JPH08317786A - Cell culture base modified with saccharide chain polymer and cell culture using the same - Google Patents

Cell culture base modified with saccharide chain polymer and cell culture using the same

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JPH08317786A
JPH08317786A JP8087195A JP8719596A JPH08317786A JP H08317786 A JPH08317786 A JP H08317786A JP 8087195 A JP8087195 A JP 8087195A JP 8719596 A JP8719596 A JP 8719596A JP H08317786 A JPH08317786 A JP H08317786A
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sugar chain
cells
vinylbenzyl
poly
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洋文 由良
Mitsuaki Goto
光昭 後藤
Kazukiyo Kobayashi
一清 小林
Toshihiro Akaike
敏宏 赤池
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Abstract

PURPOSE: To culture base capable of controlling change in form, proliferation and function in cell culture based on a specific interaction between a saccharide chain polymer and a cell and to provide a method for cell culture using the cell culture base. CONSTITUTION: This cell culture device is obtained by modifying the surface of a base such as a laboratory dish with at least one or preferably more saccharide chain polymers. Culture is carried out on the cell culture base to control change in form, proliferation and function. The cell culture base is readily produced, has high function and is inexpensive. Both the cell culture base and a method for cell culture can control not only cell adhesiveness but also change in form, proliferation and function of cell.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は細胞培養基材に関
し、特に、基材表面を少なくとも1種の糖鎖高分子で修
飾し、細胞の形態変化、増殖性、並びに機能を制御でき
るようにした細胞培養基材、及びそれを用いた細胞培養
法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cell culture substrate, and in particular, the surface of the substrate is modified with at least one sugar chain polymer so that the morphological change, proliferation and function of cells can be controlled. The present invention relates to a cell culture substrate and a cell culture method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の糖鎖工学の進歩には目ざましいも
のがある。例えば、糖鎖を有する生体高分子としては、
細胞の安定化に寄与する植物細胞の細胞壁のプロテオグ
リカン、細胞の分化、増殖、接着、移動等に影響を与え
る糖脂質、及び細胞間相互作用や細胞認識に関与してい
る糖タンパク質等が挙げられるが、これらの高分子の糖
鎖が、互いに機能を代行、補助、増幅、調節、あるいは
阻害しあいながら高度で精密な生体反応を制御する機構
が次第に明らかにされつつある。
2. Description of the Related Art Recent advances in sugar chain engineering have been remarkable. For example, as a biopolymer having a sugar chain,
Proteoglycans of the cell wall of plant cells that contribute to cell stabilization, glycolipids that affect cell differentiation, proliferation, adhesion, migration, etc., and glycoproteins involved in cell-cell interaction and cell recognition, etc. However, the mechanism by which sugar chains of these macromolecules control high-precision biological reactions while acting, assisting, amplifying, regulating, or inhibiting functions of each other is gradually being clarified.

【0003】さらに、このような糖鎖と細胞の分化増
殖、細胞接着、免疫、及び細胞の癌化との関係が明確に
されれば、この糖鎖工学と、医学、細胞工学、あるいは
臓器工学とを密接に関連させて新たな展開を図ることが
期待できる。
Furthermore, if the relationship between such sugar chains and cell differentiation / proliferation, cell adhesion, immunity, and cell carcinogenesis is clarified, this sugar chain engineering and medical, cell engineering, or organ engineering is performed. It can be expected that new developments will be made by closely linking and.

【0004】その一例として、細胞表面の糖鎖や、糖鎖
-レセプター間の相互作用異常による疾病の発生、ある
いはエイズなどのウイルス感染における糖鎖の役割等に
関する研究が活発化してきている。また、細胞-細胞間
相互作用、細胞-マトリックス間相互作用における糖鎖
の関与に関する研究も、生体反応を理解する上で重要に
なってきている。
[0004] As one example, sugar chains on the cell surface and sugar chains
-Research on the role of sugar chains in the occurrence of diseases caused by abnormal interactions between receptors or in the infection of viruses such as AIDS is becoming active. In addition, studies on the involvement of sugar chains in cell-cell interactions and cell-matrix interactions have also become important for understanding biological reactions.

【0005】本発明者らは、従来から糖鎖の特異的な親
和力に着目し鋭意研究を行ってきており、例えば、アシ
アロ糖タンパク質(ASGPと略記)レセプターに対す
るリガンドのモデルとして、ガラクトースを側鎖に有す
るポリマーであるポリ(N-p-ビニルベンジル-[O-β
-D-ガラクトピラノシル-(1→4)-D-グルコンアミ
ド])(通称:ポリビニルベンジルラクトンアミド、以
後PV-LAと略記)を設計・合成した。
The inventors of the present invention have been conducting intensive research focusing on the specific affinity of sugar chains. For example, galactose is used as a model of a ligand for an asialoglycoprotein (abbreviated as ASGP) receptor. (N-p-vinylbenzyl- [O-β
-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -D-gluconamide]) (common name: polyvinylbenzyl lactone amide, hereinafter abbreviated as PV-LA) was designed and synthesized.

【0006】一般に、シャーレ等の細胞培養容器表面を
コラーゲン、ファイブロネクチン、ラミニン等の接着タ
ンパク質で被覆しておくことにより細胞の接着性を高め
ることが行われている。ムーニーらは、この接着タンパ
ク質を高密度で被覆し細胞を全面成長させた場合はDN
A合成が減少し分化機能が促進され、接着タンパク質を
低密度で被覆して細胞を低密度で成長させた場合はDN
A合成が増加し分化機能が抑制されるという現象を報告
している(Mooney, et al., J. Cell. Physiol. 151, 4
97-505 (1992))。即ち、細胞の接着形態とその分化機
能がある程度相関することが示唆されている。
[0006] In general, the surface of a cell culture vessel such as a petri dish is coated with an adhesive protein such as collagen, fibronectin, laminin, etc. to enhance the adhesiveness of cells. Mooney et al.
DN is decreased when A synthesis is reduced and differentiation function is promoted, and when adhesion proteins are coated at low density and cells are grown at low density.
It has been reported that A synthesis is increased and the differentiation function is suppressed (Mooney, et al., J. Cell. Physiol. 151 , 4
97-505 (1992)). That is, it has been suggested that the cell adhesion form and its differentiation function are correlated to some extent.

【0007】本発明者らは、上記のPV-LAを被覆し
たシャーレを用いることにより、PV-LAと肝実質細
胞表面のアシアロ糖タンパク質レセプターとの特異的親
和力を介して肝実質細胞が選択的に接着され、しかもそ
の接着形態が特徴的であって三次元の自己集合体が導か
れることを見いだした。これらの現象は、例えばコラー
ゲン、ファイブロネクチン等の従来の接着タンパク質を
被覆したシャーレでは観察されないものである(由良洋
文、赤池敏宏、「細胞培養」、第19巻、317−32
2頁、1993年)。
[0007] The present inventors have used the above-mentioned petri dish coated with PV-LA to selectively select hepatocytes through the specific affinity between PV-LA and the asialoglycoprotein receptor on the surface of hepatocytes. It was found that the three-dimensional self-assembly was guided by the fact that it was adhered to, and the adhesive form was characteristic. These phenomena are not observed in a petri dish coated with a conventional adhesive protein such as collagen or fibronectin (Yoshifumi Yura, Toshihiro Akaike, "Cell Culture", Volume 19, 317-32).
2 1993).

【0008】さらに本発明者らは、多くの糖鎖高分子を
合成し、それら糖鎖高分子で修飾した細胞培養基材上で
の細胞培養を広範に検討した結果、同種の細胞でも糖鎖
高分子の種類によって接着形態の変化の程度が異なるこ
とを見いだし本発明をなすに至った。基材表面を糖鎖高
分子で修飾することにより、細胞の接着性のみならず、
その形態変化、増殖性、並びに機能を制御する試みは未
だなされていない。
Furthermore, the present inventors have synthesized many sugar chain polymers and extensively studied cell culture on a cell culture substrate modified with these sugar chain polymers. The inventors have found that the degree of change in the adhesive morphology varies depending on the type of polymer, and have completed the present invention. By modifying the surface of the base material with a sugar chain polymer, not only cell adhesion but also
No attempt has yet been made to control its morphological change, proliferation, and function.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】即ち、本発明における
課題は、糖鎖高分子と細胞との特異的相互作用に基づく
細胞の形態変化を利用し、細胞培養における形態、増殖
性、並びに機能を制御することを可能にした細胞培養基
材を提供し、それを用いた細胞培養法を確立することに
ある。
That is, the object of the present invention is to utilize the morphological change of cells based on the specific interaction between sugar chain macromolecules and cells, and to improve the morphology, proliferability and function in cell culture. The purpose is to provide a cell culture substrate that can be controlled and establish a cell culture method using the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】かかる課題は、基材表面
を少なくとも1種の糖鎖高分子で修飾してなることを特
徴とする細胞培養基材によって解決できる。
This problem can be solved by a cell culture substrate characterized in that the surface of the substrate is modified with at least one sugar chain polymer.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に本発明の細胞培養基材を詳
細に説明する。本発明の細胞培養基材には、シャーレ、
フラスコ、プレート、キュベット、フィルム、ファイバ
ー、またはビーズ等の従来から細胞培養に用いられてい
る基材、あるいはそれら以外の細胞培養に使用可能な基
材のいずれもが使用できる。これらの基材は、ガラス、
石英等の無機材料、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポ
リエチレン等の有機材料のいずれからなっていてもよい
が、滅菌可能な程度の耐熱性及び耐水性を有している材
料からなるのが好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The cell culture substrate of the present invention will be described in detail below. The cell culture substrate of the present invention includes a petri dish,
Any of the substrates conventionally used for cell culture, such as flasks, plates, cuvettes, films, fibers, beads, etc., or any other substrate that can be used for cell culture can be used. These substrates are glass,
It may be made of any inorganic material such as quartz or an organic material such as polystyrene, polypropylene or polyethylene, but is preferably made of a material having heat resistance and water resistance such that it can be sterilized.

【0012】特に合成高分子材料は、価格や成形性の点
から好ましく、糖鎖高分子の吸着性から疎水性のものが
好ましい。例えば、ポリスチレンやその誘導体を主鎖と
する糖鎖高分子を用いる場合には、ポリスチレン及びそ
の誘導体を主原料とする基材を使用するのが好ましい。
[0012] Particularly, the synthetic polymer material is preferable in terms of cost and moldability, and is preferably hydrophobic because of sugar chain polymer adsorption. For example, when a sugar chain polymer having polystyrene or a derivative thereof as a main chain is used, it is preferable to use a base material having polystyrene or a derivative thereof as a main raw material.

【0013】本発明の細胞培養基材は、上記のような基
材表面に、糖鎖高分子を修飾してなるものである。本発
明で用いられる糖鎖高分子は、合成高分子からなる主鎖
と、糖鎖からなる側鎖とから構成されている。
The cell culture substrate of the present invention comprises the above substrate surface modified with a sugar chain polymer. The sugar chain polymer used in the present invention is composed of a main chain composed of a synthetic polymer and a side chain composed of a sugar chain.

【0014】この合成高分子は、側鎖として糖鎖を導入
でき、通常の方法で重合可能なものならば特に限られな
いが、例えばポリスチレン、塩化ビニル、ポリエチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ま
たはそれらの誘導体等ビニル系の高分子を用いるのが好
ましい。特に、シャーレ等の材料として広く使用されて
いるポリスチレンまたはその誘導体からなる合成高分子
を使用した場合には、そのシャーレ等の表面に対する吸
着性が向上するので好ましい。
The synthetic polymer is not particularly limited as long as it can be introduced with a sugar chain as a side chain and can be polymerized by a usual method. For example, polystyrene, vinyl chloride, polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, or those thereof. It is preferable to use a vinyl polymer such as a derivative. In particular, it is preferable to use a synthetic polymer composed of polystyrene or a derivative thereof which is widely used as a material for petri dishes because the adsorptivity to the surfaces of petri dishes and the like is improved.

【0015】また、この糖鎖高分子をなす糖鎖として
は、グルコース、ガラクトース、ラクトース、マンノー
ス、N-アセチルグルコサミン、ラミナリビオース、ウ
ロン酸関連物質、硫酸糖等の単糖類、オリゴ糖類等がい
ずれも使用でき、上記合成高分子に側鎖として結合した
状態で細胞と特異的相互作用する糖残基を保持できるも
のならば特に限定されるものではない。
Examples of sugar chains forming the sugar chain polymer include glucose, galactose, lactose, mannose, N-acetylglucosamine, laminaribiose, uronic acid-related substances, monosaccharides such as sulfated sugars, oligosaccharides and the like. Any of them can be used, and it is not particularly limited as long as it can retain a sugar residue that specifically interacts with cells in a state of being bound as a side chain to the synthetic polymer.

【0016】これらの糖鎖高分子にあっては、合成高分
子と糖鎖との結合方法は、アミド結合、エステル結合等
の共有結合とするのが好ましい。例えば、p-アミノメ
チルスチレンのアミノ基と、ラクトン化した糖の末端カ
ルボニル基間でアミド結合を形成するのが好ましい。ま
た、この合成高分子と糖鎖とは、合成高分子をなすモノ
マーと糖鎖分子とを結合させてから重合してもよいし、
結合可能な官能基を有するモノマーを重合した後に糖鎖
を結合させてもよい。但し、1分子中に導入される糖鎖
の数を制御できることから、糖鎖を結合させたモノマー
を重合するのが好ましい。
In these sugar chain polymers, it is preferable that the synthetic polymer and the sugar chain are bound to each other by a covalent bond such as an amide bond or an ester bond. For example, it is preferable to form an amide bond between the amino group of p-aminomethylstyrene and the terminal carbonyl group of the lactonized sugar. In addition, the synthetic polymer and the sugar chain may be polymerized by binding the monomer forming the synthetic polymer and the sugar chain molecule,
A sugar chain may be bound after polymerizing a monomer having a functional group capable of binding. However, since the number of sugar chains introduced into one molecule can be controlled, it is preferable to polymerize a monomer having a sugar chain bonded thereto.

【0017】また、この糖鎖高分子は、糖鎖を結合させ
たモノマーを単独重合させたホモポリマーとするのが好
ましいが、他のモノマーとのコポリマーとしてもよい。
この糖鎖高分子の分子量は、糖鎖高分子を水溶液中に溶
解させた際にミセルを形成して可溶化する程度であれば
特に限られるものではないが、糖鎖高分子のホモポリマ
ーの場合は3万から5万程度のものが通常用いられる。
但し、例えば親水性基を有するモノマーとのコポリマー
とした場合には、その親水性基によって上記の範囲をは
ずれる分子量を有しても水溶性が保たれるものがあり、
そのような糖鎖高分子も本発明の範囲に含まれる。
The sugar chain polymer is preferably a homopolymer obtained by homopolymerizing a sugar chain-bonded monomer, but may be a copolymer with another monomer.
The molecular weight of the sugar chain polymer is not particularly limited as long as it forms micelles and is solubilized when the sugar chain polymer is dissolved in an aqueous solution. In this case, those of about 30,000 to 50,000 are usually used.
However, for example, in the case of a copolymer with a monomer having a hydrophilic group, there is a hydrophilic group that maintains water solubility even if it has a molecular weight outside the above range.
Such sugar chain polymers are also included in the scope of the present invention.

【0018】本発明の細胞培養基材では、上記のような
糖鎖高分子の中で、例えば、下記式(1)から(10)
で表されるようなポリスチレン誘導体を主鎖とする糖鎖
高分子が特に好適に用いられる。
In the cell culture substrate of the present invention, among the above sugar chain polymers, for example, the following formulas (1) to (10)
A sugar chain polymer having a polystyrene derivative as a main chain represented by is particularly preferably used.

【0019】[0019]

【化1】 Embedded image

【0020】[0020]

【化2】 Embedded image

【0021】[0021]

【化3】 Embedded image

【0022】[0022]

【化4】 [Chemical 4]

【0023】[0023]

【化5】 Embedded image

【0024】[0024]

【化6】 [Chemical 6]

【0025】[0025]

【化7】 [Chemical 7]

【0026】[0026]

【化8】 Embedded image

【0027】[0027]

【化9】 [Chemical 9]

【0028】[0028]

【化10】 [Chemical 10]

【0029】上記式(1)で表されるポリ(N-p-ビニ
ルベンジル-[O-β-D-ガラクトピラノシル-(1→
4)-D-グルコンアミド])(以後、PV-LAと略記
する)は、p-アミノメチルスチレンとラクトースとか
ら合成されたモノマーを単独重合して得られるもので、
β-ガラクトース残基を有する。
Poly (Np-vinylbenzyl- [O-β-D-galactopyranosyl- (1 →
4) -D-Gluconamide]) (hereinafter abbreviated as PV-LA) is obtained by homopolymerizing a monomer synthesized from p-aminomethylstyrene and lactose,
It has a β-galactose residue.

【0030】上記式(2)で表されるポリ(N-p-ビニ
ルベンジル-[O-α-D-グルコピラノシル-(1→4)-
D-グルコンアミド])(以後、PV-MAと略記する)
は、p-アミノメチルスチレンとマルトースとから合成
されたモノマーを単独重合して得られるもので、グルコ
ース残基を有する。
Poly (N-p-vinylbenzyl- [O-α-D-glucopyranosyl- (1 → 4)-] represented by the above formula (2)
D-Gluconamide]) (hereinafter abbreviated as PV-MA)
Is obtained by homopolymerizing a monomer synthesized from p-aminomethylstyrene and maltose, and has a glucose residue.

【0031】上記式(3)で表されるポリ(N-p-ビニ
ルベンジル-[O-β-D-マンノピラノシル-(1→4)-
D-マンナアミド])(以後、PV-Manと略記する)
は、p-アミノメチルスチレンとマンノビオースとから
合成されたモノマーを単独重合して得られるもので、マ
ンノース残基を有する。
Poly (Np-vinylbenzyl- [O-β-D-mannopyranosyl- (1 → 4)-] represented by the above formula (3)
D-mannamide]) (hereinafter abbreviated as PV-Man)
Is obtained by homopolymerizing a monomer synthesized from p-aminomethylstyrene and mannobiose, and has a mannose residue.

【0032】上記式(4)で表されるポリ(N-p-ビニ
ルベンジル-[O-α-D-ガラクトピラノシル-(1→
6)-D-グルコンアミド])(以後、PV-MeAと略
記する)は、p-アミノメチルスチレンとO-α-D-ガラ
クトピラノシル-(1→6)-D-グルコースとから合成
されたモノマーを単独重合して得られるもので、ガラク
トース残基を有する。
Poly (Np-vinylbenzyl- [O-α-D-galactopyranosyl- (1 →
6) -D-Gluconamide]) (hereinafter abbreviated as PV-MeA) is synthesized from p-aminomethylstyrene and O-α-D-galactopyranosyl- (1 → 6) -D-glucose. It is obtained by homopolymerizing the obtained monomer and has a galactose residue.

【0033】上記式(5)で表されるポリ(N-p-ビニ
ルベンジル-[O-6-カルボキシメチル-β-D-ガラクト
ピラノシル-(1→4)-O-D-6-カルボキシメチル-グ
ルコンアミド])(以後、PV-LACOOHと略記す
る)は、p-アミノメチルスチレンとラクトースとから
合成されたモノマーを単独重合して得られたPV-LA
をカルボキシメチル化したもので、カルボキシメチル化
ガラクトース残基を有する。
Poly (N-p-vinylbenzyl- [O-6-carboxymethyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -OD-6-represented by the above formula (5) Carboxymethyl-gluconamide]) (hereinafter abbreviated as PV-LACOOH) is PV-LA obtained by homopolymerizing a monomer synthesized from p-aminomethylstyrene and lactose.
Is carboxymethylated and has a carboxymethylated galactose residue.

【0034】上記式(6)で表されるポリ(3-O-4’
-ビニルベンジル-D-グルコース)(以後、PV-Gと略
記する)は、p-クロロメチルスチレンとグルコースと
から合成されたモノマーを単独重合して得られるもの
で、グルコース残基を有する。
Poly (3-O-4 'represented by the above formula (6)
-Vinylbenzyl-D-glucose) (hereinafter abbreviated as PV-G) is obtained by homopolymerizing a monomer synthesized from p-chloromethylstyrene and glucose, and has a glucose residue.

【0035】上記式(7)で表されるポリ(N-p-ビニ
ルベンジル-[O-2-アセトアミド-2-デオキシ-β-D-
グルコピラノシル-(1→4)-O-D-2-アセトアミド-
2-デオキシ-β-D-グルコピラノシル-(1→4)-O-
D-2-アセトアミド-2-デオキシ-β-D-グルコンアミ
ド])、上記式(8)で表されるポリ(N-p-ビニルベ
ンジル-[O-2-アセトアミド-2-デオキシ-β-D-グル
コピラノシル-(1→4)-O-D-2-アセトアミド-2-
デオキシ-β-D-グルコンアミド])、またはそれらの
混合物(以後、いずれもPV-GlcNacと略記す
る)は、ともにN-アセチルグルコサミン残基を有す
る。
Poly (N-p-vinylbenzyl- [O-2-acetamido-2-deoxy-β-D-represented by the above formula (7)
Glucopyranosyl- (1 → 4) -OD-2-acetamido-
2-deoxy-β-D-glucopyranosyl- (1 → 4) -O-
D-2-acetamido-2-deoxy-β-D-gluconamide]), poly (Np-vinylbenzyl- [O-2-acetamido-2-deoxy-β-represented by the above formula (8). D-glucopyranosyl- (1 → 4) -O-D-2-acetamido-2-
Deoxy-β-D-gluconamide]) or a mixture thereof (hereinafter abbreviated as PV-GlcNac) both have N-acetylglucosamine residues.

【0036】上記式(9)で表されるポリ(N-p-ビニ
ルベンジル-D-グルコンアミド)(以後、PV-GAと
略記する)は、D-グルコースを開環させてp-アミノメ
チルスチレンと結合させたモノマーを単独重合して得ら
れるものである。
The poly (N-p-vinylbenzyl-D-gluconamide) represented by the above formula (9) (hereinafter abbreviated as PV-GA) is prepared by ring-opening D-glucose to form p-aminomethyl. It is obtained by homopolymerizing a monomer bound to styrene.

【0037】上記式(10)で表されるポリ(N-p-ビ
ニルベンジル-[O-β-D-グルコピラノシル-(1→
3)-D-グルコンアミド])(以後、PV-Lamと略
記する)は、p-アミノメチルスチレンとラミナリビオ
ースとから合成されたモノマーを単独重合して得られる
もので、β1→3グルコース残基を有する。
Poly (Np-vinylbenzyl- [O-β-D-glucopyranosyl- (1 →
3) -D-Gluconamide]) (hereinafter abbreviated as PV-Lam) is obtained by homopolymerizing a monomer synthesized from p-aminomethylstyrene and laminaribiose, and β1 → 3 glucose Have residues.

【0038】本発明の細胞培養基材における糖鎖高分子
による基材の修飾方法は、吸着等の物理化学的方法ある
いは共有結合等の化学的方法等が適用できるが、操作の
容易さから吸着によるのが好ましい。糖鎖高分子を吸着
させることによって修飾する場合は、シャーレ等の基材
表面に糖鎖高分子溶液を適用し、溶媒を留去することに
より簡便に修飾することができる。
As a method for modifying the base material with the sugar chain polymer in the cell culture base material of the present invention, a physicochemical method such as adsorption or a chemical method such as covalent bonding can be applied. Is preferred. In the case of modifying by adsorbing a sugar chain polymer, it can be easily modified by applying a sugar chain polymer solution to the surface of a base material such as a petri dish and distilling off the solvent.

【0039】さらに具体的には、例えば、蒸留水を溶媒
とする糖鎖高分子溶液を、ろ過、滅菌した後、シャーレ
等に注入し、1昼夜放置するだけで糖鎖高分子に修飾さ
れた細胞培養基材が得られる。好ましくは、蒸留水で数
回洗浄し、平衡塩溶液等で置換してから使用する。糖鎖
高分子を溶解する溶媒としては水が好ましいが、用いる
糖鎖高分子によっては、エタノール、メタノール等の有
機溶媒やそれらと水との混合溶媒も使用できる。
More specifically, for example, a sugar chain polymer solution obtained by using distilled water as a solvent is filtered and sterilized, and then injected into a petri dish or the like, and the sugar chain polymer is modified by allowing it to stand overnight. A cell culture substrate is obtained. Preferably, it is used after being washed several times with distilled water and replaced with a balanced salt solution or the like. Water is preferably used as a solvent for dissolving the sugar chain polymer, but depending on the sugar chain polymer to be used, an organic solvent such as ethanol or methanol or a mixed solvent thereof with water can also be used.

【0040】上記の糖鎖高分子溶液の濃度は、目的に応
じて設定した糖鎖高分子吸着量によって適宜選択できる
が、通常は、0.01から1000μg/ml程度まで
の濃度範囲とし、好ましくは、0.1から500μg/
ml程度、さらに好ましくは100μm/ml程度とす
る。また、この糖鎖高分子溶液は、その都度調整しても
よいが、ストック溶液として保存しておいたものを使用
すれば、さらに手間を省くことができる。その場合は、
ストック溶液中の糖鎖高分子が会合している場合がある
ので、使用前に適度な超音波処理等を施すのが好まし
い。
The concentration of the above-mentioned sugar chain polymer solution can be appropriately selected depending on the adsorption amount of the sugar chain polymer, which is set according to the purpose. Usually, the concentration range is from 0.01 to 1000 μg / ml, and preferably. Is 0.1 to 500 μg /
It is about ml, and more preferably about 100 μm / ml. Further, this sugar chain polymer solution may be adjusted each time, but if the stock solution stored is used, the labor can be further saved. In that case,
Since sugar chain macromolecules in the stock solution may be associated with each other, it is preferable to perform appropriate ultrasonic treatment before use.

【0041】本発明の細胞培養基材では、基材表面を修
飾する糖鎖高分子は少なくとも1種であるが、2種以上
の糖鎖高分子を組み合わせて用いるのが好ましい。各細
胞は特異な糖鎖認識性を有しており、本発明者らは、修
飾する糖鎖の種類によって、その細胞培養基材上での細
胞の形態変化の程度が異なることを見いだした。従っ
て、そのような形態変化、増殖性、並びに機能の程度の
異なる糖鎖高分子の2種以上を組み合わせて修飾した細
胞培養基材を用いることにより、1種の糖鎖高分子のみ
で修飾した細胞培養基材では見られない形態変化、増殖
性、並びに機能を発現させることが可能になる。
In the cell culture substrate of the present invention, at least one sugar chain polymer is used to modify the surface of the base material, but it is preferable to use two or more kinds of sugar chain polymers in combination. Each cell has a unique sugar chain recognizing property, and the present inventors have found that the degree of morphological change of cells on the cell culture substrate varies depending on the type of sugar chain to be modified. Therefore, by using a cell culture substrate modified by combining two or more kinds of sugar chain macromolecules having different morphological changes, proliferative properties, and degrees of function, only one sugar chain macromolecule is modified. It becomes possible to express morphological changes, proliferative properties, and functions not found in cell culture substrates.

【0042】2種以上の糖鎖高分子を組み合わせて修飾
する場合は、各々の糖鎖高分子の溶液を混合し、その混
合溶液を上述のように適用して修飾すればよい。また、
一方の糖鎖高分子溶液で修飾した後に、未修飾の部分を
他の糖鎖高分子溶液で修飾してもよい。これらの糖鎖高
分子の混合割合は、目的とする細胞の形態に応じて適宜
選択できる。
In the case of modifying by combining two or more kinds of sugar chain macromolecules, the solutions of the respective sugar chain macromolecules may be mixed and the mixed solution may be applied as described above for modification. Also,
After modification with one sugar chain polymer solution, the unmodified portion may be modified with another sugar chain polymer solution. The mixing ratio of these sugar chain polymers can be appropriately selected according to the morphology of the target cell.

【0043】さらに、本発明の細胞培養基材にあって
は、細胞培養を行う基材表面の全面を糖鎖高分子で修飾
するのが好ましいが、それに限られることなく、修飾部
分と未修飾部分とを設けてもよい。例えば、糖鎖高分子
と、コラーゲン等の従来の接着タンパク質、ポリスチレ
ン等の合成高分子、あるいは天然高分子等を組み合わせ
て修飾すれば、細胞と特異的相互作用する部分と非特異
的な部分とが混在した細胞培養基材を得ることができ
る。
Further, in the cell culture substrate of the present invention, it is preferable to modify the entire surface of the substrate for cell culture with a sugar chain polymer, but the invention is not limited thereto, and the modified portion and unmodified And a part may be provided. For example, when sugar chain macromolecules are combined with conventional adhesion proteins such as collagen, synthetic macromolecules such as polystyrene, or natural macromolecules, etc., and modified, a part that specifically interacts with cells and a non-specific part are obtained. It is possible to obtain a cell culture substrate in which

【0044】次に、本発明の細胞培養基材を用いた細胞
培養法について具体例を挙げて説明する。例えば、糖鎖
高分子としてPV-LAを用い、このPV-LAで修飾し
たシャーレ上で肝細胞を培養する場合には、まず、周知
の方法で肝細胞を単離する。単離した肝細胞は、例えば
5%ウシ胎児血清を含むウィリアムの媒質E(William'
sMedium E:WEと略記する)等で希釈し、PV-LA修
飾シャーレに、所定の細胞濃度となるように播種してイ
ンキュベーションすればよい。
Next, the cell culture method using the cell culture substrate of the present invention will be described with reference to specific examples. For example, when using PV-LA as a sugar chain polymer and culturing hepatocytes on a Petri dish modified with PV-LA, first, hepatocytes are isolated by a known method. The isolated hepatocytes are, for example, William's medium E (William's) containing 5% fetal bovine serum.
sMedium E: abbreviated as WE) and the like, and the cells may be seeded on a PV-LA-modified petri dish to a predetermined cell concentration and incubated.

【0045】以上、本発明の細胞培養法の一例を具体的
に説明したが、本発明はこれに限られるものではない。
本願の細胞培養法は、糖鎖高分子で修飾した細胞培養基
材上で培養することにより、その細胞の形態変化、増殖
性、並びに機能を制御することに特徴を有し、細胞培養
の手法自体は、従来から用いられている手法をそのまま
利用できる。
Although one example of the cell culture method of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to this.
The cell culture method of the present application is characterized by controlling the morphological changes, proliferative properties, and functions of the cells by culturing on a cell culture substrate modified with a sugar chain polymer. The method itself can be used as it is.

【0046】[0046]

【実施例】【Example】

(実施例1)本発明の細胞培養基材の製造において、糖
鎖高分子を吸着させて基材表面を修飾する際に使用する
糖鎖高分子溶液の濃度と、基材表面に吸着される糖鎖高
分子の量との関係を評価した。0.01から1000μ
g/mlの濃度範囲のFITCで蛍光標識したPV-L
A水溶液を調整し、それらの水溶液1mlずつを、各々
ポリスチレンキュベットに注入した。1昼夜放置した
後、蒸留水で2〜3回洗浄した。
(Example 1) In the production of the cell culture substrate of the present invention, the concentration of the sugar chain polymer solution used when the sugar chain polymer is adsorbed to modify the substrate surface and the sugar chain polymer solution adsorbed on the substrate surface The relationship with the amount of sugar chain polymer was evaluated. 0.01 to 1000μ
PV-L fluorescently labeled with FITC in the concentration range of g / ml
The aqueous solutions A were prepared, and 1 ml of each of the aqueous solutions was poured into a polystyrene cuvette. After leaving it for one day and night, it was washed 2-3 times with distilled water.

【0047】上記のPV-LA修飾キュベット各々に、
非イオン性清浄剤(Tween 20)を注入して超音波処理
し、脱着した蛍光標識PV-LAの量を蛍光分光光度計
を用いて測定した。結果を、横軸に溶液濃度、縦軸に単
位面積当たりの吸着量をとったグラフとして図1に示
す。両者は良く相関しており、適用する溶液濃度を変え
ることにより糖鎖高分子の吸着量を調節できることが確
認された。
In each of the above PV-LA modified cuvettes,
A nonionic detergent (Tween 20) was injected and sonicated, and the amount of desorbed fluorescent labeled PV-LA was measured using a fluorescence spectrophotometer. The results are shown in FIG. 1 as a graph in which the horizontal axis represents the solution concentration and the vertical axis represents the adsorption amount per unit area. It was confirmed that the two are well correlated and that the adsorption amount of the sugar chain polymer can be adjusted by changing the concentration of the applied solution.

【0048】(実施例2) (1)糖鎖高分子修飾シャーレの製造 基材として市販のポリスチレン製シャーレ(Falcon100
8、ベクトン・ディッキンソン・アンド・カンパニー社
製)を用いた。糖鎖高分子としてPV-LAを選び、精
製したPV-LAを限外ろ過によって分子量約3〜5万
のものと5万以上のものに分画し、約3〜5万の分画を
100μg/mlとなるように蒸留水に溶かして2時間
放置した。その後、このPV-LA水溶液1mlを上記
のシャーレに注入し、1昼夜放置した後、蒸留水で数回
洗浄して平衡塩溶液で置換して糖鎖高分子修飾シャーレ
を得た。
(Example 2) (1) Production of sugar chain polymer modified petri dish A commercially available polystyrene petri dish (Falcon 100) was used as a base material.
8, Becton Dickinson & Company). PV-LA is selected as the sugar chain polymer, and the purified PV-LA is fractionated by ultrafiltration into ones having a molecular weight of about 30,000 to 50,000 and those having a molecular weight of 50,000 or more, and 100 μg of the fraction of about 30,000 to 50,000. It was dissolved in distilled water so that the concentration became / ml and left for 2 hours. Then, 1 ml of this PV-LA aqueous solution was poured into the above-mentioned petri dish, allowed to stand for one day and night, washed with distilled water several times, and replaced with a balanced salt solution to obtain a sugar chain polymer-modified petri dish.

【0049】(2)糖鎖高分子修飾シャーレ上での肝細
胞の培養 周知の方法で単離した肝細胞を、5%ウシ胎児血清を含
むWEで3×104細胞/mlに希釈し、上記の糖鎖高
分子修飾シャーレに、1シャーレ当たり45×104
となるように播種し、インキュベーションした。比較の
ため、未被覆のポリスチレンシャーレ及びコラーゲンで
被覆したポリスチレンシャーレ上でも同様の培養を行っ
た。
(2) Culture of hepatocytes on petri dish modified with sugar chain polymer Hepatocytes isolated by a well-known method were diluted to 3 × 10 4 cells / ml with WE containing 5% fetal bovine serum, The above-described sugar chain polymer-modified petri dish was seeded so as to have 45 × 10 4 petri dishes and incubated. For comparison, the same culture was carried out on an uncoated polystyrene dish and a polystyrene dish coated with collagen.

【0050】インキュベーションの後、各々のシャーレ
から1.5mlの懸濁液を回収し、即座に平衡塩溶液で
リンスした。回収液中の非接着細胞数をコールターカウ
ンターで計数し、接着細胞中のタンパク質量を発色試薬
を用いて測定した。これらの結果から得られた各シャー
レでの細胞接着率を図2にまとめて示す。コラーゲン被
覆シャーレ上では、肝実質細胞、肝非実質細胞ともに、
未被覆のポリスチレンシャーレ上より高い接着率を示し
たが非選択性であった。しかしながら糖鎖高分子修飾シ
ャーレ上では、肝非実質細胞の接着は著しく抑制され、
肝実質細胞のみが効率的に接着されるという高い選択性
が見られた。
After the incubation, 1.5 ml of suspension was collected from each dish and immediately rinsed with balanced salt solution. The number of non-adherent cells in the collected solution was counted with a Coulter counter, and the amount of protein in adherent cells was measured using a coloring reagent. The cell adhesion rate in each dish obtained from these results is summarized in FIG. On the collagen-coated petri dish, both hepatic parenchymal cells and hepatic non-parenchymal cells,
It showed higher adhesion than that on an uncoated polystyrene dish, but was non-selective. However, on the sugar chain polymer-modified petri dish, the adhesion of non-parenchymal cells of the liver was significantly suppressed,
A high selectivity was observed in which only hepatocytes were efficiently adhered.

【0051】さらに、それらの肝実質細胞の接着形態を
観察したところ、コラーゲン被覆のシャーレでは、接着
初期から細胞の偏平化が見られ、48時間後には偏平化
した細胞が敷石状にシャーレ全体を被った。ところが糖
鎖高分子被覆シャーレでは、ほぼ完全な球状の接着形態
が保持され、48時間後にはそれらが三次元的な多細胞
集合体を形成した。また、この自己集合化した肝実質細
胞においては、コラーゲン被覆シャーレ上の偏平化した
肝実質細胞と比較してアルブミン合成能が安定に維持さ
れており、自己集合化によって肝実質細胞の適度な分化
が誘導されることが示唆された。
Further, when the adhesion morphology of those hepatocytes was observed, in the collagen-coated petri dish, flattening of the cells was observed from the early stage of adhesion, and after 48 hours, the flattened cells were cobblestone-shaped over the entire petri dish. I suffered. However, the sugar chain polymer-coated petri dish maintained an almost perfect spherical adhesion form, and after 48 hours, they formed a three-dimensional multicellular aggregate. Further, in this self-assembled hepatocyte, the albumin synthesizing ability was stably maintained as compared with the flattened hepatocyte on the collagen-coated petri dish, and self-aggregation resulted in appropriate differentiation of hepatocyte. It was suggested that was induced.

【0052】(実施例3)糖鎖高分子としてPV−L
A、PV-MA、PV-Man、及びPV-GlcNac
を選び、実施例2と同様の方法で4種の糖鎖高分子被覆
シャーレを製造した。それらの高分子被覆シャーレ上
で、3T3細胞を培養し、24時間後の細胞の形態を顕
微鏡で観察した。結果を図3から6に各々示す。比較の
ため、未修飾のポリスチレンシャーレ及びコラーゲンで
被覆したポリスチレンシャーレ上でも同様の培養を行
い、細胞の形態を観察した。その結果を図7及び8に各
々示す。
(Example 3) PV-L as a sugar chain polymer
A, PV-MA, PV-Man, and PV-GlcNac
Was selected, and 4 types of sugar chain polymer-coated petri dishes were produced in the same manner as in Example 2. 3T3 cells were cultured on those polymer-coated petri dishes, and the morphology of the cells after 24 hours was observed with a microscope. The results are shown in FIGS. 3 to 6, respectively. For comparison, similar culturing was performed on an unmodified polystyrene dish and a polystyrene dish coated with collagen to observe the cell morphology. The results are shown in FIGS. 7 and 8, respectively.

【0053】未被覆及びコラーゲン被覆シャーレ上で
は、偏平化した細胞が全面を被っているのに対し、PV
-Man修飾シャーレ上では、球状の細胞が自己集合体
を形成している。一方、PV-LA、PV-MA、及びP
V-GlcNac修飾シャーレ上では、細胞の偏平化が
生じてはいるが、それらの偏平化した細胞が3次元集合
体を形成する傾向が見られ、その程度は糖鎖の種類によ
って異なっている。
On the uncoated and collagen-coated petri dishes, flattened cells were covered on the entire surface, whereas PV
-On Man-modified petri dishes, spherical cells form self-assemblies. Meanwhile, PV-LA, PV-MA, and P
Although flattening of cells occurs on the V-GlcNac-modified petri dish, the flattened cells tend to form a three-dimensional aggregate, and the degree thereof varies depending on the type of sugar chain.

【0054】(実施例4)糖鎖高分子としてPV−L
A、PV-MA、PV-Man、及びPV-GlcNac
を選び、実施例2と同様の方法で4種の糖鎖高分子被覆
シャーレを製造した。それらの高分子被覆シャーレ上
で、ヒト癌細胞(WRL)を培養し、24時間後の細胞
の形態を顕微鏡で観察した。結果を図9から12に各々
示す。比較のため、未修飾のポリスチレンシャーレ及び
コラーゲンで被覆したポリスチレンシャーレ上でも同様
の培養を行い、細胞の形態を観察した。その結果を図1
3及び14に各々示す。
Example 4 PV-L as sugar chain polymer
A, PV-MA, PV-Man, and PV-GlcNac
Was selected, and 4 types of sugar chain polymer-coated petri dishes were produced in the same manner as in Example 2. Human cancer cells (WRL) were cultured on those polymer-coated petri dishes, and the morphology of the cells after 24 hours was observed with a microscope. The results are shown in FIGS. 9 to 12, respectively. For comparison, similar culturing was performed on an unmodified polystyrene dish and a polystyrene dish coated with collagen to observe the cell morphology. The result is shown in Figure 1.
3 and 14 respectively.

【0055】未被覆及びコラーゲン被覆シャーレ上で
は、細胞の増殖があまり進行していないのに対し、糖鎖
高分子修飾シャーレ上では、PV-LA、PV-MA、P
V-GlcNac修飾シャーレの順に細胞の増殖が進行
しており、PV-Man修飾シャーレ上では、細胞が3
次元的に集合化している。また、この細胞の3次元化
は、細胞のまき込み数等のコントロールによって、PV
-LA、PV-MA上でも発生させることができる。
On the uncoated and collagen-coated petri dishes, the cell growth did not proceed so much, whereas on the sugar chain polymer-modified petri dishes, PV-LA, PV-MA, P
Proliferation of cells is progressing in the order of V-GlcNac-modified petri dish, and 3 cells are present on the PV-Man-modified petri dish.
It is dimensionally aggregated. In addition, this three-dimensional transformation of cells is achieved by controlling the number of cells to be entrained in PV.
-Can also be generated on LA, PV-MA.

【0056】以上のように、本発明の細胞培養基材上で
細胞を培養することにより、未被覆の基材やコラーゲン
被覆した基材では見られない細胞の形態変化が生じ、そ
の形態変化の程度は、細胞の種類と糖鎖高分子の種類と
によって特異的であることが明らかになった。従って、
2種以上の糖鎖高分子を組み合わせて修飾した細胞培養
基材では、1種の糖鎖高分子では見られない形態変化を
生じさせることが可能になり、糖鎖の組み合わせや混合
割合を変えることにより、細胞の形態変化を制御するこ
とができる。
As described above, by culturing cells on the cell culture substrate of the present invention, morphological changes of the cells which are not seen in the uncoated substrate or the collagen-coated substrate occur, and the morphological changes It was revealed that the degree was specific depending on the cell type and the sugar chain polymer type. Therefore,
With a cell culture substrate modified by combining two or more types of sugar chain polymers, it becomes possible to cause a morphological change that cannot be seen with one type of sugar chain polymer, and change the combination and mixing ratio of sugar chains. Thus, the morphological change of cells can be controlled.

【0057】(実施例5)糖鎖高分子としてPV-L
A、PV-MA、PV-Man、及びPV-GlcNac
を選び、実施例2と同様の方法で4種類の糖鎖高分子被
覆シャーレを製造した。それらの糖鎖高分子被覆シャー
レ上に1.5×105細胞/mlに調整した3T3細胞
をまき込み、培養開始後9時間目から3時間おきに細胞
の増殖性を追跡した。結果を図15に示す。図における
縦軸は、PI取り込みからS期とされる細胞の割合を示
す。比較のため、未処理のポリスチレンシャーレ及びコ
ラーゲンで被覆したシャーレ上でも同様の培養を行い、
細胞の増殖性を観察した。この結果も、図15に併せて
示す。
Example 5 PV-L as a sugar chain polymer
A, PV-MA, PV-Man, and PV-GlcNac
Was selected, and four types of sugar chain polymer-coated petri dishes were produced in the same manner as in Example 2. 3T3 cells adjusted to 1.5 × 10 5 cells / ml were seeded on the sugar chain polymer-coated petri dish, and the proliferation of the cells was traced every 3 hours from the 9th hour after the start of culture. The results are shown in Fig. 15. The vertical axis in the figure shows the percentage of cells that are taken from the PI uptake to S phase. For comparison, perform the same culture on untreated polystyrene dish and petri dish coated with collagen,
The proliferation of cells was observed. This result is also shown in FIG.

【0058】上記の条件下では、3T3細胞は、PV-
LA及びPV-MA上で3次元的に凝集した。一方、他
の糖鎖高分子、コラーゲン、及びポリスチレン上では、
細胞は伸展し増殖した。3次元化したPV-LA及びP
V-MA上の細胞は、培養24時間以内では増殖期に入
らないことが明らかになった。ポリスチレン、PV-M
an、及びPV-GlcNacでは培養後15時間程度
で、コラーゲン上では16時間程度で、約40%の細胞
が増殖期に移行し、増殖を開始することがわかった。
Under the above conditions, 3T3 cells were
Three-dimensionally aggregated on LA and PV-MA. On the other hand, on other sugar chain polymers, collagen, and polystyrene,
The cells spread and proliferated. Three-dimensional PV-LA and P
It was revealed that the cells on V-MA did not enter the growth phase within 24 hours of culture. Polystyrene, PV-M
It was found that about 40% of the cells entered the proliferative phase and started to proliferate within about 15 hours after culturing with an and PV-GlcNac, and after about 16 hours on collagen.

【0059】以上のように、本発明の細胞培養基材上で
細胞を培養することにより、未被覆の基材やコラーゲン
被覆した基材では見られない細胞の増殖性の制御が可能
となり、その程度は細胞のまき込み数と糖鎖高分子の種
類によって特異的であることが明らかになった。
As described above, by culturing the cells on the cell culture substrate of the present invention, it becomes possible to control the proliferation of the cells, which is not found in the uncoated substrate or the collagen-coated substrate. It was clarified that the degree is specific depending on the number of cells entrained and the type of sugar chain polymer.

【0060】(実施例6)本発明で用いられる糖鎖高分
子の1つであるPV-Lamを以下のように合成した。 (1)ラミナリビオースのラクトン化 ラミナリビオース10gを蒸留水5mlに溶解させ、そ
の溶液を45mlのメタノールで希釈した。その希釈し
た溶液を、40℃の加温したヨウ素のメタノール溶液
(17.1g/200ml)に加え、30分間放置した
後、4%の水酸化カリウム/メタノール溶液を、ヨウ素
の色が消失するまで徐々に滴下した。400mlの水酸
化カリウム/メタノール溶液の添加で要素の色が消失し
た。引き続き、反応液を氷冷し、析出した沈殿を濾取し
た。沈殿を冷エタノール、冷エーテルの順で洗浄し、エ
タノール/水(9:1(重量/重量))から再結晶する
ことによりカリウム塩を得た。
Example 6 PV-Lam, which is one of the sugar chain polymers used in the present invention, was synthesized as follows. (1) Lactarimination of laminaribiose 10 g of laminaribiose was dissolved in 5 ml of distilled water, and the solution was diluted with 45 ml of methanol. The diluted solution was added to a methanol solution of iodine (17.1 g / 200 ml) heated at 40 ° C., left for 30 minutes, and then a 4% potassium hydroxide / methanol solution was added until the color of iodine disappeared. It was dripped slowly. The color of the element disappeared with the addition of 400 ml of potassium hydroxide / methanol solution. Subsequently, the reaction solution was ice-cooled, and the deposited precipitate was collected by filtration. The precipitate was washed with cold ethanol and cold ether in this order, and recrystallized from ethanol / water (9: 1 (weight / weight)) to obtain a potassium salt.

【0061】得られたカリウム塩を、4℃で一晩放置し
た後、イオン交換樹脂(アンバーライトIR-12B
(H+型))に通してイオン交換し、凍結乾燥後して酸
型(ラミナリビオン酸)とした。その酸型の分画にメタ
ノールを加えて減圧濃縮して結晶を得た。その結晶に少
量のメタノールを加えて溶かし、さらにエタノールを加
えて脱水濃縮するという操作を5回繰り返した後、減圧
乾固して、約7gのラミナリビオラクトンを得た。
The obtained potassium salt was allowed to stand overnight at 4 ° C., and then ion-exchange resin (Amberlite IR-12B) was used.
(H + type) and ion-exchanged, followed by freeze-drying to obtain an acid type (laminaribionic acid). Methanol was added to the acid fraction and concentrated under reduced pressure to give crystals. The operation of adding a small amount of methanol to the crystals to dissolve them, further adding ethanol and dehydrating and concentrating was repeated 5 times, and then dried under reduced pressure to obtain about 7 g of laminaribiolactone.

【0062】(2)p−アミノメチルスチレンとのカッ
プリング 上記のラミナリビオースラクトン7gをメタノール50
mlに溶解し、その溶液に、p−アミノメチルスチレン
のメタノール溶液(2.5g/0.5ml)を、加熱還
流下で加えた。120分間加熱還流した後、アセトン2
00mlを加えて結晶化させた。得られた結晶を、メタ
ノールより2回再結晶させて、3.5g(収率39%)
のp−ビニルベンジルラミナリビオースラクトンアミド
(正式名:N-p-ビニルベンジル-[O-β-D-グルコピ
ラノシル-(1→3)-D-グルコンアミド]、以後VB-
Lamと略記)を得た。
(2) Coupling with p-aminomethylstyrene 7 g of the above laminaribiose lactone was added to 50 parts of methanol.
It was dissolved in ml, and a solution of p-aminomethylstyrene in methanol (2.5 g / 0.5 ml) was added to the solution under heating under reflux. After heating under reflux for 120 minutes, acetone 2
It was crystallized by adding 00 ml. The obtained crystals were recrystallized twice from methanol to give 3.5 g (yield 39%).
P-vinylbenzyl laminaribiose lactone amide (formal name: Np-vinylbenzyl- [O-β-D-glucopyranosyl- (1 → 3) -D-gluconamide], hereinafter VB-
(Abbreviated as Lam) was obtained.

【0063】(3)VB-Lamの構造確認 得られたV-Lamの構造を、1H-NMR及び13C-NM
Rにより確認した。1H-NMRスペクトルでは、3.2
〜4.0ppmにラミナリビオースに由来するピーク、
5.2〜6.8ppmにビニル基に由来するピーク、
7.4ppm付近にスチレン骨格にベンゼン環に由来す
るピークが見られた。13C-NMRスペクトルでは、4
3.439ppmにNH−CH2のピーク、62.27
7〜78.198ppmにラミナリビオースのピーク、
101.018ppmにビニル基の二重結合のピーク、
127.415〜138.502ppm付近にスチレン
骨格のベンゼンのピーク、175.500ppmにアミ
ド結合のC=Oのピークが見られ、VB-Lamの構造
が確認された。
(3) Structure confirmation of VB-Lam The structure of the obtained V-Lam was analyzed by 1 H-NMR and 13 C-NM.
Confirmed by R. In the 1 H-NMR spectrum, 3.2
A peak derived from laminaribiose at ~ 4.0 ppm,
A peak derived from a vinyl group at 5.2 to 6.8 ppm,
A peak derived from a benzene ring was found in the styrene skeleton at around 7.4 ppm. In the 13 C-NMR spectrum, 4
Peak of NH-CH 2 in 3.439ppm, 62.27
Laminaribiose peak at 7-78.198 ppm,
Vinyl group double bond peak at 101.018 ppm,
A peak of benzene having a styrene skeleton was observed around 127.415 to 138.502 ppm, and a peak of C = O of an amide bond was observed at 175.500 ppm, confirming the structure of VB-Lam.

【0064】(4)重合 上記で合成し、構造を確認したVB-Lam(2g)を
DMSO(2ml)に溶解し、重合開始剤としてAIB
N(1mg)を添加した。その溶液を窒素下で60℃に
加熱して24時間重合させ、PV-Lam(約2g)を
得た。このPV-Lamの数平均分子量は約40,00
0であった。このPV-Lamのような、β1→3グル
コース構造を有する糖鎖高分子は、これまでに知られて
いなかった。
(4) Polymerization VB-Lam (2 g) synthesized above and having a confirmed structure was dissolved in DMSO (2 ml), and AIB was used as a polymerization initiator.
N (1 mg) was added. The solution was heated to 60 ° C. under nitrogen and polymerized for 24 hours to obtain PV-Lam (about 2 g). The number average molecular weight of this PV-Lam is about 40,000.
It was 0. A sugar chain polymer having a β1 → 3 glucose structure such as PV-Lam has not been known so far.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明の細胞培養基材は、従来から使用
されている基材表面を糖鎖高分子で修飾するだけで容易
に製造できる。特に、ポリスチレンまたはその誘導体を
主鎖とする糖鎖高分子を用いれば、ポリスチレンを主原
料とする基材を容易に修飾できるので、そのような細胞
培養基材は高機能かつ安価であり、ディスポーザブルな
製品とすることもできる。
EFFECTS OF THE INVENTION The cell culture substrate of the present invention can be easily produced by simply modifying the surface of a conventionally used substrate with a sugar chain polymer. Particularly, by using a sugar chain polymer having polystyrene or a derivative thereof as a main chain, it is possible to easily modify a base material having polystyrene as a main raw material, and thus such a cell culture base material is highly functional and inexpensive and is disposable. It can also be a product.

【0066】本発明の細胞培養基材及び細胞培養法は、
細胞と糖鎖との特異的相互作用に基づくものであり、細
胞の接着性ばかりでなく細胞の形態変化、増殖性、並び
に機能を制御することができる。したがって、任意の形
態の細胞を得ることが可能となり、例えばハイブリッド
型人工臓器等に応用することも可能である。
The cell culture substrate and cell culture method of the present invention are:
It is based on the specific interaction between cells and sugar chains, and can control not only cell adhesion but also cell morphological changes, proliferative properties, and functions. Therefore, it becomes possible to obtain cells of any morphology, and it is possible to apply them to, for example, a hybrid artificial organ.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 PV-LA水溶液濃度とPV-LA吸着量との
関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between a PV-LA aqueous solution concentration and a PV-LA adsorption amount.

【図2】 未修飾のポリスチレンシャーレ、コラーゲン
及びPV-LAで修飾したシャーレ上での肝細胞接着の
特異性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the specificity of hepatocyte adhesion on an unmodified polystyrene petri dish, a petri dish modified with collagen and PV-LA.

【図3】 PV-LA修飾シャーレ上で培養した3T3
細胞の形態を示す写真である。
FIG. 3 3T3 cultured on a PV-LA-modified petri dish
It is a photograph showing the morphology of cells.

【図4】 PV-MA修飾シャーレ上で培養した3T3
細胞の形態を示す写真である。
FIG. 4 3T3 cultured on a PV-MA modified petri dish
It is a photograph showing the morphology of cells.

【図5】 PV-Man修飾シャーレ上で培養した3T
3細胞の形態を示す写真である。
FIG. 5: 3T cultured on a PV-Man modified petri dish
It is a photograph showing the morphology of 3 cells.

【図6】 PV-GlcNAc修飾シャーレ上で培養し
た3T3細胞の形態を示す写真である。
FIG. 6 is a photograph showing the morphology of 3T3 cells cultured on a PV-GlcNAc-modified petri dish.

【図7】 未被覆のポリスチレンシャーレ上で培養した
3T3細胞の形態を示す写真である。
FIG. 7 is a photograph showing the morphology of 3T3 cells cultured on an uncoated polystyrene dish.

【図8】 コラーゲン被覆したシャーレ上で培養した3
T3細胞の形態を示す写真である。
FIG. 8: 3 cultured on a petri dish coated with collagen
It is a photograph showing the morphology of T3 cells.

【図9】 PV-LA修飾シャーレ上で培養したWRL
細胞の形態を示す写真である。
FIG. 9: WRL cultured on a PV-LA-modified petri dish
It is a photograph showing the morphology of cells.

【図10】 PV-MA修飾シャーレ上で培養したWR
L細胞の形態を示す写真である。
FIG. 10: WR cultured on a PV-MA modified petri dish
It is a photograph showing the morphology of L cells.

【図11】 PV-Man修飾シャーレ上で培養したW
RL細胞の形態を示す写真である。
FIG. 11: W cultured on a PV-Man modified petri dish
It is a photograph showing the morphology of RL cells.

【図12】 PV-GlcNAc修飾シャーレ上で培養
したWRL細胞の形態を示す写真である。
FIG. 12 is a photograph showing the morphology of WRL cells cultured on a PV-GlcNAc-modified petri dish.

【図13】 未被覆のポリスチレンシャーレ上で培養し
たWRL細胞の形態を示す写真である。
FIG. 13 is a photograph showing the morphology of WRL cells cultured on an uncoated polystyrene dish.

【図14】 コラーゲン被覆したシャーレ上で培養した
WRL細胞の形態を示す写真である。
FIG. 14 is a photograph showing the morphology of WRL cells cultured on a collagen-coated dish.

【図15】 糖鎖高分子修飾シャーレによる3T3細胞
の増殖性制御の結果を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing the results of controlling the growth of 3T3 cells using a sugar chain polymer-modified petri dish.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材表面を少なくとも1種の糖鎖高分子
で修飾してなる細胞培養基材。
1. A cell culture substrate obtained by modifying the surface of a substrate with at least one sugar chain polymer.
【請求項2】 基材表面を2種以上の糖鎖高分子で修飾
してなることを特徴とする請求項1記載の細胞培養基
材。
2. The cell culture substrate according to claim 1, wherein the substrate surface is modified with two or more kinds of sugar chain polymers.
【請求項3】 前記基材が、シャーレ、フラスコ、プレ
ート、キュベット、フィルム、ファイバー及びビーズか
ら選択されることを特徴とする請求項1または2記載の
細胞培養基材。
3. The cell culture substrate according to claim 1 or 2, wherein the substrate is selected from a petri dish, a flask, a plate, a cuvette, a film, a fiber and beads.
【請求項4】 前記基材が、ポリスチレン及びその誘導
体を主原料とすることを特徴とする請求項1または2記
載の細胞培養基材。
4. The cell culture substrate according to claim 1, wherein the substrate is mainly composed of polystyrene and its derivative.
【請求項5】 前記糖鎖高分子が、 ポリ(N-p-ビニルベンジル-[O-β-D-ガラクトピラ
ノシル-(1→4)-D-グルコンアミド])、 ポリ(N-p-ビニルベンジル-[O-α-D-グルコピラノ
シル-(1→4)-D-グルコンアミド])、 ポリ(N-p-ビニルベンジル-[O-β-D-マンノピラノ
シル-(1→4)-D-マンナアミド])、 ポリ(N-p-ビニルベンジル-[O-α-D-ガラクトピラ
ノシル-(1→6)-D-グルコンアミド])、 ポリ(N-p-ビニルベンジル-[O-6-カルボキシメチ
ル-β-D-ガラクトピラノシル-(1→4)-O-D-6-カ
ルボキシメチル-グルコンアミド])、 ポリ(3-O-4’-ビニルベンジル-D-グルコース)、 ポリ(N-p-ビニルベンジル-[O-2-アセトアミド-2
-デオキシ-β-D-グルコピラノシル-(1→4)-O-D-
2-アセトアミド-2-デオキシ-β-D-グルコピラノシル
-(1→4)-O-D-2-アセトアミド-2-デオキシ-β-
D-グルコンアミド])及び/またはポリ(N-p-ビニ
ルベンジル-[O-2-アセトアミド-2-デオキシ-β-D-
グルコピラノシル-(1→4)-O-D-2-アセトアミド-
2-デオキシ-β-D-グルコンアミド])、 ポリ(N-p-ビニルベンジル-D-グルコンアミド)、及
び、 ポリ(N-p-ビニルベンジル-[O-β-D-グルコピラノ
シル-(1→3)-D-グルコンアミド])から選択され
ることを特徴とする請求項4記載の細胞培養基材。
5. The sugar chain polymer is poly (Np-vinylbenzyl- [O-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -D-gluconamide]), poly (N- p-vinylbenzyl- [O-α-D-glucopyranosyl- (1 → 4) -D-gluconamide]), poly (Np-vinylbenzyl- [O-β-D-mannopyranosyl- (1 → 4)) -D-mannanamide]), poly (Np-vinylbenzyl- [O-α-D-galactopyranosyl- (1 → 6) -D-gluconamide]], poly (Np-vinylbenzyl-) [O-6-carboxymethyl-β-D-galactopyranosyl- (1 → 4) -OD-6-carboxymethyl-gluconamide]), poly (3-O-4′-vinylbenzyl-D -Glucose), poly (Np-vinylbenzyl- [O-2-acetamide-2
-Deoxy-β-D-glucopyranosyl- (1 → 4) -OD-
2-acetamido-2-deoxy-β-D-glucopyranosyl
-(1 → 4) -OD-2-acetamido-2-deoxy-β-
D-Gluconamide]) and / or poly (Np-vinylbenzyl- [O-2-acetamido-2-deoxy-β-D-
Glucopyranosyl- (1 → 4) -OD-2-acetamido-
2-deoxy-β-D-gluconamide]), poly (Np-vinylbenzyl-D-gluconamide), and poly (Np-vinylbenzyl- [O-β-D-glucopyranosyl- (1 → 3) -D-Gluconamide]), the cell culture substrate according to claim 4.
【請求項6】 請求項1から5の細胞培養基材上で細胞
を培養し、細胞の形態変化、増殖性、並びに機能を制御
することを特徴とする細胞培養法。
6. A cell culture method, which comprises culturing cells on the cell culture substrate according to any one of claims 1 to 5 and controlling morphological changes, proliferative properties, and functions of the cells.
【請求項7】 2種以上の糖鎖高分子を用い、それら糖
鎖高分子の混合割合を変えることにより細胞の形態変
化、増殖性、並びに機能を制御することを特徴とする請
求項6記載の細胞培養法。
7. The morphological change, proliferative property, and function of cells are controlled by using two or more kinds of sugar chain polymers and changing the mixing ratio of these sugar chain polymers. Cell culture method.
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