JP7143667B2 - Method for exfoliating pluripotent stem cells - Google Patents

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Description

本発明は、量産性に優れ、高い生存率で多能性幹細胞を剥離し、単一細胞として回収可能な、多能性幹細胞の剥離方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for detaching pluripotent stem cells, which is excellent in mass productivity, detaches pluripotent stem cells with a high survival rate, and can be collected as single cells.

胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)などの多能性幹細胞は、生体の様々な組織に分化する能力(分化万能性)を持つ細胞であり、再生医療分野における細胞ソースとして、大きな注目が寄せられている。多能性幹細胞を再生医療に応用するには、まず必要な数の多能性幹細胞を未分化状態で増殖させた後に、単一細胞として回収することが必須である。 Pluripotent stem cells such as embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells) are cells that have the ability to differentiate into various tissues in the body (pluripotency), and are used in the field of regenerative medicine. As a source, it has received a lot of attention. In order to apply pluripotent stem cells to regenerative medicine, it is essential to first proliferate the required number of pluripotent stem cells in an undifferentiated state and then collect them as single cells.

従来、基材上で培養した多能性幹細胞を単一細胞として回収するには、トリプシン等の酵素で処理した後に、セルスクレーパーで基材を擦ることにより、基材から多能性幹細胞を剥離させていた。しかしながら、このような多能性幹細胞の剥離方法では、基材全体をセルスクレーパーで擦る必要があることから、大面積の基材を用いて大量の細胞を回収するのは困難であった。 Conventionally, to recover pluripotent stem cells cultured on a substrate as single cells, the pluripotent stem cells are detached from the substrate by scraping the substrate with a cell scraper after treating with an enzyme such as trypsin. I was letting However, in such a method of exfoliating pluripotent stem cells, it is necessary to scrape the entire substrate with a cell scraper, which makes it difficult to recover a large amount of cells using a large-area substrate.

セルスクレーパーを用いることなく細胞を剥離する別の方法として、温度応答性を有する基材を用いる方法が知られている。例えば、特許文献1では、水に対する上限もしくは下限臨界溶解温度が0~80℃である温度応答性高分子が被覆された細胞培養支持体を用い、温度変化により細胞を剥離せしめ、細胞シートを回収する方法が開示されている。しかしながら特許文献1に記載の方法では、細胞シートの回収を主目的としており、単一細胞の多能性幹細胞を得ることはできない。 As another method for detaching cells without using a cell scraper, a method using a temperature-responsive substrate is known. For example, in Patent Document 1, a cell culture support coated with a temperature-responsive polymer having an upper or lower critical dissolution temperature in water of 0 to 80° C. is used, and cells are exfoliated by temperature change to recover a cell sheet. A method for doing so is disclosed. However, the method described in Patent Document 1 is mainly aimed at collecting cell sheets, and cannot obtain single-cell pluripotent stem cells.

特開2009-131275号公報JP 2009-131275 A

本発明の目的は、量産性に優れ、高い生存率で多能性幹細胞を剥離し、単一細胞として回収可能な、多能性幹細胞の剥離方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for detaching pluripotent stem cells that is excellent in mass productivity, detaches pluripotent stem cells with a high survival rate, and can be collected as single cells.

本発明者らは、以上の点を鑑み、鋭意研究を重ねた結果、層厚×温度応答性成分の含有割合の積が100nm以下の温度応答性高分子による層を有する基材を用い、トリプシンを含有する細胞間結合乖離液と多能性幹細胞を接触させる工程により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 In view of the above points, the present inventors have made intensive studies, and as a result, using a substrate having a layer of a temperature-responsive polymer in which the product of the layer thickness x the content ratio of the temperature-responsive component is 100 nm or less, trypsin The inventors have found that the above problems can be solved by a step of contacting pluripotent stem cells with an intercellular junction dissociation solution containing, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、基材上で培養された多能性幹細胞の剥離方法であって、基材が層厚×温度応答性成分の含有割合の積が100nm以下の温度応答性高分子による層を有し、下記[1]~[3]工程を経ることを特徴とする多能性幹細胞の剥離方法。
[1]トリプシンを含有する細胞間結合乖離液と基材上で培養された多能性幹細胞を接触させる工程。
[2]多能性幹細胞が基材に接着した状態のまま、トリプシンを含有する細胞間結合乖離液を除去する工程。
[3]基材を冷却し、多能性幹細胞を基材から剥離する工程。
That is, the present invention provides a method for exfoliating pluripotent stem cells cultured on a base material, wherein the base material includes a layer of a temperature-responsive polymer having a product of layer thickness x temperature-responsive component content ratio of 100 nm or less. A method for exfoliating pluripotent stem cells, characterized by comprising the following steps [1] to [3].
[1] A step of contacting an intercellular junction dissociation solution containing trypsin with pluripotent stem cells cultured on a substrate.
[2] A step of removing the intercellular junction dissociation solution containing trypsin while the pluripotent stem cells remain adhered to the substrate.
[3] A step of cooling the substrate and exfoliating the pluripotent stem cells from the substrate.

本発明によって、量産性に優れ、多能性幹細胞を単一細胞として剥離可能な、多能性幹細胞の剥離方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a method for detaching pluripotent stem cells that is excellent in mass productivity and capable of detaching pluripotent stem cells as single cells.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施の形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その趣旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form (only henceforth "this Embodiment") for implementing this invention is demonstrated in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of its gist.

本明細書において、「温度応答性高分子」とは、温度変化によって親水性/疎水性の程度が変化する高分子を示す。また、水分子の存在下で高分子の温度を低温から高温へ昇温していく場合に、ある温度を境に高分子の親水性/疎水性の程度がより疎水性に変化し、水溶性から水不溶性に変化する温度応答性高分子が存在し、この境界温度を「下限臨界溶解温度(LCST;Lower Critical Solution Temperature)」という。一般に、温度応答性高分子がLCST未満の温度において水に溶解する場合、LCST以上の温度では水に不溶となる。温度応答性高分子が水不溶性である場合には、LCSTを有しないが、温度変化によって親水性/疎水性の程度が変化する応答温度を有する。 As used herein, the term "temperature-responsive polymer" refers to a polymer whose degree of hydrophilicity/hydrophobicity changes with temperature changes. In addition, when the temperature of the polymer is increased from a low temperature to a high temperature in the presence of water molecules, the degree of hydrophilicity/hydrophobicity of the polymer changes to become more hydrophobic at a certain temperature. There is a temperature-responsive polymer that changes from water-insoluble to water-insoluble, and this boundary temperature is called "Lower Critical Solution Temperature (LCST)". In general, when a temperature-responsive polymer dissolves in water at a temperature below the LCST, it becomes insoluble in water at a temperature above the LCST. When the temperature-responsive polymer is water-insoluble, it does not have an LCST, but has a response temperature at which the degree of hydrophilicity/hydrophobicity changes with temperature changes.

本発明において、多能性幹細胞の種類は特に限定されるものではないが、例えば、肺性幹細胞(ES細胞)、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、核移植ES細胞(ntES細胞)を用いることができ、特に好ましくはiPS細胞である。また、多能性幹細胞の由来動物は特に限定されるものではないが、例えば、哺乳動物由来であることができる。哺乳動物の例には、げっ歯類(マウス、ラット等)、霊長類(サル、ヒト等)が含まれ、また実験動物であってもよく、コンパニオンアニマルであってもよい。本発明において、好ましくは霊長類由来であり、特に好ましくはヒト由来である。 In the present invention, the type of pluripotent stem cells is not particularly limited, but for example, pulmonary stem cells (ES cells), induced pluripotent stem cells (iPS cells), and nuclear transplanted ES cells (ntES cells) are used. iPS cells are particularly preferred. In addition, although the animal from which the pluripotent stem cells are derived is not particularly limited, it can be derived from mammals, for example. Examples of mammals include rodents (mice, rats, etc.) and primates (monkeys, humans, etc.), and may be laboratory animals or companion animals. In the present invention, it is preferably derived from primates, particularly preferably human.

本発明の多能性幹細胞の剥離方法における[1]工程は、多能性幹細胞と細胞間結合乖離液を接触させる。多能性幹細胞と細胞間結合乖離液を接触させることによって、多能性幹細胞の細胞-細胞間結合を乖離させ、多能性幹細胞を単一細胞とすることができる。また、[1]工程によって、未分化細胞の基材からの剥離を促進することができる。[1]工程を行わない場合、単一細胞で多能性幹細胞を剥離することができない。 The step [1] in the method for exfoliating pluripotent stem cells of the present invention is to bring the pluripotent stem cells into contact with the intercellular junction dissociation fluid. By bringing the pluripotent stem cells into contact with the intercellular junction dissociation solution, the cell-cell junctions of the pluripotent stem cells can be dissociated and the pluripotent stem cells can be converted into single cells. In addition, the step [1] can promote detachment of undifferentiated cells from the substrate. [1] If the step is not performed, pluripotent stem cells cannot be exfoliated with single cells.

前記[1]工程では、トリプシンを含有する細胞間結合乖離液を用いる。ここで、本発明において「トリプシン」とは、膵臓から分泌されるタンパク質分解酵素の「EC.3.4.21.4」、又は該タンパク質分解酵素と同等の特性を有する分解酵素を示す。市販品としては例えば、Trypsin(商標)、TrypLE(商標)SELECT、TrypLE(商標)EXPRES(いずれもThermo Fisher Scientific製)等を挙げることができる。本発明において「細胞間結合乖離液」とは、細胞同士が互いに細胞膜貫通型タンパク質等を介して形成する結合(細胞間結合)を乖離させる作用を有する溶液を示す。細胞間結合乖離液はトリプシン、トリプシンと同様のタンパク質分解作用を有する酵素の他、キレート剤等を含有していてもよい。
トリプシンを含有する細胞間結合乖離液を用いることにより、単一細胞で多能性幹細胞を剥離することができる。トリプシンを含有しない場合、単一細胞で多能性幹細胞を剥離することができない。単一細胞で多能性幹細胞を剥離し、さらに細胞の生存率を高めるのに好適であることから、トリプシンの含有量が0.01~2.5wt%が好ましく、0.1~1wt%がさらに好ましく、0.2~0.5wt%が特に好ましく、0.25~0.35wt%が最も好ましい。
In the step [1], an intercellular junction dissociation solution containing trypsin is used. Here, "trypsin" in the present invention indicates "EC.3.4.21.4" which is a proteolytic enzyme secreted from the pancreas, or a degrading enzyme having properties equivalent to said proteolytic enzyme. Examples of commercially available products include Trypsin (trademark), TrypLE (trademark) SELECT, and TrypLE (trademark) EXPRES (all manufactured by Thermo Fisher Scientific). In the present invention, the term "intercellular junction dissociation solution" refers to a solution that has the effect of dissociating the bonds (intercellular bonds) formed between cells via a transmembrane protein or the like. The intercellular junction dissociation solution may contain trypsin, an enzyme having the same proteolytic activity as trypsin, and a chelating agent.
By using an intercellular junction dissociation solution containing trypsin, single cell pluripotent stem cells can be detached. Without trypsin, single cells cannot detach pluripotent stem cells. The content of trypsin is preferably 0.01 to 2.5 wt%, preferably 0.1 to 1 wt%, because it is suitable for exfoliating pluripotent stem cells with single cells and increasing cell viability. More preferably, 0.2 to 0.5 wt% is particularly preferred, and 0.25 to 0.35 wt% is most preferred.

前記細胞間結合乖離液としてはまた、細胞を単一細胞とするのに好適であることから、5×10-10~5×10-1mol/Lのキレート剤をさらに含有することが好ましく、5×10-6~1×10-1mol/Lがさらに好ましく、5×10-4~5×10-2mol/Lが特に好ましく、1×10-3~5×10-2mol/Lが最も好ましい。 The intercellular junction dissociation solution preferably further contains 5×10 −10 to 5×10 −1 mol/L of a chelating agent, since it is suitable for converting cells into single cells. 5×10 −6 to 1×10 −1 mol/L is more preferable, 5×10 −4 to 5×10 −2 mol/L is particularly preferable, and 1×10 −3 to 5×10 −2 mol/L is more preferable. is most preferred.

前記キレート剤としては、キレート剤であること以外に特に限定はないが、例えば、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、N-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン-N,N’,N’-三酢酸、トリエチレンテトラミン-N,N,N’,N’’,N’’’,N’’’-六酢酸、1,3-プロパンジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸、1,3-ジアミノ-2-プロパノール-N,N,N’,N’-四酢酸、N-(2-ヒドロキシエチル)イミノ二酢酸、N,N-ジ(2-ヒドロキシエチル)グリシン、グリコールエーテルジアミン四酢酸、ジカルボキシメチルグルタミン酸、エチレンジアミン-N,N’-ジコハク酸、2,3-ジヒドロキシ安息香酸、イミノ二酢酸、エチドロン酸、クエン酸、ムギネ酸、ビピリジン、ポルフィリン、フェナントロリン、ポルフィリン、クラウンエーテル、サイクレン、18-クラウン-6、デフェロキサミン、ドータオクトレオテート、ニコチアナミン、ジメルカプロール、シデロホア等を挙げることができる。細胞を単一細胞とするのに好適であり、また、細胞の生存率を高めるのに好適であることから、1~4価の金属イオンとキレートを形成するキレート剤が好ましく、2価の金属イオンとキレートを形成するキレート剤がさらに好ましく、カルシウムイオンとキレートを形成するキレート剤が特に好ましく、エチレンジアミン四酢酸が最も好ましい。 The chelating agent is not particularly limited except that it is a chelating agent. -hydroxyethyl)ethylenediamine-N,N',N'-triacetic acid, triethylenetetramine-N,N,N',N'',N''',N'''-hexaacetic acid, 1,3-propane diamine-N,N,N',N'-tetraacetic acid, 1,3-diamino-2-propanol-N,N,N',N'-tetraacetic acid, N-(2-hydroxyethyl)iminodiacetic acid, N,N-di(2-hydroxyethyl)glycine, glycol ether diamine tetraacetic acid, dicarboxymethylglutamic acid, ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, iminodiacetic acid, etidronic acid, citric acid acid, mugineic acid, bipyridine, porphyrin, phenanthroline, porphyrin, crown ether, cyclen, 18-crown-6, deferoxamine, dotaoctreotate, nicotianamine, dimercaprol, siderophore and the like. A chelating agent that forms a chelate with a monovalent to tetravalent metal ion is preferable because it is suitable for making cells into single cells and is suitable for increasing the viability of cells, and divalent metals Chelating agents that form chelates with ions are more preferred, chelating agents that form chelates with calcium ions are particularly preferred, and ethylenediaminetetraacetic acid is most preferred.

前記[1]工程の多能性幹細胞と細胞間結合乖離液との接触時間としては、多能性幹細胞を単一細胞とし、また、細胞の生存率を高めるのに好適であることから、1秒~30分間が好ましく、10秒~10分間がさらに好ましく、1分~5分間が特に好ましく、2分~4分間が最も好ましい。 The contact time between the pluripotent stem cells and the intercellular junction dissociation solution in the step [1] is suitable for converting the pluripotent stem cells into single cells and increasing the survival rate of the cells. Seconds to 30 minutes are preferred, 10 seconds to 10 minutes are more preferred, 1 minute to 5 minutes are particularly preferred, and 2 to 4 minutes are most preferred.

前記[1]工程における細胞間結合乖離液の温度としては特に限定はないが、トリプシンを活性化させるのに好適であることから、10~40℃が好ましく、20~40℃がさらに好ましく、35~40℃が特に好ましく、37℃が最も好ましい。 The temperature of the intercellular junction dissociation solution in the step [1] is not particularly limited, but is preferably 10 to 40°C, more preferably 20 to 40°C, since it is suitable for activating trypsin. ~40°C is particularly preferred, and 37°C is most preferred.

前記[1]工程の後、多能性幹細胞は基材に接着した状態である。前記[1]工程の後に多能性幹細胞が基材に接着した状態であることにより、多能性幹細胞の生存率を高めることができる。[1]工程の途中で多能性幹細胞が基材から剥離する場合、多能性幹細胞の生存率が低下する原因となる。 After the step [1], the pluripotent stem cells are in a state of adhering to the substrate. The survival rate of the pluripotent stem cells can be increased by keeping the pluripotent stem cells adhered to the substrate after the step [1]. [1] If the pluripotent stem cells are detached from the substrate during the process, it causes a decrease in the viability of the pluripotent stem cells.

本発明の多能性幹細胞の剥離方法における[2]工程では、多能性幹細胞が基材に接着した状態のまま、多能性幹細胞を洗浄し、トリプシンを除去する。多能性幹細胞を洗浄し、トリプシンを除去する方法としては特に限定はないが、例えば、多能性幹細胞と接触させた細胞間結合乖離液を吸引除去した後、リン酸緩衝生理食塩水と多能性幹細胞を接触させ、次いでリン酸緩衝生理食塩水を除去することにより多能性幹細胞を洗浄することができる。多能性幹細胞の生存率を高めるため、本発明の多能性幹細胞の剥離方法における[2]工程の後、多能性幹細胞は基材に接着した状態である。[2]工程の途中で多能性幹細胞が基材から剥離する場合、多能性幹細胞の生存率が低下する原因となる。 In step [2] in the method for detaching pluripotent stem cells of the present invention, the pluripotent stem cells are washed to remove trypsin while the pluripotent stem cells remain adhered to the substrate. The method for washing pluripotent stem cells and removing trypsin is not particularly limited. The pluripotent stem cells can be washed by contacting the potent stem cells and then removing the phosphate buffered saline. In order to increase the survival rate of pluripotent stem cells, the pluripotent stem cells are in a state of adhering to the substrate after step [2] in the method of detaching pluripotent stem cells of the present invention. [2] If the pluripotent stem cells are detached from the substrate during the process, it causes a decrease in the viability of the pluripotent stem cells.

前記[2]工程の後、必要に応じて細胞間結合乖離液の除去や培地への置換を行ってもよい。培地としては特に制限はないが、多能性幹細胞の未分化性を維持させるのに好適であることから、例えば、多能性幹細胞の未分化性を維持するための因子として知られている、インスリン、トランスフェリン、セレニウム、アスコルビン酸、炭酸水素ナトリウム、塩基性線維芽細胞増殖因子、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)、CCL2、アクチビン、2-メルカプトメタノールのうち1つ以上を添加した培地を好適に用いることが好ましく、インスリン、トランスフェリン、セレニウム、アスコルビン酸、炭酸水素ナトリウム、塩基性線維芽細胞増殖因子、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)を含有する培地がさらに好ましく、塩基性線維芽細胞増殖因子を添加した培地が特に好ましい。 After the step [2], the intercellular junction dissociation solution may be removed or replaced with a medium, if necessary. Although the medium is not particularly limited, it is suitable for maintaining the undifferentiated state of pluripotent stem cells. Preferably medium supplemented with one or more of insulin, transferrin, selenium, ascorbic acid, sodium bicarbonate, basic fibroblast growth factor, transforming growth factor beta (TGFβ), CCL2, activin, 2-mercaptomethanol Preferably, media containing insulin, transferrin, selenium, ascorbic acid, sodium bicarbonate, basic fibroblast growth factor, transforming growth factor beta (TGFβ) are more preferred, and basic fibroblast growth factor is preferred. Supplemented media are particularly preferred.

前記塩基性線維芽細胞増殖因子を添加した培地の種類に特に制限はないが、例えば、市販品としては、DMEM(Sigma-Aldrich Co. LLC製)、Ham’s F12(Sigma-Aldrich Co. LLC製)、D-MEM/Ham’s F12(Sigma-Aldrich Co. LLC製)、Primate ES Cell Medium((株)REPROCELL製)、StemFit AK02N(味の素(株)製)、StemFit AK03(味の素(株)製)、mTeSR1(STEMCELL TECHNOLOGIES社製)、TeSR-E8(STEMCELL TECHNOLOGIES社製)、ReproNaive((株)REPROCELL製)、ReproXF((株)REPROCELL製)、ReproFF((株)REPROCELL製)、ReproFF2((株)REPROCELL製)、NutriStem(バイオロジカルインタストリーズ社製)、iSTEM(タカラバイオ(株)製)、GS2-M(タカラバイオ(株)製)、hPSC Growth Medium DXF(PromoCell社製)等を挙げることができる。多能性幹細胞の未分化状態を維持するのに好適であることから、Primate ES Cell Medium((株)REPROCELL製)、StemFit AK02N(味の素(株)製)又はStemFit AK03(味の素(株)製)が好ましく、StemFit AK02N(味の素(株)製)又はStemFit AK03(味の素(株)製)がさらに好ましく、StemFit AK02N(味の素(株)製)が特に好ましい。 The type of medium to which the basic fibroblast growth factor is added is not particularly limited. manufactured by), D-MEM/Ham's F12 (manufactured by Sigma-Aldrich Co. LLC), Primate ES Cell Medium (manufactured by REPROCELL Co., Ltd.), StemFit AK02N (manufactured by Ajinomoto Co., Inc.), StemFit AK03 (manufactured by Ajinomoto Co., Inc. (manufactured by STEMCELL TECHNOLOGIES), mTeSR1 (manufactured by STEMCELL TECHNOLOGIES), TeSR-E8 (manufactured by STEMCELL TECHNOLOGIES), ReproNaive (manufactured by REPROCELL), ReproXF (manufactured by REPROCELL), ReproFF (manufactured by REPROCELL), ReproFF2 ( REPROCELL Co., Ltd.), NutriStem (Biological Industries Inc.), iSTEM (Takara Bio Inc.), GS2-M (Takara Bio Inc.), hPSC Growth Medium DXF (PromoCell), etc. can be mentioned. Primate ES Cell Medium (manufactured by REPROCELL Co., Ltd.), StemFit AK02N (manufactured by Ajinomoto Co., Inc.) or StemFit AK03 (manufactured by Ajinomoto Co., Inc.) are suitable for maintaining the undifferentiated state of pluripotent stem cells. is preferred, StemFit AK02N (manufactured by Ajinomoto Co.) or StemFit AK03 (manufactured by Ajinomoto Co.) is more preferred, and StemFit AK02N (manufactured by Ajinomoto Co.) is particularly preferred.

また、細胞の生存率を高めるのに好適であることから、必要に応じてRho結合キナーゼ阻害剤を添加してもよい。特にヒトの多能性幹細胞を用いる場合であって、Rho結合キナーゼ阻害剤としては、例えば、(R)-(+)-trans-N-(4-pyridyl)-4-(1-aminoethyl)-cyclohexanecarboxamide・2HCl・H2O(和光純薬工業(株)製Y-27632)、1-(5-Isoquinolinesulfonyl)homopiperazine Hydrochloride(和光純薬工業(株)製HA1077)を用いることができる。培地に添加されるRho結合キナーゼ阻害剤の濃度としては、ヒトの多能性幹細胞の生存維持に有効な範囲であってヒトの多能性幹細胞の未分化状態に影響を与えない範囲であり、1×10-6~5×10-5mol/Lが好ましく、3×10-6~2×10-5mol/Lがさらに好ましく、8×10-6~1.2×10-5mol/Lが特に好ましい。
本発明の多能性幹細胞の剥離方法における[3]工程では、基材を冷却し、多能性幹細胞を基材から剥離する。細胞の生存率を高めるのに好適であるため、0~30℃の温度で1秒~60分間冷却することが好ましく、2~25℃の温度で1秒~60分間冷却することがさらに好ましく、2~20℃の温度で1秒~60分間冷却することが特に好ましく、2~10℃の温度で1秒~60分間冷却することが最も好ましい。
In addition, a Rho-binding kinase inhibitor may be added as necessary, as it is suitable for increasing cell viability. Especially when using human pluripotent stem cells, examples of Rho-binding kinase inhibitors include (R)-(+)-trans-N-(4-pyridyl)-4-(1-aminoethyl)- Cyclohexanecarboxamide.2HCl.H2O (Y-27632, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1-(5-Isoquinolinesulfonyl) homopiperazine Hydrochloride (HA1077, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) can be used. The concentration of the Rho-binding kinase inhibitor added to the medium is within a range that is effective for maintaining the survival of human pluripotent stem cells and does not affect the undifferentiated state of human pluripotent stem cells, 1×10 −6 to 5×10 −5 mol/L is preferable, 3×10 −6 to 2×10 −5 mol/L is more preferable, and 8×10 −6 to 1.2×10 −5 mol/L is more preferable. L is particularly preferred.
In step [3] in the method for detaching pluripotent stem cells of the present invention, the substrate is cooled and the pluripotent stem cells are detached from the substrate. It is preferable to cool at a temperature of 0 to 30° C. for 1 second to 60 minutes, more preferably at a temperature of 2 to 25° C. for 1 second to 60 minutes, because it is suitable for increasing the viability of cells. Cooling at a temperature of 2-20° C. for 1 second to 60 minutes is particularly preferred, and cooling at a temperature of 2-10° C. for 1 second to 60 minutes is most preferred.

本発明の多能性幹細胞の剥離方法では、温度応答性高分子による層を有する基材を用いる。基材が温度応答性高分子による層を有することにより、前記[3]工程において、基材を冷却することで多能性幹細胞を剥離することができる。温度応答性高分子による層を有しない場合、[3]工程で多能性幹細胞を剥離することができない。 In the method of exfoliating pluripotent stem cells of the present invention, a base material having a layer of a temperature-responsive polymer is used. Since the base material has a layer of the temperature-responsive polymer, the pluripotent stem cells can be exfoliated by cooling the base material in step [3]. If there is no layer of temperature-responsive polymer, the pluripotent stem cells cannot be exfoliated in step [3].

本発明において、前記温度応答性高分子による層の層厚×温度応答性成分の含有割合の積は、100nm以下である。温度応答性高分子による層の層厚×温度応答性成分の含有割合の積が100nm以下であることにより、多能性幹細胞を基材に強固に接着させることができ、前記[1]及び[2]工程において細胞が剥離するのを抑制することができる。温度応答性高分子による層の層厚×温度応答性成分の含有割合の積が100nmを超える場合、前記[1]及び[2]工程において細胞が剥離しやすく、細胞の生存率が低下する原因となる。前記[1]及び[2]工程において細胞が剥離するのを抑制し、細胞の生存率を高めるのに好適であることから、層厚×温度応答性成分の積が50nm以下であることがさらに好ましく、40nm以下が特に好ましく、20nm以下が最も好ましい。ここで、本発明において温度応答性高分子による層の「層厚」とは、温度応答性高分子による層の最も基材側の界面から最も表面側の界面までの基材面外方向の長さを示し、層厚が10nmを超える範囲ではミクロトームにより作成した培養基材の超薄切片を用いて断面像を透過型電子顕微鏡によって測定し、無作為に選んだ10点の該距離を測定し、平均することで算出することができる。また、層厚が10nm以下の範囲ではエリプソメーターを用いて測定することができる。また、本発明において「温度応答性成分の含有割合」とは、温度応答性高分子に含まれる温度応答性の単量体単位の重量割合を示す。 In the present invention, the product of the layer thickness of the layer of the temperature-responsive polymer and the content ratio of the temperature-responsive component is 100 nm or less. When the product of the layer thickness of the layer of the temperature-responsive polymer and the content ratio of the temperature-responsive component is 100 nm or less, the pluripotent stem cells can be strongly adhered to the substrate, and the above [1] and [ 2] It is possible to suppress detachment of cells in the step. When the product of the layer thickness of the layer of the temperature-responsive polymer and the content ratio of the temperature-responsive component exceeds 100 nm, the cells tend to detach in steps [1] and [2], and the cell viability decreases. becomes. It is preferable that the product of layer thickness x temperature-responsive component is 50 nm or less because it is suitable for suppressing cell detachment in the steps [1] and [2] and increasing the survival rate of cells. It is preferably 40 nm or less, particularly preferably 40 nm or less, and most preferably 20 nm or less. Here, in the present invention, the "layer thickness" of the layer made of the temperature-responsive polymer means the length of the layer made of the temperature-responsive polymer in the substrate out-of-plane direction from the interface closest to the substrate to the interface closest to the surface. In the range where the layer thickness exceeds 10 nm, an ultra-thin section of the culture substrate prepared by microtome is used to measure the cross-sectional image with a transmission electron microscope, and the distance is measured at 10 randomly selected points. , can be calculated by averaging. In addition, when the layer thickness is in the range of 10 nm or less, it can be measured using an ellipsometer. Further, in the present invention, the "content rate of the temperature-responsive component" indicates the weight rate of the temperature-responsive monomer unit contained in the temperature-responsive polymer.

また、前記[3]工程において多能性幹細胞を短時間で剥離し、細胞へのダメージを低減させるのに好適であることから、層厚×温度応答性成分の含有割合の積が5nm以上であることが好ましく、10nm以上がさらに好ましく、20nm以上が特に好ましく、30nm以上が最も好ましい。 In addition, since it is suitable for exfoliating the pluripotent stem cells in a short time in the step [3] and reducing damage to the cells, the product of the layer thickness × the content ratio of the temperature-responsive component is 5 nm or more. 10 nm or more is more preferable, 20 nm or more is particularly preferable, and 30 nm or more is most preferable.

前記温度応答性高分子による層を有する基材としては、水に対する応答温度が0℃~50℃の範囲にある温度応答性高分子による層を表面に有する基材を挙げることができ、剥離後の多能性幹細胞の生存率を高めるのに好適であることから、応答温度が0℃~50℃の範囲にあることが好ましく、5℃~35℃がさらに好ましく、10℃~25℃が特に好ましく、15℃~25℃が最も好ましい。 Examples of the substrate having a layer made of the temperature-responsive polymer include substrates having a layer made of the temperature-responsive polymer having a response temperature to water in the range of 0° C. to 50° C. on the surface. The response temperature is preferably in the range of 0° C. to 50° C., more preferably 5° C. to 35° C., particularly 10° C. to 25° C. Preferably, 15°C to 25°C is most preferred.

前記温度応答性高分子を構成する単量体単位としては特に制限はないが、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド化合物;N,N-ジエチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-シクロプロピルアクリルアミド、N-シクロプロピルメタクリルアミド、N-エトキシエチルアクリルアミド、N-エトキシエチルメタクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド等のN アルキル置換(メタ)アクリルアミド誘導体;N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-エチルメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド等のN,N-ジアルキル置換(メタ)アクリルアミド誘導体;1-(1-オキソ-2-プロペニル)-ピロリジン、1-(1-オキソ-2-プロペニル)-ピペリジン、4-(1-オキソ-2-プロペニル)-モルホリン、1-(1-オキソ-2-メチル-2-プロペニル)-ピロリジン、1-(1-オキソ-2-メチル-2-プロペニル)- ピペリジン、4-(1-オキソ-2-メチル-2-プロペニル)-モルホリン等の環状基を有する(メタ)アクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル等のビニルエーテルを挙げることができ、応答温度を0~50℃とするのに好適であることから、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-エトキシエチルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルメタクリルアミドが好ましく、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミドがさらに好ましく、N-イソプロピルアクリルアミドが特に好ましい。 The monomer unit constituting the thermoresponsive polymer is not particularly limited, but examples include (meth)acrylamide compounds such as acrylamide and methacrylamide; N,N-diethylacrylamide, N-ethylacrylamide, Nn - propylacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, N-cyclopropylmethacrylamide, N-ethoxyethylacrylamide, N-ethoxyethylmethacrylamide, N -N alkyl-substituted (meth)acrylamide derivatives such as tetrahydrofurfuryl acrylamide and N-tetrahydrofurfuryl methacrylamide; N,N-dialkyl-substituted (meth)acrylamide derivatives; 1-(1-oxo-2-propenyl)-pyrrolidine, 1-(1-oxo-2-propenyl)-piperidine, 4-(1-oxo-2-propenyl )-morpholine, 1-(1-oxo-2-methyl-2-propenyl)-pyrrolidine, 1-(1-oxo-2-methyl-2-propenyl)-piperidine, 4-(1-oxo-2-methyl -2-propenyl)-(meth)acrylamide derivatives having a cyclic group such as morpholine; and vinyl ethers such as methyl vinyl ether. - diethylacrylamide, Nn-propylacrylamide, N-isopropylacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N-ethoxyethylacrylamide, N-tetrahydrofurfurylacrylamide, N-tetrahydrofurfurylmethacrylamide are preferred, N,N -Diethylacrylamide and N-isopropylacrylamide are more preferred, and N-isopropylacrylamide is particularly preferred.

前記温度応答性高分子による層の形成方法としては特に制限はないが、温度応答性高分子を基材に強固に固定化するのに好適であることから、温度応答性高分子の単量体単位を基材上で電子線重合する方法、熱又は光反応性の温度応答性高分子を用いて熱または光により基材に固定化する方法、温度応答性高分子の単量体単位とその他の単量体単位との共重合体を用いる方法を好適に用いることができる。 The method for forming the layer of the temperature-responsive polymer is not particularly limited, but since it is suitable for firmly immobilizing the temperature-responsive polymer on the substrate, the monomer of the temperature-responsive polymer A method of electron beam polymerization of a unit on a substrate, a method of immobilizing a thermally or photoreactive temperature responsive polymer on a substrate by heat or light, a monomer unit of a temperature responsive polymer, and others. A method using a copolymer with a monomer unit of can be preferably used.

前記温度応答性高分子の単量体単位とその他の単量体単位との共重合体を用いる方法においては、共重合体を強固に基材に固定化させるのに好適であることから、少なくとも水に不溶の高分子の単量体単位を含むことが好ましい。また、温度応答性高分子の応答温度の制御に好適であることから、共重合体の構造としてはブロック共重合体であることが好ましい。 In the method using a copolymer of the monomer units of the temperature-responsive polymer and other monomer units, since it is suitable for firmly fixing the copolymer to the substrate, at least It preferably contains water-insoluble macromolecular monomer units. Further, the structure of the copolymer is preferably a block copolymer because it is suitable for controlling the response temperature of the temperature-responsive polymer.

前記水に不溶の高分子の単量体単位としては特に制限はないが、例えば、スチレン、2-ヒドロキシフェニルアクリレート、2-ヒドロキシフェニルメタクリレート、3-ヒドロキシフェニルアクリレート、3-ヒドロキシフェニルメタクリレート、4-ヒドロキシフェニルアクリレート、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート、N-(2-ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(2-ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-(3-ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(3-ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、n-ブチルアクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、t-ブチルアクリレート、t-ブチルメタクリレート、n-ヘキシルアクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、n-オクチルアクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-デシルアクリレート、n-デシルメタクリレート、n-ドデシルアクリレート、n-ドデシルメタクリレート、n-テトラデシルアクリレート、n-テトラデシルメタクリレートを挙げることができる。 The monomer units of the water-insoluble polymer are not particularly limited, but examples include styrene, 2-hydroxyphenyl acrylate, 2-hydroxyphenyl methacrylate, 3-hydroxyphenyl acrylate, 3-hydroxyphenyl methacrylate, 4- Hydroxyphenyl acrylate, 4-hydroxyphenyl methacrylate, N-(2-hydroxyphenyl) acrylamide, N-(2-hydroxyphenyl) methacrylamide, N-(3-hydroxyphenyl) acrylamide, N-(3-hydroxyphenyl) methacryl Amide, N-(4-hydroxyphenyl)acrylamide, N-(4-hydroxyphenyl)methacrylamide, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, n -hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, n-octyl acrylate, n-octyl methacrylate, n-decyl acrylate, n-decyl methacrylate, n-dodecyl acrylate, n-dodecyl methacrylate, n-tetradecyl acrylate, n-tetradecyl methacrylate can be mentioned.

前記共重合体における温度応答性高分子の構成単位比率は、多能性幹細胞の冷却剥離性を高める観点から、5mol%以上が好ましく、20mol%以上がさらに好ましく、30mol%以上が特に好ましく、40mol%以上が最も好ましい。また、共重合体を基材へ強固に固定化するのに好適であることから、温度応答性高分子の構成単位比率が95mol%以下であることが好ましく、90mol%以下であることがさらに好ましく、85mol%以下であることが特に好ましく、80mol%以下であることが最も好ましい。 From the viewpoint of enhancing the cooling exfoliation property of pluripotent stem cells, the structural unit ratio of the temperature-responsive polymer in the copolymer is preferably 5 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, particularly preferably 30 mol% or more, and 40 mol. % or more is most preferable. Moreover, since it is suitable for firmly fixing the copolymer to the substrate, the structural unit ratio of the temperature-responsive polymer is preferably 95 mol % or less, more preferably 90 mol % or less. , is particularly preferably 85 mol % or less, most preferably 80 mol % or less.

前記温度応答性高分子の分子量としては特に制限はないが、温度応答性高分子による層の強度を高めるのに好適であることから、数平均分子量で1000~100万であることが好ましく、2000~50万であることがさらに好ましく、5000~30万であることが特に好ましく、1万~20万であることが最も好ましい。 The molecular weight of the temperature-responsive polymer is not particularly limited, but the number-average molecular weight is preferably 1,000 to 1,000,000, preferably 2,000, because it is suitable for increasing the strength of the layer of the temperature-responsive polymer. It is more preferably from 500,000 to 500,000, particularly preferably from 5000 to 300,000, and most preferably from 10,000 to 200,000.

本発明における基材の材質は、特に限定されるものではないが、通常細胞培養に用いられるガラス、ポリスチレン等の物質のみならず、一般に形態付与が可能である物質、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート等の高分子化合物や、セラミックス、金属類などを用いることができる。培養操作の容易性から、基材の材質がガラス、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンの内少なくとも1種類を含むことが好ましく、ガラス、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートの内少なくとも1種類を含むことがさらに好ましく、可撓性を高めるのに好適であることからポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートが特に好ましい。 The material of the substrate in the present invention is not particularly limited, but it is not limited to materials such as glass and polystyrene that are usually used for cell culture, but also materials that can generally be shaped, such as polycarbonate and polyethylene terephthalate. , polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, ceramics, and metals. From the viewpoint of facilitating culture operations, the material of the substrate preferably contains at least one of glass, polystyrene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, and polypropylene, and glass, polystyrene, and polycarbonate. , and polyethylene terephthalate, and polystyrene, polycarbonate, and polyethylene terephthalate are particularly preferred because they are suitable for increasing flexibility.

本発明における基材の形状としては特に制限はなく、板、フィルムのような平面形状であってもよいし、ファイバー、多孔質粒子、多孔質膜、中空糸であってもよい。また、一般に細胞培養等に用いられる容器(ペトリ皿等の細胞培養皿、フラスコ、プレート等)であっても差し支えない。培養操作の容易性から、板、フィルムのような平面形状、又は平膜の多孔質膜であることが好ましい。 The shape of the substrate in the present invention is not particularly limited, and may be a planar shape such as a plate or film, or may be a fiber, porous particles, porous membrane, or hollow fiber. In addition, a container generally used for cell culture or the like (cell culture dish such as Petri dish, flask, plate, etc.) may also be used. From the viewpoint of easiness of culturing operation, it is preferably a planar shape such as a plate or film, or a flat porous membrane.

以下、本発明を実施するための形態を挙げて本発明について詳細に説明するが、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。また本発明の要旨の範囲内で適宜に変更して実施することができる。なお、断りのない限り、試薬は市販品を用いた。
<重合体の組成>
核磁気共鳴測定装置(日本電子(株)製、商品名JNM-GSX400)を用いたプロトン核磁気共鳴分光(H-NMR)スペクトル分析、又は核磁気共鳴測定装置(ブルカー製、商品名AVANCEIIIHD500)を用いたカーボン核磁気共鳴分光(13C-NMR)スペクトル分析より求めた。
<重合体の分子量、分子量分布>
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置は東ソー(株)製 HLC-8320GPCを用い、カラムは東ソー(株)製 TSKgel Super AWM-Hを2本用い、カラム温度を40℃に設定し、溶離液は10mMトリフルオロ酢酸ナトリウムを含む1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロー2-イソプロパノールまたは10mM臭化リチウムを含むN,N-ジメチルホルムアミドを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mLで調製して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリメタクリル酸メチル(ポリマーラボラトリーズ製)を用いた。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments for carrying out the present invention. Further, it is possible to implement the present invention by appropriately changing it within the scope of the gist of the present invention. Commercially available reagents were used unless otherwise specified.
<Polymer composition>
Proton nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 1 H-NMR) spectrum analysis using a nuclear magnetic resonance spectrometer (manufactured by JEOL Ltd., trade name JNM-GSX400), or nuclear magnetic resonance spectroscopy (manufactured by Bruker, trade name AVANCEIIIHD500). It was obtained from carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 13 C-NMR) spectroscopy using .
<Molecular weight and molecular weight distribution of the polymer>
Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) were measured by gel permeation chromatography (GPC). The GPC apparatus uses HLC-8320GPC manufactured by Tosoh Corporation, the column uses two TSKgel Super AWM-H manufactured by Tosoh Corporation, the column temperature is set to 40 ° C., and the eluent contains 10 mM sodium trifluoroacetate. Measured using 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-isopropanol or N,N-dimethylformamide containing 10 mM lithium bromide. A measurement sample was prepared and measured at 1.0 mg/mL. Polymethyl methacrylate (manufactured by Polymer Laboratories) with a known molecular weight was used for the molecular weight calibration curve.

[実施例1]
基材としてポリスチレンディッシュ(Corning Incorporated製)に温度応答性高分子による層が形成されたものを用い、ヒトiPS細胞201B7株を1300個/cmの密度で播種し、37℃、CO濃度5%の環境下で培養した。培地はStemFitAK02N(味の素(株)製)を用いた。また、細胞播種から24時間後までは、前記培地にY-27632(和光純薬工業(株)製)(濃度10μM)とiMatrix-511溶液((株)ニッピ製)(培地に対して2.5μL/mL)を添加し培養した。
[Example 1]
As a substrate, a polystyrene dish (manufactured by Corning Incorporated) on which a layer of a temperature-responsive polymer was formed was used, and human iPS cells 201B7 strain were seeded at a density of 1300 cells/cm 2 and incubated at 37°C at a CO 2 concentration of 5. % environment. StemFit AK02N (manufactured by Ajinomoto Co., Inc.) was used as the medium. In addition, Y-27632 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (concentration 10 μM) and iMatrix-511 solution (manufactured by Nippi Co., Ltd.) were added to the medium until 24 hours after seeding the cells. 5 μL/mL) was added and cultured.

細胞播種から24時間後、96時間後、144時間後に、位相差顕微鏡で細胞の様子を観察し、いずれの場合においても細胞接着ならびに増殖を確認し、新しい培地に交換を行った。細胞播種から144時間後の培地交換の後、細胞はコロニー状で基材に存在していることを確認した。 24 hours, 96 hours and 144 hours after seeding the cells, the state of the cells was observed under a phase-contrast microscope. After medium exchange 144 hours after seeding the cells, it was confirmed that the cells were present in the substrate in the form of colonies.

培地を除去してリン酸緩衝生理食塩水で洗浄後、リン酸緩衝生理食塩水に0.5×TrypLE SELECT、エチレンジアミン四酢酸を5×10-3mol/Lの濃度となるように加えた細胞間結合乖離液をディッシュ内に加え、37℃で3分間処理した。細胞間結合乖離液を吸引除去してリン酸緩衝生理食塩水を加え、リン酸緩衝生理食塩水を吸引除去することで、細胞を基材に接着させたまま洗浄した後、Y-27632を添加した培地をディッシュ内に加えた。15℃で10分間冷却を行うことで細胞を剥離させた。細胞の生存率は96.5%であった。 After removing the medium and washing with phosphate-buffered saline, cells were added with 0.5×TrypLE SELECT and ethylenediaminetetraacetic acid to phosphate-buffered saline at a concentration of 5×10 −3 mol/L. The interjunction dissociation solution was added to the dish and treated at 37°C for 3 minutes. The intercellular junction dissociation solution was removed by aspiration, phosphate buffered saline was added, and the phosphate buffered saline was aspirated off to wash while the cells were adhered to the substrate, and then Y-27632 was added. The culture medium was added into the dish. Cells were detached by cooling at 15°C for 10 minutes. Cell viability was 96.5%.

なお、温度応答性高分子の合成及びコーティングは以下の方法で行った。 Synthesis and coating of the temperature-responsive polymer were performed by the following methods.

試験管に、4-シアノ-4-[(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]ペンタノイックアシッド0.40g(0.1mmol)、n-ブチルメタクリレート7.11g(50mmol)、アゾビス(イソブチロニトリル)33mg(0.2mmol)を加え、1,4-ジオキサン50mLに溶解した。窒素バブリングにより30分脱気を行った後、70℃で24時間反応させた。反応終了後、反応溶媒をロータリーエバポレーターにて減圧留去し、反応溶液を濃縮した。濃縮液をメタノール250mLに注ぎ、析出した黄色油状物質を回収して減圧乾燥し、n-ブチルメタクリレート重合体を得た。 In a test tube, 0.40 g (0.1 mmol) of 4-cyano-4-[(dodecylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoic acid, 7.11 g (50 mmol) of n-butyl methacrylate, azobis(isobutyronitrile) 33 mg (0.2 mmol) was added and dissolved in 50 mL of 1,4-dioxane. After degassing by nitrogen bubbling for 30 minutes, reaction was carried out at 70° C. for 24 hours. After completion of the reaction, the reaction solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator to concentrate the reaction solution. The concentrate was poured into 250 mL of methanol, and the precipitated yellow oily substance was collected and dried under reduced pressure to obtain an n-butyl methacrylate polymer.

試験管に、前記n-ブチルメタクリレート重合体0.9g(0.3mmol)、N-イソプロピルアクリルアミド8.14g(72mmol)、アゾビスイソブチロニトリル5mg(0.03mmol)を加え、1,4-ジオキサン15mLに溶解させた。窒素バブリングにより30分脱気を行った後、65℃で17時間反応させた。反応終了後、反応溶媒をアセトンで希釈し、ヘキサン500mLに注ぎ、析出した淡黄色固体を回収して減圧乾燥し、N-イソプロピルアクリルアミドとn-ブチルメタクリレートの共重合体を得た。 In a test tube, 0.9 g (0.3 mmol) of the n-butyl methacrylate polymer, 8.14 g (72 mmol) of N-isopropylacrylamide, and 5 mg (0.03 mmol) of azobisisobutyronitrile were added. Dissolved in 15 mL of dioxane. After degassing by nitrogen bubbling for 30 minutes, reaction was carried out at 65° C. for 17 hours. After completion of the reaction, the reaction solvent was diluted with acetone and poured into 500 mL of hexane, and the precipitated pale yellow solid was collected and dried under reduced pressure to obtain a copolymer of N-isopropylacrylamide and n-butyl methacrylate.

ポリスチレンディッシュ上にN-イソプロピルアクリルアミドとn-ブチルメタクリレートの共重合体の0.5wt%エタノール溶液を2000rpmでスピンコートし、温度応答性高分子を被覆した。 A 0.5 wt % ethanol solution of a copolymer of N-isopropylacrylamide and n-butyl methacrylate was spin-coated on a polystyrene dish at 2000 rpm to coat the temperature-responsive polymer.

温度応答性高分子の応答温度は32℃、構成単位比率はn-ブチルメタクリレート4mol%、N-イソプロピルアクリルアミド96mol%、分子量はMn7万であった。ポリスチレンディッシュ上への温度応答性高分子の被覆の膜厚は25nmであった。 The temperature-responsive polymer had a response temperature of 32° C., a structural unit ratio of n-butyl methacrylate of 4 mol %, N-isopropyl acrylamide of 96 mol %, and a molecular weight of Mn of 70,000. The film thickness of the thermoresponsive polymer coating on the polystyrene dish was 25 nm.

[実施例2]
実施例1において下記方法で作製した基材を用い、15℃で10分間冷却を行った後に基材を20回叩いて振動を与える操作を行い、その他は実施例1と同様にして細胞を剥離した。細胞の生存率は92.3%であった。
[Example 2]
Using the base material prepared by the following method in Example 1, after cooling at 15 ° C. for 10 minutes, the base material was hit 20 times to apply vibration, and other steps were performed in the same manner as in Example 1 to exfoliate the cells. did. Cell viability was 92.3%.

ポリスチレンディッシュ上にN-イソプロピルアクリルアミドとn-ブチルメタクリレートの共重合体の0.1wt%エタノール溶液を2000rpmでスピンコートし、温度応答性高分子を被覆した。ポリスチレンディッシュ上への温度応答性高分子の被覆の膜厚は5nmであった。 A 0.1 wt % ethanol solution of a copolymer of N-isopropylacrylamide and n-butyl methacrylate was spin-coated on a polystyrene dish at 2000 rpm to coat the temperature-responsive polymer. The film thickness of the thermoresponsive polymer coating on the polystyrene dish was 5 nm.

[比較例1]
実施例1において温度応答性高分子による層を形成せず、ポリスチレンディッシュをそのまま使用し、その他は実施例1と同様にして行った。細胞は基材から剥離せず、回収できなかった。
[Comparative Example 1]
The procedure of Example 1 was repeated except that the polystyrene dish was used as it was without forming a layer of the temperature-responsive polymer. Cells did not detach from the substrate and could not be recovered.

[比較例2]
実施例1において下記方法で作製した基材を用い、その他は実施例1と同様にして細胞を剥離した。多能性幹細胞と細胞間結合乖離液を接触させている間にほぼ全ての細胞が基材から剥離してしまい、生存率は0%であった。
[Comparative Example 2]
Cells were exfoliated in the same manner as in Example 1 except that the base material prepared by the following method was used in Example 1. Almost all of the cells were detached from the substrate during the contact between the pluripotent stem cells and the intercellular junction dissociation fluid, and the survival rate was 0%.

ポリスチレンディッシュ上にN-イソプロピルアクリルアミドとn-ブチルメタクリレートの共重合体の2wt%エタノール溶液を2000rpmでスピンコートし、温度応答性高分子を被覆した。ポリスチレンディッシュ上への温度応答性高分子の被覆の膜厚は120nmであった。 A 2 wt % ethanol solution of a copolymer of N-isopropylacrylamide and n-butyl methacrylate was spin-coated on a polystyrene dish at 2000 rpm to coat it with a temperature-responsive polymer. The film thickness of the thermoresponsive polymer coating on the polystyrene dish was 120 nm.

[比較例3]
実施例1において多能性幹細胞と細胞間結合乖離液を接触させる操作を行わず、その他は実施例1と同様にして行った。細胞は基材から一部しか剥離せず、また、剥離した細胞は複数の細胞の塊であり、単一細胞を回収することはできなかった。
[Comparative Example 3]
The procedure of Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the operation of contacting the pluripotent stem cells and the intercellular junction dissociation fluid was omitted. Only a part of the cells were detached from the substrate, and the detached cells were clusters of multiple cells, and single cells could not be recovered.

[比較例4]
実施例1において多能性幹細胞と接触させた細胞間結合乖離液を吸引除去せず、トリプシンが残存したまま冷却剥離操作を行い、細胞を基材から剥離した。細胞は剥離したが、大部分の細胞が死滅し、生存率は29.5%であった。
[Comparative Example 4]
In Example 1, the cells were detached from the substrate by performing a cooling detachment operation while trypsin remained without aspirating away the intercellular junction dissociation fluid that had been brought into contact with the pluripotent stem cells. Although the cells detached, most of the cells were dead with a viability of 29.5%.

Claims (3)

基材上で培養された多能性幹細胞の剥離方法であって、基材が層厚×温度応答性高分子成 分の含有割合の積が5nm以上20nm以下の温度応答性高分子による層を有し、下記[1]~[3]工程を経ることを特徴とする多能性幹細胞の剥離方法。
[1]トリプシンを含有する細胞間結合乖離液と基材上で培養された多能性幹細胞を接触 させる工程。
[2]多能性幹細胞が基材に接着した状態のまま、トリプシンを含有する細胞間結合乖離 液を除去する工程。
[3]基材を冷却し、多能性幹細胞を基材から剥離する工程。
A method for exfoliating pluripotent stem cells cultured on a base material, wherein the base material has a layer of a temperature-responsive polymer with a product of layer thickness x temperature-responsive polymer component content ratio of 5 nm or more and 20 nm or less. A method for exfoliating pluripotent stem cells, characterized by comprising the following steps [1] to [3].
[1] A step of contacting an intercellular junction dissociation solution containing trypsin with pluripotent stem cells cultured on a substrate.
[2] A step of removing the intercellular junction dissociation solution containing trypsin while the pluripotent stem cells remain adhered to the substrate.
[3] A step of cooling the substrate and exfoliating the pluripotent stem cells from the substrate.
前記[1]工程におけるトリプシンを含有する細胞間結合乖離液と基材に接着した多能性 幹細胞の接触時間が、1秒~5分間であることを特徴とする、請求項1に記載の多能性幹 細胞の剥離方法。 The multipotent cell according to claim 1, wherein the contact time between the intercellular junction dissociation solution containing trypsin and the pluripotent stem cells adhered to the substrate in the step [1] is 1 second to 5 minutes. A method for exfoliating potential stem cells. 多能性幹細胞が人工多能性幹細胞であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載 の多能性幹細胞の剥離方法。 3. The method for exfoliating pluripotent stem cells according to claim 1, wherein the pluripotent stem cells are induced pluripotent stem cells.
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