JPS6170972A - 細胞培養法及び装置 - Google Patents
細胞培養法及び装置Info
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- JPS6170972A JPS6170972A JP60134451A JP13445185A JPS6170972A JP S6170972 A JPS6170972 A JP S6170972A JP 60134451 A JP60134451 A JP 60134451A JP 13445185 A JP13445185 A JP 13445185A JP S6170972 A JPS6170972 A JP S6170972A
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- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
- C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
- G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
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- G01N2800/52—Predicting or monitoring the response to treatment, e.g. for selection of therapy based on assay results in personalised medicine; Prognosis
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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】
発明の背景
産業上の利用分野
本発明の技術分野は細胞培養することであり、特に被生
検(b1opsi@d ) 細胞について細胞毒性の
検定を行う方法及び装置である。
検(b1opsi@d ) 細胞について細胞毒性の
検定を行う方法及び装置である。
従来の技術
同一の組織病理学(histopmtheloglca
l )タイプのがん或はその他の異常細胞が、個々の患
者の間で特有の薬剤治療に対し広範囲の応答性を示すこ
とは知られている。微生物感染を管理するのに用いられ
る培養及び感度検定に類似した予測技術は、個々の場合
について有効な化学療法を選ぶ際に大きな助けとなる。
l )タイプのがん或はその他の異常細胞が、個々の患
者の間で特有の薬剤治療に対し広範囲の応答性を示すこ
とは知られている。微生物感染を管理するのに用いられ
る培養及び感度検定に類似した予測技術は、個々の場合
について有効な化学療法を選ぶ際に大きな助けとなる。
個々に取り扱われる抗がん薬剤養生法がなければ、一般
医は過去の経験又は類似の細胞病に関する報告によるか
或は試行錯課の方法によらざるを得ない。入手し得る抗
がん剤の数が増大しかつ投与量又は薬剤を変えるのに利
用できる時間がしばしば制限されることから、最適な養
生法を選ぶ仕−事は、予測検定の助けが無ければ極めて
困難になるO 数多くの予測系が提案された。例えば、エユーイングラ
ンドジャーナルオプメディスン(N@yEngland
Journal of Mediain+e ) S
298巻11321−1327頁(1978年)、サー
モン(Salmon ) 等の「ヒト幹細胞の抗がん
薬剤に対する異る感度の定量」を参照のこと。代表的に
は、従来技術は生検標本からの単一細胞懸濁液を特有の
抗がん薬剤に暫時露呈させた後に軟質寒天中でクローニ
ングすることを含む。寒天培養技術に関するそれ以上の
詳細については、キャンサーリサーチ(Cancer
Res@arch ) p 9巻、505.1−505
6頁(1979年)、ビック(Buiclc )等の「
ヒトの胆嚢の移行性細胞がんにおける細胞の寒天−メチ
ル七ル党−−クローン原生(C1,onog@nie
)検定の発達」及びキャンサー、50巻、695−70
1頁(1982年)、ホンホフ(Van Hoff )
等の「軟質寒天培養におけるヒトの悪性−門直接りワー
ニング」をも参照のこと。
医は過去の経験又は類似の細胞病に関する報告によるか
或は試行錯課の方法によらざるを得ない。入手し得る抗
がん剤の数が増大しかつ投与量又は薬剤を変えるのに利
用できる時間がしばしば制限されることから、最適な養
生法を選ぶ仕−事は、予測検定の助けが無ければ極めて
困難になるO 数多くの予測系が提案された。例えば、エユーイングラ
ンドジャーナルオプメディスン(N@yEngland
Journal of Mediain+e ) S
298巻11321−1327頁(1978年)、サー
モン(Salmon ) 等の「ヒト幹細胞の抗がん
薬剤に対する異る感度の定量」を参照のこと。代表的に
は、従来技術は生検標本からの単一細胞懸濁液を特有の
抗がん薬剤に暫時露呈させた後に軟質寒天中でクローニ
ングすることを含む。寒天培養技術に関するそれ以上の
詳細については、キャンサーリサーチ(Cancer
Res@arch ) p 9巻、505.1−505
6頁(1979年)、ビック(Buiclc )等の「
ヒトの胆嚢の移行性細胞がんにおける細胞の寒天−メチ
ル七ル党−−クローン原生(C1,onog@nie
)検定の発達」及びキャンサー、50巻、695−70
1頁(1982年)、ホンホフ(Van Hoff )
等の「軟質寒天培養におけるヒトの悪性−門直接りワー
ニング」をも参照のこと。
種々の困難が細胞毒性剤の異常細胞に対する効能を予測
する寒天培養研究の有用性を制約する。
する寒天培養研究の有用性を制約する。
被生検がん細胞の内、軟質寒天中で成長するのは小部分
だけである。例えば、骨髄腫標本からの細の平板培養効
率は異常ではない。これより、種々の薬剤を異る投与量
において比べる結果が満足すべき意味を有するためには
、数多くの細胞を必要 、とする。実際上、検定す
る程に大きな腫蕩を有するのは患者の内の60%だけで
ある。また、寒天中で形成されるコロニーが最も悪性の
腫瘍細胞から誘導されないことも確かである。その°上
、寒天技法は、細胞を生理的溶液中に懸濁させる間に平
板培養する前の薬剤露呈を比較的・に短時間(すなわち
1時間)に典型的に制限す゛る。よって露呈技術もその
後の寒天中での成長も正確にiま生体内の状態に似てい
ない。加えて、評価に要する時間は、治療調書を確立す
る必要がしばしば緊急であるのに比べて長い(すな”わ
ち14〜30日)。最後に、細胞フロニーを数えて薬剤
感度を測定することは、主観的になり、満足すべき程に
正確でなくかつ時間を消費することになり一得る。
だけである。例えば、骨髄腫標本からの細の平板培養効
率は異常ではない。これより、種々の薬剤を異る投与量
において比べる結果が満足すべき意味を有するためには
、数多くの細胞を必要 、とする。実際上、検定す
る程に大きな腫蕩を有するのは患者の内の60%だけで
ある。また、寒天中で形成されるコロニーが最も悪性の
腫瘍細胞から誘導されないことも確かである。その°上
、寒天技法は、細胞を生理的溶液中に懸濁させる間に平
板培養する前の薬剤露呈を比較的・に短時間(すなわち
1時間)に典型的に制限す゛る。よって露呈技術もその
後の寒天中での成長も正確にiま生体内の状態に似てい
ない。加えて、評価に要する時間は、治療調書を確立す
る必要がしばしば緊急であるのに比べて長い(すな”わ
ち14〜30日)。最後に、細胞フロニーを数えて薬剤
感度を測定することは、主観的になり、満足すべき程に
正確でなくかつ時間を消費することになり一得る。
化学治療の研究用に提案された別の予測系は、合成毛管
のマ) IJラックス作った人工器官で成長させた細胞
培養を使用することを包含する。インビトロ(In V
itro、)、16巻、246頁(1980年)、フォ
ートレス(Qsartles ) 等の「血液透析−
マトリックス潅流培M系:化学治療用活性腫瘍細胞を研
究する新しい技術」は、1つの抗がん剤の人工毛管系で
成長させたm癌細胞に対する効果について報告している
。薬剤に露呈させた後に培養細胞を毛管マトリックスか
ら取り出し、全細胞及び生存細胞、並びに軟質寒天にお
けるコロニー形成能及び成長について検定した。毛管培
養の。
のマ) IJラックス作った人工器官で成長させた細胞
培養を使用することを包含する。インビトロ(In V
itro、)、16巻、246頁(1980年)、フォ
ートレス(Qsartles ) 等の「血液透析−
マトリックス潅流培M系:化学治療用活性腫瘍細胞を研
究する新しい技術」は、1つの抗がん剤の人工毛管系で
成長させたm癌細胞に対する効果について報告している
。薬剤に露呈させた後に培養細胞を毛管マトリックスか
ら取り出し、全細胞及び生存細胞、並びに軟質寒天にお
けるコロニー形成能及び成長について検定した。毛管培
養の。
レビューについては、全般的にはメソツヅインセルバイ
オロジー(Methods in Ca1l Biol
ogy )、XIV巻、95i03頁(1976年)、
シュラツタ−(9ehratt@r )等の「′合成毛
管に関する細胞培養」を参照のこと。
オロジー(Methods in Ca1l Biol
ogy )、XIV巻、95i03頁(1976年)、
シュラツタ−(9ehratt@r )等の「′合成毛
管に関する細胞培養」を参照のこと。
上記のフォードレスが報告した化学治療活性を研究する
毛管技術は、寒天研究の有用性を制限する同じ問題の多
くをこうむりやすい◇フォートレス及び彼の共働者達は
、全細胞及び生存細胞を数えるために毛管系から細胞を
取り出さねばならなかった。実際上、細胞を毛管マトリ
ックスから損傷させないで取り出すことは困難な仕事で
ある。
毛管技術は、寒天研究の有用性を制限する同じ問題の多
くをこうむりやすい◇フォートレス及び彼の共働者達は
、全細胞及び生存細胞を数えるために毛管系から細胞を
取り出さねばならなかった。実際上、細胞を毛管マトリ
ックスから損傷させないで取り出すことは困難な仕事で
ある。
典型的には、酵素処理によって細胞を毛管マトリックス
から取り出すが、この処理は生細胞よりも死細胞に有効
であり1定量的結果を得るのは困難であ゛る。その上、
酵素処理した後に培養が失われて再び使用することがで
きない。
から取り出すが、この処理は生細胞よりも死細胞に有効
であり1定量的結果を得るのは困難であ゛る。その上、
酵素処理した後に培養が失われて再び使用することがで
きない。
加えて、毛管系は、また、多量め腫瘍細胞を必要とする
ことにも苦労する。代表的には、毛管を用いる検定は、
容器当り500万□程度の細胞を必要とした。同時に一
組の細胞毒性の検定を実施するには、牛ダース又はそれ
以上の毛管容器(すな° わち、!、 OOO万の細
胞)を使用しなければならない。これらの目的のために
生検資料から門接十分な腫瘍細胞を得ることは不可能で
あり、ゆえに広い範囲の毒性研究を試みることを望む分
析家は、初めに検定資料を成長させて−N尖きなコロニ
ーにしなければならない。かかるコロニーを成痰させる
ことは実行できないかもしれず、或は何カ月もかかり−
i′、検定の予測的使用をひどく妨げる。
ことにも苦労する。代表的には、毛管を用いる検定は、
容器当り500万□程度の細胞を必要とした。同時に一
組の細胞毒性の検定を実施するには、牛ダース又はそれ
以上の毛管容器(すな° わち、!、 OOO万の細
胞)を使用しなければならない。これらの目的のために
生検資料から門接十分な腫瘍細胞を得ることは不可能で
あり、ゆえに広い範囲の毒性研究を試みることを望む分
析家は、初めに検定資料を成長させて−N尖きなコロニ
ーにしなければならない。かかるコロニーを成痰させる
ことは実行できないかもしれず、或は何カ月もかかり−
i′、検定の予測的使用をひどく妨げる。
発明゛が解決しようとする問題点
従って、細l!!毒性検定を行う二層良好な装置及び方
法の必要性が存在する。一層小型の資料、例えば、10
0,000又はそれ以下の程度の細胞で作動し、かつ正
確に細胞毒性を予測する検定装脱を見出し、かつがん治
療の分野で長く感じられてきた必要を満足させるものと
考える。
法の必要性が存在する。一層小型の資料、例えば、10
0,000又はそれ以下の程度の細胞で作動し、かつ正
確に細胞毒性を予測する検定装脱を見出し、かつがん治
療の分野で長く感じられてきた必要を満足させるものと
考える。
その上、千−培養系は容易に接種されるべきであり、か
つ細胞成長並びに薬剤露呈はヒトの環境によく似るべき
である。また薬剤感度は比較的短時間で簡単がつ正確な
方法により1かつ好ましくは、臨床医が特有の薬剤の効
能についての続みを培養をそこなうことなく得ることが
でき、イれによって多工程調書(すなわち、薬剤又は投
与量を変える)の効果を引き続いて測定することかもき
る方法で量化し得るべきことが重要である。 ゛米国
特許出願第46へ669号において、本出願は広範囲め
臨床に適用できる簡単で感度のよい細胞毒性検定を開示
した。同出願で特許諸求した方法では、培養容器中の生
細胞の数はフルオレ七インの残率又は細胞膜による類似
の標識を測定して評価する01つの好適な実施態様では
、培養細胞はフルオ四クロマシア(fluorochr
omaslm )を通るフルオレ七インを蓄積させる。
つ細胞成長並びに薬剤露呈はヒトの環境によく似るべき
である。また薬剤感度は比較的短時間で簡単がつ正確な
方法により1かつ好ましくは、臨床医が特有の薬剤の効
能についての続みを培養をそこなうことなく得ることが
でき、イれによって多工程調書(すなわち、薬剤又は投
与量を変える)の効果を引き続いて測定することかもき
る方法で量化し得るべきことが重要である。 ゛米国
特許出願第46へ669号において、本出願は広範囲め
臨床に適用できる簡単で感度のよい細胞毒性検定を開示
した。同出願で特許諸求した方法では、培養容器中の生
細胞の数はフルオレ七インの残率又は細胞膜による類似
の標識を測定して評価する01つの好適な実施態様では
、培養細胞はフルオ四クロマシア(fluorochr
omaslm )を通るフルオレ七インを蓄積させる。
これは発けいHp (ヂ1n、1m’、1e**lp
) jt ’rl −R害# L−1寸 7 ル
す゛じ セインと脂肪族酸とのエステル等の非極性の発
けい光基質を細胞培養中に導入する際に起き°る。発け
い光基質は細胞膜の内部に入り込み、そこで酵素加水分
解され、フルオレセインを遊離して細胞に青色光下で明
るいけい光を放たせる。負の荷電分子である7/S/オ
レ七インは容易に正常M胞の細胞質膜を横切って拡散し
ないので、プ賞七スはフルオレセインの細胞内蓄積を引
き起こす。しかし、死細胞を発けい光基質で処理する場
合には、フルオレセインの細胞内蓄積は観測されない。
) jt ’rl −R害# L−1寸 7 ル
す゛じ セインと脂肪族酸とのエステル等の非極性の発
けい光基質を細胞培養中に導入する際に起き°る。発け
い光基質は細胞膜の内部に入り込み、そこで酵素加水分
解され、フルオレセインを遊離して細胞に青色光下で明
るいけい光を放たせる。負の荷電分子である7/S/オ
レ七インは容易に正常M胞の細胞質膜を横切って拡散し
ないので、プ賞七スはフルオレセインの細胞内蓄積を引
き起こす。しかし、死細胞を発けい光基質で処理する場
合には、フルオレセインの細胞内蓄積は観測されない。
従って、容器内の細胞をけい光基質の導入に先立って薬
剤で殺したならば、基質の加水分解は細胞内のフルオレ
セイン蓄積を生じない。
剤で殺したならば、基質の加水分解は細胞内のフルオレ
セイン蓄積を生じない。
本出願は、米国特許出願第46へ669号の方法を用い
る培養装置についての好適な設計並びにそれを使用する
改良された調書(protocol ) を開示する
。発明は、−面において少くとも1つの細胞成長面を包
含する容器から成り、かつ、好ましくけ容器に被生検組
織の未解離断片を接種することができ、これより腫3s
(多くの腫瘍は細胞の不均一性を示すことがわかった)
の基本細胞組成を保つように構成される。酸素及び栄養
素の潅流(拡散及び/又は浸透)が細胞廃棄物の除去並
びに容器の三次元構造と組みあわされて、寒天中で成長
することができない腫瘍細胞でさえも装口内で生存し続
けることができるものとするようである。その上、フル
オレセイン検出技法の感度が容器を少い数の細胞で使用
できるものとし、これより結腸又は肺がん生検等の限定
された大きさの生検標本さえから同時の研究を可能にす
る。
る培養装置についての好適な設計並びにそれを使用する
改良された調書(protocol ) を開示する
。発明は、−面において少くとも1つの細胞成長面を包
含する容器から成り、かつ、好ましくけ容器に被生検組
織の未解離断片を接種することができ、これより腫3s
(多くの腫瘍は細胞の不均一性を示すことがわかった)
の基本細胞組成を保つように構成される。酸素及び栄養
素の潅流(拡散及び/又は浸透)が細胞廃棄物の除去並
びに容器の三次元構造と組みあわされて、寒天中で成長
することができない腫瘍細胞でさえも装口内で生存し続
けることができるものとするようである。その上、フル
オレセイン検出技法の感度が容器を少い数の細胞で使用
できるものとし、これより結腸又は肺がん生検等の限定
された大きさの生検標本さえから同時の研究を可能にす
る。
好適な一実施態様において、容器は上部及び下部の本体
要素を一緒にクランプして細胞接種及び栄養素循環用の
キャビティを定めるシェルを形成することによって形成
する。am自体は上方及び下方層が境界をなす円筒形室
によってキャビティ内に固定する。該層は、好ましくは
、繊維状編成セルリース又は高分子メツシュ等の多孔質
材料である。細胞室と、膜と、シェルとをO−リングガ
スフットにより合わせてシールすることができる。
要素を一緒にクランプして細胞接種及び栄養素循環用の
キャビティを定めるシェルを形成することによって形成
する。am自体は上方及び下方層が境界をなす円筒形室
によってキャビティ内に固定する。該層は、好ましくは
、繊維状編成セルリース又は高分子メツシュ等の多孔質
材料である。細胞室と、膜と、シェルとをO−リングガ
スフットにより合わせてシールすることができる。
細胞接種及び流体通率用の口を容器内に配置する。
発明は、別の面において、被牢検細胞を培養し・酸素化
栄養素を供給し、発けい光基質を導入し、抗がん剤を導
入し、2かつ放出されるけい光を測定する装置及び方法
を包含する細胞毒性の研究を行う系及び調書を包含する
。細胞毒性は、抗がん剤←露呈させる前及び後に容器の
流出物中のけい光を測定することにより、かつまた容器
中の・細胞の直接光度比較を行うことによっても求める
ことができる。
栄養素を供給し、発けい光基質を導入し、抗がん剤を導
入し、2かつ放出されるけい光を測定する装置及び方法
を包含する細胞毒性の研究を行う系及び調書を包含する
。細胞毒性は、抗がん剤←露呈させる前及び後に容器の
流出物中のけい光を測定することにより、かつまた容器
中の・細胞の直接光度比較を行うことによっても求める
ことができる。
好適な一方法では、生検試料を機械的に裂いて一層小さ
な断片とし、かつ媒質中に懸濁させて悪性細B8から正
常細胞のほとんどを分離する。腫瘍細胞は密度勾配遠心
分離すること←よって更に精製することができる。
な断片とし、かつ媒質中に懸濁させて悪性細B8から正
常細胞のほとんどを分離する。腫瘍細胞は密度勾配遠心
分離すること←よって更に精製することができる。
次いで、腫瘍の集合体を容器中に接種し、かつ容器内で
栄養培地により培養した後に、発けい光基質を導入し、
生成するけい光を蓄積させる。−+1’Z tam 轡
s> tA’i L−3!1 4b r−JL ヒt
rs je let を陰さ−hs 1)jF通常
の栄養素潅流が続いている。次いで、試験されるべき治
療剤を(直接に或は潅流により)細胞室に導入し、かつ
流出物の放出するけい光量の変化をしばらく9間(すな
わち、約15分〜2時間)舞視することができる。遅延
(すなわち、放射)効果を示す薬剤の場合、細胞培養又
はその流出物の速度論及びけい光の一層詳細な記録を、
発けい光基質による一連の潅流の各々の後で得ることが
できる。種々の発けい光基質及び温度変化を採用して一
層速い又は遅い結果を得ることができる。
栄養培地により培養した後に、発けい光基質を導入し、
生成するけい光を蓄積させる。−+1’Z tam 轡
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の栄養素潅流が続いている。次いで、試験されるべき治
療剤を(直接に或は潅流により)細胞室に導入し、かつ
流出物の放出するけい光量の変化をしばらく9間(すな
わち、約15分〜2時間)舞視することができる。遅延
(すなわち、放射)効果を示す薬剤の場合、細胞培養又
はその流出物の速度論及びけい光の一層詳細な記録を、
発けい光基質による一連の潅流の各々の後で得ることが
できる。種々の発けい光基質及び温度変化を採用して一
層速い又は遅い結果を得ることができる。
代りに、容器に透明な視界口を設け、けい光の変化を光
度分析によって直接測定することができる。1つの実例
を挙げる実施態様では、細胞室を単色光で照らし、次い
で整合(matching ) 光フィルターを通し
て写真を取って生細胞のけい光のみを捕える。写真のネ
ガの光学濃度が細胞内のフルオレセインの簡単で正確な
R度を与え、よって、薬剤の細胞毒性効果についてのパ
ラメーターが試験される。
度分析によって直接測定することができる。1つの実例
を挙げる実施態様では、細胞室を単色光で照らし、次い
で整合(matching ) 光フィルターを通し
て写真を取って生細胞のけい光のみを捕える。写真のネ
ガの光学濃度が細胞内のフルオレセインの簡単で正確な
R度を与え、よって、薬剤の細胞毒性効果についてのパ
ラメーターが試験される。
本明細書に開示する方法は、臨床医が薬剤の長期の露呈
、種々の組合せ及びプラグラムによるスケジュールの効
果について試験することを可能にする。加えて、薬剤が
否定の細胞毒性結果を与える場合には、次の薬剤試験の
ために容器及び培養を再循環させることができる。
、種々の組合せ及びプラグラムによるスケジュールの効
果について試験することを可能にする。加えて、薬剤が
否定の細胞毒性結果を与える場合には、次の薬剤試験の
ために容器及び培養を再循環させることができる。
発明に従って個々の細胞培養に対する効能について試験
をすることができる種々の治療又は化学薬剤は次を含む
ニアドリアマイシン、マイトマイシン、アクチノマイシ
ン、ネオマイシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、
クロラムプシル、シスープラチナム、6−メルカプトプ
リン、メトトレキセイト、シフ田ホスファミド翫メルフ
アレン1カルムスチン、メチルエステルDOP人、BC
NU。
をすることができる種々の治療又は化学薬剤は次を含む
ニアドリアマイシン、マイトマイシン、アクチノマイシ
ン、ネオマイシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、
クロラムプシル、シスープラチナム、6−メルカプトプ
リン、メトトレキセイト、シフ田ホスファミド翫メルフ
アレン1カルムスチン、メチルエステルDOP人、BC
NU。
DTrCs 5−yh:tufyラシ1%p、m −A
MSA% Yイトキサントaン、メチ/S/GAG%ア
シビシン、チミジン、ホルモン、抗体、プ党スタグラン
ジン、リン7オカイン並びにX@或は入手し得るように
なるその他の薬剤。
MSA% Yイトキサントaン、メチ/S/GAG%ア
シビシン、チミジン、ホルモン、抗体、プ党スタグラン
ジン、リン7オカイン並びにX@或は入手し得るように
なるその他の薬剤。
次に、発明をいくつかの好適な実施態様に関連して説明
する。しかし、特許請求の範囲及び精神から逸脱するこ
となく種々の変更及び変更態様を行い得ることは明らか
であると思う。例えば、ギプコ(Gibes )社、そ
の他等の会社から市販される多種類の成長培地を栄養素
として用いることができる。これらの培地はダルベッコ
ズモディ7アイドイーグルメデエーム(Dulb@cc
o’s ModifiedEal(1@M@dium)
(DMIM ) 、a x f) W #パークメデ
ューム(1Losvell Park M@dium
) (RPMI )、ミニマルイーグルメデエーム(M
inimml Kmgl・M・dium )(MEM)
等の名称で販売されており、典型的にはアミノ酸、塩、
ビタミン、血清、その他の栄養素から成る。代りに、臨
床用途においては、更に試験を受ける薬剤への生体内m
呈に似るために被生検患者からの血清を成長培地の全部
又は一部に用いることが好ましい。その他の付加物は、
同種(atltolegoms ) 又は異種(h@
terolog…)器官、軟質寒天、血漿凝塊からのX
ls照射した供給細胞を包含することができる。
する。しかし、特許請求の範囲及び精神から逸脱するこ
となく種々の変更及び変更態様を行い得ることは明らか
であると思う。例えば、ギプコ(Gibes )社、そ
の他等の会社から市販される多種類の成長培地を栄養素
として用いることができる。これらの培地はダルベッコ
ズモディ7アイドイーグルメデエーム(Dulb@cc
o’s ModifiedEal(1@M@dium)
(DMIM ) 、a x f) W #パークメデ
ューム(1Losvell Park M@dium
) (RPMI )、ミニマルイーグルメデエーム(M
inimml Kmgl・M・dium )(MEM)
等の名称で販売されており、典型的にはアミノ酸、塩、
ビタミン、血清、その他の栄養素から成る。代りに、臨
床用途においては、更に試験を受ける薬剤への生体内m
呈に似るために被生検患者からの血清を成長培地の全部
又は一部に用いることが好ましい。その他の付加物は、
同種(atltolegoms ) 又は異種(h@
terolog…)器官、軟質寒天、血漿凝塊からのX
ls照射した供給細胞を包含することができる。
その上、本発明の主要な目的は、がん細胞の化学治療剤
に対する応答性を予測する方法及び装置を提供すること
であるが、その他の用□途もまた有益であることがわか
るであろう。例え□ば、その他のm胞異常に対して薬剤
を試験することができ、かつ方法及び装置を、また、薬
剤の非がん細胞に対する作用を化学治療の特有の過程が
患者の内″に!1き起こす副作用の尺度として評価す□
′るのに使用することもできる。
に対する応答性を予測する方法及び装置を提供すること
であるが、その他の用□途もまた有益であることがわか
るであろう。例え□ば、その他のm胞異常に対して薬剤
を試験することができ、かつ方法及び装置を、また、薬
剤の非がん細胞に対する作用を化学治療の特有の過程が
患者の内″に!1き起こす副作用の尺度として評価す□
′るのに使用することもできる。
第1図に本発明による培養容器1oを示す。該容器10
は上部シェル要素12と下部シェル要素14とを有し、
これらは合わされてナツト16とボルト18とで一緒に
して締めつけられる。シェル要素12.14のキャビテ
ィ内に細胞室2oを中空の円筒形要素18と、それぞれ
上部及び下部膜22.24とによって形成する。膜22
.24及び中空円筒形要素18の縁を、それぞれ上部及
び下部エラストマー〇−リングガスケット′26.28
によってシェルにシールする。
は上部シェル要素12と下部シェル要素14とを有し、
これらは合わされてナツト16とボルト18とで一緒に
して締めつけられる。シェル要素12.14のキャビテ
ィ内に細胞室2oを中空の円筒形要素18と、それぞれ
上部及び下部膜22.24とによって形成する。膜22
.24及び中空円筒形要素18の縁を、それぞれ上部及
び下部エラストマー〇−リングガスケット′26.28
によってシェルにシールする。
第1図に及び第2図の断面図により詳細に示すように、
下部シェル要素14における入口3o及・び出口32は
栄養素運搬流体のキャビティへの及びからの通過を可能
にする。上部シェル要素における出口34はキャビティ
からの空気抜きを可能にし、かつまた栄養培地の代りの
出口としても働く。中空円筒形要素18における口36
及び58をそれぞれチューブ40及び42に接続させる
。
下部シェル要素14における入口3o及・び出口32は
栄養素運搬流体のキャビティへの及びからの通過を可能
にする。上部シェル要素における出口34はキャビティ
からの空気抜きを可能にし、かつまた栄養培地の代りの
出口としても働く。中空円筒形要素18における口36
及び58をそれぞれチューブ40及び42に接続させる
。
該チューブは、容器10を一緒にして締め付ける際に下
部シェル要素14のスロット44を通り抜ける。口36
.38は細゛胞室20に直接−立入る点として働き、か
つ典型的には用いられていない場合には隔壁プラグ(図
示せず)によっておおわれる。キャビティ48の上部面
46は、好ましくは、凹面形成は円錐形でガス抜きを助
ける。
部シェル要素14のスロット44を通り抜ける。口36
.38は細゛胞室20に直接−立入る点として働き、か
つ典型的には用いられていない場合には隔壁プラグ(図
示せず)によっておおわれる。キャビティ48の上部面
46は、好ましくは、凹面形成は円錐形でガス抜きを助
ける。
容器10の平断面図を第3図に示す。第5図は細胞室2
0の頂部を定める上部膜22を示す。好適な一実施態様
では多孔質膜22はティーバッグが作られる材・料等の
マット、状(matt@d )又は織繊維状セルロース
にすることができる。代りに、ろ紙又ハ合成メツシュ、
例えばナイ四ン、セルa −スアセテート又はシリコン
ポリカーボネート織物を使用してもよい。非解離の生検
断片を接種に使しかし、単一細胞の懸濁液を用いる場合
、より小さい孔径、例えば5ミク冑ン又はそれ以下の程
度が好ましい。合成メツシュを容510の膜22.24
として用いる場合には、組立てる前に膜に寒天、コラー
ゲン、フィブロネクチン又はゼラチン等の物質を塗被し
、及び/又は膜を夜通し血清中に浸漬して接種される生
検細胞との一層良好な相容性を確保することが有利であ
る。栄養素海流は □ぜん動ポンプ又は重力流れによ
って行う。
0の頂部を定める上部膜22を示す。好適な一実施態様
では多孔質膜22はティーバッグが作られる材・料等の
マット、状(matt@d )又は織繊維状セルロース
にすることができる。代りに、ろ紙又ハ合成メツシュ、
例えばナイ四ン、セルa −スアセテート又はシリコン
ポリカーボネート織物を使用してもよい。非解離の生検
断片を接種に使しかし、単一細胞の懸濁液を用いる場合
、より小さい孔径、例えば5ミク冑ン又はそれ以下の程
度が好ましい。合成メツシュを容510の膜22.24
として用いる場合には、組立てる前に膜に寒天、コラー
ゲン、フィブロネクチン又はゼラチン等の物質を塗被し
、及び/又は膜を夜通し血清中に浸漬して接種される生
検細胞との一層良好な相容性を確保することが有利であ
る。栄養素海流は □ぜん動ポンプ又は重力流れによ
って行う。
第4及び5図は本発明に従う別の培養容器50を−示す
もので、上部シェル要素12に透明な視界窓52を有す
る。第5図の断面図に示すように、容器50は第1〜3
図の容器10に類似した構造を有し、キャビティを定め
る上部及び下部シェル要素12.14を含み、キャビテ
ィ内に中空シリンダー18と、膜22.24と、ガスケ
ット26.28とで形成される細胞室20が収まってい
る。
もので、上部シェル要素12に透明な視界窓52を有す
る。第5図の断面図に示すように、容器50は第1〜3
図の容器10に類似した構造を有し、キャビティを定め
る上部及び下部シェル要素12.14を含み、キャビテ
ィ内に中空シリンダー18と、膜22.24と、ガスケ
ット26.28とで形成される細胞室20が収まってい
る。
入口30、出口32.34、口36.38は、構造が本
質的に第1−2図中の同一番号の要素と同じであり、か
つ同じ機能を果す。
質的に第1−2図中の同一番号の要素と同じであり、か
つ同じ機能を果す。
第6図に第4−5図の容器を用いる系60を示す。該第
60は容器50の窓52を通して照らす。
60は容器50の窓52を通して照らす。
好ましくは青色単色光の光源62を有する。容器50か
らの光はフィルター64を通過する。該7 ゛イルタ
ー64は、好ましくは整合青色フィルターで、かつ青色
波長を吸収して緑色がかったけい光だけを通過させる。
らの光はフィルター64を通過する。該7 ゛イルタ
ー64は、好ましくは整合青色フィルターで、かつ青色
波長を吸収して緑色がかったけい光だけを通過させる。
けい光は低倍率(l ow−povrr )顕微鏡に装
着したカメラ66によってとらえられかつ光濃度計68
によりて処刑されて検定手順の各工程において細胞生存
能力測定を与える。カメラ66は静止写、真をとり、そ
れの・ネガを光濃度計68によって分析することができ
、或は、代り6に、カメラ66と計量器68とを完全自
動化作動の高速ビデオ走査及び電子処理加工装置として
形成することもできる。第7a及び7b図は第6図の系
を採用した検定の結果を示す。加えて、写真の計算機走
査は細、胞の増殖又は死を客観的に評価すべきパラメー
タを与える。
着したカメラ66によってとらえられかつ光濃度計68
によりて処刑されて検定手順の各工程において細胞生存
能力測定を与える。カメラ66は静止写、真をとり、そ
れの・ネガを光濃度計68によって分析することができ
、或は、代り6に、カメラ66と計量器68とを完全自
動化作動の高速ビデオ走査及び電子処理加工装置として
形成することもできる。第7a及び7b図は第6図の系
を採用した検定の結果を示す。加えて、写真の計算機走
査は細、胞の増殖又は死を客観的に評価すべきパラメー
タを与える。
本発明に従って細胞毒性検定を行う典型的な調書ば、生
検資料を16ゲージステンレススチールメツシユに通し
てこして容器に接種するのに適当な断片を得ることから
始まる。酵素抽出及び単一細胞懸濁液を用いる必要はな
い。こす過程を必要な通りに繰り返すことができ、およ
そα2m−程度の、資料断片を得る。
検資料を16ゲージステンレススチールメツシユに通し
てこして容器に接種するのに適当な断片を得ることから
始まる。酵素抽出及び単一細胞懸濁液を用いる必要はな
い。こす過程を必要な通りに繰り返すことができ、およ
そα2m−程度の、資料断片を得る。
次いで、断−片をRPMI−1640培地等の培地中0
℃で約5、分間デカントする。培地において、非凝集の
正常細胞(すなわち、赤血球、リンパ球、マク07アー
ジ)・が出没み懸濁液を形成し、悪性細胞の集合を沈殿
物層に集めることができる。デカンテーションの手順を
更に2度繰り返す。典型的には、沈殿物は約80〜90
%の腫瘍細胞を含む。所望の場合には、沈降細胞断片は
、更に、細胞懸濁液をアルブミンの溶液又は同様の比重
の炭水化物溶液−の上に層にし、かつ例えば約20〜3
00XGで約5分間遠心分離することによって精製する
ことができる。これらの条件下で、精製し7を腫瘍細胞
集合体が界面に分離し、かつ溶液と離すことができる。
℃で約5、分間デカントする。培地において、非凝集の
正常細胞(すなわち、赤血球、リンパ球、マク07アー
ジ)・が出没み懸濁液を形成し、悪性細胞の集合を沈殿
物層に集めることができる。デカンテーションの手順を
更に2度繰り返す。典型的には、沈殿物は約80〜90
%の腫瘍細胞を含む。所望の場合には、沈降細胞断片は
、更に、細胞懸濁液をアルブミンの溶液又は同様の比重
の炭水化物溶液−の上に層にし、かつ例えば約20〜3
00XGで約5分間遠心分離することによって精製する
ことができる。これらの条件下で、精製し7を腫瘍細胞
集合体が界面に分離し、かつ溶液と離すことができる。
生検断片を再びRPMI培地等の培地と混合し、かつ注
射器を一方又は他方の口56.38の隔壁プラグに通す
ことによって容器10又は50の細胞室20の中に接種
する。細胞室内で、膜22.24(代表的には平均して
およそ20ミクロンの細孔寸法を有するセルロース繊維
を織り交ぜたろ紙)が腫瘍集合体を室内に固定し、他方
−1栄養培地が容器を拡散して通る通路を与える。
射器を一方又は他方の口56.38の隔壁プラグに通す
ことによって容器10又は50の細胞室20の中に接種
する。細胞室内で、膜22.24(代表的には平均して
およそ20ミクロンの細孔寸法を有するセルロース繊維
を織り交ぜたろ紙)が腫瘍集合体を室内に固定し、他方
−1栄養培地が容器を拡散して通る通路を与える。
適当な培養期間(代表的には1−10日)の後に、けい
光基質を1つ又は両方の口に通して直接細胞室に注入す
るか、或は、好ましくは循環培地 ゛の中に混入するこ
とによって適用することができる。(発けい光基質を培
地中の子牛血清に代えることができる)。基質に露呈□
゛することは、室温において典型的には約15分〜2時
間、好ましくは30分間続く。
光基質を1つ又は両方の口に通して直接細胞室に注入す
るか、或は、好ましくは循環培地 ゛の中に混入するこ
とによって適用することができる。(発けい光基質を培
地中の子牛血清に代えることができる)。基質に露呈□
゛することは、室温において典型的には約15分〜2時
間、好ましくは30分間続く。
露呈後、基質を含有する循環培地を、新しい培地、好ま
しくは血清成分を含む培地に代える。通常、細胞室を洗
浄して過剰の基質を除く必要はな・い。次いで、容器流
出物又、は細胞室自体を竺査してけい光レベルを検出し
、それによって細胞の状態を求める。この手順を毎日繰
り返して長期の効果を求めることができる。試験される
べき治!剤を導入する前に約24時間の調整期間が好ま
しい。
しくは血清成分を含む培地に代える。通常、細胞室を洗
浄して過剰の基質を除く必要はな・い。次いで、容器流
出物又、は細胞室自体を竺査してけい光レベルを検出し
、それによって細胞の状態を求める。この手順を毎日繰
り返して長期の効果を求めることができる。試験される
べき治!剤を導入する前に約24時間の調整期間が好ま
しい。
治療剤は、典型的には、循環培地に加えて導入し、それ
によって患者がMmされる方法をまねる。
によって患者がMmされる方法をまねる。
露呈後、培養を再び発けい光基質に露呈させる前に、約
24時間の別の調整期間が好ましい。
24時間の別の調整期間が好ましい。
上述した好適り実施態・様の付加、減法、変更態様が当
業者にとって明虻かになると思うが、それらは特許請求
の範囲内である。
業者にとって明虻かになると思うが、それらは特許請求
の範囲内である。
、第1図は本発明に゛従う細胞培養装置の分解斜視図で
ある。 第2図は第1図の装置の略側断面図である。 第3図は第1図の装置の平断面図である。 第゛4図は本発明に従う細m培養装置の別の実施態様で
ある。 第5図は第4図の装置の略側断面図である。 第6図、は第4図の装置を採用する細胞動性検定系の略
図である。 第7&及び7b図は検定結果を示す写真である。 第7a図は処理しない対照腫瘍を示し、第7b図はアド
リアマイシンにより5日間処理した腫瘍を。 示す。 10.50:培養容器 12.14ニジエル要素 20:細胞室 、−,5 26,28:0−リングガスτクト 32.34:
出口 ′ □ 36.3a二口 ” 40.42:チューブ 図面、′″ノ許;’X、′V’=”:干に:ン゛髪弓・
乙〕手続補正書(方式) %式% 事件の表示 昭和60年特 願第154451、発明の
名称 細胞培養法及び装置 補正をする者
ある。 第2図は第1図の装置の略側断面図である。 第3図は第1図の装置の平断面図である。 第゛4図は本発明に従う細m培養装置の別の実施態様で
ある。 第5図は第4図の装置の略側断面図である。 第6図、は第4図の装置を採用する細胞動性検定系の略
図である。 第7&及び7b図は検定結果を示す写真である。 第7a図は処理しない対照腫瘍を示し、第7b図はアド
リアマイシンにより5日間処理した腫瘍を。 示す。 10.50:培養容器 12.14ニジエル要素 20:細胞室 、−,5 26,28:0−リングガスτクト 32.34:
出口 ′ □ 36.3a二口 ” 40.42:チューブ 図面、′″ノ許;’X、′V’=”:干に:ン゛髪弓・
乙〕手続補正書(方式) %式% 事件の表示 昭和60年特 願第154451、発明の
名称 細胞培養法及び装置 補正をする者
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、a,細胞を導入して培養することができる閉鎖容器
を定める手段と、 b、閉鎖容器に栄養素を導入する手段と、 c、閉鎖容器にけい光誘発化合物を導入し、それによつ
て生細胞が特有量のけい光を蓄積する手段と、 d、閉鎖容器に薬剤を導入して培養細胞の一部を殺す手
段と、 e、けい光を細胞培養の薬剤に対する感度の指標として
測定する手段 とを含む細胞毒性検定容器。 2、栄養素を供給する手段が更に、少くとも1つの流体
透過性膜面を含む特許請求の範囲第1項記載の容器。 3、膜面が、また、細胞閉鎖容器の少くとも一部を定め
る働きをもする特許請求の範囲第2項記載の容器。 4、栄養素を供給する手段が、更に、少くとも2つの流
体透過性膜面を含む特許請求の範囲第1項記載の容器。 5、膜面が、また、細胞閉鎖容器の2つの対抗側面を定
める働きをもする特許請求の範囲第4項記載の容器。 6、栄養素を供給する手段とけい光誘発化合物を導入す
る手段の両方が、更に、容器内に流体透過性循環系を含
む特許請求の範囲第1項記載の容器。 7、けい光を測定する手段が、更に、透明な外面であつ
てそれを通して閉鎖容器内のけい光活性を観測できるも
のを少くとも1つ含む特許請求の範囲第1項記載の容器
。 8、けい光を測定する手段が、更に、細胞閉鎖容器から
溶出される流体を試料採取する少くとも1つの口を含む
特許請求の範囲第1項記載の容器。 9、a、培養細胞を収容することができるシェルと、b
、少数の被生検細胞をシェルに接種する少くとも1つの
口と、 c、栄養素とけい発色基質とを細胞に供給するシェル内
の半透過性循環系と、 d、循環流体を導入しかつシェルから取り出す入口及び
出口 とを含むけい発色細胞毒性検定に使用する細胞培養容器
。 10、容器が、更に、シェル内の流体を試料採取する少
くとも1つの口を含む特許請求の範囲第9項記載の容器
。 11、容器が、更に、シェル内にけい光の変化を観測す
るための透明窓を含む特許請求の範囲第9項記載の容器
。 12、循環系が、更に、少くとも1つの流体膜面を含む
特許請求の範囲第9項記載の容器。 13、a、細胞を容器の中で培養し、 b、細胞を発けい光基質に接触させ、それによつて生細
胞が特有量のけい光を蓄積し、 c、薬剤を容器の中に導入し、 d、細胞の薬剤に対する感度の指標としてけい光の変化
を測定する ことを含む被生検細胞の治療剤に対する感度の検定方法
。 14、けい光の変化を測定する工程が、更に、容器から
溶出される流体のけい光活性を監視することを含む特許
請求の範囲第13項記載の方法。 15、けい光の変化を測定する工程が、更に、細胞内の
けい光の強さを光度分析することを含む特許請求の範囲
第13項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/623,183 US4734372A (en) | 1983-02-04 | 1984-06-21 | Cell culturing methods and apparatus |
US623183 | 1984-06-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6170972A true JPS6170972A (ja) | 1986-04-11 |
JPH0574358B2 JPH0574358B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=24497094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60134451A Granted JPS6170972A (ja) | 1984-06-21 | 1985-06-21 | 細胞培養法及び装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4734372A (ja) |
EP (1) | EP0171896B1 (ja) |
JP (1) | JPS6170972A (ja) |
AT (1) | ATE69837T1 (ja) |
DE (1) | DE3584744D1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS63263081A (ja) * | 1987-02-05 | 1988-10-31 | アナリティカル・バイオシステムズ・コーポレイション | 臨床被検物からの悪性細胞の分離方法 |
JPS63296699A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-12-02 | オーガノジェネシス インコーポレーテッド | 組織等価物を用いるテスト方法、装置、および器具 |
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