JPH10504728A - 細胞培養装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 生化学、特に細胞培養の分野に関し、解離細胞またはオルガノティピック（器官標識的）な培養物を予め切断されたメンブレンのディスク上で培養するための新規な装置。メンブレンディスクは培養インサート中か、固体培地上あるいは特定のボックスのメンブレン上に載せられる。このボックスは密閉可能な２つの組立て部品からなる透明なプラスチックケースで構成され、その下側部分は透過性メンブレンによって２つに区画される。その下側区画は培地の貯蔵器の役目をし、上側区画は１つまたは複数の円形のメンブレンディスクすなわち「アイレット」を受ける細胞培養場所の役目をする。解離細胞またはオルガノティピックな培養物の無菌媒体中での培養への上記装置の使用。

Description

【発明の詳細な説明】 細胞培養装置発明の分野 本発明は生化学の分野、特に細胞培養物の分野に関するものである。発明の要約 本発明は解離細胞またはオルガノティピック（organotypic，器官標識的）な 培養物すなわち組織エクスプラント（explants，外植体）を予め切断されたメン ブレン上で培養するための新規な装置に関するものである。従来の技術 ストッピーニ（L，Stoppini）の方法（J．of Neuroscience Method 37（1991 ）173）はラットの脳海馬体から取った神経組織の薄片を空気と培地との境界面 で培養するもので、薄片を滅菌された透明な多孔性メンブレン（培養インサート ）上に乗せ、それをペトリ皿に入れてインキュベータ内に置く方法である。組織 学的および電気生理学的な研究から、この方法によってエクスプラントを生きた 状態に保つことができ、生体内（in vivo）で見られるものに近い組織が維持さ れることが分かっている。発明の詳細な説明 本発明は、中枢神経系から取った組織薄片のオルガノティピック培養でのメン ブレンディスクの利用に関するものである。 培養物を培養インサートのメンブレン上に直接載せる装置には使用上解決しな ければならないいくつかの欠点があることが分かっている。 すなわち、多くの用途では培養物の培養インサートの外側の組織を取り去るこ とができなければならないが、これまでは組織の回りのメンブレンをメスを用い て切取る必要があった。しかし、この操作中に組織が損傷することが多かった。 さらに、従来の培養インサートを用いた場合には、各インプラントを個々に研究 することができないため、予備培養した組織がロスすることが多かった。 本発明はこうした欠点を解決し、オルガノティピック培養物のハンドリングを 容易にするための新規な支持体を提供する。この支持体は予め切断され滅菌され たメンブレン片で構成され、プラスチックリングで取り囲むことができる。 本発明では細胞培養物は円形ディスク上に完全に局限され、自主的に成長でき 、各培養物は異なる時に取り出し、交換することができる。 本発明の対象は解離細胞またはオルガノティピックな培養物すなわち組織のエ クスプラントを予め切断されたメンブレン片上で培養するための新規な装置にあ る。 各メンブレン片は剛性または可撓性のあるプラスチック材料のリング（アイレ ット）で取り囲まれた円形または非円形にすることができる。典型的なリング（ アイレット）は直径が３〜25mm、厚さが0.1〜１mmのプラスチックリングで形成 され、このリング上に例えばミリセル（Millicell）またはファルコン（Falcon ）またはミリポア（Millipore）またはアノポアメンブレン（Whatman）の商品名 で市販の透過性培養メンブレンが溶着ま たは接着されている。従って、ハンドリングを容易にし、電子顕微鏡、光学顕微 鏡、電気生理学および生化学的研究および測定で必要な処理を容易にするために 、メンブレンを十分に伸ばすことができる。 これらの円形、非円形のメンブレンディスクを予め製造しておき、直ぐ使用で きる状態で個別に滅菌包装しておく。 本発明のメンブレンディスクは下記のものに取付けることができる： 1） 商業的に入手可能な標準的な「培養インサート」上 2） ペトリ皿に入れた（アガロースのような）半固体の培地上 3） あるいは、中間メンブレン上に配置される、以下で「ナースリー（nursery ）」とよぶ、複数のディスクを保持するように設計されたボックス中に配置され る。 半固体の培地の例として下記組成が挙げられる： ＭＥＭ50％、馬血清25％、ハンクス溶液25％、アガロース0.8-１％（ｐＨ調節は 重炭酸塩と５％のＣＯ2またはＨＥＰＥＳ（ＣＯ2不用）を用いて行う） 本発明アイレットを半固体の培地表面に載せれば、培地を代えずに数週間維持 することができる。また、本発明アイレットを着脱自在な有孔ホルダ上に載せれ ば、全てのアイレットを１度の操作で取り出すことができる。 本発明装置では、ナースリーの下側区画にメンブレンを有し、この透過性メン ブレン上に円形ディスクを水平に載せ、その上に１つまたは複数の細胞培養物を 載せ、メンブレンの毛細管現象を利用して細胞培養物に栄養を供給してその成長 を維持させることができる。 ディスク上に載せられた細胞培養物には、２枚のメンブレン の厚さすなわち「ナースリー」のメンブレンまたは従来の培養ウェルとアイレッ トのメンブレンとの厚さがあるが、栄養供給することができる。本発明メンブレ ンは透明で、孔径が0.02〜10μｍにすることができる。 下側区画に２つの滅菌隔壁を配置し栄養培地を潅流することができる。この下 側区画には灌流液を一方側から入れ、他方から取り出すすための密封自在な開口 が設けられている。 栄養培地の灌流は外部の蠕動ポンプまたは「ナースリー」ケースと一体な蟻動 ポンプを用いて行われる。同様に、栄養培地を収容する貯蔵器も独立（外部）さ せるか、「ナースリー」の一部にすることができる。 本発明の一つの対象は、密閉可能な２つの組立て部品で形成される透明なプラ スチックのボックスで構成される細胞培養装置であり、ボックスの下側部分は透 過性メンブレンによって２つに区画され、その下側区画は培地の貯蔵器の役目を し、その上側区画は１つまたは複数のディスクすなわち「アイレット」を受ける 細胞培養場所の役目をする。 一つ装置の出口が別の装置の入口と連通するように、各開口を互いに連通する ことによって本発明の複数の装置を直列に連結することもできる。この場合、同 一または異なる細胞培養物に同一または異なる培地を同時に潅流することができ る。 本発明装置のケースは密閉できるが、混合気体（例えば５％ＣＯ2空気）の導 入または排出用の開口を有している。そのために密封可能な弁またはベントを配 置することができる。不活性ガスはカバー中に置かれたメンブレンすなわちバッ ファー系を横切って拡散する。 本発明の重要な特徴の１つは細胞培養物を透過性メンブレン を備えた１つまたは複数のディスク（アイレット）上に載せ、しかも、これらの ディスク自体を透過性メンブレン上に載せる点にある。後者のメンブレンは下側 区画と上側区画とを分離する役目をする。 従って、栄養培地は分離用メンブレンに浸漬され、毛細管現象によってメンブ レンを横切って拡散し、最後に円形ディスクを含浸し、細胞培養物は生き続ける ことができる。 以上の通り、本発明では細胞培養が標準寸法に予め切断された透過性メンブレ ン片上で行われる。 図１は本発明の好ましい実施例の装置を示している。この装置は硬い材料で作 られた透明なケース（1）の形をしており、下側部分（2）と密封装置（4）（4' ）を備えた上側部分すなわち嵌合カバー（3）とで構成されている。ケース（1） の下側部分（2）の互いに対向する側壁の間には透過性メンブレン（5）が横断し て延びている。この透過性メンブレン（5）上には透過性メンブレン（8）とそれ を取り囲んだ剛体リング（7）とから成る円形ディスク（6）が１つまたは複数個 載っている。円形ディスク（6）の数は要求およびケース寸法に応じて変えるこ とができる。図１に示した装置では透過性メンブレン（5）上に３つの円形ディ スク（6）が載っており、ケースを含めて「ナースリー（Nursery）」を構成して いる。 ケースの下側部分（2）には培地を循環するための入口ノズル（9'）と出口ノ ズル（9''）とが設けられている。 上側部分（3）にはベント（9）を介して培養中に気体を導入することができる 。 図２Ａ、図２Ｂはプラスチックの保持用リング（7）によって 取り囲まれた円形ディスク（6）とそのメンブレン（8）との平面図および側面図 である。メンブレン（8）は多孔質膜またはウエブで形成することができる。 図３はアガロースを含む半固体状態の培地を充填したペトリ皿を表している。 図から分かるように、このペトリ皿のカバー（10）は概念的に示したロックシス テム（13）を有し、ペトリ皿の下側部分（11）にも概念的に示した密封部材（14 ）が設けられている。ペトリ皿の下側部分（11）には半固体状の培地が収容され ている。 図３にはメンブレンディスク（15）が示されており、組織はメンブレン（16） 上に載せられるか、アガロース（12）上に直接載せられる。図３には孔の開いた ホルダー（17）が示されている。この有孔ホルダー（17）はハンドル（18）と複 数のウェル（19）とを有し、複数のディスク（15）を収容する。 本発明装置は既存の装置に比べて下記の利点を有する： a） ハンドリングが容易になる。 b） 後処理のためにメンブレン上に成長した細胞培養物を切断しなくて済む。 c） 標準ウェルでは不可能であった個々の組織の取り出しが可能になる。 d） ウェルが汚染された場合、アイレットを汚染されていないウェルに交換でき る。 e） 上記条件下で培地を交換せずに数週間にわたって培養物を維持できるので時 間が節約できる（特に、半固体培地を用いた場合） f） 物理カード（フランス特許出願第95.04410号、1995年４月12日）に記載のよ うな電気生理学的測定装置内にアイレッ トを直接配置することができる。 g） 全てが同じ細胞表面に互いに異なる試験をすることができるので、細胞が節 約できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＨＵ，ＪＰ，Ｋ Ｒ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＵ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．プラスチックリングで取り囲まれていてもよいメンブレンのディスクからな る予め切断されたメンブレン片上で、解離細胞またはオルガノティピックな培養 物を培養する装置であって、プラスチックリングはタブを有し、メンブレンのパ ッチは培養インサート中、半固体培地上または特定のボックスのメンブレン上に 載せられる装置。 ２．特定のボックスすなわちナースリーが密閉可能な２つの組立て部品で形成さ れる透明なプラスチック材料のケースで構成され、このケースの下側部分は透過 性メンブレンによって２つに区画され、その下側区画は培地の貯蔵器の役目をし 、上側区画は１つまたは複数の円形のメンブレンディスクすなわち「アイレット 」を受ける細胞培養場所の役目をする、請求項１に記載の装置。 ３．培地がペトリ皿内に置かれた半固体培地である請求項１または２に記載の装 置。 ４．透過性メンブレンが培地によって細胞培養物を毛細管現象によって注流する ことができる請求項１に記載の装置。 ５．メンブレンディスクが有孔ホルダー上に置かれて、細胞培養物には毛細管現 象によって培地が注流され、複数のアイレットを１度の操作で取り出すことがで きる請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。 ６．ディスクが培地によって注流される請求項１または２に記載の装置。 ７．メンブレンが透明で、孔径が0.02〜10μｍである請求項１〜６のいずれか一 項に記載の装置。 ８．円形ディスクが硬質または柔軟なプラスチック材料のリングに固定された透 明なメンブレン片からなる請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。 ９．円形ディスクが厚さ0.1〜２mmで、外径が３〜25mmのプラスチック材料のリ ングで作られている請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。 10．透過性メンブレンが溶着または接着によってプラスチック材料のリングに固 定されている請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。 11．透過性メンブレンが円形以外に予め切断されているた請求項４に記載の装置 。 12．ボックスの下側区画が培地を循環するための入口と出口とを有する請求項１ 〜11のいずれか一項に記載の装置。 13．ボックスの上側区画が気体流を導入・排出可能な弁を有する請求項１〜12の いずれか一項に記載の装置。 14．解離細胞またはオルガノティピックな培養物を無菌媒体中で培養するための 請求項１〜13に記載の装置の使用。