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JP2017205060A - Method and apparatus for creating heterogeneous tissue - Google Patents

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JP2017205060A
JP2017205060A JP2016099794A JP2016099794A JP2017205060A JP 2017205060 A JP2017205060 A JP 2017205060A JP 2016099794 A JP2016099794 A JP 2016099794A JP 2016099794 A JP2016099794 A JP 2016099794A JP 2017205060 A JP2017205060 A JP 2017205060A
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JP
Japan
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culture solution
tissue
target tissue
storage chamber
heterogeneous
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Application number
JP2016099794A
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Japanese (ja)
Inventor
藤井 輝夫
Teruo Fujii
輝夫 藤井
英憲 阿久津
Hidenori Akutsu
英憲 阿久津
治良 川田
Haruyoshi Kawada
治良 川田
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University of Tokyo NUC
Original Assignee
University of Tokyo NUC
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus, which can create a heterozygous tissue by locally exposing various tissues to a drug or locally introducing a gene into various tissues.SOLUTION: According to the present invention, a method comprises the steps of: accommodating a target tissue and a first culture solution in an upper accommodating chamber; accommodating a second culture liquid in a lower accommodating chamber positioned below the upper accommodating chamber; and a portion of the target tissue is exposed to the second culture solution from a communicating hole 27 formed in a boundary plate 26 partitioning the upper accommodating chamber and the lower accommodating chamber.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、ヘテロな状態の組織の作成方法及び装置に関するものである。   The present disclosure relates to a method and apparatus for creating a heterogeneous tissue.

近年、ES細胞やiPS細胞を利用したさまざまな研究が行われており、先行研究では、細胞が自発的に複雑な構造を形成する例が報告されている(例えば、非特許文献1参照。)。また、塊状の細胞の一種であるスフェロイド(Spheroid)を培養する方法や装置も提案されている(例えば、特許文献1及び2参照。)。   In recent years, various studies using ES cells and iPS cells have been conducted, and in previous studies, an example in which cells spontaneously form a complex structure has been reported (for example, see Non-Patent Document 1). . In addition, methods and apparatuses for culturing spheroids, which are a kind of massive cells, have also been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2014−226046号公報JP 2014-226046 A 特願2014−234097号Japanese Patent Application No. 2014-234097

Eiraku,M.,Takata,N.,Ishibashi,H.,Kawada,M.,Sakakura,E.,Okuda,S.,Sekiguchi,K.,Adachi,T.,and Sasai、Y.,“Self−organising optic−cup morphogenesis in three−dimensional culture”Nature 472,pp.51−56,2011Eiraku, M .; Takata, N .; Ishibashi, H .; , Kawada, M .; Sakakura, E .; Okuda, S .; , Sekiguchi, K .; , Adachi, T .; , And Sasai, Y. et al. , “Self-organizing optical-cup morphology in three-dimensional culture” Nature 472, pp. 51-56, 2011

しかしながら、前記従来の技術では、各種の細胞組織を各種の薬剤に暴露したり、各種の細胞組織に外部から遺伝子を導入したりすることが想定されていなかった。   However, in the conventional techniques, it has not been assumed that various cell tissues are exposed to various drugs or genes are introduced into various cell tissues from the outside.

ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、種々の組織を局所的に薬剤に暴露したり、種々の組織に局所的に遺伝子を導入したりすることによって、ヘテロな状態の組織を作成することが可能な方法及び装置を提供することを目的とする。   Here, by solving the problems of the conventional technology, various tissues are exposed to drugs locally, or genes are introduced locally into various tissues, so that heterogeneous tissues can be formed. It is an object to provide a method and apparatus that can be created.

そのために、ヘテロな状態の組織の作成方法においては、上側収容室内に、対象組織及び第1の培養液を収容する工程と、前記上側収容室の下方に位置する下側収容室内に、第2の培養液を収容して、前記対象組織の一部分を、前記上側収容室と下側収容室との間を仕切る境界板に形成された連通孔から、前記第2の培養液に暴露させる工程と、を含む。   Therefore, in the method for creating a heterogeneous tissue, the step of storing the target tissue and the first culture solution in the upper storage chamber, and the second storage chamber located below the upper storage chamber, And a step of exposing a part of the target tissue to the second culture medium from a communication hole formed in a boundary plate that partitions the upper storage chamber and the lower storage chamber. ,including.

他のヘテロな状態の組織の作成方法においては、さらに、前記第2の培養液は薬剤を含む。   In another method for creating a heterogeneous tissue, the second culture solution further contains a drug.

更に他のヘテロな状態の組織の作成方法においては、さらに、前記第2の培養液は別の薬剤を含む他の培養液に交換される。   In yet another method of creating a heterogeneous tissue, the second culture solution is replaced with another culture solution containing another drug.

更に他のヘテロな状態の組織の作成方法においては、さらに、前記第2の培養液は遺伝子を含む。   In still another heterogeneous tissue preparation method, the second culture solution further contains a gene.

更に他のヘテロな状態の組織の作成方法においては、さらに、前記対象組織の一部分を前記第2の培養液に暴露させた後、前記対象組織を前記上側収容室から取出す工程を更に含む。   In another heterogeneous tissue preparation method, the method further includes the step of removing the target tissue from the upper storage chamber after exposing a part of the target tissue to the second culture solution.

また、ヘテロな状態の組織の作成装置においては、上側収容室を含む上層部と、該上層部の下側に位置し、下側収容室を含む下層部と、前記上側収容室と下側収容室との間を仕切る境界板とを備え、前記上側収容室内には、対象組織及び第1の培養液が収容され、前記下側収容室内には、第2の培養液が収容され、前記境界板には、前記対象組織が通過不能な連通孔が形成され、前記対象組織の一部分は、前記連通孔から下側収容室に露出して前記第2の培養液に暴露される。   In the heterogeneous tissue creation apparatus, the upper layer portion including the upper storage chamber, the lower layer portion positioned below the upper layer portion and including the lower storage chamber, the upper storage chamber and the lower storage chamber A boundary plate partitioning the chamber, the target tissue and the first culture solution are stored in the upper storage chamber, the second culture solution is stored in the lower storage chamber, and the boundary A communication hole through which the target tissue cannot pass is formed in the plate, and a part of the target tissue is exposed from the communication hole to the lower storage chamber and exposed to the second culture solution.

他のヘテロな状態の組織の作成装置においては、さらに、前記下側収容室は、互いに連通する第1側部、中央部、及び、第2側部を含み、前記中央部の上面は前記境界板によって覆われ、前記対象組織の一部分は前記中央部に露出する。   In another heterogeneous tissue creation apparatus, the lower storage chamber further includes a first side portion, a central portion, and a second side portion that communicate with each other, and an upper surface of the central portion is the boundary. Covered by a plate, a portion of the target tissue is exposed in the central portion.

更に他のヘテロな状態の組織の作成装置においては、さらに、前記第1側部及び第2側部の上面は少なくとも一部が開放され、前記第1側部及び第2側部の一方に液供給装置から培養液が供給され、他方から液排出装置によって培養液が排出される。   In still another heterogeneous tissue creation apparatus, the upper surfaces of the first side portion and the second side portion are at least partially open, and liquid is applied to one of the first side portion and the second side portion. The culture solution is supplied from the supply device, and the culture solution is discharged from the other side by the solution discharge device.

更に他のヘテロな状態の組織の作成装置においては、さらに、前記第1側部及び第2側部内に、エレクトロポレーション用の一対の電極が配設される。   In still another heterogeneous tissue creation apparatus, a pair of electrodes for electroporation are further disposed in the first side portion and the second side portion.

本開示によれば、種々の組織を局所的に薬剤に暴露したり、種々の組織に局所的に遺伝子を導入したりすることによって、ヘテロな状態の組織を作成することが可能である。   According to the present disclosure, it is possible to create a heterogeneous tissue by locally exposing various tissues to a drug or introducing a gene locally into various tissues.

第1の実施の形態における作成装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the production apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における作成装置の下層部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lower layer part of the production apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における作成装置の上層部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the upper layer part of the production apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における実際に作製された作成装置を示す写真である。It is a photograph which shows the production apparatus actually produced in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における作成装置の使用方法を示す図である。It is a figure which shows the usage method of the production apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における対象組織をヘテロな状態にする方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the method to make the object structure | tissue in a hetero state in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における境界板上に固定された対象組織の様子を説明する図及び写真である。It is the figure and photograph explaining the mode of the object organization fixed on the boundary board in a 1st embodiment. 第1の実施の形態における境界板上に固定された対象組織の変形を説明する図である。It is a figure explaining deformation | transformation of the object structure | tissue fixed on the boundary board in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における作成装置を使用して作成したヘテロな状態の組織を説明する図及び写真である。It is the figure and photograph explaining the structure | tissue of the hetero state produced using the production apparatus in 1st Embodiment. 第2の実施の形態における作成装置の使用方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the usage method of the preparation apparatus in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態における作成装置を使用して作成したヘテロな状態の組織を示す写真である。It is a photograph which shows the structure | tissue of the hetero state produced using the production apparatus in 2nd Embodiment.

以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

図1は第1の実施の形態における作成装置の構成を示す斜視図、図2は第1の実施の形態における作成装置の下層部の構成を示す図、図3は第1の実施の形態における作成装置の上層部の構成を示す図、図4は第1の実施の形態における実際に作製された作成装置を示す写真である。なお、図2及び3において、(a)は上面図、(b)は斜視図であり、図4において、(a)は側面を示す写真、(b)は上面を示す写真、(c)は複数の作成装置を並列に並べた状態を示す写真である。   FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a creation apparatus according to the first embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a lower layer of the creation apparatus according to the first embodiment, and FIG. 3 is a diagram according to the first embodiment. The figure which shows the structure of the upper layer part of a production apparatus, FIG. 4 is a photograph which shows the production apparatus actually produced in 1st Embodiment. 2 and 3, (a) is a top view, (b) is a perspective view, and in FIG. 4, (a) is a photograph showing a side surface, (b) is a photograph showing a top surface, and (c) is a photograph. It is a photograph which shows the state which arranged the some preparation apparatus in parallel.

図において、1は本実施の形態における作成装置であって、ヘテロな状態の組織を作成するための装置である。ここで、組織とは、細胞組織であって、例えば、塊状の細胞の一種であるスフェロイド、動物の臓器の一部である組織片等である。また、ヘテロな状態とは、ホモジニアス(Homogeneous)でなくヘテロジニアス(Heterogeneous)な状態であって、例えば、組織の一部分のみが各種の薬剤に暴露されたり、組織の一部分のみに各種の遺伝子が導入されたりすることにより、当該一部分又は当該一部分及びその近傍部分の性質乃至形質が局所的に組織の他の部分の性質乃至形質と異なっている状態である。なお、前記スフェロイドには、例えば、各種のガン細胞のスフェロイドや、ウシiPS細胞、ヒトES細胞、ヒトiPS細胞、マウスES細胞、マウスiPS細胞等のiPS細胞やES細胞のような幹細胞のスフェロイドが含まれる。また、前記組織片には、例えば、ヒトの肝臓の組織片、マウスの脳の組織片等のすべての組織片が含まれる。   In the figure, reference numeral 1 denotes a creation apparatus according to the present embodiment, which is an apparatus for creating a heterogeneous tissue. Here, the tissue refers to a cellular tissue, such as a spheroid that is a kind of massive cell, a tissue piece that is a part of an animal organ, and the like. In addition, the heterogeneous state is not a homogenous but a heterogeneous state. For example, only a part of the tissue is exposed to various drugs, or various genes are introduced into only a part of the tissue. As a result, the property or character of the part or the part and the vicinity thereof is locally different from the property or character of the other part of the tissue. Examples of the spheroids include spheroids of various cancer cells, spheroids of stem cells such as iPS cells such as bovine iPS cells, human ES cells, human iPS cells, mouse ES cells, and mouse iPS cells, and ES cells. included. The tissue pieces include all tissue pieces such as human liver tissue pieces and mouse brain tissue pieces.

なお、本実施の形態において、作成装置1の各部の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、前記作成装置1の各部が図に示される姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。   In the present embodiment, the expressions indicating directions such as upper, lower, left, right, front, rear, etc. used for explaining the configuration and operation of each part of the creating apparatus 1 are not absolute. Relative and appropriate when each part of the creation device 1 has the posture shown in the figure, but when that posture changes, it should be interpreted according to the change in posture It is.

図に示される例において、前記作成装置1は、下層部10と、該下層部10の上に載置される上層部20とを備える。前記下層部10は、例えば、略直方体状の形状を有する下側本体11と、該下側本体11に形成された下側収容室としての下側ウェル12とを含んでいる。また、前記上層部20は、例えば、略円筒状の形状を有する上側本体21と、該上側本体21に形成された上側収容室としての上側ウェル22とを含んでいる。   In the example shown in the figure, the creating apparatus 1 includes a lower layer part 10 and an upper layer part 20 placed on the lower layer part 10. The lower layer portion 10 includes, for example, a lower main body 11 having a substantially rectangular parallelepiped shape, and a lower well 12 as a lower accommodation chamber formed in the lower main body 11. The upper layer portion 20 includes, for example, an upper body 21 having a substantially cylindrical shape and an upper well 22 as an upper storage chamber formed in the upper body 21.

前記下側本体11は、例えば、シリコーンゴムの一種であるポリジメチルシロキサン(PDMS)から成る部材であるが、いかなる種類の材料から成るものであってもよく、また、その形状も、略直方体状に限定されるものでなく、いかなる形状であってもよい。図に示される例において、下側ウェル12は、互いに隣接する第1側部12a、中央部12b、及び、第2側部12cを含んでいる。前記第1側部12a、中央部12b、及び、第2側部12cは、それぞれ、下側本体11の厚さ方向(図1における上下方向)に延在する概略円筒状の空洞であり、図2(a)に示されるように、互いに隣接する空洞同士の一部が重複するように形成され、互いに連通している。なお、前記下側ウェル12の下面は図示されない底板によって閉止され、前記下側ウェル12の上面は開放されている。   The lower body 11 is, for example, a member made of polydimethylsiloxane (PDMS) which is a kind of silicone rubber, but may be made of any kind of material, and the shape thereof is also a substantially rectangular parallelepiped shape. It is not limited to, and any shape may be used. In the example shown in the figure, the lower well 12 includes a first side portion 12a, a central portion 12b, and a second side portion 12c that are adjacent to each other. The first side portion 12a, the central portion 12b, and the second side portion 12c are respectively substantially cylindrical cavities extending in the thickness direction of the lower main body 11 (vertical direction in FIG. 1). As shown in 2 (a), the cavities adjacent to each other are formed so as to overlap each other and communicate with each other. The lower surface of the lower well 12 is closed by a bottom plate (not shown), and the upper surface of the lower well 12 is open.

前記上側本体21は、例えば、シリコーンゴムの一種であるポリジメチルシロキサン(PDMS)から成る部材であるが、いかなる種類の材料から成るものであってもよく、また、その形状も、略円筒状に限定されるものでなく、いかなる形状であってもよい。図に示される例において、上側ウェル22は、上側本体21の厚さ方向(図1における上下方向)に延在する概略円筒状の空洞である。そして、前記上側ウェル22の下面は、境界板26によって閉止され、前記上側ウェル22の上面は開放されている。前記境界板26は、例えば、PDMSから成る厚さ約20〔μm〕の薄膜部材であるが、いかなる種類の材料から成るものであってもよく、また、その厚さも適宜変更することができる。本実施の形態において、前記境界板26の中央には、該境界板26を厚さ方向(図1における上下方向)に貫通する連通孔27が形成されている。該連通孔27の直径は、例えば、100〔μm〕以上であるが、これに限定されるものでなく、任意に設定することができる。前記連通孔27の直径は、培養液が通過可能であって、かつ、後述される対象組織31が通過不能な大きさに設定されるものであり、好適には100〔μm〕〜3〔mm〕、さらに好適には100〔μm〕〜500〔μm〕である。   For example, the upper body 21 is a member made of polydimethylsiloxane (PDMS), which is a kind of silicone rubber, but may be made of any kind of material, and the shape thereof is also substantially cylindrical. It is not limited and any shape may be used. In the example shown in the figure, the upper well 22 is a substantially cylindrical cavity extending in the thickness direction of the upper main body 21 (vertical direction in FIG. 1). The lower surface of the upper well 22 is closed by a boundary plate 26, and the upper surface of the upper well 22 is open. The boundary plate 26 is, for example, a thin film member made of PDMS and having a thickness of about 20 [μm]. However, the boundary plate 26 may be made of any kind of material, and the thickness thereof can be appropriately changed. In the present embodiment, a communication hole 27 penetrating the boundary plate 26 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1) is formed at the center of the boundary plate 26. The diameter of the communication hole 27 is, for example, 100 [μm] or more, but is not limited to this and can be arbitrarily set. The diameter of the communication hole 27 is set such that the culture solution can pass therethrough and the target tissue 31 described later cannot pass through, preferably 100 [μm] to 3 [mm]. More preferably, the thickness is 100 [μm] to 500 [μm].

前記上層部20が下層部10の上に載置されると、前記上層部20は、下側ウェル12の中央部12bの直上に位置し、少なくとも該中央部12bの上面は上層部20の下面によって覆われる。そして、上側ウェル22と下側ウェル12とは、連通孔27を介して、連通する。例えば、前記上層部20の外径は、中央部12bの直径よりも大きく設定され、上側ウェル22の直径は中央部12bの直径と同等程度に設定されている。   When the upper layer portion 20 is placed on the lower layer portion 10, the upper layer portion 20 is positioned immediately above the central portion 12 b of the lower well 12, and at least the upper surface of the central portion 12 b is the lower surface of the upper layer portion 20. Covered by. The upper well 22 and the lower well 12 communicate with each other through the communication hole 27. For example, the outer diameter of the upper layer portion 20 is set larger than the diameter of the central portion 12b, and the diameter of the upper well 22 is set to be approximately equal to the diameter of the central portion 12b.

図4は、実際に作製されたPDMSから成る作成装置1の写真であり、(a)は作成装置1の側面を撮影した写真、(b)は作成装置1の上面を撮影した写真である。なお、実際にヘテロな状態の組織を作成する際には、図4(c)に示されるように、複数の作成装置1を並列に配列して用いることが望ましい。   4A and 4B are photographs of the production apparatus 1 made of PDMS actually produced. FIG. 4A is a photograph of the side of the production apparatus 1 and FIG. 4B is a photograph of the top surface of the production apparatus 1. When actually creating a heterogeneous tissue, it is desirable to use a plurality of creation devices 1 arranged in parallel as shown in FIG.

次に、前記作成装置1を使用してヘテロな状態の組織を作成する方法について説明する。まず、前記作成装置1の使用方法の概略について説明する。   Next, a method for creating a heterogeneous tissue using the creation apparatus 1 will be described. First, an outline of a method for using the creating apparatus 1 will be described.

図5は第1の実施の形態における作成装置の使用方法を示す図である。なお、図において、(a)は斜視図、(b)は(a)におけるA−A矢視断面図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a method of using the creation apparatus according to the first embodiment. In addition, in the figure, (a) is a perspective view, (b) is an AA arrow sectional drawing in (a).

図に示されるように、作成の対象となる組織としての対象組織31は、上側ウェル22内に収容される。前述のように、境界板26に形成された連通孔27のサイズは、対象組織31が通過不能なように、該対象組織31の外寸よりも小さく設定されている。なお、図に示される例において、対象組織31の形状は、描画の都合上、球形となっているが、実際の対象組織31の形状は、必ずしも球形ではないことを理解されたい。   As shown in the figure, a target tissue 31 as a tissue to be created is accommodated in the upper well 22. As described above, the size of the communication hole 27 formed in the boundary plate 26 is set smaller than the outer dimension of the target tissue 31 so that the target tissue 31 cannot pass through. In the example shown in the figure, the shape of the target tissue 31 is spherical for convenience of drawing, but it should be understood that the actual shape of the target tissue 31 is not necessarily spherical.

そして、上側ウェル22内には第1の培養液35Aが供給され、下側ウェル12内には第2の培養液35Bが供給されている。前記第1の培養液35Aと第2の培養液35Bとは、必ずしも異なるものである必要はなく、同一のものである場合もある。なお、前記第1の培養液35Aと第2の培養液35Bとを統合的に説明する場合には、培養液35として説明する。   The first culture solution 35A is supplied into the upper well 22, and the second culture solution 35B is supplied into the lower well 12. The first culture solution 35A and the second culture solution 35B do not necessarily have to be different, and may be the same. In addition, when demonstrating the said 1st culture solution 35A and the 2nd culture solution 35B integrally, it demonstrates as the culture solution 35. FIG.

前記第1の培養液35Aは、必ずしも、上側ウェル22内の全部を満たす必要はなく、対象組織31の全体が覆われる程度の量であればよい。一方、前記第2の培養液35Bは、下側ウェル12内の全部を満たし、その表面(界面)が、上側ウェル22の下面を閉鎖する境界板26に到達していることが望ましい。これにより、対象組織31における連通孔27から下方に露出する部分は、第2の培養液35Bに暴露されることとなる。   The first culture solution 35A does not necessarily need to fill the entire upper well 22, and may be an amount that covers the entire target tissue 31. On the other hand, it is desirable that the second culture solution 35B fills the entire lower well 12 and its surface (interface) reaches the boundary plate 26 that closes the lower surface of the upper well 22. Thereby, the part exposed downward from the communicating hole 27 in the target tissue 31 is exposed to the second culture solution 35B.

次に、前記作成装置1の使用方法について詳細に説明する。   Next, a method for using the creating apparatus 1 will be described in detail.

図6は第1の実施の形態における対象組織をヘテロな状態にする方法を説明する断面図、図7は第1の実施の形態における境界板上に固定された対象組織の様子を説明する図及び写真、図8は第1の実施の形態における境界板上に固定された対象組織の変形を説明する図、図9は第1の実施の形態における作成装置を使用して作成したヘテロな状態の組織を説明する図及び写真である。なお、図6において、(a)〜(e)は、各工程を示す図、(f)及び(g)は(e)における要部拡大図であり、図7において、(a)は対象組織の断面図、(b)は対象組織の上面を示す写真であり、図9において、(a)は組織の断面図、(b)は組織の写真、(c)及び(d)は組織の蛍光写真である。   FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a method for making the target tissue in a heterogeneous state in the first embodiment, and FIG. 7 is a diagram for explaining the state of the target tissue fixed on the boundary plate in the first embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining deformation of the target tissue fixed on the boundary plate in the first embodiment, and FIG. 9 is a heterogeneous state created by using the creation apparatus in the first embodiment. It is the figure and photograph explaining an organization of. 6, (a) to (e) are diagrams showing each step, (f) and (g) are enlarged views of the main part in (e), and in FIG. 7, (a) is the target tissue. FIG. 9B is a photograph showing the upper surface of the target tissue. In FIG. 9, (a) is a sectional view of the tissue, (b) is a photograph of the tissue, and (c) and (d) are fluorescence of the tissue. It is a photograph.

まず、図6(a)に示されるように、培養液35も対象組織31も収容されていない空の作成装置1を用意する。   First, as shown in FIG. 6A, an empty preparation device 1 in which neither the culture solution 35 nor the target tissue 31 is accommodated is prepared.

続いて、該作成装置1の上側ウェル22内に第1の培養液35Aを供給する。すると、該第1の培養液35Aは、境界板26に形成された連通孔27を通過して、下側ウェル12に流入し、図6(b)に示されるように、該下側ウェル12に充満する。このとき、上側ウェル22は、ある程度の第1の培養液35Aを収容しているが、第1の培養液35Aで充満されない状態となる。   Subsequently, the first culture solution 35A is supplied into the upper well 22 of the production apparatus 1. Then, the first culture solution 35A passes through the communication hole 27 formed in the boundary plate 26 and flows into the lower well 12, and as shown in FIG. 6 (b), the lower well 12 To charge. At this time, the upper well 22 contains a certain amount of the first culture solution 35A, but is not filled with the first culture solution 35A.

続いて、図6(c)に示されるように、導入装置40を使用して、上側ウェル22の上面から対象組織31を上側ウェル22内に導入する。この場合、対象組織31とともに第1の培養液35Aも上側ウェル22内に導入することが望ましい。これにより、第1の培養液35Aが上側ウェル22内に補充される。なお、前記導入装置40は、例えば、第1の培養液35Aに浸された状態の対象組織31を導入できる程度に大径のピペット(Pipette)であるが、対象組織31を導入可能な装置乃至道具であれば、いかなる種類のものであってもよい。   Subsequently, as illustrated in FIG. 6C, the target tissue 31 is introduced into the upper well 22 from the upper surface of the upper well 22 using the introduction device 40. In this case, it is desirable to introduce the first culture solution 35 </ b> A together with the target tissue 31 into the upper well 22. Thereby, the first culture solution 35A is replenished into the upper well 22. The introduction device 40 is, for example, a pipette having a diameter large enough to introduce the target tissue 31 immersed in the first culture solution 35A. Any kind of tool can be used.

上側ウェル22内に対象組織31が導入されるとともに、第1の培養液35Aが補充されるので、図6(d)に示されるように、上側ウェル22も第1の培養液35Aで充満される。すると、上側ウェル22内の第1の培養液35Aの液面が、矢印Hで示されるだけ、下側ウェル12内の第1の培養液35Aの液面より高くなるので、対象組織31に、矢印Pで示されるように、液圧が作用する。その結果、対象組織31は、境界板26における連通孔27の上に押し付けられた状態となり、その一部分が連通孔27から下側ウェル12の中央部12bに露出する。   Since the target tissue 31 is introduced into the upper well 22 and the first culture solution 35A is replenished, the upper well 22 is also filled with the first culture solution 35A, as shown in FIG. 6 (d). The Then, the liquid level of the first culture solution 35A in the upper well 22 becomes higher than the liquid level of the first culture solution 35A in the lower well 12 as indicated by the arrow H. As indicated by the arrow P, hydraulic pressure acts. As a result, the target tissue 31 is pressed onto the communication hole 27 in the boundary plate 26, and a part thereof is exposed from the communication hole 27 to the central portion 12 b of the lower well 12.

図7(a)には、境界板26における連通孔27の上に押し付けられた状態となっている対象組織31が、細胞のスフェロイドである場合が示されている。該スフェロイドは、その大部分が上側ウェル22内に位置するが、その下方の一部分が連通孔27から下側ウェル12に露出している。このような状態で培養されたスフェロイドは、図8に示されるように、分節型の形状に変化する。   FIG. 7A shows a case where the target tissue 31 that is pressed onto the communication hole 27 in the boundary plate 26 is a cell spheroid. Most of the spheroid is located in the upper well 22, but a part of the lower part is exposed to the lower well 12 from the communication hole 27. The spheroids cultured in such a state change to a segmental shape as shown in FIG.

図7(b)には、実験例として、実際に作製された作成装置1の境界板26における連通孔27の上に、対象組織31としてのスフェロイドが押し付けられた状態を、上方から撮影した写真が示されている。図7(b)に示される例において、対象組織31は、マウスES細胞のEB(Embryoid Body)であり、連通孔27の直径は200〔μm〕である。   FIG. 7B shows, as an experimental example, a photograph taken from above of a state in which a spheroid as the target tissue 31 is pressed onto the communication hole 27 in the boundary plate 26 of the production device 1 actually produced. It is shown. In the example shown in FIG. 7B, the target tissue 31 is an EB (Embryoid Body) of mouse ES cells, and the diameter of the communication hole 27 is 200 [μm].

なお、下側ウェル12内の培養液35を第1の培養液35Aから第2の培養液35Bに交換する場合には、図6(e)に示されるように、下側ウェル12の第1側部12aの上面から、液排出装置42によって、下側ウェル12内の第1の培養液35Aを吸引して排出するとともに、下側ウェル12の第2側部12cの上面から、液供給装置41によって、下側ウェル12内に第2の培養液35Bを供給する。このように、下側ウェル12の上面の一端から第1の培養液35Aを排出しつつ、下側ウェル12の上面の他端から第2の培養液35Bを供給することにより、下側ウェル12内の培養液35を第1の培養液35Aから第2の培養液35Bに交換することができる。なお、前記液排出装置42は、例えば、アスピレーター(Aspirator)であるが、培養液35等の液体を吸引して排出可能な装置乃至道具であれば、いかなる種類のものであってもよい。また、前記液供給装置41は、例えば、ピペットであるが、培養液35等の液体を供給可能な装置乃至道具であれば、いかなる種類のものであってもよい。   When the culture medium 35 in the lower well 12 is exchanged from the first culture liquid 35A to the second culture liquid 35B, as shown in FIG. 6 (e), the first well 12 in the lower well 12 is replaced. From the upper surface of the side part 12a, the liquid discharger 42 sucks and discharges the first culture solution 35A in the lower well 12, and from the upper surface of the second side part 12c of the lower well 12, the liquid supply device 41 supplies the second culture solution 35B into the lower well 12. Thus, by discharging the first culture solution 35A from one end of the upper surface of the lower well 12 and supplying the second culture solution 35B from the other end of the upper surface of the lower well 12, the lower well 12 is supplied. The inside culture solution 35 can be exchanged from the first culture solution 35A to the second culture solution 35B. The liquid discharge device 42 is, for example, an aspirator, but may be any type of device or tool that can suck and discharge a liquid such as the culture solution 35. The liquid supply device 41 is, for example, a pipette, but may be of any type as long as it is a device or tool capable of supplying a liquid such as the culture solution 35.

前記液供給装置41によって下側ウェル12の第2側部12cの上面から培養液35を供給すると、図6(f)に示されるように、下側ウェル12の第1側部12aの上面においては、培養液35の液面35sが、表面張力により、球面のように盛り上がる。そこで、該球面の部分から、前記液排出装置42によって培養液35を吸引して排出することが望ましい。これにより、下側ウェル12の第1側部12aの上面における培養液35の液面35sは、図6(g)に示されるように、ほぼ平らになる。   When the culture solution 35 is supplied from the upper surface of the second side portion 12c of the lower well 12 by the liquid supply device 41, as shown in FIG. 6 (f), on the upper surface of the first side portion 12a of the lower well 12 The liquid surface 35s of the culture solution 35 rises like a spherical surface due to surface tension. Therefore, it is desirable that the culture medium 35 is sucked and discharged from the spherical portion by the liquid discharge device 42. Thereby, the liquid level 35s of the culture solution 35 on the upper surface of the first side portion 12a of the lower well 12 becomes substantially flat as shown in FIG. 6 (g).

このように、上側ウェル22内に対象組織31を移し替えることなく、下側ウェル12内の培養液35を第1の培養液35Aから第2の培養液35Bに交換することができるので、対象組織31の組織がダメージを受けることがなく、かつ、コンタミネーションの危険性がない。   In this way, the culture medium 35 in the lower well 12 can be exchanged from the first culture liquid 35A to the second culture liquid 35B without transferring the target tissue 31 into the upper well 22, so that the target The tissue of the tissue 31 is not damaged and there is no risk of contamination.

ここで、第2の培養液35Bが、例えば、所定の薬剤を含有したものであるとすると、対象組織31における連通孔27から下方に露出する部分は、局所的に、所定の薬剤に暴露されることとなる。これにより、前記対象組織31は、一部分のみが所定の薬剤に暴露されることによって、当該一部分又は当該一部分及びその近傍部分の性質乃至形質が他の部分と異なったヘテロな状態の組織となる。そして、このようにヘテロな状態の組織となった対象組織31を作成装置1の上側ウェル22から取出すことにより、ヘテロな状態の組織を容易に、かつ、正確に観察したり検査したりすることができる。   Here, if the second culture solution 35B contains, for example, a predetermined drug, a portion exposed downward from the communication hole 27 in the target tissue 31 is locally exposed to the predetermined drug. The Rukoto. As a result, only a part of the target tissue 31 is exposed to a predetermined drug, so that the nature or character of the part or the part and the vicinity thereof is different from other parts. Then, by taking out the target tissue 31 that has become a heterogeneous tissue in this way from the upper well 22 of the creation apparatus 1, the heterogeneous tissue can be easily and accurately observed or inspected. Can do.

また、第1の培養液35Aと第2の培養液35Bとが互いに異なる薬剤を含有したものであるとすると、対象組織31における上側ウェル22内の部分と連通孔27から下方に露出する部分とは、それぞれ、局所的に異なる薬剤に暴露されることとなる。これにより、前記対象組織31は、複数の部分が異なる薬剤に暴露されることによって、当該部分同士又は当該部分及びその近傍部分同士の性質乃至形質が互いに異なったヘテロな状態の組織となる。そして、このようにヘテロな状態の組織となった対象組織31を作成装置1の上側ウェル22から取出すことにより、ヘテロな状態の組織を容易に、かつ、正確に観察したり検査したりすることができる。   Further, assuming that the first culture solution 35A and the second culture solution 35B contain different drugs, a portion in the upper well 22 and a portion exposed downward from the communication hole 27 in the target tissue 31; Each will be exposed locally to a different drug. Thereby, the said target tissue 31 turns into the structure | tissue of the hetero state from which the property thru | or character of the said parts or the said part and its vicinity part differ mutually by exposing a several part to a different chemical | medical agent. Then, by taking out the target tissue 31 that has become a heterogeneous tissue in this way from the upper well 22 of the creation apparatus 1, the heterogeneous tissue can be easily and accurately observed or inspected. Can do.

本実施の形態においては、実験例として、細胞のスフェロイドの上下の部分を異なる蛍光物質で染色する実験が行われた。図9(a)には、境界板26における連通孔27の上に押し付けられた状態となっている対象組織31が細胞のスフェロイドであり、上側ウェル22内に第1の培養液35Aが供給され、下側ウェル12内に第2の培養液35Bが供給された場合が示されている。なお、対象組織31は、マウスES細胞のEBである。   In the present embodiment, as an experiment example, an experiment was performed in which upper and lower portions of a cell spheroid are stained with different fluorescent substances. In FIG. 9A, the target tissue 31 that is pressed onto the communication hole 27 in the boundary plate 26 is a cell spheroid, and the first culture solution 35 </ b> A is supplied into the upper well 22. The case where the second culture solution 35B is supplied into the lower well 12 is shown. The target tissue 31 is an EB of a mouse ES cell.

実際に作製された作成装置1内において、一晩培養された対象組織31としてのスフェロイドは、図9(a)に示されるように、分節型の形状に変化した。続いて、上側ウェル22内の第1の培養液35Aとして、蛍光色素であるHoechstを含有する培養液35を使用し、下側ウェル12内の第2の培養液35Bとして、ミトコンドリアの蛍光染色色素であるMitoTracker(R) Orangeを含有する培養液35を使用して、前記スフェロイドを染色した。そして、染色されたスフェロイドである対象組織31は、作成装置1の上側ウェル22から取出された。   In the production apparatus 1 actually produced, the spheroids as the target tissue 31 cultured overnight changed to a segmental shape as shown in FIG. 9A. Subsequently, the culture medium 35 containing Hoechst, which is a fluorescent dye, is used as the first culture liquid 35A in the upper well 22, and the mitochondrial fluorescent staining dye is used as the second culture liquid 35B in the lower well 12 The spheroids were stained using a culture solution 35 containing MitoTracker® Orange. Then, the target tissue 31 that is a stained spheroid was taken out from the upper well 22 of the creating apparatus 1.

図9(b)には、取出されたスフェロイドの写真が示されている。分節型の形状になっていることが分かる。図9(c)はMitoTracker(R) Orangeによる染色を示す取出されたスフェロイドの蛍光写真であり、図9(d)はHoechstによる染色を示す取出されたスフェロイドの蛍光写真である。図9(b)〜(d)から、スフェロイドの各部が異なる色で染色されたことが分かる。   FIG. 9B shows a photograph of the extracted spheroid. It can be seen that it has a segmented shape. FIG. 9C is a fluorescent photograph of the extracted spheroid showing staining with MitoTracker® Orange, and FIG. 9D is a fluorescent photograph of the extracted spheroid showing staining with Hoechst. It can be seen from FIGS. 9B to 9D that each part of the spheroid was stained with a different color.

これにより、上側ウェル22に供給される第1の培養液35Aと下側ウェル12に供給される第2の培養液35Bとを、互いに異なる薬剤を含有したものにすると、対象組織31における上側ウェル22内の部分と連通孔27から下方に露出する部分とが、それぞれ、局所的に異なる薬剤に暴露され、性質乃至形質が互いに異なった複数の部分を備えるヘテロな状態の組織となることが確認された。   Accordingly, when the first culture solution 35A supplied to the upper well 22 and the second culture solution 35B supplied to the lower well 12 contain different drugs, the upper well in the target tissue 31 22 and a portion exposed downward from the communication hole 27 are locally exposed to different drugs, and it is confirmed that the tissue is in a heterogeneous state including a plurality of portions having different properties or traits. It was done.

また、別の種類の薬剤をそれぞれ含有した複数種類の第2の培養液35Bをあらかじめ用意しておき、下側ウェル12に供給される第2の培養液35Bを順次入れ替えることによって、複数種類の薬剤が対象組織31に及ぼす影響を順次観察したり検査したりすることができる。すなわち、ある種の組織から成る対象組織31に対して効果を発見する薬剤を見つけ出すための、薬剤のスクリーニングを効率的に行うことができる。   Also, a plurality of types of second culture solutions 35B each containing another type of drug are prepared in advance, and the plurality of types of second culture solutions 35B supplied to the lower well 12 are sequentially replaced, whereby a plurality of types of second culture solutions 35B are prepared. The influence of the drug on the target tissue 31 can be observed and examined sequentially. That is, it is possible to efficiently perform drug screening for finding a drug that has an effect on a target tissue 31 composed of a certain type of tissue.

さらに、前記第2の培養液35Bが、例えば、所定の遺伝子を含有したものであるとすると、対象組織31における連通孔27から下方に露出する部分には、局所的に、前記遺伝子が導入されることとなる。これにより、一部分のみに所定の遺伝子が導入されることによって、当該一部分又は当該一部分及びその近傍部分の性質乃至形質が他の部分と異なったヘテロな状態の組織となる。   Furthermore, if the second culture solution 35B contains, for example, a predetermined gene, the gene is locally introduced into a portion exposed downward from the communication hole 27 in the target tissue 31. The Rukoto. As a result, by introducing a predetermined gene into only a part, a tissue in a heterogeneous state in which the nature or character of the part or the part and its vicinity is different from other parts.

例えば、生体内におけるガン細胞は、一般的に、血管に付着しているので、該血管に付着した部分が、まず、生体に投与されて血液中に含まれた抗がん剤等の薬剤に暴露され、前記血管に付着した部分又は当該部分及びその近傍部分の性質乃至形質が、薬剤によって、他の部分と異なった状態になる、と考えられる。したがって、上述のようにしてヘテロな状態の組織となった対象組織31を作成装置1の上側ウェル22から取出すことにより、生体内における各種の組織と同様の、ヘテロな状態の組織を観察したり検査したりすることができる。   For example, since cancer cells in a living body are generally attached to blood vessels, a portion attached to the blood vessels is first administered to a living body and becomes a drug such as an anticancer agent contained in blood. It is considered that the nature or character of the part exposed to and attached to the blood vessel or the part in the vicinity thereof and the vicinity thereof are different from those of other parts by the drug. Therefore, by taking out the target tissue 31 that has become a heterogeneous tissue as described above from the upper well 22 of the creation apparatus 1, a heterogeneous tissue similar to various tissues in the living body can be observed. Can be inspected.

このように、本実施の形態において、ヘテロな状態の組織の作成方法は、上側ウェル22内に、対象組織31及び第1の培養液35Aを収容する工程と、上側ウェル22の下方に位置する下側ウェル12内に、第2の培養液35Bを収容して、対象組織31の一部分を、上側ウェル22と下側ウェル12との間を仕切る境界板26に形成された連通孔27から、第2の培養液35Bに暴露させる工程と、を含んでいる。これにより、容易に、かつ、確実にヘテロな状態の組織を作成することができる。   Thus, in the present embodiment, the method for creating a heterogeneous tissue is located under the upper well 22 and the step of accommodating the target tissue 31 and the first culture solution 35A in the upper well 22. The second culture solution 35B is accommodated in the lower well 12, and a part of the target tissue 31 is separated from the communication hole 27 formed in the boundary plate 26 that partitions the upper well 22 and the lower well 12. Exposing to the second culture solution 35B. Thereby, the structure | tissue of a hetero state can be created easily and reliably.

また、ヘテロな状態の組織の作成装置1は、上側ウェル22を含む上層部20と、上層部20の下側に位置し、下側ウェル12を含む下層部10と、上側ウェル22と下側ウェル12との間を仕切る境界板26とを備え、上側ウェル22内には、対象組織31及び第1の培養液35Aが収容され、下側ウェル12内には、第2の培養液35Bが収容され、境界板26には、対象組織31が通過不能な連通孔27が形成され、対象組織31の一部分は、連通孔27から下側ウェル12に露出して第2の培養液35Bに暴露される。これにより、簡素な構成でありながら、容易に、かつ、確実にヘテロな状態の組織を作成することができる。そして、作成されたヘテロな状態の組織を作成装置1から取出して、正確に観察したり検査したりすること可能となる。   In addition, the heterogeneous tissue creation apparatus 1 includes an upper layer portion 20 including an upper well 22, a lower layer portion 10 including a lower well 12, and an upper well 22 and a lower side. A boundary plate 26 for partitioning the well 12, the target tissue 31 and the first culture solution 35 </ b> A are accommodated in the upper well 22, and the second culture solution 35 </ b> B is contained in the lower well 12. In the boundary plate 26, a communication hole 27 through which the target tissue 31 cannot pass is formed, and a part of the target tissue 31 is exposed to the lower well 12 from the communication hole 27 and exposed to the second culture solution 35B. Is done. Thereby, it is possible to easily and reliably create a heterogeneous tissue with a simple configuration. Then, the created heterogeneous tissue can be taken out from the creation device 1 and accurately observed or inspected.

さらに、第2の培養液35Bは薬剤を含む。したがって、局所的に薬剤の影響を受けた組織を作成することができる。   Furthermore, the 2nd culture solution 35B contains a chemical | medical agent. Therefore, it is possible to create a tissue locally affected by the drug.

さらに、第2の培養液35Bは別の薬剤を含む他の培養液に交換される。これにより、薬剤のスクリーニングを効率的に行うことができる。   Furthermore, the second culture solution 35B is replaced with another culture solution containing another drug. Thereby, drug screening can be performed efficiently.

さらに、下側ウェル12は、互いに連通する第1側部12a、中央部12b、及び、第2側部12cを含み、中央部12bの上面は境界板26によって覆われ、対象組織31の一部分は中央部12bに露出する。さらに、第1側部12a及び第2側部12cの上面は少なくとも一部が開放され、第1側部12a及び第2側部12cの一方に液供給装置41から培養液が供給され、他方から液排出装置42によって培養液が排出される。これにより、第2の培養液35Bを容易に入れ替えることができ、対象組織31の組織がダメージを受けることがなく、かつ、コンタミネーションの危険性がない。   Further, the lower well 12 includes a first side portion 12a, a central portion 12b, and a second side portion 12c that are in communication with each other. The upper surface of the central portion 12b is covered with a boundary plate 26, and a part of the target tissue 31 is formed. It is exposed at the central portion 12b. Furthermore, at least a part of the upper surfaces of the first side portion 12a and the second side portion 12c is opened, and the culture solution is supplied from the liquid supply device 41 to one of the first side portion 12a and the second side portion 12c. The culture medium is discharged by the liquid discharge device 42. Thereby, the 2nd culture solution 35B can be replaced easily, the structure | tissue of the object structure | tissue 31 is not damaged, and there is no danger of contamination.

次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第1の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。   Next, a second embodiment will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. The description of the same operation and the same effect as those of the first embodiment is also omitted.

図10は第2の実施の形態における作成装置の使用方法を示す斜視図、図11は第2の実施の形態における作成装置を使用して作成したヘテロな状態の組織を示す写真である。なお、図11において、(a)は組織の写真、(b)は組織の蛍光写真である。   FIG. 10 is a perspective view showing a method of using the creating apparatus according to the second embodiment, and FIG. 11 is a photograph showing a heterogeneous tissue created using the creating apparatus according to the second embodiment. In FIG. 11, (a) is a photograph of the tissue, and (b) is a fluorescence photograph of the tissue.

図10に示されるように、本実施の形態において、作成装置1は一対の電極45を更に備える。該電極45の各々は、その先端が下側ウェル12内の第1側部12a及び第2側部12c内に配設され、その基端は図示されない電源に接続されている。これにより、下側ウェル12内の培養液35に電気パルスを印加することができる。   As shown in FIG. 10, in the present embodiment, the creation apparatus 1 further includes a pair of electrodes 45. Each of the electrodes 45 has a distal end disposed in the first side portion 12a and the second side portion 12c in the lower well 12, and a proximal end thereof is connected to a power source (not shown). Thereby, an electric pulse can be applied to the culture solution 35 in the lower well 12.

本実施の形態においては、実験例として、ヒトiPS細胞のスフェロイドに緑色蛍光タンパク質(GFP:Green Fluorescent Protein)の遺伝子を導入する実験が行われた。   In the present embodiment, as an experimental example, an experiment was performed in which a gene for green fluorescent protein (GFP) was introduced into spheroids of human iPS cells.

具体的には、Essential8培養液を用いてヒトiPS細胞(409B2株)を培養することによって作成されたスフェロイドを対象組織31として使用した。作成されたスフェロイドである対象組織31は、作成装置1に移され、前記第1の実施の形態と同様に、上側ウェル22内に収容された。また、該上側ウェル22内には、第1の培養液35Aとして、前記Essential8培養液が供給された。さらに、下側ウェル12内には、第2の培養液35Bとして、GFPの遺伝子を懸濁させた細胞懸濁液、具体的には、Opti−MEM培養液にcag−GFP遺伝子を加えたものが供給された。   Specifically, a spheroid prepared by culturing human iPS cells (409B2 strain) using an Essential 8 culture solution was used as the target tissue 31. The created target tissue 31 that is a spheroid was transferred to the creating apparatus 1 and housed in the upper well 22 as in the first embodiment. In addition, the Essential 8 culture solution was supplied into the upper well 22 as the first culture solution 35A. Further, in the lower well 12, as the second culture solution 35B, a cell suspension in which the GFP gene is suspended, specifically, a solution in which the cag-GFP gene is added to the Opti-MEM culture solution Was supplied.

続いて、前記一対の電極45により、下側ウェル12内の第2の培養液35Bに電気パルスとして、細胞膜に微細孔を穿つポアリングパルス、及び、遺伝子や薬剤を細胞内に送り込むトランスファーパルスが印加され、電気穿孔法、すなわち、エレクトロポレーション(Electroporation)が行われた。前記ポアリングパルスは、電圧が200〔V〕、パルス長が5〔msec〕、パルスインターバルが50〔msec〕、パルス数が2、減衰率が10であった。前記トランスファーパルスは、電圧が30〔V〕、パルス長が50〔msec〕、パルスインターバルが50〔msec〕、パルス数が5、減衰率が10であった。なお、エレクトロポレーションは、周知の方法であるので、その説明は省略する。これにより、対象組織31における連通孔27から下方に露出する部分に、GFPの遺伝子が導入された。   Subsequently, by the pair of electrodes 45, a poreing pulse that pierces the micropores in the cell membrane and a transfer pulse that sends a gene or drug into the cell as an electric pulse to the second culture solution 35 B in the lower well 12. Applied and electroporation, ie electroporation, was performed. The poreing pulse had a voltage of 200 [V], a pulse length of 5 [msec], a pulse interval of 50 [msec], a number of pulses of 2, and an attenuation factor of 10. The transfer pulse had a voltage of 30 [V], a pulse length of 50 [msec], a pulse interval of 50 [msec], a number of pulses of 5, and an attenuation factor of 10. In addition, since electroporation is a well-known method, the description is abbreviate | omitted. As a result, the GFP gene was introduced into a portion of the target tissue 31 exposed downward from the communication hole 27.

続いて、GFPの遺伝子が導入された対象組織31は、作成装置1の上側ウェル22から取出されて皿状の培養容器に移され、該培養容器内に収容された培地に浸された状態で培養された。   Subsequently, the target tissue 31 into which the GFP gene has been introduced is taken out from the upper well 22 of the production apparatus 1 and transferred to a dish-shaped culture container, and immersed in a medium accommodated in the culture container. Incubated.

図11には、前記培養容器内での培養開始から一晩経過した対象組織31としてのヒトiPS細胞のスフェロイドの写真が示されている。図11(a)は前記ヒトiPS細胞のスフェロイドの写真であり、図11(b)はGFPの遺伝子による蛍光を観察するための前記ヒトiPS細胞のスフェロイドの蛍光写真である。   FIG. 11 shows a photograph of a spheroid of human iPS cells as the target tissue 31 that has passed overnight since the start of culture in the culture vessel. FIG. 11A is a photograph of the spheroid of the human iPS cell, and FIG. 11B is a fluorescence photograph of the spheroid of the human iPS cell for observing fluorescence due to the GFP gene.

図11から、対象組織31としてのヒトiPS細胞のスフェロイドにおいては、GFPの遺伝子が導入された一部分又は当該一部分及びその近傍部分のみ、その性質が変化乃至その形質が転換して、局所的に、蛍光を発光していることが分かる。   From FIG. 11, in the spheroid of the human iPS cell as the target tissue 31, only the part into which the GFP gene is introduced or the part and the vicinity thereof, the property is changed or the character is transformed, It turns out that it is emitting fluorescence.

これにより、下側ウェル12内に供給される第2の培養液35Bを所定の遺伝子を含有したものにすると、対象組織31における連通孔27から下方に露出する部分には、局所的に、前記遺伝子が導入され、これにより、前記対象組織31は、一部分のみに所定の遺伝子が導入されることによって、当該一部分又は当該一部分及びその近傍部分の性質乃至形質が他の部分と異なったヘテロな状態の組織となることが確認された。   Thus, when the second culture solution 35B supplied into the lower well 12 contains a predetermined gene, the portion of the target tissue 31 exposed downward from the communication hole 27 is locally, Thus, the target tissue 31 is in a heterogeneous state in which the nature or character of the part or the part and the vicinity thereof is different from other parts by introducing a predetermined gene into only a part. It was confirmed that it became an organization.

このように、本実施の形態においては、第2の培養液35Bは遺伝子を含む。したがって、局所的に遺伝子が導入され、局所的に性質が変化したり形質が転換したヘテロな状態の組織を得ることができる。   Thus, in the present embodiment, the second culture solution 35B includes a gene. Therefore, a gene can be locally introduced, and a heterogeneous tissue in which properties are locally changed or transformed can be obtained.

また、第1側部12a及び第2側部12c内に、エレクトロポレーション用の一対の電極45が配設される。したがって、対象組織31の一部分のみに確実に遺伝子を導入することができる。   A pair of electrodes 45 for electroporation are disposed in the first side portion 12a and the second side portion 12c. Therefore, the gene can be reliably introduced into only a part of the target tissue 31.

以上説明したように、前記第1及び第2の実施の形態におけるヘテロな状態の組織の作成方法及びヘテロな状態の組織の作成装置1は、各種の細胞、スフェロイド、組織片等の組織の培養を行うことができるのみならず、生体内における各種の組織と同様のヘテロな状態の組織を容易に、かつ確実に作成することができるものである。したがって、前記第1及び第2の実施の形態における開示は、iPS細胞やES細胞のような幹細胞の分化誘導、ガン細胞その他の各種細胞や各種組織片の特定部位に対する各種薬剤の効果の確認、ガン細胞その他の各種細胞や各種組織片の特定部位に対して効果のある薬剤のスクリーニング、各種細胞や各種組織片の特定部位への所定の遺伝子の導入等のように、広汎な分野に適用することができる。   As described above, the heterogeneous tissue creation method and heterogeneous tissue creation apparatus 1 in the first and second embodiments are used for culturing various cells, spheroids, tissue fragments, and other tissues. In addition, it is possible to easily and reliably create a heterogeneous tissue similar to various tissues in a living body. Accordingly, the disclosures in the first and second embodiments include the induction of differentiation of stem cells such as iPS cells and ES cells, confirmation of the effects of various drugs on specific sites of cancer cells and other various cells and various tissue fragments, Applicable to a wide range of fields, such as screening for drugs that are effective against specific parts of cancer cells and other various cells and various tissue fragments, and introduction of specific genes into specific regions of various cells and various tissue fragments be able to.

なお、本明細書の開示は、好適で例示的な実施の形態に関する特徴を述べたものである。ここに添付された特許請求の範囲内及びその趣旨内における種々の他の実施の形態、修正及び変形は、当業者であれば、本明細書の開示を総覧することにより、当然に考え付くことである。   It should be noted that the disclosure of the present specification describes features related to preferred and exemplary embodiments. Various other embodiments, modifications and variations within the scope and spirit of the claims attached hereto can naturally be conceived by those skilled in the art by reviewing the disclosure of this specification. is there.

本発明は、ヘテロな状態の組織の作成方法及び装置に適用することができる。   The present invention can be applied to a method and apparatus for creating a heterogeneous tissue.

1 作成装置
10 下層部
12 下側ウェル
12a 第1側部
12b 中央部
12c 第2側部
20 上層部
22 上側ウェル
26 境界板
27 連通孔
31 対象組織
35A 第1の培養液
35B 第2の培養液
41 液供給装置
42 液排出装置
45 電極

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Creation apparatus 10 Lower layer part 12 Lower side well 12a First side part 12b Central part 12c Second side part 20 Upper layer part 22 Upper well 26 Boundary board 27 Communication hole 31 Target tissue 35A 1st culture solution 35B 2nd culture solution 41 Liquid supply device 42 Liquid discharge device 45 Electrode

Claims (9)

上側収容室内に、対象組織及び第1の培養液を収容する工程と、
前記上側収容室の下方に位置する下側収容室内に、第2の培養液を収容して、前記対象組織の一部分を、前記上側収容室と下側収容室との間を仕切る境界板に形成された連通孔から、前記第2の培養液に暴露させる工程と、
を含むことを特徴とするヘテロな状態の組織の作成方法。
Storing the target tissue and the first culture solution in the upper storage chamber;
A second culture solution is stored in a lower storage chamber located below the upper storage chamber, and a part of the target tissue is formed on a boundary plate that partitions the upper storage chamber and the lower storage chamber. Exposing to the second culture solution from the formed communication hole;
A method for creating a heterogeneous tissue, comprising:
前記第2の培養液は薬剤を含む請求項1に記載のヘテロな状態の組織の作成方法。   The method for creating a heterogeneous tissue according to claim 1, wherein the second culture solution contains a drug. 前記第2の培養液は別の薬剤を含む他の培養液に交換される請求項2に記載のヘテロな状態の組織の作成方法。   The method for creating a heterogeneous tissue according to claim 2, wherein the second culture solution is replaced with another culture solution containing another drug. 前記第2の培養液は遺伝子を含む請求項1に記載のヘテロな状態の組織の作成方法。   The method for creating a heterogeneous tissue according to claim 1, wherein the second culture solution contains a gene. 前記対象組織の一部分を前記第2の培養液に暴露させた後、前記対象組織を前記上側収容室から取出す工程を更に含む請求項1〜4のいずれか1項に記載のヘテロな状態の組織の作成方法。   The tissue in a heterogeneous state according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of taking out the target tissue from the upper storage chamber after exposing a part of the target tissue to the second culture solution. How to create 上側収容室を含む上層部と、該上層部の下側に位置し、下側収容室を含む下層部と、前記上側収容室と下側収容室との間を仕切る境界板とを備え、
前記上側収容室内には、対象組織及び第1の培養液が収容され、
前記下側収容室内には、第2の培養液が収容され、
前記境界板には、前記対象組織が通過不能な連通孔が形成され、
前記対象組織の一部分は、前記連通孔から下側収容室に露出して前記第2の培養液に暴露されることを特徴とするヘテロな状態の組織の作成装置。
An upper layer portion including the upper storage chamber, a lower layer portion including the lower storage chamber, located on the lower side of the upper layer portion, and a boundary plate that partitions the upper storage chamber and the lower storage chamber;
In the upper storage chamber, the target tissue and the first culture solution are stored,
A second culture solution is stored in the lower storage chamber,
The boundary plate is formed with a communication hole through which the target tissue cannot pass,
An apparatus for creating a heterogeneous tissue, wherein a part of the target tissue is exposed to the second culture solution through the communication hole and exposed to the lower accommodation chamber.
前記下側収容室は、互いに連通する第1側部、中央部、及び、第2側部を含み、前記中央部の上面は前記境界板によって覆われ、前記対象組織の一部分は前記中央部に露出する請求項6に記載のヘテロな状態の組織の作成装置。   The lower storage chamber includes a first side portion, a central portion, and a second side portion that communicate with each other, an upper surface of the central portion is covered with the boundary plate, and a part of the target tissue is located in the central portion. The apparatus for creating a heterogeneous tissue according to claim 6 exposed. 前記第1側部及び第2側部の上面は少なくとも一部が開放され、前記第1側部及び第2側部の一方に液供給装置から培養液が供給され、他方から液排出装置によって培養液が排出される請求項7に記載のヘテロな状態の組織の作成装置。   At least a part of the upper surface of the first side part and the second side part is opened, the culture medium is supplied from one liquid supply device to one of the first side part and the second side part, and the culture is performed by the liquid discharge device from the other side. The apparatus for creating a heterogeneous tissue according to claim 7, wherein the liquid is discharged. 前記第1側部及び第2側部内に、エレクトロポレーション用の一対の電極が配設される請求項7に記載のヘテロな状態の組織の作成装置。   The apparatus for creating a heterogeneous tissue according to claim 7, wherein a pair of electrodes for electroporation are disposed in the first side portion and the second side portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118530833A (en) * 2024-04-02 2024-08-23 武汉大学 A synchronous co-differentiation multi-tissue or multi-organoid model and its construction method

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