WO2017154201A1 - 評価装置、観察装置、及びプログラム - Google Patents

評価装置、観察装置、及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2017154201A1
WO2017154201A1 PCT/JP2016/057779 JP2016057779W WO2017154201A1 WO 2017154201 A1 WO2017154201 A1 WO 2017154201A1 JP 2016057779 W JP2016057779 W JP 2016057779W WO 2017154201 A1 WO2017154201 A1 WO 2017154201A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cell
marker
information
unit
differentiation
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/057779
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宏昭 紀伊
泰次郎 清田
魚住　孝之
美保 古江
三佳 菅
Original Assignee
株式会社ニコン
国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ニコン, 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所 filed Critical 株式会社ニコン
Priority to PCT/JP2016/057779 priority Critical patent/WO2017154201A1/ja
Publication of WO2017154201A1 publication Critical patent/WO2017154201A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology

Definitions

  • the present invention relates to an evaluation device, an observation device, and a program.
  • techniques for evaluating the culture state of cells are fundamental techniques in a wide range of fields including advanced medical fields such as regenerative medicine and drug screening.
  • advanced medical fields such as regenerative medicine and drug screening.
  • regenerative medicine there is a process for growing and differentiating cells in vitro.
  • it is required to accurately evaluate the culture state of the cells, such as the success or failure of the differentiation of the cells, the presence or absence of canceration or infection of the cells.
  • a method for determining a culture state of a cell by performing image processing on an image obtained by imaging the cell see Patent Document 1.
  • a control experiment may be performed by comparing the experimental results of the control group with the experimental results of the control group.
  • it has been impossible to accurately evaluate the state of cell culture such as the success or failure of cell differentiation, the canceration of cells, and the presence or absence of infection.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and is an evaluation apparatus, an observation apparatus, and a program that can accurately evaluate the state of cell culture such as the success or failure of cell differentiation, the canceration of cells, and the presence or absence of infection. It is an issue to provide.
  • a marker for determining a state of a cell to be observed is determined based on information on a marker for evaluating a cell state and information on a cell to be observed.
  • An evaluation apparatus including a marker selection unit.
  • the observation apparatus includes an imaging device that images the observation target cell and the above-described evaluation device.
  • the computer determines the state of the cell to be observed based on information on a marker for evaluating the state of the cell and information on the cell to be observed.
  • This is a program for executing a marker selection step for determining a marker to be performed.
  • the present invention it is possible to accurately evaluate the state of cell culture such as the success or failure of cell differentiation, the canceration of cells, and the presence or absence of infection.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of differentiation induction of the nervous system.
  • Undifferentiated cells CT1 differentiate into neural stem cells CT11 via line DI11.
  • the undifferentiated cell CT1 differentiates into the neural striatum CT12 via the system DI12.
  • Neural stem cell CT11 differentiates into neural cell CT21 via system DI21.
  • neural stem cell CT11 differentiates into glial precursor cell CT22 via system DI22.
  • Nerve spleen cell CT12 differentiates into peripheral nerve cell CT23 via system DI23.
  • the glial progenitor cell CT22 differentiates into oligodendrocyte CT31 via line DI31. Further, the glial precursor cell CT22 differentiates into astrocyte CT32 via the system DI32.
  • differentiation induction does not proceed normally due to toxic compounds.
  • drugs taken by mothers may affect fetal developmental neurotoxicity.
  • differentiation induction of the nervous system culture of “undifferentiated cells ⁇ neural stem cells ⁇ neural cells” and “undifferentiated cells ⁇ neural stem cells ⁇ glial precursor cells” are performed.
  • immunostaining is performed with a plurality of markers on cells in culture.
  • the cells that have been immunostained with the marker are imaged.
  • various markers are evaluated (eg, positive / negative determination for each cell).
  • toxicity evaluation can be performed. This toxicity evaluation will be specifically described.
  • the expression of certain other markers is suppressed as cell differentiation induction proceeds.
  • evaluate the degree of marker expression by using a marker whose expression is promoted with the progress of cell differentiation induction and a marker whose expression is suppressed with the progress of cell differentiation induction. By doing so, it is possible to evaluate how much differentiation induction has progressed.
  • a plurality of markers suitable for evaluation of the progression of differentiation induction are combined as described above, it is easier to evaluate the degree of progression of differentiation induction of cells than when a single marker is used.
  • the progress of the differentiation induction of the cell may change compared to the case where the substance is not added.
  • the progress of cell differentiation induction may be promoted or progress may be suppressed as compared to the case where no substance is added.
  • Differentiation induction process For some cells, the expression of the marker when the substance is not added is compared with the expression of the marker when the substance is added, and the differentiation of the cell is progressed by this substance. Can be assessed for impact. That is, it is possible to evaluate the toxicity of a substance by conducting a control experiment of the state of marker expression.
  • time-dependent cell observation is required for toxicity evaluation. Any of the following imaging methods may be used. 1) End point observation in which a plurality of samples are prepared and the cells are stained and observed in each time zone such as day1, day5, and day10. 2) Time-lapse observation in which the same sample is observed using a fluorescent protein.
  • the toxicity assay is performed by comparing the results of a sample to which no chemical substance is added (control sample) and a sample to which chemical substances of various concentrations are added.
  • the toxicity evaluation is performed by, for example, “specifying the marker” for examining “which marker is changing”, “specifying the toxic effect concentration” for examining “how much the marker is changing”, and This is done by “determining the time of action” to check “when is the time when change occurs”.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the observation apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the observation apparatus 1 performs image processing on an image acquired by imaging a cell or the like. In the following description, an image acquired by imaging a cell or the like is also simply referred to as a cell image.
  • the observation device 1 includes an evaluation device 10, a microscope device 20, a display unit 30, and an operation detection unit 40.
  • the microscope apparatus 20 is a biological microscope and includes an electric stage 21 and an imaging unit 22.
  • the electric stage 21 can arbitrarily operate the position of the imaging object in a predetermined direction (for example, a certain direction in a two-dimensional horizontal plane).
  • the imaging unit 22 includes an imaging element such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary ⁇ ⁇ MOS), and images an imaging object on the electric stage 21.
  • the microscope apparatus 20 may not include the electric stage 21 and may be a stage in which the stage does not operate in a predetermined direction.
  • the microscope apparatus 20 has functions such as a differential interference microscope (DIC), a phase contrast microscope, a fluorescence microscope, a confocal microscope, and a super-resolution microscope.
  • the microscope apparatus 20 images the culture vessel placed on the electric stage 21.
  • the culture container is, for example, a well plate WP.
  • the microscope apparatus 20 captures transmitted light that has passed through the cells as an image of the cells by irradiating the cells cultured in the many wells W of the well plate WP with light.
  • images such as transmitted DIC images of cells, phase difference images, dark field images, and bright field images can be acquired.
  • the fluorescence emitted from the biological material is captured as an image of the cell by irradiating the cell with excitation light that excites the fluorescent material.
  • the microscope apparatus 20 captures fluorescence emitted from the coloring material itself taken into the biological material or fluorescence emitted by binding of the substance having the chromophore to the biological material as the above-described cell image. May be. Thereby, the observation apparatus 1 can acquire a fluorescence image, a confocal image, and a super-resolution image. Note that the method of acquiring the cell image is not limited to the optical microscope.
  • the well plate WP has a plurality of wells W.
  • the well plate WP has 12 ⁇ 8 96 wells W.
  • Cells are cultured in wells W under certain experimental conditions. Specific experimental conditions include temperature, humidity, culture period, elapsed time since the application of the stimulus, type and intensity of the applied stimulus, presence or absence of the stimulus, induction of biological characteristics, and the like.
  • the stimulus is, for example, a physical stimulus such as electricity, sound wave, magnetism, or light, or a chemical stimulus caused by administration of a substance or a drug.
  • Biological characteristics are characteristics indicating the stage of cell differentiation, morphology, number of cells, and the like.
  • the display unit 30 includes a liquid crystal display and the like, and displays a calculation result by the evaluation device 10.
  • the operation detection unit 40 includes a keyboard and a mouse (not shown), and detects an operation on the evaluation device 10.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of the evaluation apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the evaluation device 10 includes a calculation unit 100 and a storage unit 200.
  • the storage unit 200 includes a cell type storage unit 210, a system storage unit 220, a marker storage unit 230, and a control group storage unit 240.
  • the cell type storage unit 210 In the cell type storage unit 210, information indicating a cell type, that is, a cell type is described. Specifically, the cell type storage unit 210 stores a cell type ID for identifying a cell type and a name of the cell type in association with each other.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of cell types stored in the cell type storage unit 210 of the present embodiment.
  • the cell type storage unit 210 stores the cell type ID_CT1 and the cell type name “undifferentiated cell” in association with each other.
  • the cell type ID_CT11 and the cell type name “neural stem cell” are stored in association with the cell type ID_CT12 and the cell type name “neural crest cell”, respectively.
  • the cell type ID_CT21 and the cell type name “neuronal cell”, the cell type ID_CT22 and the cell type name “glia progenitor cell”, the cell type ID_CT23 and the cell type name “ “Peripheral nerve cells” are stored in association with each other.
  • the cell type ID_CT31 and the cell type name “oligodendrocyte” are stored in association with the cell type ID_CT32 and the cell type name “astrocyte”, respectively.
  • the cell type “undifferentiated cell” is also referred to as undifferentiated cell CT1.
  • the cell type “neural stem cell” is the neural stem cell CT11
  • the cell type “neural crest cell” is the neural crest cell CT12
  • the cell type “neural cell” is the neural cell CT21
  • the cell type “glia progenitor cell” is the glial precursor.
  • Both the cell CT22 and the cell type “peripheral nerve cell” are also described as the peripheral nerve cell CT23.
  • the cell type “oligodendrocyte” is described as both oligodendrocyte CT31
  • the cell type “astrocyte” is described as both astrocyte CT32.
  • the system storage unit 220 stores information indicating a cell differentiation system. Specifically, in the system storage unit 220, a system ID for identifying a system, a cell type ID and a name of a differentiation source cell type, and a cell type ID and a name of a differentiation destination cell type are associated with each other. It is remembered.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of cell types stored in the system storage unit 220 of the present embodiment.
  • the system storage unit 220 includes the system ID_DI11, the cell type ID_CT1 and the name “undifferentiated cell” of the differentiation source cell type, and the cell type ID_CT11 and the name “neural stem cell” of the differentiation destination cell type. Associated and stored.
  • the system storage unit 220 associates the system ID_DI12, the cell type ID_CT1 and the name “undifferentiated cell” of the differentiation source cell type, and the cell type ID_CT12 and the name “neural crest cell” of the differentiation destination cell type. Is remembered.
  • the differentiation source cell type and the differentiation destination cell type are as shown in FIG. Associated and stored.
  • the marker storage unit 230 stores information on the name and nature of the marker and related cell types. Specifically, the marker storage unit 230 stores a marker ID for identifying the marker, a name of the marker, a property of the marker, and a cell type to which the marker is associated with each other.
  • the marker is a reagent, an antibody, or the like that evaluates a cell state, particularly a cell differentiation state.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of markers stored in the marker storage unit 230 of the present embodiment.
  • the marker storage unit 230 includes a marker ID_MK1, a marker name “CT3 / 4 (Octo 3 for)”, and a marker property “increases with the progression of differentiation of undifferentiated cells”.
  • the cell type “CT1; undifferentiated cell” to be associated is stored.
  • the marker ID_MK2 the marker name “NANOG”, the property of the marker “increased by the progress of differentiation of undifferentiated cells”, and the related cell type “CT1; undifferentiated” “Cells” are stored in association with each other.
  • the marker ID_MK3, the marker name “NESTIN”, the nature of the marker “decreases with the progress of differentiation into neural stem cells”, and the related cell type “CT11; neural stem cells” Is stored in association with each other.
  • the marker ID_MK3, the marker name “SOX2 (sox-two)”, the property of the marker “decreases with the progress of differentiation into neural stem cells”, and the related cell type “CT11; “Neural stem cells” are stored in association with each other. That is, the marker storage unit 230 stores a marker and information indicating the property of the marker in association with each other.
  • the storage unit 200 stores in advance an image processing program used for image processing of the cell image PCL and a control program for the microscope apparatus 20.
  • the arithmetic unit 100 includes a CPU (Central Processing Unit) and drives each unit of the microscope apparatus 20 in accordance with a control program stored in the storage unit 200. Since the specific content of the control of the microscope apparatus 20 by the arithmetic unit 100 is known, the description thereof is omitted.
  • CPU Central Processing Unit
  • the calculation unit 100 includes a cell image extraction unit 110, a system determination unit 120, a marker selection unit 130, a control group registration unit 140, a marker change pattern extraction unit 150, and a toxicity evaluation unit 160. As a part.
  • the cell image extraction unit 110 extracts a cell image from the image captured by the imaging unit 22. Specifically, the imaging unit 22 images the cells cultured in the well W of the well plate WP. The image captured by the imaging unit 22 includes a cell image, that is, a cell image. The cell image extraction unit 110 extracts a cell image from the image captured by the imaging unit 22 by performing image processing on the image captured by the imaging unit 22 by a known method such as pattern matching. The cell image extraction unit 110 supplies the extracted cell image to each functional unit of the calculation unit 100.
  • the system determination unit 120 determines a system to be experimented among cell differentiation systems.
  • the operation detection unit 40 receives an operation of a user who uses the evaluation device 10.
  • the operation detection unit 40 outputs information indicating the operation received from the user to the calculation unit 100.
  • the user designates the cell differentiation system to be experimented by the cell type at the start point and the cell type at the end point of the cell differentiation system.
  • the operation detection unit 40 is a keyboard
  • the user specifies the cell type of the start point and the cell type of the end point by operating the keyboard.
  • the operation detection unit 40 detects an operation for designating a cell type at the start point and an operation for designating a cell type at the end point by the user.
  • the operation detection unit 40 outputs information indicating these detected operations to the calculation unit 100.
  • the system determination unit 120 acquires information indicating the operation from the operation detection unit 40, and determines the system to be experimented based on the start cell type and the end cell type included in this information. Specifically, the system determination unit 120 searches the system storage unit 220 using the start cell type and the end cell type acquired from the operation detection unit 40 as search keys. The system determination unit 120 associates the starting cell type used as the search key with the differentiation source cell type, and the end cell type used as the search key with the differentiation destination cell type. The system determination unit 120 indicates the system ID that is associated with the differentiation source cell type and the differentiation destination cell type, among the system IDs stored in the system storage unit 220, as the experiment target system. Extracted as a system ID.
  • the system determination unit 120 sets the system ID_DI11 as the system of the system to be experimented. Extract as ID. That is, in this case, the system determination unit 120 determines the system ID_DI11 as the system ID of the experiment target system.
  • the system determination unit 120 may determine the imaging condition (observation condition) of the cell as the experiment target system is determined. For example, the system determination unit 120 may determine the imaging time according to the determined system. Specifically, when determining the differentiation system from undifferentiated cell CT1 to neural stem cell CT11 as the system to be experimented, system determination unit 120 determines the speed of differentiation from undifferentiated cell CT1 to neural stem cell CT11. Depending on the, the imaging time may be determined. Further, this imaging time may be stored in advance in the system storage unit 220 in association with the system ID. In this case, the system determination unit 120 may acquire the imaging time associated with the experiment target system from the system storage unit 220 with the determination of the experiment target system.
  • the system determination unit 120 may extract a plurality of system IDs as system IDs of the system to be experimented.
  • the system determination unit 120 performs experiments on the system ID_DI11 and the system ID_DI21. Extracted as the system ID of the target system.
  • the marker selection unit 130 selects a marker that matches the system to be experimented. Specifically, the marker selection unit 130 acquires the system ID of the system determined by the system determination unit 120 as being the system to be tested from the system determination unit 120. The marker selection unit 130 searches the marker storage unit 230 using the acquired system ID as a search key, and extracts a marker. The extracted marker is a marker that is compatible with the system to be experimented.
  • the marker selection unit 130 acquires the system ID_DI11 from the system determination unit 120.
  • the marker selection unit 130 searches the marker storage unit 230 using the system ID_DI11 as a search key.
  • the marker selection unit 130 acquires marker ID_MK1, marker ID_MK2, marker ID_MK3, and marker ID_MK4. That is, the marker selection unit 130 sets “CT3 / 4 (Octo 3 for)”, “NANOG (Nanogu)”, “NESTIN (Nestin)” and “SOX2 (Sox Two)” as the system to be experimented. Select as a matching marker.
  • the marker selection unit 130 selects a marker for evaluating the state of cell differentiation according to the process of cell differentiation.
  • the process of cell differentiation includes a certain time and time during differentiation, a system in which cells differentiate, and the like. That is, the marker selection unit 130 can select a marker for evaluating the state of cell differentiation according to the state of the cell at a certain time of cell differentiation.
  • the marker selection unit 130 can also select a marker for evaluating the state of cell differentiation according to the system in which the cells differentiate.
  • the cell differentiation system depends on the first cell type (for example, the starting cell type and the differentiation source cell type) and the second cell type (for example, the terminal cell type and the differentiation destination cell type). It can be said that it is determined. That is, it can be said that the marker selection unit 130 selects a marker according to the first cell type and the second cell type. Further, it can be said that the marker selection unit 130 selects a marker corresponding to the process based on the information indicating the property of the marker stored in the marker storage unit 230 and the process.
  • the first cell type for example, the starting cell type and the differentiation source cell type
  • the second cell type for example, the terminal cell type and the differentiation destination cell type
  • the control group registration unit 140 registers the experiment result of the control group by storing the experiment result of the control group in the control group storage unit 240.
  • the experiment of the control group will be described.
  • control group experiment The control group is a control group among the experimental groups in the control experiment (or control experiment).
  • the experimental result of the control group is the experimental result of cell differentiation under a condition where a substance is not added to the cell, which is a reference condition.
  • control group the group to which this substance has not been added
  • non-reference to which this substance has been added Determined by a control experiment comparing the group under conditions (control group).
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the experimental status of the control group of the present embodiment.
  • the well W1 of the well plate WP is seeded with undifferentiated cells CT1-1 to which the nuclear staining fluorescent dye DAPI, CT3 / 4, and NESTIN are given as markers.
  • a well W2 of the well plate WP is seeded with undifferentiated cells CT1-2 to which nuclear staining fluorescent dye DAPI, NANOG, and SOX2 are given as markers.
  • DAPI is a type of marker that stains the nucleus of a cell.
  • DAPI is described as an example of the nuclear dye fluorescent dye, but the fluorescent dye that can be used is not limited to this, and may be Hoechst, for example.
  • the well plate WP including the well W1 and the well W2 is placed on the electric stage 21 of the microscope apparatus 20.
  • the imaging unit 22 images each well W of the well plate WP placed on the electric stage 21 at certain intervals. In this example, the imaging unit 22 images each well W of the well plate WP at time T1, time T2, and time T3 along the flow of time.
  • the cells seeded in the well W include cells that do not react with the marker (negative group) and cells that react with the marker (positive group). As the cell differentiation progresses, the ratio between the negative group and the positive group among the cells in the well W changes.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an experiment result of a control group stored in the control group storage unit 240 of the present embodiment.
  • the cells in the well W undergo differentiation from undifferentiated cells CT1 to neural stem cells CT11 between time T1 and time T3.
  • CT3 / 4 and NANOG respond to neural stem cell CT11 rather than undifferentiated cell CT1.
  • NESTIN and SOX2 react to undifferentiated cell CT1 rather than neural stem cell CT11.
  • time T1 most of the cells in the well W are undifferentiated cells CT1.
  • the cells in the well W have the same ratio of undifferentiated cells CT1 and neural stem cells CT11.
  • the proportions of the negative group and the positive group for CT3 / 4 and NANOG among the cells in the well W1 are approximately the same.
  • the proportions of the negative group and the positive group for NESTIN and SOX2 in the cells in the well W2 are approximately the same.
  • most of the cells in the well W are neural stem cells CT11.
  • the imaging unit 22 images each well W at the above-described time T1, time T2, and time T3.
  • the cell image extraction unit 110 extracts a cell image from the image captured by the imaging unit 22.
  • the cells in the well W are fluorescently stained with the marker DAPI.
  • DAPI binds strongly to deoxyribonucleic acid (DNA).
  • the cell image extraction unit 110 can extract a cell image by extracting a fluorescent portion from the image captured by the imaging unit 22. That is, the imaging unit 22 outputs a cell image obtained by imaging a cell cultured using the marker selected by the marker selection unit 130 as an experimental result.
  • the control group registration unit 140 stores the cell image extracted by the cell image extraction unit 110 in the control group storage unit 240 as an experiment result of the control group.
  • the control group registration unit 140 associates the experiment result ID for identifying the experiment result with the experiment result of the control group at a certain time, and stores it in the control group storage unit 240.
  • the experiment result ID_RS1 and the experiment results of the control group at time T1, time T2, and time T3 are stored in the control group storage unit 240 in association with each other.
  • the control group storage unit 240 is an experiment result storage unit that stores an experiment result of cell differentiation under a reference condition performed using a marker selected by the marker selection unit 130.
  • the marker change pattern extraction unit 150 extracts the marker change pattern of the control group from the experiment result of the control group stored in the control group storage unit 240. As an example, a case where a marker change pattern of the control group is extracted for the experiment result ID_RS1 will be described. In this case, the marker change pattern extraction unit 150 acquires the experiment result ID_RS1. The experiment result ID_RS1 is given to the marker change pattern extraction unit 150 when the user of the evaluation device 10 operates the operation detection unit 40, for example. The marker change pattern extraction unit 150 searches the control group storage unit 240 using the acquired experiment result ID_RS1 as a search key. The marker change pattern extraction unit 150 extracts the experimental result obtained as a result of the search as a marker change pattern of the control group.
  • the toxicity evaluation unit 160 evaluates the toxicity of this substance by comparing the experimental results of the control group and the experimental results of the control group. Specifically, the toxicity evaluation unit 160 changes the marker change pattern of the control group extracted by the marker change pattern extraction unit 150 and the marker change of the cell when a predetermined concentration of substance is added to the cell in the differentiation process. Compare the pattern. If there is no significant difference between the marker change pattern of the control group and the marker change pattern of the cells when a predetermined concentration of the substance is added, the toxicity evaluation unit 160 evaluates that the substance has low toxicity. In addition, if there is a significant difference between the marker change pattern of the control group and the marker change pattern of the cells when a predetermined concentration of the substance is added, the toxicity evaluation unit 160 evaluates that the substance is highly toxic.
  • the toxicity evaluation by the toxicity evaluation unit 160 will be described more specifically.
  • a marker whose expression is suppressed when differentiation induction proceeds is also referred to as a suppression marker
  • a marker whose expression is promoted when differentiation induction proceeds is also referred to as a promotion marker.
  • the toxicity evaluation unit 160 compares the marker change pattern of the control group with the marker change pattern of the cells when a predetermined concentration of substance is added.
  • a suppressive marker if the marker change pattern of the cell when a specific concentration of a substance is added is accompanied by the progression of differentiation induction, and the expression of the marker is promoted, the addition of the substance indicates toxicity .
  • an accelerating marker the marker change pattern of the cells when adding a certain concentration of substance was accompanied by the progression of differentiation induction. Become.
  • the concentration of the substance added to the cell affects the progression of cell differentiation induction. This is related to the amount of medicine that humans take. For example, when the concentration of the substance added to the cells is low, the number of NESTIN-positive cells decreases compared to the case where the concentration of the substance added to the cells is high, which has an effect of suppressing differentiation induction. In addition, when the concentration of the substance added to the cells is high, the number of NESTIN-positive cells increases compared to the case where the concentration of the substance added to the cells is low, which has an effect of promoting differentiation induction.
  • the toxicity evaluation unit 160 is based on the first experimental result under the reference condition stored in the control group storage unit 240 and the second experimental result of cell differentiation using the marker selected by the marker selection unit 130. The state of the second experimental result is determined. In other words, it can be said that the toxicity evaluation unit 160 is a state determination unit that determines the state of the experimental result based on the result of the control experiment. The toxicity evaluation unit 160 determines the state of the cell differentiation process indicated by the differentiation process image based on the differentiation process image obtained by imaging the cell differentiation process and the experimental result of cell differentiation under the reference condition. It can be said that it is a state determination part.
  • the result output unit 300 outputs the calculation result by the calculation unit 100 to the outside of the evaluation device 10.
  • the result output unit 300 causes the display unit 30 to display the marker selected by the marker selection unit 130.
  • the result output unit 300 causes the display unit 30 to display the marker change pattern of the control group extracted by the marker change pattern extraction unit 150.
  • the result output unit 300 causes the display unit 30 to display the imaging time determined by the system determination unit 120.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the overall operation of the evaluation apparatus 10 of the present embodiment.
  • the case where the evaluation apparatus 10 performs the experiment support of the control group in the control experiment and the experiment support of the control group will be described.
  • the user of the evaluation apparatus 10 determines the experiment target system by inputting the start cell type and the end cell type using the keyboard provided in the operation detection unit 40.
  • the system determination unit 120 acquires the start cell type and the end cell type from the operation detection unit 40 (steps S10 and S20). The system determination unit 120 determines a system to be experimented based on the start cell type and end cell type acquired in Step S10 and Step S20 (Step S30).
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the operation of presenting the imaging time by the evaluation apparatus 10 of the present embodiment.
  • the system determination unit 120 acquires the system determined in step S30 (step S110).
  • the system determination unit 120 determines the time when the imaging unit 22 images the well W, that is, the imaging time for the acquired experimental system (step S120). For example, when the experiment target system is the system ID_DI11, the above-described time T1, time T2, and time T3 are determined as the imaging time.
  • the system determination unit 120 outputs the determined imaging time to the result output unit 300.
  • the result output unit 300 causes the display unit 30 to display information on the imaging time (step S130).
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the operation of presenting the imaging time by the evaluation device 10 of the present embodiment.
  • the marker selection unit 130 acquires the system determined by the system determination unit 120 in step S30 (step S210). Based on the system acquired in step S210, the marker selection unit 130 extracts a marker that matches the experiment target system from the marker storage unit 230 (step S220). The marker selection unit 130 outputs the extracted marker information to the result output unit 300. The result output unit 300 displays marker information on the display unit 30 (step S230).
  • the display unit 30 displays the imaging time and the marker to be used in the experiment target system. Since the imaging time and the marker to be used are displayed, the user of the evaluation apparatus 10 can know the appropriate imaging time and the appropriate marker in the experiment target system. In addition, the user of the evaluation apparatus 10 can perform an experiment under the same conditions for the control group and the control group by performing a control experiment using the displayed imaging time and marker.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an operation of registering the experimental result of the control group by the evaluation apparatus 10 of the present embodiment.
  • the user of the evaluation apparatus 10 conducts an experiment on the control group using the imaging time and marker displayed on the display unit 30.
  • the user inputs the experiment target system to the keyboard provided in the operation detection unit 40.
  • the control group registration unit 140 acquires the experiment target system from the operation detection unit 40 (step S310).
  • the control group registration unit 140 determines the imaging time based on the acquired system (step S320). The determination of the imaging time may be performed by the system determination unit 120 as described above.
  • the user stains the cell using the marker displayed in step S200.
  • the user seeds the cells in the well W and starts culturing (step S330).
  • the imaging unit 22 of the microscope apparatus 20 images each well W of the well plate WP according to the imaging time determined in step S320 (step S340).
  • the cell image extraction unit 110 extracts a cell image from the image captured in step S340.
  • the control group registration unit 140 acquires the extracted cell image (step S350).
  • the control group registration unit 140 stores the cell image acquired in step S350 in the control group storage unit 240 as an experiment result of the control group. That is, the control group registration unit 140 registers a control group (step S360).
  • the control group registration unit 140 may store the result of processing the cell image by a known image processing unit in the control group storage unit 240 as the experimental result of the control group.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the operation of presenting the marker change pattern of the control group by the evaluation apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the user of the evaluation apparatus 10 inputs the experiment target system to the keyboard provided in the operation detection unit 40.
  • the marker change pattern extraction unit 150 acquires from the operation detection unit 40 the system input by the user to the keyboard (step S410).
  • the marker change pattern extraction unit 150 searches the control group storage unit 240 based on the system acquired in step S410.
  • the marker change pattern extraction unit 150 uses the system acquired in step S410 as a search key and controls the control group.
  • the storage unit 240 is searched.
  • the marker change pattern extraction unit 150 acquires the experimental result of the control group obtained as a result of the search (step S420).
  • the marker change pattern extraction unit 150 uses the control group experimental result acquired in step S420 as the marker of the control group.
  • the change pattern is output to the result output unit 300.
  • the result output unit 300 displays the marker change pattern of the control group on the display unit 30 (step S430).
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the toxicity evaluation operation performed by the evaluation apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the user of the evaluation apparatus 10 inputs the experiment target system to the keyboard provided in the operation detection unit 40.
  • Each unit of the calculation unit 100 acquires a system that is input to the keyboard and detected by the operation detection unit 40 (step S510).
  • the system determination unit 120 acquires a system and determines an imaging time according to the acquired system.
  • the marker selection unit 130 acquires a system and selects a marker corresponding to the acquired system.
  • the determined imaging time and the selected marker are displayed on the display unit 30 (step S520).
  • the user stains the cell using the marker displayed in step S520.
  • Dyeing may be performed manually by the user, or may be configured to automatically stain with a device equipped with a staining device.
  • the user seeds cells as a control group of the control experiment in the well W, and starts culturing (step S530).
  • the imaging unit 22 of the microscope apparatus 20 images each well W of the well plate WP according to the imaging timing determined in step S520 (step S540).
  • the cell image extraction unit 110 extracts a cell image from the image captured in step S540 (step S550).
  • the toxicity evaluation unit 160 compares the extracted cell image as an experimental result with the experimental result of the control group (step S560).
  • the toxicity evaluation unit 160 generates a toxicity evaluation result based on the comparison result in step S560 and outputs the generated evaluation result to the result output unit 300.
  • the result output unit 300 displays the evaluation result on the display unit 30 (step S570).
  • FIG. 15 shows an example of the control group in step S530.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a control group in the control experiment of the present embodiment.
  • This control group contains compound A having different concentrations.
  • the compound A having a concentration of 0.1 [mM] is applied to the well W11 of the well plate WP.
  • the well W21 of the well plate WP is provided with the compound A having a concentration of 1.0 [mM].
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a comparison result of experimental results by the toxicity evaluation unit 160 of the present embodiment.
  • the figure discloses the data of the left group, the M center group, and the right group in the figure, and is the experimental result at any different timing in the differentiation process. The figure shows the results when differentiation proceeds from the left group to the right group.
  • the toxicity evaluation unit 160 acquires the experimental result of the control group from the control group storage unit 240. Further, the toxicity evaluation unit 160 acquires the experimental result of the control group from the cell image extraction unit 110.
  • the toxicity evaluation unit 160 determines that the experimental result of the control group is “low toxicity”. In addition, when the experimental results of the control group and the control group are relatively far, the toxicity evaluation unit 160 determines that the experimental result of the control group is “highly toxic”. In the example shown in FIG. 16, the experimental result RC11 of the control group is similar to the experimental result RA11 of the control group. Therefore, the toxicity evaluation unit 160 determines that the compound used in the experiment of the experimental result RA11 and the experimental result RB11 of the control group is “low toxicity”. Further, the experimental result RC21 of the control group is similar to the experimental result RA21 of the control group.
  • the experimental result RC21 of the control group and the experimental result RB21 are not similar.
  • the toxicity evaluation unit 160 determines that the compound used in the experiment of the experimental result RA21 of the control group is “low in toxicity”.
  • the toxicity evaluation unit 160 determines that the compound used in the experiment of the experimental result RB21 of the control group is “toxic” compared to the compound used in the experiment of the experimental result RA21 of the control group. That is, the toxicity evaluation unit 160 determines that “the toxicity is low” when the experimental result of the control group and the experimental result of the control group have a relatively high degree of similarity.
  • the evaluation apparatus 10 of the present embodiment selects a marker according to the process of cell differentiation and presents the selected marker to the user of the evaluation apparatus 10. Thereby, the user can easily select a marker corresponding to the process of cell differentiation from various types of markers.
  • the evaluation apparatus 10 of the present embodiment selects a marker according to the system in which the cells differentiate, that is, the type of the differentiation source cell and the type of the differentiation destination cell.
  • the marker suitable for evaluation of the state before and behind differentiation can be shown to the user of the evaluation apparatus 10.
  • the user can easily select a marker according to the state before and after differentiation from various types of markers.
  • the evaluation apparatus 10 of this embodiment includes an experimental result storage unit that stores experimental results of cell differentiation under reference conditions, that is, experimental results of the control group. According to the evaluation apparatus 10, the experiment result of the control group in the control experiment can be retrieved from the experiment result storage unit. That is, according to the evaluation apparatus 10, the user can easily obtain the experimental results of the control group when performing the control experiment.
  • the evaluation apparatus 10 of this embodiment is provided with the state determination part which determines the state of an experimental result based on the experimental result of a control group, and the experimental result of a control group.
  • the experiment result can be determined without bothering the user.
  • the present invention may be configured to include an observation condition determining unit that determines an observation condition of a cell that is an observation target under a non-reference condition based on information acquired from an image of a cell under the reference condition.
  • the state determination unit that determines the state of the cell to be observed under the non-reference condition based on the information acquired from the image of the cell under the reference condition may not be provided.
  • the observation conditions for the cells to be observed under the non-reference conditions were determined, and as a result of observation, the desired observation could not be performed.
  • the determined observation condition may be corrected. For example, paying attention to the generation timing of neurites and deciding to observe under non-standard conditions at this timing, if there is no neurite generation at the determined timing, increase the predetermined observation time Or a new observation timing may be set.
  • the evaluation apparatus 10 of the present embodiment presents cell imaging conditions.
  • the imaging conditions in the cell differentiation experiment of the control group can be presented based on the imaging conditions during the cell differentiation experiment of the control group. That is, according to the evaluation apparatus 10, since the user can perform the experiment of the control group according to the presented imaging condition, the imaging condition of the control group and the imaging condition of the control group can be matched.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a first example of a nervous system differentiation-inducing system according to this embodiment.
  • CT3 / 4 When the expression of “CT3 / 4” is positive for a certain cell, this indicates that the cell is an undifferentiated cell CT1.
  • CT3 / 4 For cells in which the expression of “CT3 / 4” is negative, if the expression of “NESTIN” and “SOX2” is both positive, this indicates that the cell may be a neural stem cell CT11.
  • a cell that can become a cell in which both NESTIN and SOX2 expression are positive indicates that the cell may be an undifferentiated cell CT1 if the expression of “OCT3 / 4” is positive.
  • a positive expression for “GalC” indicates that the cell is a glial progenitor cell CT22.
  • a positive expression for “Tuj1” and “MAP2” indicates that the cell is neural progenitor cell CT24.
  • a positive expression for “GalC” indicates that the cell is a glial cell CT25.
  • the expression of “NESTIN” and “SOX2” is both negative, if the expression of “Tuj1” and “MAP2” are both positive, this indicates that the cell is a neuronal cell CT21.
  • FIG. 18 is a diagram showing a second example of the nervous system differentiation-inducing system of the present embodiment.
  • the state of progression of cell differentiation induction is evaluated as in the case shown in FIG. In FIG. 18, + (plus) at the end of each marker name indicates positive, and-(minus) indicates negative.
  • + (plus) at the end of each marker name indicates positive
  • -(minus) indicates negative.
  • by using a combination of a plurality of markers it becomes easier to evaluate the degree of progression of cell differentiation induction than when a single marker is used.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a functional configuration of the evaluation apparatus 11 according to the present embodiment.
  • the observation device 2 includes an evaluation device 11 instead of the evaluation device 10.
  • the observation device 2 includes a microscope device 25 instead of the microscope device 20.
  • the microscope apparatus 20 described above captures a fluorescent image of a cell, whereas the microscope apparatus 25 of the present embodiment captures an image of a cell form.
  • the microscope apparatus 25 is a phase contrast microscope.
  • the microscope apparatus 25 includes an imaging unit 26.
  • the imaging unit 26 images the cell morphology and generates a phase difference image.
  • the microscope apparatus 25 is, for example, a time lapse microscope.
  • the imaging unit 26 images the cell morphology in the process of cell differentiation over time.
  • the images captured by the imaging unit 26 include a reference image and a differentiation process image.
  • a reference image is an image obtained by an experiment of cell differentiation under reference conditions.
  • a differentiation process image is an image obtained by an experiment of cell differentiation under control experimental conditions.
  • cell shape includes cell shape, number of neurites expressed from cells, neurite shape, neurite shape distribution, cell nucleus size, number of cells counted from cell shape Etc. are included.
  • the cell morphology changes over time during the process of cell differentiation. For example, when the cell differentiation process proceeds, changes such as an increase in the number of neurites and an increase in neurite length occur as the process progresses.
  • a substance such as a compound is added to cells that are in the process of differentiation, the manner in which the cell morphology changes may differ between when it is added and when it is not added.
  • the increase in the number of neurites may be smaller than the increase in the number of neurites when not added.
  • the increase in the number of neurites may be smaller than the increase in the number of neurites when not added.
  • the cell differentiation experiment under the standard condition is a cell culture experiment in the case where no substance is added.
  • the reference image is an image obtained by an experiment of cell differentiation when no substance is added.
  • the cell differentiation experiment in the case where no substance is added is also referred to as a control group experiment. That is, the reference image is an image obtained by an experiment of the control group.
  • the evaluation device 11 includes a calculation unit 101, a storage unit 201, and a result output unit 300.
  • the storage unit 201 includes a reference image storage unit 250.
  • the reference image storage unit 250 stores a reference image captured by the imaging unit 26 under the above-described reference conditions.
  • the reference image storage unit 250 may store cell shape information extracted from the reference image in addition to or instead of the information of the reference image itself.
  • the calculation unit 101 includes a cell image extraction unit 170, a state determination unit 180, and an imaging condition presentation unit 190 as functional units.
  • the cell image extraction unit 170 extracts a cell image from the image captured by the imaging unit 26. Since the specific configuration has been described in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the cell image extraction unit 170 supplies the extracted cell image to each functional unit of the calculation unit 101.
  • the state determination unit 180 determines the state of the process indicated by the differentiation process image based on the above-described differentiation process image and the cell shape information indicated by the reference image.
  • the imaging condition presentation unit 190 presents conditions based on temporal changes in cell morphology indicated by a plurality of reference images taken over time as imaging conditions for differentiation process images. For example, the imaging condition presentation unit 190 presents the imaging condition of the reference image stored in the reference image storage unit 250 as the imaging condition of the differentiation process image. Specifically, when the reference image stored in the reference image storage unit 250 is an image captured every day in the differentiation process of the cells, the imaging condition presentation unit 190 sets the imaging conditions of the differentiation process image as follows: Present as “every day”.
  • the evaluation apparatus 11 of the present embodiment includes the state determination unit 180 that determines the state of the experimental result based on the experimental result of the control group and the experimental result of the control group. According to the evaluation apparatus 10, the experiment result can be determined without bothering the user.
  • the evaluation device 11 of the present embodiment presents cell imaging conditions.
  • the imaging conditions in the cell differentiation experiment of the control group can be presented based on the imaging conditions during the cell differentiation experiment of the control group, that is, the imaging conditions of the reference image. That is, according to the evaluation apparatus 11, since the user can perform the experiment of the control group according to the presented imaging condition, the imaging condition of the control group and the imaging condition of the control group can be matched.
  • a program for executing each process of the observation apparatus 1 or the evaluation apparatus 10 in the embodiment of the present invention is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system.
  • the various processes described above may be performed by executing.
  • the “computer system” referred to here may include an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
  • the “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
  • the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time.
  • the program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium.
  • the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement
  • nervous system cells have been mainly described, but for example, cardiomyocytes, hepatocytes, iPS cells and the like can also be applied.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

評価装置は、細胞の状態を評価するマーカーに関する情報と観察対象の細胞に関する情報とに基づいて、前記観察対象の細胞の状態を判定するマーカーを決定するマーカー選択部を備える。

Description

評価装置、観察装置、及びプログラム
　本発明は、評価装置、観察装置、及びプログラムに関するものである。
　一般的に、細胞の培養状態を評価する技術は、再生医療などの先端医療分野や医薬品のスクリーニングを含む幅広い分野での基盤技術となっている。例えば、再生医療分野では、in vitroで細胞を増殖、分化させるプロセスが存在する。そして、上述のプロセスでは、細胞の分化の成否、細胞の癌化や感染の有無などの、細胞の培養状態を的確に評価することが求められる。一例として、細胞が撮像された画像を画像処理することによって、細胞の培養状態を判定する方法が開示されている（特許文献１参照）。
米国特許出願公開第２０１１／０２０６６４３号明細書
　細胞の培養状態を評価する場合に、コントロール群の実験結果と対照群の実験結果との比較による対照実験を行うことがある。しかしながら、上述したような従来技術では、細胞の分化の成否、細胞の癌化や感染の有無等の細胞の培養状態を的確に評価することができなかった。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、細胞の分化の成否、細胞の癌化や感染の有無等の細胞の培養状態を的確に評価することができる評価装置、観察装置及びプログラムを提供することを課題とする。
　上記問題を解決するために、本発明の一態様は、細胞の状態を評価するマーカーに関する情報と観察対象の細胞に関する情報とに基づいて、前記観察対象の細胞の状態を判定するマーカーを決定するマーカー選択部を備える評価装置である。
　また、上記問題を解決するために、前記観察対象の細胞を撮像する撮像装置と、上述の評価装置とを備える観察装置である。
　また、上記問題を解決するために、本発明の一態様は、コンピュータに、細胞の状態を評価するマーカーに関する情報と観察対象の細胞に関する情報とに基づいて、前記観察対象の細胞の状態を判定するマーカーを決定するマーカー選択ステップを実行させるためのプログラムである。
　本発明によれば、細胞の分化の成否、細胞の癌化や感染の有無等の細胞の培養状態を的確に評価することができる。
神経系の分化誘導の一例を示す図である。 本発明の実施形態による観察装置の構成の一例を示す模式図である。 本実施形態の評価装置の機能構成を示すブロック図である。 本実施形態の細胞種記憶部に記憶される細胞種の一例を示す図である。 本実施形態の系記憶部に記憶される細胞種の一例を示す図である。 本実施形態のマーカー記憶部に記憶されるマーカーの一例を示す図である。 本実施形態のコントロール群の実験状況の一例を示す図である。 本実施形態のコントロール群記憶部に記憶されるコントロール群の実験結果の一例を示す図である。 本実施形態の評価装置の全体の動作の一例を示す図である。 本実施形態の評価装置による撮像時期の提示の動作の一例を示す図である。 本実施形態の評価装置による撮像時期の提示の動作の一例を示す図である。 本実施形態の評価装置によるコントロール群の実験結果の登録の動作の一例を示す図である。 本実施形態の評価装置によるコントロール群のマーカー変化パターンの提示の動作の一例を示す図である。 本実施形態の評価装置による毒性の評価の動作の一例を示す図である。 本実施形態の対照実験における対照群の一例を示す図である。 本実施形態の毒性評価部による実験結果の比較結果の一例を示す図である。 本実施形態の神経系の分化誘導の系の第１の例を示す図である。 本実施形態の神経系の分化誘導の系の第２の例を示す図である。 第２の実施形態の評価装置の機能構成を示すブロック図である。
　［分化誘導の系の一例：神経細胞の分化誘導］
　図１は、神経系の分化誘導の一例を示す図である。
　未分化細胞ＣＴ１は、系ＤＩ１１を経由して神経幹細胞ＣＴ１１に分化する。また、未分化細胞ＣＴ１は、系ＤＩ１２を経由して神経提細胞ＣＴ１２に分化する。神経幹細胞ＣＴ１１は、系ＤＩ２１を経由して神経細胞ＣＴ２１に分化する。また、神経幹細胞ＣＴ１１は、系ＤＩ２２を経由してグリア前駆細胞ＣＴ２２に分化する。神経提細胞ＣＴ１２は、系ＤＩ２３を経由して末梢神経細胞ＣＴ２３に分化する。グリア前駆細胞ＣＴ２２は、系ＤＩ３１を経由してオリゴデンドロサイトＣＴ３１に分化する。また、グリア前駆細胞ＣＴ２２は、系ＤＩ３２を経由してアストロサイトＣＴ３２に分化する。
　医薬品、環境物質等が母体を介して間接的に胎児や乳児の神経系（特に脳の発達）に重篤な悪影響を及ぼす事を発達神経毒性（Developmental Neurotoxicity）という。従来、発達神経毒性の評価にはラット等の実験動物を大量に使用した長期間の評価を実施する必要があるためにコストが膨大となる。また、神経系の総合的な評価が必要であるために毒性の定量的な評価が難しい。したがって、細胞を利用した簡便な低コストの評価の仕組みが望まれている。更に動物を使用した場合、ヒトでの毒性を予測できない可能性も高い。そこで、ヒト由来細胞を用いて評価することが望まれている。更に、発生過程のヒト由来神経系細胞を用いた的確な評価の仕組みは従来なかったが、ヒト多能性幹細胞の利用が可能となったために、ヒト由来神経系細胞の利用が可能となり、神経系細胞の評価が可能となってきた。
　発達神経毒性は、例えば毒性化合物により正常に分化誘導が進行しない事により発生すると考えられている。また乳児の場合には、毒性化合物に限らず母親が暴露される例えば重金属や化学物質等の暴露によるものもある。更には、母親が服用する薬剤が胎児の発達神経毒性に影響を与えることも懸念されている。
　本実施形態では、神経系の分化誘導の一例として、「未分化細胞→神経幹細胞→神経細胞」の培養や、「未分化細胞→神経幹細胞→グリア前駆細胞」の培養を行う。
　本実施形態では、分化誘導の過程において、培養中の細胞に対して複数のマーカーによって免疫染色を行う。また、マーカーにより免疫染色を行った細胞を、撮像する。この撮像により得られた蛍光画像を画像解析することにより、各種マーカーの評価（細胞毎の陽性/陰性判定等）を行う。正常に分化誘導が行われる場合の各種マーカーの発現の状態と、毒性化合物により発達神経毒性を起こす場合の各種マーカーの発現の状態とを比較する事により、毒性評価を行う事が可能となる。
　この毒性評価について、具体的に説明する。培養中の細胞に対してマーカーによって免疫染色を行うと、分化誘導の進行に伴い、マーカーの発現の状態が変化する。例えば、あるマーカーは、細胞の分化誘導の進行に伴い発現が促進される。また、他のあるマーカーは、細胞の分化誘導の進行に伴い発現が抑制される。培養中の細胞に対して、細胞の分化誘導の進行に伴い発現が促進されるマーカーと、細胞の分化誘導の進行に伴い発現が抑制されるマーカーとを用いると、マーカーの発現の程度を評価することにより、分化誘導がどの程度進行したのかを評価することができる。また、上述のように分化誘導の進行の評価に適するマーカーを複数組み合わせると、単一のマーカーを用いた場合に比べて、細胞の分化誘導の進行の程度の評価が容易になる。
　ここで、分化誘導の過程において、培養中の細胞に物質を添加した場合、物質を添加しない場合に比べて、細胞の分化誘導の進行の状況が変化することがある。例えば、培養中の細胞に物質を添加した場合、物質を添加しない場合に比べて、細胞の分化誘導の進行が促進されたり、進行が抑制されたりすることがある。
　分化誘導の過程ある細胞に対して、物質を添加していない場合のマーカーの発現の状態と、物質を添加した場合におけるマーカーの発現の状態との比較により、この物質による細胞の分化誘導の進行への影響を評価することができる。すなわち、マーカーの発現の状態の対照実験を行うことにより、物質の毒性評価を行うことが可能となる。
　なお、分化誘導の過程は、数日～数週間の期間を要する。このため、毒性評価には、経時的な細胞の観察（撮像）が必要となる。これら撮像の方法は、以下のどちらを使用してもよい。
　１）複数サンプルを準備しておき、ｄａｙ１，ｄａｙ５，ｄａｙ１０といった各時間帯で細胞を染色して観察するエンドポイント観察。
　２）蛍光タンパク質を利用して同じサンプルを経過観察するタイムラプス観察。
　また、毒性アッセイは、化学物質を添加していないサンプル（コントロールサンプル）と、各種濃度の化学物質を添加したサンプルの結果を比較して実施する。ここで、毒性評価は、例えば「どのマーカーに変化が起きているか」を調べる「マーカーの特定」、「どれくらいの濃度でマーカーの変化が起きているか」を調べる「毒性作用濃度の特定」、及び「変化が起きている時間帯はいつか」を調べる「作用時期の特定」によって行われる。
　［第１の実施形態］
　以下、第１の実施形態における観察装置１について説明する。まず、図２を参照して観察装置１の構成について説明する。
　［観察装置の構成］
　図２は、本発明の実施形態による観察装置１の構成の一例を示す模式図である。
　観察装置１は、細胞等を撮像することにより取得される画像に対して、画像処理を行う。以下の説明において、細胞等を撮像することにより取得される画像を、単に細胞画像とも記載する。観察装置１は、評価装置１０と、顕微鏡装置２０と、表示部３０と、操作検出部４０とを備える。
　顕微鏡装置２０は、生物顕微鏡であり、電動ステージ２１と、撮像部２２とを備える。電動ステージ２１は、所定の方向（例えば、水平方向の二次元平面内のある方向）に、撮像対象物の位置を任意に稼働可能である。撮像部２２は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary MOS）などの撮像素子を備えており、電動ステージ２１上の撮像対象物を撮像する。なお、顕微鏡装置２０に電動ステージ２１を備えていなくてもよく、ステージが所定方向に稼働しないステージとしても構わない。
　より具体的には、顕微鏡装置２０は、例えば、微分干渉顕微鏡（Differential　Interference　Contrast　microscope；DIC）や位相差顕微鏡、蛍光顕微鏡、共焦点顕微鏡、超解像顕微鏡等の機能を有する。顕微鏡装置２０は、電動ステージ２１上に載置された培養容器を撮像する。この培養容器とは、例えば、ウェルプレートＷＰである。顕微鏡装置２０は、ウェルプレートＷＰが有する多数のウェルＷの中に培養された細胞に光を照射することで、細胞を透過した透過光を細胞の画像として撮像する。これによって、細胞の透過ＤＩＣ画像や、位相差画像、暗視野画像、明視野画像等の画像を取得することができる。さらに、細胞に蛍光物質を励起する励起光を照射することで、生体物質から発光される蛍光を細胞の画像として撮像する。また、顕微鏡装置２０は、生体物質内に取り込まれた発色物質そのものから発光される蛍光や、発色団を持つ物質が生体物質に結合することによって発光される蛍光を、上述した細胞の画像として撮像してもよい。これにより、観察装置１は、蛍光画像、共焦点画像、超解像画像を取得することができる。なお、細胞の画像を取得する方法は、光学顕微鏡に限られない。
　ウェルプレートＷＰは、複数のウェルＷを有する。この一例では、ウェルプレートＷＰは、１２×８の９６個のウェルＷを有する。細胞は、ウェルＷの中において、特定の実験条件のもと培養される。特定の実験条件とは、温度、湿度、培養期間、刺激が付与されてからの経過時間、付与される刺激の種類や強さ、刺激の有無、生物学的特徴の誘導等を含む。刺激とは、例えば、電気、音波、磁気、光等の物理的刺激や、物質や薬物の投与による化学的刺激等である。また、生物学的特徴とは、細胞の分化の段階や、形態、細胞数等を示す特徴である。
　表示部３０は、液晶ディスプレイなどを備えており、評価装置１０による演算結果を表示する。
　操作検出部４０は、キーボードや不図示のマウスなどを備えており、評価装置１０に対する操作を検出する。
　［評価装置１０の機能構成］
　図３は、本実施形態の評価装置１０の機能構成を示すブロック図である。評価装置１０は、演算部１００と、記憶部２００とを備えている。
　記憶部２００は、細胞種記憶部２１０と、系記憶部２２０と、マーカー記憶部２３０と、コントロール群記憶部２４０とを備えている。
　細胞種記憶部２１０には、細胞の種類、すなわち細胞種を示す情報が記載されている。具体的には、細胞種記憶部２１０には、細胞種を識別する細胞種ＩＤと、細胞種の名称とが関連付けられて記憶されている。
　図４は、本実施形態の細胞種記憶部２１０に記憶される細胞種の一例を示す図である。この一例において、細胞種記憶部２１０には、細胞種ＩＤ＿ＣＴ１と細胞種の名称「未分化細胞」とが関連付けられて記憶されている。また、細胞種記憶部２１０には、細胞種ＩＤ＿ＣＴ１１と細胞種の名称「神経幹細胞」とが、細胞種ＩＤ＿ＣＴ１２と細胞種の名称「神経堤細胞」とが、それぞれ関連付けられて記憶されている。また、細胞種記憶部２１０には、細胞種ＩＤ＿ＣＴ２１と細胞種の名称「神経細胞」とが、細胞種ＩＤ＿ＣＴ２２と細胞種の名称「グリア前駆細胞」とが、細胞種ＩＤ＿ＣＴ２３と細胞種の名称「末梢神経細胞」とが、それぞれ関連付けられて記憶されている。また、細胞種記憶部２１０には、細胞種ＩＤ＿ＣＴ３１と細胞種の名称「オリゴデンドロサイト」とが、細胞種ＩＤ＿ＣＴ３２と細胞種の名称「アストロサイト」とが、それぞれ関連付けられて記憶されている。
　以下の説明において、細胞種「未分化細胞」を未分化細胞ＣＴ１とも記載する。また、細胞種「神経幹細胞」を神経幹細胞ＣＴ１１とも、細胞種「神経堤細胞」を神経堤細胞ＣＴ１２とも、細胞種「神経細胞」を神経細胞ＣＴ２１とも、細胞種「グリア前駆細胞」をグリア前駆細胞ＣＴ２２とも、細胞種「末梢神経細胞」を末梢神経細胞ＣＴ２３とも、それぞれ記載する。また、細胞種「オリゴデンドロサイト」をオリゴデンドロサイトＣＴ３１とも、細胞種「アストロサイト」をアストロサイトＣＴ３２とも、それぞれ記載する。
　系記憶部２２０には、細胞分化の系を示す情報が記憶されている。具体的には、系記憶部２２０には、系を識別する系ＩＤと、分化元の細胞種の細胞種ＩＤ及び名称と、分化先の細胞種の細胞種ＩＤ及び名称とが、関連付けられて記憶されている。
　図５は、本実施形態の系記憶部２２０に記憶される細胞種の一例を示す図である。この一例において、系記憶部２２０には、系ＩＤ＿ＤＩ１１と、分化元の細胞種の細胞種ＩＤ＿ＣＴ１及び名称「未分化細胞」と、分化先の細胞種の細胞種ＩＤ＿ＣＴ１１及び名称「神経幹細胞」とが関連付けられて記憶されている。また、系記憶部２２０には、系ＩＤ＿ＤＩ１２と、分化元の細胞種の細胞種ＩＤ＿ＣＴ１及び名称「未分化細胞」と、分化先の細胞種の細胞種ＩＤ＿ＣＴ１２及び名称「神経堤細胞」とが関連付けられて記憶されている。系記憶部２２０には、系ＤＩ２１、系ＤＩ２２、系ＤＩ２３、系ＤＩ３１、及び系ＤＩ３２についても、分化元の細胞種と、分化先の細胞種とが、上述と同様にして図５に示す通り関連付けられて記憶されている。
　マーカー記憶部２３０には、マーカーの名称、性質及び関連する細胞種の情報が記憶されている。具体的には、マーカー記憶部２３０には、マーカーを識別するマーカーＩＤと、マーカーの名称と、マーカーの性質と、マーカーが関連する細胞種とが関連付けられて記憶されている。ここでマーカーとは、細胞の状態、特に細胞の分化の状態を評価する試薬、抗体などである。
　図６は、本実施形態のマーカー記憶部２３０に記憶されるマーカーの一例を示す図である。この一例において、マーカー記憶部２３０には、マーカーＩＤ＿ＭＫ１と、マーカーの名称「ＣＴ３／４（オクト・スリー・フォー）」と、マーカーの性質「未分化細胞の分化の進行により増加する」と、関連する細胞種「ＣＴ１；未分化細胞」とが関連付けられて記憶されている。また、マーカー記憶部２３０には、マーカーＩＤ＿ＭＫ２と、マーカーの名称「ＮＡＮＯＧ（ナノグ）」と、マーカーの性質「未分化細胞の分化の進行により増加する」と、関連する細胞種「ＣＴ１；未分化細胞」とが関連付けられて記憶されている。また、マーカー記憶部２３０には、マーカーＩＤ＿ＭＫ３と、マーカーの名称「ＮＥＳＴＩＮ（ネスチン）」と、マーカーの性質「神経幹細胞への分化の進行により減少する」と、関連する細胞種「ＣＴ１１；神経幹細胞」とが関連付けられて記憶されている。また、マーカー記憶部２３０には、マーカーＩＤ＿ＭＫ３と、マーカーの名称「ＳＯＸ２（ソックス・ツー）」と、マーカーの性質「神経幹細胞への分化の進行により減少する」と、関連する細胞種「ＣＴ１１；神経幹細胞」とが関連付けられて記憶されている。
　すなわち、マーカー記憶部２３０には、マーカーと、当該マーカーの性質を示す情報とが関連付けて記憶される。
　また、記憶部２００には、細胞画像ＰＣＬの画像処理に用いられる画像処理プログラムと、顕微鏡装置２０の制御プログラムとが予め記憶されている。
　図３に戻り、演算部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えており、記憶部２００に記憶されている制御プログラムに従って、顕微鏡装置２０の各部を駆動する。この演算部１００による顕微鏡装置２０の制御の具体的な内容については、既知であるため、その説明を省略する。
　また、演算部１００は、細胞画像抽出部１１０と、系判定部１２０と、マーカー選択部１３０と、コントロール群登録部１４０と、マーカー変化パターン抽出部１５０と、毒性評価部１６０とを、その機能部として備えている。
　細胞画像抽出部１１０は、撮像部２２が撮像した画像から、細胞画像を抽出する。具体的には、撮像部２２は、ウェルプレートＷＰのウェルＷにおいて培養されている細胞を撮像する。この撮像部２２が撮像した画像には、細胞の画像、すなわち細胞画像が含まれている。細胞画像抽出部１１０は、撮像部２２が撮像した画像について、パターンマッチングなどの既知の方法により画像処理することにより、撮像部２２が撮像した画像から、細胞画像を抽出する。細胞画像抽出部１１０は、抽出した細胞画像を、演算部１００の各機能部に供給する。
　系判定部１２０は、細胞分化の系のうち、実験対象の系を判定する。ここで、操作検出部４０は、評価装置１０を利用する利用者の操作を受け付ける。操作検出部４０は、利用者から受け付けた操作を示す情報を、演算部１００に出力する。この一例では、利用者は、実験対象の細胞分化の系を、細胞分化の系の始点の細胞種と、終点の細胞種とによって指定する。一例として、操作検出部４０がキーボードである場合には、利用者は、このキーボードを操作することにより、始点の細胞種及び終点の細胞種を指定する。操作検出部４０は、利用者による始点の細胞種を指定する操作と、終点の細胞種を指定する操作とを検出する。操作検出部４０は、検出したこれらの操作を示す情報を、演算部１００に出力する。
　系判定部１２０は、操作検出部４０から操作を示す情報を取得し、この情報に含まれる始点の細胞種及び終点の細胞種に基づいて、実験対象の系を判定する。具体的には、系判定部１２０は、操作検出部４０から取得した始点の細胞種及び終点の細胞種を検索キーにして、系記憶部２２０を検索する。系判定部１２０は、検索キーにした始点の細胞種を分化元の細胞種に、検索キーにした終点の細胞種を分化先の細胞種に、それぞれ対応付ける。系判定部１２０は、系記憶部２２０に記憶されている系ＩＤのうち、対応付けた分化元の細胞種及び分化先の細胞種にそれぞれ関連付けられている系ＩＤを、実験対象の系を示す系ＩＤとして抽出する。例えば、操作検出部４０から取得した始点の細胞種が未分化細胞ＣＴ１であり、終点の細胞種が神経幹細胞ＣＴ１１である場合には、系判定部１２０は、系ＩＤ＿ＤＩ１１を実験対象の系の系ＩＤとして抽出する。つまり、この場合、系判定部１２０は、系ＩＤ＿ＤＩ１１を実験対象の系の系ＩＤとして判定する。
　また、系判定部１２０は、実験対象の系を判定することに伴い、細胞の撮像条件（観察条件）を判定してもよい。例えば、系判定部１２０は、判定した系に応じた、撮像時期を判定してもよい。具体的には、系判定部１２０は、未分化細胞ＣＴ１から神経幹細胞ＣＴ１１への分化の系を、実験対象の系として判定した場合には、未分化細胞ＣＴ１から神経幹細胞ＣＴ１１への分化の速度に応じて、撮像時期を判定してもよい。また、この撮像時期は、系記憶部２２０に系ＩＤと関連付けられて予め記憶されていてもよい。この場合には、系判定部１２０は、実験対象の系の判定に伴って、この実験対象の系に関連付けられている撮像時期を、系記憶部２２０から取得してもよい。
　なお、系判定部１２０は、複数の系ＩＤを実験対象の系の系ＩＤとして抽出してもよい。一例として、系判定部１２０は、操作検出部４０から取得した始点の細胞種が未分化細胞ＣＴ１であり、終点の細胞種が神経細胞ＣＴ２１である場合には、系ＩＤ＿ＤＩ１１及び系ＩＤ＿ＤＩ２１を、実験対象の系の系ＩＤとして抽出する。
　マーカー選択部１３０は、実験対象の系に適合するマーカーを選択する。具体的には、マーカー選択部１３０は、実験対象の系であるとして系判定部１２０が判定した系の系ＩＤを、系判定部１２０から取得する。マーカー選択部１３０は、取得した系ＩＤを検索キーにしてマーカー記憶部２３０を検索し、マーカーを抽出する。ここで抽出されたマーカーは、実験対象の系に適合するマーカーである。
　一例として、実験対象の系が、系ＩＤ＿ＤＩ１１である場合について説明する。この場合、マーカー選択部１３０は、系判定部１２０から系ＩＤ＿ＤＩ１１を取得する。マーカー選択部１３０は、系ＩＤ＿ＤＩ１１を検索キーにして、マーカー記憶部２３０を検索する。この検索の結果、マーカー選択部１３０は、マーカーＩＤ＿ＭＫ１、マーカーＩＤ＿ＭＫ２、マーカーＩＤ＿ＭＫ３及びマーカーＩＤ＿ＭＫ４を取得する。すなわち、マーカー選択部１３０は、「ＣＴ３／４（オクト・スリー・フォー）」、「ＮＡＮＯＧ（ナノグ）」、「ＮＥＳＴＩＮ（ネスチン）」及び「ＳＯＸ２（ソックス・ツー）」を、実験対象の系に適合するマーカーとして選択する。
　つまり、マーカー選択部１３０は、細胞分化の状態を評価するマーカーを、細胞分化の過程に応じて選択する。ここで、細胞分化の過程とは、分化中のある時刻や時間、細胞が分化する系などが含まれる。すなわち、マーカー選択部１３０は、細胞分化の状態を評価するマーカーを、細胞分化のある時刻における細胞の状態に応じて選択することができる。また、マーカー選択部１３０は、細胞分化の状態を評価するマーカーを、細胞が分化する系に応じて選択することもできる。
　また、細胞が分化する系は、第一の細胞種（例えば、始点の細胞種、分化元の細胞種）と、第二の細胞種（例えば、終点の細胞種、分化先の細胞種）によって定めるともいえる。すなわち、マーカー選択部１３０は、第一の細胞種と第二の細胞種とに応じてマーカーを選択するともいえる。
　また、マーカー選択部１３０は、マーカー記憶部２３０に記憶されるマーカーの性質を示す情報と、過程とに基づいて、過程に応じたマーカーを選択するともいえる。
　コントロール群登録部１４０は、コントロール群の実験結果をコントロール群記憶部２４０に記憶させることにより、コントロール群の実験結果を登録する。ここで、コントロール群の実験について説明する。
　［コントロール群の実験］
　コントロール群とは、対照実験（又は、コントロール実験）における実験群のうちの統制群である。例えば、コントロール群の実験結果とは、基準条件下である、細胞に物質を加えない条件下の細胞分化の実験結果である。この一例では、分化過程にある細胞に対して所定の濃度の物質を加えた場合の細胞に対する影響を、この物質が加えられていない群（コントロール群）と、この物質が加えられている非基準条件下での群（対照群）とを比較する対照実験により判定する。
　図７は、本実施形態のコントロール群の実験状況の一例を示す図である。ウェルプレートＷＰのウェルＷ１には、核染色の蛍光色素のＤＡＰＩと、ＣＴ３／４と、ＮＥＳＴＩＮとがマーカーとして与えられた未分化細胞ＣＴ１－１が播種される。ウェルプレートＷＰのウェルＷ２には、核染色の蛍光色素のＤＡＰＩと、ＮＡＮＯＧと、ＳＯＸ２とがマーカーとして与えられた未分化細胞ＣＴ１－２が播種される。なお、ＤＡＰＩ（ダピ）とは、細胞の核を染色するマーカーの一種である。本実施例では、核染色の蛍光色素としてＤＡＰＩを例に説明するが、使用可能な蛍光色素はこれに限定されるものではなく、例えばＨｏｅｃｈｓｔ等でもよい。
　このウェルＷ１及びウェルＷ２を備えるウェルプレートＷＰは、顕微鏡装置２０の電動ステージ２１に載置される。撮像部２２は、電動ステージ２１に載置されたウェルプレートＷＰの各ウェルＷを、ある時間おきに撮像する。この一例では、撮像部２２は、時間の流れに沿った時刻Ｔ１、時刻Ｔ２、時刻Ｔ３において、ウェルプレートＷＰの各ウェルＷを撮像する。ウェルＷに播種された細胞には、マーカーに反応しない細胞（陰性群）と、マーカーに反応する細胞（陽性群）とがある。細胞の分化の進行に伴い、ウェルＷ中の細胞のうちの陰性群と陽性群との割合が変化する。
　図８は、本実施形態のコントロール群記憶部２４０に記憶されるコントロール群の実験結果の一例を示す図である。
　一例として未分化細胞ＣＴ１から神経幹細胞ＣＴ１１に分化する場合について説明する。ウェルＷ内の細胞は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの間に、未分化細胞ＣＴ１から神経幹細胞ＣＴ１１への分化が進行する。マーカーのうちＣＴ３／４及びＮＡＮＯＧは、未分化細胞ＣＴ１よりも神経幹細胞ＣＴ１１に対して反応する。マーカーのうちＮＥＳＴＩＮ及びＳＯＸ２は、神経幹細胞ＣＴ１１よりも未分化細胞ＣＴ１に対して反応する。
　時刻Ｔ１において、ウェルＷ内の細胞のうち、ほとんどの細胞が未分化細胞ＣＴ１である。この場合、時刻Ｔ１においては、ウェルＷ１内の細胞のうち、ＣＴ３／４及びＮＡＮＯＧに対する陰性群が陽性群に比べて多い。また、時刻Ｔ１においては、ウェルＷ２内の細胞のうち、ＮＥＳＴＩＮ及びＳＯＸ２に対する陽性群が陰性群に比べて多い。
　時刻Ｔ２において、ウェルＷ内の細胞は、未分化細胞ＣＴ１と神経幹細胞ＣＴ１１との割合が同程度である。この場合、時刻Ｔ２においては、ウェルＷ１内の細胞のうち、ＣＴ３／４及びＮＡＮＯＧに対する陰性群と陽性群との割合が同程度である。また、時刻Ｔ２においては、ウェルＷ２内の細胞のうち、ＮＥＳＴＩＮ及びＳＯＸ２に対する陰性群と陽性群との割合が同程度である。
　時刻Ｔ３において、ウェルＷ内の細胞のうち、ほとんどの細胞が神経幹細胞ＣＴ１１である。この場合、時刻Ｔ３においては、ウェルＷ１内の細胞のうち、ＣＴ３／４及びＮＡＮＯＧに対する陽性群が陰性群に比べて多い。また、時刻Ｔ３においては、ウェルＷ２内の細胞のうち、ＮＥＳＴＩＮ及びＳＯＸ２に対する陰性群が陽性群に比べて多い。
　図３に戻り、撮像部２２は、上述した時刻Ｔ１、時刻Ｔ２及び時刻Ｔ３において、各ウェルＷを撮像する。細胞画像抽出部１１０は、撮像部２２が撮像した画像から、細胞画像を抽出する。ここで、ウェルＷ内の細胞は、マーカーであるＤＡＰＩによって蛍光染色されている。ＤＡＰＩは、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）に対して強力に結合する。このため、ウェルＷ内の細胞に紫外光等の励起光を照射すると、細胞核が蛍光を発する。この場合、細胞画像抽出部１１０は、撮像部２２が撮像した画像の中から、蛍光部分を抽出することにより、細胞画像を抽出することができる。
　すなわち、撮像部２２は、マーカー選択部１３０が選択するマーカーを用いて培養される細胞を撮像した細胞画像を実験結果として出力する。
　コントロール群登録部１４０は、細胞画像抽出部１１０が抽出した細胞画像を、コントロール群の実験結果として、コントロール群記憶部２４０に記憶させる。
　コントロール群登録部１４０は、実験結果を識別する実験結果ＩＤと、ある時刻におけるコントロール群の実験結果とを関連付けて、コントロール群記憶部２４０に記憶させる。この一例において、コントロール群記憶部２４０には、実験結果ＩＤ＿ＲＳ１と、時刻Ｔ１、時刻Ｔ２及び時刻Ｔ３におけるコントロール群の実験結果とが、それぞれ関連付けられて記憶される。すなわち、コントロール群記憶部２４０とは、マーカー選択部１３０が選択するマーカーを用いて行われる基準条件下の細胞分化の実験結果が記憶される実験結果記憶部である。
　マーカー変化パターン抽出部１５０は、コントロール群記憶部２４０に記憶されているコントロール群の実験結果から、コントロール群のマーカー変化パターンを抽出する。一例として、実験結果ＩＤ＿ＲＳ１について、コントロール群のマーカー変化パターンを抽出する場合について説明する。この場合、マーカー変化パターン抽出部１５０は、実験結果ＩＤ＿ＲＳ１を取得する。この実験結果ＩＤ＿ＲＳ１は、例えば、評価装置１０の利用者が操作検出部４０を操作することにより、マーカー変化パターン抽出部１５０に与えられる。マーカー変化パターン抽出部１５０は、取得した実験結果ＩＤ＿ＲＳ１を検索キーにして、コントロール群記憶部２４０を検索する。マーカー変化パターン抽出部１５０は、検索の結果得られた実験結果を、コントロール群のマーカー変化パターンとして抽出する。
　毒性評価部１６０は、コントロール群の実験結果と、対照群の実験結果とを比較することにより、この物質の毒性を評価する。具体的には、毒性評価部１６０は、マーカー変化パターン抽出部１５０が抽出するコントロール群のマーカー変化パターンと、分化過程にある細胞に対して所定の濃度の物質を加えた場合の細胞のマーカー変化パターンとを比較する。毒性評価部１６０は、コントロール群のマーカー変化パターンと、所定の濃度の物質を加えた場合の細胞のマーカー変化パターンとに有意な差がなければ、この物質の毒性は低いと評価する。また、毒性評価部１６０は、コントロール群のマーカー変化パターンと、所定の濃度の物質を加えた場合の細胞のマーカー変化パターンとに有意な差があれば、この物質の毒性は高いと評価する。
　毒性評価部１６０による毒性評価について、より具体的に説明する。ここで、分化誘導が進行すると、その発現が抑制されるマーカーを抑制マーカーとも記載し、分化誘導が進行すると、その発現が促進されるマーカーを促進マーカーとも記載する。毒性評価部１６０は、コントロール群のマーカー変化パターンと、所定の濃度の物質を加えた場合の細胞のマーカー変化パターンとを比較する。
　抑制マーカーを使用する場合、所定濃度の物質を加えた際の細胞のマーカー変化パターンが分化誘導の進行に伴い、マーカーの発現が促進されている場合は物質の添加により毒性を示したことになる。
　また促進マーカーを使用する場合、所定濃度の物質を加えた際の細胞のマーカー変化パターンが分化誘導の進行に伴い、マーカーの発現が抑制されている場合は物質の添加により毒性を示したことになる。
　ここで、細胞に加える物質の濃度が、細胞の分化誘導の進行に影響する。これは、人間が服用する薬の容量に関係する。例えば、細胞に加える物質の濃度が低濃度の場合には、細胞に加える物質の濃度が高濃度の場合に比べて、ＮＥＳＴＩＮ陽性細胞が減るため、分化誘導を抑制する作用がある。また、細胞に加える物質の濃度が高濃度の場合には、細胞に加える物質の濃度が低濃度の場合に比べて、ＮＥＳＴＩＮ陽性細胞が増えるため、分化誘導を促進する作用がある。
　毒性評価部１６０は、コントロール群記憶部２４０に記憶されている基準条件下の第一の実験結果と、マーカー選択部１３０が選択するマーカーを用いた細胞分化の第二の実験結果とに基づいて、第二の実験結果の状態を判定する。
　換言すれば、毒性評価部１６０とは、対照実験の結果に基づいて、実験結果の状態を判定する状態判定部であるともいえる。
　また、毒性評価部１６０とは、細胞分化の過程が撮像された分化過程画像と、基準条件下における細胞分化の実験結果とに基づいて、分化過程画像が示す細胞分化の過程の状態を判定する状態判定部であるともいえる。
　結果出力部３００は、演算部１００による演算結果を、評価装置１０の外部に出力する。この一例では、結果出力部３００は、マーカー選択部１３０が選択したマーカーを、表示部３０に表示させる。また、結果出力部３００は、マーカー変化パターン抽出部１５０が抽出したコントロール群のマーカー変化パターンを、表示部３０に表示させる。また、系判定部１２０が分化過程の画像の撮像時期を判定している場合には、結果出力部３００は、系判定部１２０が判定した撮像時期を、表示部３０に表示させる。
　［評価装置１０の動作］
　次に、評価装置１０の動作について図９から図１７を参照して説明する。
　図９は、本実施形態の評価装置１０の全体の動作の一例を示す図である。この一例では、評価装置１０が、対照実験におけるコントロール群の実験支援、及び対照群の実験支援を行う場合について説明する。この一例の場合、評価装置１０の利用者は、操作検出部４０が備えるキーボードによって、始点細胞種及び終点細胞種を入力することにより、実験対象の系を決める。
　［実験対象の系の判定］
　系判定部１２０は、始点細胞種及び終点細胞種を、操作検出部４０から取得する（ステップＳ１０、ステップＳ２０）。系判定部１２０は、ステップＳ１０及びステップＳ２０において取得した始点細胞種及び終点細胞種に基づいて、実験対象の系を判定する（ステップＳ３０）。
　［撮像時期の提示］
　次に、評価装置１０による撮像時期の提示の動作（ステップＳ１００；ステップＳ１１０～ステップＳ１３０）について説明する。
　図１０は、本実施形態の評価装置１０による撮像時期の提示の動作の一例を示す図である。系判定部１２０は、ステップＳ３０において判定した系を取得する（ステップＳ１１０）。系判定部１２０は、取得した実験対象の系について、撮像部２２がウェルＷを撮像する時期、すなわち撮像時期を判定する（ステップＳ１２０）。例えば、実験対象の系が、系ＩＤ＿ＤＩ１１である場合、上述した時刻Ｔ１、時刻Ｔ２及び時刻Ｔ３を、撮像時期として判定する。
　系判定部１２０は、判定した撮像時期を結果出力部３００に出力する。結果出力部３００は、撮像時期の情報を表示部３０に表示させる（ステップＳ１３０）。
　［使用すべきマーカーの提示］
　次に、評価装置１０による使用すべきマーカーの提示の動作（ステップＳ２００；ステップＳ２１０～ステップＳ２３０）について説明する。
　図１１は、本実施形態の評価装置１０による撮像時期の提示の動作の一例を示す図である。マーカー選択部１３０は、ステップＳ３０において系判定部１２０が判定した系を取得する（ステップＳ２１０）。マーカー選択部１３０は、ステップＳ２１０において取得した系に基づいて、マーカー記憶部２３０から実験対象の系に適合するマーカーを抽出する（ステップＳ２２０）。マーカー選択部１３０は、抽出したマーカーの情報を結果出力部３００に出力する。結果出力部３００は、マーカーの情報を表示部３０に表示させる（ステップＳ２３０）。
　ステップＳ１００及びステップＳ２００により、表示部３０には、実験対象の系における撮像時期及び使用すべきマーカーが表示される。撮像時期及び使用すべきマーカーが表示されるため、評価装置１０の利用者は、実験対象の系における適切な撮像時期及び適切なマーカーを知ることができる。また、評価装置１０の利用者は、表示された撮像時期及びマーカーによって対照実験を行うことにより、コントロール群と対照群とを同一の条件にして実験することができる。
　［コントロール群の実験結果の登録］
　図１２は、本実施形態の評価装置１０によるコントロール群の実験結果の登録の動作の一例を示す図である。
　一例として、評価装置１０の利用者が、表示部３０に表示された撮像時期及びマーカーによってコントロール群の実験を行う場合について説明する。この場合、利用者は、操作検出部４０が備えるキーボードに、実験対象の系を入力する。
　コントロール群登録部１４０は、操作検出部４０から実験対象の系を取得する（ステップＳ３１０）。コントロール群登録部１４０は、取得した系に基づいて、撮像時期を判定する（ステップＳ３２０）。この撮像時期の判定は、上述したように系判定部１２０が行ってもよい。
　利用者は、ステップＳ２００によって表示されたマーカーを用いて細胞を染色する。利用者は、細胞をウェルＷに播種して、培養を開始する（ステップＳ３３０）。顕微鏡装置２０の撮像部２２は、ウェルプレートＷＰの各ウェルＷを、ステップＳ３２０において判定した撮像時期によって撮像する（ステップＳ３４０）。細胞画像抽出部１１０は、ステップＳ３４０において撮像された画像から、細胞画像を抽出する。コントロール群登録部１４０は、抽出された細胞画像を取得する（ステップＳ３５０）。コントロール群登録部１４０は、ステップＳ３５０において取得した細胞画像をコントロール群の実験結果として、コントロール群記憶部２４０に記憶させる。すなわち、コントロール群登録部１４０は、コントロール群を登録する（ステップＳ３６０）。
　なお、コントロール群登録部１４０は、細胞画像を既知の画像処理手段によって加工した結果を、コントロール群の実験結果としてコントロール群記憶部２４０に記憶させてもよい。
　［コントロール群のマーカー変化パターンの提示］
　図１３は、本実施形態の評価装置１０によるコントロール群のマーカー変化パターンの提示の動作の一例を示す図である。この一例において、評価装置１０の利用者は、操作検出部４０が備えるキーボードに、実験対象の系を入力する。
　マーカー変化パターン抽出部１５０は、利用者がキーボードに入力した系を、操作検出部４０から取得する（ステップＳ４１０）。マーカー変化パターン抽出部１５０は、ステップＳ４１０において取得した系に基づいて、コントロール群記憶部２４０を検索する。なお、コントロール群記憶部２４０に、実験結果ＩＤと系ＩＤとが関連付けられて記憶されている場合には、マーカー変化パターン抽出部１５０は、ステップＳ４１０において取得した系を検索キーにして、コントロール群記憶部２４０を検索する。マーカー変化パターン抽出部１５０は、検索の結果得られたコントロール群の実験結果を取得する（ステップＳ４２０）マーカー変化パターン抽出部１５０は、ステップＳ４２０において取得したコントロール群の実験結果を、コントロール群のマーカー変化パターンとして結果出力部３００に出力する。結果出力部３００は、コントロール群のマーカー変化パターンを表示部３０に表示させる（ステップＳ４３０）。
　［毒性の評価］
　図１４は、本実施形態の評価装置１０による毒性の評価の動作の一例を示す図である。この一例において、評価装置１０の利用者は、操作検出部４０が備えるキーボードに、実験対象の系を入力する。演算部１００の各部は、キーボードに入力され操作検出部４０が検出した系を取得する（ステップＳ５１０）。系判定部１２０は、系を取得し、取得した系に応じた撮像時期を判定する。また、マーカー選択部１３０は、系を取得し、取得した系に応じたマーカーを選択する。判定された撮像時期及び選択されたマーカーは、表示部３０に表示される（ステップＳ５２０）。利用者は、ステップＳ５２０において表示されたマーカーを用いて細胞を染色する。染色は、利用者が手動で行ってもよいし、染色装置を備えたもので自動的に染色する構成でもよい。利用者は、対照実験の対照群としての細胞をウェルＷに播種して、培養を開始する（ステップＳ５３０）。顕微鏡装置２０の撮像部２２は、ウェルプレートＷＰの各ウェルＷを、ステップＳ５２０において判定した撮像時期によって撮像する（ステップＳ５４０）。細胞画像抽出部１１０は、ステップＳ５４０において撮像された画像から、細胞画像を抽出する（ステップＳ５５０）。毒性評価部１６０は、抽出された細胞画像を実験結果として、コントロール群の実験結果と比較する（ステップＳ５６０）。毒性評価部１６０は、ステップＳ５６０における比較結果に基づいて、毒性の評価結果を生成し、生成した評価結果を結果出力部３００に出力する。結果出力部３００は、表示部３０に評価結果を表示させる（ステップＳ５７０）。
　ここで、ステップＳ５３０における対照群の一例を図１５に示す。
　図１５は、本実施形態の対照実験における対照群の一例を示す図である。この対照群には、互いに濃度が異なる化合物Ａが含まれる。ここで、ウェルプレートＷＰのウェルＷ１１には、濃度が０．１［ｍＭ］である化合物Ａが付与されている。また、ウェルプレートＷＰのウェルＷ２１は、濃度が１．０［ｍＭ］である化合物Ａが付与されている。
　また、毒性評価部１６０による実験結果の比較結果について、図１６を参照して説明する。
　図１６は、本実施形態の毒性評価部１６０による実験結果の比較結果の一例を示す図である。同図は、図中左側群、Ｍ中央群、右側群のデータを開示しており、分化過程におけるいずれかの異なるタイミングでの実験結果である。同図では、左側群から右側群にいくに従って、分化が進行する場合の結果を示す。毒性評価部１６０は、コントロール群記憶部２４０からコントロール群の実験結果を取得する。また、毒性評価部１６０は、対照群の実験結果を細胞画像抽出部１１０から取得する。ここで、毒性評価部１６０は、コントロール群と対照群との実験結果が、比較的近い場合には、対照群の実験結果を「毒性が低い」と判定する。また、毒性評価部１６０は、コントロール群と対照群との実験結果が、比較的遠い場合には、対照群の実験結果を「毒性が高い」と判定する。図１６に示す一例では、コントロール群の実験結果ＲＣ１１と、対照群の実験結果ＲＡ１１とは、類似している。したがって、毒性評価部１６０は、対照群の実験結果ＲＡ１１及び実験結果ＲＢ１１の実験に用いた化合物について「毒性が低い」と判定する。また、コントロール群の実験結果ＲＣ２１と、対照群の実験結果ＲＡ２１とは類似している。一方、コントロール群の実験結果ＲＣ２１と、実験結果ＲＢ２１とは、類似していない。この場合、毒性評価部１６０は、対照群の実験結果ＲＡ２１の実験に用いた化合物について「毒性が低い」と判定する。また、毒性評価部１６０は、対照群の実験結果ＲＢ２１の実験に用いた化合物について、対照群の実験結果ＲＡ２１の実験に用いた化合物に比べて「毒性が高い」と判定する。つまり、毒性評価部１６０は、コントロール群の実験結果と、対照群の実験結果とについて、比較的類似度が高い場合には、「毒性が低い」と判定する。
　以上説明したように、本実施形態の評価装置１０は、細胞分化の過程に応じてマーカーを選択し、選択したマーカーを評価装置１０の利用者に提示する。これにより、利用者は、様々な種類のマーカーから、細胞分化の過程に応じたマーカーを手軽に選択することができる。
　また、本実施形態の評価装置１０は、細胞が分化する系、つまり分化元の細胞の種類と、分化先の細胞の種類とに応じてマーカーを選択する。これにより、評価装置１０によれば、分化の前後の状態の評価に適するマーカーを、評価装置１０の利用者に提示することができる。これにより、利用者は、様々な種類のマーカーから、分化の前後の状態に応じたマーカーを手軽に選択することができる。
　また、本実施形態の評価装置１０は、基準条件下の細胞分化の実験結果、すなわちコントロール群の実験結果が記憶される実験結果記憶部を備える。この評価装置１０によれば、対照実験におけるコントロール群の実験結果を実験結果記憶部から検索することができる。つまり、評価装置１０によれば、対照実験を行う際に、コントロール群の実験結果を利用者が手軽に入手することができる。
　また、本実施形態の評価装置１０は、コントロール群の実験結果と、対照群の実験結果とに基づいて、実験結果の状態を判定する状態判定部を備えている。この評価装置１０によれば、利用者の手を煩わすことなく、実験結果の判定を行うことができる。
　また、本願発明は、基準条件下における細胞の画像から取得される情報を基に、非基準条件下における観察対象である細胞の観察条件を決定する観察条件決定部を備え構成でも良く、この場合、基準条件下における細胞の画像から取得される情報を基に、非基準条件下における観察対象である細胞の状態を判定する状態判定部備えなくてもよい。
　更に、基準条件下における細胞の画像から取得される情報を基に、非基準条件下における観察対象である細胞の観察条件を決定し、これに従って観察した結果、所望の観察ができなかったことが判った場合（例えば取得画像解析から判定）、決定された前記観察条件を修正してもよい。例えば、神経突起の発生タイミングに着目し、このタイミングでの非基準条件下での観察を行うことを決定した場合、決定したタイミングにおいて神経突起の発生が無かった場合は、所定の観察時間を長くする、または新たに観察タイミングを設定するようにしてもよい。
　また、本実施形態の評価装置１０は、細胞の撮像条件を提示する。この評価装置１０によれば、コントロール群の細胞分化の実験中の撮像条件に基づいて、対照群の細胞分化の実験における撮像条件を提示することができる。つまり、評価装置１０によれば、提示された撮像条件によって利用者が対照群の実験をすることができるため、コントロール群の撮像条件と、対照群の撮像条件とを揃えることができる。
　なお、上述では、細胞の分化誘導の進行の状態の評価に、「ＣＴ３／４（オクト・スリー・フォー）」「ＮＡＮＯＧ（ナノグ）」「ＮＥＳＴＩＮ（ネスチン）」「ＳＯＸ２（ソックス・ツー）」の４種類のマーカーを用いる場合を一例にして説明した。ここでは、さらに「ＧａｌＣ（ガラクトセレブロシド）」「Ｔｕｊ１（チューブリン抗体；ティーユージェイワン）」「ＭＡＰ２（マップツー）」などのマーカーを用いて評価される、細胞の分化誘導の系の一例について説明する。
　図１７は、本実施形態の神経系の分化誘導の系の第１の例を示す図である。ある細胞について、「ＣＴ３／４」の発現が陽性である場合、当該細胞が未分化細胞ＣＴ１であることを示す。また、「ＣＴ３／４」の発現が陰性である細胞について、「ＮＥＳＴＩＮ」及び「ＳＯＸ２」の発現がいずれも陽性である場合、当該細胞が神経幹細胞ＣＴ１１である可能性があることを示す。ＮＥＳＴＩＮ及びＳＯＸ２の発現がいずれも陽性になる細胞になることができる細胞が「ＯＣＴ３／４」の発現が陽性である場合は、当該細胞が未分化細胞ＣＴ１である可能性があることを示す。
　「ＮＥＳＴＩＮ」及び「ＳＯＸ２」の発現がいずれも陽性である細胞について、「ＧａｌＣ」の発現が陽性であれば、当該細胞がグリア前駆細胞ＣＴ２２であることを示す。「ＮＥＳＴＩＮ」及び「ＳＯＸ２」の発現がいずれも陽性である細胞について、「Ｔｕｊ１」及び「ＭＡＰ２」の発現がいずれも陽性であれば、当該細胞が神経前駆細胞ＣＴ２４であることを示す。
　「ＮＥＳＴＩＮ」及び「ＳＯＸ２」の発現がいずれも陰性である細胞について、「ＧａｌＣ」の発現が陽性であれば、当該細胞がグリア細胞ＣＴ２５であることを示す。「ＮＥＳＴＩＮ」及び「ＳＯＸ２」の発現がいずれも陰性である細胞について、「Ｔｕｊ１」及び「ＭＡＰ２」の発現がいずれも陽性であれば、当該細胞が神経細胞ＣＴ２１であることを示す。
　図１８は、本実施形態の神経系の分化誘導の系の第２の例を示す図である。図１８に示す場合においても、図１７に示す場合と同様にして、細胞の分化誘導の進行の状態が評価される。なお、図１８において各マーカーの名称の末尾の＋（プラス）は陽性を、－（マイナス）は陰性を、それぞれ示す。同図に示すように、複数のマーカーを組み合わせて用いることで、単一のマーカーを用いた場合に比べて、細胞の分化誘導の進行の程度の評価が容易になる。
　［第２の実施形態］
　以下、第２の実施形態における観察装置２について説明する。なお、上述した第１の実施形態の観察装置１と同様の構成及び動作については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図１９は、本実施形態の評価装置１１の機能構成を示すブロック図である。観察装置２は、評価装置１０に代えて、評価装置１１を備えている。また、観察装置２は、顕微鏡装置２０に代えて、顕微鏡装置２５を備えている。上述した顕微鏡装置２０が、細胞の蛍光画像を撮像するのに対し、本実施形態の顕微鏡装置２５は、細胞の形態の画像を撮像する。例えば、顕微鏡装置２５とは、位相差顕微鏡である。顕微鏡装置２５は、撮像部２６を備えている。撮像部２６は、細胞の形態を撮像して位相差画像を生成する。この顕微鏡装置２５は、例えば、タイムラプス顕微鏡である。撮像部２６は、細胞分化の過程における細胞の形態を経時的に撮像する。
　撮像部２６が撮像する画像には、基準画像と、分化過程画像とがある。基準画像とは、基準条件下における細胞分化の実験によって得られた画像である。分化過程画像とは、対照実験条件下における細胞分化の実験によって得られた画像である。
　ここで、細胞の形態には、細胞の外形、細胞から発現する神経突起の数、神経突起の形状、神経突起の形状的分布、細胞の核の大きさ、細胞の形態から計数される細胞数などが含まれる。この細胞の形態は、細胞の分化過程において経時的に変化する。例えば、細胞の分化過程が進行すると、進行につれて神経突起の数が増加する、神経突起の長さが伸長するなどの変化が生じる。また、分化過程にある細胞に対して化合物などの物質を添加すると、添加した場合と、添加しない場合との間で、細胞の形態の変化のしかたが相違することがある。例えば、分化過程にある細胞に対して化合物などの物質を添加した場合には、添加しない場合の神経突起の数の増加量に比べて、神経突起の数の増加量が小さい場合がある。このように、細胞の形態の経時的変化を観察することにより、細胞の分化過程における細胞に対する物質の影響を判定することができる場合がある。ここで、分化過程における、ある細胞の形態について、物質を添加しない場合の経時的変化を基準画像として撮像しておくことにより、物質を添加しない場合の経時的変化と、物質を添加した場合の経時的変化とを比較することができる。この場合、基準条件下における細胞分化の実験とは、物質を添加しない場合の細胞の培養実験である。また、基準画像とは、物質を添加しない場合の細胞分化の実験によって得られた画像である。ここで、物質を添加しない場合の細胞分化の実験を、コントロール群の実験ともいう。つまり、基準画像とは、コントロール群の実験によって得られた画像である。
　評価装置１１は、演算部１０１と、記憶部２０１と、結果出力部３００とを備える。記憶部２０１は、基準画像記憶部２５０を備える。
　基準画像記憶部２５０には、上述した基準条件下において撮像部２６が撮像する基準画像が記憶される。
　なお、基準画像記憶部２５０には、基準画像そのものの情報に加えて、又は代えて、基準画像から抽出された、細胞の形態の情報が記憶されていてもよい。
　演算部１０１は、細胞画像抽出部１７０と、状態判定部１８０と、撮像条件提示部１９０とを、その機能部として備えている。
　細胞画像抽出部１７０は、撮像部２６が撮像した画像から、細胞画像を抽出する。具体的な構成は、第１の実施形態において説明したため、記載を省略する。細胞画像抽出部１７０は、抽出した細胞画像を、演算部１０１の各機能部に供給する。
　状態判定部１８０は、上述した分化過程画像と、基準画像が示す細胞の形態情報とに基づいて、分化過程画像が示す過程の状態を判定する。
　撮像条件提示部１９０は、経時的に撮像された複数の基準画像が示す細胞の形態の時間変化に基づく条件を、分化過程画像の撮像条件として提示する。例えば、撮像条件提示部１９０は、基準画像記憶部２５０に記憶されている基準画像の撮像条件を、分化過程画像の撮像条件として提示する。具体的には、基準画像記憶部２５０に記憶されている基準画像が、細胞の分化過程において１日毎に撮像される画像である場合、撮像条件提示部１９０は、分化過程画像の撮像条件を、「１日毎」として提示する。
　以上説明したように、本実施形態の評価装置１１は、コントロール群の実験結果と、対照群の実験結果とに基づいて、実験結果の状態を判定する状態判定部１８０を備えている。この評価装置１０によれば、利用者の手を煩わすことなく、実験結果の判定を行うことができる。
　また、本実施形態の評価装置１１は、細胞の撮像条件を提示する。この評価装置１１によれば、コントロール群の細胞分化の実験中の撮像条件、つまり基準画像の撮像条件に基づいて、対照群の細胞分化の実験における撮像条件を提示することができる。つまり、評価装置１１によれば、提示された撮像条件によって利用者が対照群の実験をすることができるため、コントロール群の撮像条件と、対照群の撮像条件とを揃えることができる。
　なお、本発明の実施形態における観察装置１又は評価装置１０の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上述した種々の処理を行ってもよい。
　なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
　さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、本実施形態では神経系細胞を主に説明したが、例えば心筋細胞、肝細胞、ｉＰＳ細胞等でも応用可能である。
　１…観察装置、１０…評価装置、１００…演算部、１１０…細胞画像抽出部、１２０…系判定部、１３０…マーカー選択部、１４０…コントロール群登録部、１５０…マーカー変化パターン抽出部、１６０…毒性評価部、２３０…マーカー記憶部

Claims (15)

  1. 　細胞の状態を評価するマーカーに関する情報と観察対象の細胞に関する情報とに基づいて、前記観察対象の細胞の状態を判定するマーカーを決定するマーカー選択部
    　を備える評価装置。
  2. 　前記マーカーに関する情報は、細胞の分化に対応するマーカーの情報を含む
    　請求項１に記載の評価装置。
  3. 　前記マーカーに関する情報は、細胞の分化過程と分化の過程に対応するマーカーの情報を含む
    　請求項１に記載の評価装置。
  4. 　前記マーカーに関する情報は、物質が添加された細胞の分化の状態を評価するマーカーの発現状態に関する情報を含む
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の評価装置。
  5. 　前記観察対象の細胞に関する情報は、細胞の種類、細胞が分化する系の種類、細胞に添加される物質の種類、細胞に対する物質の影響の何れかの情報を含む
    　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の評価装置。
  6. 　前記評価装置は、前記選択されたマーカーを用いて行われる基準条件下の細胞の状態を判定する第一の実験結果を記憶する実験結果記憶部
    　を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の評価装置。
  7. 前記評価装置は、前記実験結果記憶部に記憶されている前記基準条件下の第一の実験結果と、前記マーカー選択部が選択する前記マーカーを用い、物質が添加された細胞の状態情報を有する第二の実験結果とに基づいて、前記第二の実験結果の状態を判定する状態判定部を有する
    　請求項６に記載の評価装置。
  8. 　前記実験結果記憶部に記憶される第一の実験結果は、細胞分化の過程における情報を含む
    　請求項６に記載の評価装置。
  9. 　前記マーカー選択部は、
    　前記細胞の分化の系に応じて前記マーカーを選択する
    　請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の評価装置。
  10. 　前記系は、分化元の第一の細胞種に関する情報に基づいて定められ
    　前記マーカー選択部は、
    　前記第一の細胞種に応じて前記マーカーを決定する
    　請求項８に記載の評価装置。
  11. 前記系は、分化元の第一の細胞種に関する情報と、分化先の第二の細胞種に関する情報とによって定められ、
    　前記マーカー選択部は、
    　前記第一の細胞種に関する情報と前記第二の細胞種に関する情報とに応じて前記マーカーを選択する
    　請求項８に記載の評価装置。
  12. 　前記評価装置は、前記細胞の状態を評価するマーカーに関する情報を記憶する記憶装置を備え、
    　前記マーカー選択部は、前記記憶部に記憶された情報の中から前記観察対象の細胞の状態の評価に適するマーカーを選択する
    　請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の評価装置。
  13. 　前記評価装置は、入力されるマーカーの選択条件を取得する条件取得部を備える請求項１から１２のいずれか一項に記載評価装置。
  14. 　前記観察対象の細胞を撮像する撮像装置と、
    　請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の評価装置と
    　を備える観察装置。
  15. 　コンピュータに、
    　細胞の状態を評価するマーカーに関する情報と観察対象の細胞に関する情報とに基づいて、前記観察対象の細胞の状態を判定するマーカーを決定するマーカー選択ステップ
    　を実行させるためのプログラム。
PCT/JP2016/057779 2016-03-11 2016-03-11 評価装置、観察装置、及びプログラム WO2017154201A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/057779 WO2017154201A1 (ja) 2016-03-11 2016-03-11 評価装置、観察装置、及びプログラム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/057779 WO2017154201A1 (ja) 2016-03-11 2016-03-11 評価装置、観察装置、及びプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017154201A1 true WO2017154201A1 (ja) 2017-09-14

Family

ID=59789231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/057779 WO2017154201A1 (ja) 2016-03-11 2016-03-11 評価装置、観察装置、及びプログラム

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017154201A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013545439A (ja) * 2010-09-17 2013-12-26 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ 多能性幹細胞の有用性および安全性の特徴決定を行うための機能的ゲノミクスアッセイ
JP2015163071A (ja) * 2001-02-14 2015-09-10 アンスロジェネシス コーポレーション 分娩後の哺乳動物の胎盤、その使用およびそれに由来する胎盤幹細胞

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015163071A (ja) * 2001-02-14 2015-09-10 アンスロジェネシス コーポレーション 分娩後の哺乳動物の胎盤、その使用およびそれに由来する胎盤幹細胞
JP2013545439A (ja) * 2010-09-17 2013-12-26 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ 多能性幹細胞の有用性および安全性の特徴決定を行うための機能的ゲノミクスアッセイ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wen et al. Spatiotemporal single-cell analysis of gene expression in the mouse suprachiasmatic nucleus
Grune et al. The “MYOCYTER”–Convert cellular and cardiac contractions into numbers with ImageJ
Di Bona et al. Measuring mobility in chromatin by intensity-sorted FCS
Rangan et al. Types of cell death and apoptotic stages in Chinese Hamster Ovary cells distinguished by Raman spectroscopy
JP2005102538A (ja) 細胞観察装置および細胞観察方法
CN107209092A (zh) 用于中间解剖的系统和方法
JP5289064B2 (ja) 生物学的サンプルの画像化および修飾のための装置および方法
Poureetezadi et al. A manual small molecule screen approaching high-throughput using zebrafish embryos
Fayzullina et al. Detection and analysis of DNA damage in mouse skeletal muscle in situ using the TUNEL method
Bardenbacher et al. Investigating intestinal barrier breakdown in living organoids
Patino et al. Deep learning and computer vision strategies for automated gene editing with a single-cell electroporation platform
JP7011067B2 (ja) 膜特徴に基づいて組織画像内で細胞を分類するためのシステム及び方法
Secci et al. Quantitative analysis of gene expression in RNAscope-processed brain tissue
Mosqueira et al. High-throughput phenotyping toolkit for characterizing cellular models of hypertrophic cardiomyopathy in vitro
WO2017154209A1 (ja) 評価装置、観察装置、及びプログラム
Hopke et al. Ex vivo human neutrophil swarming against live microbial targets
US20200043159A1 (en) Analysis device, analysis method, and program
WO2017154201A1 (ja) 評価装置、観察装置、及びプログラム
Pfeil et al. Mobile microscopy and automated image analysis: The ease of cell counting and classification
JP2021090442A (ja) 評価装置、観察装置、及びプログラム
JPWO2017061112A1 (ja) 画像処理方法および画像処理装置
Tsuruta et al. Quantification of endosome and lysosome motilities in cultured neurons using fluorescent probes
Mangiameli et al. Photoselective sequencing: microscopically guided genomic measurements with subcellular resolution
Kreutz et al. Maximizing explanatory power in stereological data collection: A protocol for reliably integrating optical fractionator and multiple immunofluorescence techniques
Roth et al. Recent Advances in Rapid and Highly Sensitive Detection of Proteins and Specific DNA Sequences Using a Magnetic Modulation Biosensing System

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16893528

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16893528

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP