JP2019100940A - Method of detecting and recovering undifferentiated cells with high sensitivity - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料中に含まれる未分化細胞を高感度に検出し、回収する方法に関する。 The present invention relates to a method for sensitively detecting and recovering undifferentiated cells contained in a sample.
再生医療分野において、胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)などの幹細胞から分化させることで組織を得ようとする場合、未分化の幹細胞はガン化のおそれがあるため、組織の基となる分化細胞を当該未分化の幹細胞を極力含まない状態で得る必要がある。 In the regenerative medicine field, when trying to obtain tissue by differentiating from stem cells such as embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells), undifferentiated stem cells may be cancerous. It is necessary to obtain differentiated cells which underlie the tissue without including the undifferentiated stem cells as much as possible.
未分化細胞と分化細胞とを区別する方法として、蛍光顕微鏡を用いた方法(例えば、特許文献1参照)やフローサイトメーターを用いた方法(例えば、特許文献2参照)が従来より知られている。しかしながら、蛍光顕微鏡を用いた方法は凝集した細胞に対する検出感度が悪く、フローサイトメーターを用いた方法は単一に細胞を検出できるが、検出感度が1/103であり、感度が低いという問題があった(例えば、非特許文献1参照)。 As a method of distinguishing undifferentiated cells from differentiated cells, a method using a fluorescence microscope (see, for example, Patent Document 1) and a method using a flow cytometer (see, for example, Patent Document 2) are conventionally known. . However, the method using a fluorescence microscope has poor detection sensitivity to aggregated cells, and the method using a flow cytometer can detect single cells, but the detection sensitivity is 1/10 3 and the sensitivity is low. (See, for example, Non-Patent Document 1).
また、誘電泳動を用いて細胞を基板の微細孔部に落とし、整列させた場合、単一細胞として検出することができる(例えば、非特許文献2参照)。しかし、基板が有する微細孔数が約30万個であり、検出細胞数に制限があり、高感度に検出することが困難であった。 In addition, when cells are dropped into the fine pores of the substrate and aligned by using dielectrophoresis, they can be detected as single cells (see, for example, Non-Patent Document 2). However, the number of micropores in the substrate is about 300,000, the number of detected cells is limited, and it is difficult to detect with high sensitivity.
本発明の課題は、試料中に含まれる未分化細胞を、単一状態かつ形状情報を含めた形で高感度に検出および回収する方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for sensitively detecting and recovering undifferentiated cells contained in a sample in a single state and in a form including shape information.
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。 MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the present inventors arrived at this invention, as a result of repeating earnest examination.
すなわち、本発明の第一の態様は、細胞を保持可能な106以上の保持部を有する基板に未分化細胞を含む試料及び前記未分化細胞が有するタンパク質を認識する標識タンパク質を導入し、当該標識タンパク質と試料中に含まれる未分化細胞との複合体を形成させた後、前記複合体中の標識に基づき、未分化細胞を検出することを特徴とする検出方法である。
次に、本発明の第二の態様は、前記基板にある微細孔が三角格子状に配置されていることを特徴とする。
さらに、本発明の第三の態様は、未分化細胞を含む試料と前記未分化細胞が有するタンパク質を認識する標識タンパク質とを混合させ、前記複合体を形成させてから前記基板に導入することを特徴とする。
さらに、本発明の第四の態様は、前記基板への保持の際に誘電泳動力を利用することを特徴とする。
さらに、本発明の第五の態様は、前記標識タンパク質が、前記未分化細胞が有するタンパク質に対する標識抗体または標識レクチンであることを特徴とする。
さらに、本発明の第六の態様は、上述のいずれかの方法で検出された未分化細胞をノズルによる吸引吐出により回収することを特徴とする。
Specifically, a first aspect of the present invention introduces recognizing labeled protein for a protein having the sample and the undifferentiated cells including undifferentiated cells to a substrate having a 106 or more holding portion capable of holding cells, the A complex is formed between a labeled protein and undifferentiated cells contained in a sample, and then the undifferentiated cells are detected based on the label in the complex.
Next, a second aspect of the present invention is characterized in that the fine holes in the substrate are arranged in a triangular lattice.
Furthermore, in the third aspect of the present invention, a sample containing undifferentiated cells and a labeled protein that recognizes a protein possessed by the undifferentiated cells are mixed to form the complex and then introduced to the substrate. It features.
Furthermore, the fourth aspect of the present invention is characterized in that dielectrophoretic force is used in holding on the substrate.
Furthermore, the fifth aspect of the present invention is characterized in that the labeled protein is a labeled antibody or a labeled lectin against a protein possessed by the undifferentiated cells.
Furthermore, the sixth aspect of the present invention is characterized in that undifferentiated cells detected by any of the above-mentioned methods are recovered by aspiration and discharge with a nozzle.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明において未分化細胞とは、分化細胞の一段階前の細胞のことをいい、一例として、ES細胞やiPS細胞、間葉系幹細胞などの幹細胞があげられる。iPS細胞などの幹細胞のサイズは約10μmから20μmである。 In the present invention, undifferentiated cells refer to cells one stage before differentiated cells, and examples thereof include stem cells such as ES cells, iPS cells, and mesenchymal stem cells. The size of stem cells such as iPS cells is about 10 μm to 20 μm.
本発明において未分化細胞が有するタンパク質は、未分化細胞の表面もしくは細胞内で発現し、かつ分化細胞では発現しないタンパク質または糖タンパク質のことをいい、対象となる未分化細胞/分化細胞に応じ適宜選択すればよい。例として、未分化細胞がヒトES細胞やヒトiPS細胞などの幹細胞である場合の、未分化細胞が有するタンパク質の好ましい一態様として、抗SSEA4抗体が認識する糖タンパクがあげられる。 In the present invention, a protein possessed by an undifferentiated cell is a protein or glycoprotein which is expressed on the surface or in the cell of an undifferentiated cell and not expressed in a differentiated cell, and is appropriately selected depending on the target undifferentiated cell / differentiated cell. It should be selected. As an example, in the case where the undifferentiated cells are stem cells such as human ES cells and human iPS cells, a preferred embodiment of the protein possessed by the undifferentiated cells includes a glycoprotein recognized by the anti-SSEA4 antibody.
本発明の方法で用いる、未分化細胞が有するタンパク質を認識するタンパク質は未分化細胞が有するタンパク質を認識する機能を有している限り、その態様に限定はなく、一例として未分化細胞が有するタンパク質に対する抗体や未分化細胞が有するタンパク質を認識するレクチンがあげられる。具体的には、未分化細胞が有するタンパク質に対する抗体である、抗Nanog抗体、抗Oct4抗体、抗TRA−1 60抗体、抗TRA−1 80抗体、抗SSEA3抗体、抗SSEA4抗体や、未分化細胞が有するタンパク質を認識するレクチンである、BC2LCNなどがあげられる。 The protein that recognizes the protein possessed by the undifferentiated cell used in the method of the present invention is not limited in its aspect as long as it has the function of recognizing the protein possessed by the undifferentiated cell. And lectins that recognize proteins possessed by undifferentiated cells. Specifically, an anti-Nanog antibody, an anti-Oct4 antibody, an anti-TRA-160 antibody, an anti-TRA-180 antibody, an anti-SSEA3 antibody, an anti-SSEA4 antibody, which is an antibody against a protein possessed by undifferentiated cells, or an undifferentiated cell And BC2 LCN, which are lectins that recognize proteins possessed by
本発明の一態様は、細胞を保持可能な保持部である微細孔が三角格子状に106以上配置された基板と前記保持部に保持された細胞の中から目的とする細胞を検出する手段とを備えた装置を用いる。 One aspect of the present invention, means for detecting the cells of interest from the cells micropores is holding unit capable of holding is held on the substrate and the holding portion arranged 10 6 or more triangular lattice cells And a device provided with
本発明の検出方法としては、汎用性の点からタンパク質を認識する標識タンパク質(例えば、未分化細胞が有するタンパク質に対する標識抗体や標識レクチン)を用いる方法が一般的である。前記標識タンパク質中の標識物質は、抗原抗体反応を利用した測定の分野で通常用いられる物質の中から適宜選択すればよく、一例として、フルオレセイン等の蛍光物質や、アルカリホスファターゼ等の酵素、放射性物質があげられる。前記標識タンパク質におけるタンパク質と標識物質との結合態様に限定はなく、前記タンパク質が標識物質と化学結合などにより直接結合された態様であってもよく、前記タンパク質が、標識物質が結合された前記タンパク質に対する抗体(前記タンパク質が抗体の場合は標識二次抗体に相当)によって間接的に結合された態様であってもよい。なお、前記標識タンパク質を添加するタイミングも特に限定はなく、未分化細胞を含む試料を基板に導入する前に添加してもよいし、未分化細胞を基板に設けた保持部に保持させた後に添加してもよい。 As a detection method of the present invention, a method using a labeled protein that recognizes a protein (for example, a labeled antibody against a protein possessed by undifferentiated cells or a labeled lectin) is generally used from the viewpoint of versatility. The labeling substance in the labeling protein may be appropriately selected from substances usually used in the field of measurement using an antigen-antibody reaction, and for example, a fluorescent substance such as fluorescein, an enzyme such as alkaline phosphatase, a radioactive substance Can be mentioned. There is no limitation on the binding mode of the protein and the labeling substance in the labeled protein, and the protein may be directly bound to the labeling substance by a chemical bond or the like, and the protein may be the protein to which the labeling substance is bound. In one embodiment, the antibody is bound indirectly by an antibody against the antibody (when the protein is an antibody, this corresponds to a labeled secondary antibody). The timing at which the labeled protein is added is also not particularly limited, and may be added before introducing a sample containing undifferentiated cells into a substrate, or after holding undifferentiated cells in a holding unit provided on a substrate You may add.
本発明で用いる、基板に設けた保持部の形状に特に限定はなく、界面張力などで細胞を含む液体を維持できれば平面の保持部であってもよいが、側壁を設けた保持部とすると細胞を含む液体を基板内に安定に保持できる点で好ましい。 The shape of the holding portion provided on the substrate used in the present invention is not particularly limited, and it may be a flat holding portion as long as it can maintain a liquid containing cells by interfacial tension or the like. Is preferable in that it can stably hold a liquid containing the
本発明で用いる、細胞を保持可能な保持部である微細孔の配置は、三角格子状とすることが好ましい。三角格子状に変更することによって、単位面積当たりの微細孔数を増やせ、より多くの細胞を解析することが可能となり、1/106オーダーまで検出感度を高めることができる。 The arrangement of the micropores, which are holding portions capable of holding cells, used in the present invention is preferably in the form of a triangular lattice. By changing in a triangular lattice shape, increasing the number of micropores per unit area, it is possible to analyze the more cells, it is possible to increase the detection sensitivity to 1/10 6 order.
本発明において、保持部の開口部のサイズは10μmから30μmが好ましく、保持部の深さは10μmから40μmが好ましい。 In the present invention, the size of the opening of the holding portion is preferably 10 μm to 30 μm, and the depth of the holding portion is preferably 10 μm to 40 μm.
また、未分化細胞を含む液体を基板に導入し、当該細胞を保持部に保持させる方法にも特に限定はなく、単に保持部に細胞を含む液体を導入するだけでもよいし、未分化細胞を含む液体を導入した後、遠心力を利用して保持部へ強制的に当該細胞を導入させてもよい。中でも未分化細胞を含む液体を導入した後、誘電泳動力を利用して保持部へ細胞を導入させると、未分化細胞を保持部へ効率的に保持できる点で好ましい。 Also, there is no particular limitation on the method of introducing the liquid containing the undifferentiated cells into the substrate and holding the cells in the holding part, and it is sufficient to simply introduce the liquid containing the cells into the holding part. After introducing the liquid containing the cells, centrifugal force may be used to forcibly introduce the cells into the holder. Among them, it is preferable to introduce a liquid containing undifferentiated cells and then introduce the cells into the holding part using dielectrophoretic force, in that the undifferentiated cells can be efficiently held in the holding part.
前述した未分化細胞を検出するための装置にノズルによる吸引吐出により当該未分化細胞を回収する回収手段をさらに備えることで、試料中に含まれる未分化細胞を回収することができる。 The device for detecting undifferentiated cells described above is further provided with a recovery means for recovering the undifferentiated cells by aspiration and discharge with a nozzle, whereby the undifferentiated cells contained in the sample can be recovered.
本発明は、試料中に含まれる未分化細胞を、単一状態かつ形状情報を含めた形で検出することができる。また、ノズルによる吸引吐出により保持部に保持された未分化細胞を回収することができる。 The present invention can detect undifferentiated cells contained in a sample in a single state and in a form including shape information. In addition, undifferentiated cells held in the holding unit can be recovered by suction and discharge using a nozzle.
以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail using the drawings.
本発明の方法を実施可能な装置を構成する基板の一例を図1、その正面図を図2に示す。
図1に示す基板100は、
貫通孔11aを有した平板状の遮光部材11と、貫通孔12aを有した平板状の絶縁体12と、導入口13a、排出口13bおよび貫通部13cを有した平板状のスペーサ13とからなる細胞導入保持手段10と、
細胞導入保持手段10を上下方向に密着して挟むよう設けた電極21・22と、
電極21・22同士を接続する導線30と、
電極21・22に信号を印加する信号発生器40と、
を備えている。遮光部材11が有する貫通孔11aと絶縁体12が有する貫通孔12aとは互いに同一の寸法および形状であり、かつそれぞれの貫通孔の位置が一致するよう遮光部材11および絶縁体12を設けている。貫通孔11a、貫通孔12aおよび遮光部材11の下部に密着して設けた電極基板21により保持部50が構成され、導入口13aから細胞を含む液体を導入すると、貫通部13cを通じて保持部50へ細胞200が導入される。電極22はスペーサ13上部に密着して設けており、導入口13aから導入した、細胞200を含む液体の飛散や蒸発を防止している。なお、保持部50に保持した細胞200の回収を容易にするため、電極22はスペーサ13から取り外し可能な構造となっている。
An example of a substrate constituting an apparatus capable of carrying out the method of the present invention is shown in FIG. 1, and its front view is shown in FIG.
The
It comprises a flat
Conducting
A
Is equipped. The through
次に、図1に示す基板を備えた装置を用いた、未分化細胞の検出および回収方法の一例について図3を用いて説明する。なお、本発明では、図5で示す通り、微細孔が三角格子状に配置された基板を使用した。 Next, an example of a method for detecting and recovering undifferentiated cells using an apparatus provided with the substrate shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In the present invention, as shown in FIG. 5, a substrate in which fine holes are arranged in a triangular lattice is used.
(1−1)未分化細胞を標識する工程(図示せず)
未分化細胞が有するタンパク質を認識する標識タンパク質を含む溶液を試料に添加することで、試料中に含まれる未分化細胞と前記標識タンパク質との複合体を形成させる。
(1-1) Step of labeling undifferentiated cells (not shown)
By adding a solution containing a labeled protein that recognizes a protein possessed by undifferentiated cells to a sample, a complex of the undifferentiated cells contained in the sample and the labeled protein is formed.
(1−2)保持部へ細胞を導入する工程
図1に示す基板100に設けた導入口13aから、分化細胞220(試料中に含まれている場合)および標識タンパク質300と結合した未分化細胞210を含む試料を導入し、誘電泳動力60を利用してこれら細胞を保持部50へ導入させる。具体的には、信号発生器40から電極21・22へ交流電圧を印加することで誘電泳動力60を発生させ、保持部50へ未分化細胞210および分化細胞220を導入する。図1に示す基板100に導入する細胞を含む液体は、誘電泳動力で細胞が移動できるよう懸濁された液であればよく、例えば、マンニトール、グルコース、スクロース等の糖類を含んだ水溶液や、当該水溶液に塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の電解質、および/またはBSA(ウシ血清アルブミン)等のタンパク質をさらに含んだ水溶液に、細胞を含んだ試料を懸濁させた液体があげられる。特に細胞を含む液体として、マンニトールを含む水溶液に細胞を含んだ試料を懸濁させた液体を用いると、細胞へのダメージが少なくなる点で好ましい。添加するマンニトールの濃度は等張液となる濃度とすればよく、具体的には250mMから350mMの間とするとよい。
(1-2) Step of Introducing Cells into Holding Portion Undifferentiated cells bound to differentiated cells 220 (when contained in the sample) and labeled
信号発生器40から電極21・22へ印加する交流電圧は、保持部50に保持された細胞の充放電が周期的に繰り返される波形を有した交流電圧とすると好ましく、周波数を100kHzから3MHzまでの間とし、電界強度を1×105から5×105V/mまでの間とすると特に好ましい。
The alternating voltage applied from the
(1−3)未分化細胞210を検出する工程
導入口13aから洗浄液を導入して残存試料を排出した後、基板を移動させる手段(図示せず)で基板をXY軸方向に移動させながら、検出部400および計測部により、未分化細胞210に結合した標識タンパク質由来の蛍光または発光および位置情報を取得し、未分化細胞210の位置を検出する。
(1-3) Step of Detecting
(1−4)未分化細胞210を回収する工程
検出部400および計測部により検出した未分化細胞210を回収するために、電極22をスペーサ13から取り外した後、ノズル500で吸引することで、基板100から未分化細胞210を回収する。電極22を取り外す際は、スペーサ13を剥がさないよう取り外す必要がある。もしスペーサ13が絶縁体12から剥がれると、装置内に保持されている溶液が系外に流れてしまい、未分化細胞210が破壊されるからである。
(1-4) Step of Collecting
未分化細胞210の吸引は、基板を移動させる手段およびノズルを移動させる手段(ともに図示せず)を用いて前記(1−3)の工程で検出した未分化細胞210が保持されている保持部へノズル500の中心を移動させ、ノズル500により液を吸引することで未分化細胞210を回収する。なお、ノズル500による未分化細胞210の吸引位置を、未分化細胞210を保持した保持部50の中心から水平方向に一定距離ずらした位置とすると、未分化細胞210の吸引を容易に行なえるため好ましい。具体的には未分化細胞210の吸引位置を、保持部50の中心から水平方向に保持部50の直径の0.1倍から2倍の長さ分(ただし隣接する保持部50間の距離の2分の1以下)ずらし、かつ保持部50の高さから垂直方向に保持部50の高さの0.01倍から2倍の高さ分高い位置とすると好ましい。
The aspirating of
図1に示す基板を備えた装置を用いた、未分化細胞の検出および回収方法の別の例を図4を用いて説明する。 Another example of the method for detecting and recovering undifferentiated cells using the apparatus provided with the substrate shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
(2−1)保持部へ細胞を導入する工程
図1に示す基板100に設けた導入口13aから未分化細胞210および分化細胞220(試料中に含まれている場合)を含む試料を導入し、誘電泳動力60を利用してこれら細胞を保持部50へ導入させる。導入方法および条件は前記(1−2)と同様な方法および条件で行なえばよい。
(2-1) Step of Introducing Cells into Holding Portion A sample including
(2−2)標識タンパク質300を導入する工程
導入口13aから洗浄液を導入して残存試料を排出した後、導入口13aから標識タンパク質300を含む試薬を導入して、未分化細胞210と標識タンパク質300との複合体を形成させる。標識タンパク質は前記(1−1)と同様のタンパク質を用いればよい。
(2-2) Step of Introducing Labeled
(2−3)未分化細胞210を検出する工程
前記(1−3)と同様の方法で行う。
(2-3) Step of Detecting
(2−4)未分化細胞210を回収する工程
前記(1−4)と同様の方法で行う。
(2-4) Step of Collecting
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は本例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples, but the present invention is not limited to the examples.
(実施例1)
以下に示す方法により、モデル細胞として2種の蛍光微粒子を用いて検出感度を検討した。
(1)緑色蛍光微粒子1億7,000万個と赤色蛍光微粒子1,005個を超純水で懸濁混合した。
(2)細胞保持部を有する前記基板100に前記微粒子1,700万個相当を含んだ懸濁液を導入した。前記基板は、微細孔が直径15μm、微細孔中心間距離が25μmであり、三角格子状に配置されている基板である。
(3)周波数1KHzの交流電圧を電極21・22に10分間印加することで誘電泳動力を用いて微粒子を基板100が有する保持部50に保持させた。
(4)保持部50に保持された蛍光微粒子の有する蛍光を、蛍光顕微鏡(IX83、オリンパス社製)を用いてCMOSカメラで撮影することで観察し、赤色蛍光粒子の検出感度を算出した。
(5)緑色蛍光粒子と赤色蛍光粒子の検出粒子数および、検出粒子数から下記式で算出した検出率[×10-6]を表1に示す。
Example 1
The detection sensitivity was examined using two types of fluorescent microparticles as model cells by the method described below.
(1) 170 million green fluorescent particles and 1,005 red fluorescent particles were suspended and mixed in ultrapure water.
(2) A suspension containing 17 million equivalent of the fine particles was introduced to the
(3) By applying an alternating voltage with a frequency of 1 KHz to the
(4) The fluorescence of the fluorescent fine particles held by the holding
(5) The number of detected green fluorescent particles and red fluorescent particles and the detection rate [× 10 −6 ] calculated from the number of detected particles by the following equation are shown in Table 1.
検出率[×10-6]=赤色蛍光粒子数÷(赤色蛍光粒子数+緑色蛍光粒子数)
導入粒子数から計算された検出率の理論値5.91[×10-6]に対し、実際の検出率の平均が6.98[×10-6]と遜色のない結果となったことから、本装置を用いて1/106オーダーの感度で検出できた。
Detection rate [× 10 -6 ] = number of red fluorescent particles / (number of red fluorescent particles + number of green fluorescent particles)
The theoretical detection rate calculated from the number of introduced particles is 5.91 [× 10 -6 ], and the average actual detection rate is comparable to 6.98 [× 10 -6 ]. Using this device, it was possible to detect with 1/10 6 order sensitivity.
(実施例2)
蛍光粒子を用いて1/106オーダーの検出感度を確認したことから、ヒトiPS細胞を用いて、1/105および1/106オーダーの検出感度を以下の方法を用いて検討した。
(Example 2)
Since detection sensitivity of 1/10 6 order was confirmed using fluorescent particles, detection sensitivity of 1/10 5 and 1/10 6 order was examined using human iPS cells using the following method.
(1)以下に、示す方法でヒトiPS細胞を調製した。
(1−1)ヒトiPS細胞201B7株(iPSアカデミアジャパンより購入)をiMatrix(タカラバイオ社製)でコートしたシャーレに播種し、StemFitAK02N培地(タカラバイオ社製)を用いて5%CO2雰囲気下、37℃で培養した。
(1−2)7日間培養したiPS細胞をPBS(りん酸緩衝生理食塩水)で洗浄後、終濃度10μM CellTracker Orange(Thermo Fisher社製)を含むRPMI培地で5%CO2雰囲気下、37℃で30分間培養した。
(1−3)30分後、培地をStemFitAK02N培地に変更後、PBSで洗浄した。次に、TrypLE select(Thermo Fisher社製)とVersene Solution(Thermo Fisher社製)との混合液で前記細胞を剥離した。
(1−4)剥離した細胞を回収し、PBSで洗浄した後、4%(w/v)パラホルムアルデヒド溶液に室温で40分間浸することで、前記細胞を固定した。固定後、PBSで洗浄し、保存した。
(1) Human iPS cells were prepared by the following method.
(1-1) Seed a human iPS cell 201B7 strain (purchased from iPS Academia Japan) on a petri dish coated with iMatrix (manufactured by Takara Bio Inc.), and use a StemFitAK02N medium (manufactured by Takara Bio Inc.) under a 5% CO 2 atmosphere And cultured at 37 ° C.
(1-2) The iPS cells cultured for 7 days are washed with PBS (phosphate buffered saline) and then in RPMI medium containing 10 μM CellTracker Orange (manufactured by Thermo Fisher) at a final concentration of 37 ° C. in a 5% CO 2 atmosphere. Culture for 30 minutes.
(1-3) After 30 minutes, the medium was changed to StemFitAK02N medium and then washed with PBS. Next, the cells were detached with a mixture of TrypLE select (manufactured by Thermo Fisher) and Versene Solution (manufactured by Thermo Fisher).
(1-4) The detached cells were collected, washed with PBS, and then immersed in a 4% (w / v) paraformaldehyde solution at room temperature for 40 minutes to fix the cells. After fixation, it was washed with PBS and stored.
(2)以下に示す方法により、MRC−5細胞を調製した。
(2−1)ヒト胎児肺由来繊維芽細胞MRC−5株(医薬基盤・健康・栄養研究所JCRB細胞バンクより購入)を10% ウシ胎仔血清(FBS)を含むDMEM(Thermo Fisher社製)を用いて5%CO2雰囲気下、37℃で培養した。
(2−2)7日間培養したMRC−5細胞をPBSで洗浄後、0.05% Trypsin EDTA(Thermo Fisher社製)を用いて前記細胞を剥離した。
(2−3)剥離した細胞を回収し、PBSで洗浄した後、4%(w/v)パラホルムアルデヒド溶液に室温で40分間浸することで、前記細胞を固定した。固定後、PBSで洗浄し、保存した。
(2) MRC-5 cells were prepared by the following method.
(2-1) Human fetal lung-derived fibroblasts MRC-5 strain (purchased from JCRB Cell Bank, Institute of Health and Nutrition Research and Nutrition) 10% DMEM containing fetal bovine serum (FBS) (manufactured by Thermo Fisher) The cells were cultured at 37 ° C. in a 5% CO 2 atmosphere.
(2-2) The MRC-5 cells cultured for 7 days were washed with PBS, and then the cells were detached using 0.05% Trypsin EDTA (manufactured by Thermo Fisher).
(2-3) The detached cells were collected, washed with PBS, and then immersed in a 4% (w / v) paraformaldehyde solution at room temperature for 40 minutes to fix the cells. After fixation, it was washed with PBS and stored.
(3)以下に示す方法を用いて、誘電泳動用溶液を作製した。
(3−1)一方の末端がメトキシ基であり、もう一方の末端がN−ヒドロキシスクシンイミドエステル基である、分子量5000のポリエチレングリコール(mPEG−NHS)と、ウシ血清アルブミン(BSA)(300mg、0.3mmol)とを、炭酸水素ナトリウム緩衝液(0.1M、15mL)に溶解後、当該溶液を室温で3時間撹拌することでポリエチレングリコールを結合したBSA(PEG−BSA)を調製した。なお、調製する際、mPEG−NHSとBSAとのモル比(mPEG−NHS/BSA)を2となるようにした。調製後、分画分子量10000の透析膜を用いて、純水への溶液置換を3日間行なった。(3−1)で調製したPEG−BSA(BSAとして1%(w/v))および300mMマンニトールを含む溶液を作製し、これを誘電泳動用溶液とした。
(3) The solution for dielectrophoresis was produced using the method shown below.
(3-1) Polyethylene glycol (mPEG-NHS) having a molecular weight of 5,000, one end of which is a methoxy group and the other end of which is an N-hydroxysuccinimide ester group, and bovine serum albumin (BSA) (300 mg, 0 After dissolving .3 mmol) in sodium hydrogencarbonate buffer (0.1 M, 15 mL), the solution was stirred at room temperature for 3 hours to prepare polyethylene glycol conjugated BSA (PEG-BSA). In addition, when preparing, it was made for the molar ratio (mPEG-NHS / BSA) of mPEG-NHS and BSA to be 2. After preparation, using a dialysis membrane with a molecular weight cut off of 10000, the solution was replaced with pure water for 3 days. A solution containing PEG-BSA (1% (w / v) as BSA) prepared in (3-1) and 300 mM mannitol was prepared and used as a solution for dielectrophoresis.
(4)下記に示す方法を用いて、細胞サンプルを調整した。
(4−1)保存したiPS細胞およびMRC−5細胞を終濃度2μg/mL DAPI(同仁化学研究所製)を含む誘電泳動用溶液で懸濁し、30分間室温で反応させ、細胞核を染色した。
(4−2)30分後、誘電泳動用溶液で2回洗浄した。
(4−3)DAPI染色を行ったiPS細胞数、MRC−5細胞数をカウントし、MRC−5細胞100万個に対し、1または10個のiPS細胞をスパイクし、全量を850μLに調製し、これをサンプルとした。
(4) The cell sample was prepared using the method shown below.
(4-1) The stored iPS cells and MRC-5 cells were suspended in a solution for dielectrophoresis containing 2 μg / mL DAPI (made by Dojindo Laboratories) at a final concentration, reacted at room temperature for 30 minutes, and the cell nuclei were stained.
(4-2) After 30 minutes, it was washed twice with a solution for dielectrophoresis.
(4-3) Count the number of iPS cells stained with DAPI and the number of MRC-5 cells, and spike 1 or 10 iPS cells against 1 million MRC-5 cells to prepare a total volume of 850 μL. , This was a sample.
(5)前記サンプルを実施例1で用いた基板に導入し、周波数1MHzの交流電圧を電極21・22に10分間印加することで誘電泳動力を用いて細胞を基板100が有する保持部50に保持させた。
(5) The sample is introduced into the substrate used in Example 1, and an alternating voltage of 1 MHz frequency is applied to the
(6)保持部50に保持された細胞が有する蛍光を、蛍光顕微鏡(IX83、オリンパス社製)を用いてCMOSカメラで撮影することで観察し、DAPI陽性で認識される細胞数を全細胞数、DAPI陽性かつCellTracker Orange陽性の細胞数をiPS細胞数と判断し、検出感度を算出した。
(6) The fluorescence of the cells held in the
(7)全細胞数とiPS細胞数および、検出数から下記式で算出した検出率[×10-6]を表2、3に示す。 (7) Tables 2 and 3 show the total cell number and iPS cell number, and the detection rate [× 10 −6 ] calculated by the following equation from the number of detections.
検出率[×10-6]=iPS細胞数÷全細胞数
導入細胞数から計算された検出率の理論値1[×10-6]、10[×10-6]に対し、実際の検出率の平均が1.58[×10-6]、11.1[×10-6]と遜色のない結果となったことから、本装置を用いて1/106オーダーの感度で試料中に含まれるiPS細胞を検出できた。
Detection rate [× 10 −6 ] = the number of iPS cells / the total number of cells introduced The theoretical value of detection rate calculated from the number of cells [1 × 10 −6 ], 10 [× 10 −6 ], actual detection rate The results were comparable with the average of 1.58 [× 10 -6 ] and 11.1 [× 10 -6 ], so it was included in the sample with 1/10 6 order sensitivity using this device. Were able to detect iPS cells.
100:基板
10:細胞導入保持手段
11:遮光部材
12:絶縁体
11a、12a:貫通孔
13:スペーサ
13a:導入口
13b:排出口
13c:貫通部
21・22:電極基板
30:導線
40:信号発生器
50:保持部
60:誘電泳動力
200:細胞
210:未分化細胞
220:分化細胞
300:標識タンパク質
400:検出部
500:ノズル
100: substrate 10: cell introduction and holding means 11: light shielding member 12:
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