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自己組織化用細胞集合体の作製方法

国内特許コード P170014082
整理番号 (S2014-0574-N0)
掲載日 2017年5月9日
出願番号 特願2016-505305
出願日 平成27年2月26日(2015.2.26)
国際出願番号 JP2015055695
国際公開番号 WO2015129822
国際出願日 平成27年2月26日(2015.2.26)
国際公開日 平成27年9月3日(2015.9.3)
優先権データ
  • 特願2014-037341 (2014.2.27) JP
発明者
  • 武部 貴則
  • 谷口 英樹
  • 吉川 洋史
出願人
  • 公立大学法人横浜市立大学
  • 国立大学法人埼玉大学
発明の名称 自己組織化用細胞集合体の作製方法
発明の概要 in vitroにおいて多数の細胞(数万~数百万個)から細胞集合体の作製に必要となる要件を発見するとともに、肝臓や腎臓などの複雑な高次構造や、他の臓器との相互作用を実現することの可能な自己組織化用細胞集合体の形成方法を提供する。
総細胞数として40万個以上の任意の種類の細胞及び/又は組織と10万~40万個の間葉系細胞との混合物を培養し、大きさが1mm以上である細胞集合体を形成させることを含む、細胞集合体をin vitroで作製する方法。前記方法で作製された細胞集合体。前記方法で作製された細胞集合体を自己組織化させ、高次構造が付加された三次元組織構造を形成させることを含む、三次元組織構造の作製方法。培養する側の断面がU又はV字の形状であるゲル状培養支持体。
従来技術、競合技術の概要


近年、複雑な構造を有する組織・臓器を形成する方法として、細胞が本来有する自己組織化能(Self-Organization)を利用する方法が注目されている(非特許文献1,2)。自己組織化とは、1種類あるいは少数の種類の要素が、外部から特別の「指示」となる情報を受けることなく、自分たちの内在的な特性を発揮して複雑な高次の構造を組み上げて行くことである。例えば、雪の結晶形成などのように、パターンのない集合体の中で、自発的な秩序が生まれてパターンが形成されて行く自然現象が観察されるほか、ナノテクノロジーや光学結晶の作製などで工学的にも利用されている。



自己組織化を誘導するための要件としては、高密度環境で均一な細胞からなる集合体(Aggregate)を形成することが必要となる。培養を行ったES・iPS細胞からAggregateを作成し、脳、眼杯、下垂体、歯などを作製することが報告されている(非特許文献3-6)。このような、Aggregateを作製するための手法としては、底面がUやV状の構造を持つ96wellなどのように底面に集まるような基材を用いることにより、少数の細胞(数千個程度)の細胞集合体から数百μmレベルの組織を形成する方法が主として用いられている。しかし、多数の細胞(数万~数百万個)からより大型(200μm以上~)の細胞集合体を形成することは達成困難であった。このために、さまざまな種類の細胞からなるAggregateを作製するためには従来の方法を適応することは困難であった。



したがって、マウスなどの小型動物の組織・臓器と比較して、自己組織化を利用してヒトなどのように大型の複雑な組織・臓器を作製するための集合体を作製する手法の開発が望まれていた。

産業上の利用分野


本発明は、自己組織化用細胞集合体の作製方法に関し、より詳細には、目的とする組織・臓器への自己組織化を誘導するために必要な細胞集合体の作製方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
任意の種類の細胞及び/又は組織と間葉系細胞との混合物を培養し、細胞集合体を形成させることを含む、細胞集合体をin vitroで作製する方法。

【請求項2】
細胞集合体が、自己組織化により、高次構造が付加された三次元組織構造を形成できるものである請求項1記載の方法。

【請求項3】
任意の種類の細胞及び/又は組織と間葉系細胞との混合物を間葉系細胞が収縮可能なゲル状支持体の上で培養する請求項1又は2記載の方法。

【請求項4】
培養が二次元培養である請求項3記載の方法。

【請求項5】
ゲル状支持体が平面であるか、あるいは、ゲル状支持体の培養する側の断面がU又はV字の形状である請求項3又は4記載の方法。

【請求項6】
ゲル状支持体の中心部の硬さが周辺部の硬さより固い請求項3~5のいずれかに記載の方法。

【請求項7】
ゲル状支持体の周辺部の硬さが中心部の硬さより固い請求項3~5のいずれかに記載の方法。

【請求項8】
ゲル状支持体がパターン化されており、中心部の硬さが周辺部の硬さより固いというパターンを1個以上有する請求項3~5のいずれかに記載の方法。

【請求項9】
ゲル状支持体がパターン化されており、周辺部の硬さが中心部の硬さより固いというパターンを1個以上有する請求項3~5のいずれかに記載の方法。

【請求項10】
任意の種類の細胞及び/又は組織が総細胞数として40万個以上であり、間葉系細胞が10万~40万個である請求項1~9のいずれかに記載の方法。

【請求項11】
細胞集合体の大きさが1mm以上である請求項1~10のいずれかに記載の方法。

【請求項12】
細胞集合体の形成が自律的なものである請求項1~11のいずれかに記載の方法。

【請求項13】
足場材料を用いることなく、任意の種類の細胞及び/又は組織と間葉系細胞との混合物を培養する請求項1~12のいずれかに記載の方法。

【請求項14】
間葉系細胞と混合する細胞及び/又は組織が、肝臓、膵臓、腸、肺、腎臓、心臓、脳又は癌に由来する請求項1~13のいずれかに記載の方法。

【請求項15】
間葉系細胞と混合する細胞が、多能性細胞である請求項1~13のいずれかに記載の方法。

【請求項16】
間葉系細胞と混合する組織が、多能性細胞より誘導された組織である請求項1~13のいずれかに記載の方法。

【請求項17】
多能性細胞が、生体より得られた多能性細胞、再プログラムから誘導して得られた多能性細胞、又はそれらの組み合わせである請求項15又は16記載の方法。

【請求項18】
請求項1~17のいずれかに記載の方法で作製された細胞集合体。

【請求項19】
請求項1~17のいずれかに記載の方法で作製された細胞集合体を自己組織化させ、高次構造が付加された三次元組織構造を形成させることを含む、三次元組織構造の作製方法。

【請求項20】
培養する側の断面がU又はV字の形状であるゲル状培養支持体。

【請求項21】
中心部の硬さが周辺部の硬さより固いゲル状培養支持体。

【請求項22】
周辺部の硬さが中心部の硬さより固いゲル状培養支持体。

【請求項23】
中心部の硬さが周辺部の硬さより固いというパターンを1個以上有するゲル状培養支持体。

【請求項24】
周辺部の硬さが中心部の硬さより固いというパターンを1個以上有するゲル状培養支持体。

【請求項25】
請求項20~24のいずれかに記載のゲル状培養支持体の上で、任意の種類の細胞及び/又は組織と間葉系細胞との混合物を培養し、細胞集合体を形成させることを含む、細胞集合体をin vitroで作製する方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016505305thum.jpg
出願権利状態 公開
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