JP7455389B2 - 組織および細胞凝集体の解離および単一細胞の濃縮のためのマイクロ流体濾過デバイスおよび方法 - Google Patents
組織および細胞凝集体の解離および単一細胞の濃縮のためのマイクロ流体濾過デバイスおよび方法 Download PDFInfo
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Description
[0001]この出願は、2018年5月30日に出願された米国仮特許出願番号62/678,171の優先権を主張するものであり、これは参照により本明細書に組み込まれる。優先権は、35U.S.C.§119およびその他の該当する法令に従って主張される。
[0002]この技術分野は、一般に、組織断片および細胞凝集体から単一細胞を取得するためのマイクロ流体デバイスおよび方法に関する。より具体的に、本発明は、大きな組織断片を同時に濾過し、小さな凝集体を単一細胞に解離し、それによって単一細胞の収量および純度を改善する安価なマイクロ流体デバイスに関する。
[0003]本発明は、米国立科学財団によって授与された助成金番号IIP1362165の下で政府の支援を受けて行われた。米国政府は本発明に一定の権利を有する。
[0051]デバイス設計
[0052]マイクロ流体組織解離濾過デバイス10は、標準的な酵素消化処理または同等のマイクロ流体処理によって生成された組織断片および細胞凝集体を除去するように設計された。これにより、下流の診断アプリケーションにおける単一細胞の純度が向上し、残った凝集体をさらに処理して、全体的な細胞の回収率を高めることができる。実験に使用されたデバイス10の概略図が図1Aに示されている。試料が入口14を介して導入され、微孔性濾過膜24と接触される。濾過膜24、28を通過する試料は、流出物出口を通って出る。試料の一部はまた、膜24の表面に沿って案内され、クロスフロー出口18を通って出ることができる。この構成は、直接濾過モードまたはタンジェンシャル濾過モードでの運用を可能にすることにより、デバイスの可用性を最大化するために選択されたものである。直接濾過では、すべての試料が膜を通過して、試料の回収率と処理速度が最大となる。タンジェンシャル流では、クロスフローが大きな組織片と細胞凝集体を膜表面から一掃して目詰まりが防がれる。ただし、すべての試料が濾過されるわけではなく、試料全体を回収するには複数の経路が必要となる。
[0056]単一細胞の回収率と生存率が、最初に細孔径5、10、15、25、または50μmのナイロン(商標名)メッシュ膜について調査された。交絡効果を排除するために、最初に第1の膜24のみを備える製造済デバイス10が使用された。この第1の膜24は、タンジェンシャル流モードではなく直接流モードで用いられた。実験は、強く凝集し、標準的な組織培養から多数の凝集体を提供するMCF-7ヒト乳がん細胞を使用して実施された。MCF-7細胞は、直径20μmまでと非常に大きいことに留意されたい。シリンジポンプを使用して細胞懸濁液をデバイスに通し、12.5mL/分の直接濾過で最初の試験を行った。デバイス流出物を回収し、位相差顕微鏡下で画像化して、単一細胞、細胞2~3個のクラスタ、細胞4~10個の小凝集体、および細胞>10の大凝集体を特定した。各母集団の回収結果が図3Aにプロットされている。大小の凝集体は、対照母集団のそれぞれ10%と15%を構成した。これらのパーセンテージは濾過後に、細孔径に応じて、細孔径5および10μmで0.5%未満まで減少した。単一細胞は最初は30%未満で存在し、細孔径が小さくなるにつれて徐々に増え、最大85%に達した。クラスタは、5および10μmを除くすべての細孔径で約40~45%のままで、その場合でもクラスタはかなりのレベルで存在していた。
[0060]これらの結果に基づいて、試料を2つのナイロン(商標名)膜に直列に通すことにより、凝集体の解離を促進できると仮定された。これは、第1の膜が凝集体のサイズを縮小し、第2の膜が単一細胞をよりよく解離できるためである。したがって、2つの単一膜濾過デバイスを配管を用いて直列結合し、12.5mL/分で直接濾過実験を行った。解離が焦点であったため、より小さな細孔径の膜をさまざまな組み合わせで試験した。MCF-7懸濁液を2つの濾過デバイスに通すと、15μmの細孔径であっても、ほぼすべての凝集体が排除されることが見出された(図4A)。クラスタも、単一濾過実験と比較して減少し(図3Aと比較)、5-5膜の組み合わせで9%の低さに達した。単一細胞数および生存率の結果を図4Bおよび図4Cにそれぞれ示す。試料はすでに十分に解離しているため、単一細胞の収量は、単回濾過の場合と比較して、5-5および10-5膜の組み合わせでは変わらなかった(図3Bと比較)。
[0064]最終的な目標は複雑な組織に濾過デバイスを用いることであるため、マウスの腎臓組織サンプルを使用してパフォーマンスを評価した。直列の2つのマイクロ流体組織解離濾過デバイス10が用いられ、具体的には、大きな25または50μmの細孔径の後に、小さな10または15μmの細孔径が使用された。第1の濾過は、直接またはタンジェンシャル(60%クロスフロー)モードで、総流量12.5mL/分で実行された。新鮮な腎臓を採取し、メスで組織学的に同等の切片にスライスし、~1mm3の断片に切り刻み、重量を測定した。次に、試料をコラゲナーゼで消化し、通常の手順に従って、ボルテックスとピペッティングによって機械的に処理した。デバイスの性能が、最初はコラゲナーゼで短時間消化された組織サンプルを使用して評価された。これは、膜の目詰まりと解離力の最も厳しいテストであると証明されるためである。15分間の消化後、デバイス処理は、すべての膜の組み合わせおよび濾過モードについて、単一細胞数を少なくとも2倍増加させた(図5A)。最大の結果が、直接濾過下の両方25μmの細孔径の組み合わせと、タンジェンシャル濾過下の両方50μmの細孔径の組み合わせとで得られ、これは対照よりも約4倍多かった。消化時間を30分に増やすと、すべてのデバイス条件で単一細胞の回収が向上し、対照よりも少なくとも5倍高くなった(図5B)。結果は、第1の膜のサイズや操作モードに関係なく、15μmの細孔の組み合わせが総じて多くなり、これはMCF-7凝集体モデルの結果と一致していた。15分と30分の消化時間の両方で、大きな組織片が第1の膜に捕捉されたことが観察されたが(図5A)、比較的小さい組織サンプル(<100mg)を用いたため、膜のファウリングは直接またはタンジェンシャル濾過モードのどちらでも問題とならなかった。
[0067]腎臓サンプルから回収された単一組織細胞に関する50-15膜の組み合わせの優れた性能に基づいて、図1A、1G、1Hに示すように、両方の膜24、28を備える単一のマイクロ流体組織解離濾過デバイス10を作製した。この二重膜デバイス10を、まず60分間消化されたマウス腎臓サンプルを使用して検証し、単一組織細胞の回収および生存率に関する性能は、直列結合された2つの単一フィルタデバイスで得られた以前の結果と同等であった(図9A~9D参照)。新たに切除されたマウス肝臓サンプルが試験され、これは一般に酵素消化が容易であるが、肝細胞も壊れやすいことが知られている。短時間の15分間の消化後、対照の肝臓組織1mgあたり約2,500個の単一組織細胞が得られ、これは濾過デバイスの処理によって5倍に増大した(図6A)。30分で、単一組織細胞は対照の2倍に増加したが、デバイス処理は静的なままで、より控えめな2倍の改善をもたらした。対照とデバイスの両方の条件は60分消化後に両方ともはるかに高く、約40,000個の単一組織細胞/mgとなり、肝臓組織が酵素消化によって完全に分解されたことを示している。生存率はすべての条件で90%を超えており(図6B)、肝細胞の脆弱性を考慮すると非常に有望であった。凝集体は、すべての消化時間で対照に対して約1%で存在し、デバイス処理によって全体的に減少したが有意な差はなかった(図6C)。最終評価として、MMTV-PyMTトランスジェニックマウスで自然発生する乳腺腫瘍を使用した。腫瘍は一般に、細胞外マトリックスの組成異常により、解離するのが最も難しい上皮組織の1つと考えられている。これらの試験では、フローサイトメトリ検出パネルが、一般的な上皮マーカーのEpCAMに特異的な抗体を追加することによって変更された。これにより、上皮組織細胞の確実な識別が可能になったが、これには正常細胞と癌細胞の両方が含まれる。対照条件は、15分および30分の消化時点の両方で腫瘍組織1mgあたり~1,000個の単一上皮細胞をもたらし、これは60分の消化後にたった~2,000細胞/mg増加した(図6D)。デバイス処理により、すべての時点における単一細胞の回収が約3倍向上した。上皮細胞の生存率は、すべての条件でわずか約40~50%であり(図6E)、腫瘍サンプルが壊死した領域を多く含んでいたことを示唆している。相当数の凝集体がすべての条件で存在し、回収された総集団の15~20%の範囲であった(図6F)。これは、すべての細胞を腫瘍から効果的に放つために、より多くの解離力が必要になることを示唆している。肝臓と腫瘍の両サンプルについて、赤血球と白血球の回収率は、単一の肝臓組織細胞と単一の上皮細胞のデータと同様の傾向となっている(図10A~10Dを参照)。
[0072]デバイス製造:
マイクロ流体デバイスが、ALine,Inc(カリフォルニア州ランチョドミンゲス)によって製造された。大まかには、CO2レーザを用いて流体チャネル、ビア、および膜とホースバーブ用の開口部をポリエチレンテレフタレート(PET)層にエッチングした。ナイロン(商標名)メッシュ膜を、Amazon Small Parts(細孔径10、15、25、および50μm;ワシントン州シアトル)またはEMD Millipore(5μm;マサチューセッツ州バーリントン)から大きなシートとして購入し、C02レーザを用いて所望サイズにカットした。次に、デバイス層、ナイロン(商標名)メッシュ膜、およびホースバーブを組み立て、粘着剤で接着し、圧力ラミネートして単一のモノリシックデバイス10を形成した。
MCF-7ヒト乳がん細胞株を、ATCC(バージニア州マナッサス)から購入した。10%FBS、非必須アミノ酸、1mMピルビン酸ナトリウム、2mML-グルタミン、100μg/mLストレプトマイシン、100U/mLペニシリン、および44U/LノボリンRインスリン(Thermo Fisher、マサチューセッツ州ウォルサム)を含むDMEM培地を用いて、組織培養フラスコ内で37℃、5%CO2で細胞を培養した。実験に先立ち、コンフルエント単層をトリプシン-EDTAで5分間短時間消化し、これにより、相当数の凝集体を含む細胞が放出された。次に、細胞懸濁液を遠心分離し、1%BSAを含むPBS(PBS+)に再懸濁した。腎臓と肝臓は、カリフォルニア大学アーバイン校の動物実験委員会(Institutional Animal Care and Use Committee)に承認された調査研究から廃棄物であると判断された、新たに犠牲にされたBALB/cまたはC57B/6マウス(メイン州バーハーバーのジャクソンラボラトリ)から採取された(Dr. Angela G. Fleischmanの提供)。乳腺腫瘍は、新たに犠牲にされたMMTV-PyMTマウス(ジャクソンラボラトリ、メイン州バーハーバー)から採取された。腎臓については、メスを使用して、長さ約1cm×直径約1mmの組織片を作成し、各細片には髄質と皮質の組織学的に同等部分が含まれている。次に、各組織片をメスでさらに約1mm3片に細かく刻んだ。肝臓と乳腺腫瘍は、メスで均一に約1mm3片に細かく刻んだ。次に、刻んだ組織サンプルを秤量し、300μLの0.25%コラゲナーゼI型(Stemcell Technologies、ブリティッシュコロンビア州バンクーバー)とともにマイクロ遠心チューブ内に置き、振盪インキュベータ内で15、30、または60分間穏やかに攪拌しながら37℃で消化させ、ピペッティングとボルテックスを反復して機械的に分解した。最後に、細胞懸濁液を100ユニットのDNase I(Roche、インディアナ州インディアナポリス)で37℃で10分間処理し、PBS+で遠心分離して洗浄した。
マイクロ流体フィルタデバイスが、0.05インチIDチューブ(Saint-Gobain、ペンシルベニア州マルバーン)をデバイスの入口と出口のホースバーブに取り付けることによって準備された。実験に先立ち、膜やチャネル壁への細胞の非特異的結合を減らすためにデバイスをSuperBlock(PBS)ブロッキングバッファ(Thermo Fisher Scientific、マサチューセッツ州ウォルサム)と室温で15分間インキュベートし、PBS+で洗浄した。MCF-7細胞または消化されたマウス組織サンプルをシリンジに充填し、シリンジポンプ(Harvard Apparatus、マサチューセッツ州ホリストン)を使用して0.25~12.5mL/分の総流量でデバイスに通した。タンジェンシャル濾過実験では、2つのシリンジポンプを吸引モードで使用し、1つずつクロスフロー出口と排水出口に接続した。総流量を常に12.5mL/分に維持しながら、所定のクロスフロー速度を達成するように回収速度を調整した。最初に通した後に、クロスフロー出口から回収されたサンプルは、12.5mL/分で膜に直接通され、流出出口から回収された。すべての実験の後、デバイスを1mLPBS+で洗浄して残りの細胞を洗い流し、すべての流出液を1つの試料にまとめた。Moxi Z自動細胞カウンタとタイプSカセット(Orflo、インディアナ州ヘイリー)を使用して細胞数を取得した。
単一細胞と凝集体を顕微鏡で評価した。簡単に説明すると、MCF-7細胞懸濁液をホフマン位相差顕微鏡と4倍の対物レンズで画像化した。次に、MATLABを使用して生の画像をバイナリに変換し、ImageJを使用して、隣接するすべての細胞ユニットの面積を識別、輪郭付け、および計算した。次に、各ユニットを面積に基づいて、単一細胞(20~80ピクセル2または75~300μm2)、クラスタ(80~200ピクセル2または300~750μm2)、小凝集体(200~300ピクセル2または750~1120μm2)、または大凝集体(>300ピクセル2または>1120μm2)として分類した。顕微鏡写真を戻ると、これはクラスタの場合で細胞約2~3個、小凝集体の場合で細胞約4~10個、大凝集体の場合で細胞>10個に相当する。
組織懸濁液用に以前に開発されたフローサイトメトリプロトコルに従った。簡単に説明すると、細胞懸濁液を2.5μg/mL抗マウスCD45-PEモノクローナル抗体(クローン30-F11、BioLegend、カリフォルニア州サンディエゴ)および0.5XCellMask Green(Thermo Fisher、マサチューセッツ州ウォルサム)で20分間37°Cで共染色した。次に、サンプルを遠心分離によりPBS+を使用して2回洗浄し、5μg/mL7-AAD(BD Biosciences、カリフォルニア州サンノゼ)および12.5μM DRAQ5(BioLegend)で氷上で少なくとも15分間共染色し、AccuriC6フローサイトメータ(BD Biosciences)で分析した。フローサイトメトリデータは、FlowJoソフトウェア(FlowJo、オレゴン州アシュランド)を使用して補正および分析され、シーケンシャルゲーティングスキームを使用して、白血球、赤血球、非細胞破片、および細胞凝集体から生存および死んだ単一組織細胞が特定された。
データは平均±標準誤差として表される。エラーバーは、少なくとも3回の独立試行からの標準誤差を表す。スチューデントのt検定を使用した少なくとも3つの独立試行からP値が計算された。
Claims (11)
- マイクロ流体組織解離濾過デバイスにおいて、
上流位置で第1のマイクロ流体チャネルに結合された入口であって、前記第1のマイクロ流体チャネルは下流位置で第1の出口に結合されており、前記第1のマイクロ流体チャネルは前記マイクロ流体組織解離濾過デバイスの第1の層に配置されている、入口と、
前記マイクロ流体デバイスの第2の層内に配置された第2のマイクロ流体チャネルと、
前記第1のマイクロ流体チャネルと前記第2のマイクロ流体チャネルとの間に挿入された第1の濾過膜であって、前記第2のマイクロ流体チャネルは、前記第1の濾過膜を含む接続通路によって前記第1のマイクロ流体チャネルと流体連通している、第1の濾過膜と、
前記第2のマイクロ流体チャネルの下流位置に結合された第2の出口と、
前記第2の出口と前記第2のマイクロ流体チャネルとの間に挿入された第2の濾過膜と、
を具え、前記第1の濾過膜が25~50μmの範囲の直径を有する細孔を有し、前記第2の濾過膜が10~15μmの範囲の直径を有する細孔を有することを特徴とするマイクロ流体組織解離濾過デバイス。 - 前記第1の層および前記第2の層を含む複数の層で形成された積層構造を具える、請求項1に記載のマイクロ流体組織解離濾過デバイス。
- 前記第1の濾過膜が50μmの細孔径を有し、前記第2の濾過膜が15μmの細孔径を有する、請求項1に記載のマイクロ流体組織解離濾過デバイス。
- 前記接続通路は第3またはそれ以上のさらなる層に形成される、請求項1に記載のマイクロ流体組織解離濾過デバイス。
- 前記入口、前記第1の出口、または前記第2の出口のうちの1以上に結合されたポンプをさらに備える、請求項1に記載のマイクロ流体組織解離濾過デバイス。
- 前記第1の濾過膜および前記第2の濾過膜が、織りメッシュポリマー糸の単層を含む、請求項1に記載のマイクロ流体組織解離濾過デバイス。
- 前記第1の濾過膜および前記第2の濾過膜が、ポリアミド糸から形成されている、請求項6に記載のマイクロ流体組織解離濾過デバイス。
- 請求項1に記載のマイクロ流体組織解離濾過デバイスを使用する方法において、刻まれた組織のサンプルを含んだ溶液を入口に流すステップを含む方法。
- 請求項1に記載のマイクロ流体組織解離濾過デバイスを使用する方法において、前記第1の出口のアウトプットが前記入口に再循環される、方法。
- 請求項1に記載のマイクロ流体組織解離濾過デバイスを使用する方法において、前記第1の出口および前記第2の出口のうちの少なくとも1つからのアウトプットが生細胞を含んでいる、方法。
- マイクロ流体組織解離濾過デバイスにおいて、
上流位置で第1のマイクロ流体チャネルに結合された入口であって、前記第1のマイクロ流体チャネルは下流位置で第1の出口に結合されており、前記第1のマイクロ流体チャネルは、前記マイクロ流体組織解離濾過デバイスの第1の層に配置されている、入口と、
前記マイクロ流体デバイスの第2の層内に配置された第2のマイクロ流体チャネルと、
前記第1のマイクロ流体チャネルと前記第2のマイクロ流体チャネルとの間に挿入され、25~50μmの範囲の直径を有する細孔を有する第1の濾過膜であって、前記第2のマイクロ流体チャネルは前記第1の濾過膜を含む接続通路によって前記第1のマイクロ流体チャネルと流体連通している、第1の濾過膜と、
前記第2のマイクロ流体チャネルの下流位置に結合された第2の出口と、
前記第2の出口と前記第2のマイクロ流体チャネルとの間に挿入され、10~15μmの範囲の直径を有する細孔を有する第2の濾過膜と、
前記マイクロ流体組織解離濾過デバイスの異なる層に配置された1つまたは複数の追加のマイクロ流体チャネルであって、当該1つまたは複数の追加のマイクロ流体チャネルのはそれぞれ、自身に結合されたそれぞれの出口と、隣接するマイクロ流体チャネルの間に挿入されたそれぞれの濾過膜を有する、1つまたは複数の追加のマイクロ流体チャネルと
を具えることを特徴とするマイクロ流体組織解離濾過デバイス。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007501633A (ja) | 2003-05-06 | 2007-02-01 | ベル ブルック ラブズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 微小規模の流体ハンドリングシステムにおける三次元細胞培養 |
JP2009016842A (ja) | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Siltronic Ag | 半導体ウェハを研削する方法 |
JP2012501245A (ja) | 2008-09-02 | 2012-01-19 | ナトリックス セパレイションズ インコーポレーテッド | クロマトグラフィー膜、それを含む装置及びその使用方法 |
KR20120042531A (ko) | 2010-10-25 | 2012-05-03 | 주식회사 싸이토젠 | 세포 채집 장치 |
JP2014113064A (ja) | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Olympus Corp | 細胞分離装置 |
JP2015012839A (ja) | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 日立化成株式会社 | 細胞捕捉システム及び細胞捕捉システムの運転方法 |
JP2016052300A (ja) | 2014-09-03 | 2016-04-14 | 日立化成株式会社 | 生体物質捕獲システム |
JP2016195589A (ja) | 2015-04-03 | 2016-11-24 | 株式会社カネカ | 細胞分離フィルター、及びこれを利用した細胞濃縮液の製造方法 |
JP2017057234A (ja) | 2004-02-03 | 2017-03-23 | アレクシオン ファーマシューティカルズ, インコーポレイテッド | 溶血性疾患の処置方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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SG11201406727QA (en) * | 2012-04-20 | 2014-11-27 | Agency Science Tech & Res | Apparatus and method for separating a biological entity from a sample volume |
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US20150166956A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-18 | General Electric Company | Devices for separation of particulates, associated methods and systems |
DE102015204793A1 (de) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer Zielzellen enthaltenden Probe biologischen Materials |
US11359175B2 (en) * | 2015-09-29 | 2022-06-14 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Substrate, structure, structure-manufacturing method, cell-sorting method, cell-manufacturing method, and secretion-producing method |
KR101821049B1 (ko) * | 2016-07-15 | 2018-01-23 | 한국과학기술원 | 1차원의 고분자 나노섬유들이 준정렬된 그리드 형상으로 직교하여 적층되어 기공 분포 및 기공 크기가 제어된 3차원 고분자 나노섬유 멤브레인 및 그 제조방법 |
WO2018189040A1 (en) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | Ventana Medical Systems, Inc. | Size-based separation of dissociated fixed tissues |
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007501633A (ja) | 2003-05-06 | 2007-02-01 | ベル ブルック ラブズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 微小規模の流体ハンドリングシステムにおける三次元細胞培養 |
JP2017057234A (ja) | 2004-02-03 | 2017-03-23 | アレクシオン ファーマシューティカルズ, インコーポレイテッド | 溶血性疾患の処置方法 |
JP2009016842A (ja) | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Siltronic Ag | 半導体ウェハを研削する方法 |
JP2012501245A (ja) | 2008-09-02 | 2012-01-19 | ナトリックス セパレイションズ インコーポレーテッド | クロマトグラフィー膜、それを含む装置及びその使用方法 |
KR20120042531A (ko) | 2010-10-25 | 2012-05-03 | 주식회사 싸이토젠 | 세포 채집 장치 |
JP2014113064A (ja) | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Olympus Corp | 細胞分離装置 |
JP2015012839A (ja) | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 日立化成株式会社 | 細胞捕捉システム及び細胞捕捉システムの運転方法 |
JP2016052300A (ja) | 2014-09-03 | 2016-04-14 | 日立化成株式会社 | 生体物質捕獲システム |
JP2016195589A (ja) | 2015-04-03 | 2016-11-24 | 株式会社カネカ | 細胞分離フィルター、及びこれを利用した細胞濃縮液の製造方法 |
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