JP6474219B2 - Use of cell culture substrate, cell culture substrate with cell, method for producing cell culture substrate with cell, cell culture method, use of cell culture device, and cell culture device - Google Patents
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Description
本発明は、細胞培養基材、細胞培養基材の製造方法、細胞培養方法、及び細胞培養装置に関する。 The present invention relates to a cell culture substrate, a method for producing a cell culture substrate, a cell culture method, and a cell culture apparatus.
現在、日本人の死亡原因の第一位は悪性新生物 (がん) である。がんの治療法としては外科的療法、化学療法、放射線療法といった三大療法が主に用いられているが、これらの療法には人体への悪影響や副作用が報告されており、患者の生活の質 (Quality of Life; QOL) の低下が懸念されている。そこで、QOL 向上が期待されるがんの治療法として、現在「免疫療法」が注目されている。この療法は人体への副作用が少ないことやがんの部位を選ばないことなどで新規のがん治療法として期待されている。
考案されている免疫療法としては、大きく2種類の免疫療法に分類されている。1つは、「能動免疫療法」と呼ばれ、患者の体にサイトカインや免疫賦活剤を取り入れることで免疫細胞を活性化させ、がんを治療する方法である。
もう一方の免疫療法は、「養子免疫療法」と呼ばれ、患者自身の免疫細胞を体外で培養、増殖、又は活性化し、患者にその免疫細胞を戻すことで、体内の免疫細胞を活性化させがんを治療する方法である。養子免疫療法には、高額なサイトカインを利用することなく、患者の回復力を増強させて病気を治癒させることが可能であるという利点がある。そのため、免疫細胞を体外で培養可能であり、免疫賦活作用を備えた細胞培養基材の登場が求められている。
Currently, the most common cause of death in Japanese is malignant neoplasm (cancer). Three major therapies, such as surgical therapy, chemotherapy, and radiation therapy, are mainly used to treat cancer, but these therapies have been reported to have adverse effects and adverse effects on the human body. There is concern about a decline in quality of life (QOL). Therefore, "immunotherapy" is currently attracting attention as a cancer treatment method that is expected to improve QOL. This therapy is expected as a novel cancer treatment method because it has few side effects on the human body and does not select the site of cancer.
The devised immunotherapy is roughly classified into two types. One is called “active immunotherapy” and is a method of treating cancer by activating immune cells by incorporating cytokines or immunostimulants into the patient's body.
The other type of immunotherapy is called “adoptive immunotherapy”, in which the patient's own immune cells are cultured, propagated or activated outside the body, and the immune cells in the body are activated by returning them to the patient. How to treat cancer. Adoptive immunotherapy has the advantage of being able to cure the disease by enhancing the patient's resilience without using expensive cytokines. Therefore, the appearance of a cell culture substrate capable of culturing immune cells outside the body and having an immunostimulatory effect is demanded.
イノシトールリン酸は、イノシトールの水酸基がリン酸化されたものである。イノシトールリン酸としては、リン酸エステル化された水酸基の数により、イノシトール一リン酸(IP)、イノシトール二リン酸(IP2)、イノシトール三リン酸(IP3)、イノシトール五リン酸(IP5)、イノシトール六リン酸(IP6)(フィチン酸とも呼ばれる)が知られている。イノシトール六リン酸 (inositol hexaphosphate; IP6)は、抗がん作用や免疫細胞を活性化させる機能を有するということが報告されている(非特許文献1)。 Inositol phosphate is obtained by phosphorylating the hydroxyl group of inositol. Examples of inositol phosphates include inositol monophosphate (IP), inositol diphosphate (IP 2 ), inositol triphosphate (IP 3 ), and inositol pentaphosphate (IP 5 ) depending on the number of phosphate esterified hydroxyl groups. ), Inositol hexaphosphate (IP 6 ) (also called phytic acid) is known. Inositol hexaphosphate (IP 6 ) has been reported to have an anticancer effect and a function of activating immune cells (Non-patent Document 1).
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、免疫細胞等の細胞を培養可能な細胞培養基材、上記細胞培養基材の製造方法、上記細胞培養基材を用いた細胞培養方法、及び細胞培養装置の提供を課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, a cell culture substrate capable of culturing cells such as immune cells, a method for producing the cell culture substrate, a cell culture method using the cell culture substrate, and An object is to provide a cell culture device.
本発明は、下記の特徴を有する細胞培養基材、上記細胞培養基材の製造方法、上記細胞培養基材を用いた細胞培養方法、及び細胞培養装置を提供するものである。 The present invention provides a cell culture substrate having the following characteristics, a method for producing the cell culture substrate, a cell culture method using the cell culture substrate, and a cell culture apparatus.
(1)少なくとも表面に、イノシトールリン酸又はその塩が結合された金属化合物を有し、
前記金属化合物がリン酸カルシウム系化合物のセラミックスである細胞培養基材の、
T細胞を接触させて体外で培養するための使用。
(2)前記イノシトールリン酸がイノシトール六リン酸である前記(1)に記載の使用。
(3)少なくとも表面に、イノシトールリン酸又はその塩が結合された金属化合物を有し、
前記金属化合物がリン酸カルシウム系化合物のセラミックスである細胞培養基材と、
前記細胞培養基材に接触するT細胞と、
を備える細胞付細胞培養基材。
(4)前記イノシトールリン酸がイノシトール六リン酸である前記(3)に記載の細胞付細胞培養基材。
(5)金属化合物に、イノシトールリン酸又はその塩を含有する溶液を接触させ、得られた前記細胞培養基材に前記T細胞を接触させる前記(3)又は(4)に記載の細胞付細胞培養基材の製造方法。
(6)少なくとも表面に、イノシトールリン酸又はその塩が結合された金属化合物を有し、前記金属化合物がリン酸カルシウム系化合物のセラミックスである細胞培養基材にT細胞を接触させて、前記T細胞を培養する細胞培養方法。
(7)少なくとも表面に、イノシトールリン酸又はその塩が結合された金属化合物を有し、
前記金属化合物がリン酸カルシウム系化合物のセラミックスである細胞培養基材と、前記細胞培養基材を収容するための培養槽とを備えた細胞培養装置の、T細胞を接触させて体外で培養するための使用。
(8)前記イノシトールリン酸がイノシトール六リン酸である前記(7)に記載の使用。
(9)前記(3)又は(4)に記載の細胞付細胞培養基材と、前記細胞付細胞培養基材を収容するための培養槽とを備えた細胞培養装置。
(1) the small without even surface, including the metal compound that inositol phosphate or its salt are combined,
The cell culture substrate , wherein the metal compound is a ceramic of a calcium phosphate compound ,
Use to culture T cells in contact with outside the body .
(2) The use according to (1), wherein the inositol phosphate is inositol hexaphosphate.
(3) At least the surface has a metal compound to which inositol phosphate or a salt thereof is bound,
A cell culture substrate in which the metal compound is a ceramic of a calcium phosphate compound;
T cells in contact with the cell culture substrate;
A cell culture substrate with a cell.
(4) The cell culture substrate with a cell according to (3), wherein the inositol phosphate is inositol hexaphosphate.
( 5 ) The cell-attached cell according to (3) or (4), wherein a solution containing inositol phosphate or a salt thereof is brought into contact with a metal compound, and the T cell is brought into contact with the obtained cell culture substrate. A method for producing a culture substrate.
( 6 ) At least the surface has a metal compound to which inositol phosphate or a salt thereof is bound, and the T compound is brought into contact with a cell culture substrate in which the metal compound is a ceramic of a calcium phosphate compound. A cell culture method for culturing.
(7) At least the surface has a metal compound to which inositol phosphate or a salt thereof is bound,
A cell culture apparatus comprising a cell culture substrate in which the metal compound is a ceramic of a calcium phosphate compound, and a culture tank for containing the cell culture substrate, for bringing T cells into contact with each other and culturing them outside the body. use.
(8) The use according to (7), wherein the inositol phosphate is inositol hexaphosphate.
(9) pre-SL (3) or (4) a cell with the cell culture substrate according to the previous SL cell culture device comprising a culture tank for containing the cells with cell culture substrate.
本発明によれば、免疫細胞等の細胞を培養可能な細胞培養基材、上記細胞培養基材の製造方法、上記細胞培養基材を用いた細胞培養方法、及び上記細胞培養基材を備えた細胞培養装置を提供できる。 According to the present invention, a cell culture substrate capable of culturing cells such as immune cells, a method for producing the cell culture substrate, a cell culture method using the cell culture substrate, and the cell culture substrate are provided. A cell culture device can be provided.
≪細胞培養基材≫
本実施形態の細胞培養基材は、少なくとも表面に、イノシトールリン酸又はその塩が結合された金属化合物を有するものである。
≪Cell culture substrate≫
The cell culture substrate of this embodiment has a metal compound to which inositol phosphate or a salt thereof is bound at least on the surface.
イノシトールリン酸は、イノシトール(1,2,3,4,5,6−シクロヘキサンヘキサオール)の6つの水酸基の少なくとも1つがリン酸エステル化されたものである。本実施形態では、水酸基の3つ以上がリン酸エステル化されたイノシトールリン酸が好ましく、水酸基の4つ以上がリン酸エステル化されたイノシトールリン酸がより好ましく、イノシトールの水酸基全部がリン酸エステル化されたフィチン酸(イノシトール六リン酸、IP6)が最も好ましい。イノシトールリン酸を単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。 Inositol phosphate is a phosphate esterified from at least one of the six hydroxyl groups of inositol (1,2,3,4,5,6-cyclohexanehexaol). In the present embodiment, inositol phosphoric acid in which three or more of the hydroxyl groups are phosphate ester is preferable, inositol phosphate in which four or more of the hydroxyl groups are phosphate ester is more preferable, and all the hydroxyl groups of inositol are phosphate esters. Most preferred is a modified phytic acid (inositol hexaphosphate, IP 6 ). Inositol phosphates may be used alone or in combination of two or more.
また、免疫賦活作用を有するものであれば、イノシトールリン酸の塩であっても、イノシトールリン酸と同様に本実施形態の細胞培養基材の構成要素としてもよい。
イノシトールリン酸の塩としては、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩が好ましく、ナトリム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩等が挙げられ、より好ましくはナトリム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩である。これらの中でも、特に好ましくはイノシトール六リン酸ナトリウム塩、イノシトール六リン酸カリウム塩である。なお、イノシトール六リン酸ナトリウム塩には、結晶水含有量の異なる水和物が知られているが、いずれも好ましく用いることができる。また、イノシトールリン酸の塩を単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。
Moreover, as long as it has an immunostimulatory effect, even if it is a salt of inositol phosphate, it is good also as a component of the cell culture base material of this embodiment similarly to inositol phosphate.
The salt of inositol phosphate is preferably an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt, such as a sodium salt, potassium salt, magnesium salt, calcium salt, barium salt, and more preferably an alkali salt such as sodium salt or potassium salt. It is a metal salt. Among these, inositol hexaphosphate sodium salt and inositol hexaphosphate potassium salt are particularly preferable. As inositol hexaphosphate sodium salt, hydrates having different crystallization water contents are known, and any of them can be preferably used. Moreover, the salt of inositol phosphate may be used alone or in combination of two or more.
上記金属化合物は、金属元素を含む化合物であり、有機金属化合物であっても、無機金属化合物であってもよく、好ましくは無機金属化合物である。イノシトールリン酸は、強いキレート作用を有する。イノシトール六リン酸は、様々な金属イオンと、キレート結合を形成することが知られている。イノシトール六リン酸と、キレート結合を形成することが知られている金属イオンとして、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイオン、銀イオン、鉄イオン、亜鉛イオン等がある。したがって、金属化合物とイノシトールリン酸とはキレート結合により結合し得る。 The metal compound is a compound containing a metal element, and may be an organic metal compound or an inorganic metal compound, preferably an inorganic metal compound. Inositol phosphate has a strong chelating action. Inositol hexaphosphate is known to form chelate bonds with various metal ions. Metal ions known to form chelate bonds with inositol hexaphosphate include magnesium ions, calcium ions, potassium ions, silver ions, iron ions, zinc ions, and the like. Therefore, the metal compound and inositol phosphate can be bound by a chelate bond.
上記金属化合物に含まれる金属元素は、第2族元素であることが好ましい。第2族元素とは、周期表の第2族に分類される元素であり、例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられ、カルシウムが好ましい。
また、上記金属化合物は、セラミックスであることが好ましい。セラミックスは安定な材料であり、滅菌操作が容易である。滅菌操作により微生物等のコンタミネーションの恐れを低減できることは、細胞培養基材として大変に有用である。
したがって、前記金属化合物としては、第2族元素を含むセラミックスであることがより好ましい。
The metal element contained in the metal compound is preferably a
The metal compound is preferably a ceramic. Ceramics is a stable material and is easy to sterilize. The ability to reduce the risk of contamination of microorganisms and the like by sterilization is very useful as a cell culture substrate.
Therefore, the metal compound is more preferably a ceramic containing a
また、上記金属化合物は、リン酸カルシウム系化合物であることが好ましい。代表的なリン酸カルシウム系化合物として、水酸アパタイト(Ca10(PO4)6(OH)2;HAp)、α―リン酸三カルシウム、β―リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸ニ水素カルシウム、非結晶リン酸カルシウム、フルオロアパタイトが挙げられ、好ましくは水酸アパタイト、α―リン酸三カルシウム、β―リン酸三カルシウムであり、より好ましくは水酸アパタイトである。なお、アパタイトとはリン酸塩の無機質結晶物質であり、生体適合性に優れる。 The metal compound is preferably a calcium phosphate compound. Typical calcium phosphate compounds include hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ; HAp), α-tricalcium phosphate, β-tricalcium phosphate, tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate , Calcium hydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, amorphous calcium phosphate, and fluoroapatite, preferably hydroxyapatite, α-tricalcium phosphate, β-tricalcium phosphate, more preferably hydroxyapatite It is. Apatite is an inorganic crystalline substance of phosphate, and is excellent in biocompatibility.
本実施形態の細胞培養基材が有する前記金属化合物としては、カルシウムを構成元素とするリン酸カルシウム系化合物のセラミックスであることがより好ましい。前記金属化合物を、カルシウムを構成元素とするリン酸カルシウム系化合物のセラミックスとすることにより、滅菌容易性、免疫細胞培養性能、及びイノシトールリン酸結合性能に優れる細胞培養基材とすることができる。更には、高い生体適合性を有することから、水酸アパタイトのセラミックスであることがさらに好ましい。 The metal compound included in the cell culture substrate of the present embodiment is more preferably a calcium phosphate compound ceramic containing calcium as a constituent element. By using the metal compound as a ceramic of a calcium phosphate compound containing calcium as a constituent element, a cell culture substrate excellent in sterilization ease, immune cell culture performance, and inositol phosphate binding performance can be obtained. Furthermore, since it has high biocompatibility, it is more preferable that it is a ceramic of hydroxyapatite.
細胞培養基材の形状は特に制限されず、粒状、微粒子状、シート状、板状、円板状、棒状、円柱状、多角柱状などいずれの形状であってもよい。少なくとも表面にイノシトールリン酸、又はその塩が結合された金属化合物を有するものであれば、例えば、細胞培養基材全体が該金属化合物で構成され、その表面にイノシトールリン酸、又はその塩が結合されたものでもよく、基材表面層が該金属化合物で構成され、基材内部は該金属化合物以外のもので構成されていてもよい。
細胞培養基材は緻密体であっても、多孔質であってもよい。多孔質である場合、少なくとも表面にイノシトールリン酸、又はその塩が結合された金属化合物を有するものであれば、孔内部にイノシトールリン酸が配置されていてもよい。
The shape of the cell culture substrate is not particularly limited, and may be any shape such as granular, fine particle, sheet, plate, disk, rod, column, and polygonal column. As long as it has a metal compound to which inositol phosphate or a salt thereof is bound at least on the surface, for example, the entire cell culture substrate is composed of the metal compound, and inositol phosphate or a salt thereof is bound to the surface. The substrate surface layer may be composed of the metal compound, and the interior of the substrate may be composed of something other than the metal compound.
The cell culture substrate may be dense or porous. In the case of being porous, inositol phosphate may be disposed inside the pore as long as it has a metal compound to which inositol phosphate or a salt thereof is bound at least on the surface.
図1は、本発明に係る細胞培養基材の一実施形態を示す模式図である。細胞培養基材1は、円板状の金属化合物2に、イノシトールリン酸4が結合した構造になっている。
図2は、本発明に係る細胞培養基材の一実施形態を示す模式図である。細胞培養基材11は、中心層13の表面に水酸アパタイト(Ca10(PO4)6(OH)2)層12が形成されており、水酸アパタイト層12に、イノシトールリン酸4が結合した構造になっている。
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a cell culture substrate according to the present invention. The
FIG. 2 is a schematic view showing one embodiment of the cell culture substrate according to the present invention. The
上記図1及び上記図2に示されるように、本発明に係る細胞培養基材は、少なくとも表面にイノシトールリン酸が結合された金属化合物を有するので、細胞培養を行うために該細胞培養基材と細胞とを接触させると、細胞はイノシトールリン酸と接触し、効率的に細胞が活性化され、免疫が賦活化され得る。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the cell culture substrate according to the present invention has at least a metal compound having inositol phosphate bonded to the surface thereof, so that the cell culture substrate can be used for cell culture. When cells are brought into contact with cells, the cells come into contact with inositol phosphate, and the cells are efficiently activated and immunity can be activated.
≪細胞培養基材の製造方法≫
本発明の細胞培養基材の製造方法は、金属化合物に、イノシトールリン酸又はその塩を含有する溶液を接触させるものである。
≪Method for producing cell culture substrate≫
In the method for producing a cell culture substrate of the present invention, a metal compound is brought into contact with a solution containing inositol phosphate or a salt thereof.
イノシトールリン酸を含有する溶液は、水、各種緩衝液等の液とイノシトールリン酸とを混合することにより得られる。イノシトールリン酸を含有する溶液のpHは、pH6〜8程度とすればよい。 A solution containing inositol phosphate is obtained by mixing a liquid such as water or various buffer solutions with inositol phosphate. The pH of the solution containing inositol phosphate may be about pH 6-8.
イノシトールリン酸を含有する溶液中のイノシトールリン酸の濃度は、500ppm(w/v)以上であることが好ましく、2500ppm(w/v)以上であることがより好ましい。溶液中のイノシトールリン酸の濃度の上限は特に制限されず、飽和濃度とすればよい。ただし、後述する実施例において、金属化合物を3000ppm(w/v)以上のイノシトールリン酸を含有する溶液に浸漬させたとき、金属化合物へのイノシトールリン酸の結合量が飽和していると考えられる傾向がみられたことから、イノシトールリン酸を含有する溶液中のイノシトールリン酸の濃度は、500ppm(w/v)以上6000ppm(w/v)以下であることが好ましく、2500ppm(w/v)以上6000ppm以下であることがより好ましく、2500ppm(w/v)以上4000ppm(w/v)以下であることがさらに好ましい。 The concentration of inositol phosphate in the solution containing inositol phosphate is preferably 500 ppm (w / v) or more, and more preferably 2500 ppm (w / v) or more. The upper limit of the concentration of inositol phosphate in the solution is not particularly limited, and may be a saturated concentration. However, in the examples described later, when the metal compound is immersed in a solution containing 3000 ppm (w / v) or more of inositol phosphate, the binding amount of inositol phosphate to the metal compound is considered to be saturated. Since a tendency was observed, the concentration of inositol phosphate in the solution containing inositol phosphate is preferably 500 ppm (w / v) or more and 6000 ppm (w / v) or less, and 2500 ppm (w / v). More preferably, it is 6000 ppm or less, and further preferably 2500 ppm (w / v) or more and 4000 ppm (w / v) or less.
金属化合物に、イノシトールリン酸を含有する溶液を接触させる方法は、特に制限されず、金属化合物にイノシトールリン酸を含有する溶液を塗布する、金属化合物にイノシトールリン酸を含有する溶液を噴霧する、イノシトールリン酸を含有する溶液に金属化合物を浸漬する等の方法が挙げられる。 The method for bringing the metal compound into contact with the solution containing inositol phosphate is not particularly limited, and the metal compound is coated with a solution containing inositol phosphate, and the metal compound is sprayed with a solution containing inositol phosphate. Examples thereof include a method of immersing a metal compound in a solution containing inositol phosphate.
上記に挙げた方法のなかでは、イノシトールリン酸を含有する溶液に金属化合物を浸漬することが好ましい。この場合、イノシトールリン酸を含有する溶液に金属化合物を浸漬する時間は、0.1時間〜100時間が好ましく、1時間〜75時間がより好ましく、10時間〜50時間がさらに好ましい。イノシトールリン酸を含有する溶液の温度は、10℃〜60℃が好ましく、より好ましくは20℃〜50℃であり、特に好ましくは30℃〜40℃である。
イノシトールリン酸を含有する溶液中に金属化合物を浸漬する方法は特に制限されず、例えば、水中に金属化合物を浸漬した後に該水中にイノシトールリン酸を添加する方法、水にイノシトールリン酸を添加した後に該水中に金属化合物を浸漬させる方法等が例示できる。
上記浸漬の状態は特に制限されず、例えば、該溶液中で金属化合物を静置すること、該溶液中で金属化合物を撹拌すること、該溶液中で静置された金属化合物に対して溶液を撹拌すること等の方法により行うことが挙げられる。
Among the methods listed above, it is preferable to immerse the metal compound in a solution containing inositol phosphate. In this case, the time for immersing the metal compound in the solution containing inositol phosphate is preferably 0.1 hour to 100 hours, more preferably 1 hour to 75 hours, and still more preferably 10 hours to 50 hours. The temperature of the solution containing inositol phosphate is preferably 10 ° C to 60 ° C, more preferably 20 ° C to 50 ° C, and particularly preferably 30 ° C to 40 ° C.
The method of immersing the metal compound in the solution containing inositol phosphate is not particularly limited. For example, the method of adding inositol phosphate in water after immersing the metal compound in water, adding inositol phosphate to water A method of immersing a metal compound in the water later can be exemplified.
The state of the immersion is not particularly limited. For example, the metal compound is allowed to stand in the solution, the metal compound is stirred in the solution, and the solution is added to the metal compound that is left in the solution. It can be performed by a method such as stirring.
金属化合物にイノシトールリン酸又はその塩を含有する溶液を接触させると、イノシトールリン酸が金属化合物に含まれる金属元素とキレート結合を形成し、金属化合物表面にイノシトールリン酸が結合される。 When a solution containing inositol phosphate or a salt thereof is brought into contact with the metal compound, the inositol phosphate forms a chelate bond with the metal element contained in the metal compound, and the inositol phosphate is bonded to the surface of the metal compound.
本発明の細胞培養基材の製造方法は、金属化合物にイノシトールリン酸又はその塩を含有する溶液を接触させて得られた基材から、金属化合物と結合していないイノシトールリン酸又はその塩を取り除くための洗浄工程を有していてもよい。当該製造方法において、当該洗浄工程を有している方法が、金属化合物と結合していない、高濃度のイノシトールリン酸による細胞の活性化の阻害を防止する観点から好ましい。
洗浄工程としては、例えば、金属化合物にイノシトールリン酸又はその塩を含有する溶液を接触させて得られた基材に、イノシトールリン酸を含まない液、又は金属化合物に接触させた上記溶液よりも低いイノシトールリン酸濃度の溶液に浸漬させることが挙げられ、イノシトールリン酸を含まない液としては、水、各種緩衝液等を例示できる。
In the method for producing a cell culture substrate of the present invention, inositol phosphate or a salt thereof that is not bound to a metal compound is obtained from a substrate obtained by bringing a metal compound into contact with a solution containing inositol phosphate or a salt thereof. You may have the washing process for removing. In the production method, the method having the washing step is preferable from the viewpoint of preventing inhibition of cell activation by a high concentration of inositol phosphate that is not bound to a metal compound.
As the washing step, for example, a substrate obtained by bringing a metal compound into contact with a solution containing inositol phosphate or a salt thereof, than a solution not containing inositol phosphate, or the above solution in contact with a metal compound Examples of the liquid not containing inositol phosphate include water, various buffer solutions, and the like.
上記イノシトールリン酸に係る説明は、上記イノシトールリン酸の塩についても同様である。 The description relating to the inositol phosphate is the same for the salt of inositol phosphate.
≪細胞培養方法≫
本発明の細胞培養方法は、本発明の細胞培養基材に細胞を接触させて、前記細胞を培養するものである。本発明の細胞培養基材に細胞を接触させることで、細胞培養基材の金属化合物に結合された前記イノシトールリン酸又はその塩に細胞が接触することとなる。
≪Cell culture method≫
The cell culture method of the present invention comprises culturing the cells by bringing the cells into contact with the cell culture substrate of the present invention. By bringing the cells into contact with the cell culture substrate of the present invention, the cells come into contact with the inositol phosphate or salt thereof bound to the metal compound of the cell culture substrate.
図3は、本発明の細胞培養方法と別法とにおける、細胞培養の様子の一例を模式的に示した図である。図3(a)は、イノシトールリン酸を含有する液体培地中で、細胞培養を行う場合を示す。図3(b)は、本発明の細胞培養方法の一例であり、イノシトールリン酸が結合された金属化合物を有する細胞培養基材上で、細胞培養を行う場合を示している。 FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a state of cell culture in the cell culture method of the present invention and another method. FIG. 3A shows a case where cell culture is performed in a liquid medium containing inositol phosphate. FIG. 3B is an example of the cell culture method of the present invention, and shows a case where cell culture is performed on a cell culture substrate having a metal compound to which inositol phosphate is bound.
発明者らは、後述する参考例3〜12において示されるように、図3(a)に示すような培養系を用いて、イノシトールリン酸を含有する液体培地中で細胞を培養したとき、本発明の細胞培養方法に比べて細胞培養系(細胞培養液)に存在するイノシトールリン酸の濃度が高くなければ、良好な細胞の培養が達成されないことを見出した。また細胞培養系(細胞培養液)に存在するイノシトールリン酸の濃度が高すぎることで、むしろ細胞の良好な培養が妨げられる場合があることを、本願で初めて明らかにした。
これに対して、発明者らは、図3(b)に一例として示す本発明の細胞培養方法では、イノシトールリン酸が結合されている基材上で細胞を培養することで、図3(a)に示すような培養系と比べて、基材に結合された少量のイノシトールリン酸によって良好な細胞の培養が達成されることを見出した。また、少量のイノシトールリン酸の使用であっても良好な細胞の培養が達成されることから、細胞の培養が妨げられるおそれもない。図3(b)に示すような培養系における細胞培養基材の表面に結合されたイノシトールリン酸の量は、HAp粉体に対するIP6の飽和吸着量0.427mg・m−2を用いて計算すると、直径15mm、厚さ 1 mmのセラミックスを利用した場合、約95ngとなる。
As shown in Reference Examples 3 to 12 described later, the inventors used this culture system as shown in FIG. 3A to cultivate cells in a liquid medium containing inositol phosphate. It has been found that good cell culture cannot be achieved unless the concentration of inositol phosphate present in the cell culture system (cell culture medium) is high compared to the cell culture method of the invention. In addition, for the first time, it has been clarified in this application that the concentration of inositol phosphate present in the cell culture system (cell culture solution) is sometimes too high, which may hinder good cell culture.
In contrast, in the cell culture method of the present invention shown as an example in FIG. 3 (b), the inventors cultivate cells on a substrate to which inositol phosphate is bound, whereby FIG. It was found that better cell culture was achieved with a small amount of inositol phosphate bound to the substrate as compared to the culture system as shown in FIG. In addition, even if a small amount of inositol phosphate is used, good cell culture is achieved, and there is no possibility that cell culture will be hindered. The amount of inositol phosphate bound to the surface of the cell culture substrate in the culture system as shown in FIG. 3 (b) was calculated using the saturated adsorption amount of IP 6 to the HAp powder of 0.427 mg · m −2. Then, when ceramics having a diameter of 15 mm and a thickness of 1 mm is used, it becomes about 95 ng.
上記の細胞培養における、細胞とイノシトールリン酸との関係を考察する。
図3(a)に示すような培養系では、培養液中にイノシトールリン酸が溶解している。このとき細胞は、培養液中に溶解するイノシトールリン酸と、次々に接触すると考えられる。細胞がイノシトールリン酸との反応により細胞が活性化される一方で、高濃度のイノシトールリン酸との反応により細胞の活性化が阻害されると考えられる。そして、このことが細胞培養液に存在するイノシトールリン酸の濃度が高くなければ、良好な細胞の培養が達成されないこと、及び、イノシトールリン酸の濃度が高すぎることで、細胞の良好な培養が妨げられることが生じるものと考えられる。
これに対して、図3(b)に示すような培養系では、イノシトールリン酸が表面に結合されている基材を用いている。このとき細胞は、基材表面のイノシトールリン酸と接触するので、細胞は培養系に適量のイノシトールリン酸が存在しているものと感知することができ、更にはイノシトールリン酸との反応による細胞の活性化についても良好な結果を生むものと考えられる。
Consider the relationship between cells and inositol phosphates in the above cell culture.
In the culture system as shown in FIG. 3 (a), inositol phosphate is dissolved in the culture solution. At this time, the cells are considered to come in contact with inositol phosphate dissolved in the culture solution one after another. While cells are activated by reaction with inositol phosphate, it is thought that cell activation is inhibited by reaction with high concentration of inositol phosphate. And if this is the case where the concentration of inositol phosphate present in the cell culture medium is not high, good cell culture is not achieved, and the concentration of inositol phosphate is too high, which leads to good cell culture. It is thought that it will be disturbed.
On the other hand, in the culture system as shown in FIG. 3 (b), a substrate on which inositol phosphate is bound to the surface is used. At this time, since the cells come into contact with the inositol phosphate on the surface of the substrate, the cells can be perceived as having an appropriate amount of inositol phosphate in the culture system, and further, the cells by reaction with inositol phosphate. It is thought that good results are also obtained for activation of.
本発明の細胞培養方法としては、培養対象の細胞及び本発明の細胞培養基材を液体培地中で培養することが挙げられる。培養対象の細胞及び本発明の細胞培養基材を同じ培養液中に共存させることで、細胞が細胞培養基材に接触する。 The cell culture method of the present invention includes culturing cells to be cultured and the cell culture substrate of the present invention in a liquid medium. By causing the cells to be cultured and the cell culture substrate of the present invention to coexist in the same culture solution, the cells come into contact with the cell culture substrate.
本発明の細胞培養方法で培養される対象の細胞は特に制限されないが、前記細胞は免疫細胞であることが好ましく、T細胞であることがより好ましい。
免疫細胞としては、白血球、リンパ球、T細胞、ヘルパーT細胞、キラーT細胞、B細胞、ナチュラルキラー細胞(NK細胞)、ナチュラルキラーT細胞(NKT細胞)、顆粒球、好中球、好酸球、好塩基球、マクロファージ、樹状細胞、及びそれらに分化可能な前駆細胞若しくは幹細胞等が挙げられる。
The target cell cultured by the cell culture method of the present invention is not particularly limited, but the cell is preferably an immune cell, more preferably a T cell.
As immune cells, leukocytes, lymphocytes, T cells, helper T cells, killer T cells, B cells, natural killer cells (NK cells), natural killer T cells (NKT cells), granulocytes, neutrophils, eosinic acid Examples include spheres, basophils, macrophages, dendritic cells, and progenitor cells or stem cells that can differentiate into them.
上記イノシトールリン酸に係る説明は、上記イノシトールリン酸の塩についても同様である。 The description relating to the inositol phosphate is the same for the salt of inositol phosphate.
≪細胞培養装置≫
本発明の細胞培養装置は、本発明の細胞培養基材と、前記細胞培養基材を収容するための培養槽とを備える。
図4は、本発明の細胞培養装置の一実施形態を示す構成図である。細胞培養装置20は、培養槽25を備え、培養槽の内部に細胞培養基材1が配置されている。細胞培養基材1は、円板状の金属化合物2に、イノシトールリン酸4が結合している。
≪Cell culture device≫
The cell culture device of the present invention includes the cell culture substrate of the present invention and a culture tank for housing the cell culture substrate.
FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of the cell culture device of the present invention. The
本実施形態の細胞培養装置20は、前述の少なくとも表面にイノシトールリン酸が結合された金属化合物を有する細胞培養基材1を有するので、培養槽25に細胞を添加し、該培養基材と細胞とを接触させると、細胞はイノシトールリン酸と接触し、効率的に細胞が活性化され、免疫が賦活化される。
Since the
以下、本発明を、実施例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
1−1. HAp セラミックスの作製
HAp 成形体は既報(Z. Zhuang, T. J. Fujimi, M. Nakamura, T. Konishi, H.Yoshimura and M. Aizawa, Acta Biomaterialia, 9, 6732-6740 (2013).)に従って作製した。HAp−100(太平化学製)1gを秤量し、直径21mmΦ、高さ〜2mm、成形圧50MPaの条件で加圧成形し、HAp成形体を得た。このHAp成形体を、温度1200 ℃、保持時間5時間、昇温速度10 ℃・min−1焼成することでHAp セラミックスを得た。得られたHApセラミックスは、直径15〜16mm、高さ1〜2mmの円板状であった。
HAp セラミックスをエタノール中で超音波洗浄し、その後、耐水研磨紙 (#400, #1000, #2000 の順)で鏡面研磨を行ない、研磨した試料を再度エタノール中で超音波洗浄し、160 ℃で1.5時間乾熱滅菌を行なった。
1-1. Production of HAp ceramics HAp compacts were produced according to the previous report (Z. Zhuang, TJ Fujimi, M. Nakamura, T. Konishi, H. Yoshimura and M. Aizawa, Acta Biomaterialia, 9, 6732-6740 (2013)). 1 g of HAp-100 (manufactured by Taihei Chemical) was weighed and pressure-molded under the conditions of a diameter of 21 mmΦ, a height of ˜2 mm, and a molding pressure of 50 MPa to obtain a HAp molded body. The HAp ceramic was obtained by firing this HAp compact at a temperature of 1200 ° C., a holding time of 5 hours, and a heating rate of 10 ° C./min −1 . The obtained HAp ceramic was disk-shaped having a diameter of 15 to 16 mm and a height of 1 to 2 mm.
HAp ceramics are ultrasonically cleaned in ethanol, then mirror polished with water-resistant abrasive paper (in the order of # 400, # 1000, # 2000), and the polished sample is ultrasonically cleaned again in ethanol at 160 ° C. Sterilized by dry heat for 1.5 hours.
1−1−2. HApセラミックスのキャラクタリゼーション
上記超音波洗浄、鏡面研磨、超音波洗浄、及び乾熱滅菌の工程を経たHApセラミックスの表面粗さ及び相対密度を測定した。表面粗さは、Ra=約0.1μmであり、測定機(ミツトヨ社製 SURFTEST SV−3100 JISB0601:2001)を用いて行った。相対密度は、製造した上記HApセラミックスのかさ密度を測定し、HApセラミックスのかさ密度の理論値3.16g/cm3を100%として算出した。
結果を図5に示す。鏡面研磨により、HApセラミックスサンプル間での誤差が少ない均一な表面にすることができた。また、HApセラミックスは、相対密度が97.71%の緻密体であることがわかった。
1-1-2. Characterization of HAp ceramics The surface roughness and relative density of HAp ceramics that had undergone the above ultrasonic cleaning, mirror polishing, ultrasonic cleaning, and dry heat sterilization processes were measured. The surface roughness was Ra = about 0.1 μm, and was performed using a measuring machine (SURFTEST SV-3100 JISB0601: 2001, manufactured by Mitutoyo Corporation). The relative density was calculated by measuring the bulk density of the manufactured HAp ceramics and setting the theoretical value 3.16 g / cm 3 of the bulk density of the HAp ceramics as 100%.
The results are shown in FIG. By mirror polishing, a uniform surface with few errors between HAp ceramic samples could be obtained. It was also found that the HAp ceramic was a dense body having a relative density of 97.71%.
1−2. IP6溶液の調製
50重量%IP6溶液を、IP6の濃度がそれぞれ1000 ppm(w/v),2000 ppm(w/v),3000 ppm(w/v),5000 ppm(w/v)となるように希釈し、NaOH 水溶液で、pHをすべて7.3に調整して、上記各濃度のIP6溶液を得た。なお細胞培養実験に用いたIP6溶液は0.2μm滅菌フィルターで滅菌を行なった。
1-2. Preparation of IP 6 solution 50% by weight of IP 6 solution, IP 6 concentrations of 1000 ppm (w / v), 2000 ppm (w / v), 3000 ppm (w / v), 5000 ppm (w / v), respectively The pH was adjusted to 7.3 with an aqueous NaOH solution to obtain an IP 6 solution having each concentration described above. The IP 6 solution used for the cell culture experiment was sterilized with a 0.2 μm sterilization filter.
1−3. IP6−HApセラミックスの作製
(実施例1)
上記1−1で得られたHApセラミックスを、12well plateを用い、上記1−2.項で得られた1000 ppm(w/v)のIP6溶液3cm3に浸漬させた。
浸漬は37 ℃,5 %CO2雰囲気のインキュベーター内で、24 時間行なった。浸漬後は滅菌した超純水により3回洗浄し、乾燥後培養基材とした。作製したIP6−HApセラミックスを、浸漬させたIP6溶液の濃度に応じて「IP6−HAp(1000)」、と表記する。
1-3. Preparation of IP 6 -HAp ceramics (Example 1)
Using HAwell ceramics obtained in 1-1 above, 12-well plate, 1-2. It was immersed in 3 cm 3 of the 1000 ppm (w / v) IP 6 solution obtained in the section.
Immersion was performed for 24 hours in an incubator at 37 ° C. and 5% CO 2 atmosphere. After immersion, the plate was washed three times with sterilized ultrapure water, dried and used as a culture substrate. The produced IP 6 -HAp ceramics is expressed as “IP 6 -HAp (1000)” depending on the concentration of the IP 6 solution in which the IP 6 -HAp ceramic is immersed.
(実施例2)
上記1−1で得られたHApセラミックスを、1000 ppm(w/v)のIP6溶液の代わりに、上記1−2.項で得られた2000 ppm(w/v)のIP6溶液3cm3に浸漬させた以外は、上記実施例1と同様にして、IP6−HApセラミックスを作製した。作製したIP6−HApセラミックスを、浸漬させたIP6溶液の濃度に応じて「IP6−HAp(2000)」と表記する。
(実施例3)
上記1−1で得られたHApセラミックスを、1000 ppm(w/v)のIP6溶液の代わりに、上記1−2.項で得られた3000 ppm(w/v)のIP6溶液3cm3に浸漬させた以外は、上記実施例1と同様にして、IP6−HApセラミックスを作製した。作製したIP6−HApセラミックスを、浸漬させたIP6溶液の濃度に応じて「IP6−HAp(3000)」と表記する。
(実施例4)
上記1−1で得られたHApセラミックスを、1000 ppm(w/v)のIP6溶液の代わりに、上記1−2.項で得られた5000 ppm(w/v)のIP6溶液3cm3に浸漬させた以外は、上記実施例1と同様にして、IP6−HApセラミックスを作製した。作製したIP6−HApセラミックスを、浸漬させたIP6溶液の濃度に応じて「IP6−HAp(5000)」と表記する。
(Example 2)
Instead of the 1000 ppm (w / v) IP 6 solution, the HAp ceramic obtained in 1-1 above is replaced with 1-2. An IP 6 -HAp ceramic was produced in the same manner as in Example 1 except that it was immersed in 3 cm 3 of the 2000 ppm (w / v) IP 6 solution obtained in the section. The produced IP 6 -HAp ceramics is expressed as “IP 6 -HAp (2000)” according to the concentration of the IP 6 solution in which the IP 6 -HAp ceramic is immersed.
(Example 3)
Instead of the 1000 ppm (w / v) IP 6 solution, the HAp ceramic obtained in 1-1 above is replaced with 1-2. An IP 6 -HAp ceramic was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sample was immersed in 3 cm 3 of the 3000 ppm (w / v) IP 6 solution obtained in the section. The produced IP 6 -HAp ceramics is expressed as “IP 6 -HAp (3000)” according to the concentration of the IP 6 solution immersed therein.
Example 4
Instead of the 1000 ppm (w / v) IP 6 solution, the HAp ceramic obtained in 1-1 above is replaced with 1-2. An IP 6 -HAp ceramic was produced in the same manner as in Example 1 except that it was immersed in 3 cm 3 of the 5000 ppm (w / v) IP 6 solution obtained in the section. The produced IP 6 -HAp ceramics is expressed as “IP 6 -HAp (5000)” depending on the concentration of the IP 6 solution in which the IP 6 -HAp ceramic is immersed.
(参考例1)
上記1−1で得られたHApセラミックスを、1000 ppm(w/v)のIP6溶液の代わりに、0 ppm(w/v)のIP6溶液として滅菌した超純水3 cm3に浸漬させた以外は、上記実施例1と同様にして、IP6−HApセラミックスを作製した。作製したIP6−HApセラミックスを、「IP6−HAp(0)」と表記する。
(Reference Example 1)
The HAp ceramic obtained in 1-1 above is immersed in 3 cm 3 of ultrapure water sterilized as an IP 6 solution of 0 ppm (w / v) instead of an IP 6 solution of 1000 ppm (w / v). Except for the above, IP 6 -HAp ceramics were produced in the same manner as in Example 1 above. The produced IP 6 -HAp ceramics is denoted as “IP 6 -HAp (0)”.
2. IP6−HApセラミックスのキャラクタリゼーション
IP6−HApセラミックスの結晶構造を確認するため、X線回折(XRD)を用いて分析を行なった。図6にXRDにて得られたスペクトルを示す。実施例1〜4の全てのセラミックスにおいて、HAp単一相であることが確認された。
2. To confirm the crystal structure characterization IP 6 -HAp ceramics IP 6 -HAp ceramics, it was analyzed using X-ray diffraction (XRD). FIG. 6 shows a spectrum obtained by XRD. In all the ceramics of Examples 1 to 4, it was confirmed to be a HAp single phase.
IP6−HApセラミックス表面のIP6の存在を確認するため、X線光電子分光法(XPS)を用いて化学状態分析を行なった。図7にXPSにおけるワイドスペクトルを示す。全てのサンプルにおいて、HApに起因するCa、P及びOのピークが確認された。
さらに、炭素のピークに注目し、各サンプルのナロースペクトルを比較したもの図8に示す。それぞれのスペクトルはC 1sで確認された表面にコンタミネーションするハイドロキシカーボンの値(285.2 eV)を基準値とし、その値でサンプルのチャージアップを補正した。
また、ナロースペクトルはガウス−ローレンツ複合関数を用いてピーク分離を行なった。ピーク分離前後のIP6−HAp(5000)のナロースペクトルを図9に示す。不純物およびIP6の分子構造中に存在するC−CおよびC−H結合由来であると思われるC 1sの大きなピークの左側に重なった小さなピークが観測された。このピークはC−O結合由来のものであると考えられ、これはIP6の分子構造中に存在するC−O結合由来のものであるといえる。したがって、実施例1〜4の全てのIP6−HApセラミックスで、IP6がHApセラミックス上に存在しているものと推定される。
In order to confirm the presence of IP 6 on the surface of the IP 6 -HAp ceramic, chemical state analysis was performed using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). FIG. 7 shows a wide spectrum in XPS. In all samples, peaks of Ca, P and O due to HAp were confirmed.
Further, FIG. 8 shows a comparison of the narrow spectrum of each sample by paying attention to the peak of carbon. In each spectrum, the value of hydroxycarbon contaminated on the surface confirmed by
The narrow spectrum was subjected to peak separation using a Gauss-Lorentz composite function. FIG. 9 shows a narrow spectrum of IP 6 -HAp (5000) before and after peak separation. A small peak was observed that overlapped to the left of the large peak of
上記HApセラミックス上に存在するIP6の量をHAp粉体に対するIP6の飽和吸着量0.427mg・m−2を用いて計算すると、約95ngとなった。 When the amount of IP 6 present on the HAp ceramic was calculated using the saturated adsorption amount of IP 6 with respect to the HAp powder of 0.427 mg · m −2 , it was about 95 ng.
3. マウス由来脾臓細胞のIP6−HApセラミックスにおける培養
(実施例5)
1.0×106 cells・cm−3のC57BL/6Nマウス由来脾臓細胞を上記1−3.項で得られたIP6−HAp(1000)上に播種し、1日後にフローサイトメーターを用いて、脾臓細胞の割合を調査した。コントロールとして24 wellのポリスチレンプレートを使用した。上記脾臓細胞にLive/Dead細胞染色(life technologies社製)を行い、取り分けた生細胞に対して下記抗体と反応させ、細胞を分別した。
抗体は、T細胞の表面マーカーとして抗CD3抗体(BD製)、成熟T細胞のヘルパーサブセットマーカーとして抗CD4抗体(BECKMAN製)、B細胞の表面マーカーとして抗CD19抗体(BD製)および成熟T細胞の細胞障害性サブセットマーカーとして抗CD8抗体(invitrogen製)を使用した。
3. Cultivation of mouse-derived spleen cells in IP 6 -HAp ceramics (Example 5)
1.0 × 10 6 cells · cm −3 spleen cells derived from C57BL / 6N mice were treated as described in 1-3. The seeds were seeded on the IP 6 -HAp (1000) obtained in the above section, and one day later, the ratio of spleen cells was examined using a flow cytometer. A 24 well polystyrene plate was used as a control. The spleen cells were subjected to Live / Dead cell staining (manufactured by life technologies), and the separated live cells were reacted with the following antibodies to separate the cells.
Anti-CD3 antibody (manufactured by BD) as a surface marker for T cells, anti-CD4 antibody (manufactured by BECKMAN) as a helper subset marker for mature T cells, anti-CD19 antibody (manufactured by BD) as a surface marker for B cells, and mature T cells An anti-CD8 antibody (manufactured by Invitrogen) was used as a cytotoxic subset marker.
(実施例6)
IP6−HAp(1000)に代えて、上記IP6−HAp(2000)上にC57BL/6Nマウス由来脾臓細胞を播種した以外は、実施例5と同様にして、培養を行った。
(実施例7)
IP6−HAp(1000)に代えて、上記IP6−HAp(3000)上にC57BL/6Nマウス由来脾臓細胞を播種した以外は、実施例5と同様にして、培養を行った。
(実施例8)
IP6−HAp(1000)に代えて、上記IP6−HAp(5000)上にC57BL/6Nマウス由来脾臓細胞を播種した以外は、実施例5と同様にして、培養を行った。
(参考例2)
IP6−HAp(1000)に代えて、上記IP6−HAp(0)上にC57BL/6Nマウス由来脾臓細胞を播種した以外は、実施例5と同様にして、培養を行った。
(Example 6)
Culture was performed in the same manner as in Example 5 except that instead of IP 6 -HAp (1000), spleen cells derived from C57BL / 6N mice were seeded on the above IP 6 -HAp (2000).
(Example 7)
Culture was performed in the same manner as in Example 5 except that instead of IP 6 -HAp (1000), spleen cells derived from C57BL / 6N mice were seeded on the above IP 6 -HAp (3000).
(Example 8)
Culture was performed in the same manner as in Example 5 except that instead of IP 6 -HAp (1000), spleen cells derived from C57BL / 6N mice were seeded on the above IP 6 -HAp (5000).
(Reference Example 2)
Culture was performed in the same manner as in Example 5 except that instead of IP 6 -HAp (1000), spleen cells derived from C57BL / 6N mice were seeded on the above IP 6 -HAp (0).
結果をコントロールにおける細胞の割合に対する増減率として表1に示す。 The results are shown in Table 1 as the rate of change relative to the percentage of cells in the control.
表1中の細胞の増減率は、上記コントロールの細胞を基準として、以下の式により算出した。 The increase / decrease rate of the cells in Table 1 was calculated by the following formula using the control cells as a reference.
表1に示される結果から、ヘルパーT細胞およびキラーT細胞の増加率がIP6−HAp(3000)およびIP6−HAp(5000)において顕著に高くなっていることがわかる。 From the results shown in Table 1, it can be seen that the increase rates of helper T cells and killer T cells are remarkably high in IP 6 -HAp (3000) and IP 6 -HAp (5000).
B細胞については、T細胞と逆の傾向を示した。これは、サンプル中に占めるB細胞の割合がコントロールと比較して相対的に減少したことを示すものであり、T細胞の割合増加の結果とも考えられる。
IP6−HAp(0)においてヘルパーT細胞およびキラーT細胞の割合が上記コントロールよりも増加しているのは、HApセラミックスの細胞に対する親和性に加えて、HApセラミックスから僅かに溶出されるカルシウムイオンが、細胞の培養効率を高めた結果であると考えられる。
B cells showed the opposite tendency to T cells. This indicates that the proportion of B cells in the sample has decreased relative to the control, and is also considered to be the result of an increase in the proportion of T cells.
The ratio of helper T cells and killer T cells in IP 6 -HAp (0) is higher than that in the above control. In addition to the affinity of HAp ceramics for cells, calcium ions slightly eluted from HAp ceramics However, this is considered to be a result of increasing the cell culture efficiency.
4.IP6含有培地におけるマウス由来脾臓細胞の応答性
(参考例3)
実験方法
培地の調製
培地にはRPMI培地を用いた。RPMI培地はRPMI 5.20 g,ペニシリン 0.035 g,ストレプトマイシン 0.070 g, メルカプトエタノール 1.769 μlを 500 cm3 の超純水に加え撹拌したのち NaHCO3 0.8 gを加え、pH を調整しFBS を55 cm3 加えたものを用いた。
また、RPMI培地 10 cm3 中に 5 vol% 以内でIP6 溶液を加え、IP6濃度が10ppm(w/v)となるように、IP6含有培地を調製した。
4). Responsiveness of mouse-derived spleen cells in medium containing IP 6 (Reference Example 3)
Experimental Method Medium Preparation RPMI medium was used as the medium. RPMI medium was RPMI 5.20 g, penicillin 0.035 g, streptomycin 0.070 g, mercaptoethanol 1.769 μl in 500 cm 3 ultrapure water, stirred, NaHCO 3 0.8 g was added, pH And FBS added at 55 cm 3 was used.
Also, IP 6 solution was added to RPMI medium 10 cm 3 within 5 vol%, so that IP 6 concentration of 10ppm (w / v), was prepared IP 6 containing medium.
マウス脾臓細胞の培養
12週齢のマウス(C57BL/6NCrSlc)1匹をジエチルエーテルで屠殺し、脾臓を4 ℃に冷却したRPMI 培地 (6 cm シャーレ) に取り出した。滅菌したナイロンメッシュシートにはさみ、潰すことで脾臓細胞を取り出し、15 ml 遠沈管にナイロンメッシュシートを通して移した。培地をシャーレに加え細胞を遠沈管に 2回洗い込んだ。Ack Solutionを加え、5 分間赤血球をバーストさせ、2 倍量のPBSを加え1500 rpm, 5 min, 4 ℃で遠心分離する操作を2回行なうことで赤血球を取り除いた。IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地を加え懸濁液を調製し、懸濁液をトリパンブルーで 10倍希釈し、血球計数盤を用いて細胞数を求めた。
1.0×106cells/mlになるように懸濁液を調製し、24 well plateに播種した。37 ℃, 5% CO2雰囲気のインキュベーター内で24時間培養したのち、上記3.項と同様にLive/Dead細胞染色を行い、抗体と反応させ、フローサイトメーターにより解析を行なった。
Cultivation of mouse spleen cells One 12-week-old mouse (C57BL / 6NCrSlc) was sacrificed with diethyl ether, and the spleen was removed into RPMI medium (6 cm dish) cooled to 4 ° C. Spleen cells were taken out by sandwiching and crushing between sterilized nylon mesh sheets, and transferred to a 15 ml centrifuge tube through the nylon mesh sheet. The medium was added to the petri dish, and the cells were washed twice in the centrifuge tube. Red blood cells were removed by adding Ack Solution, bursting red blood cells for 5 minutes, adding 2 volumes of PBS, and centrifuging at 1500 rpm, 5 min, 4 ° C. twice. The IP 6 to prepare a suspension added IP 6 containing medium containing a concentration of 10ppm (w / v), the suspension was diluted 10-fold with trypan blue was determined the number of cells using a hemocytometer .
Suspension was prepared so that it might become 1.0 * 10 < 6 > cells / ml, and it seed | inoculated on 24 well plate. After culturing for 24 hours in an incubator at 37 ° C. and 5% CO 2 , Live / Dead cell staining was performed in the same manner as described above, reacted with the antibody, and analyzed by a flow cytometer.
(参考例4)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を50ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(参考例5)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を100ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(参考例6)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を150ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(参考例7)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を300ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(参考例8)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を500ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(参考例9)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を1000ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(参考例10)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を2000ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(参考例11)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を3000ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(参考例12)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を4000ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(参考例13)
IP6を10ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地に代えて、IP6を5000ppm(w/v)の濃度で含有するIP6含有培地中でマウス脾臓細胞を培養した以外は、参考例3と同様にして培養を行った。
(Reference Example 4)
Instead of the IP 6 containing media containing IP 6 at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 50ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
(Reference Example 5)
Instead of the IP 6 containing media containing IP 6 at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 100ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
(Reference Example 6)
Instead of IP 6 to IP 6 containing media at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 150ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
(Reference Example 7)
Instead of the IP 6 containing media containing IP 6 at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 300ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
(Reference Example 8)
Instead of the IP 6 containing media containing IP 6 at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 500ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
(Reference Example 9)
Instead of the IP 6 containing media containing IP 6 at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 1000ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
(Reference Example 10)
Instead of the IP 6 containing media containing IP 6 at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 2000ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
(Reference Example 11)
Instead of the IP 6 containing media containing IP 6 at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 3000ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
(Reference Example 12)
Instead of the IP 6 containing media containing IP 6 at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 4000ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
(Reference Example 13)
Instead of the IP 6 containing media containing IP 6 at a concentration of 10ppm (w / v), except that culturing mouse spleen cells with IP 6 containing medium containing IP 6 at a concentration of 5000ppm (w / v) is The culture was carried out in the same manner as in Reference Example 3.
結果を図10及び図11に示す。図10のグラフの縦軸は、播種した細胞の培養1日後のコントロールにおけるヘルパーT細胞の割合に対する、IP6−HApセラミックス上又はIP6含有培地中で培養後のヘルパーT細胞の増減率である。上記3.項の参考例2及び実施例5〜8でのIP6−HApセラミックス上で培養されたヘルパーT細胞の増減率の結果を図10(a)に、参考例3〜7及び参考例9〜13でのIP6含有培地中で培養されたヘルパーT細胞の増減率の結果を図10(b)に示す。
IP6含有培地中で細胞を培養させた場合、IP6濃度が3000ppmの条件のとき、細胞の増減率が12%程度であった。IP6−HApセラミックス上で細胞を培養させた場合、IP6−HAp(3000)を用いたとき、細胞の増減率が約14%であり、培地中とほぼ同程度の値であった。しかし、IP6−HAp(3000)は、IP6濃度が3000ppmのIP6溶液に浸漬させて得られた基材であるので、実際にIP6―HAp(3000)に結合しているIP6の総量は、3000ppmでIP6を含有するIP6含有培地中のIP6の総量と比較して、極めて少量である。
したがって、IP6が結合されたIP6−HApセラミックスを用いることで、IP6含有培地を使用した場合と比較して、少量のIP6の使用で同程度の効果が得られることがわかる。
The results are shown in FIGS. The vertical axis of the graph of FIG. 10 is the rate of increase / decrease of helper T cells after culturing on IP 6 -HAp ceramics or in an IP 6- containing medium relative to the ratio of helper T cells in the control after 1 day of culture of the seeded cells. . 3. above. The results of the increase / decrease rate of helper T cells cultured on IP 6 -HAp ceramics in Reference Example 2 and Examples 5 to 8 are shown in FIG. 10 (a), and Reference Examples 3 to 7 and Reference Examples 9 to 13 are shown. the IP 6% change helper T cells cultured in medium containing results shown in Figure 10 (b).
When cells were cultured in a medium containing IP 6 , the increase / decrease rate of the cells was about 12% when the IP 6 concentration was 3000 ppm. When cells were cultured on IP 6 -HAp ceramics, when IP 6 -HAp (3000) was used, the increase / decrease rate of the cells was about 14%, which was almost the same value as in the medium. However, IP 6 -HAp (3000) is, IP 6 concentration are the base material obtained by immersing the IP 6 a solution of 3000 ppm, actually IP 6 -HAp bonded to that of IP 6 in (3000) the total amount is compared to the total amount of IP 6 in IP 6 containing media containing IP 6 in 3000 ppm, it is very small.
Therefore, it can be seen that by using IP 6 -HAp ceramics to which IP 6 is bonded, the same effect can be obtained by using a small amount of IP 6 as compared with the case of using a medium containing IP 6 .
上記3.項又は上記4.項において培養した脾臓細胞に対して、Live/Dead細胞染色を行った結果を示す。IP6含有培地で、IP6濃度が、10, 50, 100, 150, 300, 1000, 2000, 3000,4000, 5000 ppmの各条件で培養された細胞全体における生細胞の割合は、平均で49.15%であった。
対して、IP6−HAp(0)、IP6−HAp(1000)、IP6−HAp(2000)、IP6−HAp(3000)、IP6−HAp(50000)の各条件で培養された細胞全体における生細胞の割合は、平均で73.46%であった。
したがって、IP6‐HApセラミックス上では、IP6含有培地中よりも、細胞の生存率が高まっており、良好に細胞を培養可能であることが分かる。
3. above. Or 4. The result of having performed Live / Dead cell dyeing | staining with respect to the spleen cell cultured in the term is shown. In the medium containing IP 6 and the IP 6 concentration was 10, 50, 100, 150, 300, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 ppm, the ratio of viable cells in the whole cells was 49 on average. 15%.
In contrast, cells cultured under the conditions of IP 6 -HAp (0), IP 6 -HAp (1000), IP 6 -HAp (2000), IP 6 -HAp (3000), and IP 6 -HAp (50000) The ratio of living cells in the whole was 73.46% on average.
Therefore, it can be seen that the cell viability is higher on the IP 6 -HAp ceramics than in the IP 6- containing medium, and the cells can be cultured well.
図11のグラフの縦軸は、播種した細胞の培養1日後のコントロールにおけるキラーT細胞の割合に対する、IP6−HApセラミックス上又はIP6含有培地中で培養後のキラーT細胞の増減率である。上記3.項の参考例2及び実施例5〜8でのIP6−HApセラミックス上で培養されたキラーT細胞の増減率の結果を図11(a)に、参考例3〜13でのIP6含有培地中で培養されたキラーT細胞の増減率の結果を図11(b)に示す。
IP6−HApセラミックス上で細胞を培養させた場合、IP6―HAp(3000)を用いたときの細胞の増減率が約10%であった。しかし、IP6含有培地中で細胞を培養させた場合では、IP6濃度が5000ppmの条件のとき、細胞の増減率がマイナス15%程度と著しく低下していた。
この結果から、高すぎるIP6濃度は、細胞死を誘発する傾向にあることがわかる。IP6がHApに結合されたIP6−HApセラミックスでは、実際にIP6―HAp(3000)に結合しているIP6の総量は、極めて少量であるため、このような細胞死を誘発するリスクが低く、良好に細胞を培養できることが分かる。
The vertical axis of the graph of FIG. 11 represents the rate of increase / decrease of killer T cells after culturing on IP 6 -HAp ceramics or in an IP 6- containing medium relative to the ratio of killer T cells in the control after 1 day of culture of the seeded cells. . 3. above. The results of the increase / decrease rate of killer T cells cultured on IP 6 -HAp ceramics in Reference Example 2 and Examples 5 to 8 in the section are shown in FIG. 11 (a), and the IP 6 -containing medium in Reference Examples 3 to 13 The result of the increase / decrease rate of the killer T cells cultured in is shown in FIG.
When cells were cultured on IP 6 -HAp ceramics, the increase / decrease rate of cells when IP 6 -HAp (3000) was used was about 10%. However, when cells were cultured in a medium containing IP 6 , when the IP 6 concentration was 5000 ppm, the increase / decrease rate of the cells was remarkably reduced to about minus 15%.
This result shows that an IP 6 concentration that is too high tends to induce cell death. Risk IP 6 is a IP 6 -HAp ceramic coupled to HAp, actually total amount of IP 6 attached to IP 6 -HAp (3000), because it is extremely small, which induces such cell death It can be seen that the cells can be cultured well.
以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項(クレーム)の範囲によってのみ限定される。 The configurations and combinations thereof in the embodiments described above are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configurations can be made without departing from the spirit of the present invention. Further, the present invention is not limited by each embodiment, and is limited only by the scope of the claims.
本発明によれば、免疫細胞を培養可能であり、免疫賦活作用を備えた細胞培養基材、上記細胞培養基材の製造方法、上記細胞培養基材を用いた細胞培養方法、及び上記細胞培養基材を備えた細胞培養装置を提供できる。 According to the present invention, a cell culture substrate capable of culturing immune cells and having an immunostimulatory action, a method for producing the cell culture substrate, a cell culture method using the cell culture substrate, and the cell culture A cell culture device provided with a substrate can be provided.
1,11…細胞培養基材、2…金属化合物、12…水酸アパタイト層、13…中心層、4…イノシトールリン酸、20…細胞培養装置、25…培養槽
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記金属化合物がリン酸カルシウム系化合物のセラミックスである細胞培養基材の、
T細胞を接触させて体外で培養するための使用。 The surface even without low, including the metal compound of inositol phosphate or its salt are combined,
The cell culture substrate , wherein the metal compound is a ceramic of a calcium phosphate compound ,
Use to culture T cells in contact with outside the body .
前記金属化合物がリン酸カルシウム系化合物のセラミックスである細胞培養基材と、
前記細胞培養基材に接触するT細胞と、
を備える細胞付細胞培養基材。 At least the surface has a metal compound to which inositol phosphate or a salt thereof is bound,
A cell culture substrate in which the metal compound is a ceramic of a calcium phosphate compound;
T cells in contact with the cell culture substrate;
A cell culture substrate with a cell.
前記金属化合物がリン酸カルシウム系化合物のセラミックスである細胞培養基材と、前記細胞培養基材を収容するための培養槽とを備えた細胞培養装置の、T細胞を接触させて体外で培養するための使用。 A cell culture apparatus comprising a cell culture substrate in which the metal compound is a ceramic of a calcium phosphate compound, and a culture tank for containing the cell culture substrate, for bringing T cells into contact with each other and culturing them outside the body. use.
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