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JP2019180354A - Method for producing cell sheet and cell sheet - Google Patents

Method for producing cell sheet and cell sheet Download PDF

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JP2019180354A
JP2019180354A JP2018078321A JP2018078321A JP2019180354A JP 2019180354 A JP2019180354 A JP 2019180354A JP 2018078321 A JP2018078321 A JP 2018078321A JP 2018078321 A JP2018078321 A JP 2018078321A JP 2019180354 A JP2019180354 A JP 2019180354A
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武志 堀
Takeshi Hori
武志 堀
黒澤 修
Osamu Kurosawa
修 黒澤
岩田 博夫
Hiroo Iwata
博夫 岩田
谷 敍孝
Nobutaka Tani
敍孝 谷
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

To provide a method for producing a cell sheet containing hepatic cells or intestinal tract cells, the functions of which are more similar to those of in vivo cells.SOLUTION: A method for producing a cell sheet includes culturing hepatic cells or intestinal tract cells, using a cell culture support having a planar mesh structure, wherein the mesh structure has an opening of such a size as to allow passage of at least one cell.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、肝細胞又は腸管細胞を用いた細胞シートの製造方法、及び細胞シートに関する。   The present invention relates to a method for producing a cell sheet using hepatocytes or intestinal cells, and a cell sheet.

培養した細胞を用いて高次細胞構造を作製することで、様々な医療・創薬技術に応用することが試みられている。その代表的な例として、細胞シートの各種、医療・創薬への応用が挙げられる。細胞シートは、通常、隣り合う細胞同士の相互結合により形成される、少なくとも単層のシート状の細胞集合体である。細胞シートは再生医療・創薬などの分野で広く用いられ始めている。   Attempts have been made to apply to various medical and drug discovery technologies by producing higher order cell structures using cultured cells. Typical examples include various cell sheet applications and medical / drug discovery. The cell sheet is usually an at least single-layer sheet-like cell aggregate formed by mutual bonding between adjacent cells. Cell sheets have begun to be widely used in fields such as regenerative medicine and drug discovery.

一方で、良質の細胞シートを製造することは簡単ではない。従来、目的の細胞をシャーレ等の容器に播種し、増殖させる方法が用いられている。しかしながら、細胞の数が増えてコンフルエント状態(非常に接近し、密集した状態)になると、細胞の接触阻害(コンタクトインヒビション)が生じるので、継代が必要となり、手間とコストの問題が生じる。場合によっては、上記の問題により、細胞シートの品質に重大な影響がでることがある。   On the other hand, it is not easy to produce a good quality cell sheet. Conventionally, a method in which target cells are seeded in a petri dish or the like and allowed to proliferate is used. However, if the number of cells increases and becomes confluent (very close and dense), cell contact inhibition (contact inhibition) occurs, so passage is necessary, resulting in labor and cost problems. . In some cases, the above problems can have a significant impact on the quality of the cell sheet.

シャーレ等の容器を用いて培養する方法では、細胞が容器に接着するため、得られた細胞シートを容器から剥離させる必要がある。特に、細胞が容器に強く結合している場合などには、細胞シートを回収するために、機械的又は化学的な操作を加える必要がある。さらに、細胞シートを再生医療・創薬に用いる場合は、品質が重要となる。しかしながら、シャーレ等の容器表面で細胞シートを作製する従来の方法では、死細胞を選択的に駆除することはできず、生細胞と死細胞の混在した細胞シートしか作製できなかった。また、上述のとおり、コンタクトインヒビションによる細胞の劣化も生じるので、再生医療・創薬に適合させるためにはさらなる改善が必要であった。   In the method of culturing using a container such as a petri dish, since the cells adhere to the container, it is necessary to peel the obtained cell sheet from the container. In particular, when cells are strongly bound to the container, it is necessary to add mechanical or chemical operations to recover the cell sheet. Furthermore, quality is important when cell sheets are used for regenerative medicine and drug discovery. However, in the conventional method of producing a cell sheet on the surface of a container such as a petri dish, dead cells cannot be selectively removed, and only a cell sheet in which live cells and dead cells are mixed can be produced. In addition, as described above, cell deterioration due to contact inhibition also occurs, so further improvement was necessary to adapt to regenerative medicine and drug discovery.

上記のような問題に対して、平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体であって、メッシュ構造の開口部が培養する細胞より大きい細胞培養支持体を用いることが提案された(特許文献1)。そこでは実際に、マウス胎児線維芽細胞(MEF)、ヒト胎児肺線維芽細胞(TIG120)、マウス胚性幹細胞(ES細胞)の培養繁殖を行っている。こうした細胞培養支持体を培養液中に浮かせた状態で細胞を播種すると、細胞が自発的にメッシュ状構造の開口部に伸展し、接触した細胞同士が接着・連結してメッシュ構造の開口部を埋め、単層の細胞シートが形成される。細胞が増殖しても死細胞や状態の悪い細胞は細胞培養支持体から自然に脱落するので、継代を行わずに長期間、培養を継続することができる。その結果、状態の良い生細胞のみからなる安全性の高い細胞シートが得られるとされる。さらに、培養器内での角度などを調節することで、細胞シートの強度や柔軟性を高めることができるとされる。   In order to solve the above-described problems, it has been proposed to use a cell culture support having a planar mesh structure, in which the mesh structure openings are larger than the cells to be cultured (Patent Document 1). . In practice, mouse embryonic fibroblasts (MEF), human embryonic lung fibroblasts (TIG120), and mouse embryonic stem cells (ES cells) are cultured and propagated. When cells are seeded in such a state that the cell culture support is suspended in the culture solution, the cells spontaneously extend to the openings of the mesh structure, and the contacted cells adhere and connect to each other to form the openings of the mesh structure. Filled, a single layer cell sheet is formed. Even if the cells proliferate, dead cells and poorly conditioned cells are naturally removed from the cell culture support, so that the culture can be continued for a long period of time without subculture. As a result, a highly safe cell sheet consisting only of living cells in good condition is obtained. Furthermore, it is said that the strength and flexibility of the cell sheet can be increased by adjusting the angle in the incubator.

また、メッシュを用いてiPS細胞を培養することによりトロフォブラスト細胞が誘導されることが報告されている(非特許文献1)。   In addition, it has been reported that trophoblast cells are induced by culturing iPS cells using a mesh (Non-patent Document 1).

創薬においては、成熟したヒト細胞をADME試験(吸収、分布、代謝、排泄試験)や毒性試験で使用することの重要性が認識されているが、そのような機能的なヒト細胞を安定的に入手・培養することは未だに難しい。   In drug discovery, the importance of using mature human cells in ADME tests (absorption, distribution, metabolism, excretion tests) and toxicity tests has been recognized. It is still difficult to obtain and culture.

国際公開WO2015/005394号パンフレットInternational publication WO2015 / 005394 pamphlet

Okeyo KO et al. Tissue Eng Part C Methods. 2015 Oct;21(10):1105-15.Okeyo KO et al. Tissue Eng Part C Methods. 2015 Oct; 21 (10): 1105-15. Soldatow, V.Y., et al., In vitro models for liver toxicity testing. Toxicol Res (Camb), 2013. 2(1): p. 23-39.Soldatow, V.Y., et al., In vitro models for liver toxicity testing.Toxicol Res (Camb), 2013. 2 (1): p. 23-39.

新規医薬品等の化学物質の毒性や体内動態を評価するために実験動物、正常ヒト肝細胞や腸管細胞、ヒト株化肝細胞や株化腸管細胞等が使用されている。動物実験に関しては、化学物質の代謝や排泄等に大きな種差が存在することが明らかになっており、実験動物からヒトの毒性、代謝や排泄に関わる情報を正確に得ることは困難であると認識されている。また、手術患者などに由来する正常ヒト肝細胞や腸管細胞に関しては、個体差が大きく、さらに、安定的に低コストで入手することができないという問題がある。ヒト株化細胞に関しては、in vitro(生体外)での増殖培養・管理が容易という長所がある一方で、生体内の正常細胞と比較して著しく機能が低下しているなどの短所がある。   Laboratory animals, normal human hepatocytes and intestinal cells, human established hepatocytes and intestinal intestinal cells are used to evaluate the toxicity and pharmacokinetics of chemical substances such as new drugs. Regarding animal experiments, it has been clarified that there are large species differences in metabolism and excretion of chemical substances, and it is recognized that it is difficult to obtain accurate information on human toxicity, metabolism and excretion from laboratory animals. Has been. In addition, normal human hepatocytes and intestinal cells derived from surgical patients and the like have a large individual difference and cannot be obtained stably and at low cost. Human cell lines have the advantage of easy growth culture and management in vitro (in vitro), but have the disadvantage that their functions are significantly reduced compared to normal cells in vivo.

これらの問題を解決する方法として、ヒト株化細胞を三次元培養することにより機能面で生体内の細胞の状態に近づける研究が活発に行われてきた。一般的な三次元培養法としてスフェロイド培養法があるが、スフェロイド(細胞塊)が大きくなるにしたがい内部の細胞群に酸素や栄養素が行き渡りにくくなったり、さらに、内部の顕微鏡観察がしにくくなったりする等の欠点が生じるため、新たな三次元培養法の開発が望まれている(非特許文献2)。   As a method for solving these problems, research has been actively conducted to bring the cell line of a human cell line closer to the state of a cell in a living body by three-dimensional culture. There is a spheroid culture method as a general three-dimensional culture method, but as the spheroid (cell mass) becomes larger, it becomes difficult for oxygen and nutrients to reach the inner cell group, and further, it becomes difficult to observe the internal microscope. Therefore, the development of a new three-dimensional culture method is desired (Non-patent Document 2).

被検化合物の小腸からの吸収等を評価する目的で、多数の穴が開いたポリカーボネート膜等の上にCaco−2細胞を培養する系が利用されている。しかしながら、この培養系ではCaco−2細胞は穴の開いた基板の上に平たく接着・伸展するため、基本的には二次元培養系とみなすことができる。この様な培養系では、Caco−2細胞におけるトランスポーターの発現量が十分でないために正確に被験化合物の動態を評価することができない場合が少なくない。加えて、Caco−2細胞に対して一般的に使用されている多孔膜の空隙率は15%前後であるため、この多孔膜上のCaco−2細胞シートから得られる経上皮電気抵抗や化合物透過度に関する情報は生体におけるそれらとは異なる性質を持っていると考えられる。   For the purpose of evaluating the absorption of a test compound from the small intestine, a system in which Caco-2 cells are cultured on a polycarbonate membrane or the like having many holes is used. However, in this culture system, Caco-2 cells adhere and spread flatly on a substrate with a hole, and thus can basically be regarded as a two-dimensional culture system. In such a culture system, the expression level of the transporter in Caco-2 cells is not sufficient, and thus the kinetics of the test compound cannot be accurately evaluated in many cases. In addition, since the porosity of the porous membrane generally used for Caco-2 cells is around 15%, transepithelial electrical resistance and compound permeation obtained from the Caco-2 cell sheet on this porous membrane It is considered that the degree information has a different property from those in the living body.

本発明は、生体により近い機能を持つ肝細胞又は腸管細胞を含む細胞シートの製造方法を提供することを解決すべき課題とする。   This invention makes it the subject which should be solved to provide the manufacturing method of the cell sheet containing the hepatocyte or intestinal cell which has a function close | similar to a biological body.

本発明者らは、例えば非特許文献2に記載されるスフェロイドなどの多くの技術では細胞の成熟度が不十分であったという問題点を解決するために鋭意検討した。その結果、平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体であって、メッシュ構造の開口部は少なくとも1個の細胞が通過できる大きさである細胞培養支持体を用いて、肝細胞又は腸管細胞を培養することによって、予想外にも高い成熟度を有する肝細胞又は腸管細胞を含む細胞シートを製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明によれば、以下の発明が提供される。   The present inventors have intensively studied to solve the problem that the maturity of cells is insufficient with many techniques such as spheroids described in Non-Patent Document 2, for example. As a result, hepatocytes or intestinal cells are cultured using a cell culture support having a planar mesh structure, the opening of the mesh structure having a size that allows passage of at least one cell. As a result, it was found that a cell sheet containing hepatocytes or intestinal cells having an unexpectedly high maturity can be produced, and the present invention has been completed. According to the present invention, the following inventions are provided.

<1>平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体であって、上記メッシュ構造の開口部が少なくとも1個の細胞が通過できる大きさである細胞培養支持体を用いて、肝細胞又は腸管細胞を培養することを含む、細胞シートの製造方法。
<2>上記細胞培養支持体に、上記肝細胞又は腸管細胞を接触させた状態において培養することを含む、<1>に記載の細胞シートの製造方法。
<3>上記細胞培養支持体を培地中に設置して、上記肝細胞又は腸管細胞を培養する、<1>又は<2>に記載の細胞シートの製造方法。
<4>上記細胞培養支持体の開口部において上記肝細胞又は腸管細胞が生育する、<1〜3の何れか1つに記載の細胞シートの製造方法。
<5>上記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体が板状であり、厚さが1μm以上50μm以下である、<1>〜<4>の何れか1つに記載の細胞シートの製造方法。
<6>上記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体が板状であり、平面視において、多角形の開口部を多数有する、<1>〜<5>の何れか1つに記載の細胞シートの製造方法。
<7>上記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体において、開口部を区分するフレームの平面視における幅が1μm以上50μm以下である、<1>〜<6>の何れか1つに記載の細胞シートの製造方法。
<8>上記フレームが、平面視において、横方向に向けて延びる略平行な複数の直線と、2つの横方向の直線に挟まれて、右斜め方向に向けて延びる直線と、左斜め方向に向けて延びる直線とが、上記2つの横方向の直線間を往来するように連続して折れ線構造をなし、横方向の直線と右斜め方向の直線と左斜め方向の直線とで三角形が形成され、これにより支持体内には多数の三角形の開口部が配列されている、<7>に記載の細胞シートの製造方法。
<9>上記支持体内に形成された多数の三角形の開口部が略正三角形であり、該略正三角形の開口部の一辺の長さが30μm以上500μm以下である、<8>に記載の細胞シートの製造方法。
<10>上記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体が金属製もしくは樹脂製の板状多孔体である、<1>〜<9>の何れか1つに記載の細胞シートの製造方法。
<11>上記細胞培養支持体を培養槽に入れ、当該培養槽に培地を継続的に供給しかつ排出して、培養槽内に流れを形成する、<1>〜<10>の何れか1項に記載の細胞の細胞シートの製造方法。
<12>上記肝細胞又は腸管細胞を培養するための培養器として下記(a)〜(c)のいずれかの構造及び機能を有する装置を用いる、<11>に記載の細胞シートの製造方法。
(a)1枚の反応プレートと培養槽を有してなり、該プレートには上記培養槽の内部に通じる少なくとも1つの溝が切られており、上記培養槽の略中央には平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を培養槽の底面から浮かせる形で設置することができ、上記培養槽には上記支持体が浸漬するよう培地で満たすことができ、上記プレートの溝を介し上記平面状メッシュ構造の下部から培地を供給し、上記培養槽の上部に設けられたチューブから培地を排出することで、老廃物を除去しつつ、上記細胞培養支持体の平面状メッシュ構造上で細胞を培養することができる。
(b)1枚の反応プレートを有してなり、該プレートの略中央には培地が貯留する窪み又は開口部でなる培養槽が形成されており、その培養槽の略中央には平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を設置することができ、上記反応プレートには上記培養槽から放射状に延びる溝が2つ以上切られており、該溝が流路をなし培地を供給および排出して、培養槽に新鮮な培地を送り続けることで、老廃物を除去しつつ、上記細胞培養支持体の平面状メッシュ構造上で細胞を培養することができる。
(c)2枚以上の反応プレートを有してなり、該プレートの少なくとも1つの略中央には培地が貯留する窪み又は開口部でなる培養槽があり、その培養槽の略中央には平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を設置することができ、前記各反応プレートには前記培養槽から放射状に延びる溝が各プレートで1つ以上切られており、該溝が流路をなし上下のプレートの溝から、同じ培地、異なる培地、または培地と気体の組合せで供給および排出して、細胞の上下で異なる変化を促しつつ、前記細胞培養支持体の平面状メッシュ構造上で細胞を培養することができる。
<13>上記装置の中央に上記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を配置することができ、該中央の支持体に向け、3つ以上の放射状の流路が形成されており、培地の供給及び排出を、上記3つ以上の放射状流路を介して行う、<12>に記載の細胞シートの製造方法。
<14>上記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を用いて、線維芽細胞とともに腸管細胞を培養する、<1>〜<13>の何れか1つに記載の細胞シートの製造方法。
<15>開口部が少なくとも1個の細胞が通過できる大きさである平面上メッシュ構造を有する部材と、肝細胞又は腸管細胞とを含む、細胞シート。
<16><1>から<14>の何れか一に記載に方法により製造される、細胞シート。
<17>冷凍保存されている、<15>又は<16>に記載の細胞シート。
<1> A cell culture support having a planar mesh structure, wherein an opening of the mesh structure has a size that allows at least one cell to pass through, so that hepatocytes or intestinal cells are obtained. A method for producing a cell sheet, comprising culturing.
<2> The method for producing a cell sheet according to <1>, comprising culturing the cell culture support in contact with the hepatocytes or intestinal cells.
<3> The method for producing a cell sheet according to <1> or <2>, wherein the cell culture support is placed in a medium and the hepatocytes or intestinal cells are cultured.
<4> The method for producing a cell sheet according to any one of <1 to 3, wherein the hepatocytes or intestinal cells grow in the opening of the cell culture support.
<5> The method for producing a cell sheet according to any one of <1> to <4>, wherein the cell culture support having a planar mesh structure is plate-shaped and has a thickness of 1 μm to 50 μm. .
<6> The cell sheet according to any one of <1> to <5>, wherein the cell culture support having the planar mesh structure is plate-shaped and has a large number of polygonal openings in plan view. Manufacturing method.
<7> The cell culture support having the planar mesh structure according to any one of <1> to <6>, wherein a width of the frame dividing the opening in a plan view is 1 μm or more and 50 μm or less. A method for producing a cell sheet.
<8> In a plan view, the frame is sandwiched between a plurality of substantially parallel straight lines extending in the horizontal direction and two horizontal straight lines and extending in the right diagonal direction, and in the left diagonal direction A straight line extending in a continuous manner forms a broken line structure so as to pass between the two horizontal straight lines, and a triangle is formed by the horizontal straight line, the right diagonal line, and the left diagonal line. Thus, the method for producing a cell sheet according to <7>, wherein a large number of triangular openings are arranged in the support.
<9> The cell according to <8>, wherein the numerous triangular openings formed in the support are substantially equilateral triangles, and the length of one side of the substantially equilateral triangular openings is 30 μm or more and 500 μm or less. Sheet manufacturing method.
<10> The method for producing a cell sheet according to any one of <1> to <9>, wherein the cell culture support having the planar mesh structure is a plate-like porous body made of metal or resin.
<11> Any one of <1> to <10>, wherein the cell culture support is placed in a culture tank, a medium is continuously supplied to and discharged from the culture tank, and a flow is formed in the culture tank. The manufacturing method of the cell sheet of the cell of description.
<12> The method for producing a cell sheet according to <11>, wherein an apparatus having any one of the following structures (a) to (c) is used as an incubator for culturing the hepatocytes or intestinal cells.
(A) It has one reaction plate and a culture tank, and at least one groove leading to the inside of the culture tank is cut in the plate, and a planar mesh structure is formed at the approximate center of the culture tank. The cell culture support can be installed in a form that floats from the bottom of the culture tank, and the culture tank can be filled with a medium so that the support is immersed, and the planar mesh is inserted through the groove of the plate. Cells are cultured on the planar mesh structure of the cell culture support while removing the waste by supplying the medium from the bottom of the structure and discharging the medium from the tube provided at the top of the culture tank. be able to.
(B) It has one reaction plate, and a culture tank is formed at the approximate center of the plate, which is a depression or opening for storing the culture medium. A cell culture support having a structure can be installed, and the reaction plate has two or more grooves extending radially from the culture tank. The grooves serve as flow paths to supply and discharge the medium. By continuously feeding a fresh medium to the culture tank, cells can be cultured on the planar mesh structure of the cell culture support while removing waste products.
(C) It has two or more reaction plates, and at least one of the plates has a culture tank composed of a depression or an opening for storing the culture medium, and a planar shape at the approximate center of the culture tank. A cell culture support having a mesh structure can be installed, and each reaction plate is provided with one or more grooves extending radially from the culture tank. Cells are cultured on the planar mesh structure of the cell culture support while feeding and discharging from the groove of the plate in the same medium, different medium, or a combination of medium and gas, encouraging different changes above and below the cells be able to.
<13> The cell culture support having the planar mesh structure can be arranged at the center of the apparatus, and three or more radial flow paths are formed toward the center support. The method for producing a cell sheet according to <12>, wherein the supply and the discharge are performed through the three or more radial flow paths.
<14> The method for producing a cell sheet according to any one of <1> to <13>, wherein intestinal cells are cultured together with fibroblasts using the cell culture support having the planar mesh structure.
<15> A cell sheet comprising a member having a planar mesh structure having a size that allows at least one cell to pass through the opening, and hepatocytes or intestinal cells.
<16> A cell sheet produced by the method according to any one of <1> to <14>.
<17> The cell sheet according to <15> or <16>, which is stored frozen.

本発明によれば、平面状メッシュ構造を有する支持体を用いることによって、創薬において重要となる肝細胞や腸管細胞を含む細胞シートを提供することがきる。   According to the present invention, by using a support having a planar mesh structure, a cell sheet containing hepatocytes and intestinal cells that are important in drug discovery can be provided.

図1のAは、カプトン(登録商標)テープで固定されたマイクロメッシュの平面図とその部分拡大図である。図1のBは、マイクロメッシュ上に細胞を播種している態様を示す斜視図である。図1のCは、マイクロメッシュを設置したときの培養器の一実施形態を示す斜視図である。図1のDは、マイクロメッシュを設置したときの培養器の一実施態様を示す断面図である。FIG. 1A is a plan view of a micromesh fixed with a Kapton (registered trademark) tape and a partially enlarged view thereof. FIG. 1B is a perspective view showing a mode in which cells are seeded on a micromesh. FIG. 1C is a perspective view showing an embodiment of an incubator when a micromesh is installed. FIG. 1D is a cross-sectional view showing one embodiment of the incubator when the micromesh is installed. 図2は、2種類のメッシュサイズAとBにおけるHepG2細胞を用いたマイクロメッシュ培養の態様を示す顕微鏡画像である。FIG. 2 is a microscopic image showing an aspect of micromesh culture using HepG2 cells in two types of mesh sizes A and B. 図3のAは、マイクロメッシュ培養用ブロック式灌流デバイスを示すA’線の断面図である。図3のBは、マイクロメッシュ培養用ブロック式灌流デバイスを示す平面図(一部分解図)である。図3のCは、マイクロメッシュ培養用ブロック式灌流デバイスを示すC’線の断面図である。図3のDは、マイクロメッシュ培養用ブロック式灌流デバイスを示す透視斜視図である。図3のEは、マイクロメッシュ培養用チップ式灌流デバイスを示すE’線の断面図である。図3のFは、マイクロメッシュ培養用チップ式灌流デバイスを示す平面図である。図3のGは、マイクロメッシュ培養用チップ式灌流デバイスを示すG’線の断面図である。図3のHは、マイクロメッシュ培養用チップ式灌流デバイスを示す透視斜視図である。FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line A ′ showing a block perfusion device for micromesh culture. FIG. 3B is a plan view (partially exploded view) showing a block perfusion device for micromesh culture. FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line C ′ showing a block perfusion device for micromesh culture. FIG. 3D is a perspective view showing a micro permeation culture block perfusion device. FIG. 3E is a cross-sectional view taken along line E ′ showing the micromesh culture chip-type perfusion device. FIG. 3F is a plan view showing a chip-type perfusion device for micromesh culture. G in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line G ′ showing a micromesh culture chip-type perfusion device. FIG. 3H is a perspective view showing a chip perfusion device for micromesh culture. 図4は、株化肝細胞HepG2細胞における肝成熟マーカー遺伝子の相対的発現量を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relative expression level of the liver maturation marker gene in the established hepatocyte HepG2 cell. 図5は、2種類の灌流デバイスを用いて培養した株化肝細胞HepG2細胞における肝成熟マーカー遺伝子の相対的発現量を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relative expression level of the liver maturation marker gene in the established hepatocyte HepG2 cells cultured using two types of perfusion devices. 図6は、株化腸管細胞Caco−2細胞における腸管成熟マーカー遺伝子の相対的発現量を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relative expression level of the intestinal maturation marker gene in established intestinal cell Caco-2 cells. 図7は、PDMS製マイクロメッシュシートを示す顕微鏡画像である。FIG. 7 is a microscopic image showing a PDMS micromesh sheet. 図8は、PDMSマイクロメッシュ上でCoco−2細胞を培養している態様を示す顕微鏡画像である。FIG. 8 is a microscopic image showing an embodiment in which Coco-2 cells are cultured on a PDMS micromesh. 図9のAは、マイクロメッシュ培養により形成した細胞シートの経上皮電気抵抗(TEER)を測定するための装置のA’線の断面図である。図9のBは、マイクロメッシュ培養により形成した細胞シートの経上皮電気抵抗(TEER)を測定するための装置の平面図である。図9のCは、マイクロメッシュ培養により形成した細胞シートの経上皮電気抵抗(TEER)を測定するための装置のC’線の断面図である。FIG. 9A is a cross-sectional view taken along line A ′ of an apparatus for measuring transepithelial electrical resistance (TEER) of a cell sheet formed by micromesh culture. FIG. 9B is a plan view of an apparatus for measuring transepithelial electrical resistance (TEER) of a cell sheet formed by micromesh culture. FIG. 9C is a cross-sectional view taken along line C ′ of an apparatus for measuring transepithelial electrical resistance (TEER) of a cell sheet formed by micromesh culture. 図10は、マイクロメッシュ培養により形成した細胞シートにおける経上皮電気抵抗(TEER)の測定値を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing measured values of transepithelial electrical resistance (TEER) in a cell sheet formed by micromesh culture. 図11のAは、マイクロメッシュ培養により形成した細胞シートの上下に、2種類の培養液を別々に灌流するためのデバイスを示すA’線の断面図である。図11のBは、マイクロメッシュ培養により形成した細胞シートの上下に、2種類の培養液を別々に灌流するためのデバイスを示す平面図である。図11のCは、マイクロメッシュ培養により形成した細胞シートの上下に、2種類の培養液を別々に灌流するためのデバイスを示す透視斜視図である。FIG. 11A is a cross-sectional view taken along line A ′ showing a device for separately perfusing two types of culture solutions above and below a cell sheet formed by micromesh culture. FIG. 11B is a plan view showing a device for separately perfusing two types of culture solutions above and below a cell sheet formed by micromesh culture. FIG. 11C is a transparent perspective view showing a device for separately perfusing two types of culture solutions above and below a cell sheet formed by micromesh culture. 図12は、スフェロイド培養とマイクロメッシュ培養との差異を比較した顕微鏡画像である。FIG. 12 is a microscopic image comparing the differences between spheroid culture and micromesh culture. 図13は、マイクロメッシュの作製方法の全体像を斜視図により模式的に示す工程説明図である。FIG. 13 is a process explanatory view schematically showing a whole image of a micromesh manufacturing method by a perspective view. 図14は、フォトリソグラフィを利用してフォトマスクを作製する工程の一部を断面図により模式的に示す工程説明図である。FIG. 14 is a process explanatory view schematically showing a part of a process of manufacturing a photomask using photolithography in a cross-sectional view. 図15は、マイクロメッシュによるHepG2細胞の培養結果を示す顕微鏡画像(右図:拡大)である。FIG. 15 is a microscopic image (right figure: enlarged) showing the results of culturing HepG2 cells with micromesh.

本発明を実施するための形態を以下に説明する。
本発明の細胞シートの製造方法においては、平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体であって、前記メッシュ構造の開口部は少なくとも1個の細胞が通過できる大きさである細胞培養支持体を用いて、肝細胞又は腸管細胞を培養する。
The form for implementing this invention is demonstrated below.
In the method for producing a cell sheet of the present invention, a cell culture support having a planar mesh structure, wherein the opening of the mesh structure has a size that allows passage of at least one cell, is used. Then, hepatocytes or intestinal cells are cultured.

平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を用いて細胞を培養することにより形成される細胞シートはスフェロイドよりも薄いため細胞への酸素・栄養供給に優れているものと考えられ、その結果として、成熟度が高い細胞が得られることが推定される。また、細胞シートという特徴から、生体内組織の層状構造を再構築できる可能性が考えられる。さらに、マイクロメッシュ培養により作製した細胞シートは上面と下面の両方から容易に顕微鏡観察ができるという利点もある。また、細胞-基板間接着の割合が小さい細胞シートであるため、被験物質の透過度解析等にも役に立つ可能性がある。それと関連して、細胞シートの上下別々に異なる流体を灌流することも可能であり、薬物透過性の解析に適しているものと考えられる。   The cell sheet formed by culturing cells using a cell culture support having a planar mesh structure is considered to be excellent in supplying oxygen and nutrients to cells because it is thinner than spheroids. It is estimated that cells with high maturity can be obtained. In addition, it is considered that the layered structure of the in vivo tissue can be reconstructed from the feature of the cell sheet. Furthermore, the cell sheet produced by the micromesh culture has an advantage that it can be easily observed with a microscope from both the upper surface and the lower surface. In addition, since it is a cell sheet with a small cell-substrate adhesion rate, it may be useful for analysis of permeability of the test substance. In connection with this, it is possible to perfuse different fluids separately on the top and bottom of the cell sheet, which is considered suitable for analysis of drug permeability.

(細胞培養支持体)
・平面状メッシュ構造
本発明に用いることができる細胞培養支持体は、平面状メッシュ構造を有する。
平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を使用することにより、スフェロイド培養法と比べて、細胞への凍結融解ダメージの小さい培養方法を提供することができる。
(Cell culture support)
Planar mesh structure The cell culture support that can be used in the present invention has a planar mesh structure.
By using a cell culture support having a planar mesh structure, it is possible to provide a culture method with less freezing and thawing damage to cells compared to the spheroid culture method.

メッシュ構造の各開口部は、培養する細胞(少なくとも1個の細胞)が通過できる大きさである。細胞培養支持体は、培地(培養液)中に設置するとその形状に沿って細胞を増殖させることができる。従来のスキャフォールド(scaffold:足場)のように細胞より面積の大きな足場に細胞が定着して増殖するものと比し、メッシュの開口部に細胞が自発的に伸展する。従来は、一様な容器の底面で、或いは、ポア等の細胞よりも小さい開口部を有する足場(スキャフォールド)を培養支持体として用いていたため、細胞は足場に定着して増殖して組織を形成する。したがって、細胞同士の接着のみでシート化することは難しい。これに対し、細胞より大きな開口部を有するメッシュ構造の支持体を用いると、細胞同士が開口中心に向かって自発的に伸展して接着する。その結果、開口部を覆うように単層の細胞シートを形成しやすくなる。なお、本明細書において「細胞が伸展する」または「細胞が生育する」とは、細胞が特定の方向に向かって変形、成長、又は増殖することをいう。   Each opening of the mesh structure has a size that allows cells to be cultured (at least one cell) to pass through. When the cell culture support is placed in a medium (culture solution), cells can be propagated along the shape. The cells spontaneously extend in the openings of the mesh, as compared with the conventional scaffolds in which the cells settle and proliferate on a scaffold having a larger area than the cells. Conventionally, since a scaffold having a smaller opening than cells such as pores (scaffold) is used as a culture support on the bottom surface of a uniform container, the cells settle on the scaffold and proliferate. Form. Therefore, it is difficult to form a sheet only by adhesion between cells. In contrast, when a support having a mesh structure having an opening larger than a cell is used, the cells spontaneously extend toward and adhere to the center of the opening. As a result, it becomes easy to form a single-layer cell sheet so as to cover the opening. In the present specification, “cell extends” or “cell grows” means that the cell deforms, grows or proliferates in a specific direction.

・開口部
平面状メッシュ構造においては、所定の形状の開口部が規則的又は非規則的に繰り返し並んだ平面状の構造体が好ましい。平面状メッシュ構造においては、平面視において、多角形の開口部を多数有することがより好ましい。所定の形状の開口は、典型的には正三角形、正方形、正六角形などの正多角形であるが、円や楕円、その他の多角形であってもよい。なお、本明細書において正三角形、正方形、正六角形、正多角形と称する場合には、それぞれ厳密な意味での正三角形、正方形、正六角形、正多角形に限定されるわけではなく、略正三角形、略正方形、略正六角形、略正多角形を包含するものとする。
-Opening part In a planar mesh structure, the planar structure in which the opening part of predetermined shape repeated regularly or irregularly is preferable. In the planar mesh structure, it is more preferable to have a large number of polygonal openings in plan view. The opening having the predetermined shape is typically a regular polygon such as a regular triangle, a square, or a regular hexagon, but may be a circle, an ellipse, or another polygon. In addition, in this specification, when referring to a regular triangle, a square, a regular hexagon, and a regular polygon, they are not limited to a regular triangle, a square, a regular hexagon, and a regular polygon in a strict sense. It includes triangles, approximately squares, approximately regular hexagons, and approximately regular polygons.

また、開口部は、すべて同じ形状でなくてもよく、複数の開口部を1セットとして、かかるセットが規則的又は非規則的に繰り返し並んだ平面状の構造体であってもよい。   The openings may not all have the same shape, and may be a planar structure in which a plurality of openings are set as one set and such sets are regularly or irregularly arranged.

平面状メッシュ構造の開口部以外の部分をフレーム又はフレーム部と呼ぶ。なお、平面状メッシュ構造は開口部がマイクロメートルサイズのときにはマイクロメッシュなどと称することもある。   A portion other than the opening portion of the planar mesh structure is referred to as a frame or a frame portion. The planar mesh structure may be referred to as a micromesh when the opening is a micrometer size.

平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体の開口部は、培養する細胞少なくとも1個が通過できる大きさである。開口部が培養する細胞少なくとも1個が通過できる大きさであるとは、開口部と細胞のそれぞれの大きさが、細胞が変形して又はしないで、開口部を通過できる関係であることを意味する。開口部は、細胞が開口部に接触しないで通過できる大きさであってもよいし、開口部に接触して変形しながら通過できる大きさであってもよい。   The opening of the cell culture support having a planar mesh structure has a size that allows at least one cell to be cultured to pass through. The size that the opening can pass through at least one cell to be cultured means that each size of the opening and the cell can pass through the opening with or without deformation of the cell. To do. The size of the opening may be such that cells can pass without contacting the opening, or the size that allows the cell to pass while deforming in contact with the opening.

開口部が培養する細胞少なくとも1個が通過できる大きさである例として、メッシュ構造の開口部の面積が、播種時の細胞1個の最大面積より大きい場合が挙げられる。細胞1個の最大面積とは、断面積が最大になるように細胞を切断した場合の面積をいう。播種時の細胞の最大面積とは、細胞が播種された時の状態、すなわち細胞が支持体に接着して伸展する前の状態での最大面積を意味する。   As an example in which the opening has a size that allows at least one cell to be cultured to pass through, the area of the opening of the mesh structure is larger than the maximum area of one cell at the time of seeding. The maximum area of one cell means the area when the cell is cut so that the cross-sectional area is maximized. The maximum area of the cells at the time of seeding means the maximum area when the cells are seeded, that is, before the cells adhere to the support and spread.

また、平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体は、開口部の最小径が、培養する細胞の播種時の最大径よりも大きいものであってもよい。開口部の最小径は、当業者が適宜測定することができるが、例えば、正多角形の場合、中心を通って辺上の二点を結ぶ直線のうち最短の直線の長さをいう。細胞の最大径は、細胞の周辺の二点を結ぶ直線のうち最長の直線の長さをいう。
開口部の形状が2種以上ある場合、いずれかの開口部においてのみ、開口部の最小径が培養する細胞の播種時の最大径より大きくてもよいし、すべての開口部において、開口部の最小径が培養する細胞の播種時の最大径より大きくてもよい。
In addition, the cell culture support having a planar mesh structure may have a minimum diameter of the opening larger than a maximum diameter when seeding cells to be cultured. The minimum diameter of the opening can be appropriately measured by those skilled in the art. For example, in the case of a regular polygon, the minimum diameter of the straight line connecting two points on the side through the center is referred to. The maximum cell diameter refers to the length of the longest straight line connecting two points around the cell.
When there are two or more types of openings, the minimum diameter of the openings may be larger than the maximum diameter at the time of seeding the cells to be cultured only in any one of the openings. The minimum diameter may be larger than the maximum diameter at the time of seeding cells to be cultured.

開口部の最小径が、細胞の最大径より大きい場合、細胞培養支持体を水平に置いてその上方から細胞を播種すると、フレーム部に定着する細胞もあり、フレームに接触せずに下に落ちる細胞もある。フレーム部に定着した細胞だけでは、当初は開口部が埋まらないが、細胞が開口中心に向かって自発的に伸展していく結果、細胞シートが形成される。   If the minimum diameter of the opening is larger than the maximum diameter of the cell, if the cell culture support is placed horizontally and seeded from above, some cells will settle in the frame and fall down without touching the frame There are also cells. Although only the cells settled in the frame part do not initially fill the opening, the cells spontaneously extend toward the center of the opening, resulting in the formation of a cell sheet.

細胞培養支持体は、開口部の最小径が、培養する細胞の最大径の2倍、3倍、4倍、5倍、7倍、10倍等であってもよい。かかる場合も、フレーム部に播種された細胞が自発的に開口部に伸展し、細胞同士が連結して開口部を埋め、細胞シートが形成される。   In the cell culture support, the minimum diameter of the opening may be 2 times, 3 times, 4 times, 5 times, 7 times, 10 times, or the like of the maximum diameter of cells to be cultured. Also in such a case, the cells seeded in the frame part spontaneously extend to the opening part, and the cells are connected to fill the opening part to form a cell sheet.

開口部が正多角形の場合、一辺の長さは特に限定されないが、例えば、30〜500μm程度、好ましくは30〜250μm程度とすることができる。一辺の長さを調節することにより、細胞シートが形成されるまでの時間や、細胞シートの強度、柔軟性を制御することができる。一辺の長さは、50μm以上、60μm以上、80μm以上、100μm以上としてもよい。また、上限としては、500μm未満、250μm未満、200μm未満、180μm未満、150μm未満等としてもよい。   When the opening is a regular polygon, the length of one side is not particularly limited, but can be, for example, about 30 to 500 μm, preferably about 30 to 250 μm. By adjusting the length of one side, the time until the cell sheet is formed, the strength and flexibility of the cell sheet can be controlled. The length of one side may be 50 μm or more, 60 μm or more, 80 μm or more, or 100 μm or more. Moreover, as an upper limit, it is good also as less than 500 micrometers, less than 250 micrometers, less than 200 micrometers, less than 180 micrometers, less than 150 micrometers.

上述のとおりメッシュ構造の開口部は、三角形、四角形、六角形等とすることもでき、この形状によっても、細胞シートが形成されるまでの時間、細胞シートの強度や柔軟性などの物性を制御することが可能である。好ましい具体例としては、メッシュ構造に形成された多数の三角形の開口部が略正三角形であり、該略正三角形の開口部の一辺の長さが30μm以上250μm以下であることが挙げられる。   As described above, the openings of the mesh structure can be triangular, quadrangular, hexagonal, etc., and this shape also controls physical properties such as the time until the cell sheet is formed and the strength and flexibility of the cell sheet. Is possible. As a preferred specific example, a large number of triangular openings formed in a mesh structure are substantially equilateral triangles, and the length of one side of the substantially equilateral triangular openings is 30 μm or more and 250 μm or less.

・フレーム
平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体のメッシュ構造のフレーム部の幅は、特に限定されないが、例えば、細胞の最大径の半分以下としてもよい。上述のとおり、従来のスキャフォールドでは、細胞が定着するよう細胞の最大径と同等か、より大きな幅の構造体が用いられていたが、平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体では、細胞の大きさよりも細いフレーム部を有するメッシュ構造を用いてもよい。
-Frame The width of the frame portion of the mesh structure of the cell culture support having a planar mesh structure is not particularly limited, and may be, for example, half or less of the maximum cell diameter. As described above, in the conventional scaffold, a structure having a width equal to or larger than the maximum diameter of the cell is used so that the cell settles. However, in the cell culture support having a planar mesh structure, A mesh structure having a frame portion thinner than the size may be used.

本明細書において、「フレーム部の幅」は、フレームの長さ方向に垂直な方向の幅を意味する。フレーム部の幅は、細胞の最大径の3分の1以下、4分の1以下、5分の1以下、或いはそれ以下であってもよい。   In this specification, the “width of the frame portion” means a width in a direction perpendicular to the length direction of the frame. The width of the frame portion may be one third or less, one fourth or less, one fifth or less, or less than the maximum cell diameter.

また、フレーム部の幅は、例えば1μm〜50μmとすることができ、2μm〜15μm、3μm〜10μm、4μm〜5μm等としてもよいがこれらに限定されず、細胞培養支持体の材料や、培養する細胞の大きさに合わせて、当業者が適宜決定することができる。フレーム部の幅を調節することによっても、細胞シートの強度や柔軟性を制御することができる。また、最初に細胞を播種する際、細胞はフレーム部に接着するので、フレーム部の幅を調節することにより、接着する細胞数も制御できる。   In addition, the width of the frame portion can be set to, for example, 1 μm to 50 μm, and may be 2 μm to 15 μm, 3 μm to 10 μm, 4 μm to 5 μm, and the like, but is not limited thereto. A person skilled in the art can appropriately determine the size according to the cell size. The strength and flexibility of the cell sheet can also be controlled by adjusting the width of the frame portion. Moreover, since the cells adhere to the frame portion when the cells are seeded for the first time, the number of cells to be adhered can be controlled by adjusting the width of the frame portion.

このように、比較的細いフレーム部と、比較的大きな開口部分を有するメッシュ構造を用いることにより、細胞が開口部に自発的に伸展し、隣り合った細胞が互いに接着して単層の細胞シートが形成される。   In this way, by using a mesh structure having a relatively thin frame portion and a relatively large opening portion, cells spontaneously extend into the opening portion, and adjacent cells adhere to each other to form a single-layer cell sheet. Is formed.

本明細書において「単層の細胞シート」とは、細胞が少なくとも略二次元に並び、隣り合った細胞同士が略隙間なく接着した構造体をいう。細胞シートが単層であるか否かは、例えば細胞核を染色し、細胞核がほぼ平面的に並んでいることによって確認することができる。全体として単層と認められる形状であればよく、一部の細胞が層状に重なっていてもよい。   In this specification, the “single-layer cell sheet” refers to a structure in which cells are arranged in at least approximately two dimensions and adjacent cells adhere to each other with almost no gap. Whether or not the cell sheet is a single layer can be confirmed, for example, by staining cell nuclei and arranging the cell nuclei approximately in a plane. The shape may be a shape that can be recognized as a single layer as a whole, and some cells may be layered.

細胞培養支持体は板状であることが好ましく、その厚みは、細胞培養支持体に接着した状態の細胞の最大径より小さくてもよい。例えば、1μm〜50μmとすることができ、2μm〜15μm、3μm〜10μm、4μm〜5μm等としてもよいがこれらに限定されない。支持体の厚みは、得られる細胞シートの用途に応じて決定してもよい。   The cell culture support is preferably plate-shaped, and the thickness thereof may be smaller than the maximum diameter of the cells adhered to the cell culture support. For example, it may be 1 μm to 50 μm, and may be 2 μm to 15 μm, 3 μm to 10 μm, 4 μm to 5 μm, etc., but is not limited thereto. You may determine the thickness of a support body according to the use of the cell sheet obtained.

平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体の一実施形態においては、そのフレームが、平面視において、横方向に向けて延びる略平行な複数の直線と、2つの横方向の直線に挟まれて、下の横線から上の横線に向けて右斜め上方に延びる直線(右斜め方向に向けて延びる直線)と、この右斜め上昇線に連続して上の横線から下の横線に向けて右斜め下方に延びる直線(左斜め方向に向けて延びる直線)とが、前記2つの横方向の直線間を往来するようにジグザグに連続して折れ線構造をなし、横方向の直線と右斜め方向の直線と左斜め方向の直線とで三角形が形成され、これにより支持体内には多数の三角形の開口部が配列されている。一例としては、前記2つの横線に挟まれたジグザグに連続した折れ線の頂点(三角形の頂点)が、横線に垂直な仮想線を引いたとき、その仮想線上で一致している、あるいは1つおきに一致していてもよい。   In one embodiment of the cell culture support having a planar mesh structure, the frame is sandwiched between a plurality of substantially parallel straight lines extending in the lateral direction and two lateral straight lines in plan view, A straight line that extends diagonally upward to the right from the lower horizontal line to the upper horizontal line (straight line that extends in the diagonally right direction), and diagonally downward to the right from the upper horizontal line to the lower horizontal line following this diagonally right upward line A straight line extending in a diagonal direction (a straight line extending in the diagonally left direction) forms a polygonal line structure continuously zigzag so as to travel between the two horizontal lines, and a horizontal line and a right diagonal line A triangle is formed by a straight line in the diagonally left direction, whereby a large number of triangular openings are arranged in the support body. As an example, when the vertices of a broken line (triangle vertices) continuous in a zigzag between the two horizontal lines are drawn on a virtual line perpendicular to the horizontal line, they coincide with each other on the virtual line, or every other line May match.

本実施形態の平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体の典型例となる平面視の構造としては、例えば、図1Aのマイクロメッシュ、図2Aのマイクロメッシュなどが挙げられる。   Examples of the structure in plan view as a typical example of the cell culture support having the planar mesh structure of the present embodiment include the micromesh of FIG. 1A and the micromesh of FIG. 2A.

ただし、本発明の平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体はこれに限定されることはない。例えば、メッシュ構造は、形状的異方性を有するものであってもよい。メッシュ構造を非対称な形状にすると異方性が生じ、細胞の配向性を制御することができるので、所望の秩序構造を有する細胞シートを得ることができる。逆に、メッシュ構造の形状によっては、細胞が等方性に伸展し、配向性を有しない細胞シートが得られる。   However, the cell culture support having the planar mesh structure of the present invention is not limited to this. For example, the mesh structure may have shape anisotropy. When the mesh structure is asymmetrical, anisotropy occurs and the cell orientation can be controlled, so that a cell sheet having a desired ordered structure can be obtained. On the contrary, depending on the shape of the mesh structure, cells expand isotropically, and a cell sheet having no orientation can be obtained.

・細胞培養支持体の材料と製造方法
図13は金属製のマイクロメッシュシートを得る工程を模式的に示した斜視図(鳥観図)である。電鋳メッシュ製作プロセスの概略を示す。このプロセスは、1.基板上にフォトレジストを塗布、2.フォトマスクを用いて紫外線露光、3.フォトレジストの現像、4.電鋳、5.フォトレジスト剥離、6.電鋳シートを基板から剥離、7.完成という形で進行する。フォトマスクは、所望の形態に精密加工メーカーが適宜作製する。図14のプロセスは、より一般的なフォトマスク作製の方法であり、1.ガラス基板上にクロムを成膜、2.フォトレジスト塗布、3.電子線描画又はレーザー描画、4.現像、5.クロムエッチング、6.フォトレジスト除去、7.完成という形で進行する。基板には例えば2.5インチ(6.35 cm)、Crブランクスマスク、ポジレジスト(感光材)付きを使用することができる。
-Material for Cell Culture Support and Manufacturing Method FIG. 13 is a perspective view (bird view) schematically showing a process of obtaining a metal micromesh sheet. The outline of an electroformed mesh manufacturing process is shown. This process is: 1. Apply a photoresist on the substrate. 2. UV exposure using a photomask; 3. Development of photoresist. 4. Electroforming, Photoresist stripping, 6. 6. Strip the electroformed sheet from the substrate. Progress in the form of completion. The photomask is appropriately produced in a desired form by a precision processing manufacturer. The process of FIG. 14 is a more general photomask manufacturing method. 1. Chromium is deposited on a glass substrate. 2. Photoresist application, 3. electron beam drawing or laser drawing; Development, 5. 5. Chrome etching, 6. photoresist removal; Progress in the form of completion. For example, 2.5 inches (6.35 cm), a Cr blank mask, and a positive resist (photosensitive material) attached can be used for the substrate.

平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体の材料としては、例えば、光硬化性樹脂、生体適合性材料、生体分解性材料などを用いることができる。
光硬化性樹脂を用いれば、フォトリソグラフィ法によって細胞培養支持体を作製することができる。
As a material for the cell culture support having a planar mesh structure, for example, a photocurable resin, a biocompatible material, a biodegradable material, or the like can be used.
If a photocurable resin is used, a cell culture support can be produced by photolithography.

光硬化性樹脂としては、例えば、アクリレート化合物、メタクリレート化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、チオール化合物、シリコーン系化合物などが挙げられる。これらの2種以上を組み合わせて用いてもよい。光硬化性樹脂の具体例としては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、エトキシ化ビスフェノールAアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル変性脂環式エポキシド、2官能アルコールエーテル型エポキシド、アクリルシリコーン、アクリルジメチルシロキサン等が挙げられるがこれらに限定されない。   Examples of the photocurable resin include acrylate compounds, methacrylate compounds, epoxy compounds, isocyanate compounds, thiol compounds, silicone compounds, and the like. Two or more of these may be used in combination. Specific examples of the photocurable resin include urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy acrylate, poly (meth) acrylate methyl, ethoxylated bisphenol A acrylate, aliphatic urethane acrylate, polyester acrylate, polyethylene terephthalate, polystyrene, polycarbonate, acrylic modification. Examples include, but are not limited to, alicyclic epoxides, bifunctional alcohol ether type epoxides, acrylic silicones, and acrylic dimethylsiloxanes.

露光した部分が除去されるポジ型のレジストを用いてマイクロメッシュシートを作製することができる。例えば、DNQ(ジアゾナフトキノン)ノボラック系樹脂ポジ型レジスト、t−ブトキシカルボニル、テトラヒドロピラン、フエノキシエチル、トリメチルシリル、t−ブトキシカルボニルメチル等の脱保護反応型、ポリフタルアルデヒド、ポリカーボネート、ポリシリエルーテル等の解重合反応型のものが挙げられる。現像液にはテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、MEK(メルエチルケトン)、GBL(γ−ブチロラクトン)、EL(乳酸エチル)などが用いられる。   A micromesh sheet can be manufactured using a positive resist from which the exposed portion is removed. For example, DNQ (diazonaphthoquinone) novolak resin positive resist, deprotection reaction type such as t-butoxycarbonyl, tetrahydropyran, phenoxyethyl, trimethylsilyl, t-butoxycarbonylmethyl, solutions such as polyphthalaldehyde, polycarbonate, polysilier lutel, etc. A polymerization reaction type is mentioned. Tetramethylammonium hydroxide (TMAH), dimethyl sulfoxide (DMSO), MEK (mel ethyl ketone), GBL (γ-butyrolactone), EL (ethyl lactate), etc. are used as the developer.

生体適合性材料や生体分解性材料を用いて得られる細胞シートは、そのまま支持体ともに生体に移植するなど再生医療・創薬に好適に用いられる。   A cell sheet obtained using a biocompatible material or a biodegradable material is suitably used for regenerative medicine and drug discovery, such as transplanting a support body together with a support as it is.

生体適合性材料としては、シリコーン、ポリエーテルブロックアミド(PEBAX)、ポリウレタン、シリコーン−ポリウレタン共重合体、セラミックス、コラーゲン、ヒドロキシアパタイト、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ゴアテックス(商標)などの超高分子量ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、その他生体由来材料などが挙げられるがこれらに限定されない。平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体は、生体適合性材料以外の材料で形成し、表面を生体適合性材料で処理したものであってもよい。   Examples of biocompatible materials include silicone, polyether block amide (PEBAX), polyurethane, silicone-polyurethane copolymer, ceramics, collagen, hydroxyapatite, nylon, polyethylene terephthalate, Gore-Tex (trademark) and other ultra-high molecular weight polyethylene, Examples include, but are not limited to, polyvinyl chloride and other biological materials. The cell culture support having a planar mesh structure may be formed of a material other than the biocompatible material, and the surface may be treated with the biocompatible material.

生体分解性材料としては、ポリラクチド(PLA)、ポリグリコリド(PGA)、ポリカプロラクトン(PCL)、及びそれらの共重合体、PHB−PHV系ポリ(アルカン酸)類、ポリエステル類、デンプン、セルロース、キトサンなどの天然高分子やその誘導体などが挙げられるがこれらに限定されない。   Biodegradable materials include polylactide (PLA), polyglycolide (PGA), polycaprolactone (PCL), and copolymers thereof, PHB-PHV poly (alkanoic acids), polyesters, starch, cellulose, chitosan Examples thereof include natural polymers such as, but are not limited to.

平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体の材料としては、上記の中でも、蛍光顕微鏡観察のために自家蛍光が低いポリジメチルシロキサン(PDMS)が好ましい。
また、平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を、PDMSの様に弾性変形可能な材料で作製することも好ましい。平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体は、例えば周囲を補強して持ち運びしやすくするなど、各種の工夫を加えることができ、かかる工夫を加えた支持体も本発明に包含される。
Among the materials described above, polydimethylsiloxane (PDMS) having low autofluorescence is preferred for observation under a fluorescence microscope as the material for the cell culture support having a planar mesh structure.
It is also preferable to produce a cell culture support having a planar mesh structure from a material that can be elastically deformed, such as PDMS. The cell culture support having a planar mesh structure can be devised in various ways, for example, by reinforcing the surroundings to facilitate carrying, and the support added with such a contrivance is also included in the present invention.

図14ではガラス基板101を利用して所望のフォトマスクを作製する例を示している。ガラス基板101の上にクロム等の金属の蒸着層102を付し、その上にポジ型のフォトレジストを塗布している。レーザー直接照射装置により、所望のパターの光105をポジ型レジストに照射する。照射を受けた部分103aのみ軟化している。そこに、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)などの現像液を塗布することで現像し、パターンH1を得ることができる。さらに、残されたレジスト103bをマスクにして、例えばウエットエッチングやドライエッチングなどにより金属層をさらにエッチングしてパターンH2を作製することができる。つぎに、残されたレジスト103bも所定の薬液で除去すると、ガラス基板上に付されたパターンH2を有する金属層102bが得られる。これをフォトマスクとして利用することができる。例えば、パターンH2を正三角形が連続したマイクロメッシュに対応する構造とすることで、このフォトマスクを使用して上記で図示したような正三角形の連続したマイクロメッシュ構造の金属膜を得ることができる。   FIG. 14 shows an example in which a desired photomask is manufactured using the glass substrate 101. A vapor deposition layer 102 of a metal such as chromium is attached on the glass substrate 101, and a positive type photoresist is applied thereon. A positive resist is irradiated with a desired pattern of light 105 by a laser direct irradiation device. Only the irradiated portion 103a is softened. There, it develops by apply | coating developers, such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH), and the pattern H1 can be obtained. Furthermore, using the remaining resist 103b as a mask, the metal layer can be further etched by, for example, wet etching or dry etching to form the pattern H2. Next, when the remaining resist 103b is also removed with a predetermined chemical solution, a metal layer 102b having a pattern H2 applied on the glass substrate is obtained. This can be used as a photomask. For example, by making the pattern H2 a structure corresponding to a micromesh having continuous regular triangles, a metal film having a continuous micromesh structure having regular triangles as illustrated above can be obtained using this photomask. .

(細胞シートの製造方法、及び細胞の培養装置)
本発明の細胞シートの製造方法においては、細胞培養支持体に、肝細胞又は腸管細胞を接触させた状態において培養することが好ましい。
本発明の細胞シートの製造方法においては、細胞培養支持体を培地中に設置して、肝細胞又は腸管細胞を培養することが好ましい。
本発明の細胞シートの製造方法においては、細胞培養支持体の開口部において肝細胞又は腸管細胞が生育することが好ましい。
(Cell sheet manufacturing method and cell culture apparatus)
In the method for producing a cell sheet of the present invention, it is preferable to culture in a state where hepatocytes or intestinal cells are brought into contact with the cell culture support.
In the method for producing a cell sheet of the present invention, it is preferable to place a cell culture support in a medium and culture hepatocytes or intestinal cells.
In the method for producing a cell sheet of the present invention, it is preferable that hepatocytes or intestinal cells grow in the opening of the cell culture support.

培養方法の一実施形態としては、細胞培養支持体に細胞を播種する工程と、細胞を培養する工程とを含む方法が挙げられる。このとき、本実施形態においては、平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を用い、細胞を播種する工程に先立って、細胞培養装置(培養器)に細胞培養支持体を設置することが好ましい。細胞培養装置及び細胞培養支持体は、適宜滅菌しておくことが好ましい。培養液は細胞の種類に合わせて、当業者が適宜選択、調製することができる。培養液その他の材料もオートクレーブ又はろ過により滅菌するとよい。   One embodiment of the culturing method includes a method comprising a step of seeding cells on a cell culture support and a step of culturing the cells. At this time, in the present embodiment, it is preferable to use a cell culture support having a planar mesh structure and to install the cell culture support in a cell culture apparatus (incubator) prior to the step of seeding cells. The cell culture device and the cell culture support are preferably sterilized as appropriate. A culture solution can be appropriately selected and prepared by a person skilled in the art according to the type of cell. Culture fluid and other materials may be sterilized by autoclaving or filtration.

細胞培養支持体は、予め細胞接着促進材料でコーティングしてもよい。細胞接着促進材料は、細胞を培養支持体に定着させて伸展や増殖をしやすくするために用いられ、例えば、コラーゲン、フィブロネクチン、ラミニンなどの細胞外マトリックスタンパク質、ポリLリジンなどの陽性電荷物質などが挙げられる。   The cell culture support may be coated with a cell adhesion promoting material in advance. Cell adhesion promoting materials are used to fix cells on a culture support to facilitate spreading and proliferation. For example, extracellular matrix proteins such as collagen, fibronectin and laminin, positively charged substances such as poly-L-lysine, etc. Is mentioned.

必要な前処理を行った細胞培養支持体は、細胞培養装置に適宜設置する。細胞の播種は、公知の方法又はそれに準ずる方法で適宜行うことができる。例えば、培養液で細胞を懸濁し、ピペットマン等で細胞培養支持体に滴下すればよい。細胞数は、培養する細胞の種類や製造する細胞シートのサイズに応じて、適宜決定することができる。細胞を培養する工程では、培養液に流れを生じさせてもよい。細胞培養支持体の主面の近傍で、当該主面と平行な方向に流れを生じさせることにより、余分な細胞が積み重なってコロニーを形成するのを防ぐことができ、単層の細胞シートをより短時間で得ることができる。   The cell culture support that has undergone the necessary pretreatment is appropriately installed in the cell culture apparatus. Cell seeding can be appropriately performed by a known method or a method analogous thereto. For example, the cells may be suspended in the culture solution and dropped onto the cell culture support with a pipetteman or the like. The number of cells can be appropriately determined according to the type of cells to be cultured and the size of the cell sheet to be produced. In the step of culturing cells, a flow may be generated in the culture solution. By creating a flow in the direction parallel to the main surface in the vicinity of the main surface of the cell culture support, it is possible to prevent excessive cells from stacking to form a colony, and to form a single-layer cell sheet. It can be obtained in a short time.

培養液の流れは、細胞を培養する工程の間、継続して生じさせてもよく、断続的に生じさせてもよい。例えば、細胞培養支持体を培養槽に入れ、培養槽に培地を継続的に供給しかつ排出して、培養槽内に流れを形成することができる。また、細胞を播種してからしばらくは流れを起こさずに静置し、その後断続的に流れを起こしてもよい。培養液中に浮かせた状態で細胞培養支持体を設置することにより、すべての細胞が必要な栄養を培養液から取り込み、老廃物を排出することができるので、細胞を良い状態で維持できる。   The flow of the culture solution may be continuously generated during the step of culturing the cells, or may be intermittently generated. For example, the cell culture support can be placed in a culture vessel, the medium can be continuously supplied to and discharged from the culture vessel, and a flow can be formed in the culture vessel. Moreover, after seed | inoculating a cell, it may leave still without generating a flow for a while, and may generate | occur | produce a flow intermittently after that. By installing the cell culture support in a state of being floated in the culture solution, all the necessary nutrients can be taken from the culture solution and waste products can be discharged, so that the cells can be maintained in a good state.

また、本発明に係る細胞シートの製造方法では、細胞の種類によっては、細胞を継代、すなわち別の容器に移す必要がなく、必要に応じて細胞培養装置中に細胞培養支持体を設置したまま培養液を交換又は循環等すればよい。平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体によれば、細胞シートが形成された後も細胞は分裂を繰り返し、死細胞や劣化した細胞は自然に細胞培養支持体から脱落するので、細胞培養装置中で、細胞シートを長期間培養及び維持することができる。   Further, in the method for producing a cell sheet according to the present invention, depending on the type of cell, it is not necessary to pass the cell, that is, to transfer to another container, and a cell culture support is installed in the cell culture device as necessary. The culture solution may be exchanged or circulated as it is. According to the cell culture support having a planar mesh structure, the cells repeat division even after the cell sheet is formed, and dead cells and deteriorated cells naturally fall off the cell culture support. Thus, the cell sheet can be cultured and maintained for a long time.

上記のような細胞の培養を実現する具体的な装置としては、図3及び図11の装置が挙げられる。図3Dの装置では、1枚の反応プレートと培養槽を有してなり、該プレートには前記培養槽の内部に通じる少なくとも1つの溝が切られている。反応プレートとしては、ガラス、樹脂、又は金属の板が挙げられる。培養槽としては、ガラス、樹脂、又は金属の円筒容器が挙げられる、底部が開口されつつ、反応プレートと当接することで、水が漏れない機密構造をとることが好ましい。前記培養槽の略中央には平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体が培養槽の底面から浮かせる形で設置される。略中央とは中央から半径で50%程度ずれていてもよい意味である。培養槽は前記支持体が浸漬するほどに培地(培養液)で満たされている。前記プレートの溝は平面状メッシュ構造にまで延びており、これを介し前記平面状メッシュ構造の下部から培養液を供給する。前記平面状メッシュ構造の上部で培養槽の頭部(上部)には、チューブが設けられており、そこから培養液を排出する。このように供給排出して細胞培養支持体の開口部(主面)に対して垂直方向の流れを形成することで、老廃物を培養系から除去しつつ、上記細胞培養支持体の平面状メッシュ構造上で細胞を培養することができる。   As a specific apparatus for realizing the cell culture as described above, the apparatus shown in FIGS. 3 and 11 may be mentioned. In the apparatus of FIG. 3D, it has one reaction plate and a culture vessel, and at least one groove leading to the inside of the culture vessel is cut in the plate. Examples of the reaction plate include glass, resin, or metal plate. As the culture tank, a glass, resin, or metal cylindrical container may be used, and it is preferable to have a secret structure in which water does not leak by contacting the reaction plate while the bottom is opened. A cell culture support having a planar mesh structure is installed at a substantial center of the culture tank so as to float from the bottom of the culture tank. “Substantially centered” means that the radius may deviate by about 50% from the center. The culture tank is filled with a culture medium (culture solution) so that the support is immersed. The groove of the plate extends to a planar mesh structure, through which the culture solution is supplied from the lower part of the planar mesh structure. A tube is provided at the top (upper part) of the culture tank above the planar mesh structure, and the culture solution is discharged therefrom. By supplying and discharging in this manner to form a flow in a direction perpendicular to the opening (main surface) of the cell culture support, the planar mesh of the cell culture support is removed while removing waste products from the culture system. Cells can be cultured on the structure.

図3Hの装置においては、1枚の反応プレートを有してなり、該プレートの略中央には培地(培養液)が貯留する窪み又は開口部でなる培養槽が形成されている。略中央とは前記と同義であり、以下も同様である。その培養槽の略中央には平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体が設置されている。前記反応プレートには前記培養槽から放射状に延びる溝が2つ以上切られており、該溝が流路をなし培養液を供給および排出して、培養槽に新鮮な培養液を送り続けることができる。本実施形態においては、培養槽内の流れが、細胞培養支持体の開口部(主面)に沿って平行に形成されている。反応プレートの材料としては、ガラス、樹脂、又は金属の板が挙げられる。このように培養液の流を作ることで、老廃物を除去しつつ、細胞を前記平面状メッシュ構造上で培養することができる。   The apparatus of FIG. 3H has one reaction plate, and a culture tank including a recess or an opening for storing a culture medium (culture solution) is formed at the approximate center of the plate. The approximate center has the same meaning as described above, and the same applies to the following. A cell culture support having a planar mesh structure is installed in the approximate center of the culture tank. Two or more grooves extending radially from the culture tank are cut in the reaction plate, and the grooves serve as a flow path to supply and discharge the culture solution and continue feeding fresh culture solution to the culture vessel. it can. In the present embodiment, the flow in the culture tank is formed in parallel along the opening (main surface) of the cell culture support. Examples of the material for the reaction plate include glass, resin, and metal plates. By creating a flow of the culture solution in this way, cells can be cultured on the planar mesh structure while removing waste products.

図11の装置においては2枚以上の反応プレートを有してなり、該プレートの少なくとも1つの略中央には培地が貯留する窪み又は開口部でなる培養槽があり、その培養槽の略中央には平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を設置することができ、前記各反応プレートには前記培養槽から放射状に延びる溝が各プレートで1つ以上切られており、該溝が流路をなし上下のプレートの溝から、同じ培地、異なる培地、または培地と気体の組合せで供給および排出して、細胞の上下で異なる変化を促しつつ、前記細胞培養支持体の平面状メッシュ構造上で培養することができる。   In the apparatus of FIG. 11, it has two or more reaction plates, and at least one of the plates has a culture tank consisting of a depression or an opening for storing the culture medium. A cell culture support having a planar mesh structure can be installed, and each reaction plate has one or more grooves extending radially from the culture tank, and each groove has a flow path. No. Culture on the planar mesh structure of the cell culture support while feeding and discharging from the upper and lower plate grooves in the same medium, different medium, or a combination of medium and gas to promote different changes in the upper and lower cells. can do.

本発明の一例においては、上記した装置の中央に、平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を配置することができ、該中央の支持体に向け、3つ以上の放射状の流路が形成されており、培地の供給及び排出を、前記3つ以上の放射状流路を介して行うことができる。   In an example of the present invention, a cell culture support having a planar mesh structure can be disposed in the center of the above-described apparatus, and three or more radial flow paths are formed toward the center support. The medium can be supplied and discharged through the three or more radial channels.

(培地(培養液))
培地の成分は通常この種の細胞の培養に用いられるものを適宜用いることができる。培地は、固体培地でも液体培地でもよいが、液体培地(培養液)であることが好ましい。培地の成分としては、例えば、塩類、炭素源、窒素源を含む溶液が挙げられる。細胞に適した浸透圧とpHを維持するための緩衝剤を用いてもよい。炭素源ないし窒素源としては、グルコース、ビタミン、アミノ酸、ホルモンなどが挙げられる。これらの成分を血清、組織抽出液などの天然物質で構成した天然培地でも、アミノ酸、塩類などの化学物質と天然物質とで構成した半合成培地でも、既知の化学物質で構成した合成培地でもよい。なかでも、血清等を用いた天然培地または半合成培地が好ましい。血清としては、異種血清および同種血清を用いることができる。異種血清は、細胞培養物を細胞医療等に用いる場合、そのレシピエントとは異なる種の生物に由来する血清を意味する。例えば、レシピエントがヒトである場合、ウシやウマに由来する血清、例えば、ウシ胎仔血清(FBS、FCS)、仔ウシ血清(CS)、ウマ血清(HS)などが異種血清に該当する。また、「同種血清」は、レシピエントと同一の種の生物に由来する血清を意味する。例えば、レシピエントがヒトである場合、ヒト血清が同種血清に該当する。同種血清は、自己血清(自家血清ともいう)、すなわち、レシピエントに由来する血清、およびレシピエント以外の同種個体に由来する同種他家血清を含む。
(Medium (culture solution))
As the medium components, those usually used for culturing cells of this kind can be appropriately used. The medium may be a solid medium or a liquid medium, but is preferably a liquid medium (culture solution). As a component of a culture medium, the solution containing salts, a carbon source, and a nitrogen source is mentioned, for example. A buffering agent for maintaining an osmotic pressure and pH suitable for cells may be used. Examples of the carbon source or nitrogen source include glucose, vitamins, amino acids, hormones and the like. These components may be a natural medium composed of natural substances such as serum and tissue extract, a semi-synthetic medium composed of natural substances such as amino acids and salts, or a synthetic medium composed of known chemical substances. . Of these, a natural medium or a semi-synthetic medium using serum or the like is preferable. As the serum, heterologous serum and allogeneic serum can be used. The heterologous serum means serum derived from a different species of organism from the recipient when the cell culture is used for cell medicine or the like. For example, when the recipient is a human, serum derived from bovine or horse, for example, fetal calf serum (FBS, FCS), calf serum (CS), horse serum (HS), etc. corresponds to the heterologous serum. “Allogeneic serum” means serum derived from the same species of organism as the recipient. For example, when the recipient is a human, human serum corresponds to allogeneic serum. Allogeneic serum includes autoserum (also called autologous serum), ie, serum derived from the recipient, and allogeneic serum derived from allogeneic individuals other than the recipient.

緩衝剤としては、リン酸塩、炭酸水素ナトリウム、二酸化炭素ガスなどが挙げられる。
培地には、代謝阻害剤や抗生物質を含ませてもよい。抗生物質としては、例えば、ペニシリン、ストレプトマイシン、ゲンタマイシン等が挙げられる。
Examples of the buffer include phosphate, sodium bicarbonate, carbon dioxide gas and the like.
The medium may contain metabolic inhibitors and antibiotics. Examples of antibiotics include penicillin, streptomycin, gentamicin and the like.

具体的には、血清として10% 牛胎児血清、抗生物質としてペニシリン、ストレプトマイシンを用いたDMEM(ダルベッコ改変イーグル培地)(GIBCO)、DMEM high glucose (SIGMA)、20% 牛胎児血清(FBS)、0.1 mM NEAA(非必須アミノ酸)(GIBCO)、100 units/mLペニシリン、100 μg/mLストレプトマイシン(GIBCO)を含有したMEM(イーグル最小必須培地)(SIGMA)等が挙げられる。   Specifically, 10% fetal bovine serum as serum, DMEM (Dulbecco's modified Eagle medium) (GIBCO), DMEM high glucose (SIGMA), 20% fetal bovine serum (FBS), 0 using penicillin and streptomycin as antibiotics .1 mM NEAA (non-essential amino acid) (GIBCO), 100 units / mL penicillin, MEM (Eagle minimum essential medium) (SIGMA) containing 100 μg / mL streptomycin (GIBCO), and the like.

培養条件は、この種の細胞の培養における一般的な条件を適用すればよいが、培養温度は、25℃以上50℃以下であることが好ましく、30℃以上45℃以下であることがより好ましく、35℃以上40℃以下であることがさらに好ましい。インキュベータ内には、例えば、5%二酸化炭素(CO)を供給することが好ましい。 The culture conditions may be general conditions for culturing this type of cell, but the culture temperature is preferably 25 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or higher and 45 ° C. or lower. More preferably, the temperature is 35 ° C. or higher and 40 ° C. or lower. For example, 5% carbon dioxide (CO 2 ) is preferably supplied into the incubator.

(肝細胞、腸管細胞)
本発明においては、培養する細胞として、肝細胞又は腸管細胞を採用した。肝細胞としては、例えば、生体から採取した初代細胞、iPS細胞やES細胞から誘導した肝細胞、HepG2細胞、HepaRG細胞等の肝癌細胞(ヒト肝癌由来細胞)などが使用可能であるが、中でも、トランスポーター、代謝活性、アルブミン産生などの肝細胞機能を比較的保持し、ロット差が小さい株化肝細胞であるという観点から、HepG2細胞、HepaRG細胞が好ましい。上記肝細胞は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(Hepatocytes, intestinal cells)
In the present invention, hepatocytes or intestinal cells were employed as cells to be cultured. As the hepatocytes, for example, primary cells collected from a living body, hepatocytes derived from iPS cells or ES cells, hepatoma cells such as HepG2 cells and HepaRG cells (human hepatoma-derived cells) can be used. HepG2 cells and HepaRG cells are preferred from the standpoint of established hepatocytes that have relatively little hepatocyte function such as transporter, metabolic activity, and albumin production and a small lot difference. The said hepatocytes may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

腸管細胞としては、小腸および大腸などの腸管上皮細胞に分化できる細胞、又は腸管上皮細胞に分化した細胞を用いることができる。生体から採取した初代細胞、iPS細胞やES細胞から誘導した腸管細胞でもよい。また、腸管細胞は、そのがん細胞であってもよく、例えば、Caco−2細胞(ヒト結腸癌由来)が挙げられる。上記腸管細胞は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   As intestinal cells, cells that can differentiate into intestinal epithelial cells such as the small intestine and large intestine, or cells that have differentiated into intestinal epithelial cells can be used. Primary cells collected from a living body, intestinal cells derived from iPS cells or ES cells may be used. Intestinal cells may also be cancer cells such as Caco-2 cells (derived from human colon cancer). The said enteric cell may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

(細胞シート、細胞構造体)
本発明はさらに、開口部が少なくとも1個の細胞が通過できる大きさである平面上メッシュ構造を有する部材と、肝細胞又は腸管細胞とを含む、細胞シートに関する。
本発明の細胞シートは、上記した本発明により細胞シートの製造方法により製造することができる。
本発明の製造方法により得られる細胞シートは、細胞培養支持体を内包していてもよい。かかる細胞シートは、容器から剥離する工程を経ずに作製されるため、剥離によるダメージを受けない。また細胞によっては、死細胞や劣化した細胞は製造過程で自動的に脱落するので、状態のよい細胞のみで形成されており、品質及び安全性が高い。また、保存性にも優れ、輸送もしやすい。細胞培養支持体を生体適合性材料や生体分解性材料で形成すれば、そのまま移植に用いることもできる。
また本発明により提供される細胞シートは、冷凍保存が可能である。
例えば、本発明の細胞シートの製造方法により製造した細胞シートは製品として、製薬企業などの創薬を行うユーザーへ販売されることが想定される。ユーザーへの販売の際には細胞シートは輸送されることになるが、そのような場合に、冷凍保存された細胞シートを輸送することができる
(Cell sheet, cell structure)
The present invention further relates to a cell sheet including a member having a planar mesh structure whose opening has a size through which at least one cell can pass, and hepatocytes or intestinal cells.
The cell sheet of the present invention can be produced by the method of producing a cell sheet according to the present invention described above.
The cell sheet obtained by the production method of the present invention may include a cell culture support. Since such a cell sheet is produced without going through the process of peeling from the container, it is not damaged by peeling. Also, depending on the cells, dead cells and deteriorated cells are automatically dropped during the manufacturing process, so that they are formed only from cells in good condition, and are high in quality and safety. In addition, it has excellent storage stability and is easy to transport. If the cell culture support is formed of a biocompatible material or a biodegradable material, it can be used for transplantation as it is.
The cell sheet provided by the present invention can be stored frozen.
For example, it is assumed that a cell sheet manufactured by the method for manufacturing a cell sheet of the present invention is sold as a product to a user who performs drug discovery such as a pharmaceutical company. When selling to users, cell sheets will be transported, and in such cases, cryopreserved cell sheets can be transported.

また、細胞シートの少なくとも1面に異種の細胞を播種して増幅させ、異種細胞の結合面を有する高次細胞構造体を製造することもできる。かかる構造体は、各種基礎研究及び再生医療に有用であり、医薬品候補のスクリーニング等に用いることもできる。   It is also possible to seed and amplify different types of cells on at least one surface of the cell sheet to produce a higher order cell structure having a heterogeneous cell binding surface. Such a structure is useful for various basic researches and regenerative medicine, and can also be used for screening drug candidates.

また、本発明に係る細胞シートは、強度や柔軟性を自由に制御できるので、適当な強度及び柔軟性を有する細胞シートを作製し、これを変形させたり、積層させたりすることにより、所望の形状及び機能を有する細胞構造体を作製することもできる。一例として、細胞シートを丸めて血管様構造を作製することが挙げられる。   In addition, since the cell sheet according to the present invention can freely control strength and flexibility, a cell sheet having appropriate strength and flexibility can be produced and deformed or laminated to obtain a desired sheet. A cell structure having a shape and a function can also be produced. As an example, a cell sheet is rolled to produce a blood vessel-like structure.

また、細胞シートを積層したり、細胞シート状で別の種類の細胞を培養したりすることもでき、かかるシートで細胞構造体を作製し、体内の組織や器官を模したモデルや病態モデルとすることも可能である。   In addition, cell sheets can be laminated, or other types of cells can be cultured in the form of cell sheets. Cell structures can be produced from such sheets, and models and pathological models that mimic tissues and organs in the body. It is also possible to do.

また、上述のとおり、メッシュ構造に形状的異方性を持たせることにより、所望の配向性や秩序構造を有する細胞シートを作製することができる。かかる細胞シートは、例えば細胞配向性を有する心筋組織の再生等に応用することが可能である。   In addition, as described above, a cell sheet having a desired orientation and ordered structure can be produced by imparting shape anisotropy to the mesh structure. Such a cell sheet can be applied to, for example, regeneration of myocardial tissue having cell orientation.

本発明の好ましい実施形態においては、線維芽細胞とともに腸管細胞を培養(共培養)することができる。なかでも、Tig−1−20細胞(線維芽細胞)/Caco−2細胞の共培養形態が特に好ましい。このような共培養をすることで、細胞の伸展を大幅に向上させることができ、培養条件や培養期間によっては、例えば、経上皮電気抵抗測定値の結果で、3〜5倍の向上を促すことができる。また、上記した共培養により細胞間接着の強い細胞シートを製造することができるが、このような細胞間接着の強い細胞シートは薬物の透過試験において有用である。即ち、本発明の細胞シートを用いて、薬物の腸管での吸収を評価することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, intestinal cells can be cultured (co-cultured) together with fibroblasts. Especially, the co-culture form of Tig-1-20 cells (fibroblasts) / Caco-2 cells is particularly preferable. Such co-culture can greatly improve cell extension, and depending on the culture conditions and the culture period, for example, the results of transepithelial electrical resistance measurement values can be improved 3 to 5 times. be able to. In addition, a cell sheet having strong cell-cell adhesion can be produced by the above-described co-culture, and such a cell sheet having strong cell-cell adhesion is useful in a drug permeation test. That is, the absorption of the drug in the intestinal tract can be evaluated using the cell sheet of the present invention.

(凍結・融解ダメージの低減)
本発明の好ましい実施形態によれば、細胞への凍結・融解のダメージを小さくすることができる。細胞の凍結温度は特に限定されないが、例えば、−50℃〜−100℃で凍結することが挙げられる。融解は、25℃〜45℃で行うことが挙げられる。凍結保存期間も特に限定されないが、数日間から数年間までの広い期間での保存が考えられる。本発明の好ましい実施形態によれば、このような凍結保存においても、融解後に良好な細胞の状態が維持されており、再生医療・創薬の現場への細胞輸送や研究用途等への好適な応用が可能となる。
(Reduction of freezing and thawing damage)
According to a preferred embodiment of the present invention, damage caused by freezing and thawing on cells can be reduced. Although the freezing temperature of a cell is not specifically limited, For example, it freezes at -50 degreeC--100 degreeC. Melting may be performed at 25 ° C to 45 ° C. Although the cryopreservation period is not particularly limited, it can be preserved over a wide period from several days to several years. According to a preferred embodiment of the present invention, even in such cryopreservation, a good cell state is maintained after thawing, which is suitable for cell transport to the field of regenerative medicine / drug discovery, research use, etc. Application becomes possible.

(マーカー遺伝子の発現レベルの向上)
本発明の好ましい実施形態によれば、肝細胞(例えば、HepG2)における成熟肝マーカー遺伝子の発現が有意に上昇する。ヒト肝臓の成熟マーカーとしては、アルブミン、薬物代謝酵素CYP1A2の遺伝子が挙げられる。なお、遺伝子の発現レベルの比較は、β−アクチンの発現レベルを用いて標準化することができる。マーカー遺伝子の発現レベルの上昇率は培養条件や培養期間によって異なるが、ウェル上で培養した時又はスフェロイドとして培養したときを100%として、105%以上、110%以上、120%以上、又は150%以上であることが好ましい。
(Improved marker gene expression level)
According to a preferred embodiment of the present invention, the expression of a mature liver marker gene in hepatocytes (eg, HepG2) is significantly increased. Examples of human liver maturation markers include albumin and the drug metabolizing enzyme CYP1A2. In addition, the comparison of the expression level of a gene can be standardized using the expression level of (beta) -actin. The rate of increase in the expression level of the marker gene varies depending on the culture conditions and the culture period, but 105% or more, 110% or more, 120% or more, or 150%, assuming that the culture time is 100% when cultured in a well or as a spheroid. The above is preferable.

また、本発明の好ましい実施形態によれば、腸管細胞(例えば、Caco−2)における成熟ヒト腸管マーカー遺伝子の発現が有意に上昇する。具体的には、トランスポーター遺伝子やタイトジャンクション関連遺伝子、薬物代謝酵素遺伝子の発現が有意に上昇する。なお、遺伝子の発現レベルの比較は、β−アクチンの発現レベルを用いて標準化することができる。マーカー遺伝子の発現レベルの上昇率は培養条件や培養期間によって異なるが、マイクロメッシュ単体(非灌流式)で、ウェルのときを100%として105〜200%以上であることが好ましい。   Also, according to a preferred embodiment of the present invention, the expression of the mature human intestinal marker gene in intestinal cells (eg, Caco-2) is significantly increased. Specifically, the expression of the transporter gene, tight junction related gene, and drug metabolizing enzyme gene is significantly increased. In addition, the comparison of the expression level of a gene can be standardized using the expression level of (beta) -actin. The rate of increase in the expression level of the marker gene varies depending on the culture conditions and the culture period, but it is preferably from 105 to 200% or more when the micromesh alone (non-perfusion type) is taken as 100%.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが本発明はこれにより限定して解釈されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention should not be construed as being limited thereby.

<平面状メッシュ構造の作製例>
金属製のマイクロメッシュの作製プロセスとして、まず基板上にフォトレジストを塗布する。フォトマスクを用いて基板上のフォトレジストに紫外線を露光した。フォトレジストを現像することにより、紫外線が露光されていない部分を除去した。フォトレジストの除去により生じた溝に、電気鋳造(電鋳)により金属を付着させた。フォトレジストを剥離した後、電鋳シート(金属製マイクロメッシュ)を基板から剥離した。金属としてニッケルを使用した。
<Production example of planar mesh structure>
As a metal micromesh manufacturing process, first, a photoresist is applied on a substrate. The photoresist on the substrate was exposed to ultraviolet rays using a photomask. By developing the photoresist, the portion not exposed to ultraviolet rays was removed. A metal was adhered to the groove formed by removing the photoresist by electroforming (electroforming). After peeling the photoresist, the electroformed sheet (metal micromesh) was peeled from the substrate. Nickel was used as the metal.

<マイクロメッシュ培養の方法>
図1にマイクロメッシュ培養の方法を示す。カプトン(登録商標)テープを用いてマイクロメッシュシート2を直径4mm円の穴の開いたシリコン板1の上に固定した。ラボコータ PDS−2010(日本パリレン)を用いて、金属製マイクロメッシュ2/シリコン板1に生体適合性に優れたパリレン(DPXC,CAS No. 28804−46−8)(日本パリレン)を蒸着被覆した。マイクロメッシュに対する細胞の接着度を上げる目的で、プラズマクリーナー(HARRICK PLASMA)を用いて、パリレンコートされたマイクロメッシュ2/シリコン板1を親水化処理した。マイクロメッシュ2/シリコン板1を紫外線照射により殺菌処理した後、2x10細胞/mLの細胞懸濁液 50μL(合計1x10個)を直径4mmのマイクロメッシュ円(約0.126cm)の上にピペット3を用いて播種し、培養を開始した。マイクロメッシュ2/シリコン板1を下板5のついたステージ4に載置した。培養は、これを培養液6中に浸漬して行った。なお、ステージ4は平面状メッシュ構造の開口部を塞がない形態となっている(図1D)。
図2に、目の大きさと形が異なる2種類のマイクロメッシュシートAとBを用いたマイクロメッシュ培養の顕微鏡写真を示す。細胞はHepG2細胞(後術)を用いた。実施例に示すマイクロメッシュ培養の全ての結果は、マイクロメッシュシートAのメッシュサイズのメッシュシートを用いて得た結果である。
<Method of micromesh culture>
FIG. 1 shows a micromesh culture method. Using a Kapton (registered trademark) tape, the micromesh sheet 2 was fixed on the silicon plate 1 having a hole having a diameter of 4 mm. Using a laboratory coater PDS-2010 (Parylene Japan), a metal micromesh 2 / silicon plate 1 was vapor-coated with Parylene (DPXC, CAS No. 28804-46-8) (Parylene Japan) excellent in biocompatibility. For the purpose of increasing the degree of cell adhesion to the micromesh, the parylene-coated micromesh 2 / silicon plate 1 was hydrophilized using a plasma cleaner (HARRICK PLASMA). After sterilizing the micromesh 2 / silicon plate 1 by ultraviolet irradiation, 50 μL of a cell suspension of 2 × 10 6 cells / mL (total 1 × 10 5 cells) was placed on a micromesh circle (about 0.126 cm 2 ) having a diameter of 4 mm. Inoculation was carried out using pipette 3, and culture was started. The micromesh 2 / silicon plate 1 was placed on the stage 4 with the lower plate 5. The culture was performed by immersing it in the culture solution 6. In addition, the stage 4 has a form that does not block the opening of the planar mesh structure (FIG. 1D).
FIG. 2 shows micrographs of micromesh culture using two types of micromesh sheets A and B having different eye sizes and shapes. As the cells, HepG2 cells (postoperative) were used. All the results of the micromesh culture shown in the examples are the results obtained using the mesh sheet of the mesh size of the micromesh sheet A.

<2種類の灌流デバイスの作製方法>
灌流装置はPDMS(ポリジメチルシロキサン)(商品名: SILPOT 184, 東レ・ダウコーニング)を用いて作製した。主剤と硬化剤を10:1で混合させたPDMS溶液を型に流し込み、その後加熱処理することにより各パーツを作製した。型は3DプリンタAGILISTA−3200(キーエンス)によって造形し、その後パリレンで被覆することにより作製した。シリコンチューブから培地を送液するための装置としてシリンジポンプ(kd Scientific)を用いた。各灌流デバイスの特徴として、ブロック型灌流培養デバイス(図3のA−D)は、装置にある蓋の取り外しが容易であるため、マイクロメッシュ2/シリコン板1(ステージ4)の出し入れが容易である。しかしながら、下面からの細胞観察は可能であるが上面からの細胞観察が難しく、さらに、デバイス作製に要するPDMSパーツの数が多い。一方でチップ型灌流デバイス(図3のE−H)は、PDMSパーツが1つであるため作製に時間がかからない。さらに、下からの細胞観察だけでなく、例えば実体顕微鏡などを用いた上面からの細胞観察も容易に行うことができる。短所として、マイクロメッシュ2/シリコン板1(ガラス板4)を出し入れする際、PDMSデバイスを基板から剥がす必要がある部分が考えられた。なお、図中、7がチューブ、8が台座、9が床板である。
<Method for producing two types of perfusion devices>
The perfusion apparatus was prepared using PDMS (polydimethylsiloxane) (trade name: SILPOT 184, Toray Dow Corning). Each part was produced by pouring the PDMS solution which mixed the main ingredient and the hardening | curing agent by 10: 1 into the type | mold, and heat-processing after that. The mold was produced by modeling with a 3D printer AGILISTA-3200 (Keyence) and then coating with parylene. A syringe pump (kd Scientific) was used as a device for feeding the culture medium from the silicon tube. As a feature of each perfusion device, the block-type perfusion culture device (A to D in FIG. 3) is easy to remove the lid on the apparatus, so that the micromesh 2 / silicon plate 1 (stage 4) can be easily taken in and out. is there. However, although cell observation from the lower surface is possible, cell observation from the upper surface is difficult, and the number of PDMS parts required for device fabrication is large. On the other hand, the chip-type perfusion device (EH in FIG. 3) does not take time to produce because it has one PDMS part. Furthermore, not only cell observation from below, but also cell observation from the upper surface using, for example, a stereomicroscope can be easily performed. As a disadvantage, when the micromesh 2 / silicon plate 1 (glass plate 4) was taken in and out, a part where the PDMS device had to be peeled off from the substrate was considered. In the figure, 7 is a tube, 8 is a pedestal, and 9 is a floor board.

<実施例1>(図4)
ヒト肝癌由来細胞株(HepG2細胞)のマイクロメッシュ培養
・材料と方法
細胞入手と維持管理
HepG2細胞(製品番号RCB1886)は理化学研究所バイオリソースセンター(RIKEN BRC)から入手した。細胞培養のために、10% 牛胎児血清(FBS)(GIBCO)と100 units/mLペニシリンと100 μg/mLストレプトマイシン(GIBCO)を含有したDMEM(ダルベッコ改変イーグル培地)(GIBCO)を使用した。細胞は37℃、5%二酸化炭素(CO)条件下のインキュベータ内で培養した。
<Example 1> (FIG. 4)
Microhepatic culture / materials and method of human hepatoma cell line (HepG2 cell) Cell acquisition and maintenance HepG2 cell (Product No. RCB1886) was obtained from RIKEN BioResource Center (RIKEN BRC). For cell culture, DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) (GIBCO) containing 10% fetal bovine serum (FBS) (GIBCO), 100 units / mL penicillin and 100 μg / mL streptomycin (GIBCO) was used. The cells were cultured in an incubator under conditions of 37 ° C. and 5% carbon dioxide (CO 2 ).

マイクロメッシュ培養
HepG2細胞1x10個を直径4mm円のマイクロメッシュシート上に播種し5日間培養した。培地交換は2日毎に2mL/ウェル/回で行った。マイクロメッシュ上に播種した細胞は、12穴プレートのウェルの中で静置培養(2mL培地/ウェル)もしくはブロック型灌流デバイス(図3A−D)を用いて灌流培養を行った。流速1mL/日で培地の灌流を行った。独立した実験として、合計10日間培養した実験も同様に行った。比較対象として、12穴プレート(IWAKI)のウェル、もしくは12穴プレートのウェル内に設置した256穴アガロースゲルプレート上に細胞を播種し培養した。256穴アガロースゲルプレートはMicroTissues 3D Petri Dish micro−mold spheroids (size S, 16 x 16 array, fits 12 well plates) (製品番号Z764000−6EA, SIGMA−ALDRICH)を用いて作製した。これらの培養系(灌流培養系を除く)は、上記マイクロメッシュ培養の培養系と同様に2日毎に培地交換を行った。
Micromesh culture Five 1 × 10 5 HepG2 cells were seeded on a micromesh sheet having a diameter of 4 mm and cultured for 5 days. The medium was changed every 2 days at 2 mL / well / time. The cells seeded on the micromesh were perfused using a stationary culture (2 mL medium / well) or a block perfusion device (FIGS. 3A-D) in the wells of a 12-well plate. The medium was perfused at a flow rate of 1 mL / day. As an independent experiment, an experiment in which the culture was performed for a total of 10 days was similarly performed. For comparison, cells were seeded and cultured on a well of a 12-well plate (IWAKI) or a 256-well agarose gel plate placed in a well of the 12-well plate. A 256-well agarose gel plate was produced using MicroTissues 3D Petri Disc micro-mold spheroids (size S, 16 × 16 array, fits 12 well plates) (product number Z764000-6EA, SIGMA-ALDRICH). In these culture systems (excluding the perfusion culture system), the medium was changed every two days in the same manner as the above-described micromesh culture system.

遺伝子発現解析
HepG2細胞からのRNAの抽出はRNeasy Micro Kit(QIAGEN)を用いて行い、抽出したRNAとReverTra Ace qPCR RT Kit(東洋紡)を用いてcDNAを合成した。上記の方法により、5日間培養した細胞もしくは10日間培養した細胞からそれぞれcDNAを得た。得られたcDNAサンプル、DNAプライマー、Power SYBR Green PCR Master Mix (APPLIED BIOSYSTEMS)、QuantStudio 5 Real−Time PCR System(APPLIED BIOSYSTEMS)を用いて遺伝子発現解析を行った。ヒト肝臓の成熟マーカーとして知られている、アルブミン、薬物代謝酵素CYP1A2の遺伝子発現レベルを解析した。各遺伝子の発現レベルは、ハウスキーピング遺伝子として知られているβ−アクチンの発現レベルを用いて標準化した。値は平均±SE(N=3)。
Gene Expression Analysis RNA extraction from HepG2 cells was performed using RNeasy Micro Kit (QIAGEN), and cDNA was synthesized using the extracted RNA and RiverTra Ace qPCR RT Kit (Toyobo). According to the above method, cDNA was obtained from cells cultured for 5 days or cells cultured for 10 days. Gene expression analysis was performed using the obtained cDNA sample, DNA primer, Power SYBR Green PCR Master Mix (APPLIED BIOS SYSTEMS), and Quant Studio 5 Real-Time PCR System (APPLIED BIOS SYSTEMS). The gene expression levels of albumin and drug-metabolizing enzyme CYP1A2, which are known as human liver maturation markers, were analyzed. The expression level of each gene was normalized using the expression level of β-actin known as a housekeeping gene. Values are mean ± SE (N = 3).

・結果
図4に遺伝子発現解析の結果を示す。HepG2細胞を通常のウェル(W)上で培養した時と比較して、スフェロイド(S)培養やマイクロメッシュ(M)培養(静置)をした時の方が、アルブミンとCYP1A2の遺伝子発現量が高かった。さらに、マイクロメッシュ培養を培地灌流(D)下で行うことにより、これらの遺伝子の発現がさらに上昇した。10日間の培地灌流下でマイクロメッシュ培養を行った条件が、本実験における上記の遺伝子発現を最も促進させる条件だった。
-Results FIG. 4 shows the results of gene expression analysis. Compared with culturing HepG2 cells on normal wells (W), gene expression levels of albumin and CYP1A2 are higher when spheroid (S) or micromesh (M) (stationary) is cultured. it was high. Furthermore, the expression of these genes was further increased by performing micromesh culture under medium perfusion (D). The conditions under which micromesh culture was performed under medium perfusion for 10 days were the conditions that most promoted the above gene expression in this experiment.

<実施例2>(図5)
2種類の灌流デバイスを用いたHepG2細胞の灌流培養と、その遺伝子発現への影響
・材料と方法
実施例1と同様の方法と条件で、HepG2細胞をブロック型灌流デバイスもしくはチップ型灌流デバイスで培養した。ただし、培養期間は実施例1と異なり、本実験では7日間であった。RNA抽出から遺伝子発現解析までの方法は実施例1を参照。値は平均±SE(N=3)。
・結果
図5に遺伝子発現解析の結果を示す。ブロック型灌流デバイス(B)もしくはチップ型灌流デバイス(C)を用いた培養系の間で、HepG2細胞におけるアルブミン遺伝子とCYP1A2遺伝子の発現量に有意な差は認められなかった。
<Example 2> (FIG. 5)
Perfusion culture of HepG2 cells using two types of perfusion devices and their effects on gene expression / materials and methods HepG2 cells are cultured in a block-type perfusion device or a chip-type perfusion device in the same manner and conditions as in Example 1. did. However, unlike Example 1, the culture period was 7 days in this experiment. See Example 1 for methods from RNA extraction to gene expression analysis. Values are mean ± SE (N = 3).
-Results FIG. 5 shows the results of gene expression analysis. There was no significant difference in the expression levels of the albumin gene and CYP1A2 gene in HepG2 cells between the culture systems using the block-type perfusion device (B) or the chip-type perfusion device (C).

<実施例3>(図6)
ヒト腸管由来細胞株(Caco−2細胞)のマイクロメッシュ培養
・材料と方法
細胞入手と維持管理
Caco−2細胞(製品番号RCB0988)は理化学研究所バイオリソースセンター(RIKEN BRC)から入手した。細胞培養のために、20% 牛胎児血清(FBS)、0.1 mM NEAA(非必須アミノ酸)(GIBCO)、100 units/mLペニシリン、100 μg/mLストレプトマイシン(GIBCO)を含有したMEM(イーグル最小必須培地)(SIGMA)を使用した。細胞は37℃、5%二酸化炭素(CO)条件下のインキュベータ内で培養した。
<Example 3> (FIG. 6)
Micromesh culture / material and method of human intestinal tract-derived cell line (Caco-2 cell) Cell acquisition and maintenance Caco-2 cell (Product No. RCB0988) was obtained from RIKEN BioResource Center (RIKEN BRC). For cell culture, MEM containing 20% fetal bovine serum (FBS), 0.1 mM NEAA (non-essential amino acid) (GIBCO), 100 units / mL penicillin, 100 μg / mL streptomycin (GIBCO) (Eagle minimum) Essential medium) (SIGMA) was used. The cells were cultured in an incubator under conditions of 37 ° C. and 5% carbon dioxide (CO 2 ).

マイクロメッシュ培養
Caco−2細胞 1x10個を直径4mm円のマイクロメッシュの上に播種し7日間培養した。マイクロメッシュ上に播種した細胞を、12穴プレート(IWAKI)のウェルの中で静置培養(2mL培地/ウェル)した。比較対象として、12穴プレートのウェルに細胞を播種した。2日毎に培地交換を行った。
Micromesh culture Five 1 × 10 5 Caco-2 cells were seeded on a micromesh having a diameter of 4 mm and cultured for 7 days. Cells seeded on the micromesh were statically cultured (2 mL medium / well) in the wells of a 12-well plate (IWAKI). For comparison, cells were seeded in wells of a 12-well plate. The medium was changed every two days.

遺伝子発現解析
Caco−2細胞からのRNAの抽出はRNeasy Micro Kit(QIAGEN)を用いて行い、抽出したRNAとReverTra Ace qPCR RT Kit(東洋紡)を用いてcDNAを合成した。得られたcDNAサンプル、DNAプライマー、Power SYBR Green PCR Master Mix (APPLIED BIOSYSTEMS)、QuantStudio 5 Real−Time PCR System(APPLIED BIOSYSTEMS)を用いて遺伝子発現解析を行った。成熟ヒト腸管組織で発現の高い遺伝子の発現レベルを解析した。各遺伝子の発現レベルは、ハウスキーピング遺伝子として知られているβ−アクチンの発現レベルを用いて標準化した。値は平均±SE(N=3)。
Gene expression analysis RNA was extracted from Caco-2 cells using RNeasy Micro Kit (QIAGEN), and cDNA was synthesized using the extracted RNA and RiverTra Ace qPCR RT Kit (Toyobo). Gene expression analysis was performed using the obtained cDNA sample, DNA primer, Power SYBR Green PCR Master Mix (APPLIED BIOS SYSTEMS), and Quant Studio 5 Real-Time PCR System (APPLIED BIOS SYSTEMS). The expression level of genes highly expressed in mature human intestinal tissue was analyzed. The expression level of each gene was normalized using the expression level of β-actin known as a housekeeping gene. Values are mean ± SE (N = 3).

・結果
図6にCaco−2細胞における遺伝子発現解析の結果を示す。Caco−2細胞を通常ウェル上で培養した時と比較して、マイクロメッシュ培養をした時の方が、密着結合関連遺伝子(ZO−1遺伝子、Occludin遺伝子、Claudin−1遺伝子、Claudin−4遺伝子、Claudin−7遺伝子、Tricellulin遺伝子)、トランスポーター遺伝子(BCRP遺伝子、OATP1A2遺伝子、PEPT1遺伝子)、薬物代謝酵素遺伝子(CYP1A2遺伝子)の発現量が上昇した。
Results FIG. 6 shows the results of gene expression analysis in Caco-2 cells. Compared to the case of culturing Caco-2 cells in normal wells, when the mesh mesh culture is performed, tight junction-related genes (ZO-1 gene, Occludin gene, Claudin-1 gene, Claudin-4 gene, The expression levels of Claudin-7 gene, Tricellulin gene), transporter gene (BCRP gene, OATP1A2 gene, PEPT1 gene), and drug metabolizing enzyme gene (CYP1A2 gene) increased.

<実施例4>(図7、8)
PDMSマイクロメッシュの作製
・材料と方法
マイクロメッシュ培養を行った細胞を蛍光顕微鏡下で観察するために、PDMSを用いて自家蛍光の極めて小さいマイクロメッシュを作製した。作製手順として、まず主剤と硬化剤を10:1の比で混合させたPDMS溶液(東レ・ダウコーニング)を調整した。PDMS溶液と溶剤(例えばヘキサン[和光純薬])を1:12の比で混合させることによりPDMS溶液の粘性を減少させた。調整したPDMS/ヘキサン溶液をスピンコーターMS−B100(ミカサ)を用いて6000 rpm、10秒で金属マイクロメッシュに塗布し、加熱処理をしてPDMSを硬化させた(PDMSコート1回)。マイクロメッシュの強度を上げるために、再びPDMS/ヘキサン溶液の塗布(8000 rpm、5秒)と加熱処理を行った(PDMSコート2回)。0.1 N HCl溶液でマイクロメッシュの金属部分をエッチングした。洗浄後に乾燥させてPDMSマイクロメッシュを完成させた(図7)。細胞播種の約1−2時間前にはプラズマ処理を行った。
<Example 4> (FIGS. 7 and 8)
Production / materials and method of PDMS micromesh In order to observe cells subjected to micromesh culture under a fluorescence microscope, a micromesh with extremely small autofluorescence was produced using PDMS. As a production procedure, first, a PDMS solution (Toray Dow Corning) in which a main agent and a curing agent were mixed at a ratio of 10: 1 was prepared. The viscosity of the PDMS solution was reduced by mixing the PDMS solution and a solvent (for example, hexane [Wako Pure Chemicals]) at a ratio of 1:12. The adjusted PDMS / hexane solution was applied to a metal micromesh at 6000 rpm for 10 seconds using a spin coater MS-B100 (Mikasa), and heat-treated to cure PDMS (one PDMS coating). In order to increase the strength of the micromesh, the PDMS / hexane solution was applied again (8000 rpm, 5 seconds) and heat-treated (PDMS coating twice). The metal part of the micromesh was etched with 0.1 N HCl solution. After washing, it was dried to complete a PDMS micromesh (FIG. 7). Plasma treatment was performed about 1-2 hours before cell seeding.

Caco−2細胞のPDMSマイクロメッシュを用いた培養と顕微鏡観察
・材料と方法
PDMSマイクロメッシュをプラズマ処理し、直径4mmのメッシュ円の上にCaco−2細胞を1X10個播種した。メッシュを固定するシートは厚さ0.1−0.2mm程のものを使用した。細胞培養は実施例3と同様の方法により行った。培養4日目に、細胞膜を染色するために0.05mg/mL DiI (1,1’’−dioctadecyl−3,3,3’,3’−tetramethylindocarbocyanine perchlorate)を含んだ培地で37℃、20分間処理した。洗浄後、4% パラホルムアルデヒド(PFA)で細胞を固定し、洗浄後にDAPI(4’,6−diamidino−2−phenylindole)を含んだ封入剤VECTASHIELD (VECTOR)と共に細胞/PDMSマイクロメッシュシートをカバーガラスとスライドガラスの間に固定した。共焦点顕微鏡 LSM 800(ZEISS)により細胞膜(DiI)と細胞核(DAPI)を観察した。結果を図8に示した。
The culture and microscopy, materials and methods PDMS micromesh using PDMS micro mesh Caco-2 cells were plasma treated and plated 1X10 5 cells of Caco-2 cells on the mesh diameter circle 4 mm. A sheet having a thickness of about 0.1 to 0.2 mm was used to fix the mesh. Cell culture was performed in the same manner as in Example 3. On the 4th day of culture, in order to stain the cell membrane, a medium containing 0.05 mg / mL DiI (1,1 ″ -dioctadecyl-3,3,3 ′, 3′-tetramethyllindocarbocyanine perchlorate) at 37 ° C. for 20 minutes Processed. After washing, the cells were fixed with 4% paraformaldehyde (PFA), and after washing, the cell / PDMS micromesh sheet was covered with a mounting medium VECTTASHIELD (VECTOR) containing DAPI (4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole). And fixed between glass slides. The cell membrane (DiI) and cell nucleus (DAPI) were observed with a confocal microscope LSM 800 (ZEISS). The results are shown in FIG.

<実施例5>(図9、10)
マイクロメッシュ培養により作製したTig−1−20細胞/Caco−2細胞シートの経上皮電気抵抗(TEER; Transepithelial electrical resistance)測定
・材料と方法
胎児肺由来正常線維芽細胞Tig−1−20細胞(製品番号JCRB0501)はJCRB細胞バンク(国立研究開発法人 医薬基板・健康・栄養研究所)から入手した。経上皮電気抵抗測定用PDMS製デバイス(図9)の直径4mmのマイクロメッシュ円にiMatrix−511 Silk(ニッピ)をコーティングし、1x10個のTig−1−20細胞を播種した。播種2日後、Tig−1−20細胞シート上に、1x10個のCaco−2細胞を播種した。対象群として、Tig−1−20細胞(iMatrix−511 Silkあり)もしくはCaco−2細胞(iMatrix−511 Silkなし)を播種した経上皮電気抵抗測定デバイスを用意した。本実施例の場合は週に2度、全量もしくはその約1/3量の培地を新鮮培地と交換した。上記の培地交換の方法と頻度以外の培養条件は実施例3と同様である。経上皮電気抵抗はEVOM2 (WPI)とEVOM2用電極STX2(WPI)を用いて行った。Tig−1−20細胞/Caco−2細胞の共培養(N=3、平均±SE)、Tig−1−20細胞単独(N=3、平均±SE)、Caco−2細胞(N=5−6、平均±SE)。なお、図中の8は円筒壁付きの台座である。
<Example 5> (FIGS. 9 and 10)
Measurement of transepithelial electrical resistance (TEER) of Tig-1-20 cells / Caco-2 cell sheets prepared by micromesh culture
-Materials and Methods Fetal lung-derived normal fibroblast Tig-1-20 cells (Product No. JCRB0501) were obtained from JCRB Cell Bank (National Research and Development Corporation, Pharmaceutical Substrate, Health and Nutrition Laboratory). IMatrix-511 Silk (Nippi) was coated on a 4 mm diameter micromesh circle of a PDMS device for transepithelial electrical resistance measurement (FIG. 9), and 1 × 10 5 Tig-1-20 cells were seeded. Two days after seeding, 1 × 10 5 Caco-2 cells were seeded on a Tig-1-20 cell sheet. As a target group, a transepithelial electrical resistance measurement device in which Tig-1-20 cells (with iMatrix-511 Silk) or Caco-2 cells (without iMatrix-511 Silk) were seeded was prepared. In the case of this example, the whole or about 1/3 of the medium was replaced with a fresh medium twice a week. The culture conditions other than the above medium exchange method and frequency are the same as in Example 3. Transepithelial electrical resistance was performed using EVOM2 (WPI) and EVOM2 electrode STX2 (WPI). Co-culture of Tig-1-20 cells / Caco-2 cells (N = 3, mean ± SE), Tig-1-20 cells alone (N = 3, mean ± SE), Caco-2 cells (N = 5- 6, mean ± SE). In addition, 8 in a figure is a base with a cylindrical wall.

・結果
図10にTig−1−20細胞(線維芽細胞)/Caco−2細胞共培養、Caco−2細胞単独培養、もしくはTig−1−20細胞単独培養における経上皮電気抵抗測定値の結果を示す。Tig−1−20細胞単独培養とCaco−2細胞単独培養では経上皮電気抵抗値の大きな変化はなかった。これは、線維芽細胞であるTig−1−20細胞が高度な密着結合をしていないためと考えられる。また、Caco−2細胞のみからなる細胞シートの場合は、マイクロメッシュの目をCaco−2が均一に隙間なく埋めることができず、隙間を電気が流れたためと考えられた。一方で、共培養においては、共培養翌日から高い電気抵抗値が測定された。この結果から、Tig−1−20細胞により形成された細胞シートの上にCaco−2細胞が隙間なくシートを形成したことが推測された。Tig−1−20細胞/Caco−2細胞の共培養が示したその電気抵抗値(約80−140 Ω・cm)は、既報のin vivoにおける大腸(300−400 Ω・cm)もしくは小腸(50−100 Ω・cm)の電気抵抗値に匹敵するものであった(Srinivasan, B., et al., TEER measurement techniques for in vitro barrier model systems. J Lab Autom, 2015. 20(2): p. 107-26)。このことは共培養下にあるCaco−2細胞群が、生体における腸管の細胞群と一部類似した機能(例えば細胞間接着力など)を獲得した可能性を示唆していた。
-Results FIG. 10 shows the results of transepithelial electrical resistance measurement values in Tig-1-20 cell (fibroblast) / Caco-2 cell co-culture, Caco-2 cell single culture, or Tig-1-20 cell single culture. Show. There was no significant change in transepithelial electrical resistance value between Tig-1-20 cell culture alone and Caco-2 cell culture alone. This is presumably because Tig-1-20 cells, which are fibroblasts, are not highly tightly bound. In addition, in the case of a cell sheet composed only of Caco-2 cells, it was considered that Caco-2 could not fill the micromesh eyes uniformly without gaps, and electricity flowed through the gaps. On the other hand, in the co-culture, a high electrical resistance value was measured from the day after the co-culture. From this result, it was inferred that Caco-2 cells formed a sheet without a gap on the cell sheet formed by Tig-1-20 cells. The electrical resistance value (about 80-140 Ω · cm 2 ) shown by co-culture of Tig-1-20 cells / Caco-2 cells is the previously reported in vivo large intestine (300-400 Ω · cm 2 ) or small intestine (50-100 Ω · cm 2) was comparable to the electric resistance value of (Srinivasan, B., et al. , TEER measurement techniques for in vitro barrier model systems. J Lab Autom, 2015. 20 (2) : p. 107-26). This suggested the possibility that the Caco-2 cell group under co-culture acquired a function (for example, cell-cell adhesive force, etc.) partially similar to the intestinal cell group in the living body.

上下灌流デバイス(図11)
マイクロメッシュシートを用いて作製した細胞シートの上下に異なる液体もしくは気体を流すことができれば、例えば生体における腸管の管腔側(頂端側)と基底膜側(側底側)を再構築する際にマイクロメッシュシートが有用なツールになるものと考えられた。図11に上下の流路の接合面がマイクロメッシュシートになっている灌流デバイスの模式図を示す。このデバイスを用いることにより、例えばマイクロメッシュ培養により作製した細胞シートに対する薬剤の透過性や移動方向などを評価することが可能となるものと考えられた。
Vertical perfusion device (Figure 11)
If different liquids or gases can be flowed up and down the cell sheet produced using the micromesh sheet, for example, when reconstructing the lumen side (apical side) and basement membrane side (basal side) of the intestinal tract in a living body The micro mesh sheet was considered to be a useful tool. FIG. 11 shows a schematic diagram of a perfusion device in which the joint surfaces of the upper and lower flow paths are micromesh sheets. By using this device, for example, it was considered possible to evaluate drug permeability and moving direction with respect to a cell sheet prepared by micromesh culture.

<実施例6>(図12)
マイクロメッシュ培養もしくはスフェロイド培養されたHepG2細胞の凍結融解後の形態変化
・方法
HepG2細胞1x10個を直径4mm円のマイクロメッシュシート上に播種して培養した。本実験では細胞をDMEM high glucose (SIGMA)で培養した。比較対象として、12穴プレートのウェル内に設置した256穴アガロースゲルプレート上に細胞を播種し培養した。2日後にウェルから培地を除去し、細胞保存液CELLBANKER1(ZENOAQ)を加え(2 mL/ウェル)、−80℃フリーザー内にプレートごと静置した。4時間後に、プレートを−80℃から37℃のインキュベーター内に移動した。約50分後にCELLBANKER1が完全に溶解していることを確認した。ウェル内のCELLBANKER1を培地に置換し、2日間培養後の細胞形態を調べた。細胞の形態変化に対応する細胞膜安定性変化を確認する目的で、その2日間の培養に用いた培地には1 μg/mL PI(Propidium Iodide)を添加した。
・結果
凍結融解2日後の細胞形態を図12に示す。凍結融解後の2日間培養によりスフェロイドの形態が大きく崩れた一方でマイクロメッシュ培養下にある細胞シートには顕著な形態変化が観察がされなかった。スフェロイド培養法と比較してマイクロメッシュ培養は細胞への凍結融解ダメージがより小さい培養法である可能性が示唆された。
<Example 6> (FIG. 12)
Morphological change and method after freezing and thawing of HepG2 cells cultured in micromesh or spheroid cultures 5 × 1 × 10 5 HepG2 cells were seeded on a micromesh sheet having a diameter of 4 mm and cultured. In this experiment, cells were cultured with DMEM high glucose (SIGMA). For comparison, cells were seeded and cultured on a 256-well agarose gel plate placed in a well of a 12-well plate. Two days later, the medium was removed from the wells, cell preservation solution CELLBANKER1 (ZENOAQ) was added (2 mL / well), and the plate was left in a −80 ° C. freezer. After 4 hours, the plate was moved into an incubator at -80 ° C to 37 ° C. After about 50 minutes, it was confirmed that CELLBANKER1 was completely dissolved. CELLBANKER1 in the well was replaced with a medium, and the cell morphology after 2 days of culture was examined. In order to confirm changes in cell membrane stability corresponding to changes in cell morphology, 1 μg / mL PI (Propidium Iodide) was added to the medium used for the two-day culture.
Results The cell morphology after 2 days of freezing and thawing is shown in FIG. While the spheroid morphology was largely destroyed by culturing for 2 days after freezing and thawing, no significant morphological change was observed in the cell sheet under micromesh culture. It was suggested that micromesh culture may be a culture method with less freeze-thaw damage to cells compared to spheroid culture method.

本発明においては、肝細胞又は腸管細胞を用いる。細胞の由来は特に限定されないが、ヒト由来のものであることが好ましい。機能の面で有利な正常肝細胞であるラット初代培養肝細胞等を用いることもできるが、機能、特に代謝酵素はその動物種によって全く異なるため、ヒト細胞を用いることが望ましい。   In the present invention, hepatocytes or intestinal cells are used. The origin of the cell is not particularly limited, but is preferably derived from a human. Rat primary cultured hepatocytes, which are normal hepatocytes advantageous in terms of function, can also be used, but it is desirable to use human cells because their functions, particularly metabolic enzymes, are completely different depending on the animal species.

・Caco−2
小腸膜モデルとして、ヒト大腸ガン由来細胞株Caco−2が好ましく用いられる。Caco−2細胞は、腸管による吸収性を評価できる培養細胞系として近年注目されている細胞で、1977年にヒトの大腸ガンから分離、樹立された細胞である。Caco−2細胞を単層培養すると、絨毛やタイトジャンクションの形成等の形態学的、生化学的な膜の極性を示し、小腸の吸収上皮細胞様に分化することが知られている。
・ Caco-2
As a small intestinal membrane model, the human colon cancer-derived cell line Caco-2 is preferably used. Caco-2 cells are recently attracting attention as a cultured cell line that can be evaluated for absorbability by the intestinal tract, and were isolated and established from human colon cancer in 1977. It is known that when Caco-2 cells are cultured in a monolayer, they show morphological and biochemical membrane polarity such as formation of villi and tight junctions, and differentiate into absorptive epithelial cells in the small intestine.

・HepG2
HepG2はAdenらにより樹立されたヒト肝臓ガン由来細胞株であり、培養の簡便な株化細胞である。ヒト細胞を用いる利点は大きい。ヒト由来のこの細胞株は、チトクロームP450(CYP)1A1/2という代謝酵素を持っている。通常の培養状態では生体内の10分の1以下の活性しか有していないが、この酵素の生成を促す誘導作用を有する化学物質(3−メチルコラントレン等)を添加することによって、活性を最大限に高めることができる。また、生体内では、肝細胞は非常に高密度の状態で存在しており、このことが肝機能の発現に大きく関与すると言われている。
・ HepG2
HepG2 is a human liver cancer-derived cell line established by Aden et al. The advantage of using human cells is great. This cell line derived from human has a metabolic enzyme called cytochrome P450 (CYP) 1A1 / 2. In normal culture conditions, it has less than 1/10 of the activity in vivo, but the activity can be increased by adding a chemical substance (3-methylcholanthrene, etc.) having an inducing action to promote the production of this enzyme. Can be maximized. In vivo, hepatocytes are present in a very high density state, which is said to be greatly involved in the expression of liver function.

Caco−2細胞やHepG2細胞は、ガン由来細胞であるため、無限に増殖可能であるので、均一な状態の細胞を大量に得ることができる。それに加えて、遺伝子配列が同じであるヒト由来の細胞を利用するので、ヒト健康リスクを評価する上で説得力ある結果が得られる。   Since Caco-2 cells and HepG2 cells are cancer-derived cells, they can proliferate indefinitely, so that a large number of cells in a uniform state can be obtained. In addition, because human-derived cells with the same gene sequence are used, convincing results can be obtained in assessing human health risk.

上記の点はいずれも治療や検査など臨床展開、あるいは生化学分野の研究利用を始めとした様々な応用展開に示唆を与える。   All of the above points give suggestions for various developments including clinical development such as treatment and testing, and research and utilization in the field of biochemistry.

1 シリコン板
2 マイクロメッシュシート
3 ピペット
4 ステージ
5 下板
6 培地(培養液)
7 チューブ
8 台座
9 床板
101 ガラス基板
102 金属層
103 レジスト層
105 紫外線(光)
1 Silicon plate 2 Micromesh sheet 3 Pipette 4 Stage 5 Lower plate 6 Medium (culture solution)
7 Tube 8 Base 9 Floor plate 101 Glass substrate 102 Metal layer 103 Resist layer 105 Ultraviolet light (light)

Claims (17)

平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体であって、前記メッシュ構造の開口部が少なくとも1個の細胞が通過できる大きさである細胞培養支持体を用いて、肝細胞又は腸管細胞を培養することを含む、細胞シートの製造方法。 Culturing hepatocytes or intestinal cells using a cell culture support having a planar mesh structure, wherein the opening of the mesh structure has a size that allows at least one cell to pass through. A method for producing a cell sheet, comprising: 前記細胞培養支持体に、前記肝細胞又は腸管細胞を接触させた状態において培養することを含む、請求項1に記載の細胞シートの製造方法。 The method for producing a cell sheet according to claim 1, comprising culturing the cell culture support in contact with the hepatocytes or intestinal cells. 前記細胞培養支持体を培地中に設置して、前記肝細胞又は腸管細胞を培養する、請求項1又は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 1 or 2, wherein the cell culture support is placed in a medium to culture the hepatocytes or intestinal cells. 前記細胞培養支持体の開口部において前記肝細胞又は腸管細胞が生育する、請求項1〜3の何れか1項に記載の細胞シートの製造方法。 The method for producing a cell sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the hepatocytes or intestinal cells grow in the opening of the cell culture support. 前記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体が板状であり、厚さが1μm以上50μm以下である、請求項1〜4の何れか1項に記載の細胞シートの製造方法。 The method for producing a cell sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the cell culture support having a planar mesh structure is plate-like and has a thickness of 1 µm to 50 µm. 前記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体が板状であり、平面視において、多角形の開口部を多数有する、請求項1〜5の何れか1項に記載の細胞シートの製造方法。 The method for producing a cell sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the cell culture support having the planar mesh structure is plate-shaped and has a large number of polygonal openings in plan view. 前記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体において、開口部を区分するフレームの平面視における幅が1μm以上50μm以下である、請求項1〜6の何れか1項に記載の細胞シートの製造方法。 The method for producing a cell sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein, in the cell culture support having the planar mesh structure, a width of the frame dividing the opening in a plan view is 1 µm or more and 50 µm or less. . 前記フレームが、平面視において、横方向に向けて延びる略平行な複数の直線と、2つの横方向の直線に挟まれて、右斜め方向に向けて延びる直線と、左斜め方向に向けて延びる直線とが、前記2つの横方向の直線間を往来するように連続して折れ線構造をなし、横方向の直線と右斜め方向の直線と左斜め方向の直線とで三角形が形成され、これにより支持体内には多数の三角形の開口部が配列されている、請求項7に記載の細胞シートの製造方法。 The frame includes a plurality of substantially parallel straight lines extending in the horizontal direction, a straight line extending in the right diagonal direction between the two horizontal straight lines, and a left diagonal direction in plan view. A straight line forms a continuous broken line structure so as to pass between the two horizontal lines, and a triangle is formed by the horizontal line, the right diagonal line, and the left diagonal line. The method for producing a cell sheet according to claim 7, wherein a large number of triangular openings are arranged in the support body. 前記支持体内に形成された多数の三角形の開口部が略正三角形であり、該略正三角形の開口部の一辺の長さが30μm以上500μm以下である、請求項8に記載の細胞シートの製造方法。 The cell sheet production according to claim 8, wherein a large number of triangular openings formed in the support body are substantially equilateral triangles, and the length of one side of the substantially equilateral triangular openings is 30 µm or more and 500 µm or less. Method. 前記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体が金属製もしくは樹脂製の板状多孔体である、請求項1〜9の何れか1項に記載の細胞シートの製造方法。 The method for producing a cell sheet according to any one of claims 1 to 9, wherein the cell culture support having a planar mesh structure is a plate-like porous body made of metal or resin. 前記細胞培養支持体を培養槽に入れ、当該培養槽に培地を継続的に供給しかつ排出して、培養槽内に流れを形成する、請求項1〜10の何れか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 10, wherein the cell culture support is placed in a culture tank, and a medium is continuously supplied to and discharged from the culture tank to form a flow in the culture tank. Sheet manufacturing method. 前記肝細胞又は腸管細胞を培養するための培養器として下記(a)〜(c)のいずれかの構造及び機能を有する装置を用いる、請求項11に記載の細胞シートの製造方法。
(a)1枚の反応プレートと培養槽を有してなり、該プレートには前記培養槽の内部に通じる少なくとも1つの溝が切られており、前記培養槽の略中央には平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を培養槽の底面から浮かせる形で設置することができ、前記培養槽には前記支持体が浸漬するよう培地で満たすことができ、前記プレートの溝を介し前記平面状メッシュ構造の下部から培地を供給し、前記培養槽の上部に設けられたチューブから培地を排出することで、老廃物を除去しつつ、前記細胞培養支持体の平面状メッシュ構造上で培養することができる。
(b)1枚の反応プレートを有してなり、該プレートの略中央には培地が貯留する窪み又は開口部でなる培養槽が形成されており、その培養槽の略中央には平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を設置することができ、前記反応プレートには前記培養槽から放射状に延びる溝が2つ以上切られており、該溝が流路をなし培地を供給および排出して、培養槽に新鮮な培地を送り続けることで、老廃物を除去しつつ、前記細胞培養支持体の平面状メッシュ構造上で培養することができる。
(c)2枚以上の反応プレートを有してなり、該プレートの少なくとも1つの略中央には培地が貯留する窪み又は開口部でなる培養槽があり、その培養槽の略中央には平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を設置することができ、前記各反応プレートには前記培養槽から放射状に延びる溝が各プレートで1つ以上切られており、該溝が流路をなし上下のプレートの溝から、同じ培地、異なる培地、または培地と気体の組合せで供給および排出して、細胞の上下で異なる変化を促しつつ、前記細胞培養支持体の平面状メッシュ構造上で培養することができる。
The method for producing a cell sheet according to claim 11, wherein an apparatus having any one of the following structures and functions (a) to (c) is used as an incubator for culturing the hepatocytes or intestinal cells.
(A) It has one reaction plate and a culture tank, and at least one groove leading to the inside of the culture tank is cut in the plate, and a planar mesh structure is formed at the approximate center of the culture tank. A cell culture support having a surface of the culture tank can be set to float from the bottom of the culture tank, the culture tank can be filled with a medium so that the support is immersed, and the planar mesh can be inserted through the groove of the plate. It is possible to culture on the planar mesh structure of the cell culture support while removing waste products by supplying the medium from the lower part of the structure and discharging the medium from the tube provided at the upper part of the culture tank. it can.
(B) It has one reaction plate, and a culture tank is formed at the approximate center of the plate, which is a depression or opening for storing the culture medium. A cell culture support having a structure can be installed, and the reaction plate has two or more grooves extending radially from the culture tank. The grooves serve as flow paths to supply and discharge the medium. By continuously feeding a fresh medium to the culture tank, it is possible to culture on the planar mesh structure of the cell culture support while removing waste products.
(C) It has two or more reaction plates, and at least one of the plates has a culture tank composed of a depression or an opening for storing the culture medium, and a planar shape at the approximate center of the culture tank. A cell culture support having a mesh structure can be installed, and each reaction plate is provided with one or more grooves extending radially from the culture tank. Cultivation on the planar mesh structure of the cell culture support while supplying and discharging from the groove of the plate in the same medium, different medium, or a combination of medium and gas to promote different changes in the upper and lower cells. it can.
前記装置の中央に前記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を配置することができ、該中央の支持体に向け、3つ以上の放射状の流路が形成されており、培地の供給及び排出を、前記3つ以上の放射状流路を介して行う、請求項12に記載の細胞シートの製造方法。 A cell culture support having the planar mesh structure can be disposed at the center of the apparatus, and three or more radial flow paths are formed toward the center support, and supply and discharge of the medium. The method for producing a cell sheet according to claim 12, wherein the step is performed through the three or more radial flow paths. 前記平面状メッシュ構造を有する細胞培養支持体を用いて、線維芽細胞とともに腸管細胞を培養する、請求項1〜13の何れか1項に記載の細胞シートの製造方法。 The method for producing a cell sheet according to any one of claims 1 to 13, wherein intestinal cells are cultured together with fibroblasts using the cell culture support having the planar mesh structure. 開口部が少なくとも1個の細胞が通過できる大きさである平面上メッシュ構造を有する部材と、肝細胞又は腸管細胞とを含む、細胞シート。 A cell sheet comprising a member having a planar mesh structure whose opening has a size through which at least one cell can pass, and hepatocytes or intestinal cells. 請求項1から14の何れか一項に記載に方法により製造される、細胞シート。 A cell sheet produced by the method according to any one of claims 1 to 14. 冷凍保存されている、請求項15又は16に記載の細胞シート。 The cell sheet according to claim 15 or 16, which is stored frozen.
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