JP7371453B2 - Test board, test board with cells, and test method - Google Patents

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本開示は、細胞が発する電気信号を測定することによって検査を行う検査基板、特には、薬剤の心毒性を検査するための検査基板、これを用いた細胞付検査基板及び検査方法に関する。 The present disclosure relates to a test board that performs tests by measuring electrical signals emitted by cells, and particularly to a test board for testing cardiotoxicity of drugs, a test board with cells using the same, and a test method.

現在、様々な動物や植物の細胞培養が行われており、また、新たな細胞の培養法が開発されている。細胞培養の技術は、細胞の生化学的現象や性質の解明、有用な物質の生産などの目的で利用されている。さらに、培養細胞を用いて、人工的に合成された薬の生理活性や毒性を調べる試みがなされている。 Currently, cell culture of various animals and plants is being carried out, and new cell culture methods are being developed. Cell culture technology is used for purposes such as elucidating the biochemical phenomena and properties of cells and producing useful substances. Furthermore, attempts are being made to examine the physiological activity and toxicity of artificially synthesized drugs using cultured cells.

例えば、特許文献1には、多点電極上に、接着/非接着パターンを形成した心筋細胞バイオアッセイチップが開示されているが、この接着/非接着パターンは方向性を有さないため、細胞の配向培養ができないものである。 For example, Patent Document 1 discloses a cardiomyocyte bioassay chip in which an adhesive/non-adhesive pattern is formed on a multi-point electrode, but since this adhesive/non-adhesive pattern has no directionality, Orientation culture cannot be performed.

特許文献2には、拍動性を有する紐状の心筋細胞集合体を形成するための細胞培養支持体として、一方の表面に、少なくとも1つの線状の細胞接着性領域が形成された基板部を有する、紐状の心筋細胞集合体を形成するための細胞培養支持体が記載されているが、電極を設ける記載はない。 Patent Document 2 describes a substrate portion on one surface of which at least one linear cell adhesive region is formed as a cell culture support for forming string-like myocardial cell aggregates having pulsatility. A cell culture support for forming a string-like myocardial cell aggregate is described, but there is no description of providing an electrode.

特許文献3には、心筋拍動細胞の状態を電位応答あるいは顕微鏡観察しながら、細胞の集団的性質を観測するバイオアッセイシステムとして、導電性領域と絶縁性領域とを有する基材を備え、導電性領域において細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とが隣り合っている、細胞培養用基板が記載されている。 Patent Document 3 describes a bioassay system for observing the collective properties of cells while observing the state of myocardial beating cells with a voltage response or using a microscope. A cell culture substrate is described in which a cell adhesion region and a cell adhesion inhibiting region are adjacent to each other in the adhesive region.

特許文献4には、複数のマイクロ電極と複数の導電性細胞とを備え、該マイクロ電極が該導電性細胞に接触しており、かつ該マイクロ電極が、該細胞へ信号入力を伝送するためまたは該導電性細胞からの電気信号を記録するために電子インターフェイス(例えば、信号発生器および/または記録器)に接続されている、基材が記載されている。 Patent Document 4 includes a plurality of microelectrodes and a plurality of conductive cells, the microelectrode is in contact with the conductive cell, and the microelectrode is configured to transmit a signal input to the cell or A substrate is described that is connected to an electronic interface (eg, a signal generator and/or recorder) to record electrical signals from the conductive cells.

薬の開発プロセスでは、まず、ヒト以外の動物(ラット、マウス、サル、ブタ、イヌ、等)を用いた毒性検査が行われている。しかし、ヒト以外の動物と、ヒトとでは種差が大きいため、ヒト以外の動物で毒性がみられなかったとしてもヒトに投与すると毒性がみられることがあり、大きな問題となっている。中でも、心筋細胞活動電位が種差により異なるため、ヒト以外の動物実験でヒトの心毒性(心臓に悪影響を及ぼす毒性)が評価できない場合があり、その結果、薬物誘導性の不整脈等が医薬品の販売中止事由となることが多かった。そのため、ヒトの心毒性の評価が重要であり、ヒトの心筋細胞を用いた毒性検査方法の開発が望まれている。 In the drug development process, toxicity tests are first conducted using non-human animals (rats, mice, monkeys, pigs, dogs, etc.). However, because there are large species differences between non-human animals and humans, even if no toxicity is observed in non-human animals, toxicity may be observed when administered to humans, which poses a major problem. In particular, because myocardial cell action potential differs between species, it may not be possible to evaluate human cardiotoxicity (toxicity that adversely affects the heart) in non-human animal experiments.As a result, drug-induced arrhythmia, etc. This was often the reason for cancellation. Therefore, evaluation of cardiotoxicity in humans is important, and development of a toxicity testing method using human cardiomyocytes is desired.

近年、ヒトES細胞(胚性幹細胞)やヒトiPS細胞(人工多能性幹細胞)の分化技術が進み、心筋細胞への分化誘導が安定的に実施できるようになってきた。特にヒトiPS細胞由来の心筋細胞を用いた、薬剤の毒性を検査する毒性検査方法に関しては検討が進んでいる(例えば、非特許文献1参照)。 In recent years, advances in differentiation techniques for human ES cells (embryonic stem cells) and human iPS cells (induced pluripotent stem cells) have made it possible to stably induce differentiation into cardiomyocytes. In particular, studies are progressing on toxicity testing methods for testing the toxicity of drugs using cardiomyocytes derived from human iPS cells (see, for example, Non-Patent Document 1).

特許4812271号Patent No. 4812271 特許4822012号Patent No. 4822012 特許5278400号Patent No. 5278400 特表2016-518117号公報Special table 2016-518117 publication

Zhu R., Blazeski A., Poon E., Costa KD., Tung L., Boheler KR., Stem Cell Res. And Ther.,2014.Oct 20;5(5):117. Physical development cues for the maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.Zhu R. , Blazeski A. , Poon E. , Costa KD., Tung L., Boheler KR., Stem Cell Res. And Ther. , 2014. Oct 20;5(5):117. Physical development cues for the maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes. Tatiana Trantidou et al., Scientific Reports, 5(11067), June 2015,Biorealistic cardiac cell culture platforms with integrated monitoring of extracellular action potentials.Tatiana Trantidou et al. , Scientific Reports, 5 (11067), June 2015, Biorealistic cardiac cell culture platforms with integrated monitoring of extra cellular action potentials.

上述したようなiPS細胞由来の心筋細胞を用いた心毒性の評価方法として、例えば、多点電極システムを用い、多点電極の上で形成された心筋シートから細胞外電位を測定する方法がある。心筋細胞は拍動に伴って細胞膜電位が変化し、ある細胞が拍動すると隣接する細胞の拍動が誘起されて、膜電位の変化が伝播する。上記方法では、薬剤等の被験物質を添加した際に、この電気信号がどのように変化するのかを解析する。しかしながら、この方法は、細胞ロットによるばらつきが大きく、ばらつきの少ない安定した評価が可能な検査方法が求められている。 As a method for evaluating cardiotoxicity using iPS cell-derived cardiomyocytes as described above, for example, there is a method of using a multipoint electrode system and measuring extracellular potential from a myocardial sheet formed on the multipoint electrodes. . The cell membrane potential of cardiomyocytes changes as they beat, and when one cell beats, adjacent cells are induced to beat, and the change in membrane potential propagates. In the above method, it is analyzed how this electrical signal changes when a test substance such as a drug is added. However, this method has large variations depending on the cell lot, and there is a need for a testing method that can perform stable evaluations with little variation.

また、ヒトES/iPS細胞から分化誘導して得られた心筋細胞は、体内の心筋細胞に比べると未熟であることが知られている。本来細胞は、成熟していくと成熟に伴って電気信号を発生させるタンパク質が細胞膜に発生するが、未成熟の細胞はこのタンパク質が十分ではない。そのため、細胞膜に存在するイオンチャネルが不十分となり、薬剤に対する応答が成熟した細胞とは異なってしまい、正確な心毒性の評価ができない。 Furthermore, it is known that cardiomyocytes obtained by inducing differentiation from human ES/iPS cells are immature compared to cardiomyocytes in the body. Normally, as cells mature, proteins that generate electrical signals are generated in the cell membrane, but immature cells do not have enough of this protein. As a result, there are insufficient ion channels in the cell membrane, and the response to drugs differs from that of mature cells, making it impossible to accurately evaluate cardiotoxicity.

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、細胞が発する電気信号を測定することによって行う検査(特に、薬剤の心毒性検査)において、簡便に、かつ安定した評価結果を得ることができる検査基板を提供することを主目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to obtain simple and stable evaluation results in tests (particularly drug cardiotoxicity tests) performed by measuring electrical signals emitted by cells. The main purpose is to provide a test board that can perform

上記課題を解決するために本発明者らは鋭意検討した結果、細胞が発する電気信号を測定する検査の際に使用する検査基板に、細胞非接着性領域と、この細胞非接着性領域に挟まれた、細胞接着性を有する線状領域とを設け、更に、細胞からの電気信号を検知する電極を上記線状領域に設けることで、細胞を線状に配向培養でき、特には、iPS由来の心筋細胞の成熟を促すことができるため、薬物に対する応答が生体心筋と近くなることを見出した。更に、線状領域に沿って膜電位の伝播が1方向に進むため、検査結果が安定することを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above problem, the present inventors conducted extensive studies and found that a test substrate used in tests that measure electrical signals emitted by cells has a cell non-adhesive region and a cell sandwiched between the cell non-adhesive regions. By providing a linear region with cell adhesion and further providing an electrode for detecting electrical signals from the cells in the linear region, cells can be cultured in a linear orientation. They found that the response to drugs is similar to that of living heart muscle because it can promote the maturation of heart muscle cells in the body. Furthermore, the inventors have discovered that the test results are stable because the membrane potential propagates in one direction along the linear region, leading to the completion of the present invention.

上記目的を達成するために、本開示は、少なくとも2以上の、細胞非接着性領域と、上記2つの隣り合う細胞非接着性領域に挟まれた、細胞接着性を有する線状領域と、細胞からの電気信号を検知する、上記線状領域に設けられた少なくとも1つの電極と、上記電極に接続された引き出し配線とを備える、検査基板を提供する。 In order to achieve the above object, the present disclosure provides at least two or more cell non-adhesive regions, a linear region having cell adhesive properties sandwiched between the two adjacent cell non-adhesive regions, and a cell adhesive region. A test board is provided, which includes at least one electrode provided in the linear region and a lead wire connected to the electrode, which detects an electrical signal from the test board.

また本開示では、上述した検査基板の少なくとも1つの電極上に、細胞が載置されている、細胞付検査基板を提供する。 Further, the present disclosure provides a test substrate with cells, in which cells are placed on at least one electrode of the above-described test substrate.

更に、本開示は、上述した検査基板の少なくとも1つの電極上に細胞を載置し、培養させる工程と、上記電極により上記細胞からの電気信号を検知し、計測する第一計測工程と、上記検査基板上に、上記細胞に作用する被験物質を添加する工程と、上記電極により、上記被験物質が作用した細胞からの電気信号を検知し、計測する第二計測工程と、を有し、上記第一計測工程で得られた計測結果と上記第二計測工程で得られた計測結果とを比較し、上記被験物質の上記細胞に及ぼす電気信号の変化を検査することで、上記被験物質の細胞に対する毒性を検査する検査方法を提供する。 Furthermore, the present disclosure includes a step of placing a cell on at least one electrode of the above-mentioned test substrate and culturing it, a first measurement step of detecting and measuring an electrical signal from the cell with the electrode, The method includes a step of adding a test substance that acts on the cells onto the test substrate, and a second measurement step of detecting and measuring an electrical signal from the cells on which the test substance acts, using the electrode, and The measurement results obtained in the first measurement step and the measurement results obtained in the second measurement step are compared, and the change in the electrical signal exerted on the cells by the test substance is examined. Provides a test method for testing toxicity against.

本開示の検査基板によれば、細胞を配向培養し、電気信号を検出することができるため、簡便に、安定した検査結果を得ることができる。特に、ヒトES/iPS由来心筋細胞を線状に配向培養させることができ、これにより成熟化を促すことができる。そのため、ヒトES/iPS由来心筋細胞を用いた場合でも、より生体反応に近い薬剤応答結果を得ることができる。 According to the test substrate of the present disclosure, since cells can be oriented and cultured and electrical signals can be detected, stable test results can be obtained easily. In particular, human ES/iPS-derived cardiomyocytes can be cultured in a linear orientation, thereby promoting maturation. Therefore, even when human ES/iPS-derived cardiomyocytes are used, drug response results closer to biological reactions can be obtained.

(A)本開示の検査基板の一実施形態を示す部分上面図、(B)(A)のX-X’の概略断面図、(C)本開示の検査基板の一実施形態を示す斜写真である。(A) A partial top view showing an embodiment of the test board of the present disclosure, (B) A schematic cross-sectional view taken along line XX' in (A), (C) A perspective photograph showing an embodiment of the test board of the present disclosure It is. 本開示の検査基板の他の実施形態を示す部分上面図である。FIG. 7 is a partial top view showing another embodiment of the test board of the present disclosure. 本開示の細胞付検査基板の一実施形態を示す部分概略断面図である。FIG. 1 is a partial schematic cross-sectional view showing an embodiment of the cell-attached test substrate of the present disclosure.

本開示は、検査基板、細胞付検査基板、及び検査方法に関するものである。
以下、それぞれについて詳細に説明する。なお、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の態様の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部材の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
The present disclosure relates to a test substrate, a cell-attached test board, and a test method.
Each will be explained in detail below. Note that the present disclosure can be implemented in many different embodiments, and should not be interpreted as being limited to the contents of the embodiments exemplified below. In addition, in order to make the explanation clearer, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each member compared to the embodiment, but this is only an example, and the interpretation of this disclosure is It is not limited to. In addition, in this specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the previously shown figures are denoted by the same reference numerals, and detailed explanations may be omitted as appropriate.

本明細書において、ある部材の上に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」あるいは「下に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。また、本明細書において、ある部材の上に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「面に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。 In this specification, when expressing a mode in which another member is placed on top of a certain member, when it is simply expressed as "above" or "below", unless otherwise specified, it means that the member is in contact with a certain member. This includes both cases in which another member is placed directly above or below a certain member, and cases in which another member is placed above or below a certain member via another member. In addition, in this specification, when expressing the aspect of arranging another member on top of a certain member, when it is simply expressed as “on a surface”, unless otherwise specified, it means directly above or in contact with a certain member. This includes both a case where another member is placed directly below a certain member and a case where another member is placed above or below a certain member via another member.

上述したように、細胞が発する電気信号を測定する検査において、簡便に、かつ、安定した評価結果が得られる検査方法が求められており、特に、成熟した心筋細胞を用いた簡便な毒性検査方法が望まれている。 As mentioned above, in tests that measure electrical signals emitted by cells, there is a need for a test method that is simple and can provide stable evaluation results, and in particular, a simple toxicity test method using mature cardiomyocytes is needed. is desired.

心筋細胞の成熟を促す方法として、電気刺激法、力学負荷を加える方法、配向培養法などが知られている。本発明者らは、これらの方法について検討したところ、電気刺激法や力学負荷法を行うためには、特別な装置と基板が必要となる点、成熟した細胞を使った毒性検査を実施する際には成熟用基板から毒性検査基板に播種しなおす必要があり煩雑な操作が必要となる点等を発見した。一方、配向培養法であれば、毒性検査基板上で細胞を配向培養することができれば、同じ基板上で配向培養から毒性検査まで実施することができると考えた。 As methods for promoting the maturation of cardiomyocytes, electrical stimulation methods, methods of applying mechanical loads, oriented culture methods, etc. are known. The present inventors investigated these methods and found that special equipment and substrates are required to perform electrical stimulation and mechanical loading methods, and that there are problems when conducting toxicity tests using mature cells. It was discovered that it was necessary to re-seeding the seeds from the maturation substrate onto the toxicity test substrate, which required a complicated operation. On the other hand, with the oriented culture method, we thought that if cells could be oriented and cultured on a toxicity test substrate, it would be possible to perform everything from oriented culture to toxicity testing on the same substrate.

また、細胞を配向させる方法として、凹凸パターンを形成する方法と、接着/非接着パターンを形成する方法がある。本発明者らはこれらの方法についても検討したところ、凹凸パターンを用いる方法(例えば、非特許文献2)だと、配向性はある程度発現するものの、成熟性に問題があることを知見した。これは、長軸方向だけでなく短軸方向でも細胞間接着が形成されてしまうが、生体内では主に長軸方向で細胞間接着が形成されるためであると推察される。尚、非特許文献2には、多点電極システム基板上に、凹凸パターンを形成し、この凹凸パターンを利用して細胞培養し、検査する技術が開示されている。 Further, as methods for orienting cells, there are a method of forming a concavo-convex pattern and a method of forming an adhesive/non-adhesive pattern. The present inventors also studied these methods and found that the method using a concavo-convex pattern (for example, Non-Patent Document 2) produces a certain degree of orientation, but has a problem with maturation. This is presumed to be because intercellular adhesion is formed not only in the long axis direction but also in the short axis direction, but in vivo, intercellular adhesion is mainly formed in the long axis direction. Incidentally, Non-Patent Document 2 discloses a technique in which a concavo-convex pattern is formed on a multi-point electrode system substrate, and this concavo-convex pattern is used to culture and test cells.

そのため、本発明者らは、複数の細胞非接着性領域と、各細胞非接着性領域に挟まれた、細胞接着性を有する線状領域とが設けられた検査基板とすることで、上記線状領域で細胞の配向培養が可能となり、特に、心筋細胞の成熟化が可能であること、更に、膜電位の伝播が一方向に進むため、線状領域に設けられた電極により安定した検査結果が得られることを見出し、本発明を完成した。 Therefore, the present inventors developed a test substrate that is provided with a plurality of cell non-adhesive regions and a linear region having cell adhesive properties sandwiched between the cell non-adhesive regions. It is possible to culture cells in an oriented manner in the linear region, and in particular, it is possible to mature myocardial cells.Furthermore, because the membrane potential propagates in one direction, the electrodes installed in the linear region provide stable test results. The present invention was completed based on the discovery that the following can be obtained.

A.検査基板
本開示の検査基板は、少なくとも2以上の、細胞非接着性領域と、上記2つの隣り合う細胞非接着性領域に挟まれた、細胞接着性を有する線状領域と、細胞からの電気信号を検知する、上記線状領域に設けられた少なくとも1つの電極と、上記電極に接続された引き出し配線とを備える、ことを特徴とするものである。
A. Test Substrate The test board of the present disclosure includes at least two or more cell non-adhesive regions, a linear region having cell adhesive properties sandwiched between the two adjacent cell non-adhesive regions, and an electrically The device is characterized in that it includes at least one electrode provided in the linear region that detects a signal, and a lead wire connected to the electrode.

このような本開示の検査基板について図を参照して説明する。図1(A)は、本開示の検査基板の一実施形態を示す部分上面図、図1(B)は、図1(A)のX-X’の概略断面図、図1(C)は、本開示の検査基板の一実施形態を示す斜写真である。本開示の検査基板10は、複数の細胞非接着性領域1と、隣り合う細胞非接着性領域1に挟まれた、細胞接着性を有する線状領域2と、線状領域2に設けられた少なくとも1つの電極3と、電極3に接続された引き出し配線4とを備えることを特徴とする。図1においては、表面が細胞非接着性領域である細胞非接着性層11が、線状領域2を構成する絶縁層22、電極3、引き出し配線4、支持部5を備える多点電極基板6上に形成されている。以下、本開示の検査基板の構成について、詳細に説明する。 The inspection board of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1(A) is a partial top view showing an embodiment of the test board of the present disclosure, FIG. 1(B) is a schematic cross-sectional view taken along line XX' in FIG. 1(A), and FIG. 1(C) is a , is a perspective photograph showing an embodiment of the test board of the present disclosure. The test substrate 10 of the present disclosure includes a plurality of cell non-adhesive regions 1, a linear region 2 having cell adhesive properties sandwiched between adjacent cell non-adhesive regions 1, and a linear region 2 provided in the linear region 2. It is characterized by comprising at least one electrode 3 and a lead wire 4 connected to the electrode 3. In FIG. 1, a cell non-adhesive layer 11 whose surface is a cell non-adhesive region is a multi-point electrode substrate 6 comprising an insulating layer 22 constituting a linear region 2, an electrode 3, an extraction wiring 4, and a support portion 5. formed on top. Hereinafter, the configuration of the test board of the present disclosure will be described in detail.

1. 細胞非接着性領域
本開示における細胞非接着性領域は、細胞が実質的に接着しない領域である。『細胞が実質的に接着しない』とは、細胞培養中に細胞が全く接着しない領域、或いは、細胞は少数接着するがその接着細胞は全くあるいはほとんど伸展せず、その結果、それら細胞は全くあるいはほとんど増殖しない状態をいう。このような細胞非接着性領域に、後述する、細胞接着性を有する線状領域が挟まれることにより、線状領域において細胞を線方向に方向性良く配向培養させることができる。そのため、特に、iPS由来の心筋細胞を培養させると成熟化が進み、薬物応答が生体心筋と近いものとなる。さらには、評価の際には、膜電位の伝播が1方向に進むため、評価結果が安定する。
本開示の検査基板においては、少なくとも2以上の、細胞非接着性領域を有する。
1. Cell Non-Adhesive Area The cell non-adhesive area in the present disclosure is an area where cells do not substantially adhere. "Substantially no cells adhere" refers to an area where cells do not adhere at all during cell culture, or where a small number of cells adhere but the adherent cells do not or hardly spread, and as a result, those cells do not adhere at all or do not spread. A state in which there is almost no growth. By sandwiching a linear region having cell adhesive properties, which will be described later, between such cell non-adhesive regions, cells can be oriented and cultured in the linear direction with good directionality in the linear region. Therefore, in particular, when iPS-derived cardiomyocytes are cultured, their maturation progresses, and the drug response becomes similar to that of living myocardium. Furthermore, during evaluation, since the membrane potential propagates in one direction, the evaluation results are stable.
The test substrate of the present disclosure has at least two or more cell non-adhesive regions.

(1)細胞非接着性
細胞非接着性は、表面の化学的性質や物理的性質等によって細胞の接着や伸展が起こりにくいか否かで決定される。細胞非接着性を判断する指標として、実際に細胞培養した際の細胞接着伸展率を用いることができる。細胞非接着性の表面は、細胞接着伸展率が20%未満の表面であることが好ましく、10%未満の表面であることがより好ましく、5%以下の表面であることが更に好ましく、1%以下の表面であることが最も好ましい。
(1) Cell non-adhesion property Cell non-adhesion property is determined by whether or not cell adhesion or spreading is difficult to occur due to the chemical and physical properties of the surface. As an index for determining cell non-adhesion, the cell adhesion extension rate when cells are actually cultured can be used. The cell non-adhesive surface preferably has a cell adhesion extension rate of less than 20%, more preferably less than 10%, even more preferably 5% or less, and still more preferably 1%. Most preferably the following surfaces:

本発明における細胞接着伸展率は、播種密度が4000cells/cm以上30000cells/cm未満の範囲内で培養しようとする細胞を測定対象表面に播種し、37℃、CO濃度5%のインキュベーター内に保管し、14.5時間培養した時点で接着伸展している細胞の割合({(接着している細胞数)/(播種した細胞数)}×100(%))と定義する。 The cell adhesion extension rate in the present invention is determined by seeding cells to be cultured on the surface to be measured at a seeding density of 4,000 cells/cm 2 or more and less than 30,000 cells/cm 2 in an incubator at 37°C and a CO 2 concentration of 5%. It is defined as the percentage of cells that have adhered and spread after 14.5 hours of culture ({(number of adherent cells)/(number of seeded cells)}×100(%)).

さらに、細胞接着伸展率の測定は、測定直前に培地交換を行って接着していない細胞を除去した後に行う。また、細胞接着伸展率の測定個所としては、細胞の存在密度が特異的になりやすい箇所(例えば、存在密度が高くなりやすい所定領域の中央、存在密度が低くなりやすい所定領域の周縁)を除いて測定を行うものである。 Furthermore, the cell adhesion extension rate is measured after exchanging the medium and removing non-adherent cells immediately before the measurement. In addition, the cell adhesion extension rate should be measured at locations other than locations where cell density tends to be specific (for example, the center of a given area where cell density tends to be high, or the periphery of a given area where cell density tends to be low). The measurement is carried out using the following methods.

(2)幅
細胞非接着性領域は、特に限定されるものではないが、上記線状領域に対して平行な線状に設けられていることが好ましい。このように線状に設けられた際の細胞非接着性領域の幅は、100μm以上であることが好ましく、中でも125μm以上、特に150μm以上であることが好ましい。これは、上記範囲以上であれば、ストライプ状に細胞非接着性領域を形成するのが容易であり、かつ、線状領域のみにおいて確実に配向培養が可能となるためである。なお、通常、検査の効率を考慮して、上記領域の幅は800μm以下とされる。
(2) Width Although the cell non-adhesive region is not particularly limited, it is preferable that the cell non-adhesive region is provided in a linear shape parallel to the linear region. The width of the cell non-adhesive region when provided in a linear manner is preferably 100 μm or more, particularly preferably 125 μm or more, particularly preferably 150 μm or more. This is because if it is above the above range, it is easy to form cell non-adhesive regions in a stripe shape, and oriented culture can be reliably performed only in the linear regions. Note that, in consideration of inspection efficiency, the width of the above region is usually 800 μm or less.

ここで、『細胞非接着性領域の幅』とは、隣り合う2つの線状領域間に挟まれた、細胞非接着性領域の、線状領域における線方向に対して垂直方向の幅を意味するものであり、具体的には図1における幅W1を意味する。 Here, "width of the cell non-adhesive region" means the width of the cell non-adhesive region sandwiched between two adjacent linear regions in the direction perpendicular to the line direction of the linear region. Specifically, it means the width W1 in FIG.

(3)長さ
細胞非接着性領域の長さは、後述する線状領域を挟むことが可能な長さであれば特に限定されず、検査基板の製造に用いることが可能な多点電極基板の大きさによって決定することができる。
(3) Length The length of the cell non-adhesive region is not particularly limited as long as it can sandwich the linear region described below, and is a multi-point electrode substrate that can be used for manufacturing test substrates. It can be determined by the size of

(4)細胞非接着性層
細胞非接着性領域は、細胞接着性を有する領域(例えば、通常の濡れ性を示す領域)を有する基板表面上に、パターン状に表面が細胞非接着性領域である細胞非接着性層が形成されることによって設けられることが好ましい。また、細胞接着性を有する基板としては、多点電極基板を用いることが好ましい。
(4) Cell non-adhesive layer The cell non-adhesive region is formed by forming a pattern of cell non-adhesive regions on the substrate surface that has a cell adhesive region (for example, a region exhibiting normal wettability). Preferably, this is provided by forming a certain cell non-adhesive layer. Further, as the substrate having cell adhesive properties, it is preferable to use a multi-point electrode substrate.

細胞非接着性層の材料としては、微細パターンを形成可能であり、表面が細胞非接着性を発現する材料であれば特に限定されず、中でも、細胞非接着性層を形成可能な感光性のレジスト材料が好適に用いられる。具体的には、biosurfine AWP-MPH(東洋合成工業社製)、SPRA-101(東京応化工業(株)製)、Lipidure-CR3001(日油(株)製)等が挙げられる。 The material for the cell non-adhesive layer is not particularly limited as long as it is capable of forming a fine pattern and exhibits cell non-adhesive properties on its surface. A resist material is preferably used. Specific examples include biosurfine AWP-MPH (manufactured by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.), SPRA-101 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), Lipidure-CR3001 (manufactured by NOF Corporation), and the like.

細胞非接着性層の膜厚は、特に限定されないが、1μm以下、中でも、200nm以下とすることができる。
また、細胞非接着性領域と、線状領域との間は、段差があってもよく、段差がない平坦でもよい。
The thickness of the cell non-adhesive layer is not particularly limited, but can be 1 μm or less, particularly 200 nm or less.
Further, there may be a step between the cell non-adhesive region and the linear region, or the region may be flat without a step.

2.線状領域
線状領域は、2つの隣り合う細胞非接着性領域に挟まれ、細胞が接着する、または接着しやすい、細胞接着性領域である。線状領域は線状であれば特に限定されず、通常、直線状であるが、曲線状であっても、折れ線状であっても、これらを組み合わせたものであっても良い。
2. Linear Region A linear region is a cell adhesive region that is sandwiched between two adjacent cell non-adhesive regions, to which cells adhere or are likely to adhere. The linear region is not particularly limited as long as it is linear, and is usually linear, but may be curved, broken, or a combination of these.

(1)細胞接着性
細胞接着性は、表面の化学的性質や物理的性質等によって細胞の接着や伸展が起こりやすいか否かで決定される。細胞接着性の表面は、上記で定義した細胞接着伸展率が60%以上の表面であることが好ましく、細胞接着伸展率が80%以上の表面であることが更に好ましい。
(1) Cell adhesion Cell adhesion is determined by whether or not cells tend to adhere or spread depending on the chemical and physical properties of the surface. The cell adhesive surface preferably has a cell adhesion extension ratio defined above of 60% or more, and more preferably a cell adhesion extension ratio of 80% or more.

上記のような細胞接着性を発現する線状領域は、濡れ性を示すことが好ましく、線状領域の水接触角は、例えば、40°以上70°以下であることが好ましく、中でも、45°以上65°以下であることが好ましい。 It is preferable that the linear region exhibiting cell adhesiveness as described above exhibits wettability, and the water contact angle of the linear region is preferably, for example, 40° or more and 70° or less, particularly 45°. It is preferable that the angle is greater than or equal to 65°.

純水の接触角の測定方法としては、以下に示すθ/2法を用いることができる。
基板に0.5~1uLの水を載せ、基板横方向からカメラで液滴を観察する。そして、画像解析により液滴左右端点の座標を抽出し、左右端点を求める。この距離を2rとする。次に左右の端点を通る直線を境界面とし、左右端点間の垂直二等分線と液滴輪郭の交点を頂点とする。この距離をhとする。このとき、接触角θは、
θ=2arctan(h/r)
として求めることができる。
As a method for measuring the contact angle of pure water, the θ/2 method shown below can be used.
Place 0.5 to 1 uL of water on the substrate and observe the droplet with a camera from the side of the substrate. Then, the coordinates of the left and right end points of the droplet are extracted by image analysis, and the left and right end points are determined. Let this distance be 2r. Next, the straight line passing through the left and right end points is defined as the boundary surface, and the intersection of the perpendicular bisector between the left and right end points and the droplet contour is defined as the vertex. Let this distance be h. At this time, the contact angle θ is
θ=2 arctan(h/r)
It can be found as

(2)横幅
線状領域の横幅(線状方向と垂直方向の幅)は、20μm~70μmの範囲内が好ましく、特に、30μm~60μmの範囲内が好ましい。上記範囲内であれば、より確実に、ヒトES/iPS由来心筋細胞の成熟化が進むためである。
(2) Width The width of the linear region (width in the direction perpendicular to the linear direction) is preferably within the range of 20 μm to 70 μm, particularly preferably within the range of 30 μm to 60 μm. This is because within the above range, maturation of human ES/iPS-derived cardiomyocytes progresses more reliably.

(3)長さ
線状領域の長さは、特に限定されず、検査基板の製造に用いることが可能な多点電極基板のサイズによって異なるが、100μm以上が好ましく、特に、200μm以上が好ましい。
(3) Length The length of the linear region is not particularly limited and varies depending on the size of the multipoint electrode substrate that can be used for manufacturing the test substrate, but is preferably 100 μm or more, particularly preferably 200 μm or more.

(4)その他
線状領域は、通常、検査基板の製造に用いる多点電極基板表面における、上記細胞非接着性層が形成されていない領域であるため、線状領域を構成する材料は、通常、多点電極基板における基板部の材料であり、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂等の絶縁性樹脂が挙げられる。
(4) Others The linear region is usually an area on the surface of the multi-point electrode substrate used for manufacturing the test substrate where the cell non-adhesive layer is not formed, so the material constituting the linear region is usually , is the material of the substrate part in the multi-point electrode substrate, and includes insulating resins such as polyimide resin and acrylic resin.

本開示においては、1つの線状領域に、少なくとも1つの電極が設けられ、中でも2つ以上の電極が設けられることが好ましい。例えば、電極数が64(8×8)個の多点電極基板を用いる場合には1つの線状領域に、8つの電極が設けられていることが好ましい。 In the present disclosure, at least one electrode is provided in one linear region, and preferably two or more electrodes are provided in one linear region. For example, when using a multi-point electrode substrate with 64 (8×8) electrodes, it is preferable that eight electrodes be provided in one linear region.

本開示の検査基板における線状領域の数は、検査基板の製造に用いる多点電極基板の電極数によっても異なるが、例えば、電極数が64(8×8)個の多点電極基板を用いる場合には8本(8列)とすることができる。
隣り合う線状領域間の距離は、100μm以上離れていることが好ましい。細胞を、線状領域において確実に配向培養させることができるためである。尚、この隣り合う線状領域間の距離は、通常、上述した細胞非接着性領域の幅W1と同じである。
Although the number of linear regions in the test substrate of the present disclosure varies depending on the number of electrodes on the multi-point electrode substrate used for manufacturing the test substrate, for example, a multi-point electrode substrate with 64 (8×8) electrodes is used. In some cases, there may be eight lines (eight rows).
The distance between adjacent linear regions is preferably 100 μm or more. This is because the cells can be reliably oriented and cultured in the linear region. Note that the distance between the adjacent linear regions is usually the same as the width W1 of the cell non-adhesive region described above.

3.電極
本開示における電極は、各線状領域に少なくとも1つ以上、好ましくは2つ以上設けられる。培養した細胞からの電気信号を検知するために設けられ、検知された電気信号は、後述する引き出し配線を介して、別途設置された計測手段により計測される。計測手段においては、例えば、線状領域に設けられた電極間で、又は、線状領域に設けられた電極と別途設置された標準電極との間で細胞電位を計測することができる。薬剤の心毒性の評価を行う場合には、薬剤を添加した際に電位がどのように変化するのかを観察することで、心毒性評価を行うことが可能である。
3. Electrode At least one, preferably two or more electrodes in each linear region are provided in the present disclosure. It is provided to detect electrical signals from cultured cells, and the detected electrical signals are measured by a separately installed measuring means via lead-out wiring, which will be described later. In the measuring means, the cell potential can be measured, for example, between electrodes provided in the linear region, or between an electrode provided in the linear region and a separately installed standard electrode. When evaluating the cardiotoxicity of a drug, it is possible to perform the cardiotoxicity evaluation by observing how the potential changes when the drug is added.

本開示における電極は、多点電極基板として市販されているシステム(例えば、アルファメッドサイエンティフィック社製の多点電極基板(MED-P545A-NR))の電極を採用するのが、検査基板の製造工程上好ましい。通常、多点電極基板における電極は、例えば、4個×4個、8個×8個で配列されている。電極サイズは特に限定されないが、10μm~50μm×10μm~50μmの範囲内が好ましい。 The electrodes in the present disclosure are those of a system commercially available as a multi-point electrode substrate (for example, a multi-point electrode substrate (MED-P545A-NR) manufactured by AlphaMed Scientific). This is preferable in terms of the manufacturing process. Usually, the electrodes on a multipoint electrode substrate are arranged in, for example, 4×4 or 8×8. The electrode size is not particularly limited, but is preferably within the range of 10 μm to 50 μm×10 μm to 50 μm.

また、電極上面の形状としては、特に限定されないが、円、楕円、正方形、長方形、および多角形等のいずれでもよいが、正方形が好ましい。 Further, the shape of the upper surface of the electrode is not particularly limited, and may be any of a circle, an ellipse, a square, a rectangle, and a polygon, but a square is preferred.

電極幅は、線状領域の線幅よりも小さくても大きくてもよく、同じであってもよい。ただし、図2に示すように、電極3の幅W3が線状領域2の線幅W2よりも大きい場合には、細胞非接着性層をパターニングする際、その精度によっては電極上面に細胞非接着性層が形成されてしまう可能性がある。このため、図2に示すように、電極3の周りを5μm~10μm程度の間隔を空けるようにして、上記細胞非接着性層をパターン状に形成することが好ましい。これは、電極の上面全体に細胞が接触もしくは近接していることが好ましいためである。通常、この領域は、上記線状領域を形成する材料が配置される。 The electrode width may be smaller or larger than the line width of the linear region, or may be the same. However, as shown in FIG. 2, if the width W3 of the electrode 3 is larger than the line width W2 of the linear region 2, depending on the accuracy of patterning the cell non-adhesive layer, the cell non-adhesive layer may be placed on the top surface of the electrode. A sexual layer may be formed. Therefore, as shown in FIG. 2, it is preferable to form the cell non-adhesive layer in a pattern with an interval of about 5 μm to 10 μm around the electrode 3. This is because it is preferable for cells to be in contact with or in close proximity to the entire upper surface of the electrode. Usually, this region is provided with the material forming the linear region.

電極の材料は、特に限定されないが、白金黒、カーボンナノチューブ(CNT)、金、ITO(酸化インジウム錫)、チタン等が挙げられる。 The material of the electrode is not particularly limited, but examples include platinum black, carbon nanotubes (CNT), gold, ITO (indium tin oxide), and titanium.

電極間の距離(図2におけるL)は、通常、100μm~500μmの範囲内であり、中でも、200μm~450μmの範囲内が好ましい。 The distance between the electrodes (L in FIG. 2) is usually within the range of 100 μm to 500 μm, and preferably within the range of 200 μm to 450 μm.

4.引き出し配線
本開示の検査基板は、電極に接続された引き出し配線を備える。引き出し配線は、導電性材料であれば特に限定されないが、透明であることが好ましく、具体的にはITO(酸化インジウム錫)等が挙げられる。
4. Lead Out Wiring The test board of the present disclosure includes lead wires connected to electrodes. The lead-out wiring is not particularly limited as long as it is made of a conductive material, but it is preferably transparent, and specific examples thereof include ITO (indium tin oxide) and the like.

5.支持部
本開示において、図1に示すように、細胞非接着性層11(細胞非接着性領域1)、絶縁層22(線状領域2)、電極3、および引き出し配線4は、支持部5上に形成されたものとすることができる。支持部5の材質としては、通常細胞培養に用いられるガラス類、プラスチック類等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。支持部の形状としては、細胞培養の目的に適したものである限りどのようなものであってもよく、例えば、シート状やシャーレ状のものが挙げられる。
5. Supporting Part In the present disclosure, as shown in FIG. may be formed on the top. Examples of the material for the support portion 5 include glasses and plastics commonly used for cell culture, but are not particularly limited thereto. The shape of the support part may be any shape as long as it is suitable for the purpose of cell culture, and examples thereof include a sheet shape and a petri dish shape.

6.その他
(1)密着層
細胞非接着性層の下、即ち、多点電極基板と、細胞非接着性層との間には、密着層があってもよい。密着層としては、多点電極基板と、細胞非接着性層との間の密着性を高めることが可能であれば特に限定されず、カップリング層、特にはシランカップリング層が挙げられる。
6. Others (1) Adhesive layer There may be an adhesive layer below the cell non-adhesive layer, that is, between the multi-point electrode substrate and the cell non-adhesive layer. The adhesion layer is not particularly limited as long as it can increase the adhesion between the multipoint electrode substrate and the cell non-adhesive layer, and examples thereof include a coupling layer, particularly a silane coupling layer.

(2)検査基板の製造方法
本開示の検査基板の製造方法としては、例えば、多点電極基板上に、細胞非接着性層を、上記線状領域以外の領域に形成することで製造することが可能である。具体的には、多点電極基板上に、細胞非接着性層形成用レジストを形成し、フォトマスクを介した露光、現像等を行って製造することができる。本開示の検査基板の製造方法の一例を以下に詳述する。
(2) Method for manufacturing a test substrate As a method for manufacturing a test substrate according to the present disclosure, for example, a cell non-adhesive layer may be formed on a multi-point electrode substrate in areas other than the linear areas. is possible. Specifically, it can be manufactured by forming a resist for forming a cell non-adhesive layer on a multi-point electrode substrate, and performing exposure through a photomask, development, etc. An example of the method for manufacturing a test substrate according to the present disclosure will be described in detail below.

まず、多点電極基板を洗浄した後、シランカップリング処理を行う。多点電極基板としては、市販されているシステム(例えば、アルファメッドサイエンティフィック社製の多点電極基板(MED-P545A-NR))を使用することができる。シランカップリング処理を行うことで、細胞非接着性層と、多点電極基板との間の密着性を高めることができる。シランカップリング処理に使用されるカップリング剤としては、細胞非接着性層材料の種類に応じて適宜選択することができ、具体的には、メタクリロキシシラン、ビニルシラン、アミノシラン、エポキシシラン等を挙げることができる。特に、アミノシランが好ましい。 First, after cleaning the multi-point electrode substrate, a silane coupling treatment is performed. As the multi-point electrode substrate, a commercially available system (for example, a multi-point electrode substrate (MED-P545A-NR) manufactured by AlphaMed Scientific) can be used. By performing the silane coupling treatment, it is possible to improve the adhesion between the cell non-adhesive layer and the multi-point electrode substrate. The coupling agent used in the silane coupling treatment can be appropriately selected depending on the type of cell non-adhesive layer material, and specifically includes methacryloxysilane, vinylsilane, aminosilane, epoxysilane, etc. be able to. In particular, aminosilane is preferred.

次いで、必要に応じて加熱処理を施した後、多点電極基板上に、細胞非接着性層を形成可能なレジスト組成物を塗布し、必要に応じて加熱し、細胞非接着性層を得る。その後、レジスト層の除去領域が電極を含んだ上記線状領域となるように設計されたフォトマスクを介し、露光、現像を行う。レジスト組成物としては、上記「A.検査基板 (4)細胞非接着性層」で説明した感光性のレジスト材料と同様であるので、ここでの説明は省略する。 Next, after performing heat treatment as necessary, a resist composition capable of forming a cell non-adhesive layer is applied onto the multipoint electrode substrate, and heated as necessary to obtain a cell non-adhesive layer. . Thereafter, exposure and development are performed through a photomask designed so that the region from which the resist layer is removed is the linear region containing the electrode. The resist composition is the same as the photosensitive resist material explained above in "A. Inspection Substrate (4) Cell Non-Adhesive Layer", so the explanation here will be omitted.

次いで、必要に応じて、細胞非接着性層の膨潤抑制のための加熱、残渣除去処理(コロナ処理等)、洗浄、滅菌を行い、検査基板を製造する。 Next, as necessary, heating is performed to suppress swelling of the cell non-adhesive layer, residue removal treatment (corona treatment, etc.), cleaning, and sterilization are performed to produce a test substrate.

B.細胞付検査基板
本開示では、上述した検査基板の少なくとも1つの電極上に、細胞が載置されている、細胞付検査基板を提供する。図3に本開示の検査基板における電極3上に細胞7が載置された、本開示の細胞付検査基板30の一実施形態を示す部分概略断面図を示す。
B. Test Substrate with Cells The present disclosure provides a test substrate with cells, in which cells are placed on at least one electrode of the above-described test substrate. FIG. 3 is a partial schematic sectional view showing an embodiment of the cell-attached test substrate 30 of the present disclosure, in which cells 7 are placed on the electrodes 3 of the test substrate of the present disclosure.

本開示の細胞付検査基板は、これから培養される細胞が配置され、培養後に培養細胞を用いた検査を行うことが可能な細胞付検査基板であってもよく、すでに培養された細胞が配置されており、この培養細胞を用いた検査を行うことができる細胞付検査基板であってもよい。 The cell-attached test board of the present disclosure may be a cell-attached test board on which cells to be cultured are placed and on which a test using the cultured cells can be performed after culturing, or a cell-attached test board on which cells that have already been cultured are placed. It may also be a cell-attached test board that can perform tests using these cultured cells.

1.細胞
本開示の細胞付検査基板における細胞は、電気信号の送受による検査が可能であれば特に限定されず、線状に配向培養させることが重要なものが好適に利用される。このような細胞としては、心筋細胞、神経細胞が挙げられ、特には、ヒトES/iPS細胞由来の心筋細胞が好ましい。特に薬剤の心毒性検査を行う場合、心筋細胞の成熟性が安定な検査結果を得るために重要となる。本開示の細胞付検査基板であれば、心筋細胞、特には、iPS由来の心筋細胞の成熟化が達成でき、薬物に対する応答が生体心筋と近くなるため、安定した検査結果を得ることができる。
1. Cells The cells in the cell-attached test substrate of the present disclosure are not particularly limited as long as they can be tested by transmitting and receiving electrical signals, and cells that require linear orientation and culture are preferably used. Such cells include cardiomyocytes and nerve cells, with cardiomyocytes derived from human ES/iPS cells being particularly preferred. Particularly when testing for cardiotoxicity of drugs, the maturity of myocardial cells is important in order to obtain stable test results. With the cell-attached test substrate of the present disclosure, it is possible to achieve the maturation of cardiomyocytes, particularly iPS-derived cardiomyocytes, and the response to drugs is similar to that of living myocardium, so that stable test results can be obtained.

2.検査基板
本開示に用いられる、検査基板は、上記「A.検査基板」で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
2. Test Board The test board used in the present disclosure is the same as that described in "A. Test Board" above, so the description here will be omitted.

C.検査方法
本開示では、上述した検査基板の少なくとも1つの電極上に細胞を載置し、培養させる工程と、上記電極により前記細胞からの電気信号を検知し、計測する第一計測工程と、上記検査基板上に、上記細胞に作用する被験物質を添加する工程と、上記電極により、上記被験物質が作用した細胞からの電気信号を検知し、計測する第二計測工程と、を有し、上記第一計測工程で得られた計測結果と上記第二計測工程で得られた計測結果とを比較し、上記被験物質の上記細胞に及ぼす電気信号の変化を検査することで、上記被験物質の細胞に対する毒性を検査する検査方法を提供する。
なお、本開示においては、上記「B.細胞付検査基板」で示される細胞付検査基板を用いる方法であってもよく、この場合は、下記の「第1計測工程」から行われる。
C. Inspection Method The present disclosure includes a step of placing cells on at least one electrode of the above-described test substrate and culturing them, a first measurement step of detecting and measuring an electrical signal from the cells with the electrode, and The method includes a step of adding a test substance that acts on the cells onto the test substrate, and a second measurement step of detecting and measuring an electrical signal from the cells on which the test substance acts, using the electrode, and The measurement results obtained in the first measurement step and the measurement results obtained in the second measurement step are compared, and the change in the electrical signal exerted on the cells by the test substance is examined. Provides a test method for testing toxicity against.
In addition, in this indication, the method using the test board with cells shown in the above-mentioned "B. Test board with cells" may be used, and in this case, the following "first measurement step" is performed.

(1)細胞培養工程
細胞を、少なくとも1つの電極上に細胞を載置し、所定の条件下で培養を行う。細胞は、上記電極上面に接着、または近接して載置されることが好ましく、電極上面の全面に細胞が載置されることが、電気信号を正確に検知する観点から好ましい。細胞を培養する時間は、培養時の細胞操作の有無等に左右されるが、通常1週間~4週間、好ましくは1週間~2週間である。培養する温度は、通常37℃である。5%程度のCO濃度雰囲気下で培養することが好ましい。
本開示の検査基板であれば、細胞を線状方向に配向培養することが可能であり、特に、ヒトES/iPS由来心筋細胞を配向培養させ、成熟させることが可能となる。
(1) Cell culture step Cells are placed on at least one electrode and cultured under predetermined conditions. The cells are preferably placed on or close to the top surface of the electrode, and it is preferable from the viewpoint of accurately detecting electrical signals that the cells are placed on the entire top surface of the electrode. The time for culturing cells depends on the presence or absence of cell manipulation during culturing, but is usually 1 week to 4 weeks, preferably 1 week to 2 weeks. The culture temperature is usually 37°C. It is preferable to culture in an atmosphere with a CO 2 concentration of about 5%.
With the test substrate of the present disclosure, cells can be oriented and cultured in a linear direction, and in particular, human ES/iPS-derived cardiomyocytes can be oriented and cultured to mature.

(2)第一計測工程
上記電極により、細胞からの電気信号を検知し、計測する工程である。例えば、本開示の検査基板における線状領域における2以上の電極の間で、線状領域における少なくとも1つの電極と、別途設けられた標準電極との間で、または、別々の線状領域に設けられた電極の間で細胞の電位変化を計測することが可能である。
(2) First measurement step This is a step of detecting and measuring electrical signals from cells using the electrodes. For example, between two or more electrodes in the linear region of the test substrate of the present disclosure, between at least one electrode in the linear region and a separately provided standard electrode, or between two or more electrodes in the linear region, or between at least one electrode in the linear region and a standard electrode provided separately, It is possible to measure changes in cell potential between the electrodes.

(3)被験物質添加工程
被験物質の添加は、培地に被験物質を添加することで行う。被験物質としては、人工的に合成された化学物質とすることができ、特には心毒性の検査対象の薬剤とすることができる。
(3) Test substance addition process The test substance is added by adding the test substance to the culture medium. The test substance can be an artificially synthesized chemical substance, particularly a drug to be tested for cardiotoxicity.

(4)第二計測工程
上記第一計測工程と同様の方法により、被験物質が作用した細胞からの電気信号を検知し、計測する。
(4) Second measurement step Electrical signals from cells affected by the test substance are detected and measured by the same method as the first measurement step above.

次いで、第一計測工程で得られた計測結果と第二計測工程で得られた計測結果とを比較し、被験物質の細胞に及ぼす電気信号の変化を検査することで、被験物質の細胞に対する毒性を検査することができる。電気信号が乱れた場合には、被験物質に毒性があると判定することができる。本開示の検査方法では、細胞が配向培養され、膜電位の伝播が1方向に進むため、安定した検査結果を得ることができる。特に、ヒトiPS細胞由来の心筋細胞を用いた場合には、細胞を成熟させることができ、薬物に対する応答が生体心筋と近くなるため、創薬スクリーニングに好適に利用することができる。 Next, the measurement results obtained in the first measurement step and the measurement results obtained in the second measurement step are compared, and the changes in the electrical signal that the test substance exerts on the cells are examined to determine the toxicity of the test substance to the cells. can be inspected. If the electrical signal is disrupted, it can be determined that the test substance is toxic. In the test method of the present disclosure, cells are cultured in an oriented manner and the membrane potential propagates in one direction, so stable test results can be obtained. In particular, when human iPS cell-derived cardiomyocytes are used, the cells can be matured and their response to drugs will be similar to that of living myocardium, so they can be suitably used for drug discovery screening.

なお、成熟した心筋細胞は、創薬スクリーニングのみならず、再生医療においても好適に利用されるため、本開示の検査基板は、再生医療において細胞を培養し、培養細胞の検査をするための検査基板として利用することも可能である。 Note that mature cardiomyocytes are suitably used not only for drug discovery screening but also for regenerative medicine. Therefore, the test substrate of the present disclosure can be used for culturing cells in regenerative medicine and for testing cultured cells. It can also be used as a substrate.

なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。 Note that the present disclosure is not limited to the above embodiments. The above-mentioned embodiments are illustrative, and any embodiment that has substantially the same configuration as the technical idea stated in the claims of the present disclosure and provides similar effects is the present invention. within the technical scope of the disclosure.

以下、本開示について実施例を用いて具体的に説明する。
(実施例)
アルファメッドサイエンティフィック社製の多点電極基板(MED-P545A-NR)を6分間VUV洗浄した。洗浄済みの基板に0.1% 3-アミノプロピルトリメトキシシランをスピンコート(200rpm 3s →slope 3s→ 1000rpm 60s→slope 3s→終了)した後、3% BiosurfineAWP-MPHをスピンコート(200rpm 3s →slope 3s→ 1000rpm 60s→slope 3s→終了)した。60℃で15分加熱し、フォトマスクを介してUV露光(300mJ/cm)を実施した。この際、多点電極基板上にあるパターンとフォトマスク上のパターンの位置合わせを実施後、UV露光を施すことで下地とアライメントされたパターンが形成された。処理後、水で120sリンスすることで現像した。現像した基板を、ホットプレートで70℃で5分間→170℃で10分間の条件で加熱した。最後にコロナ処理(出力:0.2kW)を3回実施し、検査基板を製造した。尚、検査基板における線状領域は幅が50μm、細胞非接着性領域の幅は400μmであった。
Hereinafter, the present disclosure will be specifically described using Examples.
(Example)
A multi-point electrode substrate (MED-P545A-NR) manufactured by AlphaMed Scientific was subjected to VUV cleaning for 6 minutes. After spin coating 0.1% 3-aminopropyltrimethoxysilane on the cleaned substrate (200 rpm 3s → slope 3s → 1000 rpm 60s → slope 3s → end), spin coat 3% Biosurfine AWP-MPH (200 rpm 3s → slope 3s→1000rpm 60s→slope 3s→end). It was heated at 60° C. for 15 minutes and exposed to UV light (300 mJ/cm 2 ) through a photomask. At this time, after aligning the pattern on the multipoint electrode substrate and the pattern on the photomask, UV exposure was performed to form a pattern aligned with the base. After processing, development was performed by rinsing with water for 120 seconds. The developed substrate was heated on a hot plate under the conditions of 70° C. for 5 minutes → 170° C. for 10 minutes. Finally, corona treatment (output: 0.2 kW) was performed three times to produce a test substrate. The width of the linear region on the test substrate was 50 μm, and the width of the cell non-adhesive region was 400 μm.

(評価)
パターニング済みの基板にFN(フィブロネクチン)をコーティングし、ヒトiPS由来心筋細胞(iCell2, 1.5×10 cells)を播種した。培養10日後
に観察したところ、実施例では心筋細胞のストリエーションが観察できた。サルコメアを構成するタンパク質の心筋トロポニンT、α-アクチニンを免疫染色したところ、サルコメアが成熟している様子が観察できた。
(evaluation)
The patterned substrate was coated with FN (fibronectin), and human iPS-derived cardiomyocytes (iCell2, 1.5×10 5 cells) were seeded. When observed after 10 days of culture, striations of myocardial cells were observed in Examples. Immunostaining for cardiac troponin T and α-actinin, which are proteins that make up sarcomeres, showed that sarcomeres were maturing.

1 … 細胞非接着性領域
2 … 線状領域
3 … 電極
4 … 引き出し配線
5 … 支持部
6 … 多点電極基板
7 … 細胞
10 … 検査基板
11 … 細胞非接着性層
22 … 絶縁層
30 … 細胞付検査基板
1... Cell non-adhesive area 2... Linear area 3... Electrode 4... Output wiring 5... Support part 6... Multi-point electrode substrate 7... Cell 10... Test substrate 11... Cell non-adhesive layer 22... Insulating layer 30... Cell Inspection board with

Claims (5)

少なくとも2以上の、細胞非接着性領域と、
前記2つの隣り合う細胞非接着性領域に挟まれた、細胞接着性を有する線状領域と、
細胞からの電気信号を検知する、前記線状領域に設けられた2つ以上の電極と、
前記電極に接続された引き出し配線と、
を備え、前記細胞非接着性領域は細胞非接着性層が形成されている領域であり、前記細胞非接着性層の膜厚が1μm以下である、検査基板。
at least two or more cell non-adhesive regions;
a linear region having cell adhesive properties sandwiched between the two adjacent cell non-adhesive regions;
two or more electrodes provided in the linear region that detect electrical signals from cells;
a lead wire connected to the electrode;
A test substrate comprising: the cell non-adhesive region is a region in which a cell non-adhesive layer is formed, and the cell non-adhesive layer has a film thickness of 1 μm or less.
前記線状領域における前記電極間の距離が100μm~500μmの範囲内である、請求項1に記載の検査基板。 The test substrate according to claim 1, wherein the distance between the electrodes in the linear region is within a range of 100 μm to 500 μm. 請求項1または請求項2に記載の検査基板の2つ以上の電極上に、細胞が載置されている、細胞付検査基板。 A test board with cells, wherein cells are placed on two or more electrodes of the test board according to claim 1 or 2 . 請求項1または請求項2に記載の検査基板の2つ以上の電極上に細胞を載置し、培養させる工程と、
前記電極により前記細胞からの電気信号を検知し、計測する第一計測工程と、
前記検査基板上に、前記細胞に作用する被験物質を添加する工程と、
前記電極により、前記被験物質が作用した細胞からの電気信号を検知し、計測する第二計測工程と、を有し、
前記第一計測工程で得られた計測結果と前記第二計測工程で得られた計測結果とを比較し、前記被験物質の前記細胞に及ぼす電気信号の変化を検査することで、前記被験物質の細胞に対する毒性を検査する検査方法。
A step of placing cells on two or more electrodes of the test substrate according to claim 1 or claim 2 and culturing them;
a first measurement step of detecting and measuring electrical signals from the cells with the electrodes;
adding a test substance that acts on the cells onto the test substrate;
a second measurement step of detecting and measuring an electrical signal from cells on which the test substance acted, using the electrode;
By comparing the measurement results obtained in the first measurement step and the measurement results obtained in the second measurement step, and examining the change in the electrical signal of the test substance on the cells, the test substance can be measured. A test method for testing toxicity to cells.
請求項に記載の細胞付検査基板の前記電極により前記細胞からの電気信号を検知し、計測する第一計測工程と、
前記検査基板上に、前記細胞に作用する被験物質を添加する工程と、
前記電極により、前記被験物質が作用した細胞からの電気信号を検知し、計測する第二計測工程と、を有し、
前記第一計測工程で得られた計測結果と前記第二計測工程で得られた計測結果とを比較し、前記被験物質の前記細胞に及ぼす電気信号の変化を検査することで、前記被験物質の細胞に対する毒性を検査する検査方法。
A first measurement step of detecting and measuring electrical signals from the cells using the electrodes of the cell-attached test board according to claim 3 ;
adding a test substance that acts on the cells onto the test substrate;
a second measurement step of detecting and measuring an electrical signal from cells on which the test substance acted, using the electrode;
By comparing the measurement results obtained in the first measurement step and the measurement results obtained in the second measurement step, and examining the change in the electrical signal of the test substance on the cells, the test substance can be measured. A test method for testing toxicity to cells.
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