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JPH0576355A - First group of cultured cancerous cell and its production - Google Patents

First group of cultured cancerous cell and its production

Info

Publication number
JPH0576355A
JPH0576355A JP3268233A JP26823391A JPH0576355A JP H0576355 A JPH0576355 A JP H0576355A JP 3268233 A JP3268233 A JP 3268233A JP 26823391 A JP26823391 A JP 26823391A JP H0576355 A JPH0576355 A JP H0576355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
cancer
cells
temperature
cancer cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3268233A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shizu Kubota
倭 窪田
Yuichi Mori
森  有一
Toshiaki Takezawa
俊明 竹澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WR Grace and Co
Original Assignee
WR Grace and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WR Grace and Co filed Critical WR Grace and Co
Priority to JP3268233A priority Critical patent/JPH0576355A/en
Priority to EP92102162A priority patent/EP0499932A1/en
Publication of JPH0576355A publication Critical patent/JPH0576355A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a primary culture cancer cell cluster by forming a normal cell layer on a cell culture substrate at a temperature higher than the LCST of a temperature-sensitive polymeric compound, scattering cancer cells on the layer and lowering the temperature to effect the desorption of the normal cells.
CONSTITUTION: A normal cell is cultured on a cell culture substrate containing a temperature-sensitive polymeric compound and a cell adhesion and proliferation factor at a temperature higher than the LCST of the above polymeric compound until the surface of the substrate is completely covered with the normal cells to form a normal cell layer on the substrate, cancer cells directly collected from a patient are scattered and bonded to the cell layer, the temperature is lowered to a level lower than the LCST of the above polymeric compound to effect the complete desorption of the normal cell layer holding the bonded cancer cells from the substrate surface to form a cell sheet floating in a culture liquid, and the sheet is cultured on the above substrate to obtain the objective primary culture cancer cell.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は患者から採取した癌細胞
と正常細胞とを含み、且つ所望の大きさ及び所望の該癌
細胞と正常細胞との組成比を有する初代培養癌細胞集合
体およびその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a primary cultured cancer cell aggregate which contains cancer cells and normal cells collected from a patient and has a desired size and a desired composition ratio of the cancer cells and normal cells. The manufacturing method is related.

【0002】本発明の初代培養癌細胞集合体は癌患者か
ら摘出した癌組織から分離して得た癌細胞を本発明の方
法によって初代培養することによって得られる。本発明
の初代培養癌細胞集合体を用いれば、該癌患者の癌に最
も有効な抗癌剤の種類、投与量、投与期間などの化学療
法の条件あるいは放射線、温熱などの物理療法の条件の
設定がインビトロで可能となる。また同時に存在する正
常細胞によって上述の癌治療の条件が正常細胞に与える
影響をも同時に測定することが可能となる。
The primary cultured cancer cell aggregate of the present invention is obtained by primary culturing the cancer cells obtained by separating from the cancer tissue extracted from the cancer patient by the method of the present invention. By using the primary cultured cancer cell aggregate of the present invention, it is possible to set the conditions of chemotherapy such as the type, dose, and administration period of the most effective anticancer agent for cancer of the cancer patient or the conditions of physical therapy such as radiation and heat. It is possible in vitro. In addition, it is possible to simultaneously measure the effect of the above-mentioned cancer treatment conditions on normal cells due to the presence of normal cells at the same time.

【0003】[0003]

【従来の技術】抗癌剤の薬剤感受性試験あるいは放射
線、温熱などの物理療法の効果判定などの目的のために
癌細胞をインビトロで培養するという試みが行われてき
た。
2. Description of the Related Art Attempts have been made to culture cancer cells in vitro for the purpose of drug sensitivity test of anticancer agents or determination of effects of physical therapy such as radiation and heat.

【0004】現状では通常の平面培養で培養、増殖が可
能なものはほとんど株化された癌細胞である。しかしな
がら大部分の株化癌細胞は株化の過程で癌組織中の他細
胞との接触を失ってしまう為に初代の癌細胞が有してい
た多くの特徴を失ってしまう(Fraslin,J. et al., EMB
O J (1985) 4:2487)。
At present, almost all established cancer cells can be cultivated and propagated by ordinary flat culture. However, most of the established cancer cells lose contact with other cells in the cancer tissue during the process of establishment, and thus lose many of the features of the primary cancer cells (Fraslin, J. et al., EMB
OJ (1985) 4: 2487).

【0005】したがって抗癌剤などの薬剤感受性試験で
は癌組織の特徴を失ってしまった株化癌細胞を用いるよ
りも癌組織の性質を有している癌細胞を用いる必要があ
る一方、患者より採取した癌細胞の平面培養は非常に困
難であり今日までほとんど成功していない。その原因の
一つのとして癌組織中に混在している正常細胞、とくに
線維芽細胞は平面培養で強い増殖性を示し、初代癌細胞
の増殖を阻害してしまうと考えられている。また癌細胞
を線維芽細胞の混在なしに癌組織から採取する事も非常
に困難であると同時に両細胞の識別も困難であるという
点も大きな原因である。そこで平面培養でも線維芽細胞
が増殖しにくいような培養系が開発されている。すなわ
ち線維芽細胞の接触阻止能を有するマウス由来のBal
b/3T3細胞の単層培養(cell mat)上で初代癌細胞
を培養、増殖させる方法である(三木健二ら、組織培養
研究、(1991) 9:35)。またC3H10T1/2細胞株
の単層培養上で肺癌組織中の正常細胞の発育を阻止し肺
癌細胞のみを特異的に増殖させる方法も開発されてい
る。(Klein, J.C. et al., Cancer Res. (1987)47:325
1)。一方、上記の方法によって混在する線維芽細胞の
増殖を抑制したとしても平面培養系は癌細胞の生体中の
環境とは大きく異なっている。癌細胞は生体中では3次
元構築体中に存在していて、癌細胞の特性を維持した状
態で培養、増殖させるためには3次元培養系が必要であ
り、3次元培養が平面培養と比較して癌細胞の特質を長
時間維持するために優れているという事がわかってきた
(Miller, B.E., et al, Cancer Res.(1985) 45:420
0)。3次元培養系のマトリックスとしてコラーゲンゲ
ルを用いて癌細胞を培養する方法(榎並淳平ら、組織培
養(1983) 9:397)、二重軟寒天培地中で癌細胞を培養す
る方法(N, Tanigawa,et al, Cancer Res,(1982) 42:21
59)などが行われている。しかしながらこれらのゲル培
養法によっても長時間癌細胞の特性を維持することは非
常に困難であった。
Therefore, it is necessary to use cancer cells having the characteristics of cancer tissue in the drug sensitivity test of anticancer agents and the like, rather than using established cancer cells that have lost the characteristics of cancer tissue. Flat culture of cancer cells is very difficult and has hardly succeeded to date. As one of the causes, it is considered that normal cells mixed in cancer tissue, especially fibroblasts, show strong proliferative property in flat culture and inhibit the proliferation of primary cancer cells. Another major cause is that it is very difficult to collect cancer cells from a cancer tissue without mixing fibroblasts, and at the same time, it is difficult to distinguish both cells. Therefore, a culture system has been developed in which fibroblasts are less likely to grow even in flat culture. That is, Bal derived from a mouse having the ability to inhibit contact of fibroblasts
This is a method of culturing and proliferating primary cancer cells on a monolayer culture (cell mat) of b / 3T3 cells (Kenji Miki et al., Tissue Culture Study, (1991) 9:35). In addition, a method for inhibiting the growth of normal cells in lung cancer tissue and specifically proliferating only lung cancer cells on a monolayer culture of C3H10T1 / 2 cell line has been developed. (Klein, JC et al., Cancer Res. (1987) 47: 325.
1). On the other hand, even if the proliferation of mixed fibroblasts is suppressed by the above method, the planar culture system is greatly different from the environment of the cancer cells in the living body. Cancer cells exist in a three-dimensional construct in the living body, and a three-dimensional culture system is required to culture and proliferate while maintaining the characteristics of the cancer cells. Have been found to be excellent for maintaining the properties of cancer cells for a long time (Miller, BE, et al, Cancer Res. (1985) 45: 420.
0). A method of culturing cancer cells using collagen gel as a matrix for a three-dimensional culture system (Enonami Junpei, Tissue Culture (1983) 9: 397), a method of culturing cancer cells in double soft agar medium (N, Tanigawa , et al, Cancer Res, (1982) 42:21
59) and so on. However, it is very difficult to maintain the characteristics of cancer cells for a long time even by these gel culture methods.

【0006】一方、癌細胞をアガロースなどの細胞非接
着性の基質上で浮遊培養し癌細胞同志を自然に凝集させ
ることによって癌細胞凝集体を形成させ3次元培養を行
う方法が開発されている(J. Calsson. et al., Sphero
ids in Cancer Research(1984),1,edited by Acker,H.
et al., Springer-Verlag)。この方法によって作製さ
れた癌細胞集合体は形態的には生体内の固形癌と類似し
ているため、株化癌細胞を用いて癌細胞集合体を形成し
固形癌のモデルとして抗癌剤の薬剤感受性、放射線感受
性の評価に用いられている(R.M.Sutherland, Science
(1988)240:177)。
On the other hand, a method has been developed in which cancer cells are suspension-cultured on a non-cell-adhesive substrate such as agarose to spontaneously aggregate cancer cells to form cancer cell aggregates and perform three-dimensional culture. (J. Calsson. Et al., Sphero
ids in Cancer Research (1984), 1, edited by Acker, H.
et al., Springer-Verlag). Since the cancer cell aggregates produced by this method are morphologically similar to solid cancers in vivo, the cancer cell aggregates are formed using established cancer cells and the drug sensitivity of the anticancer drug is used as a model of solid cancers. , Used to evaluate radiation sensitivity (RMSutherland, Science
(1988) 240: 177).

【0007】また、本法を用いて患者から採取した癌細
胞から癌細胞集合体を形成する試みが行われている(J.
L.Darling,et al.,Cell Biology International Report
s(1983)7:23,E.K.Rofstad, Br.J.Cancer (1986)54:56
9)。個々の患者から直接採取した癌細胞の細胞集合体
の作製が試みられたがその成功率は株化癌細胞の場合と
比較して著しく低かった。その原因として本法では癌細
胞の有する凝集性を利用して自然に集合体を形成するた
めに癌細胞種によってその凝集性が著しく異なりすべて
の癌細胞には適用できない事があげられる。とくに患者
から直接採取した癌細胞の凝集性は株化細胞と比較して
著しく広い分布を有しているものと考えられる。また本
法のもう一つの問題点は凝集体が自然凝集によって形成
されるため癌細胞の凝集性の大小によって集合体の大き
さ及び収率が著しく影響されるため一定の大きさの集合
体を再現性よく多量に作製することは非常に困難であ
り、これらの癌細胞集合体を用いて抗癌剤の薬物感受性
あるいは放射性感受性などを定量的に測定することには
大きな困難がともなっていた。
[0007] Attempts have also been made to form cancer cell aggregates from cancer cells collected from patients using this method (J.
L. Darling, et al., Cell Biology International Report
s (1983) 7:23, EKRofstad, Br.J. Cancer (1986) 54:56.
9). Attempts were made to produce cell aggregates of cancer cells directly collected from individual patients, but the success rate was significantly lower than that of the established cancer cells. The reason for this is that the method naturally forms aggregates by utilizing the aggregating properties of cancer cells, and therefore the aggregating properties differ remarkably depending on the cancer cell type and cannot be applied to all cancer cells. In particular, it is considered that the agglutinability of cancer cells directly collected from a patient has a remarkably wider distribution than that of cell lines. Another problem with this method is that aggregates are formed by spontaneous aggregation, and the size and yield of aggregates are significantly affected by the size of the agglutinability of cancer cells. It is very difficult to produce a large amount with good reproducibility, and it has been very difficult to quantitatively measure the drug sensitivity or radiosensitivity of an anticancer agent using these cancer cell aggregates.

【0008】一方、本法を用いて株化癌細胞であるHela
細胞と線維芽細胞の混合細胞集合体の作製が試みられて
いる(Sasaki,T.,Cancer Res.(1984)34:21)。線維芽細
胞を共培養することによって凝集性の低い癌細胞の集合
体形成能が向上することが認められている。しかし本法
の共培養系では株化癌細胞の凝集性が線維芽細胞のそれ
と比較して顕著に高く実質的には得られた混合細胞集合
体を形成するのはほとんど癌細胞のみであった。したが
って本法を用いる限りにおいては混合細胞集合体中の癌
細胞と線維芽細胞の組成比を制御すること及び高収率を
達成することも困難である。
On the other hand, using this method, the established cancer cell line Hela
Attempts have been made to prepare mixed cell aggregates of cells and fibroblasts (Sasaki, T., Cancer Res. (1984) 34:21). It has been recognized that co-culturing fibroblasts improves the ability of cancer cells with low aggregation to form aggregates. However, in the co-culture system of this method, the agglutinability of established cell lines was remarkably higher than that of fibroblasts, and substantially only the cancer cells formed the obtained mixed cell aggregate. . Therefore, as long as this method is used, it is difficult to control the composition ratio of cancer cells and fibroblasts in a mixed cell aggregate and to achieve a high yield.

【0009】以上概観したように従来の培養技術では患
者より直接採取した癌細胞を培養、増殖することが困難
である。さらに化学療法あるいは物理療法の生体に与え
る副作用の目安である正常細胞への影響を測定するため
に定量的に正常細胞を混入した初代癌細胞集合体の作製
はほとんど不可能である。さらに薬剤感受性、放射線感
受性などを定量的に測定するための重要な条件である癌
細胞集合体の大きさの制御及び高収率の達成が極めて困
難である。以上のような重大な欠点を従来の癌細胞集合
体及びその製造方法は有していた。
As outlined above, it is difficult to culture and proliferate cancer cells directly collected from a patient by conventional culture techniques. Furthermore, it is almost impossible to prepare a primary cancer cell aggregate in which normal cells are quantitatively mixed in order to measure the effect on normal cells, which is a measure of side effects of chemotherapy or physical therapy on the living body. Furthermore, it is extremely difficult to control the size of cancer cell aggregates and achieve a high yield, which are important conditions for quantitatively measuring drug sensitivity, radiation sensitivity and the like. The conventional cancer cell aggregates and the method for producing the same have the above-mentioned serious drawbacks.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述し
た従来の細胞培養技術では得ることが困難であった、 1)個々の患者の癌組織の薬剤感受性、放射線感受性な
どの測定を可能とする患者から直接採取した癌細胞を培
養、増殖させること、2)さらに薬剤を用いた化学療
法、放射線などを用いた物理療法の副作用の目安である
正常細胞への影響の測定を可能にするために定量的に正
常細胞が混入された初代培養癌細胞集合体を提供するこ
と、3)さらに薬剤感受性、放射線感受性などの測定を
再現性良く定量的に行うことを可能にするために細胞集
合体中の癌細胞と正常細胞の組成の制御、細胞集合体の
大きさの制御及び高収率を達成することにある。
The object of the present invention was difficult to obtain by the above-mentioned conventional cell culture techniques. 1) It is possible to measure drug sensitivity, radiation sensitivity, etc. of cancer tissue of individual patients. In order to measure the effect on normal cells, which is a measure of the side effects of chemotherapy with drugs, physical therapy with radiation, etc. To provide a primary culture cancer cell aggregate in which normal cells are quantitatively mixed in 3), and to further enable quantitative measurement of drug sensitivity, radiation sensitivity, etc. with good reproducibility It is to control the composition of cancer cells and normal cells therein, control the size of cell aggregates, and achieve high yield.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的は患者から直
接採取した癌細胞と正常細胞とを含み所望の大きさ及び
所望の癌細胞と正常細胞の組成比を有することを特徴と
する初代培養癌細胞集合体を提供する本発明によって達
成された。さらには温度感応性高分子化合物を細胞の接
着・増殖因子を含む培養用基材上において該温度感応性
高分子化合物のLCSTより高い温度で、正常細胞を該
正常細胞が上記基材表面を覆うまで培養し、上記基材表
面上に正常細胞層を形成し、該正常細胞層上に癌患者か
ら直接採取した癌細胞を播種し接着させた後、上記LC
STよりも低い温度に下げることにより、該癌細胞が接
着した正常細胞層を基材表面から完全に脱着させて、培
養液中に浮遊する細胞シートを形成させた後、該浮遊細
胞シートを細胞非接着性基材上で培養する方法を提供す
る本発明によって達成された。
[Means for Solving the Problems] The above object is to provide a primary culture characterized by containing cancer cells and normal cells directly collected from a patient and having a desired size and a desired composition ratio of cancer cells and normal cells. It has been achieved by the present invention, which provides a cancer cell population. Furthermore, the normal cells cover the surface of the base material with the temperature-sensitive polymer compound on the culture substrate containing the cell adhesion / growth factor at a temperature higher than the LCST of the temperature-sensitive polymer compound. Culture, form a normal cell layer on the surface of the base material, and inoculate and adhere cancer cells directly collected from a cancer patient on the normal cell layer;
By lowering the temperature to a temperature lower than ST, the normal cell layer to which the cancer cells adhere is completely desorbed from the surface of the substrate to form a cell sheet that floats in the culture medium, and then the floating cell sheet is It was achieved by the present invention which provides a method of culturing on a non-adhesive substrate.

【0012】以下に本発明の初代培養癌細胞集合体につ
いて詳細に説明する。
The primary cultured cancer cell aggregate of the present invention will be described in detail below.

【0013】本発明において、「患者から直接採取した
癌細胞」とは、細胞核の偏在性、大きさおよび濃染性あ
るいは腺管構造の有無などを指標として判断された患者
の癌組織から遊離された癌細胞をいう。
In the present invention, the term "cancer cells directly collected from a patient" means that the cancer cells of a patient, which are judged based on the ubiquity, size and deep staining of cell nuclei or the presence or absence of a ductal structure, are freed from the cancer tissue of the patient. Cancer cells.

【0014】本発明において、「正常細胞」とは前記癌
細胞以外の動物細胞をいう。すなわち悪性トランスフォ
ーメーションを起こしていない状態の動物細胞をいう。
本発明においては、正常細胞として、生体内に汎く存在
し、採取が比較的簡単な線維芽細胞を用いることが特に
好ましい。本発明においては、必要に応じ、正常細胞と
して2種以上の細胞を用いても良い。このように2種以
上の正常細胞を用いることにより、生体内(in vivo)
における癌組織周辺の構造のより好適な近似が可能とな
る場合がある。
In the present invention, the "normal cell" means an animal cell other than the above cancer cell. That is, it refers to an animal cell that has not undergone malignant transformation.
In the present invention, it is particularly preferable to use, as normal cells, fibroblasts that are generally present in the living body and are relatively easy to collect. In the present invention, if necessary, two or more types of cells may be used as normal cells. In this way, by using two or more types of normal cells, in vivo
In some cases, a more suitable approximation of the structure around the cancer tissue can be made possible.

【0015】初代培養癌細胞集合体の大きさおよび癌細
胞と正常細胞の組成の制御は以下のようにして行う。
The size of the primary cultured cancer cell aggregate and the composition of the cancer cells and normal cells are controlled as follows.

【0016】コラーゲンおよびポリ−N−イソプロピル
アクリルアミド(PNIPAAm)の混合物が底面にコーティ
ングされたディッシュ中にLCST以上の温度(例えば
37℃)に保温された線維芽細胞を接種し、LCST以
上の温度で細胞が完全にディッシュ底面を覆うコンフル
エントの状態になるまで培養する。
A mixture of collagen and poly-N-isopropylacrylamide (PNIPAAm) was inoculated with fibroblasts kept at a temperature above LCST (for example, 37 ° C.) in a dish coated on the bottom surface, and the mixture was heated at a temperature above LCST. Incubate until the cells are confluent to completely cover the bottom of the dish.

【0017】次いでLCST以上の温度(例えば37
℃)に保温した患者から直接採取した癌細胞分散液を上
記のコンフルエントの線維芽細胞単層上に播種し、上記
癌細胞を線維芽細胞単層上に完全に付着させる。その
後、該ディッシュの温度をLCST以下(例えば室温:
約25℃)にすることによって癌細胞が付着した線維芽
細胞シートをディッシュ底面から剥離させ、培養液中に
浮遊させる。必要に応じ、リン酸緩衝液で該シートを2
〜3回洗浄した後、細胞非接着性ディッシュに移し、培
養する。
Next, a temperature above LCST (for example, 37
A cancer cell dispersion directly collected from a patient kept warm at (.degree. C.) is seeded on the confluent fibroblast monolayer to completely adhere the cancer cells on the fibroblast monolayer. Then, the temperature of the dish is lower than LCST (for example, room temperature:
The fibroblast sheet to which the cancer cells are attached is peeled from the bottom of the dish by controlling the temperature to about 25 ° C.) and suspended in the culture medium. If necessary, add 2 sheets of the sheet with phosphate buffer.
After washing ~ 3 times, transfer to a cell non-adhesive dish and culture.

【0018】上記の工程で該細胞集合体の大きさ及び細
胞組成は該細胞集合体中の線維芽細胞などの正常細胞数
及び癌細胞数で決まる。線維芽細胞数は培養ディッシュ
底面の面積とコンフルエントの細胞単層の細胞密度の積
として算出される。コンフルエントの細胞単層の細胞密
度は癌細胞を播種する前に位相差顕微鏡などの既知の手
段で容易にかつ正確に算出することが可能である。コン
フルエントの細胞単層中の細胞密度は細胞種に依存し、
例えば線維芽細胞の場合はコンフルエント状態の細胞密
度6〜8×104細胞/cm2である。したがって該細胞
集合体中の線維芽細胞数はディッシュの培養面積のみに
よって制御される。一方、該細胞集合体中の癌細胞数は
例えば上記の線維芽細胞上に付着した癌細胞数を位相差
顕微鏡によって直接算出する方法や培養液中に浮遊して
いる未接着の癌細胞数を算出し播種時の癌細胞数から差
し引いて算出する方法などによって計測が可能である。
したがって該細胞集合体中の癌細胞数はコンフルエント
の線維芽細胞単層上への播種密度によって制御できる。
しかしながら該癌細胞の場合は線維芽細胞などの正常細
胞の場合と異なって該細胞集合体中で増殖する可能性が
あるため癌細胞数は時間と共に変化する可能性がある。
In the above steps, the size and cell composition of the cell aggregate are determined by the number of normal cells such as fibroblasts and the number of cancer cells in the cell aggregate. The number of fibroblasts is calculated as the product of the area of the bottom of the culture dish and the cell density of the confluent cell monolayer. The cell density of a confluent cell monolayer can be easily and accurately calculated by a known means such as a phase contrast microscope before seeding cancer cells. Cell density in confluent cell monolayers depends on cell type,
For example, in the case of fibroblasts, the cell density in a confluent state is 6-8 × 10 4 cells / cm 2 . Therefore, the number of fibroblasts in the cell aggregate is controlled only by the culture area of the dish. On the other hand, the number of cancer cells in the cell aggregate is, for example, the method of directly calculating the number of cancer cells attached to the fibroblasts by a phase contrast microscope or the number of unattached cancer cells floating in the culture solution. It can be measured by a method of calculating and subtracting from the number of cancer cells at the time of seeding.
Therefore, the number of cancer cells in the cell aggregate can be controlled by the seeding density on the confluent fibroblast monolayer.
However, in the case of the cancer cells, unlike the case of normal cells such as fibroblasts, the number of cancer cells may change with time because the cancer cells may proliferate in the cell aggregate.

【0019】したがって本発明における制御可能な細胞
集合体の大きさ及び細胞組成は該細胞集合体の初期のも
のである。
Therefore, the size and the cell composition of the controllable cell aggregate in the present invention are the initial ones of the cell aggregate.

【0020】本発明の培養癌組織を製造する方法は特に
限定されていないが、この製造に関しては、温度感応性
高分子化合物を用いることが細胞の不必要な損傷を効果
的に防止するうえで好ましい。
The method for producing the cultured cancer tissue of the present invention is not particularly limited, but regarding the production, use of a temperature-sensitive polymer compound effectively prevents unnecessary damage to cells. preferable.

【0021】ここに「温度感応性高分子化合物」とは、
LCST(Lower Critical SolutionTemprature)を有す
る高分子化合物をいう(例えば、Heskins,M.,et al.,J.
Macromol,Sci-Chem.,A2 8,1441(1968)を参照)。
Here, the "temperature-sensitive polymer compound" means
A polymer compound having an LCST (Lower Critical Solution Temperature) (eg, Heskins, M., et al., J.
See Macromol, Sci-Chem., A2 8,1441 (1968)).

【0022】本発明においては、上記温度感応性高分子
化合物は、上記LCSTが0〜80℃(更には10〜4
0℃)であることが好ましい。このLCSTは、例え
ば、以下のようにして測定することができる。
In the present invention, the temperature-sensitive polymer compound has an LCST of 0 to 80 ° C. (further 10 to 4).
0 ° C.) is preferable. This LCST can be measured as follows, for example.

【0023】温度感応性高分子を所定の水溶液(例えば
培養液)に溶解し、融点測定装置を用いて1分間に約3
℃の速度で昇温させた際に、濁りが初めて生じる温度を
目視で観察しこの温度をLCSTとする(このLCST
の詳細については、T.Takezawaet al.,Bio/Technology,
8,654(1990)を参照)。
The temperature-sensitive polymer is dissolved in a predetermined aqueous solution (for example, a culture solution), and the melting point measuring device is used for about 3 minutes per minute.
When the temperature is raised at a rate of ℃, the temperature at which turbidity first occurs is visually observed and this temperature is referred to as LCST (this LCST
For more information on T. Takezawa et al., Bio / Technology,
8, 654 (1990)).

【0024】本発明に好ましく用いられる温度感応性高
分子化合物は、LCSTより高い温度では固体状態であ
り、温度をLCSTより低く下げることによって可逆的
に水可溶性となる。LCSTより高い温度においては温
度感応性高分子化合物は固体状態であるため、細胞は該
高分子化合物を足場として利用しながら増殖することが
できる。
The temperature-sensitive polymer compound preferably used in the present invention is in a solid state at a temperature higher than LCST, and becomes reversibly water-soluble by lowering the temperature lower than LCST. Since the temperature-sensitive polymer compound is in a solid state at a temperature higher than LCST, cells can grow while using the polymer compound as a scaffold.

【0025】一方、増殖した細胞の剥離が必要とされる
際に、温度をLCSTより低くすれば温度感応性高分子
化合物は水可溶性の状態になるために、細胞間の結合を
損なうことなく、容易に増殖細胞を脱離することができ
る。
On the other hand, when exfoliation of the proliferated cells is required, if the temperature is made lower than LCST, the temperature-sensitive polymer compound becomes water-soluble, so that the bond between cells is not impaired. Proliferating cells can be easily detached.

【0026】本発明で好ましく使用することができる温
度感応性高分子化合物としては、ポリNー置換アクリル
アミド誘導体、ポリNー置換メタアクリルアミド誘導体
およびこれらの共重合体、ポリビニルメチルエーテル、
ポリエチレンオキサイド、エーテル化メチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール部分酢化物などが挙げられ
る。特に好ましいのは、ポリNー置換アクリルアミド誘
導体、ポリNー置換メタアクリルアミド誘導体およびこ
れらの共重合体、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニ
ルアルコール部分酢化物である。
Examples of the temperature-sensitive polymer compound that can be preferably used in the present invention include poly N-substituted acrylamide derivatives, poly N-substituted methacrylamide derivatives and their copolymers, polyvinyl methyl ether,
Examples thereof include polyethylene oxide, etherified methyl cellulose, and polyvinyl alcohol partial acetic acid. Particularly preferred are poly N-substituted acrylamide derivatives, poly N-substituted methacrylamide derivatives and their copolymers, polyvinyl methyl ether, and polyvinyl alcohol partial acetic acid.

【0027】好ましい高分子化合物を以下にLCSTが
低い順に列挙する。
The preferred polymer compounds are listed below in order of increasing LCST.

【0028】ポリ−N−アクリロイルピペリジン;ポリ
ーN−n−プロピルメタアクリルアミド;ポリーN−イ
ソプロピルアクリルアミド;ポリーN,N−ジエチルア
クリルアミド;ポリーN−イソプロピルメタアクリルア
ミド;ポリーN−シクロプロピルアクリルアミド;ポリ
ーN−アクリロイルピロリジン;ポリーN,N−エチル
メチルアクリルアミド;ポリーN−シクロプロピルメタ
アクリルアミド;ポリーN−エチルアクリルアミド 上記の高分子は、単一の単量体を重合したものであって
も、他の単量体と共重合したものであってもよい。共重
合する単量体は、親水性単量体、疎水性単量体のいずれ
であってもよい。一般的には、親水性単量体と共重合す
るとLCSTは上昇し、疎水性単量体と共重合するとL
CSTは下降する。したがって、これらを適宜選択する
ことによって所望のLCSTを有する高分子化合物を得
ることができる。
Poly-N-acryloylpiperidine; poly-N-n-propylmethacrylamide; poly-N-isopropylacrylamide; poly-N, N-diethylacrylamide; poly-N-isopropylmethacrylamide; poly-N-cyclopropylacrylamide; poly-N- Acryloylpyrrolidine; poly-N, N-ethylmethyl acrylamide; poly-N-cyclopropyl methacrylamide; poly-N-ethyl acrylamide Even if the above polymer is obtained by polymerizing a single monomer, other polymer It may be a copolymer with the body. The monomer to be copolymerized may be either a hydrophilic monomer or a hydrophobic monomer. Generally, LCST increases when copolymerized with a hydrophilic monomer and LST increases when copolymerized with a hydrophobic monomer.
CST goes down. Therefore, a polymer compound having a desired LCST can be obtained by appropriately selecting these.

【0029】親水性単量体としては、N−ビニルピロリ
ドン、ビニルピリジン、アクリルアミド、メタアクリル
アミド、N−メチルアクリルアミド、ヒドロキシエチル
メタアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒ
ドロキシメチルメタアクリレート、ヒドロキシメチルア
クリレート、酸性基を有するアクリル酸、メタアクリル
酸およびそれらの塩、ビニルスルホン酸、スチルスルホ
ン酸など、並びに塩基性を有するN,N−ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチ
ルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルア
クリルアミドおよびそれらの塩などが挙げられるが、こ
れらに限定されるものではない。
Examples of the hydrophilic monomer include N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine, acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, hydroxyethylmethacrylate, hydroxyethylacrylate, hydroxymethylmethacrylate, hydroxymethylacrylate and acidic groups. Having acrylic acid, methacrylic acid and salts thereof, vinyl sulfonic acid, stil sulfonic acid, etc., and basic N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminopropyl Examples thereof include, but are not limited to, acrylamide and salts thereof.

【0030】細胞膜は通常、陰性に荷電しているので、
静電的相互作用による基質に対する細胞の接着性を向上
させるために、塩基性を有する単量体との共重合体を用
いることが好ましい。
Since the cell membrane is usually negatively charged,
In order to improve the adhesion of cells to the substrate due to electrostatic interaction, it is preferable to use a copolymer with a basic monomer.

【0031】一方、疎水性単量体としては、エチルアク
リレート、メチルメタクリレート、グリシジルメタクリ
レートなどのアクリレート誘導体およびメタクリレート
誘導体、N−n−ブチルメタアクリルアミドなどのNー
置換アルキルメタアクリルアミド誘導体、塩化ビニル、
アクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニルなどが挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
On the other hand, as the hydrophobic monomer, acrylate and methacrylate derivatives such as ethyl acrylate, methyl methacrylate and glycidyl methacrylate, N-substituted alkyl methacrylamide derivatives such as Nn-butyl methacrylamide, vinyl chloride,
Examples include, but are not limited to, acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, and the like.

【0032】本発明で使用する温度感応性高分子化合物
は、分子量が1.0x105以上であるのが好ましい。さ
らに好ましくは1.0x106以上である。本発明でいう
分子量とは粘度より求めた平均分子量をさす。例えば、
ポリ−N−イソプロピルアクリルアミドに関しては、平
均分子量と極限濃度の関係式は以下の式で表される。
The temperature-sensitive polymer compound used in the present invention preferably has a molecular weight of 1.0 × 10 5 or more. More preferably, it is 1.0 × 10 6 or more. The molecular weight referred to in the present invention refers to the average molecular weight obtained from the viscosity. For example,
Regarding poly-N-isopropylacrylamide, the relational expression between the average molecular weight and the limiting concentration is represented by the following formula.

【0033】[0033]

【式1】 一方、本発明における培養用基材を構成する上述の温度
感応性高分子化合物は細胞との親和性に乏しく、該温度
感応性高分子化合物のみからなる培養用基材上では細胞
は接着、増殖することができない。そこで該培養基材の
細胞の接着、増殖性を向上させるために下記に示す細胞
の接着・増殖因子を併用した。
[Formula 1] On the other hand, the above-mentioned temperature-sensitive polymer compound constituting the culture substrate in the present invention has a poor affinity with cells, and cells adhere and grow on the culture substrate consisting only of the temperature-sensitive polymer compound. Can not do it. Therefore, in order to improve cell adhesion and proliferation of the culture substrate, the following cell adhesion / growth factors were used in combination.

【0034】本発明における細胞の接着・培養因子とし
ては、コラーゲン、フィブロネクチン、ビトロネクチ
ン、ラミニン、プロテオグリカン、グリコサミノグリカ
ン、ゼラチン、レクチン、イガイ由来の接着蛋白質、接
着性オリゴペプチドなどがあげられる。
Examples of the cell adhesion / culture factor in the present invention include collagen, fibronectin, vitronectin, laminin, proteoglycan, glycosaminoglycan, gelatin, lectin, mussel-derived adhesion protein, and adhesive oligopeptide.

【0035】本発明で使用する細胞培養基材は典型的に
は細胞培養温度よりも低いLCSTを有する温度感応性
高分子化合物と細胞の接着・増殖因子を支持体の上にコ
ーティングすることによって製造することができる。
The cell culture substrate used in the present invention is typically produced by coating a temperature-sensitive polymer compound having an LCST lower than the cell culture temperature and a cell adhesion / growth factor on a support. can do.

【0036】このような接着基材は温度感応性高分子化
合物と細胞の接着・増殖因子の混合物の水溶液をLCS
Tよりも低い温度で支持体の全部あるいは一部にコーテ
ィングし、該コーティング層を乾燥することによって得
られる。また、温度感応性高分子化合物と細胞の接着・
増殖因子の混合物の水溶液中にLCST以下の温度で支
持体を浸漬し、乾燥する工程によっても本発明の培養基
材は得られる。
As such an adhesive substrate, an aqueous solution of a mixture of a temperature-sensitive polymer compound and a cell adhesion / growth factor is LCS.
It is obtained by coating all or part of the support at a temperature lower than T and drying the coating layer. Also, adhesion of temperature-sensitive polymer compound and cells
The culture substrate of the present invention can also be obtained by a step of immersing the support in an aqueous solution of a mixture of growth factors at a temperature of LCST or lower and drying.

【0037】さらに、本発明で使用する培養基材は支持
体表面に温度感応性高分子化合物の層を形成させた後に
該層の上に細胞の接着・増殖因子の層を形成させる方法
によっても得られる。
Further, the culture substrate used in the present invention can also be prepared by forming a layer of a temperature-sensitive polymer on the surface of a support and then forming a layer of cell adhesion / growth factor on the layer. can get.

【0038】本発明で使用する温度感応性高分子化合物
と細胞の接着・増殖因子との混合割合は典型的には1:
0.1〜1:3であり、この値は用いられる細胞の接着
・増殖因子の種類および細胞種によって変わる。
The mixing ratio of the temperature-sensitive polymer compound used in the present invention and the cell adhesion / growth factor is typically 1 :.
It is 0.1 to 1: 3, and this value changes depending on the type of cell adhesion / growth factor and cell type used.

【0039】乾燥後のコーティング層の厚さは0.2μ
m以上、より好ましくは1.0μm以上である。コーテ
ィング層の厚さが0.2μm以下の場合には細胞の脱着
性が著しく悪化するため細胞の脱着に大変長時間を要
し、その結果、細胞の機能が不安定になる。
The thickness of the coating layer after drying is 0.2 μm.
m or more, more preferably 1.0 μm or more. When the thickness of the coating layer is 0.2 μm or less, the desorption property of cells is remarkably deteriorated, so that it takes a very long time to desorb the cells, and as a result, the function of the cells becomes unstable.

【0040】本発明で使用する支持体としては透明ある
いは半透明のものが好ましく、ガラスあるいはプラスチ
ックが好ましい。典型的なプラスチックとして、ポリエ
チレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリプロピレン、ポリビニールクロライド、ポリア
クリロニトリル、ポリテトラフロロエチレンおよびポリ
ジメチルシロキサンなどが挙げられる。支持体の形態に
ついては特別の制限はなく、ディッシュ、プレート、フ
ィルム、シートなどの形状で用いられる。
The support used in the present invention is preferably transparent or translucent, and glass or plastic is preferable. Typical plastics include polyethylene, polycarbonate, polymethylmethacrylate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polytetrafluoroethylene and polydimethylsiloxane. The form of the support is not particularly limited, and it may be used in the form of a dish, plate, film, sheet or the like.

【0041】本発明の初代培養癌細胞集合体の好適な製
造方法(すなわち、本発明の製造方法)を以下に詳述す
る。
A preferred method for producing the primary cultured cancer cell aggregate of the present invention (that is, the production method of the present invention) is described in detail below.

【0042】本発明の製造方法の好ましい態様において
は、まず上述した温度感応性高分子化合物および細胞の
接着・増殖因子を含む培養基材上で、該温度感応性高分
子化合物のLCSTより高い温度(好ましくはLCST
より1〜40℃高い温度、更に好ましくは3〜20℃高
い温度)で正常細胞を培養し、該基材表面上で正常細胞
の単層シートを形成する。
In a preferred embodiment of the production method of the present invention, first, a temperature higher than the LCST of the temperature-sensitive polymer compound is first applied to the culture substrate containing the temperature-sensitive polymer compound and the cell adhesion / growth factor. (Preferably LCST
The normal cells are cultured at a temperature higher by 1 to 40 ° C., more preferably a temperature higher than 3 to 20 ° C.) to form a monolayer sheet of normal cells on the surface of the substrate.

【0043】次に、該細胞シート上に患者から直接採取
した癌細胞を播種し接着させる。該癌細胞が正常細胞シ
ートの表面に完全に付着した後に、該培養系の温度をL
CSTより低く(好ましくはLCSTより1〜40℃低
い温度、更に好ましくは3〜20℃低い温度)すること
により、培養基材表面にコーティングされた温度感応性
高分子化合物が培養液中に溶解し、癌細胞が付着した正
常細胞シートが基材表面から剥離する。該癌細胞が付着
した正常細胞シートを細胞非接着性の基材上に移し浮遊
培養することにより、本発明の初代培養癌細胞集合体を
好適に製造することができる。
Next, the cancer cells directly collected from the patient are seeded and adhered on the cell sheet. After the cancer cells are completely attached to the surface of the normal cell sheet, the temperature of the culture system is adjusted to L
When the temperature is lower than CST (preferably 1-40 ° C lower than LCST, more preferably 3-20 ° C lower), the temperature-sensitive polymer compound coated on the surface of the culture substrate is dissolved in the culture medium. The normal cell sheet to which the cancer cells adhere is separated from the surface of the base material. The primary cultured cancer cell aggregate of the present invention can be suitably produced by transferring the normal cell sheet to which the cancer cells are attached onto a cell-non-adhesive substrate and subjecting to suspension culture.

【0044】本発明の重要な特徴の一つは、すでに述べ
たように、患者から直接採取した癌細胞の培養には極め
て不適な平面培養系から細胞を遊離、開放することによ
って該癌細胞が有している本来の機能を維持したまま初
代培養することにある。更に本発明の上記温度感応性ポ
リマーを用いる態様においては、細胞の基材からの遊
離、開放には、従来の細胞脱離剤である蛋白分解酵素あ
るいはカルシウムキレート剤使用が不要であるために、
細胞が一個一個バラバラになることがないと同時に、細
胞表面に存在する各種のリセプターへの損傷が著しく抑
制される。この結果、細胞の機能がより一層良好に維持
されることも本発明の重要な特徴である。
One of the important features of the present invention is, as described above, that the cancer cells are released and released from a flat culture system which is extremely unsuitable for culturing the cancer cells directly collected from the patient. The purpose is to carry out primary culture while maintaining the original function that it has. Furthermore, in the embodiment using the temperature-sensitive polymer of the present invention, since the use of a conventional cell releasing agent, a protease or a calcium chelating agent, is not necessary for release and release of cells from the substrate,
The cells do not fall apart one by one, and at the same time, damage to various receptors existing on the cell surface is significantly suppressed. As a result, it is also an important feature of the present invention that the function of cells is more favorably maintained.

【0045】また本発明の重要な特徴は患者から採取し
た癌細胞と同時に正常細胞を併存させることができ、制
癌剤などの薬効の評価ができると同時に同一条件で制癌
剤などの正常細胞に与える副作用を評価することができ
ることである。
An important feature of the present invention is that normal cells can coexist at the same time as cancer cells collected from a patient, the efficacy of anticancer drugs and the like can be evaluated, and at the same time side effects on normal cells such as anticancer drugs can be evaluated under the same conditions. It is something that can be evaluated.

【0046】また、本発明の初代培養癌細胞集合体中の
癌細胞と正常細胞の混合比が、例えば既に述べた製造工
程上の正常細胞シート上に癌細胞を播種する際に両細胞
数を調製する事によって、容易に制御できる点も本発明
の重要な特徴である。
Further, the mixing ratio of the cancer cells and the normal cells in the primary cultured cancer cell aggregate of the present invention is determined by, for example, the number of both cells when seeding the cancer cells on the normal cell sheet in the above-mentioned manufacturing process. It is an important feature of the present invention that it can be easily controlled by preparing it.

【0047】一方、上記した温度感応性高分子化合物を
含む培養用基材を用いる代わりに、癌細胞が付着した正
常細胞シートをセルスクレイパーなどによって基材表面
から機械的に剥離させて、本発明の初代培養癌細胞集合
体を製造することも可能であるが、細胞への傷害性とい
う点では、前者の温度感応性高分子化合物を用いる方法
がより好ましい。
On the other hand, instead of using the above-mentioned culture substrate containing the temperature-sensitive polymer compound, a normal cell sheet having cancer cells attached thereto is mechanically peeled off from the substrate surface by a cell scraper or the like. Although it is possible to produce the primary culture cancer cell aggregate of, the method using the former temperature-sensitive polymer compound is more preferable from the viewpoint of cell damage.

【0048】[0048]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明の範囲は特許請求の範囲の記載によ
り定まるものであり、以下の実施例により制限を受ける
ものではない。 (実施例1)胃癌患者(T.K.女.38才)から無菌
的に採取した腫瘍塊(0.5cm ×0.5cm × 0.3cm)
をペニシリン100 U/ml、ゲンタマイシン50μg/m
l、カナマイシン100μg/ml、ファンギゾン0.5μg/
mlを含む、ハンクス液に約30分間浸漬した後に該腫瘍
塊をシャーレに入れ、鋏にて細切(1〜3mm3)した。
ついで該癌組織切片を0.01%ヒアルロニダーゼ、0.
004%デイエヌエース、0.1%コラゲナーゼ(タイプ
V)を含有したRPMI−1640培養液(TIL)中
で37℃、約60分間スターラーで撹拌下に消化した。
40μmのメッシュを用いて該消化液を濾過した後にフ
ィコールにて2000r.p.m.,20分間比重遠心を行い
血液成分を除去して癌細胞を採取した。該癌細胞を約
2.0×104細胞/mlおよび約1.0×105細胞/mlの濃
度で培地DMEM液中に分散した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is determined by the scope of the claims and is not limited by the following examples. . (Example 1) A tumor mass (0.5 cm x 0.5 cm x 0.3 cm) aseptically collected from a gastric cancer patient (TK, female, 38 years old)
Penicillin 100 U / ml, gentamicin 50 μg / m
l, kanamycin 100 μg / ml, fungizone 0.5 μg /
After dipping in Hanks' solution containing ml for about 30 minutes, the tumor mass was put in a petri dish and finely cut (1 to 3 mm 3 ) with scissors.
Then, the cancer tissue section was treated with 0.01% hyaluronidase, 0.1%.
It was digested in RPMI-1640 culture medium (TIL) containing 004% DNA, 0.1% collagenase (type V) at 37 ° C. for about 60 minutes while stirring with a stirrer.
The digested liquid was filtered using a 40 μm mesh, and then specific gravity centrifugation was performed with Ficoll at 2000 rpm for 20 minutes to remove blood components and collect cancer cells. The cancer cells were dispersed in a medium DMEM solution at a concentration of about 2.0 × 10 4 cells / ml and about 1.0 × 10 5 cells / ml.

【0049】典型的な温度感応性高分子化合物であるポ
リ−N−イソプロピルアクリルアミド(PNIPAAm)を蒸
留水に溶解して0.5W/V%水溶液を作製し滅菌フィルタ
ーにより濾過滅菌した。該高分子化合物水溶液をウシ真
皮ペプシン可溶化タイプIコラーゲンの0.5W/V% 水溶
液を等量混合してPNIPAAmとコラーゲンの混合溶
液を作製した。該混合溶液の約160μlおよび約80
μlをそれぞれ12ウエルディッシュカルチャーウエア
ー(ディッシュ底面積:約3.8cm2 、岩城硝子(株)
製)および4ウエルマルチディッシュ(ディッシュの底
面積:約1.9cm2、日本インターメッド(株)製)の底
面に注入し、クリーンベンチ内で常温で無菌的に風乾し
た。上記の方法によりディッシュ底面にコラーゲンとP
NIPAAmの1:1混合物が約2μmの厚さでコーテ
ィングされたディッシュを得た。
Poly-N-isopropylacrylamide (PNIPAAm), which is a typical temperature-sensitive polymer compound, was dissolved in distilled water to prepare a 0.5 W / V% aqueous solution, which was sterilized by filtration with a sterilizing filter. A 0.5 W / V% aqueous solution of bovine dermal pepsin-solubilized type I collagen was mixed in equal amounts with the polymer compound aqueous solution to prepare a mixed solution of PNIPAAm and collagen. About 160 μl and about 80 of the mixed solution
μl for each 12 well dish culture wear (dish bottom area: about 3.8 cm 2 , Iwaki Glass Co., Ltd.)
And a 4-well multi-dish (bottom area of dish: about 1.9 cm 2 , manufactured by Nippon Intermed Co., Ltd.), and then aseptically air dried at room temperature in a clean bench. Collagen and P on the bottom of the dish by the above method
A dish was obtained which was coated with a 1: 1 mixture of NIPAAm to a thickness of about 2 μm.

【0050】ヒト真皮由来の線維芽細胞のDMEM培地
(10%ウシ胎児血清含有)分散液を37℃に保温した
後、あらかじめ37℃に保温された上記のコラーゲン/
PNIPAAm混合物がコーティングされたディッシュ中に注
入した。該線維芽細胞の播種濃度は約4×104細胞/c
m2であった。線維芽細胞の培養は37℃で空気/5%炭
酸ガスインキュベーター中で5日間行われ、この培養に
より該ディッシュ底面は線維芽細胞によって完全に覆わ
れた。次に上述した癌細胞のDMEM分散液(細胞濃
度:約2.0×104細胞/ml. 1.0×105細胞/ml)
0.5mlを37℃に保温した後、上記により得た線維芽
細胞増殖ディッシュ中に注入し17時間、37℃で空気
/5%炭酸ガスインキュベーター中で放置し上記癌細胞
をコンフルエント線維芽細胞単層上に付着させた。その
後、該ディッシュを37℃のインキュベーターから取り
出し、4℃に冷却することによって癌細胞が付着した線
維芽細胞単層をディッシュ底面から完全に剥離させた。
該細胞単層剥離過程を位相顕微鏡により観察すると細胞
層はディッシュ端から中央部に向かって徐々に剥離し、
剥離したシートは上面に付着した癌細胞を巻き込みなが
ら包み込む様子が確認された。またこのシート剥離過程
で、癌細胞の線維芽細胞層からの離脱はほとんど認めら
れなかった。該剥離過程は約5分で終了し、細胞シート
はディッシュ底面から完全に剥離し培養液中に浮遊し
た。浮遊した該細胞シートから溶解したPNIPAAm
およびコラーゲンを除去するために、リン酸緩衝液で該
シートを2〜3回洗浄した後、細胞非接着性ディッシュ
(アガーをコーティングしたディッシュ)上に移し、3
7℃で空気/5%炭酸ガスインキュベーター中で培養し
た。該細胞シートは細胞非接着性ディッシュ中での浮遊
培養過程でシート状から塊状に変化した。浮遊培養2日
目に該培養癌細胞集合体を10%ホルマリン緩衝液によ
って固定し、パラフィン包埋した組織切片を作製した。
該癌細胞集合体切片をヘマトキシリン・エオシン染色を
行い顕微鏡下で癌細胞の線維芽細胞に対する組成比およ
び該集合体の大きさを計測した。その結果を表1に示
す。該集合体を21日間浮遊培養した後、同様の方法で
固定し、組織切片を作製しヘマトキシリン染色をおこな
った結果を図1に示す。
A human dermal-derived fibroblast DMEM medium (containing 10% fetal calf serum) dispersion was kept at 37 ° C., and then the collagen / pre-heated at 37 ° C.
The PNIPAAm mixture was poured into a coated dish. The seeding concentration of the fibroblasts was about 4 × 10 4 cells / c
It was m 2 . Fibroblast culture was carried out at 37 ° C. in an air / 5% carbon dioxide incubator for 5 days, and the bottom of the dish was completely covered with fibroblasts by this culture. Next, a DMEM dispersion of the above-mentioned cancer cells (cell concentration: about 2.0 × 10 4 cells / ml. 1.0 × 10 5 cells / ml)
After incubating 0.5 ml of the cells at 37 ° C, the cells were injected into the fibroblast proliferation dish obtained above and left for 17 hours at 37 ° C in an air / 5% carbon dioxide gas incubator to allow the above-mentioned cancer cells to become confluent fibroblasts alone. Deposited on the layer. Then, the dish was taken out of the incubator at 37 ° C., and cooled to 4 ° C. to completely detach the fibroblast monolayer having the cancer cells attached thereto from the bottom surface of the dish.
When observing the cell monolayer detachment process with a phase microscope, the cell layer is detached gradually from the dish edge toward the central portion,
It was confirmed that the peeled sheet wraps around the upper surface while wrapping the cancer cells attached thereto. Further, in the process of peeling the sheet, almost no detachment of cancer cells from the fibroblast layer was observed. The peeling process was completed in about 5 minutes, and the cell sheet was completely peeled from the bottom surface of the dish and floated in the culture medium. PNIPAAm lysed from the suspended cell sheet
And to remove collagen, wash the sheet 2-3 times with phosphate buffer and then transfer onto a non-cell-adhesive dish (agar-coated dish).
The cells were cultured at 7 ° C in an air / 5% carbon dioxide gas incubator. The cell sheet changed from a sheet-like shape to a lump-like shape in the process of suspension culture in a cell non-adhesive dish. On the second day of suspension culture, the cultured cancer cell aggregates were fixed with 10% formalin buffer, and paraffin-embedded tissue sections were prepared.
The cancer cell aggregate section was stained with hematoxylin and eosin, and the composition ratio of cancer cells to fibroblasts and the size of the aggregate were measured under a microscope. The results are shown in Table 1. The aggregate was subjected to suspension culture for 21 days, fixed in the same manner, tissue sections were prepared, and hematoxylin staining was performed. The results are shown in FIG.

【0051】また比較のために該癌患者(T.K.)の
腫瘍塊のヘマトキシリン・エオシン染色像を図2に示
す。驚くべきことに該培養癌細胞集合体中の癌細胞像
(図1中に矢印で示す)と患者の癌細胞像(図2中に矢
印で示す)は酷似していた。表1からわかるように該培
養癌細胞集合体中の癌細胞の線維芽細胞に対する組成比
は培養ディッシュの底面積、すなわちコンフルエント状
態の線維芽細胞密度(6〜8×104細胞/cm2)と播種
した癌細胞数によって非常に良く制御することができ
た。更に該癌細胞集合体の大きさは線維芽細胞と癌細胞
の全細胞数に依存することがわかり本発明の方法によっ
て精度良く制御することが可能であった。
For comparison, a hematoxylin / eosin stained image of the tumor mass of the cancer patient (TK) is shown in FIG. Surprisingly, the cancer cell image in the cultured cancer cell aggregate (indicated by an arrow in FIG. 1) and the cancer cell image of the patient (indicated by an arrow in FIG. 2) were very similar. As can be seen from Table 1, the composition ratio of the cancer cells in the cultured cancer cell aggregate to the fibroblasts is the bottom area of the culture dish, that is, the density of confluent fibroblasts (6 to 8 × 10 4 cells / cm 2 ). It could be controlled very well by the number of seeded cancer cells. Further, it was found that the size of the cancer cell aggregate depends on the total number of fibroblasts and cancer cells, and it was possible to control the size with high accuracy by the method of the present invention.

【0052】[0052]

【表1】 (比較例1)実施例1とまったく同様の方法で作製した
癌細胞のDMEM(10%ウシ胎児血清含有)分散液
(細胞濃度:約1.0 ×105細胞/ml)2mlを市販品の
組織培養用ディッシュ(ファルコン#3001, 35mmΦ)中
に注入し37℃で空気/5%炭酸ガスインキュベーター
中で培養をおこなった結果、癌細胞の接着および培養は
まったく認められなかった。 (実施例2)癌患者(U.N.女、63才)の腹水3リ
ッター中の1.5リッターを遠心分離することによって
採取した原発膵癌由来腹水転移癌細胞をDMEM(10
%ウシ胎児血清含有)に分散させた。
[Table 1] (Comparative Example 1) 2 ml of a DMEM (containing 10% fetal calf serum) dispersion liquid (cell concentration: about 1.0 × 10 5 cells / ml) of a cancer cell prepared by the same method as in Example 1 was used as a commercial product. As a result of injecting into a tissue culture dish (Falcon # 3001, 35 mmΦ) and culturing at 37 ° C. in an air / 5% carbon dioxide gas incubator, adhesion and culturing of cancer cells were not observed at all. (Example 2) cancer patients (U.N. woman, 63 years old) 1 in peritoneal fluid 3 liter. 5 liter primary pancreatic-derived ascites metastases cells collected by centrifuging the DMEM (10
% Fetal bovine serum).

【0053】実施例1で用いたコラーゲン/PNIPAAm 混
合物がコーティングされた12ウエルディッシュカルチ
ャーウエアー上に実施例1で用いたヒト真皮由来線維芽
細胞を播種し37℃で空気/5%炭酸ガスインキュベー
ター中で5日間培養しコンフルエント状態の線維芽細胞
単層を得た。次いで37℃に保温された上記膵癌由来腹
水転移癌細胞のDMEM分散液(細胞濃度:約8×10
4細胞/ml)0.5ml をコンフルエント状態の線維芽細胞
層に播種し37℃空気/5%炭酸ガスインキュベーター
中に24時間放置した。24時間後、位相差顕微鏡観察
によって該癌細胞のほとんどがコンフルエント状態の線
維芽細胞単層上に付着しているのを確認し該ディッシュ
を37℃のインキュベーターから取り出し4℃に冷却し
た。
The human dermis-derived fibroblasts used in Example 1 were seeded on the 12-well dish culture wear coated with the collagen / PNIPAAm mixture used in Example 1 and incubated at 37 ° C. in an air / 5% carbon dioxide gas incubator. After culturing for 5 days, a confluent fibroblast monolayer was obtained. Then, a DMEM dispersion liquid of the above-mentioned pancreatic cancer-derived ascites metastatic cancer cells kept at 37 ° C. (cell concentration: about 8 × 10 5
0.5 cell ( 4 cells / ml) was seeded on the fibroblast layer in a confluent state and left standing in a 37 ° C. air / 5% carbon dioxide gas incubator for 24 hours. After 24 hours, it was confirmed by phase contrast microscopy that most of the cancer cells adhered to the confluent fibroblast monolayer, and the dish was taken out from the 37 ° C incubator and cooled to 4 ° C.

【0054】位相差顕微鏡による観察の結果、該癌細胞
が上面に付着したコンフルエント状態の線維芽細胞単層
がディッシュの周囲から中心に向かって付着する癌細胞
を包み込むように剥離し約5分後には細胞シートは完全
にディッシュ底面から剥離し培養液中に浮遊した。この
剥離過程で該癌細胞の線維芽細胞シートからの脱離はほ
とんど認められなかった。該剥離細胞シートから溶解し
たPNIPAAmおよびコラーゲンを除去するために2
回リン酸緩衝液で洗浄した後、実施例1で用いられた細
胞非接着性ディッシュ中に移し37℃で空気/5%炭酸
ガスインキュベーター中で浮遊培養を行った結果、該細
胞シートは徐々に塊状の細胞集合体に変化した。浮遊培
養21日後に該癌細胞集合体を10%ホルマリン緩衝液
によって固定し、パラフィン包埋した組織切片を作製し
た。
As a result of observation with a phase-contrast microscope, the fibroblast monolayer in a confluent state in which the cancer cells adhered to the upper surface was peeled off so as to wrap around the cancer cells adhering from the periphery of the dish toward the center, and about 5 minutes later. The cell sheet completely separated from the bottom of the dish and floated in the culture solution. Almost no detachment of the cancer cells from the fibroblast sheet was observed during this detachment process. 2 to remove dissolved PNIPAAm and collagen from the exfoliated cell sheet
After washing with a phosphate buffer solution once, the cells were transferred to the cell non-adhesive dish used in Example 1 and subjected to suspension culture at 37 ° C. in an air / 5% carbon dioxide gas incubator. It changed into a massive cell aggregate. After 21 days of suspension culture, the cancer cell aggregates were fixed with 10% formalin buffer and paraffin-embedded tissue sections were prepared.

【0055】該組織切片をヘマトキシリン・エオシン染
色し位相差顕微鏡によって癌細胞像を観察したところ、
該癌患者の膵原発巣中の癌細胞像と酷似していた。 (比較例2)実施例2で用いられた原発膵癌由来腹水転
移癌細胞のDMEM分散液(細胞濃度:約8×104
胞/ml)2mlを市販品の組織培養用ディッシュ(ファル
コン#3001, 35mmΦ)中に注入し37℃で空気/5%炭
酸ガスインキュベーター中で培養を行った結果、該癌細
胞の接着および増殖はまったくみとめられなかった。
When the tissue section was stained with hematoxylin / eosin and the cancer cell image was observed by a phase contrast microscope,
It was very similar to the image of cancer cells in the pancreatic primary lesion of the cancer patient. Comparative Example 2 2 ml of a DMEM dispersion liquid (cell concentration: about 8 × 10 4 cells / ml) of ascites metastatic cancer cells derived from the primary pancreatic cancer used in Example 2 was added to a commercially available tissue culture dish (Falcon # 3001, 35 mmΦ) and cultured at 37 ° C. in an air / 5% carbon dioxide gas incubator. As a result, adhesion and growth of the cancer cells were not observed at all.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明の初代培養癌細胞集合体は患者の
癌組織から直接採取した癌細胞と正常細胞を有していて
かつ該癌細胞と正常細胞の組成比および大きさが精密に
制御されているため本発明の癌細胞集合体を用いれば該
癌細胞を採取した患者に対する最も有効な癌治療法の設
定が可能でありその技術的価値はきわめて高い。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The primary cultured cancer cell aggregate of the present invention has cancer cells and normal cells directly collected from a patient's cancer tissue, and the composition ratio and size of the cancer cells and normal cells are precisely controlled. Therefore, by using the cancer cell aggregate of the present invention, it is possible to set the most effective cancer treatment method for a patient who has collected the cancer cells, and the technical value thereof is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】胃癌患者から採取された癌細胞とヒト真皮由来
の線維芽細胞からなる本発明の初代培養癌細胞集合体の
一例の21日培養後のヘマトキシリン染色像であり図中
の矢印が癌細胞を示す。
FIG. 1 is a hematoxylin-stained image after 21 days of culture of an example of a primary cultured cancer cell aggregate of the present invention, which comprises cancer cells collected from a gastric cancer patient and fibroblasts derived from human dermis, and the arrow in the figure indicates cancer. Shows cells.

【図2】図1に記した胃癌の原発巣のヘマトキシリン・
エオシン染色像であり図中の矢印が癌細胞を示す。
[Fig. 2] Hematoxylin of the primary lesion of gastric cancer shown in Fig. 1.
It is an eosin stained image, and the arrow in the figure indicates a cancer cell.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 有一 神奈川県横浜市金沢区釜利谷町1642−21 B−4 (72)発明者 竹澤 俊明 神奈川県伊勢原市東成瀬31−15 ニフテイ 34−302 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuichi Mori 1642-21 B-1-21 Kamariya-cho, Kanazawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture B-4 (72) Inventor Toshiaki Takezawa 31-15, Higashi Naruse, Isehara City, Kanagawa 34-302

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】患者から直接採取した癌細胞と正常細胞と
を含み、かつ所望の大きさおよび所望の前記癌細胞と前
記正常細胞の組成比を有することを特徴とする初代培養
癌細胞集合体。
1. A primary culture cancer cell aggregate comprising cancer cells and normal cells directly collected from a patient and having a desired size and a desired composition ratio of the cancer cells and the normal cells. .
【請求項2】温度感応性高分子化合物と細胞の接着・増
殖因子を含む細胞培養用基材上において、該温度感応性
高分子化合物のLCSTより高い温度で、正常細胞を前
記細胞培養用基材表面を覆うまで培養することによっ
て、前記細胞培養用基材上に正常細胞層を形成し、 前記正常細胞層上に患者から直接採取した癌細胞を播種
して接着させ、 前記温度感応性高分子化合物のLCSTより低い温度に
下げることによって、前記細胞が接着した正常細胞層を
基材表面から完全に脱着させて、培養液中に浮遊する細
胞シートを形成させ、そして、 前記浮遊細胞シートを細胞非接着性基材上で培養する各
工程からなることを特徴とする初代培養癌細胞の製造方
法。
2. On a cell culture substrate containing a temperature-sensitive polymer compound and a cell adhesion / growth factor, normal cells are added to the cell culture substrate at a temperature higher than the LCST of the temperature-sensitive polymer compound. By culturing until the material surface is covered, a normal cell layer is formed on the cell culture substrate, and the cancer cells directly collected from the patient are seeded and adhered onto the normal cell layer to adhere to the temperature-sensitive material. By lowering the temperature below the LCST of the molecular compound, the normal cell layer to which the cells are attached is completely desorbed from the surface of the substrate to form a cell sheet that floats in the culture medium, and the floating cell sheet is A method for producing a primary cultured cancer cell, comprising the steps of culturing on a non-cell-adhesive substrate.
JP3268233A 1991-02-16 1991-09-19 First group of cultured cancerous cell and its production Pending JPH0576355A (en)

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EP92102162A EP0499932A1 (en) 1991-02-16 1992-02-10 Cancer cell cluster comprising cancer cells and normal cells and preparation thereof

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014502847A (en) * 2011-01-06 2014-02-06 カプサント・ニューロテクノロジーズ・リミテッド Tumor cell and tissue culture

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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