JPWO2020158481A1 - Cell sheet manufacturing method and cell sheet - Google Patents

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Abstract

細胞シートの製造方法の細胞シートは、細胞シート形成部材の表面に形成されるものであり、表面は、第1方向に延びる形状を有し、かつ、表面の全体で第1方向と交差する第2方向に並ぶ複数の平坦部と、相互に隣り合う平坦部の間を埋める複数の段差構造を備える複数の凹凸部と、を備え、段差構造は、凸部と凹部との何れか一方である。該製造方法は、平坦部および凹凸部の何れか一方に対する接着が他方に対する接着よりも優勢である細胞を細胞シート形成部材の表面に接着させて、細胞シート形成部材の表面に、第1方向に配向性を有した細胞の三次元組織を備えた細胞シートを形成することを含む。The cell sheet of the method for producing a cell sheet is formed on the surface of a cell sheet forming member, and the surface has a shape extending in the first direction and the entire surface intersects the first direction. It is provided with a plurality of flat portions arranged in two directions and a plurality of uneven portions having a plurality of stepped structures that fill the space between the flat portions adjacent to each other, and the stepped structure is either a convex portion or a concave portion. .. In the manufacturing method, cells to which adhesion to either one of a flat portion and an uneven portion is dominant over adhesion to the other are adhered to the surface of the cell sheet forming member, and the cells are attached to the surface of the cell sheet forming member in the first direction. It involves forming a cell sheet with a three-dimensional tissue of oriented cells.

Description

本開示は、細胞シートを形成するための細胞シートの製造方法および細胞シートに関する。 The present disclosure relates to a method for producing a cell sheet for forming a cell sheet and a cell sheet.

細胞の三次元組織が構築された細胞シートが知られている(特許文献1参照)。また、細胞の三次元組織を構築するには、二次元組織の細胞シートを積層する方法や3Dプリンタによって細胞を積層する方法がある。しかしながら、細胞シートを積層する方法は、細胞シートを積層する作業が煩雑で時間がかかる作業である。また、3Dプリンタを使用する方法は、専用の3Dプリンタなどの装置を必要が必要となる。 A cell sheet in which a three-dimensional tissue of a cell is constructed is known (see Patent Document 1). Further, in order to construct a three-dimensional tissue of cells, there are a method of laminating cell sheets of two-dimensional tissue and a method of laminating cells by a 3D printer. However, in the method of laminating cell sheets, the work of laminating cell sheets is complicated and time-consuming. Further, the method of using a 3D printer requires a device such as a dedicated 3D printer.

特許第5850419号公報Japanese Patent No. 5850419

ところで、細胞には、配向性を有しているものがあるが、特許文献1の細胞の細胞外マトリックスによるコーティング方法は、三次元組織を形成することができるものの、配向性を制御することが困難である。 By the way, some cells have orientation, and the method of coating cells with the extracellular matrix of Patent Document 1 can form a three-dimensional tissue, but can control the orientation. Have difficulty.

細胞が配向性を有するように三次元組織を構築する方法は、細胞が配向性を有するように構築された二次元組織の細胞シートを積層することである。しかしながら、このような細胞シートを積層する方法は、細胞シートを積層する作業が煩雑で時間がかかる作業である。 A method of constructing a three-dimensional tissue so that the cells have orientation is to stack cell sheets of the two-dimensional tissue constructed so that the cells have orientation. However, in such a method of laminating cell sheets, the work of laminating cell sheets is complicated and time-consuming.

本開示の目的は、細胞が配向性を有するような三次元組織を備えた細胞シートを容易に製造することを可能とした細胞シートの製造方法および細胞シートを提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a method for producing a cell sheet and a cell sheet capable of easily producing a cell sheet having a three-dimensional tissue such that cells have orientation.

本開示の一態様に係る細胞シートの製造方法は、前記細胞シートは、細胞シート形成部材の表面に形成されるものであり、前記表面は、第1方向に延びる形状を有し、かつ、前記表面の全体で前記第1方向と交差する第2方向に並ぶ複数の平坦部と、相互に隣り合う前記平坦部の間を埋める複数の段差構造を備える複数の凹凸部と、を備え、前記段差構造は、凸部と凹部との何れか一方であり、前記製造方法は、前記平坦部および前記凹凸部の何れか一方に対する接着が他方に対する接着よりも優勢である細胞を前記細胞シート形成部材の前記表面に接着させて、前記細胞シート形成部材の表面に、前記第1方向に配向性を有した細胞の三次元組織を備えた細胞シートを形成することを含む。 In the method for producing a cell sheet according to one aspect of the present disclosure, the cell sheet is formed on the surface of a cell sheet forming member, and the surface has a shape extending in the first direction and is described above. The step is provided with a plurality of flat portions arranged in a second direction intersecting the first direction on the entire surface, and a plurality of uneven portions having a plurality of step structures that fill the space between the flat portions adjacent to each other. The structure is either a convex portion or a concave portion, and in the manufacturing method, a cell in which adhesion to either one of the flat portion and the concave-convex portion is dominant over adhesion to the other is used as a cell sheet forming member. It comprises forming a cell sheet with a three-dimensional tissue of cells oriented in the first direction on the surface of the cell sheet forming member, which is adhered to the surface.

上記構成によれば、第1方向に配向性を有した細胞の三次元組織を備えた細胞シートを容易に形成することができる。
上記細胞シートの製造方法において、前記細胞シートを形成することは、前記細胞を培養して培養細胞を作製することと、前記培養細胞を、少なくとも1層の被覆膜層からなる接着膜で被覆することと、前記被覆された培養細胞を前記細胞シート形成部材の前記表面に播種することと、前記被覆された培養細胞を培養して前記接着膜によって互いに接着させて、前記配向性を有する前記細胞の三次元組織を形成することと、を含んでいてもよい。
According to the above configuration, a cell sheet having a three-dimensional tissue of cells oriented in the first direction can be easily formed.
In the method for producing a cell sheet, forming the cell sheet means culturing the cells to prepare cultured cells, and coating the cultured cells with an adhesive film composed of at least one coating film layer. The coated cultured cells are seeded on the surface of the cell sheet forming member, and the coated cultured cells are cultured and adhered to each other by the adhesive film to have the orientation. It may include forming a three-dimensional tissue of cells.

上記細胞シートの製造方法において、前記細胞シートは、細胞の伸長方向が前記第1方向に対して前記第2方向に傾きを有している配向性を有した三次元組織を備えていてもよい。 In the method for producing a cell sheet, the cell sheet may include a three-dimensional tissue having an orientation in which the cell elongation direction is inclined in the second direction with respect to the first direction. ..

上記細胞シートの製造方法において、前記細胞シートの前記細胞の間は、当該細胞よりも小さく、かつ、前記第1方向に配向性を有した他の細胞で埋められていてもよい。
上記細胞シートの製造方法において、前記細胞シートは、前記細胞シート形成部材から厚み方向に離れるほど、崩れた層構造を有する細胞で形成されていてもよい。
In the method for producing a cell sheet, the cells of the cell sheet may be filled with other cells that are smaller than the cells and have an orientation in the first direction.
In the method for producing a cell sheet, the cell sheet may be formed of cells having a collapsed layer structure as the distance from the cell sheet forming member increases in the thickness direction.

上記構成によれば、生体に近い状態で細胞を培養可能な細胞シートを製造することができるため、製造された細胞シートの薬剤応答性などが生体に近づくことを期待できる。
上記細胞シートの製造方法において、前記細胞シート形成部材において培養される細胞は、筋芽細胞、線維芽細胞、および、心筋細胞からなる群から選ばれた少なくとも1種であってよい。
According to the above configuration, since a cell sheet capable of culturing cells in a state close to that of a living body can be produced, it can be expected that the drug responsiveness of the produced cell sheet will be close to that of the living body.
In the method for producing a cell sheet, the cells cultured in the cell sheet forming member may be at least one selected from the group consisting of myoblasts, fibroblasts, and cardiomyocytes.

上記細胞シートの製造方法において、各凹凸部は、相互に隣り合う前記平坦部の間を埋める複数の前記段差構造を備え、前記段差構造は、100nm以上10μm以下のピッチを有してよい。 In the method for producing a cell sheet, each uneven portion includes a plurality of the stepped structures that fill the space between the flat portions adjacent to each other, and the stepped structure may have a pitch of 100 nm or more and 10 μm or less.

上記構成によれば、培養細胞の配向性を向上させることができる。
上記細胞シートの製造方法において、前記平坦部は、凸部の頂面であり、前記凹凸部は、相互に隣り合う前記平坦部に挟まれた凹部と、前記凹部の底面に設けられた複数の凸部とを備えていてよい。
According to the above configuration, the orientation of cultured cells can be improved.
In the method for producing a cell sheet, the flat portion is the top surface of the convex portion, and the uneven portion includes a concave portion sandwiched between the flat portions adjacent to each other and a plurality of concave portions provided on the bottom surface of the concave portion. It may have a convex portion.

本開示の一態様に係る細胞シートは、互いに接着された細胞を含み、前記細胞が配向性を有し、かつ該細胞の三次元組織が構成されている。
上記細胞シートにおいて、前記細胞は、前記細胞の伸長方向が特定方向である第1方向に対して、前記第1方向に交差する第2方向に傾いた配向性を有していてよい。
The cell sheet according to one aspect of the present disclosure contains cells adhered to each other, the cells have orientation, and a three-dimensional tissue of the cells is constituted.
In the cell sheet, the cell may have an orientation inclined in a second direction intersecting the first direction with respect to a first direction in which the extension direction of the cell is a specific direction.

上記細胞シートにおいて、前記細胞の間が、当該細胞よりも小さく、かつ、前記第1方向に配向性を有した他の細胞で埋められていてよい。
上記細胞シートにおいて、前記細胞シートは、前記細胞シートの第1面から前記第1面と対向する第2面に近づくほど崩れた層構造を有する細胞で形成されていてよい。
In the cell sheet, the space between the cells may be filled with other cells that are smaller than the cells and have orientation in the first direction.
In the cell sheet, the cell sheet may be formed of cells having a layered structure that collapses as it approaches the second surface facing the first surface from the first surface of the cell sheet.

上記構成によれば、生体に近い状態で細胞を培養するため、薬剤応答性などが生体に近づくことを期待できる。 According to the above configuration, since the cells are cultured in a state close to that of a living body, it can be expected that the drug responsiveness or the like will be close to that of the living body.

(a)は、細胞シートのための細胞シート形成部材の構造をシャーレと共に示す斜視図であり、(b)は、図1(a)の細胞シート形成部材の表面の一部を拡大して示す斜視図であり、(c)は、図1(b)の細胞シート形成部材の表面の一部を拡大して示す平面図であり、(d)は、図1(b)の細胞シート形成部材の一部を拡大して示す部分断面図である。(A) is a perspective view showing the structure of a cell sheet forming member for a cell sheet together with a petri dish, and (b) shows an enlarged part of the surface of the cell sheet forming member of FIG. 1 (a). It is a perspective view, (c) is an enlarged plan view which shows a part of the surface of the cell sheet forming member of FIG. 1 (b), and (d) is the cell sheet forming member of FIG. 1 (b). It is a partial cross-sectional view showing a part of. 図1(a)の細胞シート形成部材の表面を走査電子顕微鏡によって撮影した画像。An image of the surface of the cell sheet forming member of FIG. 1 (a) taken by a scanning electron microscope. 図1(a)の細胞シート形成部材の製造方法の一例を説明するための工程図。FIG. 1 is a process diagram for explaining an example of a method for manufacturing the cell sheet forming member of FIG. 1 (a). (a)〜(c)は、細胞シートの製造過程を説明するための模式図。(A) to (c) are schematic views for explaining the manufacturing process of a cell sheet. (a)は、培養細胞を示す図であり、(b)は、図5(a)の培養細胞が接着膜で被覆された状態を示す図、(c)は、図5(b)の培養細胞が三次元組織化された状態を示す図、(d)は、細胞シート形成部材を用いて培養した筋芽細胞の蛍光染色画像。(A) is a diagram showing cultured cells, (b) is a diagram showing a state in which the cultured cells of FIG. 5 (a) are covered with an adhesive membrane, and (c) is a diagram showing the culture of FIG. 5 (b). The figure which shows the state which the cell was three-dimensionally organized, (d) is the fluorescent staining image of the myoblast cultured using the cell sheet forming member. (a)〜(c)は、細胞シートの製造過程を説明するための模式図。(A) to (c) are schematic views for explaining the manufacturing process of a cell sheet. (a)〜(c)は、細胞シートの製造過程を説明するための模式図。(A) to (c) are schematic views for explaining the manufacturing process of a cell sheet.

以下、細胞シートの製造方法および細胞シートの一実施形態について説明する。まず、細胞シート形成部材の構成を説明し、次いで、細胞シート形成部材の製造方法、細胞シートの製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for producing a cell sheet and an embodiment of the cell sheet will be described. First, the configuration of the cell sheet forming member will be described, and then a method for manufacturing the cell sheet forming member and a method for manufacturing the cell sheet will be described.

[細胞シート形成部材]
図1(a)に示すように、細胞シート形成部材100は、例えば、シャーレの培養皿110に配置されるシート材である。細胞シート形成部材100は、培養皿110に載置されるものであってもよいし、シャーレを直接加工して設けるものであってもよい。シャーレに直接加工して設ける場合、細胞シート形成部材100は、例えばシャーレを射出成型して賦形される。シャーレは、培養皿110と蓋120とに囲まれた空間に細胞懸濁液を保持する。細胞懸濁液に含まれる細胞の一例は、筋芽細胞、線維芽細胞、心筋細胞である。
[Cell sheet forming member]
As shown in FIG. 1A, the cell sheet forming member 100 is, for example, a sheet material arranged in a petri dish culture dish 110. The cell sheet forming member 100 may be placed on the culture dish 110, or may be provided by directly processing a petri dish. When directly processed and provided on a petri dish, the cell sheet forming member 100 is formed by, for example, injection molding the petri dish. The petri dish holds the cell suspension in a space surrounded by the culture dish 110 and the lid 120. Examples of cells contained in the cell suspension are myoblasts, fibroblasts and cardiomyocytes.

図1(b)に示すように、細胞シート形成部材100の表面111は、複数の平坦部130と、複数の凹凸部140とを備える。凹凸部140は、複数の段差構造を備え、複数の段差構造は、相互に隣り合う平坦部130の間を埋める。段差構造は、凸部、または、凹部である。なお、本実施形態における段差構造は、凸部141であり、凹凸部140は、相互に隣り合う平坦部130に挟まれた凹部と、凹部の底面に位置する複数の凸部141とを備える。 As shown in FIG. 1 (b), the surface 111 of the cell sheet forming member 100 includes a plurality of flat portions 130 and a plurality of uneven portions 140. The uneven portion 140 includes a plurality of stepped structures, and the plurality of stepped structures fill the space between the flat portions 130 adjacent to each other. The step structure is a convex portion or a concave portion. The step structure in the present embodiment is a convex portion 141, and the concave-convex portion 140 includes a concave portion sandwiched between flat portions 130 adjacent to each other and a plurality of convex portions 141 located on the bottom surface of the concave portion.

図1(c)に示すように、各平坦部130は、1つの方向である第1方向(図1(c)の上下方向)に延びる平坦面である。平坦部130は、表面111の全体において、第1方向と直交する第2方向(図1(c)の左右方向)に並ぶ。平坦部130は、第1方向に延びる凸部(凸条)の頂面に相当する。凹凸部140もまた、第1方向に延び、かつ、表面111の全体において、第2方向に並ぶ。このことは、図2に示すように、細胞シート形成部材100の表面を走査電子顕微鏡によって撮影した画像からも明らかである。 As shown in FIG. 1 (c), each flat portion 130 is a flat surface extending in one direction, the first direction (vertical direction in FIG. 1 (c)). The flat portions 130 are arranged in a second direction (horizontal direction in FIG. 1C) orthogonal to the first direction in the entire surface 111. The flat portion 130 corresponds to the top surface of the convex portion (convex) extending in the first direction. The uneven portion 140 also extends in the first direction and is aligned in the second direction on the entire surface 111. This is clear from the image taken by the scanning electron microscope on the surface of the cell sheet forming member 100 as shown in FIG.

凹凸部140を構成する各凸部141は、表面111と対向する方向から見て、例えば、三角格子の各頂点に位置する。各凹凸部140は、凸部141のこのような配列を、第1方向、および、第2方向に繰り返す。三角格子の各頂点に凸部141が位置する凹凸部140であれば、凸部141を形成するための原盤を、微小な繰り返し構造を形成することに適したマスク、例えば、単粒子膜をマスクとしたエッチング法によって形成することが可能となる。 Each convex portion 141 constituting the concave-convex portion 140 is located at each apex of the triangular lattice, for example, when viewed from the direction facing the surface 111. Each uneven portion 140 repeats such an arrangement of the convex portions 141 in the first direction and the second direction. In the case of the uneven portion 140 in which the convex portion 141 is located at each vertex of the triangular lattice, the master for forming the convex portion 141 is masked with a mask suitable for forming a minute repeating structure, for example, a single particle film. It is possible to form by the etching method.

表面111と対向する方向から見て、各凸部141は、例えば円形状を有する。相互に隣り合う凸部141の中心間の距離の最頻値は、凸部141のピッチである。また、凸部141の平面視形状における凸部の最大幅は、凸部141の直径である。 When viewed from the direction facing the surface 111, each convex portion 141 has, for example, a circular shape. The mode of the distance between the centers of the convex portions 141 adjacent to each other is the pitch of the convex portions 141. Further, the maximum width of the convex portion in the plan view shape of the convex portion 141 is the diameter of the convex portion 141.

凸部141のピッチが下記(A)および(B)を満たす構成は、ヒト・マウスなどの動物細胞、特に上述した筋芽細胞、線維芽細胞、および、心筋細胞の伸長方向を第1方向に揃える観点において好適である。すなわち、凸部141のピッチが下記(A)および(B)を満たす構成は、動物細胞、特に上述した筋芽細胞、線維芽細胞、および、心筋細胞などの接着に対する優劣が、平坦部130と凹凸部140との間で明確に区画される観点において好適である。 The configuration in which the pitch of the convex portion 141 satisfies the following (A) and (B) is such that the elongation direction of animal cells such as humans and mice, particularly the above-mentioned myoblasts, fibroblasts, and cardiomyocytes is the first direction. It is suitable from the viewpoint of alignment. That is, in the configuration in which the pitch of the convex portion 141 satisfies the following (A) and (B), the superiority or inferiority to the adhesion of animal cells, particularly the above-mentioned myoblasts, fibroblasts, and cardiomyocytes, is the same as that of the flat portion 130. It is suitable from the viewpoint of being clearly partitioned from the uneven portion 140.

(A)凸部141のピッチ:100nm以上10μm以下
(B)凸部141の直径:凸部141のピッチの50%以上100%以下
各平坦部130の第2方向(短辺方向)での長さは、平坦部130の幅である。また、相互に隣り合う平坦部130間の第2方向(短辺方向)での長さは、凹凸部140の幅である。
(A) Pitch of convex portion 141: 100 nm or more and 10 μm or less (B) Diameter of convex portion 141: 50% or more and 100% or less of pitch of convex portion 141 Length of each flat portion 130 in the second direction (short side direction) Is the width of the flat portion 130. Further, the length in the second direction (short side direction) between the flat portions 130 adjacent to each other is the width of the uneven portion 140.

平坦部130の幅、および、凹凸部140の幅は、例えば、培養の対象となる細胞の大きさ(5μm以上100μm以下)の1/10倍以上10倍以下である。平坦部130の幅、および、凹凸部140の幅が下記(C)および(D)を満たす構成は、ヒト・マウスなどの動物細胞、特に上述した筋芽細胞、線維芽細胞、および、心筋細胞の伸長方向を第1方向に揃えることを容易なものとする観点において好適である。 The width of the flat portion 130 and the width of the uneven portion 140 are, for example, 1/10 times or more and 10 times or less the size of the cells to be cultured (5 μm or more and 100 μm or less). The composition in which the width of the flat portion 130 and the width of the uneven portion 140 satisfy the following (C) and (D) is an animal cell such as a human mouse, particularly the above-mentioned myoblast, fibroblast, and cardiomyocyte. It is preferable from the viewpoint that it is easy to align the extension directions of the cells with the first direction.

(C)平坦部130の幅:10μm以上50μm以下
(D)凹凸部140の幅:10μm以上50μm以下
図1(d)に示すように、凹凸部140は、相互に隣り合う凸部141、および、平坦部130とそれに隣接する凸部141との間に、凹部142を備えても良い。複数の凸部141が凹凸部140に点在するため、凸部141間の空間である凹部142は、凹凸部140において、第1方向、および、第2方向に連なる。
(C) Width of flat portion 130: 10 μm or more and 50 μm or less (D) Width of uneven portion 140: 10 μm or more and 50 μm or less As shown in FIG. A recess 142 may be provided between the flat portion 130 and the convex portion 141 adjacent thereto. Since the plurality of convex portions 141 are scattered on the concave-convex portion 140, the concave portions 142, which are spaces between the convex portions 141, are continuous in the first direction and the second direction in the concave-convex portion 140.

細胞シート形成部材100の厚み方向において、凹部142の底面と平坦部130との間の長さは、平坦部130の高さである。また、細胞シート形成部材100の厚み方向において、各凸部141の先端面と平坦部130との間の高低差は、境界段差である。凹部142の底面と各凸部141の先端面の高低差は、凸部141の高さである。各凸部141の先端面と平坦部130とが面一である構成では、平坦部130の高さと、凸部141の高さとが、相互に等しい。凸部141の高さに対する凸部141のピッチの比は、凸部141のアスペクト比である。 In the thickness direction of the cell sheet forming member 100, the length between the bottom surface of the recess 142 and the flat portion 130 is the height of the flat portion 130. Further, in the thickness direction of the cell sheet forming member 100, the height difference between the tip surface of each convex portion 141 and the flat portion 130 is a boundary step. The height difference between the bottom surface of the concave portion 142 and the tip surface of each convex portion 141 is the height of the convex portion 141. In the configuration in which the tip surface of each convex portion 141 and the flat portion 130 are flush with each other, the height of the flat portion 130 and the height of the convex portion 141 are equal to each other. The ratio of the pitch of the convex portion 141 to the height of the convex portion 141 is the aspect ratio of the convex portion 141.

境界段差が下記(E)を満たす構成は、細胞シートの平坦性を高める観点において好適である。凸部141の高さが下記(F)を満たす構成、また、凸部141のアスペクト比が下記(G)を満たす構成は、凹凸部140の構造上での安定性を高められる観点、また、凹凸部140の形成を容易なものとする観点において好適である。 The configuration in which the boundary step satisfies the following (E) is suitable from the viewpoint of enhancing the flatness of the cell sheet. The configuration in which the height of the convex portion 141 satisfies the following (F) and the configuration in which the aspect ratio of the convex portion 141 satisfies the following (G) are from the viewpoint of enhancing the structural stability of the concave-convex portion 140, and also. It is suitable from the viewpoint of facilitating the formation of the uneven portion 140.

(E)境界段差:0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下
(F)凸部141の高さ:50nm以上5μm以下
(G)凸部141のアスペクト比:0.1以上10以下
そして、上記(A)および(B)を満たす構成であれば、平坦部130に対する接着が優勢である細胞であれ、凹凸部140に対する接着が優勢である細胞であれ、一方の構造体に対して細胞が優先的に接着し、他方の構造体に対する接着の劣勢と相まって、双方の構造体の延在方向である第1方向に、細胞の伸長方向が揃えられる。結果として、表面111に沿った二次元方向に広がる細胞シートにおいて、細胞の伸長方向を一次元方向に揃えること、すなわち、細胞の配向性を向上させることが可能となる。そして、細胞シートは、培養細胞が一次元方向に揃った状態、すなわち配向性を有する状態で厚さ方向に積み上がって三次元組織を形成する。この際、一次元方向に延在した細胞に重なるように、一次元方向に延在した他の細胞が培養されるため、一次元方向に延在した細胞の大きさと形状は、第1方向のみならず、第2方向、および、第1方向と第2方向とに直交する方向において、区々となる。結果として、三次元組織では、第1方向に延在して第2方向で隣り合う細胞間が、当該細胞と同一種であるが当該細胞よりも小さく、かつ、第1方向に延在した他の細胞で埋められる。
(E) Boundary step: 0.5 μm or less, preferably 0.3 μm or less (F) Height of convex portion 141: 50 nm or more and 5 μm or less (G) Aspect ratio of convex portion 141: 0.1 or more and 10 or less And the above In the case of the configuration satisfying (A) and (B), the cell has priority over one structure regardless of whether the cell has predominantly adherent to the flat portion 130 or the predominantly adherent to the uneven portion 140. In combination with the inferior adhesion to the other structure, the cell elongation direction is aligned with the first direction, which is the extending direction of both structures. As a result, in the cell sheet spreading in the two-dimensional direction along the surface 111, it is possible to align the elongation directions of the cells in the one-dimensional direction, that is, to improve the orientation of the cells. Then, the cell sheets are piled up in the thickness direction in a state where the cultured cells are aligned in the one-dimensional direction, that is, in a state having orientation, to form a three-dimensional tissue. At this time, since other cells extending in the one-dimensional direction are cultured so as to overlap the cells extending in the one-dimensional direction, the size and shape of the cells extending in the one-dimensional direction are limited to the first direction. Instead, the cells are divided in the second direction and in the directions orthogonal to the first direction and the second direction. As a result, in the three-dimensional tissue, the cells extending in the first direction and adjacent to each other in the second direction are of the same species as the cell but smaller than the cell and extend in the first direction. Filled with cells.

また、上記(E)を満たす構成、特に、各凸部141の先端面と平坦部130とが面一である構成は、凹凸部140と平坦部130とを覆うように形成された細胞シートにおいて、それの平坦性を高めることを可能とする。さらに、上記(F)を満たす構成は、細胞シートの平坦性をより一層に高めることが可能である。 Further, the configuration satisfying the above (E), particularly the configuration in which the tip surface of each convex portion 141 and the flat portion 130 are flush with each other, is a cell sheet formed so as to cover the uneven portion 140 and the flat portion 130. , Makes it possible to increase the flatness of it. Further, the configuration satisfying the above (F) can further enhance the flatness of the cell sheet.

なお、細胞シート形成部材100の表面111が、平坦部130と凹凸部140とを備えるため、平坦部130に対する接着が優勢である細胞と凹凸部140に対する接着が優勢である細胞との両方に、共通する細胞シート形成部材100を適用することが可能ともなる。すなわち、細胞シート形成部材100の汎用性を高めることも可能となる。 Since the surface 111 of the cell sheet forming member 100 includes the flat portion 130 and the uneven portion 140, both the cells in which the adhesion to the flat portion 130 is predominant and the cells in which the adhesion to the uneven portion 140 is predominant can be used. It is also possible to apply a common cell sheet forming member 100. That is, it is possible to increase the versatility of the cell sheet forming member 100.

[細胞シート形成部材の製造方法]
次に、細胞シート形成部材の製造方法の一例について説明する。なお、以下の説明では、ナノインプリント法を用いて、細胞シート形成部材の表面111を、凹版150の転写によって形成する例を説明する。
[Manufacturing method of cell sheet forming member]
Next, an example of a method for manufacturing a cell sheet forming member will be described. In the following description, an example in which the surface 111 of the cell sheet forming member is formed by transcription of the intaglio 150 by using the nanoimprint method will be described.

図3に示すように、細胞シート形成部材の製造方法は、凹版150を形成する工程と、細胞シート形成部材100の表面111を凹版150の転写によって形成する工程とを含む。 As shown in FIG. 3, the method for manufacturing a cell sheet forming member includes a step of forming the intaglio 150 and a step of forming the surface 111 of the cell sheet forming member 100 by transferring the intaglio 150.

凹版150の下面は、第1方向(紙面と直交する方向)に延びる形状を有し、かつ、第1方向と交差する第2方向(紙面の左右方向)に並ぶ複数の平坦部と、相互に隣り合う平坦部の間を埋める複数の段差構造を有する凹凸部とを備える。凹版150の平坦部は、細胞シート形成部材100の平坦部130を転写によって形成するための部分である。凹版150の凹凸部は、細胞シート形成部材100の凹凸部140を転写によって形成するための部分である。 The lower surface of the intaglio 150 has a shape extending in the first direction (direction orthogonal to the paper surface), and is mutually aligned with a plurality of flat portions arranged in the second direction (left-right direction of the paper surface) intersecting the first direction. It is provided with an uneven portion having a plurality of stepped structures that fills the space between adjacent flat portions. The flat portion of the intaglio 150 is a portion for forming the flat portion 130 of the cell sheet forming member 100 by transcription. The uneven portion of the intaglio 150 is a portion for forming the uneven portion 140 of the cell sheet forming member 100 by transfer.

凹版150の段差構造は、凸部、または、凹部である。なお、本実施形態における凹版150の段差構造は、凸部141を形成するための凹部151であり、凹部151のピッチは、100nm以上10μm以下である。凹版150を形成する工程では、例えば、凹版150を形成するためのシリコン基板に対して、フォトリソグラフィー法、コロイダルリソグラフィー法、陽極酸化法、および、干渉露光法の少なくとも1種を用いて、凹凸部が形成される。また、凹版150自体を原盤からの1回、あるいは複数回の転写によって得てもよい。原盤には、例えば、シリコン基板に対するフォトリソグラフィー法、コロイダルリソグラフィー法、陽極酸化法、および、干渉露光法の少なくとも1種を用いて凹版150の表面形状に対応する形状が作り込まれている。 The step structure of the intaglio 150 is a convex portion or a concave portion. The stepped structure of the intaglio 150 in the present embodiment is a concave portion 151 for forming the convex portion 141, and the pitch of the concave portion 151 is 100 nm or more and 10 μm or less. In the step of forming the intaglio 150, for example, at least one of a photolithography method, a colloidal lithography method, an anodizing method, and an interference exposure method is used on the silicon substrate for forming the intaglio 150. Is formed. Further, the intaglio 150 itself may be obtained by one or a plurality of transfers from the master. The master has a shape corresponding to the surface shape of the intaglio 150 using, for example, at least one of a photolithography method, a colloidal lithography method, an anodizing method, and an interference exposure method for a silicon substrate.

次に、細胞シート形成部材100を形成するための基材160の表面111に、凹版150の下面を対向させる。基材160の形成材料は、例えば、熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂である。そして、基材160が流動性を有する状態で、基材160の表面111に、凹版150の下面を押し付ける。次いで、基材160の流動性を抑えた状態で、凹版150を基材160の表面111から離型する。これによって、基材160の表面111に凹版150の凹部151が転写され、平坦部130と凹凸部140とが形成される。 Next, the lower surface of the intaglio 150 is opposed to the surface 111 of the base material 160 for forming the cell sheet forming member 100. The material for forming the base material 160 is, for example, a thermoplastic resin or a photocurable resin. Then, with the base material 160 having fluidity, the lower surface of the intaglio 150 is pressed against the surface 111 of the base material 160. Next, the intaglio 150 is released from the surface 111 of the base material 160 while the fluidity of the base material 160 is suppressed. As a result, the recess 151 of the intaglio 150 is transferred to the surface 111 of the base material 160, and the flat portion 130 and the uneven portion 140 are formed.

基材160の形成材料の熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂の表面に、細胞の接着性を高めることを目的として、例えば、ラミニン、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ポリーリシン(PDLまたはPLL)、ヒアルロン酸などの細胞外マトリックス、ポリマー、ゲルなどの接着因子を含む有機物が塗布されていてもよい。また、基材160の形成材料として、多糖類やタンパク質などの生体材料を用いてもよい。 For the purpose of enhancing cell adhesion on the surface of the thermoplastic resin or photocurable resin of the material for forming the base material 160, for example, laminin, collagen, gelatin, fibronectin, polylysine (PDL or PLL), hyaluronic acid, etc. Organic substances containing adhesion factors such as extracellular matrix, polymer, and gel may be applied. Further, as a material for forming the base material 160, a biomaterial such as a polysaccharide or a protein may be used.

また、三次元細胞組織形成後に細胞シートの剥離・回収を容易にするために、刺激応答性材料を塗布しても良い。刺激応答性材料としては、温度変化によって水親和性が変化する温度応答性ポリマーが好ましい。具体的にはポリ−N−イソプロピルアクリルアミド(PIPAAm)が好ましい。刺激応答性材料は慣用の塗布方法を用いて基材に塗布しても良いし、刺激応答性材料を処理した基材に下記に記載した方法を用いて構造を加工しても良い。また、細胞シートの剥離・回収を容易にするために、細胞シートが形成された培養基材に対して超音波処理を行ってもよい。 Further, a stimulus-responsive material may be applied in order to facilitate peeling and recovery of the cell sheet after the formation of the three-dimensional cell tissue. As the stimulus-responsive material, a temperature-responsive polymer whose water affinity changes with temperature change is preferable. Specifically, poly-N-isopropylacrylamide (PIPAAm) is preferable. The stimulus-responsive material may be applied to the substrate using a conventional coating method, or the structure may be processed on the substrate treated with the stimulus-responsive material by the method described below. Further, in order to facilitate the peeling and recovery of the cell sheet, the culture substrate on which the cell sheet is formed may be subjected to ultrasonic treatment.

[細胞シートの製造方法]
次に、細胞シート形成部材100を用いて製造される細胞シートについて説明する。培養に当たっては、ここでは、細胞外マトリックスによるコーティング方法を用いる。
[Method for manufacturing cell sheets]
Next, a cell sheet manufactured by using the cell sheet forming member 100 will be described. In culturing, a coating method using an extracellular matrix is used here.

図4(a)に示すように、細胞シート形成部材100の表面111上に位置する細胞懸濁液は、例えば、平坦部130に接着する培養細胞1を含む。
細胞懸濁液は、細胞接着第1成分を含有する第1溶液と第1成分と相互作用する細胞接着第2成分を含有する第2溶液とを交互にコーティングした培養細胞1を含んでいる。すなわち、図5(a)に示す培養細胞1は、接着膜2で被覆されている。接着膜2は、第1成分を含む第1膜2aと第2成分を含む第2膜2bとで構成されている(図5(b))。第1成分と第2成分との組み合わせは、例えば、インテグリンが結合するアルギニン−グリシン−アスパラギン酸(RGD)配列を含む高分子とRGD配列を含む高分子と相互作用をする高分子との組み合わせである。
As shown in FIG. 4A, the cell suspension located on the surface 111 of the cell sheet forming member 100 contains, for example, cultured cells 1 that adhere to the flat portion 130.
The cell suspension contains cultured cells 1 that are alternately coated with a first solution containing a cell adhesion first component and a second solution containing a cell adhesion second component that interacts with the first component. That is, the cultured cells 1 shown in FIG. 5A are covered with the adhesive film 2. The adhesive film 2 is composed of a first film 2a containing a first component and a second film 2b containing a second component (FIG. 5 (b)). The combination of the first component and the second component is, for example, a combination of a polymer containing an arginine-glycine-aspartic acid (RGD) sequence to which an integrin binds and a polymer interacting with a polymer containing an RGD sequence. be.

第1成分を含むRGD配列を含む高分子は、RGD配列を有するタンパク質でもよいし、RGD配列が化学的に結合されたタンパク質であってもよい。また、RGD配列を有していればよく、タンパク質以外の天然由来高分子であってもよいし、合成高分子であってもよい。タンパク質からなるRGD配列を含む高分子としては、例えば、従来公知の接着性タンパク質が挙げられ、フィブロネクチン(分子量約50万)、ビトロネクチン、ラミニン、カドヘリン、コラーゲンなどである。 The polymer containing the RGD sequence containing the first component may be a protein having the RGD sequence or a protein to which the RGD sequence is chemically bound. Further, as long as it has an RGD sequence, it may be a naturally derived polymer other than a protein, or it may be a synthetic polymer. Examples of the polymer containing the RGD sequence consisting of a protein include conventionally known adhesive proteins, such as fibronectin (molecular weight of about 500,000), vitronectin, laminin, cadherin, and collagen.

第2成分を含むRGD配列を含む高分子と相互作用する高分子としては、RGD配列を含む高分子との相互作用により、両物質が、例えば、結合、接着、吸着、電子の授受が可能な程度近接できる物質であれば特に制限されないが、RGD配列を含む高分子と相互作用するタンパク質、天然由来高分子及び合成高分子の何れか1種である。RGD配列を含む高分子と相互作用するタンパク質としては、例えば、水溶性タンパク質が挙げられ、具体例として、コラーゲン、ゼラチン(一例として分子量10万)、プロテオグリカン、インテグリン、酵素、抗体などの何れかである。RGD配列を含む高分子と相互作用する天然由来高分子としては、例えば、水溶性ポリペプチド、低分子ペプチド、α−ポリリジン,ε−ポリリジン(分子量5千)等のポリアミノ酸、ヘパリンやヘパラン硫酸、デキストラン硫酸(分子量50万)、ヒアルロン酸(分子量100万〜)などの糖などである。 As a polymer that interacts with a polymer containing an RGD sequence containing a second component, both substances can, for example, bind, adhere, adsorb, and transfer electrons by interacting with a polymer containing an RGD sequence. It is not particularly limited as long as it is a substance that can be brought close to each other to some extent, but it is any one of a protein that interacts with a polymer containing an RGD sequence, a naturally occurring polymer, and a synthetic polymer. Examples of the protein that interacts with the polymer containing the RGD sequence include water-soluble proteins, and specific examples thereof include collagen, gelatin (molecular weight 100,000 as an example), proteoglycan, integrin, enzyme, antibody, and the like. be. Naturally-derived macromolecules that interact with macromolecules containing RGD sequences include, for example, water-soluble polypeptides, low molecular weight peptides, polyamino acids such as α-polylysine and ε-polylysine (molecular weight 5,000), heparin and heparan sulfate, and the like. Sugars such as dextran sulfate (molecular weight 500,000) and hyaluronic acid (molecular weight 1 million ~).

第1成分と第2成分との組み合わせは、例えば、フィブロネクチンとゼラチン、フィブロネクチンとヘパリン、フィブロネクチンとデキストラン硫酸、および、ラミニンとコラーゲンの何れかである。 The combination of the first component and the second component is, for example, fibronectin and gelatin, fibronectin and heparin, fibronectin and dextran sulfate, and laminin and collagen.

次に、三次元組織を備えた細胞シートの製造方法を説明する。
先ず、培養細胞1を用意し、その表面全体を接着膜2で被覆して被覆細胞を作製する。具体的には、用意した培養細胞1を試験管に入れる。
Next, a method for producing a cell sheet provided with a three-dimensional tissue will be described.
First, a cultured cell 1 is prepared, and the entire surface thereof is covered with an adhesive film 2 to prepare a coated cell. Specifically, the prepared cultured cells 1 are placed in a test tube.

次いで、第1成分を培養細胞1に接触させる。培養細胞と第1成分との接触方法としては、例えば、第1成分を直接添加する方法、第1成分の含有液に細胞を浸漬する方法、培養細胞1に第1成分の含有液を滴下または噴霧する方法などがある。好ましくは、操作が容易であることから浸漬である。接触の条件は、接触方法や使用する含有液の濃度などによって適宜決定できる。具体的には、接触時間は、例えば、15秒〜60分であり、好ましくは15秒〜15分、より好ましくは15秒〜5分であり、更に好ましくは15秒〜1分である。接触温度は、特に制限されないが、例えば、4〜60℃であり、好ましくは20〜40℃、より好ましくは30〜37℃であり、更に好ましくは37℃である。 The first component is then brought into contact with the cultured cells 1. Examples of the contact method between the cultured cells and the first component include a method of directly adding the first component, a method of immersing the cells in the solution containing the first component, and dropping or dropping the solution containing the first component into the cultured cells 1. There is a method of spraying. Immersion is preferred because it is easy to operate. The contact conditions can be appropriately determined depending on the contact method, the concentration of the contained liquid to be used, and the like. Specifically, the contact time is, for example, 15 seconds to 60 minutes, preferably 15 seconds to 15 minutes, more preferably 15 seconds to 5 minutes, and even more preferably 15 seconds to 1 minute. The contact temperature is not particularly limited, but is, for example, 4 to 60 ° C, preferably 20 to 40 ° C, more preferably 30 to 37 ° C, still more preferably 37 ° C.

第1成分の含有液を調製する場合、溶媒としては、水や緩衝液などの水性溶媒が挙げられ、緩衝液としては、例えば、Tris−HCl緩衝液等のTris緩衝液、リン酸緩衝液、HEPES緩衝液、クエン酸−リン酸緩衝液、グリシルグリシン−水酸化ナトリウム緩衝液、Britton−Robinson緩衝液、GTA緩衝液などが挙げられる。 When preparing the solution containing the first component, examples of the solvent include aqueous solvents such as water and a buffer, and examples of the buffer include a Tris buffer such as Tris-HCl buffer, a phosphate buffer, and the like. Examples include HEEPS buffer, citrate-phosphate buffer, glycylglycine-sodium hydroxide buffer, Britton-Robinson buffer, GTA buffer and the like.

このようにして培養細胞1を第1成分からなる第1膜2aにより被覆した後、遊離している第1成分を除去する。第1成分を除去する方法としては、上記の溶媒を用いて遠心分離を行い、培養細胞1と第1成分の含有液とを分離して上澄みを取り除くことで、遊離している第1成分を除去する方法が挙げられる。これにより、第1成分からなる第1膜2aで被覆された培養細胞1を得ることができる。 In this way, the cultured cells 1 are covered with the first membrane 2a composed of the first component, and then the free first component is removed. As a method for removing the first component, the free first component is removed by centrifuging using the above solvent, separating the cultured cells 1 from the solution containing the first component, and removing the supernatant. There is a method of removing it. Thereby, the cultured cells 1 coated with the first membrane 2a composed of the first component can be obtained.

接着膜2として、第1成分の第1膜2aと第2成分からなる第2膜2bとからなる積層膜を形成させる場合、第1成分で被覆された培養細胞1を第2成分と接触させることにより、第2成分からなる第2膜2bで被覆する。第2成分との接触方法は、第1成分と同様な方法で行うことができ、第2成分の含有液を用いて接触させる場合は、第1成分の含有液を調製する方法と同様にして第2成分の含有液を調製することができる。これにより、第1成分からなる第1膜2aと、第2成分からなる第2膜2bとからなる接着膜2で被覆された培養細胞1が得られる。第1成分の第1膜2aと第2成分からなる第2膜2bとからなる積層膜は、繰り返し被覆をすることで、複数の被覆膜層を形成することが可能である。被腹膜層は、例えば1〜20層であり、好ましくは1〜10層であり、より好ましくは1〜5層である。そして、培養細胞1を含む細胞懸濁液は、細胞シート形成部材100の表面111上に滴下され、培養細胞1が播種される。その後、培養細胞1は、培養される。 When forming a laminated film composed of the first film 2a of the first component and the second film 2b consisting of the second component as the adhesive film 2, the cultured cells 1 coated with the first component are brought into contact with the second component. Thereby, it is covered with the second film 2b composed of the second component. The contact method with the second component can be carried out in the same manner as that of the first component, and in the case of contacting with the second component-containing liquid, the same as the method for preparing the first component-containing liquid. A liquid containing the second component can be prepared. As a result, the cultured cells 1 coated with the adhesive film 2 composed of the first film 2a composed of the first component and the second film 2b composed of the second component can be obtained. The laminated film composed of the first film 2a composed of the first component and the second film 2b composed of the second component can be repeatedly coated to form a plurality of coating film layers. The peritoneal layer is, for example, 1 to 20 layers, preferably 1 to 10 layers, and more preferably 1 to 5 layers. Then, the cell suspension containing the cultured cells 1 is dropped onto the surface 111 of the cell sheet forming member 100, and the cultured cells 1 are seeded. After that, the cultured cells 1 are cultured.

培養細胞1の三次元細胞シートを完成させるための培養条件は、培養する細胞に応じて適宜決定される。例えば、培養温度が、例えば、4〜60℃であり、好ましくは20〜40℃、より好ましくは30〜37℃であり、培養時間は、例えば、1〜168時間であり、好ましくは3〜24時間、より好ましくは3〜12時間である。これにより、接着膜2を介して、培養細胞1同士を接着させたり、増殖した培養細胞1同士を接着させたりして、三次元組織を有する細胞シート10を製造することができる(図5(c)参照。)。 The culture conditions for completing the three-dimensional cell sheet of the cultured cells 1 are appropriately determined according to the cells to be cultured. For example, the culture temperature is, for example, 4 to 60 ° C, preferably 20 to 40 ° C, more preferably 30 to 37 ° C, and the culture time is, for example, 1 to 168 hours, preferably 3 to 24. Time, more preferably 3-12 hours. Thereby, the cultured cells 1 can be adhered to each other or the grown cultured cells 1 can be adhered to each other via the adhesive membrane 2 to produce a cell sheet 10 having a three-dimensional tissue (FIG. 5 (FIG. 5). c) See.).

細胞シート10では、一次元方向に延在した培養細胞に重なるように、一次元方向に延在した他の培養細胞が培養されるため、一次元方向に延在した培養細胞の大きさと形状は、第1方向のみならず、第2方向、および、第1方向と第2方向とに直交する方向において、区々となる。結果として、三次元組織では、第1方向に延在して第2方向で隣り合う培養細胞間が、当該細胞よりも小さく、かつ、第1方向に延在した他の細胞で埋められる。したがって、三次元組織は、表面111に隣接する第1面を構成する1層目やその近い位置では、層構造が認められるが、培養細胞1の大きさや形状などのばらつきによって、表面111(第1面)から離れ、第1面と対向する第2面に近づくほど層構造は崩れ、培養細胞1の間の隙間に別の培養細胞1が入り込むように積み上がって構成される。細胞が配向性を有している三次元組織は、生体に近い状態で細胞を培養することができる。また、図5(d)に示すように、培養細胞1の細胞が有する配向性は、細胞の伸長方向を、例えば、特定方向である第1方向、あるいは、第1方向から第2方向に向かって若干傾いている方向に揃える性質である。すなわち、培養細胞1は、培養細胞1の伸長方向が一次元方向であり、例えば、特定方向である第1方向、あるいは、第1方向に対して前記第2方向に傾きを有する配向性を有する。 In the cell sheet 10, other cultured cells extending in the one-dimensional direction are cultured so as to overlap the cultured cells extending in the one-dimensional direction. Therefore, the size and shape of the cultured cells extending in the one-dimensional direction are large. , Not only in the first direction, but also in the second direction and in the direction orthogonal to the first direction and the second direction. As a result, in the three-dimensional tissue, the cells extending in the first direction and adjacent to each other in the second direction are filled with other cells smaller than the cells and extending in the first direction. Therefore, in the three-dimensional tissue, a layer structure is observed at the first layer constituting the first surface adjacent to the surface 111 and at a position close to the first layer, but the surface 111 (the first layer) due to variations in the size and shape of the cultured cells 1. The layer structure collapses as the surface moves away from the first surface and approaches the second surface facing the first surface, and the layers are stacked so that another cultured cell 1 enters the gap between the cultured cells 1. The three-dimensional tissue in which the cells are oriented can be cultured in a state close to that of a living body. Further, as shown in FIG. 5D, the orientation of the cells of the cultured cells 1 is such that the cell elongation direction is directed to, for example, the first direction, which is a specific direction, or the first direction to the second direction. It has the property of aligning in a slightly tilted direction. That is, the cultured cells 1 have an orientation in which the elongation direction of the cultured cells 1 is a one-dimensional direction, for example, a first direction which is a specific direction, or an orientation having an inclination in the second direction with respect to the first direction. ..

図4(a)に示すように、各平坦部130は、凹凸部140の長辺方向(第1方向)に延び、各平坦部130の幅は、一般的な細胞の大きさの1〜数倍程度である。そのため、図4(b)に示すように、平坦部130に接着する培養細胞1の位置は、平坦部130の範囲内に優先的に分布し、培養細胞1は、第1方向に細胞の長軸方向が配置されて直線状に連なる。すなわち、培養細胞1の伸長方向は、平坦部130の長辺方向と揃うように制御される。なお、図4(c)に示すように、上記(A)を満たさない細胞シート形成基材では、培養細胞1の配向性が制御されないため、細胞の長軸方向はランダムな方向で配置する。 As shown in FIG. 4A, each flat portion 130 extends in the long side direction (first direction) of the uneven portion 140, and the width of each flat portion 130 is 1 to several of the size of a general cell. It is about double. Therefore, as shown in FIG. 4B, the positions of the cultured cells 1 adhering to the flat portion 130 are preferentially distributed within the range of the flat portion 130, and the cultured cells 1 have the cell length in the first direction. Axial directions are arranged and they are connected in a straight line. That is, the elongation direction of the cultured cells 1 is controlled so as to be aligned with the long side direction of the flat portion 130. As shown in FIG. 4 (c), in the cell sheet forming substrate that does not satisfy the above (A), the orientation of the cultured cells 1 is not controlled, so that the cells are arranged in a random direction in the long axis direction.

また、図6(a)に示すように、細胞シート形成部材100の表面111上に位置する細胞懸濁液は、例えば、凹凸部140に接着する培養細胞1を含む。この際、各凹凸部140は、凹凸部140の長辺方向(第1方向)に延び、各凹凸部140の幅は、一般的な細胞の大きさの1〜数倍程度である。そのため、図6(b)に示すように、培養細胞1は、凹凸部140の範囲内に優先的に分布し、培養細胞1は、第1方向に細胞の長軸方向が配置されて直線状に連なる。すなわち、培養細胞1の伸長方向は、凹凸部140の長辺方向と揃うように制御される。なお、図6(c)が示すように、上記(A)を満たさない細胞シート形成基材では、培養細胞1の配向性が制御されないため、細胞の長軸方向はランダムな方向で存在する。 Further, as shown in FIG. 6A, the cell suspension located on the surface 111 of the cell sheet forming member 100 includes, for example, the cultured cells 1 that adhere to the uneven portion 140. At this time, each uneven portion 140 extends in the long side direction (first direction) of the uneven portion 140, and the width of each uneven portion 140 is about 1 to several times the size of a general cell. Therefore, as shown in FIG. 6B, the cultured cells 1 are preferentially distributed within the range of the uneven portion 140, and the cultured cells 1 are linearly arranged in the long axis direction of the cells in the first direction. To be connected to. That is, the elongation direction of the cultured cells 1 is controlled so as to be aligned with the long side direction of the uneven portion 140. As shown in FIG. 6 (c), in the cell sheet-forming substrate that does not satisfy the above (A), the orientation of the cultured cells 1 is not controlled, so that the long axis direction of the cells exists in a random direction.

一方、上記(A)を満たす細胞シート形成基材では、図7(a)に示すように、細胞シート形成部材100に保持された細胞懸濁液の培養細胞1が、平坦部130に対して優先的に接着する細胞であり、平坦部130よりも劣勢ではあるが、凹凸部140に対する接着を許容された細胞でもある。あるいは、細胞シート形成部材100に保持された細胞懸濁液の培養細胞1が、凹凸部140に対して優先的に接着する細胞であり、凹凸部140よりも劣勢ではあるが、平坦部130に対する接着を許容された細胞でもある。 On the other hand, in the cell sheet-forming substrate satisfying the above (A), as shown in FIG. 7 (a), the cultured cells 1 of the cell suspension held on the cell sheet-forming member 100 are attached to the flat portion 130. It is a cell that preferentially adheres, and is inferior to the flat portion 130, but is also a cell that is allowed to adhere to the uneven portion 140. Alternatively, the cultured cells 1 of the cell suspension held in the cell sheet forming member 100 are cells that preferentially adhere to the uneven portion 140, which is inferior to the uneven portion 140 but to the flat portion 130. It is also a cell that is allowed to adhere.

このような場合、図7(b)に示すように、平坦部130、および、凹凸部140は、第1方向に延び、第2方向に交互に配置される。そのため、細胞シート形成部材の表面111では、例えば、平坦部130に優先的に接着された培養細胞1が有する配向性が、平坦部130の構造、および、それを区画する凹凸部140の構造によって制御される。 In such a case, as shown in FIG. 7B, the flat portion 130 and the uneven portion 140 extend in the first direction and are alternately arranged in the second direction. Therefore, on the surface 111 of the cell sheet forming member, for example, the orientation of the cultured cells 1 preferentially adhered to the flat portion 130 depends on the structure of the flat portion 130 and the structure of the uneven portion 140 that partitions the flat portion 130. Be controlled.

そして、相互に隣り合う平坦部130に挟まれた凹凸部140においては、平坦部130よりも劣勢ではあるが、凹凸部140に接着した培養細胞1にて、平坦部130による配向性の制御が反映される。結果として、図7(c)が示すように、細胞の長軸方向が第1方向のような一次元方向に揃うように配向性を制御された培養細胞1が表面111の全体に広がり、これによって、細胞シート10が形成される。 The uneven portion 140 sandwiched between the flat portions 130 adjacent to each other is inferior to the flat portion 130, but the cultured cells 1 adhered to the uneven portion 140 control the orientation by the flat portion 130. It will be reflected. As a result, as shown in FIG. 7 (c), the cultured cells 1 whose orientation is controlled so that the long axis direction of the cells is aligned in a one-dimensional direction such as the first direction spreads over the entire surface 111. To form the cell sheet 10.

あるいは、凹凸部140に優先的に接着された培養細胞1の配向性が、凹凸部140の構造、および、それを区画する平坦部130の構造によって制御される。そして、相互に隣り合う凹凸部140に挟まれた平坦部130においては、凹凸部140よりも劣勢ではあるが、平坦部130に接着した培養細胞1にて、凹凸部140による配向性の制御が反映される。結果として、細胞の長軸方向が第1方向のような一次元方向に揃うように配向性を制御された培養細胞1が表面111の全体に広がり、これによって、細胞シート10が形成される。 Alternatively, the orientation of the cultured cells 1 preferentially adhered to the uneven portion 140 is controlled by the structure of the uneven portion 140 and the structure of the flat portion 130 that partitions the uneven portion 140. The flat portion 130 sandwiched between the uneven portions 140 adjacent to each other is inferior to the uneven portion 140, but the cultured cells 1 adhered to the flat portion 130 can control the orientation by the uneven portion 140. It will be reflected. As a result, the cultured cells 1 whose orientation is controlled so that the long-axis directions of the cells are aligned in a one-dimensional direction such as the first direction spread over the entire surface 111, thereby forming the cell sheet 10.

上記実施形態に記載の細胞シート形成部材、細胞シート形成部材の製造方法、および、細胞シートの製造方法における実施例を以下に説明する。
<実施例1>
<細胞シート形成部材の作製>
先ず、細胞シート形成部材100の凹凸部140を転写によって形成するためのニッケル製凹版を作製した。次いで、ニッケル製凹版をスタンパとして用い、ナノインプリント法によって、ポリスチレンシートに凹凸部140を加工し、それによって、実施例1の細胞シート形成部材100を作製した。実施例1の細胞シート形成部材100における平坦部130は、第1方向に延びる形状を有し、かつ、細胞シート形成部材100の表面における全体で、第1方向と交差する第2方向に並び、各平坦部130の幅(第2方向での長さ)は10μmであった。各凹凸部140は、相互に隣り合う平坦部130の間を埋める複数の段差構造を備え、相互に隣り合う平坦部130間の第2方向での長さは10μmであり、凹凸部140における凸部141のピッチは300nmであった。凹凸部140における各凸部の高さはAFMを用いて測定し、凹部の底面から凸部の先端までの高さの平均は、446nmであった。また、凹部の底面から平坦部までの高さの平均は455nmであった。そして、実施例1の細胞シート形成部材100を、直径8.8mmの円形に裁断し、裁断後の細胞シート形成部材100にUV照射を行い、この滅菌処理を行った後に、細胞培養試験に使用した。
Examples of the cell sheet forming member, the method for producing the cell sheet forming member, and the method for producing the cell sheet according to the above embodiment will be described below.
<Example 1>
<Preparation of cell sheet forming member>
First, a nickel intaglio was prepared for forming the uneven portion 140 of the cell sheet forming member 100 by transfer. Next, using a nickel intaglio plate as a stamper, the polystyrene sheet was processed with an uneven portion 140 by a nanoimprint method, whereby the cell sheet forming member 100 of Example 1 was produced. The flat portion 130 in the cell sheet forming member 100 of Example 1 has a shape extending in the first direction, and is aligned in the second direction intersecting the first direction as a whole on the surface of the cell sheet forming member 100. The width (length in the second direction) of each flat portion 130 was 10 μm. Each uneven portion 140 has a plurality of step structures that fill the space between the flat portions 130 that are adjacent to each other, and the length between the flat portions 130 that are adjacent to each other in the second direction is 10 μm, and the convex portion in the uneven portion 140. The pitch of the portion 141 was 300 nm. The height of each convex portion in the concave-convex portion 140 was measured by using AFM, and the average height from the bottom surface of the concave portion to the tip of the convex portion was 446 nm. The average height from the bottom surface of the recess to the flat portion was 455 nm. Then, the cell sheet forming member 100 of Example 1 is cut into a circle having a diameter of 8.8 mm, the cut cell sheet forming member 100 is irradiated with UV, and after this sterilization treatment, it is used for a cell culture test. bottom.

<細胞培養試験>
先ず、マウス由来の筋芽細胞(C2C12細胞、DSファーマバイオメディカル社製)を細胞培養用フラスコ(25cm)で培養した。培養条件は、FBS(ウシ胎仔血清)10%添加したDMEM(ダルベッコ改変イーグル培地)を用い、37℃、5%CO雰囲気下で行った。細胞の回収にはトリプシンを用い、定法に従い実施した。回収した細胞について血球計算版を用いて細胞数を計測した。
<Cell culture test>
First, mouse-derived myoblasts (C2C12 cells, manufactured by DS Pharma Biomedical) were cultured in a cell culture flask (25 cm 2 ). The culture conditions were DMEM (Dulbecco modified Eagle's medium) supplemented with 10% FBS (fetal bovine serum) at 37 ° C. and 5% CO 2 atmosphere. Trypsin was used for cell recovery, and the procedure was followed. The number of collected cells was counted using a hemocytometer.

回収した細胞に、2種類の細胞接着成分をコーティングする操作を、細胞積層キットCellFeuille(登録商標)(住友ベークライト株式会社)を使用し、プロトコールに従って行った。具体的には、細胞懸濁液を遠心(200g)し、上清を除去後、細胞ペレットを溶液A(第1溶液に相当)に懸濁し、細胞表面に成分A(第1成分に相当)をコーティングした。次に、溶液Aの細胞懸濁液を遠心し、溶液Aを除去した。残った細胞ペレットを洗浄液に懸濁し、遠心後、洗浄液を除去した。 The operation of coating the collected cells with two types of cell adhesion components was carried out using a cell lamination kit CellFeille (registered trademark) (Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) according to a protocol. Specifically, the cell suspension is centrifuged (200 g), the supernatant is removed, the cell pellet is suspended in solution A (corresponding to the first solution), and component A (corresponding to the first component) is placed on the cell surface. Was coated. Next, the cell suspension of Solution A was centrifuged to remove Solution A. The remaining cell pellet was suspended in a washing solution, and after centrifugation, the washing solution was removed.

次に、細胞ペレットを溶液B(第2溶液に相当)に懸濁し、細胞表面に成分B(第2成分に相当)をコーティングした。次に、溶液Bの細胞懸濁液を遠心し、溶液Bを除去した。残った細胞ペレットを洗浄液に懸濁し、遠心後、洗浄液を除去した。 Next, the cell pellet was suspended in solution B (corresponding to the second solution), and the cell surface was coated with component B (corresponding to the second component). Next, the cell suspension of Solution B was centrifuged to remove Solution B. The remaining cell pellet was suspended in a washing solution, and after centrifugation, the washing solution was removed.

上記の操作により、細胞表面に成分Aと成分Bを層状にコーティングされた細胞が得られた。続いて上記のコーティング操作を3回行った。最後に溶液Aに懸濁し、遠心にて溶液Aを除去した後、洗浄液に懸濁した。 By the above operation, a cell having a layered coating of component A and component B on the cell surface was obtained. Subsequently, the above coating operation was performed three times. Finally, it was suspended in Solution A, and after removing Solution A by centrifugation, it was suspended in a washing solution.

以上の操作により、細胞表面に成分Aと成分Bが交互にコーティングされた細胞が得られた。血球計算版を用いて細胞数を計測した後、上清を除去し、培地を用いて1×10細胞/mlの細胞濃度になるように細胞懸濁液を調整した。By the above operation, cells in which component A and component B were alternately coated on the cell surface were obtained. After the measurement of the number of cells using a hemacytometer, the supernatant was removed to adjust the cell suspension to give a cell concentration of 1 × 10 6 cells / ml using a medium.

次いで、細胞培養用マルチウェルプレート(48孔)の底面に、直径8.8mmの円形に裁断した実施例1の細胞シート形成部材100を設置した。細胞シート形成部材100を設置したマルチウェルプレートにキット付属の洗浄液を0.2mlずつ分注した後、洗浄液を除去して、溶液Cを0.2mlずつ分注し、37℃に設定したCOインキュベーター(5%CO)に1hr静置した。なお、溶液Cは、コラーゲンを主成分とした細胞接着を高めるための足場材である。Next, the cell sheet forming member 100 of Example 1 cut into a circle having a diameter of 8.8 mm was placed on the bottom surface of the multi-well plate (48 holes) for cell culture. After dispensing 0.2 ml of the cleaning solution attached to the kit to the multi-well plate on which the cell sheet forming member 100 was installed, the cleaning solution was removed, 0.2 ml of solution C was dispensed, and CO 2 was set at 37 ° C. The cells were allowed to stand in an incubator (5% CO 2) for 1 hr. The solution C is a scaffolding material containing collagen as a main component for enhancing cell adhesion.

1hr静置後に溶液Cを除去し、洗浄液0.2mlで洗浄した後に、細胞接着成分をコーティングした筋芽細胞を1mlずつ播種した。COインキュベーターで24時間以上培養した後に培地交換を行い、1日ごとに培地交換を行った。After standing for 1 hr, the solution C was removed, washed with 0.2 ml of a washing solution, and then 1 ml of myoblasts coated with a cell adhesion component were seeded. After culturing in a CO 2 incubator for 24 hours or more, the medium was exchanged, and the medium was exchanged every day.

培養開始3日後に、積層培養した細胞を回収し、観察に用いた。積層培養した細胞を、細胞シート形成部材100に接着した状態で、4%パラホルムアルデヒド(リン酸緩衝生理食塩水)を用い、室温で10分間固定し、固定に用いた溶液を除去後、リン酸緩衝生理食塩水で洗浄した。 Three days after the start of the culture, the cells that had been laminated and cultured were collected and used for observation. The stacked and cultured cells were fixed on the cell sheet forming member 100 with 4% paraformaldehyde (phosphate buffered saline) at room temperature for 10 minutes, and after removing the solution used for fixing, phosphoric acid was used. Washed with buffered saline.

続いて、0.5%トライトンX−100を含むリン酸緩衝生理食塩水を用い、室温で5分間処理し、透過処理を行った。リン酸緩衝生理食塩水で洗浄した後、100nMに希釈したacti−stain488ファロイジン(Cytoskeleton社製)溶液に30分間浸し、染色を行った。染色後の細胞シート形成部材100を、リン酸緩衝食塩水で洗浄した後、封入剤(Antifade mounting medium,Fluka社製)を滴下したスライドガラスに張り合わせ、観察用のスライドガラスを作製した。そして、共焦点レーザー顕微鏡(オリンパス社製)を用いて、細胞の配向性を観察した。結果として、細胞シート形成部材100において、細胞の伸長方向が一次元方向に揃った状態が認められた。図5(d)が筋芽細胞の蛍光染色画像である。筋芽細胞の表面からは、培養細胞1の伸長方向が特定方向である第1方向に対して上記第2方向に傾きを有する配向性が認められる。 Subsequently, a phosphate buffered saline solution containing 0.5% Triton X-100 was used for treatment at room temperature for 5 minutes for permeation treatment. After washing with phosphate buffered saline, it was immersed in a solution of acti-stein488 phalloidin (manufactured by Cytoskeleton) diluted to 100 nM for 30 minutes for staining. The stained cell sheet forming member 100 was washed with a phosphate buffered saline solution, and then attached to a slide glass to which an encapsulant (Antifade mounting medium, manufactured by Fluka) was dropped to prepare a slide glass for observation. Then, the orientation of the cells was observed using a confocal laser scanning microscope (manufactured by Olympus). As a result, in the cell sheet forming member 100, a state in which the extending directions of the cells were aligned in the one-dimensional direction was observed. FIG. 5D is a fluorescence-stained image of myoblasts. From the surface of the myoblasts, an orientation having an inclination in the second direction with respect to the first direction in which the elongation direction of the cultured cells 1 is a specific direction is recognized.

積層培養した細胞を、細胞シート形成部材100に接着した状態で、4%パラホルムアルデヒド(リン酸緩衝生理食塩水)を用い、室温で10分間固定し、固定に用いた溶液を除去後、リン酸緩衝生理食塩水で洗浄した。次いで、組織の脱水のため、50%エタノール溶液、70%エタノール溶液、80%エタノール溶液、90%エタノール溶液、95%エタノール溶液、100%エタノール溶液の順に半日ずつ浸漬し、置換し操作を行った。 The stacked and cultured cells were fixed on the cell sheet forming member 100 with 4% paraformaldehyde (phosphate buffered saline) at room temperature for 10 minutes, and after removing the solution used for fixing, phosphoric acid was used. Washed with buffered saline. Then, for tissue dehydration, 50% ethanol solution, 70% ethanol solution, 80% ethanol solution, 90% ethanol solution, 95% ethanol solution, and 100% ethanol solution were immersed in this order for half a day, and replaced. ..

次に、Technovit7100(Kulzer社)を用いて組織の包埋を行った。具体的には予備置換液を用いて、脱エタノールを行い、置換液とhardenerIIとを、11対1の割合で混合し、積層培養した細胞を、細胞シート形成部材100に接着した状態で包埋した。包埋した組織は、適当な大きさにトリミングした後、ミクロトームを使用して、切片を作製し、組織の断面を観察した。 Next, tissue embedding was performed using Technovit7100 (Kulzer). Specifically, deethanolation is performed using a preliminary replacement solution, the replacement solution and hardenerII are mixed at a ratio of 11: 1, and the cells laminated and cultured are embedded in a state of being adhered to the cell sheet forming member 100. bottom. The embedded tissue was trimmed to an appropriate size, then a section was prepared using a microtome, and the cross section of the tissue was observed.

以上、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
(1)配向性を有した三次元組織が構成された細胞シート10を製造することができる。
As described above, according to the above embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) A cell sheet 10 having an oriented three-dimensional tissue can be produced.

(2)培養細胞1は接着膜2を介して三次元に組織化される。
(3)細胞の伸長方向が第1方向に沿った配向性や、細胞の伸長方向が第1方向から若干の傾きを有した方向に沿った配向性をするように細胞を培養することができる。
(2) The cultured cells 1 are three-dimensionally organized via the adhesive membrane 2.
(3) The cells can be cultured so that the elongation direction of the cells is oriented along the first direction and the elongation direction of the cells is oriented along a direction having a slight inclination from the first direction. ..

(4)三次元組織は、表面111に隣接する1層目やその近い位置では、層構造を有するが、表面111から離れるほど層構造は崩れ、培養細胞1の大きさなどのばらつきによって、培養細胞1の間の隙間に別の培養細胞1が入り込むように積み上がったものとすることができる。 (4) The three-dimensional tissue has a layer structure at the first layer adjacent to the surface 111 or at a position close to the surface 111, but the layer structure collapses as the distance from the surface 111 increases, and the cells are cultured due to variations in the size of the cultured cells 1. It can be assumed that another cultured cell 1 is stacked so as to enter the gap between the cells 1.

(5)細胞シート形成部材100は、表面111に平坦部130と凹凸部140とを備えるので、平坦部130に対する接着が優勢である細胞と、凹凸部140に対する接着が優勢である細胞との両方に適用することができる。これにより、細胞シート形成部材100の汎用性を高めることができる。 (5) Since the cell sheet forming member 100 includes the flat portion 130 and the uneven portion 140 on the surface 111, both the cell in which the adhesion to the flat portion 130 is predominant and the cell in which the adhesion to the uneven portion 140 is predominant. Can be applied to. Thereby, the versatility of the cell sheet forming member 100 can be enhanced.

(6)筋芽細胞、線維芽細胞、および、心筋細胞などの配向性を有した三次元組織を備えた細胞シートを製造することができる。
(7)配向性を有した三次元組織は、生体に近い状態で細胞を培養するため、薬剤応答性などが生体に近いことが期待される。したがって、再生医寮における移植用組織においても効果を期待することができる。
(6) A cell sheet having oriented three-dimensional tissues such as myoblasts, fibroblasts, and cardiomyocytes can be produced.
(7) Since the three-dimensional tissue having orientation cultivates cells in a state close to that of a living body, it is expected that the drug responsiveness or the like is close to that of a living body. Therefore, it can be expected to be effective in transplantation organizations in regenerative dormitories.

(8)二次元組織の細胞シートを積み上げる作業などが不要となる点で細胞シートの汚染リスクを減らすことができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(8) The risk of cell sheet contamination can be reduced in that the work of stacking the cell sheets of the two-dimensional tissue is not required.
The above embodiment may be modified as follows.

・筋芽細胞、線維芽細胞、および、心筋細胞などの配向性を有した三次元組織で細胞シート10を製造できるほか、さらに、配向性を有した細胞に、血管内皮細胞等の内皮細胞、腸管上皮細胞等の上皮細胞、iPS細胞や間葉系幹細胞等の幹細胞を混合して播種、あるいは配向性を有する細胞の組織層間に播種して三次元組織を備えた細胞シート10を製造することもできる。 -The cell sheet 10 can be produced from oriented three-dimensional tissues such as myoblasts, fibroblasts, and myocardial cells, and further, the oriented cells include endothelial cells such as vascular endothelial cells. A cell sheet 10 having a three-dimensional tissue is produced by mixing epithelial cells such as intestinal epithelial cells and stem cells such as iPS cells and mesenchymal stem cells and seeding them, or seeding them between tissue layers of oriented cells. You can also.

・細胞シート形成部材100の表面111は、細胞の接着性を高めることを目的として、例えば、ラミニン、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ポリーリシン(PDLまたはPLL)、ヒアルロン酸などの細胞外マトリックス、ポリマー、ゲル等の接着因子を含む有機物が塗布されてもよく、あるいは、金属から構成される面であってもよい。また、細胞シート形成部材100の表面111は、細胞の接着性や細胞シートの平坦性を高めることを目的として、親水性、あるいは、疎水性を有してもよい。 The surface 111 of the cell sheet forming member 100 is an extracellular matrix such as laminin, collagen, gelatin, fibronectin, polylysine (PDL or PLL), hyaluronic acid, polymer, gel, for the purpose of enhancing cell adhesion. An organic substance containing an adhesion factor such as the above may be applied, or the surface may be composed of a metal. Further, the surface 111 of the cell sheet forming member 100 may have hydrophilicity or hydrophobicity for the purpose of enhancing the adhesiveness of cells and the flatness of cell sheets.

・細胞懸濁液中には、細胞外基質産生促進因子を添加するようにしてもよい。細胞外基質産生促進因子としては、例えば、TGF−β1、TGF−β3、アスコルビン酸、アスコルビン酸2リン酸またはその誘導体あるいはそれらの塩を挙げることができる。コラーゲン産生の観点から、アスコルビン酸、アスコルビン酸2リン酸またはそれらの誘導体およびその塩(例えば、ナトリウム塩、マグネシウム塩、カリウム塩など)とすることが好ましい。アスコルビン酸としては、L体であることが好ましい。 -Extracellular matrix production promoting factor may be added to the cell suspension. Examples of the extracellular matrix production promoting factor include TGF-β1, TGF-β3, ascorbic acid, ascorbic acid diphosphate or a derivative thereof, or a salt thereof. From the viewpoint of collagen production, ascorbic acid, ascorbic acid diphosphate or derivatives thereof and salts thereof (for example, sodium salt, magnesium salt, potassium salt, etc.) are preferable. The ascorbic acid is preferably L-form.

[細胞シート形成部材]
・凸部141の有する形状は、円錐や角錐などの錐状、円柱や角柱などの柱状、円錐台や角錐台などの錐台状、および、半球状の何れか1種とすることが可能である。
[Cell sheet forming member]
-The shape of the convex portion 141 can be any one of a cone such as a cone and a pyramid, a column such as a cylinder and a pyramid, a frustum such as a truncated cone and a frustum, and a hemispherical shape. be.

・凸部141の位置は、四角格子上の各格子点、六角格子上の各格子点、さらには、凹凸部140において不規則とすることも可能である。
・凹凸部140の有する形状は、第1方向に延びる直線状に限らず、第1方向に延びる折れ線状や、第1方向に延びる曲線状に変更することも可能である。
The position of the convex portion 141 can be irregular at each grid point on the square grid, each grid point on the hexagonal lattice, and further at the uneven portion 140.
The shape of the uneven portion 140 is not limited to a straight line extending in the first direction, but can be changed to a polygonal line extending in the first direction or a curved line extending in the first direction.

・凹凸部140の底面と平坦部130とを面一に変更すること、すなわち、凸部141の基端部と平坦部130とを面一に変更することも可能である。なお、上述したように、凹凸部140の先端面と平坦部130とを面一とする構成は、細胞シートの平坦性を高める観点において好適である。 It is also possible to change the bottom surface of the uneven portion 140 and the flat portion 130 to be flush with each other, that is, to change the base end portion of the convex portion 141 and the flat portion 130 to be flush with each other. As described above, the configuration in which the tip surface of the uneven portion 140 and the flat portion 130 are flush with each other is suitable from the viewpoint of improving the flatness of the cell sheet.

・凹凸部140を構成する段差構造を、凹部に変更することも可能であり、凹部と凸部との両方に変更することも可能である。例えば、凹凸部140は、平坦部130に連続する1つの側面を備え、該側面に複数の凹部が形成された構造に変更することも可能である。 -The step structure constituting the uneven portion 140 can be changed to a concave portion, and can be changed to both a concave portion and a convex portion. For example, the uneven portion 140 may be changed to a structure in which one side surface continuous with the flat portion 130 is provided and a plurality of concave portions are formed on the side surface.

・1つの凹凸部140の幅と、他の凹凸部140の幅とは、相互に異なる構成であってもよいし、相互に等しい構成であってもよい。なお、1つの凹凸部140の幅と、他の凹凸部140の幅とが、相互に等しい構成であれば、細胞シートが有する特性について、第2方向での均一性を高めることが可能となる。 -The width of one uneven portion 140 and the width of the other uneven portion 140 may be different from each other or may be equal to each other. If the width of one uneven portion 140 and the width of the other uneven portion 140 are equal to each other, it is possible to enhance the uniformity of the characteristics of the cell sheet in the second direction. ..

・1つの平坦部130の幅と、他の平坦部130の幅とは、相互に異なる構成であってもよいし、相互に等しい構成であってもよい。なお、1つの平坦部130の幅と、他の平坦部130の幅とが、相互に等しい構成であれば、細胞シートが有する特性について、第2方向での均一性を高めることが可能となる。 -The width of one flat portion 130 and the width of the other flat portion 130 may be different from each other or may be equal to each other. If the width of one flat portion 130 and the width of the other flat portion 130 are equal to each other, it is possible to enhance the uniformity of the characteristics of the cell sheet in the second direction. ..

・平坦部130の幅と、凹凸部140の幅とは、相互に異なる構成であってもよいし、相互に等しい構成であってもよい。例えば、細胞の接着が平坦部130において優勢である場合、平坦部130の幅は、配向性を制御できる範囲であって、かつ、凹凸部140の幅よりも大きいことが好適である。また、細胞の接着が凹凸部140において優勢である場合、凹凸部140の幅は、配向性を制御できる範囲であって、かつ、平坦部130の幅よりも大きいことが好適である。 The width of the flat portion 130 and the width of the uneven portion 140 may be different from each other or may be equal to each other. For example, when cell adhesion is predominant in the flat portion 130, it is preferable that the width of the flat portion 130 is within a range in which the orientation can be controlled and is larger than the width of the uneven portion 140. Further, when cell adhesion is predominant in the uneven portion 140, it is preferable that the width of the uneven portion 140 is within a range in which the orientation can be controlled and is larger than the width of the flat portion 130.

・平坦部130と凹凸部140とが交互に並ぶ第2方向は、第1方向と直交する方向に限らず、第1方向と交差する方向であれば、例えば、第1方向と形成する角度が45°である方向とすることも可能である。 The second direction in which the flat portion 130 and the uneven portion 140 are alternately arranged is not limited to the direction orthogonal to the first direction, but if the direction intersects the first direction, for example, the angle formed with the first direction is It is also possible to set the direction to be 45 °.

・細胞シート形成部材は、凹版を用いた転写体に限らず、凸版を用いた転写体であってもよく、さらに、射出成形による成形体とすることも可能である。すなわち、射出成形を用いて細胞シート成形部材を製造することも可能である。 -The cell sheet forming member is not limited to a transfer body using an intaglio, but may be a transfer body using a letterpress, and may be a molded body by injection molding. That is, it is also possible to manufacture a cell sheet molding member by using injection molding.

・細胞シート形成部材は、マルチウェルプレート、シャーレ、フラスコ、チェンバースライドなど、細胞懸濁液を保持可能なものであれば、それに適用することができる。 -The cell sheet forming member can be applied to any one capable of holding a cell suspension, such as a multi-well plate, a petri dish, a flask, and a chamber slide.

1…培養細胞、2…接着膜、2a…第1膜、2b…第2膜、10…細胞シート、100…細胞シート形成部材、110…培養皿、111…表面、120…蓋、130…平坦部、140…凹凸部、141…凸部、142…凹部、150…凹版、151…凹部、160…基材。 1 ... cultured cells, 2 ... adhesive membranes, 2a ... first membranes, 2b ... second membranes, 10 ... cell sheets, 100 ... cell sheet forming members, 110 ... culture dishes, 111 ... surfaces, 120 ... lids, 130 ... flat Part, 140 ... Concavo-convex part, 141 ... Convex part, 142 ... Concave, 150 ... Concave plate, 151 ... Concave, 160 ... Base material.

Claims (12)

細胞シートの製造方法であって、
前記細胞シートは、細胞シート形成部材の表面に形成されるものであり、
前記表面は、第1方向に延びる形状を有し、かつ、前記表面の全体で前記第1方向と交差する第2方向に並ぶ複数の平坦部と、相互に隣り合う前記平坦部の間を埋める複数の段差構造を備える複数の凹凸部と、を備え、
前記段差構造は、凸部と凹部との何れか一方であり、
前記製造方法は、前記平坦部および前記凹凸部の何れか一方に対する接着が他方に対する接着よりも優勢である細胞を前記細胞シート形成部材の前記表面に接着させて、前記細胞シート形成部材の表面に、前記第1方向に配向性を有した細胞の三次元組織を備えた細胞シートを形成することを含む、
細胞シートの製造方法。
It is a method for manufacturing cell sheets.
The cell sheet is formed on the surface of the cell sheet forming member, and is formed on the surface of the cell sheet forming member.
The surface has a shape extending in the first direction, and fills the space between a plurality of flat portions arranged in the second direction intersecting the first direction and the flat portions adjacent to each other. With multiple uneven parts with multiple step structures,
The step structure is either a convex portion or a concave portion, and the step structure is one of a convex portion and a concave portion.
In the manufacturing method, a cell in which adhesion to either one of the flat portion and the uneven portion is superior to adhesion to the other is adhered to the surface of the cell sheet forming member, and the cell is attached to the surface of the cell sheet forming member. Includes forming a cell sheet with a three-dimensional tissue of cells oriented in the first direction.
How to make a cell sheet.
前記細胞シートを形成することは、
前記細胞を培養して培養細胞を作製することと、
前記培養細胞を、少なくとも1層の被覆膜層からなる接着膜で被覆することと、
前記被覆された培養細胞を前記細胞シート形成部材の前記表面に播種することと、
前記被覆された培養細胞を培養して前記接着膜によって互いに接着させて、前記配向性を有する前記細胞の三次元組織を形成することと、を含む、
請求項1に記載の細胞シートの製造方法。
Forming the cell sheet is
To produce cultured cells by culturing the cells,
By covering the cultured cells with an adhesive membrane composed of at least one coating film layer,
Seeding the coated cultured cells on the surface of the cell sheet forming member, and
It comprises culturing the coated cultured cells and adhering them to each other by the adhesive membrane to form a three-dimensional tissue of the cells having the orientation.
The method for producing a cell sheet according to claim 1.
前記細胞シートは、細胞の伸長方向が前記第1方向に対して前記第2方向に傾きを有している配向性を有した三次元組織を備える
請求項2に記載の細胞シートの製造方法。
The method for producing a cell sheet according to claim 2, wherein the cell sheet comprises a three-dimensional tissue having an orientation in which the cell elongation direction is inclined in the second direction with respect to the first direction.
前記細胞シートの前記細胞の間は、当該細胞よりも小さく、かつ、前記第1方向に配向性を有した他の細胞で埋められている
請求項3に記載の細胞シートの製造方法。
The method for producing a cell sheet according to claim 3, wherein the cells of the cell sheet are filled with other cells that are smaller than the cells and have orientation in the first direction.
前記細胞シートは、前記細胞シート形成部材から厚み方向に離れるほど、崩れた層構造を有する細胞で形成されている
請求項3または4に記載の細胞シートの製造方法。
The method for producing a cell sheet according to claim 3 or 4, wherein the cell sheet is formed of cells having a collapsed layer structure as the distance from the cell sheet forming member increases in the thickness direction.
前記細胞シート形成部材において培養される細胞は、筋芽細胞、線維芽細胞、および、心筋細胞からなる群から選ばれた少なくとも1種である
請求項1ないし5のうち何れか1項に記載の細胞シートの製造方法。
The cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the cell cultured in the cell sheet forming member is at least one selected from the group consisting of myoblasts, fibroblasts, and cardiomyocytes. How to make a cell sheet.
各凹凸部は、相互に隣り合う前記平坦部の間を埋める複数の前記段差構造を備え、前記段差構造は、100nm以上10μm以下のピッチを有する
請求項1ないし6のうち何れか1項に記載の細胞シートの製造方法。
The method according to any one of claims 1 to 6, wherein each uneven portion includes a plurality of the stepped structures that fill the space between the flat portions adjacent to each other, and the stepped structure has a pitch of 100 nm or more and 10 μm or less. How to make a cell sheet.
前記平坦部は、凸部の頂面であり、
前記凹凸部は、相互に隣り合う前記平坦部に挟まれた凹部と、前記凹部の底面に設けられた複数の凸部とを備えている
請求項1ないし7のうち何れか1項に記載の細胞シートの製造方法。
The flat portion is the top surface of the convex portion.
The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the uneven portion includes a concave portion sandwiched between the flat portions adjacent to each other and a plurality of convex portions provided on the bottom surface of the concave portion. How to make a cell sheet.
互いに接着された細胞を含み、
前記細胞が配向性を有し、かつ該細胞の三次元組織が構成されている、
細胞シート。
Contains cells that are adhered to each other
The cell has orientation and constitutes a three-dimensional tissue of the cell.
Cell sheet.
前記細胞は、前記細胞の伸長方向が特定方向である第1方向に対して、前記第1方向に交差する第2方向に傾いた配向性を有している
請求項9に記載の細胞シート。
The cell sheet according to claim 9, wherein the cells have an orientation inclined in a second direction intersecting the first direction with respect to a first direction in which the extension direction of the cells is a specific direction.
前記細胞の間が、当該細胞よりも小さく、かつ、前記第1方向に配向性を有した他の細胞で埋められている
請求項9または10に記載の細胞シート。
The cell sheet according to claim 9 or 10, wherein the space between the cells is smaller than that of the cells and is filled with other cells oriented in the first direction.
前記細胞シートは、前記細胞シートの第1面から前記第1面と対向する第2面に近づくほど崩れた層構造を有する細胞で形成されている
請求項9ないし11のうち何れか1項に記載の細胞シート。
The cell sheet according to any one of claims 9 to 11, wherein the cell sheet is formed of cells having a layered structure that collapses as it approaches the second surface facing the first surface from the first surface of the cell sheet. The cell sheet of the description.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007105418A1 (en) * 2006-02-24 2007-09-20 Kuraray Co., Ltd. Cell culture container and method of producing the same
JP2010017128A (en) * 2008-07-10 2010-01-28 Toyota Central R&D Labs Inc Cultured cell-handling article, production method thereof and use thereof
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007105418A1 (en) * 2006-02-24 2007-09-20 Kuraray Co., Ltd. Cell culture container and method of producing the same
JP2010017128A (en) * 2008-07-10 2010-01-28 Toyota Central R&D Labs Inc Cultured cell-handling article, production method thereof and use thereof
JP2012115254A (en) * 2010-11-11 2012-06-21 Osaka Univ Three-dimensional structural body of cell and method for producing the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CELL ADHESION & MIGRATION, 2014,VOL.8, ISSUE 5, P.440-451, JPN6022028664, ISSN: 0004824087 *

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