JPH03297385A - レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法 - Google Patents
レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法Info
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- JPH03297385A JPH03297385A JP10102790A JP10102790A JPH03297385A JP H03297385 A JPH03297385 A JP H03297385A JP 10102790 A JP10102790 A JP 10102790A JP 10102790 A JP10102790 A JP 10102790A JP H03297385 A JPH03297385 A JP H03297385A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/02—Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非接触で特定の２個の細胞の融合を行う方法
に関するものである。
に関するものである。
従来の細胞融合には、ＰＥＧ法や電気融合方法などがあ
る。ＰＥＧ法では、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）
を高濃度（４０〜５０％）に含む溶液を細胞を含む溶液
に混ぜ合わせ、さらに高ｐＨと高濃度ＣａＣ１□の溶液
でＰＥＧを除去し融合細胞を得る方法である。細胞融合
（細胞工学Ｖｏ１．Ｉ Ｎｏ、３１９８２．）によれば
、ＰＥＧ法は大がかりな融合装置を必要とせず、操作も
容易である。しかし、特定の細胞同士を融合することは
できないことや、高濃度のＰＥＧを使用するため残留薬
効などの面で注意しなければならないことがある。
る。ＰＥＧ法では、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）
を高濃度（４０〜５０％）に含む溶液を細胞を含む溶液
に混ぜ合わせ、さらに高ｐＨと高濃度ＣａＣ１□の溶液
でＰＥＧを除去し融合細胞を得る方法である。細胞融合
（細胞工学Ｖｏ１．Ｉ Ｎｏ、３１９８２．）によれば
、ＰＥＧ法は大がかりな融合装置を必要とせず、操作も
容易である。しかし、特定の細胞同士を融合することは
できないことや、高濃度のＰＥＧを使用するため残留薬
効などの面で注意しなければならないことがある。
次に電気融合方法について説明する０文献；電気融合と
選抜（細胞工学νｏ１．３ Ｎｏ、６１９８４）によれ
ば、 （１）微小電極法（２）平行電極法（３）Ｄｉｅ
ｌｅｃｔ−ｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法などが現在ある。微
小電極法は、１対の微小電力をマイクロマニピュレータ
で操作して融合させたい細胞それぞれの表面に電極を軽
く触れさせて電気パルスを与え、融合細胞を得る方法で
ある。この方法では、融合させたい特定の細胞を電気パ
ルスで刺激して融合できる長所はあるが、電極が細胞に
触れるため、完全な無菌状態では融合できない、また同
方法の融合の場合、融合細胞が微小電極の先端に付着す
ることが多い。平行電極法では、１対の平行に並べた金
属板電極間に融合させたい細胞を入れ高電圧パルスを与
えて融合させる平行電極法などがある。この電気融合法
では融合の操作は簡単であるが、微小Ｉａ＆法、Ｄｉｅ
ｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法に比べ融合効率は低い
、 Ｄ−ｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法は平行電
極間に交流電圧を加えることによって、電極板上から電
場方向と直角方向に数珠つなぎに細胞を並ばせ、そのあ
とで高電圧パルスを加え融合させる。この方法は、平行
電極法に比べ細胞同士が接触して並ぶため、平行電極法
よりも融合効率は高い、しかし、融合細胞が電極に付着
し易く、無理に剥すと融合細胞の生存率が悪くなるとい
う欠点がある。
選抜（細胞工学νｏ１．３ Ｎｏ、６１９８４）によれ
ば、 （１）微小電極法（２）平行電極法（３）Ｄｉｅ
ｌｅｃｔ−ｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法などが現在ある。微
小電極法は、１対の微小電力をマイクロマニピュレータ
で操作して融合させたい細胞それぞれの表面に電極を軽
く触れさせて電気パルスを与え、融合細胞を得る方法で
ある。この方法では、融合させたい特定の細胞を電気パ
ルスで刺激して融合できる長所はあるが、電極が細胞に
触れるため、完全な無菌状態では融合できない、また同
方法の融合の場合、融合細胞が微小電極の先端に付着す
ることが多い。平行電極法では、１対の平行に並べた金
属板電極間に融合させたい細胞を入れ高電圧パルスを与
えて融合させる平行電極法などがある。この電気融合法
では融合の操作は簡単であるが、微小Ｉａ＆法、Ｄｉｅ
ｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法に比べ融合効率は低い
、 Ｄ−ｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法は平行電
極間に交流電圧を加えることによって、電極板上から電
場方向と直角方向に数珠つなぎに細胞を並ばせ、そのあ
とで高電圧パルスを加え融合させる。この方法は、平行
電極法に比べ細胞同士が接触して並ぶため、平行電極法
よりも融合効率は高い、しかし、融合細胞が電極に付着
し易く、無理に剥すと融合細胞の生存率が悪くなるとい
う欠点がある。
このように細胞融合の場合、
■融合した細胞に毒性がないこと、
■無菌状態で融合反応を行えること、
■融合確率が高いこと、
■特定の細胞同士を融合できること、
などを満たす融合方法が必要である。
２発明が解決しようとする課題〕
以上の従来技術からまず、融合した細胞の薬効の影響を
考慮すれば電気融合方法が化学的な融合方法（ＰＥＧ法
）より良いといえる。また、電気融合方法でも、微小電
極法、Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法にあるよ
うに融合する細胞同士が接触した状態で電気パルスを加
えた方が融合確率が高く、融合させたい細胞同士を接触
させることが必要である。
考慮すれば電気融合方法が化学的な融合方法（ＰＥＧ法
）より良いといえる。また、電気融合方法でも、微小電
極法、Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法にあるよ
うに融合する細胞同士が接触した状態で電気パルスを加
えた方が融合確率が高く、融合させたい細胞同士を接触
させることが必要である。
細胞同士を接近、接触させる場合、微小電極法や細胞に
微細管などを用いて直接接触させることが考えられるが
、これでは完全な無菌状態とはならず、また操作の加減
によっては細胞自身を傷つける可能性がある。そのため
、非接触な細胞のハンドリング方法が望まれていた。
微細管などを用いて直接接触させることが考えられるが
、これでは完全な無菌状態とはならず、また操作の加減
によっては細胞自身を傷つける可能性がある。そのため
、非接触な細胞のハンドリング方法が望まれていた。
以上のような課題を解決するために、異なる細胞同士を
接触させ、その状態で高電圧パルスを印加させて融合さ
せる細胞融合において、一個の細胞にレーザビームを急
角度で集光させ、レーザビームのビームウェスト付近の
位置に細胞を保持し、他の異なる細胞にも同様にして他
のレーザビームのビームウェスト付近の位置に細胞を保
持し、レーザビームを移動させることにより両細胞を互
いに接触させることを特徴とするレーザによる光トラッ
ピングを用いた細胞融合方法を行う。
接触させ、その状態で高電圧パルスを印加させて融合さ
せる細胞融合において、一個の細胞にレーザビームを急
角度で集光させ、レーザビームのビームウェスト付近の
位置に細胞を保持し、他の異なる細胞にも同様にして他
のレーザビームのビームウェスト付近の位置に細胞を保
持し、レーザビームを移動させることにより両細胞を互
いに接触させることを特徴とするレーザによる光トラッ
ピングを用いた細胞融合方法を行う。
本細胞融合方法での細胞融合させたい細胞に１本のレー
ザビームを急角度で照射し、ビームウェスト付近の位置
に細胞が保持される光トラッピングを用いた細胞のハン
ドリング方法は、光の持つ運動量および光が細胞を通過
するときの光の屈折、反射、散乱によって生ずる運動量
の変化による圧力で細胞をレーザビームのビームウェス
ト付近の位置に保持するものである。この場合のレーザ
ビームの絞り込み角度はＮＡ（開口数）≧１の集光レン
ズで行う、レーザビームの光出力は、融合させたい細胞
固有の光の波長に対する吸収特性から、細胞を死滅させ
ない範囲の出力を与える必要があり、約数ｍＷ〜数十ｍ
Ｗである。光出力はそれほど大きくないので、レーザ光
源は半導体レーザなどでもかまわないし、また細胞の光
の波長に対する吸収特性を考慮した範囲内であれば光の
スペクトルは単色性でなくても、細胞の光トランピング
は、可能である。このような条件のレーザビームを１個
の細胞に照射し、細胞をビームウェスト付近の位置に保
持しく第１図）、また異なる細胞においても同様の方法
を行い、それぞれのレーザ光源を移動させることによっ
て非接触で特定の細胞同士を確実に接触することができ
る（第２図）。
ザビームを急角度で照射し、ビームウェスト付近の位置
に細胞が保持される光トラッピングを用いた細胞のハン
ドリング方法は、光の持つ運動量および光が細胞を通過
するときの光の屈折、反射、散乱によって生ずる運動量
の変化による圧力で細胞をレーザビームのビームウェス
ト付近の位置に保持するものである。この場合のレーザ
ビームの絞り込み角度はＮＡ（開口数）≧１の集光レン
ズで行う、レーザビームの光出力は、融合させたい細胞
固有の光の波長に対する吸収特性から、細胞を死滅させ
ない範囲の出力を与える必要があり、約数ｍＷ〜数十ｍ
Ｗである。光出力はそれほど大きくないので、レーザ光
源は半導体レーザなどでもかまわないし、また細胞の光
の波長に対する吸収特性を考慮した範囲内であれば光の
スペクトルは単色性でなくても、細胞の光トランピング
は、可能である。このような条件のレーザビームを１個
の細胞に照射し、細胞をビームウェスト付近の位置に保
持しく第１図）、また異なる細胞においても同様の方法
を行い、それぞれのレーザ光源を移動させることによっ
て非接触で特定の細胞同士を確実に接触することができ
る（第２図）。
本細胞融合方法では、１本のレーザビームを細胞融合さ
せたい細胞に照射し、ビームウェスト付近の位置に細胞
が保持される。第１図のように細胞ａと細胞すが別のレ
ーザ光源により光トラッピングされている状態を示す、
この状態においてそれぞれのレーザ光源をマイクロマニ
ピュレータ等を使用して第１図のように平行移動させ、
ビームウェスト付近にある細胞ａと細胞すを接触させる
。
せたい細胞に照射し、ビームウェスト付近の位置に細胞
が保持される。第１図のように細胞ａと細胞すが別のレ
ーザ光源により光トラッピングされている状態を示す、
この状態においてそれぞれのレーザ光源をマイクロマニ
ピュレータ等を使用して第１図のように平行移動させ、
ビームウェスト付近にある細胞ａと細胞すを接触させる
。
この時、２個のレーザ光源をともに移動させてもよいし
、片方のレーザ光源を移動させることによって細胞ａと
細胞すを接触させてもよい。光トラッピングされている
細胞ａと細胞すが接触した状態を第２図に示し、接触し
た細胞同士の近傍に電極を設は光電圧パルス（４００〜
７００ Ｖ）を加え、細胞ａと細胞すは、第３図（ａ）
−同図（ｂ）−同図（ｃ）の順で融合する。
、片方のレーザ光源を移動させることによって細胞ａと
細胞すを接触させてもよい。光トラッピングされている
細胞ａと細胞すが接触した状態を第２図に示し、接触し
た細胞同士の近傍に電極を設は光電圧パルス（４００〜
７００ Ｖ）を加え、細胞ａと細胞すは、第３図（ａ）
−同図（ｂ）−同図（ｃ）の順で融合する。
従来の融合させる細胞同士を同一の容器にいれ高電圧パ
ルスを加えるだけの細胞融合方法に比べて、本方法は細
胞を個別に扱えるので特定の細胞を選択し、その細胞融
合が可能である。また、微小電極や微細管などを用いて
細胞をハンドリングする融合方法に比べ、本方法では、
レーザビームを用いるので非接触、すなわち細胞を無菌
状態でハンドリングすることが可能である。それゆえ、
従来の融合方法に比べ、より確実に細胞同士を無菌状態
で接触することができるので、融合確率も高くなる。
ルスを加えるだけの細胞融合方法に比べて、本方法は細
胞を個別に扱えるので特定の細胞を選択し、その細胞融
合が可能である。また、微小電極や微細管などを用いて
細胞をハンドリングする融合方法に比べ、本方法では、
レーザビームを用いるので非接触、すなわち細胞を無菌
状態でハンドリングすることが可能である。それゆえ、
従来の融合方法に比べ、より確実に細胞同士を無菌状態
で接触することができるので、融合確率も高くなる。
第１図は細胞融合するための細胞ａと細胞すをそれぞれ
レーザによる光トラッピングで選択している模式図、第
２図は細胞融合するためにレーザによる光トラッピング
された細胞ａおよび細胞すが接触し、この状態の近傍に
電極を設は高電圧パルスが加えられる状態を示す模式図
、第３図は本方法における細胞の変化を示す模式図であ
り、同図（ａ）は細胞ａと細胞すがそれぞれレーザによ
って光トラッピングされている状態、同図（ｂ）は同図
（ａ）の状態下で高電圧パルスをかけら九細胞融合が始
まった状態、同図（ｃ）は同図（ｂ）の状態が進行して
細胞融合が完了した状態を示す。 １・・・細胞ａ、２・・・細胞ｂ、 ３・・・レーザ光源、 ４・・・高電圧パルス発生装置、 ５・・・電極、６・・・移動方向、 ７・・・レーザビーム。
レーザによる光トラッピングで選択している模式図、第
２図は細胞融合するためにレーザによる光トラッピング
された細胞ａおよび細胞すが接触し、この状態の近傍に
電極を設は高電圧パルスが加えられる状態を示す模式図
、第３図は本方法における細胞の変化を示す模式図であ
り、同図（ａ）は細胞ａと細胞すがそれぞれレーザによ
って光トラッピングされている状態、同図（ｂ）は同図
（ａ）の状態下で高電圧パルスをかけら九細胞融合が始
まった状態、同図（ｃ）は同図（ｂ）の状態が進行して
細胞融合が完了した状態を示す。 １・・・細胞ａ、２・・・細胞ｂ、 ３・・・レーザ光源、 ４・・・高電圧パルス発生装置、 ５・・・電極、６・・・移動方向、 ７・・・レーザビーム。
Claims (1)
- 異なる細胞同士を接触させ、その状態で高電圧パルスを
印加させて融合させる細胞融合において、一個の細胞に
レーザビームを急角度で集光させ、レーザビームのビー
ムウエスト付近の位置に細胞を保持し、他の異なる細胞
にも同様にして他のレーザビームのビームウエスト付近
の位置に細胞を保持し、レーザビームを移動させること
により両細胞を互いに接触させることを特徴とするレー
ザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10102790A JPH03297385A (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10102790A JPH03297385A (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03297385A true JPH03297385A (ja) | 1991-12-27 |
Family
ID=14289708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10102790A Pending JPH03297385A (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03297385A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1990
- 1990-04-16 JP JP10102790A patent/JPH03297385A/ja active Pending
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