JP6154439B2 - より適切な細胞変異体を選択可能であり、継続的に培養液を製造する移動型容器を備える連続培養装置 - Google Patents
より適切な細胞変異体を選択可能であり、継続的に培養液を製造する移動型容器を備える連続培養装置 Download PDFInfo
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Description
個体群の大きさは、維持可能であるので、選択は連続培養を介してより効率的に行われる。段階希釈とは区別される連続培養では、少量の培養している培養物が、定期的に等量の新鮮な増殖培地に置き換えられるように、相対的に少ない容積を必要とする。この方法では、周期的な希釈の間に、有効個体群サイズを、その最小サイズを増加させることで最大化する。連続培養を可能とする装置は、特定の時間間隔で希釈を行う場合には、「ケモスタット(chemostats)」と称され、培養物が特定の密度まで増殖したときに自動的に希釈を行う場合、「タービドスタット(turbidostats)」と称される。
(1)は、装置における異なる複数領域を含む柔軟性のあるチューブを表し、その領域とは、上流の新鮮な培地(7)、培養チャンバ(10)、サンプリングチャンバ(11)、及び処理済みの増殖培養領域(15)であり、
(2)は、ユーザにより決定された条件に従って温度規制を可能とするサーモスタット制御ボックスを表し、ここに、
a.前記培養チャンバ(10)と、
b.前記サンプリングチャンバ(11)と、
c.前記培養チャンバ(10)の開始点を規定する上流ゲート(3)と、
d.前記培養チャンバ(10)の終点と前記サンプリングチャンバ(11)の開始点を規定する下流ゲート(4)と、
e.前記サンプリングチャンバ(11)の終点を規定する第二下流ゲート(5)と、
f.ユーザまたは自動制御をして、増殖している培養物の光学密度の監視、並びにフィードバック制御システムの動作を可能ならしめ、培養密度(タービドスタット機能)に基づいて、チューブ(1)の制御された移動を可能ならしめる濁度計(6)と、
g.一または複数の撹拌機とが設置されて良い。aからgに挙げた装置要素は、サーモスタット制御ボックスの外部、またはその非存在下に設けられても良いことに留意すべきである。
(8)は、動作の際に、新鮮な培地とチューブとを供給するために、新鮮な培地が充填されたチューブを搭載したバレルを表し、
(12)は、任意の紫外線ゲートを表し、
(13)は、動作の自動化及び制御を可能とする、光学密度濁度計、温度測定規制装置、撹拌機、及び傾斜モータ等の、複数の異なる監視または動作インターフェースと通信する通信手段と接続されたコンピュータからなるコントロールシステムを表し、
(14)は、処理済みの増殖培養物が充填されたチューブを含むチューブを巻きつけた、任意の処理バレルを表し、
(15)は、前記サンプリングチャンバの下流に位置する、処理済みの増殖培養物を表す。
2 サーモスタット制御ボックス、
3、4、5 ゲート、
6 濁度計、
7 上流の新鮮な培地、
10 培養チャンバ、
11 サンプリングチャンバ
Claims (28)
- 非浮遊状態である細胞を培養するための方法であって、
a)培地、及び前記生細胞がチューブ内で培養可能な表面であって且つ前記生細胞の三次元的な増殖を促すように前記生細胞を支持する連続繊維が支持体構造として加えられたチューブの内面である表面を含むフレキシブルなチューブと、
前記チューブを
i)未使用の培地及び前記細胞を培養可能な未使用の表面を含む上流領域、
ii)使用済みの培地を含む下流領域、及び
iii)前記上流領域及び前記下流領域の間に配置され、且つ、前記表面上で前記細胞を培養するための培養チャンバ領域
に分割出来るよう位置決めされ、開位置と閉位置が夫々可能な複数クランプのシステムとを設ける工程と、
b)前記チューブの前記上流領域及び前記下流領域の間に前記チューブの前記培養チャンバ領域を定義するよう、選択された複数のクランプをチューブ上で閉じる工程と、前記培養チャンバ領域に生存している前記細胞を導入する工程と、
c)前回定義された前記培養チャンバ領域の開始部が前記チューブの前記下流領域の一部となり、前回定義された前記チューブの前記上流領域の一部が前記チューブの前記培養チャンバ領域の一部となって前記細胞の更なる培養のために前記表面を提供するよう前記チューブの前記培養チャンバ領域を再定義するために、選択された複数のクランプを周期的に開閉する工程と、
d)c)の工程を繰り返す工程と
を備え、
前記培養チャンバ領域は予め定められた培養状態にさらされ、c)の工程の繰り返しによって前記生細胞のうちの前記培養状態に反応して増殖率が向上した生細胞が選択され、
前記生細胞は、浮遊状態では培養されない細胞であり、
前記培養チャンバ領域内に存在する複数の培養チャンバにおいて前記細胞を夫々異なる環境下で培養する工程を更に備える
ことを特徴とする方法。 - 前記培養チャンバにおける培養密度を測定し、且つ、複数のクランプを周期的に開閉する工程を、測定された培養密度に基づいて制御する制御システムを提供する工程を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記下流領域からの前記培地から前記生細胞のサンプルを回収する工程を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記生細胞を前記下流領域から隔離する工程を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記生細胞は、酵母細胞、動物細胞、植物細胞及び幹細胞を含む集団から選択されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記生細胞は幹細胞であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記生細胞は、造血系幹細胞、骨髄幹細胞、ストローマ細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、胚性幹細胞、胎性幹細胞、臍帯幹細胞、胎盤由来幹細胞及び成体幹細胞を含む集団から選択されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記生細胞は、造血系幹細胞、骨髄幹細胞、ストローマ細胞、アストロサイト及びオリゴデンドロサイトを含む集団から選択されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記培養チャンバ領域内で一または複数のタイプの細胞を培養する工程を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- d)の工程における十分な量の細胞は、前記細胞の予め定められた密度レベルとして定義されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記チューブは、ガス透過性であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記チューブは、ガス非透過性であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記チューブは、透明又は半透明であり、前記細胞の密度レベルを決定するために濁度測定器が用いられることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記予め定められた培養状態を確立するために前記チューブの前記培養チャンバ部分の圧力を環境大気圧に対して調節する工程を更に備え、
前記予め定められた培養状態に反応して、前記生細胞のうちの増殖率が向上した生細胞が選択されることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記培養チャンバ領域内の前記培地のpHを測定する工程を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記予め定められた培養状態を確立するために、前記チューブの前記培養チャンバ領域の温度を制御可能に構成される温度調節手段を用いて、前記培養チャンバ領域の温度を調節する工程を更に備え、
前記予め定められた培養状態に反応して、前記生細胞のうちの増殖率が向上した生細胞が選択されることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - アジテータを用いて、前記培養チャンバ領域内の前記培地を撹拌する工程を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記アジテータは、少なくとも一つの撹拌子を備えることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記予め定められた培養状態を確立するために、前記培養チャンバ領域を電波、光波、X線、音波、電磁場、放射性磁場の少なくとも一つにさらす工程を更に備え、
前記予め定められた培養状態に反応して、前記生細胞のうちの増殖率が向上した生細胞が選択されることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記予め定められた培養状態を確立するために、前記培養チャンバ領域を異なる重力下にさらす工程を更に備え、
前記予め定められた培養状態に反応して、前記生細胞のうちの増殖率が向上した生細胞が選択されることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 幹細胞を培養するための方法であって、
a)培地、及び前記生きた幹細胞がチューブ内で培養可能な表面であって且つ前記幹細胞の三次元的な増殖を促すように前記幹細胞を支持する連続繊維が支持体構造として加えられたチューブの内面である表面を含むフレキシブルなチューブと、
前記チューブを
i)未使用の培地及び前記幹細胞を培養可能な未使用の表面を含む上流領域、
ii)使用済みの培地を含む下流領域、及び
iii)前記上流領域及び前記下流領域の間に配置され、且つ、前記表面上で前記幹細胞を培養するための培養チャンバ領域
に分割出来るよう位置決めされ、開位置と閉位置が夫々可能な複数クランプのシステムとを設ける工程と、
b)前記チューブの前記上流領域及び前記下流領域の間に前記チューブの前記培養チャンバ領域を定義するよう、選択された複数のクランプをチューブ上で閉じる工程と、前記培養チャンバ領域に生存している前記幹細胞を導入する工程と、
c)前回定義された前記培養チャンバ領域の開始部が前記チューブの前記下流領域の一部となり、前回定義された前記チューブの前記上流領域の一部が前記チューブの前記培養チャンバ領域の一部となって前記幹細胞の更なる培養のために前記表面を提供するよう前記チューブの前記培養チャンバ領域を再定義するために、選択された複数のクランプを周期的に開閉する工程と、
d)十分な量の幹細胞が増殖するまで、c)の工程を繰り返す工程と
を備え、
前記培養チャンバ領域内に存在する複数の培養チャンバにおいて前記幹細胞を夫々異なる環境下で培養する工程を更に備えることを特徴とする方法。 - 幹細胞を培養するための方法であって、
a)培地、及び前記生きた幹細胞がチューブ内で培養可能な表面であって且つ前記幹細胞の三次元的な増殖を促すように前記幹細胞を支持する連続繊維が支持体構造として加えられたチューブの内面である表面を含むフレキシブルなチューブと、
前記チューブを
i)未使用の培地及び前記細胞を培養可能な未使用の表面を含む上流領域、
ii)使用済みの培地を含む下流領域、及び
iii)前記上流領域及び前記下流領域の間に配置され、且つ、前記表面上で前記幹細胞を培養するための培養チャンバ領域
に分割出来るよう位置決めされ、開位置と閉位置が夫々可能な複数クランプのシステムとを設ける工程と、
b)前記チューブの前記上流領域及び前記下流領域の間に前記チューブの前記培養チャンバ領域を定義するよう、選択された複数のクランプをチューブ上で閉じる工程と、前記培養チャンバ領域に生存している前記幹細胞を導入する工程と、
c)前回定義された前記培養チャンバ領域の開始部が前記チューブの前記下流領域の一部となり、前回定義された前記チューブの前記上流領域の一部が前記チューブの前記培養チャンバ領域の一部となって前記幹細胞の更なる培養のために前記表面を提供するよう前記チューブの前記培養チャンバ領域を再定義するために、選択された複数のクランプを周期的に開閉する工程と、
d)十分な量の幹細胞が増殖するまで、c)の工程を繰り返す工程と
を備え、
前記培養チャンバ領域は予め定められた培養状態にさらされ、c)の工程の繰り返しによって前記生きた幹細胞のうちの前記培養状態に反応して増殖率が向上した生きた幹細胞が選択され、
前記培養チャンバ領域内に存在する複数の培養チャンバにおいて前記幹細胞を夫々異なる環境下で培養する工程を更に備える
ことを特徴とする方法。 - 前記培養チャンバにおける培養密度を測定し、且つ、複数のクランプを周期的に開閉する工程を、測定された培養密度に基づいて制御する制御システムを提供する工程を更に備えることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記培養チャンバにおける培養密度を測定し、且つ、複数のクランプを周期的に開閉する工程を、測定された培養密度に基づいて制御する制御システムを提供する工程を更に備えることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記幹細胞の分化を抑制する工程を更に含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記培地は、少なくとも一つの幹細胞分化抑制剤を備えていることを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記幹細胞の分化を抑制する工程を更に含むことを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記培地は、少なくとも一つの幹細胞分化抑制剤を備えていることを特徴とする請求項27に記載の方法。
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