 cells / mL or more) on the culture surface of the cell culture device (seeding step).
With the cell density, a cell structure having a pellet-like structure can be formed. This cell structure has living cells in the pellet-like structure.

上記別の例の細胞培養方法は、軟骨細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞、心筋細胞等の間葉系細胞に対して、特に好適に適用することができる。初代細胞の場合は、コロニーを形成する接着性細胞を選択すれば良く、当業者によって適宜選択可能である。   The cell culture method of the other example can be particularly suitably applied to mesenchymal cells such as chondrocytes, fibroblasts, vascular endothelial cells, cardiomyocytes and the like. In the case of primary cells, adherent cells that form colonies may be selected and can be appropriately selected by those skilled in the art.

以下、試験例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の試験例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to test examples, but the present invention is not limited to the following test examples.

(試験A)
(試験A1)細胞構造体の製造
(試験A1a)細胞培養用組成物の調製
(A1a−1)温度応答性ポリマーの合成
容量50mLの軟質ガラス製の透明なバイアル瓶に、2−(N,N−ジメチルアミノエチル)メタクリレート7.0gを加えて、磁気撹拌器を用いて撹拌した。そして、この混合物(液体)に対してG1グレードの高純度(純度:99.99995%)の窒素ガスを10分間パージ(流速:2.0L/分)することにより、この混合物を脱酸素した。
その後、この反応物に対して、丸型ブラック蛍光灯(NEC社製、型番:FCL20BL、18W)を用いて、21時間紫外線照射することにより、上記反応物を、溶媒を用いることなく(すなわち、ニート条件下で)、重合させた。反応物は、5時間後に粘性を帯び、15時間後に固化して、重合体が、反応生成物として得られた。この反応生成物を、クロロホルムに溶解させ、その後、n−ヘキサンを用いて再沈殿させた。クロロホルム/n−ヘキサンを用いた上記再沈殿を、計6回繰り返すことにより、反応生成物を精製した。
精製した重合体をエバポレーションすることにより、その中に残留する溶媒を除去した。その後、重合体を150mLのベンゼンに溶解させ、PTFE製の0.45μmフィルター(ポール社製、型番:Ekicrodisk 25CR)で濾過し、得られた濾液を凍結乾燥させることにより、カチオン性の温度応答性(ホモ)ポリマーが得られた(収量:4.3g、転化率:61.4%)。このポリマーの数平均分子量(Mn)を、GPC(島津社製、型番:LC−10vpシリーズ)を用いて、ポリエチレングリコール(Shodex社製、TSKシリーズ)を標準物質として測定し、Mn=97,000(Mw/Mn=4.1)と決定した。
また、このポリマーの核磁気共鳴スペクトル(NMR)を、核磁気共鳴装置(Varian社製、型番:Gemini300)を用いて、重水(DO)中で測定した。結果は下記の通りである。
1H-NMR (in D2O) δ 0.8-1.2 (br, 3H, -CH2-C(CH3)-), 1.6-2.0 (br, 2H, -CH2-C(CH3)-), 2.2-2.4 (br, 6H, -N(CH3)2), 2.5-2.7 (br, 2H, -CH2-N(CH3)2), 4.0-4.2 (br, 2H, -O-CH2-)
(Test A)
(Test A1) Manufacture of cell structure (Test A1a) Preparation of composition for cell culture (A1a-1) Synthesis of temperature-responsive polymer In a transparent vial made of soft glass having a capacity of 50 mL, 2- (N, N -Dimethylaminoethyl) methacrylate 7.0g was added, and it stirred using the magnetic stirrer. The mixture (liquid) was deoxygenated by purging nitrogen gas of G1 grade high purity (purity: 99.99995%) for 10 minutes (flow rate: 2.0 L / min).
Thereafter, the reaction product was irradiated with ultraviolet rays for 21 hours using a round black fluorescent lamp (manufactured by NEC, model number: FCL20BL, 18W) without using a solvent (that is, Polymerization (under neat conditions). The reaction product became viscous after 5 hours and solidified after 15 hours to obtain a polymer as a reaction product. This reaction product was dissolved in chloroform and then reprecipitated using n-hexane. The reprecipitation using chloroform / n-hexane was repeated a total of 6 times to purify the reaction product.
The purified polymer was evaporated to remove the solvent remaining in it. Thereafter, the polymer is dissolved in 150 mL of benzene, filtered through a PTFE 0.45 μm filter (manufactured by Pall Corp., model number: Ecodisk 25CR), and the resulting filtrate is freeze-dried to obtain a cationic temperature responsiveness. A (homo) polymer was obtained (yield: 4.3 g, conversion: 61.4%). The number average molecular weight (Mn) of this polymer was measured using GPC (manufactured by Shimadzu Corporation, model number: LC-10vp series) with polyethylene glycol (manufactured by Shodex, TSK series) as a standard substance, and Mn = 97,000. It was determined that (Mw / Mn = 4.1).
Further, the nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) of this polymer was measured in heavy water (D 2 O) using a nuclear magnetic resonance apparatus (manufactured by Varian, model number: Gemini 300). The results are as follows.
1 H-NMR (in D 2 O) δ 0.8-1.2 (br, 3H, -CH 2 -C (CH 3 )-), 1.6-2.0 (br, 2H, -CH 2 -C (CH 3 )-) , 2.2-2.4 (br, 6H, -N (CH 3 ) 2 ), 2.5-2.7 (br, 2H, -CH 2 -N (CH 3 ) 2 ), 4.0-4.2 (br, 2H, -O-CH 2- )

(A1a−2)温度応答性ポリマーの曇点の測定
以下、DNase及びRNaseフリーの無菌水を用いた。
(A1a−1)で合成した温度応答性ポリマーの3%水溶液を調製し、この水溶液の660nmにおける吸光度を、20℃〜40℃の間で測定した。
その結果、20℃〜30℃では、水溶液は透明であり、吸光度がほぼ0であったが、31℃付近から水溶液中に白濁が見られるようになり、32℃で吸光度が急激に上昇した。これにより、上記ポリマーは、約32℃の曇点を有することを確認した。
(A1a-2) Measurement of cloud point of temperature-responsive polymer Hereinafter, DNase and RNase-free sterile water were used.
A 3% aqueous solution of the temperature-responsive polymer synthesized in (A1a-1) was prepared, and the absorbance at 660 nm of this aqueous solution was measured between 20 ° C and 40 ° C.
As a result, the aqueous solution was transparent at 20 ° C. to 30 ° C. and the absorbance was almost 0. However, white turbidity was observed in the aqueous solution from around 31 ° C., and the absorbance rapidly increased at 32 ° C. This confirmed that the polymer had a cloud point of about 32 ° C.

(A1a−3)ポリマー/トリス混合物の調製
(A1a−2))で調製した温度応答性ポリマー1%水溶液を4℃まで冷却することにより、この溶液を液体状態とした。冷却下で、この溶液に、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール(トリス)(和光純薬製、Tris999)の顆粒を加えて、速やかに溶解させた。そして、0.2μm混合セルロース膜フィルターでろ過し、この混合物に水を加えて、ポリマー/トリス混合物の水溶液(最終濃度は、ポリマー:100μg/mL、トリス:100μg/mL)を得た。
(A1a-3) Preparation of Polymer / Tris Mixture The temperature-responsive polymer 1% aqueous solution prepared in (A1a-2)) was cooled to 4 ° C. to make this solution liquid. Under cooling, granules of 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol (Tris) (manufactured by Wako Pure Chemicals, Tris999) were added to this solution and rapidly dissolved. And it filtered with a 0.2 micrometer mixed cellulose membrane filter, water was added to this mixture, and the aqueous solution (final concentration is a polymer: 100 microgram / mL, a tris: 100 microgram / mL) of the polymer / Tris mixture was obtained.

(A1a−4)ポリマー/トリス混合物の曇点の測定
(A1a−3)で調製したポリマー/トリス混合物の水溶液の、660nmにおける吸光度を、20℃〜40℃の間で測定した。
その結果、20℃〜28℃では、水溶液は透明であり、吸光度がほぼ0であったが、29℃付近から水溶液中に白濁が見られるようになり、30℃付近から吸光度が急激に上昇した。これにより、上記ポリマーは、約30℃の曇点を有することを確認した。
また、冷蔵庫中で冷却して透明な水溶液に戻した、(A1a−3)で調整した混合物水溶液を37℃まで昇温させると、混合物水溶液は、良好な応答性で、懸濁し、その後、水溶液全体が固化した。この固化物を室温(25℃)で維持したところ、24時間〜48時間の間、固化した状態のままであったが、その後、固化物が徐々に溶解して、均質な水溶液に変化した。これにより、室温付近における固相から液相への相転移の速度が小さくなっていることが確認された。
上記(A1a−2)における、温度応答性ポリマー単体の曇点の測定では、温度変化(昇温及び降温速度は共に1℃/分)に対して良好な応答性で、相転移が生じたことを考慮すると、応答性の遅延が顕著であった。
(A1a-4) Measurement of cloud point of polymer / Tris mixture The absorbance at 660 nm of the aqueous solution of the polymer / Tris mixture prepared in (A1a-3) was measured between 20 ° C and 40 ° C.
As a result, the aqueous solution was transparent at 20 ° C. to 28 ° C. and the absorbance was almost 0, but white turbidity was observed in the aqueous solution from around 29 ° C., and the absorbance increased rapidly from around 30 ° C. . This confirmed that the polymer had a cloud point of about 30 ° C.
Moreover, when the mixture aqueous solution adjusted in (A1a-3) which was cooled in a refrigerator and returned to a transparent aqueous solution was heated to 37 ° C., the mixture aqueous solution was suspended with good responsiveness, and then the aqueous solution. The whole solidified. When this solidified product was maintained at room temperature (25 ° C.), it remained in a solidified state for 24 to 48 hours. Thereafter, the solidified product was gradually dissolved and changed into a homogeneous aqueous solution. Thereby, it was confirmed that the speed of the phase transition from the solid phase to the liquid phase near the room temperature was reduced.
In the measurement of the cloud point of the temperature-responsive polymer alone in (A1a-2) above, the phase transition occurred with good responsiveness to temperature changes (both temperature rise and temperature drop rates were 1 ° C./min). In consideration of this, the delay in responsiveness was remarkable.

(A1a−5)ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物の調製
アニオン性物質として、ホタルルシフェラーゼレポーターベクター(DNA)(プロメガ社製、型番:E1741)を用い、このDNAを無菌水に溶解させた(最終濃度:33μg/mL)。このDNA溶液300μLに、上記ポリマー/トリス混合物の水溶液400μLを少しずつ滴下して混合した。
そして、この混合物を水1,300μLで希釈して、溶液の全量が約2,000μLとなるように調整し、ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物、すなわち、本発明の細胞構造体の製造方法に用いる細胞培養用組成物の水溶液(最終濃度、ポリマー:20μg/mL、トリス:20μg/mL、DNA:5μg/mL)を得た。
この細胞培養用組成物のC/A比(正電荷/負電荷)は、8.0であった。
(A1a-5) Preparation of polymer / Tris / anionic substance mixture Firefly luciferase reporter vector (DNA) (Promega, model number: E1741) was used as an anionic substance, and this DNA was dissolved in sterile water (final) Concentration: 33 μg / mL). To 300 μL of this DNA solution, 400 μL of the polymer / Tris mixture aqueous solution was added dropwise little by little and mixed.
Then, the mixture is diluted with 1,300 μL of water and adjusted so that the total amount of the solution becomes about 2,000 μL, and the polymer / tris / anionic substance mixture, that is, the method for producing the cell structure of the present invention is used. An aqueous solution of the composition for cell culture to be used (final concentration, polymer: 20 μg / mL, Tris: 20 μg / mL, DNA: 5 μg / mL) was obtained.
The cell culture composition had a C / A ratio (positive charge / negative charge) of 8.0.

(A1a−6)ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物の曇点の測定
(A1a−4)で調製したポリマー/トリス/アニオン性物質混合物の水溶液の、660nmにおける吸光度を、20℃〜40℃の間で、低温側から高温側に向かって測定した。
その結果、温度応答性に関して、アニオン性物質を混合しない場合、すなわち、(A1a−4)の場合とほぼ同様の挙動を示した。
(A1a-6) Measurement of cloud point of polymer / tris / anionic substance mixture The absorbance at 660 nm of the aqueous solution of the polymer / tris / anionic substance mixture prepared in (A1a-4) is between 20 ° C. and 40 ° C. Thus, the measurement was performed from the low temperature side to the high temperature side.
As a result, regarding the temperature responsiveness, the behavior was almost the same as in the case of not mixing an anionic substance, that is, in the case of (A1a-4).

(A1a−7)細胞培養器に対する細胞培養用組成物の被覆
(A1a−5)で調整した細胞培養用組成物の水溶液を4℃まで冷却することにより、この溶液を液体状態とし、ポリスチレン製の24ウェル細胞培養プレート(イワキ社製、マイクロプレート、型番:3815−024、1ウェル当たりの底面積:200mm)の各ウェルに、この溶液を200μLずつ、室温下で加えて、素早く穴の底面の全面に流延させた。そして、この細胞培養皿を、細胞培養インキュベーター(37℃、5%CO)中で6時間インキュベートした。
こうして、培養面であるウェルに細胞培養用組成物を被覆してなる24ウェル細胞培養プレート(細胞培養器)が得られた。
(A1a-7) Coating of cell culture composition on cell culture vessel By cooling the aqueous solution of the cell culture composition prepared in (A1a-5) to 4 ° C., this solution is made into a liquid state and made of polystyrene. 200 μL of this solution was added to each well of a 24-well cell culture plate (Iwaki, microplate, model number: 3815-024, bottom area per well: 200 mm 2 ) at room temperature, and the bottom of the hole was quickly Cast all over. The cell culture dish was then incubated for 6 hours in a cell culture incubator (37 ° C., 5% CO 2 ).
In this way, a 24-well cell culture plate (cell culture device) was obtained in which the well on the culture surface was coated with the composition for cell culture.

(試験A1b)管腔状(チューブ状)細胞の培養
(試験A1b−1)プレートでの管腔状(チューブ状)細胞の培養
室温条件下において、上記試験(1)の(A1a−7)で得られた24ウェル細胞培養プレートの各ウェルに、ラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞(初代培養細胞)を、完全培地(ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)+10%ウシ胎児血清(FCS)溶液、DMEM:ギブコ社製、型番11965、FCS:インビトロゲン社製、ロット番号852546)中に浮遊させ、細胞密度を10×10個/mLに調整した培養液を1mLずつ加えた(細胞密度:5.0×10個/mm)。播種初期の状態の顕微鏡写真の撮影も含めてこの操作には、5分〜10分を要した。そして、この細胞を37℃の細胞培養インキュベーター中で培養した(試験例A1)。
70時間後に、細胞はコンフルエントの状態となった。更に培養を続けたところ、一部の細胞がプレート上を移動し、細胞が互いに集まる現象が生じて、プレート表面の露出が確認されるようになった。
5日目に、上記露出する領域は、肉眼で確認できるようになり、一方、互いに集まった細胞は、二次元平面で見て網目状の構造を形成した。この網目状の構造を、更に詳細に観察したところ、細胞の集合体は、管腔状(チューブ状)の構造を形成していることが確認され(図1)、これらの細胞が、あたかも血管を形成するかのように自発的に集合していることを示した(試験例A1)。
(Test A1b) Cultivation of tubular (tubular) cells (Test A1b-1) Cultivation of tubular (tubular) cells on plate Under the conditions of room temperature, (A1a-7) of the above test (1) In each well of the obtained 24-well cell culture plate, vascular endothelial cells derived from rat subcutaneous fat (primary culture cells) were added to a complete medium (Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM) + 10% fetal calf serum (FCS) solution, DMEM). 1 ml each of a culture solution suspended in Gibco, model number 11965, FCS: Invitrogen, lot number 852546) and adjusted to a cell density of 10 × 10 4 cells / mL (cell density: 5.0). × 10 2 pieces / mm 2 ). This operation took 5 to 10 minutes including taking a photomicrograph in the initial sowing stage. Then, the cells were cultured in a cell culture incubator at 37 ° C. (Test Example A1).
After 70 hours, the cells became confluent. When the culture was further continued, a part of the cells moved on the plate, and the cells gathered together, and the exposure of the plate surface was confirmed.
On the fifth day, the exposed areas became visible with the naked eye, while the cells gathered together formed a network-like structure when viewed in a two-dimensional plane. When this network structure was observed in more detail, it was confirmed that the aggregate of cells formed a tubular (tubular) structure (FIG. 1), and these cells were as if they were blood vessels. It was shown that they were spontaneously assembled as if forming (Test Example A1).

(試験A1b−2)管腔状(チューブ状)細胞を用いた血管様細胞構造体の培養
プレート表面に、互いにほぼ並行な複数本の溝を設け、培養細胞の遊走及び移動に制限を加えた。具体的には、溝幅は約0.03mm、溝深さは約0.05mmとした。0.1mm〜10mmの範囲の溝と溝との間隔(以下、「溝間距離」ともいう)を有するプレートを準備した(図2(a)、(b)及び(c)参照)。
これらのプレートに、(試験A1b−1)と同様に、ラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞
(初代培養細胞)を播種し、細胞を培養した(試験例A35、試験例A36、試験例A37)。詳細な条件は表1に示す。
(Test A1b-2) Culture of blood vessel-like cell structure using tubular (tubular) cells A plurality of grooves almost parallel to each other were provided on the plate surface to limit the migration and migration of cultured cells. . Specifically, the groove width was about 0.03 mm and the groove depth was about 0.05 mm. A plate having a gap between grooves in the range of 0.1 mm to 10 mm (hereinafter also referred to as “inter-groove distance”) was prepared (see FIGS. 2A, 2B, and 2C).
Similar to (Test A1b-1), vascular endothelial cells (primary cultured cells) derived from rat subcutaneous fat were seeded on these plates, and the cells were cultured (Test Example A35, Test Example A36, Test Example A37). Detailed conditions are shown in Table 1.

6日目に細胞を観察した図を図2(a)、(b)及び(c)に示す。図2の(a)は溝間距離を約200μmとした場合、図2の(b)は溝間距離を約400μmとした場合、図2の(c)は溝間距離を約1,400μmとした場合の、各溝間領域に接着した細胞を蛍光顕微鏡を用いて観察した写真を示す。
細胞は、溝には接着せず溝間領域にのみ接着し、増殖することがわかった。後述の(試験C2)に記載したように、市販のポリスチレン製の細胞培養プレートは、アンモニア及び酸素を含む混合ガス中でプラズマ放電を行うことによって調製され、この処理により、アンモニア由来のアミノ基(−NH)及び酸素由来のカルボキシル基(−COOH)が導入されたものである。溝に細胞が接着しない現象や、細胞自体が溝(表面凹凸)を認識して溝から遠ざかるように遊走する現象は、本実施例において細胞培養皿の表面を彫って形成した溝では、表面プラズマ処理がされていない基材深部のポリスチレン部分が露出しているためである可能性がある。また、溝間距離が0.5mm以上の場合、細胞は溝間領域で管腔を形成し、該管腔は無秩序に四方に伸展した。溝間距離が0.2mm以下の場合、細胞は溝間領域で1本の管腔を形成し、該管腔は一方向に伸展した。
これらの結果から、溝を設けたプレートを用いることによって1本の血管様の細胞構造体を形成することができたと言える。これらは、より長く、より太い線状の血管を作製することができる可能性、及び分岐状の血管(例えば、Y字状構造を有する血管)を作製することができる可能性を示したものと言える。
The figure which observed the cell on the 6th day is shown to Fig.2 (a), (b) and (c). 2A shows a case where the distance between the grooves is about 200 μm, FIG. 2B shows a case where the distance between the grooves is about 400 μm, and FIG. 2C shows a case where the distance between the grooves is about 1,400 μm. The photograph which observed the cell adhere | attached on each area | region between each groove | channel in the case of doing using the fluorescence microscope is shown.
It was found that the cells did not adhere to the groove but only adhered to the inter-groove region and proliferated. As described later in (Test C2), a commercially available polystyrene cell culture plate is prepared by performing plasma discharge in a mixed gas containing ammonia and oxygen, and by this treatment, an amino group derived from ammonia ( -NH 2) and oxygen derived from the carboxyl group of (-COOH) in which has been introduced. The phenomenon that the cell does not adhere to the groove and the phenomenon that the cell itself recognizes the groove (surface irregularities) and moves away from the groove are surface plasma in the groove formed by carving the surface of the cell culture dish in this embodiment. This may be because the polystyrene portion in the deep part of the base material that has not been treated is exposed. When the inter-groove distance was 0.5 mm or more, the cells formed a lumen in the inter-groove region, and the lumen extended in all directions. When the inter-groove distance was 0.2 mm or less, the cells formed one lumen in the inter-groove region, and the lumen extended in one direction.
From these results, it can be said that one blood vessel-like cell structure could be formed by using a plate provided with grooves. These indicate the possibility of producing longer and thicker linear blood vessels, and the possibility of producing branched blood vessels (for example, blood vessels having a Y-shaped structure). I can say that.

(試験A1c)ペレット状細胞の培養
上記試験(1)の(A1a−7)で得られた24ウェル細胞培養プレートの各ウェルに、ラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞(初代培養細胞)を、完全培地(ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)+10%ウシ胎児血清(FCS)溶液、DMEM;ギブコ社製、型番:11965、FCS;インビトロジェン社製、ロット番号:852546)中に浮遊させ、細胞密度を15×10個/mmに調整した、培養液を1mLずつ加えた(細胞密度:30×10個/mL)。播種初期の状態の顕微鏡写真の撮影も含めてこの操作には、5分〜10分を要した。そして、この細胞を37℃の細胞培養インキュベーター中で培養した(試験例A2)。
70時間後に、細胞はコンフルエントの状態となった。更に培養を続けたところ、培養5日目に、培養皿の端部から全ての細胞が一度に剥離して、まるでシートが丸まりながら収縮して行くような動作で、細胞が互いに一箇所に凝集する現象が生じた。上記現象は、肉眼で十分に視認可能であった。互いに集まった細胞は、立体的なペレット状の構造を形成した(図3)。この構造を、位相差顕微鏡で更に詳細に観察すると、これらの細胞が、あたかも何らかの組織を形成するかのように自発的に集合していることを示した(試験例A2)。
(Test A1c) Cultivation of pellet-like cells In each well of the 24-well cell culture plate obtained in (A1a-7) of the above test (1), vascular endothelial cells (primary culture cells) derived from rat subcutaneous fat were completely added. Suspended in a medium (Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM) + 10% fetal calf serum (FCS) solution, DMEM; manufactured by Gibco, model number: 11965, FCS; manufactured by Invitrogen, lot number: 852546), and the cell density was 15 × The culture solution adjusted to 10 2 cells / mm 2 was added by 1 mL each (cell density: 30 × 10 4 cells / mL). This operation took 5 to 10 minutes including taking a photomicrograph in the initial sowing stage. The cells were cultured in a cell culture incubator at 37 ° C. (Test Example A2).
After 70 hours, the cells became confluent. When the culture was further continued, on the 5th day of culture, all the cells were detached from the end of the culture dish at once, and the cells were agglomerated in one place as if the sheets were curling and shrinking. The phenomenon that occurs. The above phenomenon was sufficiently visible with the naked eye. Cells that gathered together formed a three-dimensional pellet-like structure (FIG. 3). When this structure was observed in more detail with a phase-contrast microscope, it was shown that these cells assembled spontaneously as if they formed some tissue (Test Example A2).

得られたペレット状の構造体を、コーティング処理が施されていない通常の24ウェル細胞培養プレートに移して、更に培養を続けたところ、ペレット状の構造体から無数の繊維芽細胞様の細胞が、ブリードするように放射状に拡散して、培養皿の全面に広がって接着した。これにより、肉眼で視認できるほどの大きさの細胞塊では、通常、内部の細胞がネクローシスを生じ、死滅してしまうこととは対照的に、ペレット状の構造体中の細胞は、生存していることが確認された(図4)。   When the obtained pellet-like structure was transferred to a normal 24-well cell culture plate that had not been subjected to coating treatment and further cultured, countless fibroblast-like cells were found from the pellet-like structure. Then, it diffused radially so as to bleed, and spread and adhered to the entire surface of the culture dish. As a result, in a cell mass that is large enough to be visually recognized by the naked eye, the cells in the pellet-like structure usually survive, as opposed to necrosis of the internal cells and death. (Fig. 4).

(試験A2)トリスの割合の検討
下記に示す条件以外は、試験1と同様とした。詳細な条件は表1に示す。
(試験A2a)細胞培養用組成物の調製、細胞培養器の調製
トリスの含有量のみを変えることにより、重合体に対するトリスの割合を、0、1、2、4、8とした、ポリマー/トリス混合物の水溶液を、試験A1aの(A1a−3)と同様に、調製した(それぞれ、試験例A3、試験例A4、試験例A5、試験例A6、試験例A7)。
(Test A2) Examination of the ratio of Tris It was the same as Test 1 except for the conditions shown below. Detailed conditions are shown in Table 1.
(Test A2a) Preparation of cell culture composition, preparation of cell incubator Polymer / Tris with a Tris ratio of 0, 1, 2, 4, 8 by changing only the Tris content An aqueous solution of the mixture was prepared in the same manner as (A1a-3) in Test A1a (Test Example A3, Test Example A4, Test Example A5, Test Example A6, and Test Example A7, respectively).

(試験A2b)チューブ状細胞の培養
接着性のラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞(初代培養細胞)を用いた以外は、試験A1bと同様に、細胞培養を行った。ここで、細胞密度は、7.5×10個/mm(15×10個/mL)とした。図6に、位相差顕微鏡で観察した図を示す。
5日目に、試験例A3及びA4では、細胞の集合体は、管腔状(チューブ状)の構造を形成していることが確認された(図6)。一方、試験例A5〜A7では、形態の良くない細胞の比率が多く、また、一部はネクローシスを起こしていた(図6)。
(Test A2b) Tubular cell culture Cell culture was performed in the same manner as in Test A1b except that adherent rat subcutaneous fat-derived vascular endothelial cells (primary cultured cells) were used. Here, the cell density was 7.5 × 10 2 cells / mm 2 (15 × 10 4 cells / mL). FIG. 6 shows a view observed with a phase contrast microscope.
On the fifth day, in Test Examples A3 and A4, it was confirmed that the aggregate of cells formed a tubular (tubular) structure (FIG. 6). On the other hand, in Test Examples A5 to A7, the proportion of cells with poor morphology was large, and some of the cells had necrosis (FIG. 6).

(試験A3)アニオン性物質の割合の検討(C/A比の検討)
下記に示す条件以外は、試験1と同様とした。詳細な条件は表1に示す。
(試験A3a)細胞培養用組成物の調製、細胞培養器の調製
細胞培養用組成物の調製(調整工程)
アニオン性物質として、GFP発現ベクターpQBI25(DNA)を用いた。また、重合体に対するトリスの割合を0.1とした。
アニオン性物質の含有量のみを変えることにより、細胞培養用組成物中のC/A比(正電荷/負電荷)を、0.5、2、4、8、16として、ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物を、試験A1aの(A1a−2)と同様に、調製した(それぞれ、試験例A8、試験例A9、試験例A10、試験例A11、試験例A12)。
(Test A3) Examination of ratio of anionic substance (examination of C / A ratio)
The conditions were the same as in Test 1 except for the conditions shown below. Detailed conditions are shown in Table 1.
(Test A3a) Preparation of cell culture composition, preparation of cell culture device Preparation of cell culture composition (adjustment step)
As an anionic substance, GFP expression vector pQBI25 (DNA) was used. Further, the ratio of Tris to the polymer was set to 0.1.
By changing only the content of the anionic substance, the C / A ratio (positive charge / negative charge) in the cell culture composition was set to 0.5, 2, 4, 8, 16 and the polymer / tris / anion The active substance mixture was prepared in the same manner as (A1a-2) of Test A1a (Test Example A8, Test Example A9, Test Example A10, Test Example A11, Test Example A12, respectively).

(試験A3b)チューブ状細胞の培養
接着性のラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞(初代培養細胞)を用いた以外は、試験1bと同様に、細胞培養を行った。ここで、細胞密度は、7.5×10個/mm(15×10個/mL)とした。図7に、位相差顕微鏡で観察した図を示す。
5日目に、試験例A11では、細胞の集合体は、管腔状(チューブ状)の構造を形成していることが確認された(図7)。一方、試験例A8及び試験例A9では、接着した細胞が、通常の培養をした場合に観察されるような良好な接着伸展性を示し(図7)、試験例A10では、一部の細胞がプレート上を移動し、細胞が互いに集まる現象が生じて、多くの小さな凝集体が形成され(図7)、試験例A12では、ほとんどの細胞が死滅した(図7)。
(Test A3b) Tubular cell culture Cell culture was performed in the same manner as in Test 1b, except that vascular endothelial cells (primary cultured cells) derived from adherent rat subcutaneous fat were used. Here, the cell density was 7.5 × 10 2 cells / mm 2 (15 × 10 4 cells / mL). FIG. 7 shows a view observed with a phase contrast microscope.
On the fifth day, in Test Example A11, it was confirmed that the cell aggregate formed a tubular (tubular) structure (FIG. 7). On the other hand, in Test Example A8 and Test Example A9, the adherent cells showed good adhesion extensibility as observed in normal culture (FIG. 7), and in Test Example A10, some cells The phenomenon that the cells moved on the plate and the cells gathered to each other occurred to form many small aggregates (FIG. 7), and most of the cells were killed in Test Example A12 (FIG. 7).

(試験A4)細胞密度の検討
下記に示す条件以外は、試験A1と同様とした。詳細な条件は表1に示す。
(試験A4a)細胞培養用組成物の調製、細胞培養器の調製
トリスの含有量のみを変えることにより、重合体に対するトリスの割合を0.1とした、ポリマー/トリス混合物の水溶液を、試験A1aの(A1a−3)と同様に、調製した。
この細胞培養用組成物のC/A比を8.4とした。
(Test A4) Examination of cell density Except for the conditions shown below, it was the same as Test A1. Detailed conditions are shown in Table 1.
(Test A4a) Preparation of cell culture composition, preparation of cell incubator An aqueous solution of a polymer / Tris mixture having a Tris ratio to the polymer of 0.1 by changing only the content of Tris was changed to Test A1a. It was prepared in the same manner as (A1a-3).
The cell culture composition had a C / A ratio of 8.4.

(試験A4b、A4c)チューブ状細胞/ペレット状細胞の培養
接着性のラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞(初代培養細胞)を用いた。そして、細胞密度を、3.8×10個/mm(7.5×10個/mL)、7.5×10個/mm(15×10個/mL)、15×10個/mm(30×10個/mL)とした(それぞれ、試験例A13、試験例A14、試験例A15)。
上記以外は、試験A1b、A1cと同様に、細胞培養を行った。図8に、位相差顕微鏡及び肉眼で観察した図を示す。
70時間後に、細胞はコンフルエントの状態となった。更に培養を続けたところ、5日目に、試験例A13及び試験例A14では、一部の細胞がプレート上を移動し、細胞が互いに集まる現象が生じ、その細胞の集合体は、管腔状(チューブ状)の構造を形成した(図8)。一方、試験例A15では、培養5日目に、培養皿の端部から全ての細胞が一度に剥離して、まるで細胞シートが丸まりながら収縮して行くような動作で、細胞が互いに一箇所に凝集する現象が生じた。上記現象は、肉眼で十分に視認可能であった。互いに集まった細胞は、立体的なペレット状の構造を形成した(図8)。この構造を、位相差顕微鏡で更に詳細に観察すると、これらの細胞が、あたかも何らかの組織を形成するかのように自発的に集合していることを示した。
(Test A4b, A4c) Culture of tube-like cells / pellet-like cells Adhesive rat subcutaneous fat-derived vascular endothelial cells (primary cultured cells) were used. Then, the cell density, 3.8 × 10 2 pieces / mm 2 (7.5 × 10 4 pieces /ML),7.5×10 2 pieces / mm 2 (15 × 10 4 pieces / mL), 15 × 10 2 pieces / mm 2 (30 × 10 4 pieces / mL) (Test Example A13, Test Example A14, Test Example A15, respectively).
Except for the above, cell culture was performed in the same manner as in Tests A1b and A1c. FIG. 8 shows a diagram observed with a phase contrast microscope and the naked eye.
After 70 hours, the cells became confluent. When the culture was further continued, on the fifth day, in Test Example A13 and Test Example A14, a phenomenon in which some cells moved on the plate and the cells gathered to each other occurred. A (tubular) structure was formed (FIG. 8). On the other hand, in Test Example A15, on the fifth day of culture, all the cells were detached from the end of the culture dish at once, and the cells were contracted while being rounded, so that the cells were in one place with each other. Aggregation occurred. The above phenomenon was sufficiently visible with the naked eye. The cells that gathered together formed a three-dimensional pellet-like structure (FIG. 8). Further observation of this structure with a phase-contrast microscope showed that these cells were spontaneously assembled as if they formed some tissue.

(試験A5)細胞培養用組成物の水溶液中に含まれるポリマーの含有量の検討
下記に示す条件以外は、試験1と同様とした。詳細な条件は表1に示す。
(試験A5a)細胞培養用組成物及び細胞培養器の調製
トリスの含有量のみを変えることにより、重合体に対するトリスの割合を0.1とした、ポリマー/トリス混合物の水溶液を、試験A1aの(A1a−3)と同様に、調製した。
この細胞培養用組成物のC/A比を8.4とした。
(Test A5) Examination of content of polymer contained in aqueous solution of cell culture composition The same as Test 1 except for the conditions shown below. Detailed conditions are shown in Table 1.
(Test A5a) Preparation of cell culture composition and cell incubator An aqueous solution of a polymer / Tris mixture in which the ratio of Tris to polymer was 0.1 by changing only the Tris content was changed to that of Test A1a ( Prepared in the same manner as A1a-3).
The cell culture composition had a C / A ratio of 8.4.

ポリスチレン製の24ウェル細胞培養プレートの各ウェルに加える細胞培養用組成物の水溶液中に含まれる温度応答性ポリマーの含有量を、1.0、2.0、4.0、8.0μgとして、試験例A1aの(A1a−7)と同様に、細胞培養器に対して細胞培養用組成物を被覆した(ウェルが単位面積当たりに有する温度応答性ポリマーの量は、それぞれ、5.0、10、20、40ng/mm)。そして、培養面に細胞培養用組成物を被覆してなる24ウェル細胞培養プレート(細胞培養器)が得られた(それぞれ、試験例A16、試験例A17、試験例A18、試験例A19)。 The content of the temperature-responsive polymer contained in the aqueous solution of the cell culture composition added to each well of the polystyrene 24-well cell culture plate is 1.0, 2.0, 4.0, and 8.0 μg. As in (A1a-7) of Test Example A1a, the cell culture device was coated with the cell culture composition (the amount of the temperature-responsive polymer per unit area of the well was 5.0, 10 and 10 respectively). 20, 40 ng / mm 2 ). And the 24-well cell culture plate (cell culture device) which coat | covers the composition for cell culture on the culture surface was obtained (Test Example A16, Test Example A17, Test Example A18, Test Example A19, respectively).

(試験A5b、A5c)チューブ状細胞/ペレット状細胞の培養
接着性のラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞(初代培養細胞)を用いた。そして、細胞密度を3.8×10個/mm(7.5×10個/mL)とした。
上記以外は、試験A1bと同様に、細胞培養を行った。図9に、位相差顕微鏡で観察した図を示す。
5日目に、試験例A18及びA19では、細胞の集合体は、管腔状(チューブ状)の構造を形成した(図9)。試験例17では、細胞の集合体は、ペレット状の構造を形成した(図9)。一方、試験例A16では、接着した細胞が、通常の培養をした場合に観察されるような良好な接着伸展性を示した(図9)。
(Test A5b, A5c) Culture of tube-like cells / pellet-like cells Adhesive rat subcutaneous fat-derived vascular endothelial cells (primary cultured cells) were used. The cell density was 3.8 × 10 2 cells / mm 2 (7.5 × 10 4 cells / mL).
Except for the above, cell culture was performed in the same manner as in Test A1b. FIG. 9 shows a view observed with a phase contrast microscope.
On the fifth day, in Test Examples A18 and A19, the aggregate of cells formed a tubular (tubular) structure (FIG. 9). In Test Example 17, the cell aggregate formed a pellet-like structure (FIG. 9). On the other hand, in Test Example A16, the adherent cells showed good adhesion extensibility as observed in normal culture (FIG. 9).

(試験A6)アニオン性物質の検討(ヘパリンを用いた場合)
下記に示す条件以外は、試験A1と同様とした。
(試験A6a)細胞培養用組成物及び細胞培養器の調製
アニオン性物質としてヘパリンを用いた。ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物は、30〜32℃の曇点を有することが確認でき、また、37℃まで昇温させて固化させた上記混合物を室温(25℃)で維持したところ、数分〜24時間の間、固化した状態のままであったが、その後、固化物が徐々に溶解して、均質な水溶液に変化することが確認できた。
そして、培養面に上記混合物を被覆してなる細胞培養器が得られた。この細胞培養器は、高い細胞親和性を有し、また、抗血栓性を示した。
発明者らは、上記試験A6に係る細胞培養用組成物について、非特許文献“Nakayama, Y., Yamaoka, S., Nemoto, Y., Alexey, B., Uchida, K., Thermoresponsive Heparin Bioconjugate as Novel Aqueous Anti throrombogenic Coating Material, Bioconjugate Chem., 2011, 22, 193-199.”に報告した。
(Test A6) Examination of anionic substances (when heparin is used)
The conditions were the same as those in Test A1 except for the conditions shown below.
(Test A6a) Preparation of cell culture composition and cell culture vessel Heparin was used as an anionic substance. The polymer / Tris / anionic substance mixture can be confirmed to have a cloud point of 30 to 32 ° C., and the above mixture, which has been solidified by raising the temperature to 37 ° C., is maintained at room temperature (25 ° C.). Although it remained in a solidified state for a period of 24 minutes, it was confirmed that the solidified product was gradually dissolved and changed into a homogeneous aqueous solution.
And the cell culture device which coat | covers the said mixture on a culture surface was obtained. This cell incubator had high cell affinity and antithrombotic properties.
The inventors have described the composition for cell culture according to the above test A6 as non-patent literature “Nakayama, Y., Yamaoka, S., Nemoto, Y., Alexey, B., Uchida, K., Thermoresponsive Heparin Bioconjugate as Novel Aqueous Anti throrombogenic Coating Material, Bioconjugate Chem., 2011, 22, 193-199. ”

(比較試験A1)非被覆の細胞培養器
下記に示す条件以外は、試験1と同様とした。詳細な条件は表1に示す。
未処理の、又はフィブロネクチンを被覆した、ポリスチレン製の24ウェル細胞培養プレートの各ウェルに、試験A1b、A1cと同様に、細胞播種(細胞密度:7.5×10個/mm(15×10個/mL))を行い、この細胞を細胞培養インキュベーター中で培養した。
3日後に、細胞はコンフルエントの状態となった。更に培養を続けたところ、大部分の細胞は増殖を止めたものの、ごく一部の細胞は、培養面に接着した細胞の上に重なるように増殖した。そして、ネクローシス、融合、剥離浮遊等を生じる細胞が増加して、多くの細胞が死滅した(この細胞死は、死細胞から放出された分解酵素やHSP(ヒートショックプロテイン)の影響であると推測される)(下記の図11に示す結果と同様の結果が得られた)。試験例A1bのように、プレート表面の露出や、細胞の管腔状(チューブ状)やペレット状の構造は、確認されなかった。
(Comparative test A1) Uncoated cell culture vessel It was the same as test 1 except for the conditions shown below. Detailed conditions are shown in Table 1.
In each well of an untreated or fibronectin-coated polystyrene 24-well cell culture plate, cell seeding (cell density: 7.5 × 10 2 cells / mm 2 (15 ×), as in tests A1b and A1c. 10 4 cells / mL)), and the cells were cultured in a cell culture incubator.
After 3 days, the cells became confluent. When the culture was further continued, most of the cells stopped growing, but a small part of the cells grew so as to overlap the cells adhered to the culture surface. Then, the number of cells that cause necrosis, fusion, exfoliation, etc. increased, and many cells died (this cell death is presumed to be the effect of degrading enzymes and HSP (heat shock protein) released from dead cells. (A result similar to the result shown in FIG. 11 below was obtained). As in Test Example A1b, no exposure of the plate surface, cell lumen (tube shape), or pellet structure was confirmed.

(比較試験A2)アニオン性物質を含まない組成物で被覆した細胞培養器
下記に示す条件以外は、試験1と同様とした。詳細な条件は表1に示す。
アニオン性物質を含まない、(A1a−3)で調製したポリマー/トリス混合物の水溶液を用いて、試験A1aの(A1a−7)と同様に、細胞培養器に対して細胞培養用組成物を被覆した。そして、培養面に細胞培養用組成物を被覆してなる24ウェル細胞培養プレート(細胞培養器)が得られた。
(Comparative Test A2) Cell culture vessel coated with a composition containing no anionic substance The same conditions as in Test 1 except for the conditions shown below. Detailed conditions are shown in Table 1.
Using an aqueous solution of the polymer / Tris mixture prepared in (A1a-3) that does not contain an anionic substance, the cell culture vessel is coated with the composition for cell culture in the same manner as in (A1a-7) of test A1a. did. Then, a 24-well cell culture plate (cell culture device) having a culture surface coated with the composition for cell culture was obtained.

ラット皮下脂肪由来の血管内皮細胞(初代培養細胞)を用いた。そして、細胞密度を7.5×10個/mm(15×10個/mL)とした。
上記以外は、試験A1b、A1cと同様に、細胞培養を行った。培養初期(培養6時間後)に、ほとんどの細胞は接着しておらず、培養2日目には、ほとんどの細胞がネクローシスしていることが確認された(図11)。
Vascular endothelial cells (primary cultured cells) derived from rat subcutaneous fat were used. The cell density was 7.5 × 10 2 cells / mm 2 (15 × 10 4 cells / mL).
Except for the above, cell culture was performed in the same manner as in Tests A1b and A1c. At the initial stage of culture (after 6 hours of culture), most cells did not adhere, and on the second day of culture, it was confirmed that most cells were necrotic (FIG. 11).

(試験A10)細胞構造体の製造
(試験A10a)細胞培養用組成物の調製
(A10a−1)ポリマー/アニオン性物質混合物の調製
アニオン性物質として、ポリアクリル酸ナトリウム(PAANa)を用いた。ポリアクリル酸(数平均分子量Mn=4.0×10g/moL)を秤量し、これに分子中のカルボキシル基と化学量論的に等モル数の水酸化ナトリウムを混合し、更に水を加えて水溶液とした。この水溶液を72時間攪拌した後に凍結乾燥させることにより粉末を得て、この粉末を以下の実験に用いた。この粉末の調整方法は当業者に周知である。20μLのポリマーの水溶液(85μg/mL)、30μLのポリアクリル酸ナトリウム水溶液(33μg/mL)、及び生理食塩水を調整した。試験A1と同様に、これらを混合し、C/A比を0.5、1、2、4、6とした混合物を、異なるポリマー及びポリアクリル酸ナトリウム量について、調整した。そして、この混合物をそれぞれの条件において適量の生理食塩水で希釈して、溶液の全量が200μLとなるように調整し、ポリマー/アニオン性物質混合物、すなわち細胞培養用組成物の水溶液を得た。詳細な条件は表1に示す。
(Test A10) Production of Cell Structure (Test A10a) Preparation of Composition for Cell Culture (A10a-1) Preparation of Polymer / Anionic Substance Mixture Sodium polyacrylate (PAANA) was used as the anionic substance. Polyacrylic acid (number average molecular weight Mn = 4.0 × 10 6 g / mol) was weighed, and this was mixed with a carboxyl group in the molecule and a stoichiometrically equimolar amount of sodium hydroxide, and water was further added. In addition, an aqueous solution was obtained. This aqueous solution was stirred for 72 hours and then freeze-dried to obtain a powder, which was used in the following experiment. This powder preparation method is well known to those skilled in the art. 20 μL of an aqueous polymer solution (85 μg / mL), 30 μL of a sodium polyacrylate aqueous solution (33 μg / mL), and physiological saline were prepared. In the same manner as in test A1, these were mixed to prepare a mixture having C / A ratios of 0.5, 1, 2, 4, and 6 for different polymers and sodium polyacrylate amounts. Then, this mixture was diluted with an appropriate amount of physiological saline under each condition to adjust the total amount of the solution to 200 μL, and a polymer / anionic substance mixture, that is, an aqueous solution of a cell culture composition was obtained. Detailed conditions are shown in Table 1.

(A10a−2)細胞培養器に対する細胞培養用組成物の被覆
(A10a−1)で調整した細胞培養用組成物の水溶液を用いて、(A1a−7)と同様に、ポリスチレン製の24ウェル細胞培養プレート(1ウェル当たりの底面積:200mm)の各ウェルを被覆した。
こうして、培養面であるウェルに細胞培養用組成物を被覆してなる24ウェル細胞培養プレート(細胞培養器)が得られた。
(A10a-2) Coating of cell culture composition on cell culture vessel Using the aqueous solution of the composition for cell culture prepared in (A10a-1), similarly to (A1a-7), 24-well cells made of polystyrene Each well of a culture plate (bottom area per well: 200 mm 2 ) was coated.
In this way, a 24-well cell culture plate (cell culture device) was obtained in which the well on the culture surface was coated with the composition for cell culture.

(試験A10b)管腔状(チューブ状)細胞の培養
ラット皮下脂肪由来の間質細胞(初代培養細胞)を用いて、細胞密度を10×10個/mL(細胞密度:5.0×10個/mm)とした以外は、(試験A1b)と同様に、細胞培養を行った(試験例A20〜A34)。
6日後に、細胞を観察した。C/A比を0.5とした試験例A20では細胞に変化は見られず、C/A比を1、2とした試験例A21、A22では、細胞の集合体は多数の小さな凝集体を形成し、C/A比を4とした試験例A23では、細胞の集合体は管腔状(チューブ状)の構造を形成し、C/A比を6とした試験例A24では、ほとんどの細胞が死滅した(図10、上段)。また、C/A比を0.5とした試験例A25では細胞に変化は見られず、C/A比を1とした試験例A26では、細胞の集合体は多数の小さな凝集体を形成し、C/A比を2とした試験例A27では、細胞の集合体は管腔状(チューブ状)の構造を形成し、C/A比を4、6とした試験例A28、A29では、ほとんどの細胞が死滅した(図10、中段)。更に、C/A比を0.5とした試験例A30では細胞に変化は見られず、C/A比を1とした試験例A31では、細胞の集合体は多数の小さな凝集体を形成し、C/A比を2、4、6とした試験例A32、A33、A34では、ほとんどの細胞が死滅した(図10、下段)。
(Test A10b) Culture of luminal (tubular) cells Using stromal cells (primary cultured cells) derived from rat subcutaneous fat, the cell density was 10 × 10 4 cells / mL (cell density: 5.0 × 10 6). Cell culture was carried out in the same manner as in (Test A1b) except that 2 pieces / mm 2 ) (Test Examples A20 to A34).
Cells were observed after 6 days. In Test Example A20 where the C / A ratio was 0.5, no change was observed in the cells, and in Test Examples A21 and A22 where the C / A ratio was 1, 2, the cell aggregates contained many small aggregates. In Test Example A23, which was formed and the C / A ratio was 4, most of the cells were formed in Test Example A24 in which the aggregate of cells formed a tubular (tube-like) structure, and the C / A ratio was 6. Died (Fig. 10, top). In Test Example A25 in which the C / A ratio was 0.5, no change was observed in the cells. In Test Example A26 in which the C / A ratio was 1, the cell aggregates formed many small aggregates. In Test Example A27 with a C / A ratio of 2, the aggregate of cells formed a tubular (tubular) structure, and in Test Examples A28 and A29 with a C / A ratio of 4 and 6, Cells were killed (FIG. 10, middle panel). Furthermore, in Test Example A30 in which the C / A ratio was 0.5, no change was observed in the cells, and in Test Example A31 in which the C / A ratio was 1, the cell aggregate formed many small aggregates. In Test Examples A32, A33, and A34 with C / A ratios of 2, 4, and 6, most cells were killed (FIG. 10, lower panel).

(試験A10c)ペレット状細胞の培養
ラット皮下脂肪由来の間質細胞(初代培養細胞)、及びGFP発現ベクターpQBI 25(DNA)を用いて、細胞密度を10.0×10個/mL(細胞密度:5.0×10個/mm)とした以外は、(試験A1c)と同様に、細胞培養を行った(試験例A38)。詳細な条件は表1に示す。1日後に、(試験A1c)と同様に、ペレット状の細胞構造体(直径約1mm)が形成した。
100mm径の細胞培養皿に10mLの培地を入れ、ここにバイオチューブを沈めた。上記(試験A1c)で得たペレット状の細胞構造体をピンセットで掴み、これをバイオチューブ上に載せたところ、5分後に細胞構造体はバイオチューブに接着して剥がれなくなった(図5(a)参照)。そのまま37℃で7日間インキュベートすると、ペレット状の細胞構造体は、その体積を減少させて、バイオチューブとの境界が実体顕微鏡を用いた観察では区別できなくなった。このバイオチューブを共焦点レーザー顕微鏡を用いて、バイオチューブのX−X’に沿ってクロスセクション観察したところ、GFP陽性の細胞がバイオチューブ中へ浸潤して生着していることが分かった。(図5(b)。上記現象は、ペレット状の細胞構造体からブリードした細胞が速やかに接着したものと考えられる。
これらの結果から、ペレット状の細胞構造体を、(1)培養細胞の層に載せることによって簡単に異種細胞の共培養を行える可能性、(2)生体組織と接触させることによって、細胞構造体を形成する細胞を組織に向かって浸潤させて接着させる可能性、(3)生体組織の欠損部位へ載せたり被覆したりすることによって、欠損部位に細胞を補填できる可能性が示された。
(Test A10c) Pellet-like cell culture Using a rat subcutaneous fat-derived stromal cell (primary culture cell) and the GFP expression vector pQBI 25 (DNA), the cell density was 10.0 × 10 4 cells / mL (cell Cell culture was performed in the same manner as in (Test A1c) except that the density was set to 5.0 × 10 2 pieces / mm 2 (Test Example A38). Detailed conditions are shown in Table 1. One day later, a pellet-like cell structure (diameter of about 1 mm) was formed in the same manner as in (Test A1c).
10 mL of medium was placed in a 100 mm diameter cell culture dish, and a biotube was submerged therein. The pellet-like cell structure obtained in the above (Test A1c) was grasped with tweezers and placed on the biotube. After 5 minutes, the cell structure adhered to the biotube and was not peeled off (FIG. 5 (a )reference). When incubated at 37 ° C. for 7 days, the volume of the pellet-like cell structure was reduced, and the boundary with the biotube became indistinguishable by observation using a stereomicroscope. When this biotube was observed by cross section along XX ′ of the biotube using a confocal laser microscope, it was found that GFP-positive cells were infiltrated into the biotube and were engrafted. (FIG. 5 (b). The above phenomenon is thought to be due to rapid adhesion of the bleed cells from the pellet-like cell structure.
From these results, the pellet-like cell structure can be easily co-cultured with different types of cells by (1) placing it on the cultured cell layer, and (2) the cell structure can be brought into contact with living tissue. It has been shown that the cells forming the cell can be infiltrated and adhered to the tissue, and (3) the cell can be filled in the defect site by covering or covering the defect site of the living tissue.

なお、本実施例で用いたバイオチューブ(人工血管とも言う)は、コラーゲンを主成分とするものであり、特開平2004−261260号公報、の実施例に記載される方法で作成されたものであるが、単にコラーゲンフィルムを巻いて作成したチューブを用いた場合にも同様の現象が生じる。   Note that the biotube (also referred to as an artificial blood vessel) used in this example has collagen as a main component, and was created by the method described in the example of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-261260. However, the same phenomenon occurs when a tube made by simply winding a collagen film is used.

上記試験例A及び比較試験例Aの結果を表1に示す。また、本発明の細胞培養用組成物及び細胞培養器を用いて培養された細胞の構造と、培養条件との相関を図12に示す。   The results of Test Example A and Comparative Test Example A are shown in Table 1. FIG. 12 shows the correlation between the structure of cells cultured using the cell culture composition and cell culture device of the present invention and the culture conditions.

(試験B)ポリマー/トリス混合物の解析
(試験B1)ポリマー/トリス混合物の曇点の測定
ポリマーの最終濃度を0.1%、重合体に対するトリスの割合を0、0.5、1、2、4、8として、(試験A)の(試験A1a)(A1a−3)と同様に、ポリマー/トリス混合物の水溶液を調整した(それぞれ、試験例B1、試験例B2、試験例B3、試験例B4、試験例B5、試験例B6)。
(Test B) Analysis of the polymer / Tris mixture (Test B1) Measurement of cloud point of the polymer / Tris mixture 0.1% of the final concentration of the polymer, and the ratio of Tris to the polymer is 0, 0.5, 1, 2, 4 and 8, as in (Test A) (Test A1a) and (A1a-3), an aqueous solution of a polymer / Tris mixture was prepared (Test Example B1, Test Example B2, Test Example B3, Test Example B4, respectively). Test Example B5, Test Example B6).

(試験A)の(試験A1a)(A1a−3)で調製したポリマー/トリス混合物の水溶液の、600nmにおける吸光度を、20℃〜37℃の間で測定した。
具体的には、上記の各水溶液2mLを、10mm×10mmの角型石英セル(厚さ1mm)にそれぞれ加えた。そして、初期温度20℃から1℃ずつ昇温させながら、各温度における吸光度を測定した。ここで、各温度における吸光度は、ポリマーの温度応答性の影響を受けないように、その温度を30分間維持した後の吸光度を測定することによって決定した。
その結果、トリスを含まない場合(試験例B1)には、ポリマーの曇点は、32℃であり、ポリマー/トリス混合物(試験例B2〜試験例B6)の曇点は、31.0℃〜30.5℃に低下した。
The absorbance at 600 nm of the aqueous solution of the polymer / Tris mixture prepared in (Test A1a) (A1a-3) of (Test A) was measured between 20 ° C. and 37 ° C.
Specifically, 2 mL of each aqueous solution was added to a 10 mm × 10 mm square quartz cell (thickness 1 mm). And the light absorbency in each temperature was measured, heating up 1 degreeC at a time from initial temperature 20 degreeC. Here, the absorbance at each temperature was determined by measuring the absorbance after maintaining the temperature for 30 minutes so as not to be affected by the temperature responsiveness of the polymer.
As a result, when Tris is not included (Test Example B1), the cloud point of the polymer is 32 ° C., and the cloud point of the polymer / Tris mixture (Test Example B2 to Test Example B6) is 31.0 ° C. to The temperature dropped to 30.5 ° C.

また、上記ポリマー/トリス混合物の水溶液の温度応答性について解析を行った。具体的には、上記各ポリマー/トリス混合物の水溶液を37℃で30分間静置して白濁させ、その後すぐに25℃で維持し、水溶液の透過率が100%(対照は水)となるまでに要する時間を測定した。
図13に結果を示す。ポリマーに対するトリスの割合が増加するほど、固相から液相への相転移の速度が小さくなっていることが確認された。
Moreover, it analyzed about the temperature responsiveness of the aqueous solution of the said polymer / Tris mixture. Specifically, the aqueous solution of each polymer / Tris mixture is allowed to stand at 37 ° C. for 30 minutes to become cloudy, and immediately maintained at 25 ° C. until the aqueous solution has a transmittance of 100% (control is water). The time required for was measured.
The results are shown in FIG. It was confirmed that the rate of phase transition from the solid phase to the liquid phase decreased as the ratio of Tris to the polymer increased.

(試験B2)ポリマー/トリス混合物のH NMRによる解析
ポリマーの最終濃度を4.1mg/mL、重合体に対するトリスの割合を1、2、4、8として、(試験A)の(試験A1a)(A1a−3)に記載した方法に準拠してポリマー/トリス混合物の重水(DO)溶液を調製した(それぞれ、試験例B7、試験例B8、試験例B9、試験例B10)。
このポリマー/トリス混合物の核磁気共鳴スペクトル(NMR)を、核磁気共鳴装置(Varian社製、型番:Gemini300)を用いて、4℃、25℃、37℃の条件で測定した。詳細な条件は表2に示す。
(Test B2) Analysis of polymer / Tris mixture by 1 H NMR The final concentration of the polymer was 4.1 mg / mL, and the ratio of Tris to the polymer was 1, 2, 4, 8 (Test A1a) (Test A1a) A heavy water (D 2 O) solution of a polymer / Tris mixture was prepared based on the method described in (A1a-3) (Test Example B7, Test Example B8, Test Example B9, Test Example B10, respectively).
The nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) of this polymer / Tris mixture was measured under the conditions of 4 ° C., 25 ° C., and 37 ° C. using a nuclear magnetic resonance apparatus (manufactured by Varian, model number: Gemini 300). Detailed conditions are shown in Table 2.

図14に結果を示す。ポリマーのH NMRシグナルの積分値とはポリマー側鎖の−N(CH基のプロトンの積分値を指し、トリスの積分値とは−C(CHOH)基のプロトンの積分値を指す。4℃では、ポリマーに対するトリスの重量比(相対比)と、ポリマーに対するトリスのH NMRシグナルの積分値の比とが、ほぼ理論値通りの値を示した。25℃では、ポリマーに対するトリスの重量比(相対比)が増大するにつれて、ポリマーに対するトリスのH NMRシグナルの積分値の比が急激に増大した。37℃では、ポリマー側鎖のプロトンのピークは検出されなかった。これらの結果から、ポリマー/トリス混合物は25℃付近を超えると、疎水凝集により凝集塊を形成し、これにより温度応答性に凝集するポリマーが磁場環境から遮蔽されること、またその一方で、水溶性のポリマー/トリス混合物では、いかなる温度においてもトリスはポリマーと比較して溶媒中に存在している割合が多いことがわかった(無論、トリス分子の一部はポリマーとの水素結合によりポリマーと共に凝集塊の内部に取り込まれていると考えられる)。 The results are shown in FIG. The integral value of the 1 H NMR signal of the polymer refers to the integral value of -N (CH 3 ) 2 protons in the polymer side chain, and the integral value of Tris refers to the integral of protons of -C (CH 2 OH) 3 groups. Points to the value. At 4 ° C., the weight ratio (relative ratio) of Tris to the polymer and the ratio of the integral value of Tris 1 H NMR signal to the polymer showed values that were almost theoretical values. At 25 ° C., as the weight ratio (relative ratio) of Tris to polymer increased, the ratio of the integrated value of Tris 1 H NMR signal to polymer increased rapidly. At 37 ° C, no polymer side chain proton peak was detected. From these results, when the polymer / Tris mixture exceeds about 25 ° C., it forms agglomerates due to hydrophobic aggregation, thereby shielding the polymer that aggregates in a temperature-responsive manner from the magnetic field environment. It was found that in any polymer / Tris mixture, Tris is present in the solvent in a higher proportion at any temperature compared to the polymer (of course, some of the Tris molecules are attached to the polymer by hydrogen bonding with the polymer). It is thought that it is taken in the agglomerate).

(試験B3)ポリマー/トリス混合物の示差走査熱量計による解析
ポリマーの最終濃度を4.1mg/mL、重合体に対するトリスの割合を0、0.5、1、2、4、8として、(試験A)の(試験A1a)(A1a−3)と同様に、ポリマー/トリス混合物の水溶液を調整した(それぞれ、試験例B11、試験例B12、試験例B13、試験例B14、試験例B15、試験例B16)。
以下に記載する温度制御は熱分析装置のプログラムを使用して行なった。ポリマー/トリス混合物の水溶液を40℃まで加熱して3分間維持し、密閉式測定セル内で沈殿を生じさせた後、この混合物を瞬時に25℃まで冷却し、そのまま25℃で維持した。そして、この混合物を、示差走査熱量計(島津製作所製、型番:DSC60)を用いて、微分示差走査熱量測定(dDSC)に供した。詳細な条件は表2に示す。
(Test B3) Analysis of Polymer / Tris Mixture by Differential Scanning Calorimeter Assuming that the final concentration of polymer is 4.1 mg / mL and the ratio of Tris to polymer is 0, 0.5, 1, 2, 4, 8, (Test In the same manner as (Test A1a) and (A1a-3) of A), an aqueous solution of a polymer / Tris mixture was prepared (Test Example B11, Test Example B12, Test Example B13, Test Example B14, Test Example B15, Test Example, respectively) B16).
The temperature control described below was performed using a program of the thermal analyzer. The polymer / Tris mixture aqueous solution was heated to 40 ° C. and maintained for 3 minutes to cause precipitation in a closed measuring cell, and then the mixture was instantaneously cooled to 25 ° C. and maintained at 25 ° C. as it was. Then, this mixture was subjected to differential differential scanning calorimetry (dDSC) using a differential scanning calorimeter (manufactured by Shimadzu Corporation, model number: DSC60). Detailed conditions are shown in Table 2.

図15に結果を示す。ポリマー/トリス混合物は25℃付近で溶解し、この際に吸熱が生じるところ、ポリマーに対するトリスの重量比が増大するにつれて、25℃に冷却してから吸熱が生じるまでの時間が長くなることがわかった。   FIG. 15 shows the result. The polymer / Tris mixture melts around 25 ° C., where an endotherm occurs, and as the weight ratio of Tris to the polymer increases, the time from cooling to 25 ° C. until the endotherm occurs increases. It was.

そして、(試験B1)〜(試験B3)の結果から、温度応答性を有するポリマーにトリスを加えることによって、ポリマーを含む組成物の温度応答性に変化が生じることが明らかとなった。より詳細には、トリスを加えることによって、一度37℃で培養皿の底面にポリマーを含む組成物を、凝集、沈殿させて塗布することによって調製した細胞培養器に対して、室温(約25℃)で(例えば、クリーンベンチ内で)細胞播種の操作を行う際に、細胞培養器に被覆したポリマー層がその温度応答性により再溶解して流失してしまうことを防ぐことができる。   From the results of (Test B1) to (Test B3), it was revealed that the temperature responsiveness of the composition containing the polymer is changed by adding Tris to the polymer having temperature responsiveness. More specifically, by adding Tris, once at 37 ° C, the composition containing the polymer on the bottom of the culture dish is agglomerated, precipitated and applied to a cell incubator prepared at room temperature (about 25 ° C). ) (For example, in a clean bench), it is possible to prevent the polymer layer coated on the cell culture vessel from being redissolved and washed away due to its temperature responsiveness.

上記試験例B及び比較試験例Bの結果を表2に示す。   The results of Test Example B and Comparative Test Example B are shown in Table 2.

(試験C)細胞培養器表面のゼータ電位の測定
(試験C1)細胞培養器表面(固体表面)のゼータ電位の測定
(試験C1−1)細胞培養器に対する細胞培養用組成物の被覆
ポリスチレン製の細胞培養プレート(Nunc社、Nunclon(登録商標) Δ Surface、100mm径)を、35mm×14mm×1mmのサイズの小片に裁断した。なお、上記細胞培養プレートは、アンモニア及び酸素を含む混合ガス中でプラズマ放電を行うことによって調製され、この処理により、アンモニア由来のアミノ基(−NH)及び酸素由来のカルボキシル基(−COOH)が導入されたものである。
ここで、(試験A)の(試験A3)と同様に、C/A比を0.5、2、4、8、16として、ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物を調製し、そして、(試験A)の(試験A1)(A1a−7)と同様に、各ポリマー/トリス混合物を、上記裁断された細胞培養プレートに対して被覆した(それぞれ、試験例C1、試験例C2、試験例C3、試験例C4、試験例C5)。
具体的には、ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物の水溶液を、上記小片の細胞接着面の全表面に流延させ、この細胞培養プレートの小片を別の細胞培養プレート内に置き蓋をした。
加湿用水の存在下で乾燥を防ぎながら細胞培養インキュベーター(37℃、5%CO)中で6時間インキュベートを行い、その後、加湿用水の使用をやめると同時に細胞培養プレートの蓋を外すことによりインキュベーター内は乾燥条件にして、24時間インキュベートを行った。その結果、約21時間後には、混合物を流延させた面の水分は、ほとんど蒸発していた。走査型電子顕微鏡による観察により、ポリマー/トリス混合物の水溶液を流延した小片のほぼ全面に、ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物による被覆層が均質に形成されていることがわかった。
(Test C) Measurement of zeta potential on cell culture vessel surface (Test C1) Measurement of zeta potential on cell culture vessel surface (solid surface) (Test C1-1) Coating of cell culture composition on cell culture vessel Made of polystyrene Cell culture plates (Nunc, Nunclon® Δ Surface, 100 mm diameter) were cut into small pieces of size 35 mm × 14 mm × 1 mm. The cell culture plate is prepared by performing plasma discharge in a mixed gas containing ammonia and oxygen. By this treatment, an ammonia-derived amino group (—NH 2 ) and an oxygen-derived carboxyl group (—COOH) are prepared. Is introduced.
Here, similar to (Test A3) of (Test A), a polymer / Tris / anionic material mixture was prepared with a C / A ratio of 0.5, 2, 4, 8, 16 and (Test As in (Test A1) (A1a-7) of A), each polymer / Tris mixture was coated on the cut cell culture plate (Test Example C1, Test Example C2, Test Example C3, respectively). Test Example C4, Test Example C5).
Specifically, an aqueous solution of a polymer / Tris / anionic substance mixture was cast on the entire surface of the cell adhesion surface of the small piece, and the small piece of the cell culture plate was placed in another cell culture plate and covered.
Incubate for 6 hours in a cell culture incubator (37 ° C., 5% CO 2 ) while preventing drying in the presence of humidification water, then stop using the humidification water and remove the lid of the cell culture plate at the same time. The inside was dried and incubated for 24 hours. As a result, after about 21 hours, the water on the surface on which the mixture was cast was almost evaporated. Observation with a scanning electron microscope revealed that a coating layer of the polymer / tris / anionic substance mixture was uniformly formed on almost the entire surface of the small piece casted with the aqueous solution of the polymer / tris mixture.

(試験C1−2)ゼータ電位の測定1
(試験C1−2a)C/A比との関係について
上記被覆された小片の被覆表面のゼータ電位を、ゼータ電位計(大塚電子社製、型番:ELSZ)及び平板試料用セルユニットを用いて測定した。
具体的には、石英セルの下面に小片の試料を密着させ、セル内部にモニター粒子懸濁液を注入した。ここで、標準のモニター粒子として、ポリスチレンラテックス(粒子径:約500nm)をヒドロキシプロピルセルロース(Mw=30,000)で被覆した粒子(ゼータ電位:−5mV〜+5mV)を用いた。また、溶媒として、10mMの塩化ナトリウム水溶液をpH=7、37℃の条件下で用いた。そして、ゼータ電位は、Smoluchowski式を用いて算出した。
非被覆の細胞培養プレートの表面のゼータ電位は−68mVであり、一般的な熱可塑性樹脂の固体表面のゼータ電位として当業者に周知の値であった(比較試験例C1)。
一方、ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物により被覆された細胞培養プレートの表面のゼータ電位は、正の値を示し、また、C/A比依存的に増加することがわかった。具体的には、C/A比=0.5の試験例C1では、−28mV、C/A比=2の試験例C3では、0.5mV、C/A比=4の試験例C3では、19mV、C/A比=8の試験例C4では、20mV、C/A比=16の試験例C5では、22mVであった。
この結果を(試験A)の(試験A3)の結果と比較することによって、細胞培養器の表面のゼータ電位が細胞の分化に影響を及ぼす可能性が示唆された。
なお、当業者に周知の通り、現在の技術では、固体表面のゼータ電位の測定値は、±10%程度のバラツキを有するものであり、また、試料の調製工程においても、コーティング操作自体にバラツキが存在するものであるため、上記ゼータ電位の測定値はある程度の誤差を有し得る。図16に結果を示す。細胞培養器表面全体のゼータ電位は、C/A比が増大するにつれて飽和する傾向が見られた。
(試験C1−2b)pHとの関係について
(試験C1−2a)と同様に、上記被覆された小片の被覆表面のゼータ電位を測定した。
モニター粒子懸濁液の溶媒をpH=5の条件下で用いた。まず、非被覆の細胞培養プレートの表面のゼータ電位を測定したところ、−40mVであった(比較試験例C2)。これは、酸性条件とすることにより、培養プレート表面に導入されたカルボキシル基(−COOH)のプロトンの解離が抑制されると共に、アミノ基(−NH)のプロトン化が促進されて、陽電荷が増加した結果であると推測される。一方、ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物により被覆された細胞培養プレートの表面のゼータ電位は、正の値を示し、また、C/A比依存的に増加することがわかった。具体的には、C/A比=2の試験例C6では、36mVであった。試験例C2の結果(pH=7、0.5mV)と比較すると、電位が大きく高まった。
この結果は、ポリマーが有する三級アミノ基のプロトン化が促進されて、陽電荷が増加した結果であると推測される。なお、pH=5、C/A比=2の条件における36mVというゼータ電位は、pH=7、C/A比=16の条件における(試験例C5)22mVというゼータ電位と比較して高い。
なお、モニター粒子懸濁液の溶媒をpH=9の条件下で用いたところ、非被覆の細胞培養プレートの表面のゼータ電位は−71mVであり(比較試験例C3)、ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物により被覆された細胞培養プレートの表面のゼータ電位は、C/A比=2の試験例C10では、−12mVとなり、負の値に転じた。
これらの結果より、細胞の分化に影響を及ぼす可能性がある、細胞培養器の表面のゼータ電位は、細胞培養用組成物のpHによっても調製することが可能であることが示された。
(Test C1-2) Zeta potential measurement 1
(Test C1-2a) Relationship with C / A Ratio The zeta potential of the coated surface of the coated piece was measured using a zeta potentiometer (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., model number: ELSZ) and a cell unit for flat plate samples. did.
Specifically, a small sample was brought into close contact with the lower surface of the quartz cell, and a monitor particle suspension was injected into the cell. Here, particles (zeta potential: −5 mV to +5 mV) obtained by coating polystyrene latex (particle diameter: about 500 nm) with hydroxypropylcellulose (Mw = 30,000) were used as standard monitor particles. As a solvent, a 10 mM sodium chloride aqueous solution was used under the conditions of pH = 7 and 37 ° C. The zeta potential was calculated using the Smoluchowski equation.
The zeta potential of the surface of the uncoated cell culture plate was −68 mV, which was a value well known to those skilled in the art as the zeta potential of a general thermoplastic resin solid surface (Comparative Test Example C1).
On the other hand, it was found that the zeta potential on the surface of the cell culture plate coated with the polymer / Tris / anionic substance mixture showed a positive value and increased depending on the C / A ratio. Specifically, in test example C1 with C / A ratio = 0.5, in test example C3 with -28 mV and C / A ratio = 2, in test example C3 with C / A ratio = 4, In Test Example C4 of 19 mV and C / A ratio = 8, it was 20 mV and in Test Example C5 of C / A ratio = 16, it was 22 mV.
By comparing this result with the result of (Test A3) in (Test A), it was suggested that the zeta potential on the surface of the cell culture vessel may affect cell differentiation.
As is well known to those skilled in the art, in the current technology, the measured value of the zeta potential on the solid surface has a variation of about ± 10%, and also in the sample preparation process, the coating operation itself varies. Therefore, the measured value of the zeta potential may have a certain amount of error. FIG. 16 shows the result. The zeta potential across the cell culture vessel surface tended to saturate as the C / A ratio increased.
(Test C1-2b) Relationship with pH In the same manner as (Test C1-2a), the zeta potential of the coated surface of the coated piece was measured.
The solvent of the monitor particle suspension was used under the condition of pH = 5. First, the zeta potential of the surface of the uncoated cell culture plate was measured and found to be −40 mV (Comparative Test Example C2). This is because, under acidic conditions, dissociation of protons of carboxyl groups (—COOH) introduced to the surface of the culture plate is suppressed, and protonation of amino groups (—NH 2 ) is promoted, resulting in positive charge. Is estimated to be the result of the increase. On the other hand, it was found that the zeta potential on the surface of the cell culture plate coated with the polymer / Tris / anionic substance mixture showed a positive value and increased depending on the C / A ratio. Specifically, in Test Example C6 where the C / A ratio = 2, it was 36 mV. Compared with the result of Test Example C2 (pH = 7, 0.5 mV), the potential was greatly increased.
This result is presumed to be a result of an increase in the positive charge by promoting the protonation of the tertiary amino group of the polymer. The zeta potential of 36 mV at pH = 5 and C / A ratio = 2 is higher than the zeta potential of 22 mV at pH = 7 and C / A ratio = 16 (Test Example C5).
When the solvent of the monitor particle suspension was used under the condition of pH = 9, the zeta potential on the surface of the uncoated cell culture plate was −71 mV (Comparative Test Example C3), and the polymer / Tris / anionic property The zeta potential on the surface of the cell culture plate coated with the substance mixture was −12 mV in Test Example C10 with a C / A ratio = 2, and turned negative.
From these results, it was shown that the zeta potential on the surface of the cell culture vessel, which may affect cell differentiation, can also be prepared by the pH of the cell culture composition.

(試験C1−3)ゼータ電位の測定2
標準のモニター粒子として、FCS(ウシ胎児血清、インビトロジェン社製、オーストラリア産、ロット番号852546)溶液中のタンパク粒子を用いた以外は、(試験C2)と同様にゼータ電位を測定した。
なお、FCSは当業者に周知の通り混合物であるため、FCS溶液にレーザー光を照射した際に中性域で一番強い光散乱のピークが観察された(ほとんどの場合単一ピークとして観察される)粒子をモニター粒子とした。
10%FCS水溶液中で測定した上記標準のモニター粒子のゼータ電位は、約−20mVであった。
非被覆の細胞培養プレートの表面のゼータ電位は−19mVであり(比較試験例C4)、一方、ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物により被覆された細胞培養プレートの表面のゼータ電位は、いずれのC/A比においても約−14mVであった(試験例C11〜C14)。
非被覆の細胞培養プレートの場合には、その表面のゼータ電位は、FCSのモニター粒子のゼータ電位とほぼ同程度であることから、プレート表面にFCSに含まれるタンパク質成分が吸着していることが示唆された。一方、細胞培養用組成物で被覆した細胞培養プレートの場合には、その表面のゼータ電位は、FCSのモニター粒子のゼータ電位と比較して、絶対値が小さい値であることから、FCSに含まれるタンパク質成分のプレート表面への吸着の阻害、又は一部のタンパク質成分のプレート表面への選択的吸着が生じていることが示唆された。
(Test C1-3) Zeta potential measurement 2
The zeta potential was measured in the same manner as in (Test C2) except that protein particles in FCS (fetal bovine serum, manufactured by Invitrogen, Australia, lot number 852546) solution were used as standard monitor particles.
Since FCS is a mixture as is well known to those skilled in the art, the strongest light scattering peak was observed in the neutral range when the FCS solution was irradiated with laser light (in most cases, it was observed as a single peak). The particles were used as monitor particles.
The zeta potential of the standard monitor particle measured in 10% FCS aqueous solution was about −20 mV.
The zeta potential on the surface of the uncoated cell culture plate is -19 mV (Comparative Test Example C4), while the zeta potential on the surface of the cell culture plate coated with the polymer / Tris / anionic mixture is any C The / A ratio was also about -14 mV (Test Examples C11 to C14).
In the case of an uncoated cell culture plate, the zeta potential on the surface thereof is almost the same as the zeta potential of the FCS monitor particles, so that the protein component contained in the FCS may be adsorbed on the plate surface. It was suggested. On the other hand, in the case of a cell culture plate coated with a composition for cell culture, the zeta potential of the surface is smaller than the zeta potential of the FCS monitor particles, and thus is included in the FCS. It was suggested that inhibition of the adsorption of protein components to the plate surface or selective adsorption of some protein components to the plate surface occurred.

(試験C2)細胞培養器表面の微粒子のゼータ電位の測定
上記(A1a−5)ポリマー/トリス/アニオン性物質混合物の調製の記載に準拠してポリマー/アニオン性物質混合物、すなわち、本発明の細胞構造体の製造方法に用いる細胞培養用組成物の水溶液を調製した。
アニオン性物質として、ホタルルシフェラーゼレポーターベクター(DNA)(プロメガ社製、型番:E1741)を当業者に周知の方法で脱塩し、DNaseフリー水にDNAを溶解させた(最終濃度:33μg/mL)。
ポリマーの水溶液は最終濃度100μg/mLに調整し、50μL、100μL、200μL、400μL、800μLを前記DNA溶液300μLに少しずつ滴下して混合した。そして、この混合物を水で希釈して、いずれの溶液も全量が約2,000μLとなるように調整し、ポリマー/アニオン性物質混合物、すなわち、本発明の細胞構造体の製造方法に用いる細胞培養用組成物の水溶液を得た(それぞれ、試験例C15、試験例C16、試験例C17、試験例C18、試験例C19)。CA比としては、それぞれ1、2、4、8、16となる。調製した溶液をゼータ電位計(シスメックス社、ゼーターサイザーナノ)を使用して溶液中でブラウン運動している微粒子のゼータ電位を測定した。
(Test C2) Measurement of the zeta potential of fine particles on the surface of a cell incubator Polymer / anionic substance mixture, that is, the cell of the present invention in accordance with the description in (A1a-5) Preparation of polymer / tris / anionic substance mixture An aqueous solution of the cell culture composition used in the method for producing the structure was prepared.
As an anionic substance, firefly luciferase reporter vector (DNA) (manufactured by Promega, model number: E1741) was desalted by a method well known to those skilled in the art, and DNA was dissolved in DNase-free water (final concentration: 33 μg / mL). .
The aqueous polymer solution was adjusted to a final concentration of 100 μg / mL, and 50 μL, 100 μL, 200 μL, 400 μL, and 800 μL were added dropwise to 300 μL of the DNA solution and mixed. Then, this mixture is diluted with water to adjust the total amount of each solution to about 2,000 μL, and the cell culture used in the method for producing a polymer / anionic substance mixture, that is, the cell structure of the present invention. An aqueous solution of the composition was obtained (Test Example C15, Test Example C16, Test Example C17, Test Example C18, Test Example C19, respectively). The CA ratios are 1, 2, 4, 8, and 16, respectively. The prepared solution was measured for the zeta potential of the fine particles that were in Brownian motion in the solution using a zeta electrometer (Sysmex Corporation, Zeta Sizer Nano).

図17に結果を示す。細胞培養器表面に凝集して沈殿する前の微粒子についても、そのゼータ電位は、C/A比が増大するにつれて飽和する傾向が見られた。この結果は、細胞培養器表面全体のゼータ電位の測定結果と相関を有していた。   FIG. 17 shows the result. As for the fine particles before aggregation and precipitation on the surface of the cell culture vessel, the zeta potential tended to saturate as the C / A ratio increased. This result had a correlation with the measurement result of the zeta potential of the entire cell culture device surface.

上記試験例C及び比較試験例Cの結果を表3に示す。   The results of Test Example C and Comparative Test Example C are shown in Table 3.

(試験D)細胞培養器の表面構造解析
(試験D−1)原子間力顕微鏡(AFM)による表面構造解析
図18(a)に、非被覆又は細胞培養用組成物で被覆した細胞培養プレートの表面を、ダイナミックタッピングモードで測定した画像を示す。この結果から、プレートの表面のナノスケールでの凹凸が、C/A比により変化する様子が確認された(試験例D1、試験例D2、試験例D3、試験例D4)。
図18(b)に、非被覆又は細胞培養用組成物で被覆した細胞培養プレートの表面を、位相モードで画像化したものを示す。この結果から、プレートの表面の粘弾性的又は吸着的性質も、プレート表面のナノスケールでの凹凸と同様に、C/A比により変化する様子が確認された(試験例D1、試験例D2、試験例D3、試験例D4)。
(Test D) Surface structure analysis of cell culture vessel (Test D-1) Surface structure analysis by atomic force microscope (AFM) FIG. 18 (a) shows an uncoated or cell culture plate coated with a composition for cell culture. The image which measured the surface in the dynamic tapping mode is shown. From this result, it was confirmed that the unevenness on the nanoscale of the surface of the plate changes depending on the C / A ratio (Test Example D1, Test Example D2, Test Example D3, Test Example D4).
FIG. 18B shows an image of the surface of a cell culture plate that is uncoated or coated with a composition for cell culture in phase mode. From this result, it was confirmed that the viscoelastic or adsorptive property of the surface of the plate also changes depending on the C / A ratio, as with the nanoscale irregularities on the plate surface (Test Example D1, Test Example D2, Test Example D3, Test Example D4).

(試験D−2)蛍光顕微鏡による表面観察
アニオン性物質として、Cy3で蛍光標識した2.7kbのDNA(Mirus Bio、型番:MIR7904)を用いた。(A0a)と同様に、C/A比を2、4、8、16(それぞれ、試験例D5、試験例D6、試験例D7、試験例D8)としたポリマー/アニオン性物質混合物を調整した。そして、(A1a−7)と同様に、ポリスチレン製の24ウェル細胞培養プレート(1ウェル当たりの底面積:200mm)の各ウェルを被覆した。プレートを37℃で6時間インキュベーションした後、各ウェルを蛍光顕微鏡(ニコン社製、商品名:TE2000−U)を用いて観察した(励起波長:488nm、蛍光波長:570nm)。詳細な条件は表4に示す。
図19に、観察結果を示す。C/A比を2とした試験例D5から、C/A比を16とした試験例D8に向かって、蛍光強度が低くなる傾向が見られた。この結果は、C/A比が大きい場合にはCy3標識DNAがポリマーに被覆されるため、レーザー光がポリマーに遮断されたことを示唆している。
(Test D-2) Surface observation with fluorescence microscope As an anionic substance, 2.7 kb DNA (Mirus Bio, model number: MIR7904) fluorescently labeled with Cy3 was used. Similarly to (A0a), a polymer / anionic substance mixture having C / A ratios of 2, 4, 8, and 16 (Test Example D5, Test Example D6, Test Example D7, and Test Example D8, respectively) was prepared. Then, each well of a 24-well cell culture plate made of polystyrene (bottom area per well: 200 mm 2 ) was coated in the same manner as (A1a-7). After incubating the plate at 37 ° C. for 6 hours, each well was observed using a fluorescence microscope (Nikon Corporation, trade name: TE2000-U) (excitation wavelength: 488 nm, fluorescence wavelength: 570 nm). Detailed conditions are shown in Table 4.
FIG. 19 shows the observation results. There was a tendency for the fluorescence intensity to decrease from Test Example D5 with a C / A ratio of 2 to Test Example D8 with a C / A ratio of 16. This result suggests that when the C / A ratio is large, Cy3-labeled DNA is coated on the polymer, so that the laser light is blocked by the polymer.

(試験D−3)水中AFMによる表面観察
アニオン性物質として、ホタルルシフェラーゼレポーターベクター(DNA)(プロメガ社製、型番:E1741)を当業者に周知の方法で脱塩し、DNaseフリー水へ溶解して用いた。(A1a−5)と同様に、C/A比を2、4、8、16(それぞれ、試験例D9、試験例D10、試験例D11、試験例D12)としたポリマー/アニオン性物質混合物を調整した。そして、(A1a−7)と同様に、ポリスチレン製の24ウェル細胞培養プレート(1ウェル当たりの底面積:200mm)の各ウェルを被覆した。プレートを37℃で3時間インキュベーションした後、各ウェルを原子間力顕微鏡(島津製作所社製、SPM−9700)を用いて観察した(共振周波数75kHz〜145kHz、バネ定数0.1N/m、窒化ケイ素)。詳細な条件は表4に示す。
図20に、観察結果を示す。図20上段は、ダイナミックタッピングモードによる画像を示し、図20下段は、位相モードでの画像を示す。C/A比を2とした試験例D9から、C/A比を16とした試験例D12に向かって、微粒子の数(密度)が増大する傾向が見られた。微粒子は直径50nm〜500nmであった。この結果から、ポリマー/アニオン性物質混合物は、被覆時に流延してフィルムになることなく、培養皿の底面に微粒子として沈殿して堆積していること、これによりウェルにポリスチレンが露出する領域が存在することが確認された。
(Test D-3) Surface observation by underwater AFM As an anionic substance, firefly luciferase reporter vector (DNA) (manufactured by Promega, model number: E1741) is desalted by a method well known to those skilled in the art and dissolved in DNase-free water. Used. Similarly to (A1a-5), a polymer / anionic substance mixture having a C / A ratio of 2, 4, 8, 16 (Test Example D9, Test Example D10, Test Example D11, Test Example D12, respectively) was prepared. did. Then, each well of a 24-well cell culture plate made of polystyrene (bottom area per well: 200 mm 2 ) was coated in the same manner as (A1a-7). After incubating the plate at 37 ° C. for 3 hours, each well was observed using an atomic force microscope (SPM-9700, manufactured by Shimadzu Corporation) (resonance frequency 75 kHz to 145 kHz, spring constant 0.1 N / m, silicon nitride) ). Detailed conditions are shown in Table 4.
FIG. 20 shows the observation results. The upper part of FIG. 20 shows an image in the dynamic tapping mode, and the lower part of FIG. 20 shows an image in the phase mode. There was a tendency for the number (density) of fine particles to increase from Test Example D9 with a C / A ratio of 2 to Test Example D12 with a C / A ratio of 16. The fine particles had a diameter of 50 nm to 500 nm. From this result, it was found that the polymer / anionic substance mixture was deposited and deposited as fine particles on the bottom surface of the culture dish without casting into a film at the time of coating, so that there was an area where polystyrene was exposed to the well. It was confirmed to exist.

上記試験例D及び比較試験例Dの結果を表4に示す。   The results of Test Example D and Comparative Test Example D are shown in Table 4.

本発明の細胞培養用組成物及び/又は細胞培養器は、分化した細胞の構造と同様な構造を有する細胞構造体を細胞培養器内に再現することを可能にし、分化した細胞中で発現しているDNAやタンパク質等の情報を得るための有用なツールを提供する。
また、例えば、血管内皮細胞に対して本発明を適用した場合には、管腔状の血管細胞を培養することができる。この血管細胞を心臓に貼り付けることによって、この細胞から毛細血管を発生させて、閉塞した血管付近に側副血流を設けることが可能となり得る。更に、例えば、この血管細胞と心筋細胞とを共培養することによって、血管系を備える心筋細胞を構築することが可能となり得る。
The cell culture composition and / or cell culture device of the present invention makes it possible to reproduce a cell structure having a structure similar to the structure of a differentiated cell in the cell culture device and is expressed in the differentiated cell. It provides useful tools for obtaining information such as DNA and proteins.
For example, when the present invention is applied to vascular endothelial cells, luminal vascular cells can be cultured. By attaching the vascular cells to the heart, it may be possible to generate capillaries from the cells and provide collateral blood flow in the vicinity of the blocked blood vessel. Further, for example, by co-culturing the vascular cells and cardiomyocytes, it may be possible to construct cardiomyocytes having a vascular system.

Claims (3)

2−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレーの重合体と、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールと、核酸、ヘパリンポリアクリル酸、ポリメタクリル酸これらのアルカリ金属塩からなる群から選択される一種以上のアニオン性物質とを含み、
前記重合体に対する、前記2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールの割合が、1.0以下であり、
C/A比が、0.5〜16である
ことを特徴とする、細胞培養用組成物。
2-N, N-a polymer of dimethylaminoethyl methacrylate click relay DOO, and 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, nucleic acid, heparin, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, the alkali metal see containing and one or more anionic material selected from the group consisting of salts,
The ratio of the 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol to the polymer is 1.0 or less,
A composition for cell culture , wherein the C / A ratio is 0.5 to 16 .
培養面が、請求項1に記載の組成物で被覆されたことを特徴とする、細胞培養器。 A cell culture vessel, wherein a culture surface is coated with the composition according to claim 1 . 前記培養面が、単位面積当たりに有する2−N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレーの重合体の量が、5〜200ng/mmである、請求項に記載の細胞培養器。 The culture surface, 2-N having per unit area, the amount of N- dimethylaminoethyl methacrylate click relay bets polymer is 5~200ng / mm 2, a cell culture of claim 2.
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