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JP2020018193A - Pluripotent stem cell detachment method - Google Patents

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JP2020018193A JP2018143454A JP2018143454A JP2020018193A JP 2020018193 A JP2020018193 A JP 2020018193A JP 2018143454 A JP2018143454 A JP 2018143454A JP 2018143454 A JP2018143454 A JP 2018143454A JP 2020018193 A JP2020018193 A JP 2020018193A
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Abstract

【課題】 量産性に優れ、高い生存率で多能性幹細胞を剥離し、単一細胞として回収可能な、多能性幹細胞の剥離方法を提供する。【解決手段】 基材上で培養された多能性幹細胞の剥離方法であって、基材が層厚×温度応答性成分の含有割合の積が100nm以下の温度応答性高分子による層を有し、下記[1]〜[3]工程を経ることを特徴とする多能性幹細胞の剥離方法。[1]トリプシンを含有する細胞間結合乖離液と基材上で培養された多能性幹細胞を接触させる工程。[2]多能性幹細胞が基材に接着した状態のまま、トリプシンを含有する細胞間結合乖離液を除去する工程。[3]基材を冷却し、多能性幹細胞を基材から剥離する工程。【選択図】 なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for exfoliating pluripotent stem cells, which is excellent in mass productivity, exfoliates pluripotent stem cells with a high survival rate, and can be recovered as a single cell. A method for exfoliating pluripotent stem cells cultured on a substrate, wherein the substrate has a layer made of a temperature-responsive polymer having a product of layer thickness x content ratio of temperature-responsive components of 100 nm or less. A method for exfoliating pluripotent stem cells, which comprises the following steps [1] to [3]. [1] A step of contacting a pluripotent stem cell cultured on a substrate with an intercellular binding dissociation solution containing trypsin. [2] A step of removing the intercellular binding divergent solution containing trypsin while the pluripotent stem cells are adhered to the substrate. [3] A step of cooling the substrate and exfoliating pluripotent stem cells from the substrate. [Selection diagram] None

Description

本発明は、量産性に優れ、高い生存率で多能性幹細胞を剥離し、単一細胞として回収可能な、多能性幹細胞の剥離方法に関するものである。   The present invention relates to a method for exfoliating pluripotent stem cells, which excels in mass productivity, exfoliates pluripotent stem cells at a high survival rate, and can be recovered as a single cell.

胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)などの多能性幹細胞は、生体の様々な組織に分化する能力(分化万能性)を持つ細胞であり、再生医療分野における細胞ソースとして、大きな注目が寄せられている。多能性幹細胞を再生医療に応用するには、まず必要な数の多能性幹細胞を未分化状態で増殖させた後に、単一細胞として回収することが必須である。   Pluripotent stem cells such as embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells) have the ability to differentiate into various tissues of the living body (pluripotency), and are cells in the field of regenerative medicine. As a source, great attention is being paid. In order to apply pluripotent stem cells to regenerative medicine, it is essential to first grow a required number of pluripotent stem cells in an undifferentiated state and then collect them as single cells.

従来、基材上で培養した多能性幹細胞を単一細胞として回収するには、トリプシン等の酵素で処理した後に、セルスクレーパーで基材を擦ることにより、基材から多能性幹細胞を剥離させていた。しかしながら、このような多能性幹細胞の剥離方法では、基材全体をセルスクレーパーで擦る必要があることから、大面積の基材を用いて大量の細胞を回収するのは困難であった。   Conventionally, in order to collect pluripotent stem cells cultured on a substrate as single cells, the cells are treated with an enzyme such as trypsin and then rubbed with a cell scraper to peel the pluripotent stem cells from the substrate. I was letting it. However, in such a method for detaching pluripotent stem cells, it is difficult to collect a large amount of cells using a large-area substrate because the entire substrate must be rubbed with a cell scraper.

セルスクレーパーを用いることなく細胞を剥離する別の方法として、温度応答性を有する基材を用いる方法が知られている。例えば、特許文献1では、水に対する上限もしくは下限臨界溶解温度が0〜80℃である温度応答性高分子が被覆された細胞培養支持体を用い、温度変化により細胞を剥離せしめ、細胞シートを回収する方法が開示されている。しかしながら特許文献1に記載の方法では、細胞シートの回収を主目的としており、単一細胞の多能性幹細胞を得ることはできない。   As another method of exfoliating cells without using a cell scraper, a method using a substrate having temperature responsiveness is known. For example, in Patent Document 1, a cell culture support coated with a temperature-responsive polymer having an upper or lower critical dissolution temperature in water of 0 to 80 ° C. is used, cells are detached by a change in temperature, and a cell sheet is collected. A method for doing so is disclosed. However, the method described in Patent Literature 1 is mainly intended to recover a cell sheet, and cannot obtain a single cell pluripotent stem cell.

特開2009−131275号公報JP 2009-131275 A

本発明の目的は、量産性に優れ、高い生存率で多能性幹細胞を剥離し、単一細胞として回収可能な、多能性幹細胞の剥離方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for exfoliating pluripotent stem cells, which excels in mass productivity, exfoliates pluripotent stem cells at a high survival rate, and can be recovered as a single cell.

本発明者らは、以上の点を鑑み、鋭意研究を重ねた結果、層厚×温度応答性成分の含有割合の積が100nm以下の温度応答性高分子による層を有する基材を用い、トリプシンを含有する細胞間結合乖離液と多能性幹細胞を接触させる工程により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   In view of the above points, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, using a substrate having a layer of a temperature-responsive polymer having a product of layer thickness x content of the temperature-responsive component of 100 nm or less, trypsin It has been found that the above problem can be solved by a step of contacting a pluripotent stem cell with an intercellular binding dissociation solution containing the present invention, and the present invention has been completed.

すなわち本発明は、基材上で培養された多能性幹細胞の剥離方法であって、基材が層厚×温度応答性成分の含有割合の積が100nm以下の温度応答性高分子による層を有し、下記[1]〜[3]工程を経ることを特徴とする多能性幹細胞の剥離方法。
[1]トリプシンを含有する細胞間結合乖離液と基材上で培養された多能性幹細胞を接触させる工程。
[2]多能性幹細胞が基材に接着した状態のまま、トリプシンを含有する細胞間結合乖離液を除去する工程。
[3]基材を冷却し、多能性幹細胞を基材から剥離する工程。
That is, the present invention is a method for exfoliating pluripotent stem cells cultured on a substrate, wherein the substrate comprises a layer of a temperature-responsive polymer having a product of a layer thickness x a content ratio of a temperature-responsive component of 100 nm or less. A method for exfoliating pluripotent stem cells, comprising the steps [1] to [3] below.
[1] A step of contacting a pluripotent stem cell cultured on a substrate with an intercellular binding dissociation solution containing trypsin.
[2] A step of removing the trypsin-containing cell-binding dissociation solution while the pluripotent stem cells adhere to the substrate.
[3] A step of cooling the substrate and peeling the pluripotent stem cells from the substrate.

本発明によって、量産性に優れ、多能性幹細胞を単一細胞として剥離可能な、多能性幹細胞の剥離方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a method for exfoliating pluripotent stem cells, which is excellent in mass productivity and can exfoliate pluripotent stem cells as a single cell.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施の形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その趣旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The following embodiment is an exemplification for describing the present invention, and is not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified and implemented within the spirit of the invention.

本明細書において、「温度応答性高分子」とは、温度変化によって親水性/疎水性の程度が変化する高分子を示す。また、水分子の存在下で高分子の温度を低温から高温へ昇温していく場合に、ある温度を境に高分子の親水性/疎水性の程度がより疎水性に変化し、水溶性から水不溶性に変化する温度応答性高分子が存在し、この境界温度を「下限臨界溶解温度(LCST;Lower Critical Solution Temperature)」という。一般に、温度応答性高分子がLCST未満の温度において水に溶解する場合、LCST以上の温度では水に不溶となる。温度応答性高分子が水不溶性である場合には、LCSTを有しないが、温度変化によって親水性/疎水性の程度が変化する応答温度を有する。   As used herein, the term “temperature-responsive polymer” refers to a polymer whose degree of hydrophilicity / hydrophobicity changes with a change in temperature. In addition, when the temperature of a polymer is raised from low to high in the presence of water molecules, the degree of hydrophilicity / hydrophobicity of the polymer changes to more hydrophobic at a certain temperature, and the water solubility is increased. There is a temperature-responsive polymer that changes from water-insoluble to water-insoluble, and this boundary temperature is referred to as “Lower Critical Solution Temperature (LCST)”. In general, when a temperature-responsive polymer dissolves in water at a temperature lower than LCST, it becomes insoluble in water at a temperature higher than LCST. When the temperature-responsive polymer is water-insoluble, it has no LCST, but has a response temperature at which the degree of hydrophilicity / hydrophobicity changes with temperature change.

本発明において、多能性幹細胞の種類は特に限定されるものではないが、例えば、肺性幹細胞(ES細胞)、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、核移植ES細胞(ntES細胞)を用いることができ、特に好ましくはiPS細胞である。また、多能性幹細胞の由来動物は特に限定されるものではないが、例えば、哺乳動物由来であることができる。哺乳動物の例には、げっ歯類(マウス、ラット等)、霊長類(サル、ヒト等)が含まれ、また実験動物であってもよく、コンパニオンアニマルであってもよい。本発明において、好ましくは霊長類由来であり、特に好ましくはヒト由来である。   In the present invention, the type of pluripotent stem cells is not particularly limited. For example, pulmonary stem cells (ES cells), induced pluripotent stem cells (iPS cells), and nuclear transplanted ES cells (ntES cells) are used. And particularly preferably iPS cells. The animal from which the pluripotent stem cells are derived is not particularly limited, but may be, for example, a mammal. Examples of mammals include rodents (mouse, rat, etc.) and primates (monkey, human, etc.), and may be experimental animals or companion animals. In the present invention, it is preferably derived from a primate, and particularly preferably derived from a human.

本発明の多能性幹細胞の剥離方法における[1]工程は、多能性幹細胞と細胞間結合乖離液を接触させる。多能性幹細胞と細胞間結合乖離液を接触させることによって、多能性幹細胞の細胞−細胞間結合を乖離させ、多能性幹細胞を単一細胞とすることができる。また、[1]工程によって、未分化細胞の基材からの剥離を促進することができる。[1]工程を行わない場合、単一細胞で多能性幹細胞を剥離することができない。   In the step [1] of the method for detaching a pluripotent stem cell of the present invention, the pluripotent stem cell is brought into contact with a cell-binding dissociation solution. By bringing the pluripotent stem cell into contact with the cell-cell dissociation solution, the cell-cell junction of the pluripotent stem cell can be dissociated, and the pluripotent stem cell can be made into a single cell. Further, the detachment of the undifferentiated cells from the substrate can be promoted by the step [1]. If step [1] is not performed, pluripotent stem cells cannot be detached from a single cell.

前記[1]工程では、トリプシンを含有する細胞間結合乖離液を用いる。ここで、本発明において「トリプシン」とは、膵臓から分泌されるタンパク質分解酵素の「EC.3.4.21.4」、又は該タンパク質分解酵素と同等の特性を有する分解酵素を示す。市販品としては例えば、Trypsin(商標)、TrypLE(商標)SELECT、TrypLE(商標)EXPRES(いずれもThermo Fisher Scientific製)等を挙げることができる。本発明において「細胞間結合乖離液」とは、細胞同士が互いに細胞膜貫通型タンパク質等を介して形成する結合(細胞間結合)を乖離させる作用を有する溶液を示す。細胞間結合乖離液はトリプシン、トリプシンと同様のタンパク質分解作用を有する酵素の他、キレート剤等を含有していてもよい。
トリプシンを含有する細胞間結合乖離液を用いることにより、単一細胞で多能性幹細胞を剥離することができる。トリプシンを含有しない場合、単一細胞で多能性幹細胞を剥離することができない。単一細胞で多能性幹細胞を剥離し、さらに細胞の生存率を高めるのに好適であることから、トリプシンの含有量が0.01〜2.5wt%が好ましく、0.1〜1wt%がさらに好ましく、0.2〜0.5wt%が特に好ましく、0.25〜0.35wt%が最も好ましい。
In the step [1], an intercellular binding dissociation solution containing trypsin is used. Here, in the present invention, “trypsin” refers to “EC.3.4.21.4” of a protease that is secreted from the pancreas or a protease that has properties equivalent to those of the protease. Examples of commercially available products include Trypsin (trademark), TrypLE (trademark) SELECT, and TrypLE (trademark) EXPRES (all manufactured by Thermo Fisher Scientific). In the present invention, the term "intercellular bond dissociation solution" refers to a solution having an action of dissociating a bond (intercellular bond) formed between cells through a transmembrane protein or the like. The intercellular binding dissociation solution may contain a chelating agent and the like in addition to trypsin, an enzyme having the same proteolytic action as trypsin.
By using the intercellular binding dissociation solution containing trypsin, pluripotent stem cells can be detached from a single cell. Without trypsin, single cells cannot exfoliate pluripotent stem cells. Since it is suitable for exfoliating pluripotent stem cells with a single cell and further increasing the survival rate of the cells, the trypsin content is preferably 0.01 to 2.5 wt%, and 0.1 to 1 wt%. More preferably, 0.2 to 0.5 wt% is particularly preferable, and 0.25 to 0.35 wt% is most preferable.

前記細胞間結合乖離液としてはまた、細胞を単一細胞とするのに好適であることから、5×10−10〜5×10−1mol/Lのキレート剤をさらに含有することが好ましく、5×10−6〜1×10−1mol/Lがさらに好ましく、5×10−4〜5×10−2mol/Lが特に好ましく、1×10−3〜5×10−2mol/Lが最も好ましい。 Since the intercellular binding dissociation solution is suitable for making cells into single cells, it is preferable to further contain a chelating agent of 5 × 10 −10 to 5 × 10 −1 mol / L, 5 × 10 −6 to 1 × 10 −1 mol / L is more preferable, 5 × 10 −4 to 5 × 10 −2 mol / L is particularly preferable, and 1 × 10 −3 to 5 × 10 −2 mol / L. Is most preferred.

前記キレート剤としては、キレート剤であること以外に特に限定はないが、例えば、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン−N,N’,N’−三酢酸、トリエチレンテトラミン−N,N,N’,N’’,N’’’,N’’’−六酢酸、1,3−プロパンジアミン−N,N,N’,N’−四酢酸、1,3−ジアミノ−2−プロパノール−N,N,N’,N’−四酢酸、N−(2−ヒドロキシエチル)イミノ二酢酸、N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)グリシン、グリコールエーテルジアミン四酢酸、ジカルボキシメチルグルタミン酸、エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、イミノ二酢酸、エチドロン酸、クエン酸、ムギネ酸、ビピリジン、ポルフィリン、フェナントロリン、ポルフィリン、クラウンエーテル、サイクレン、18−クラウン−6、デフェロキサミン、ドータオクトレオテート、ニコチアナミン、ジメルカプロール、シデロホア等を挙げることができる。細胞を単一細胞とするのに好適であり、また、細胞の生存率を高めるのに好適であることから、1〜4価の金属イオンとキレートを形成するキレート剤が好ましく、2価の金属イオンとキレートを形成するキレート剤がさらに好ましく、カルシウムイオンとキレートを形成するキレート剤が特に好ましく、エチレンジアミン四酢酸が最も好ましい。   The chelating agent is not particularly limited except that it is a chelating agent. For example, ethylenediaminetetraacetic acid, ethylenediamine, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, glycoletherdiaminetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, N- (2 -Hydroxyethyl) ethylenediamine-N, N ', N'-triacetic acid, triethylenetetramine-N, N, N', N ", N '", N' "-hexaacetic acid, 1,3-propane Diamine-N, N, N ', N'-tetraacetic acid, 1,3-diamino-2-propanol-N, N, N', N'-tetraacetic acid, N- (2-hydroxyethyl) iminodiacetic acid, N, N-di (2-hydroxyethyl) glycine, glycol ether diaminetetraacetic acid, dicarboxymethylglutamic acid, ethylenedia -N, N'-disuccinic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, iminodiacetic acid, etidronic acid, citric acid, mugineic acid, bipyridine, porphyrin, phenanthroline, porphyrin, crown ether, cyclen, 18-crown-6, Deferoxamine, daughter octreotate, nicotianamine, dimercaprol, siderophore and the like can be mentioned. A chelating agent that forms a chelate with a metal ion of 1 to 4 valences is preferable because it is suitable for making the cells into a single cell and is also suitable for enhancing the viability of the cells. Chelating agents that form chelates with ions are more preferred, chelating agents that form chelates with calcium ions are particularly preferred, and ethylenediaminetetraacetic acid is most preferred.

前記[1]工程の多能性幹細胞と細胞間結合乖離液との接触時間としては、多能性幹細胞を単一細胞とし、また、細胞の生存率を高めるのに好適であることから、1秒〜30分間が好ましく、10秒〜10分間がさらに好ましく、1分〜5分間が特に好ましく、2分〜4分間が最も好ましい。   The contact time between the pluripotent stem cells and the intercellular binding dissociation solution in the above step [1] is preferably 1 since the pluripotent stem cells are single cells and are suitable for increasing the survival rate of the cells. The time is preferably from 30 seconds to 30 minutes, more preferably from 10 seconds to 10 minutes, particularly preferably from 1 minute to 5 minutes, most preferably from 2 minutes to 4 minutes.

前記[1]工程における細胞間結合乖離液の温度としては特に限定はないが、トリプシンを活性化させるのに好適であることから、10〜40℃が好ましく、20〜40℃がさらに好ましく、35〜40℃が特に好ましく、37℃が最も好ましい。   The temperature of the intercellular binding dissociation solution in the step [1] is not particularly limited, but is preferably 10 to 40 ° C, more preferably 20 to 40 ° C, because it is suitable for activating trypsin. -40 ° C is particularly preferred, and 37 ° C is most preferred.

前記[1]工程の後、多能性幹細胞は基材に接着した状態である。前記[1]工程の後に多能性幹細胞が基材に接着した状態であることにより、多能性幹細胞の生存率を高めることができる。[1]工程の途中で多能性幹細胞が基材から剥離する場合、多能性幹細胞の生存率が低下する原因となる。   After the step [1], the pluripotent stem cells are in a state of being adhered to the substrate. The survival rate of the pluripotent stem cells can be increased by allowing the pluripotent stem cells to adhere to the substrate after the step [1]. [1] When the pluripotent stem cells are detached from the substrate during the process, the survival rate of the pluripotent stem cells is reduced.

本発明の多能性幹細胞の剥離方法における[2]工程では、多能性幹細胞が基材に接着した状態のまま、多能性幹細胞を洗浄し、トリプシンを除去する。多能性幹細胞を洗浄し、トリプシンを除去する方法としては特に限定はないが、例えば、多能性幹細胞と接触させた細胞間結合乖離液を吸引除去した後、リン酸緩衝生理食塩水と多能性幹細胞を接触させ、次いでリン酸緩衝生理食塩水を除去することにより多能性幹細胞を洗浄することができる。多能性幹細胞の生存率を高めるため、本発明の多能性幹細胞の剥離方法における[2]工程の後、多能性幹細胞は基材に接着した状態である。[2]工程の途中で多能性幹細胞が基材から剥離する場合、多能性幹細胞の生存率が低下する原因となる。   In the step [2] of the method for detaching pluripotent stem cells of the present invention, the pluripotent stem cells are washed to remove trypsin while the pluripotent stem cells remain adhered to the substrate. The method for washing the pluripotent stem cells and removing trypsin is not particularly limited.For example, after aspirating and removing the intercellular binding dissociated solution that has been brought into contact with the pluripotent stem cells, The pluripotent stem cells can be washed by contacting the pluripotent stem cells and then removing the phosphate buffered saline. In order to increase the survival rate of the pluripotent stem cells, the pluripotent stem cells are in a state of being adhered to the substrate after the step [2] in the method for detaching the pluripotent stem cells of the present invention. [2] When the pluripotent stem cells are detached from the substrate during the process, the survival rate of the pluripotent stem cells is reduced.

前記[2]工程の後、必要に応じて細胞間結合乖離液の除去や培地への置換を行ってもよい。培地としては特に制限はないが、多能性幹細胞の未分化性を維持させるのに好適であることから、例えば、多能性幹細胞の未分化性を維持するための因子として知られている、インスリン、トランスフェリン、セレニウム、アスコルビン酸、炭酸水素ナトリウム、塩基性線維芽細胞増殖因子、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)、CCL2、アクチビン、2−メルカプトメタノールのうち1つ以上を添加した培地を好適に用いることが好ましく、インスリン、トランスフェリン、セレニウム、アスコルビン酸、炭酸水素ナトリウム、塩基性線維芽細胞増殖因子、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)を含有する培地がさらに好ましく、塩基性線維芽細胞増殖因子を添加した培地が特に好ましい。   After the step [2], if necessary, removal of the intercellular binding dissociation solution or replacement with a medium may be performed. The medium is not particularly limited, but is suitable for maintaining undifferentiated pluripotent stem cells, for example, known as a factor for maintaining undifferentiated pluripotent stem cells, A medium to which one or more of insulin, transferrin, selenium, ascorbic acid, sodium bicarbonate, basic fibroblast growth factor, transforming growth factor β (TGFβ), CCL2, activin, and 2-mercaptomethanol are preferably added. It is preferable to use a medium containing insulin, transferrin, selenium, ascorbic acid, sodium bicarbonate, basic fibroblast growth factor, transforming growth factor β (TGFβ), and more preferably basic fibroblast growth factor. An added medium is particularly preferred.

前記塩基性線維芽細胞増殖因子を添加した培地の種類に特に制限はないが、例えば、市販品としては、DMEM(Sigma−Aldrich Co. LLC製)、Ham’s F12(Sigma−Aldrich Co. LLC製)、D−MEM/Ham’s F12(Sigma−Aldrich Co. LLC製)、Primate ES Cell Medium((株)REPROCELL製)、StemFit AK02N(味の素(株)製)、StemFit AK03(味の素(株)製)、mTeSR1(STEMCELL TECHNOLOGIES社製)、TeSR−E8(STEMCELL TECHNOLOGIES社製)、ReproNaive((株)REPROCELL製)、ReproXF((株)REPROCELL製)、ReproFF((株)REPROCELL製)、ReproFF2((株)REPROCELL製)、NutriStem(バイオロジカルインタストリーズ社製)、iSTEM(タカラバイオ(株)製)、GS2−M(タカラバイオ(株)製)、hPSC Growth Medium DXF(PromoCell社製)等を挙げることができる。多能性幹細胞の未分化状態を維持するのに好適であることから、Primate ES Cell Medium((株)REPROCELL製)、StemFit AK02N(味の素(株)製)又はStemFit AK03(味の素(株)製)が好ましく、StemFit AK02N(味の素(株)製)又はStemFit AK03(味の素(株)製)がさらに好ましく、StemFit AK02N(味の素(株)製)が特に好ましい。   The type of medium to which the basic fibroblast growth factor has been added is not particularly limited. For example, commercially available products include DMEM (manufactured by Sigma-Aldrich Co. LLC) and Ham's F12 (Sigma-Aldrich Co. LLC). D-MEM / Ham's F12 (Sigma-Aldrich Co. LLC), Primate ES Cell Medium (Reprocell), StemFit AK02N (Ajinomoto Co.), StemFit AK03 (Ajinomoto) MTeSR1 (manufactured by STEMCELL TECHNOLOGIES), TeSR-E8 (manufactured by STEMCELL TECHNOLOGIES), ReproNaive (manufactured by REPROCELL), ReproXF (manufactured by REPR) CELL), ReproFF (manufactured by REPROCELL), ReproFF2 (manufactured by REPROCELL), NutriStem (manufactured by Biologic Industries), iSTEM (manufactured by Takara Bio Inc.), GS2-M (manufactured by Takara Bio Inc.) Co., Ltd.) and hPSC Growth Medium DXF (manufactured by PromoCell). Primate ES Cell Medium (manufactured by REPROCELL), StemFit AK02N (manufactured by Ajinomoto Co.) or StemFit AK03 (manufactured by Ajinomoto Co.) is suitable for maintaining the undifferentiated state of pluripotent stem cells. StemFit AK02N (manufactured by Ajinomoto Co.) or StemFit AK03 (manufactured by Ajinomoto Co.) is more preferable, and StemFit AK02N (manufactured by Ajinomoto Co.) is particularly preferable.

また、細胞の生存率を高めるのに好適であることから、必要に応じてRho結合キナーゼ阻害剤を添加してもよい。特にヒトの多能性幹細胞を用いる場合であって、Rho結合キナーゼ阻害剤としては、例えば、(R)−(+)−trans−N−(4−pyridyl)−4−(1−aminoethyl)−cyclohexanecarboxamide・2HCl・H2O(和光純薬工業(株)製Y−27632)、1−(5−Isoquinolinesulfonyl)homopiperazine Hydrochloride(和光純薬工業(株)製HA1077)を用いることができる。培地に添加されるRho結合キナーゼ阻害剤の濃度としては、ヒトの多能性幹細胞の生存維持に有効な範囲であってヒトの多能性幹細胞の未分化状態に影響を与えない範囲であり、1×10−6〜5×10−5mol/Lが好ましく、3×10−6〜2×10−5mol/Lがさらに好ましく、8×10−6〜1.2×10−5mol/Lが特に好ましい。
本発明の多能性幹細胞の剥離方法における[3]工程では、基材を冷却し、多能性幹細胞を基材から剥離する。細胞の生存率を高めるのに好適であるため、0〜30℃の温度で1秒〜60分間冷却することが好ましく、2〜25℃の温度で1秒〜60分間冷却することがさらに好ましく、2〜20℃の温度で1秒〜60分間冷却することが特に好ましく、2〜10℃の温度で1秒〜60分間冷却することが最も好ましい。
Further, since it is suitable for enhancing the survival rate of cells, a Rho-binding kinase inhibitor may be added as necessary. Particularly when human pluripotent stem cells are used, examples of the Rho-binding kinase inhibitor include (R)-(+)-trans-N- (4-pyridyl) -4- (1-aminoethyl)- Cyclohexanecarboxamide.2HCl.H2O (Y-27632 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1- (5-isoquinolinesulfonyl) homopiperazine Hydrochloride (HA1077 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) can be used. The concentration of the Rho-binding kinase inhibitor added to the medium is in a range that is effective for maintaining the survival of human pluripotent stem cells and does not affect the undifferentiated state of human pluripotent stem cells, 1 × 10 −6 to 5 × 10 −5 mol / L is preferable, 3 × 10 −6 to 2 × 10 −5 mol / L is more preferable, and 8 × 10 −6 to 1.2 × 10 −5 mol / L is preferable. L is particularly preferred.
In the step [3] of the method for exfoliating pluripotent stem cells of the present invention, the substrate is cooled and the pluripotent stem cells are exfoliated from the substrate. It is preferable to cool at a temperature of 0 to 30 ° C. for 1 second to 60 minutes, and more preferably to cool at a temperature of 2 to 25 ° C. for 1 second to 60 minutes, since it is suitable for increasing the viability of cells. It is particularly preferable to cool at a temperature of 2 to 20 ° C for 1 second to 60 minutes, most preferably at a temperature of 2 to 10 ° C for 1 second to 60 minutes.

本発明の多能性幹細胞の剥離方法では、温度応答性高分子による層を有する基材を用いる。基材が温度応答性高分子による層を有することにより、前記[3]工程において、基材を冷却することで多能性幹細胞を剥離することができる。温度応答性高分子による層を有しない場合、[3]工程で多能性幹細胞を剥離することができない。   In the method for detaching pluripotent stem cells of the present invention, a substrate having a layer made of a temperature-responsive polymer is used. When the substrate has a layer made of a temperature-responsive polymer, the pluripotent stem cells can be detached by cooling the substrate in the step [3]. If there is no layer made of a temperature-responsive polymer, the pluripotent stem cells cannot be detached in step [3].

本発明において、前記温度応答性高分子による層の層厚×温度応答性成分の含有割合の積は、100nm以下である。温度応答性高分子による層の層厚×温度応答性成分の含有割合の積が100nm以下であることにより、多能性幹細胞を基材に強固に接着させることができ、前記[1]及び[2]工程において細胞が剥離するのを抑制することができる。温度応答性高分子による層の層厚×温度応答性成分の含有割合の積が100nmを超える場合、前記[1]及び[2]工程において細胞が剥離しやすく、細胞の生存率が低下する原因となる。前記[1]及び[2]工程において細胞が剥離するのを抑制し、細胞の生存率を高めるのに好適であることから、層厚×温度応答性成分の積が50nm以下であることがさらに好ましく、40nm以下が特に好ましく、20nm以下が最も好ましい。ここで、本発明において温度応答性高分子による層の「層厚」とは、温度応答性高分子による層の最も基材側の界面から最も表面側の界面までの基材面外方向の長さを示し、層厚が10nmを超える範囲ではミクロトームにより作成した培養基材の超薄切片を用いて断面像を透過型電子顕微鏡によって測定し、無作為に選んだ10点の該距離を測定し、平均することで算出することができる。また、層厚が10nm以下の範囲ではエリプソメーターを用いて測定することができる。また、本発明において「温度応答性成分の含有割合」とは、温度応答性高分子に含まれる温度応答性の単量体単位の重量割合を示す。   In the present invention, the product of the layer thickness of the layer made of the temperature-responsive polymer and the content ratio of the temperature-responsive component is 100 nm or less. When the product of the layer thickness of the layer made of the temperature-responsive polymer and the content ratio of the temperature-responsive component is 100 nm or less, the pluripotent stem cells can be firmly adhered to the base material. In step 2], the cells can be prevented from detaching. If the product of the layer thickness of the temperature-responsive polymer and the content ratio of the temperature-responsive component exceeds 100 nm, the cells are likely to be detached in the steps [1] and [2] and the cell survival rate is reduced. Becomes In the above [1] and [2] steps, the product of layer thickness × temperature-responsive component is preferably 50 nm or less because it is suitable for suppressing cell detachment and increasing cell survival rate. Preferably, it is particularly preferably 40 nm or less, most preferably 20 nm or less. Here, in the present invention, the “layer thickness” of the layer made of the temperature-responsive polymer refers to the length of the layer made of the temperature-responsive polymer from the interface closest to the substrate to the interface closest to the surface in the direction outside the substrate surface. In the range where the layer thickness exceeds 10 nm, a cross-sectional image is measured by a transmission electron microscope using an ultrathin section of the culture substrate prepared by a microtome, and the distance of 10 points selected at random is measured. , Can be calculated by averaging. When the layer thickness is in the range of 10 nm or less, it can be measured using an ellipsometer. Further, in the present invention, the “content ratio of the temperature-responsive component” indicates the weight ratio of the temperature-responsive monomer unit contained in the temperature-responsive polymer.

また、前記[3]工程において多能性幹細胞を短時間で剥離し、細胞へのダメージを低減させるのに好適であることから、層厚×温度応答性成分の含有割合の積が5nm以上であることが好ましく、10nm以上がさらに好ましく、20nm以上が特に好ましく、30nm以上が最も好ましい。   In addition, since the pluripotent stem cells are suitable for exfoliating the pluripotent stem cells in a short time in the step [3] and reducing damage to the cells, the product of the layer thickness × the content ratio of the temperature-responsive component is 5 nm or more. Preferably, it is 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, and most preferably 30 nm or more.

前記温度応答性高分子による層を有する基材としては、水に対する応答温度が0℃〜50℃の範囲にある温度応答性高分子による層を表面に有する基材を挙げることができ、剥離後の多能性幹細胞の生存率を高めるのに好適であることから、応答温度が0℃〜50℃の範囲にあることが好ましく、5℃〜35℃がさらに好ましく、10℃〜25℃が特に好ましく、15℃〜25℃が最も好ましい。   Examples of the base material having a layer made of the temperature-responsive polymer include a base material having a layer made of a temperature-responsive polymer having a response temperature to water in the range of 0 ° C to 50 ° C on the surface. The response temperature is preferably in the range of 0 ° C. to 50 ° C., more preferably 5 ° C. to 35 ° C., and particularly preferably 10 ° C. to 25 ° C. because it is suitable for increasing the survival rate of pluripotent stem cells. Preferably, 15 ° C to 25 ° C is most preferred.

前記温度応答性高分子を構成する単量体単位としては特に制限はないが、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド化合物;N,N−ジエチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−n−プロピルメタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N−シクロプロピルアクリルアミド、N−シクロプロピルメタクリルアミド、N−エトキシエチルアクリルアミド、N−エトキシエチルメタクリルアミド、N−テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N−テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド等のN アルキル置換(メタ)アクリルアミド誘導体;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−エチルメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド等のN,N−ジアルキル置換(メタ)アクリルアミド誘導体;1−(1−オキソ−2−プロペニル)−ピロリジン、1−(1−オキソ−2−プロペニル)−ピペリジン、4−(1−オキソ−2−プロペニル)−モルホリン、1−(1−オキソ−2−メチル−2−プロペニル)−ピロリジン、1−(1−オキソ−2−メチル−2−プロペニル)− ピペリジン、4−(1−オキソ−2−メチル−2−プロペニル)−モルホリン等の環状基を有する(メタ)アクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル等のビニルエーテルを挙げることができ、応答温度を0〜50℃とするのに好適であることから、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−n−プロピルメタクリルアミド、N−エトキシエチルアクリルアミド、N−テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N−テトラヒドロフルフリルメタクリルアミドが好ましく、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミドがさらに好ましく、N−イソプロピルアクリルアミドが特に好ましい。   The monomer unit constituting the temperature-responsive polymer is not particularly limited, and examples thereof include (meth) acrylamide compounds such as acrylamide and methacrylamide; N, N-diethylacrylamide, N-ethylacrylamide, and Nn -Propylacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, N-cyclopropylmethacrylamide, N-ethoxyethylacrylamide, N-ethoxyethylmethacrylamide, N N-alkyl-substituted (meth) acrylamide derivatives such as -tetrahydrofurfurylacrylamide and N-tetrahydrofurfuryl methacrylamide; N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-ethylmethyla N, N-dialkyl-substituted (meth) acrylamide derivatives such as rilamide and N, N-diethylacrylamide; 1- (1-oxo-2-propenyl) -pyrrolidine, 1- (1-oxo-2-propenyl) -piperidine, 4- (1-oxo-2-propenyl) -morpholine, 1- (1-oxo-2-methyl-2-propenyl) -pyrrolidine, 1- (1-oxo-2-methyl-2-propenyl) -piperidine, (Meth) acrylamide derivatives having a cyclic group such as 4- (1-oxo-2-methyl-2-propenyl) -morpholine; vinyl ethers such as methyl vinyl ether; N, N-diethylacrylamide, Nn-propylacrylamide, N-isopropylacryl Amide, Nn-propyl methacrylamide, N-ethoxyethyl acrylamide, N-tetrahydrofurfuryl acrylamide, N-tetrahydrofurfuryl methacrylamide is preferred, N, N-diethylacrylamide, N-isopropylacrylamide is more preferred, and N- Isopropylacrylamide is particularly preferred.

前記温度応答性高分子による層の形成方法としては特に制限はないが、温度応答性高分子を基材に強固に固定化するのに好適であることから、温度応答性高分子の単量体単位を基材上で電子線重合する方法、熱又は光反応性の温度応答性高分子を用いて熱または光により基材に固定化する方法、温度応答性高分子の単量体単位とその他の単量体単位との共重合体を用いる方法を好適に用いることができる。   The method of forming the layer using the temperature-responsive polymer is not particularly limited. However, since it is suitable for firmly fixing the temperature-responsive polymer to the substrate, the monomer of the temperature-responsive polymer is preferably used. Method of electron beam polymerization of units on a substrate, method of immobilizing on a substrate by heat or light using a thermo- or photo-reactive temperature-responsive polymer, monomer units of a temperature-responsive polymer and others A method using a copolymer with the above monomer unit can be suitably used.

前記温度応答性高分子の単量体単位とその他の単量体単位との共重合体を用いる方法においては、共重合体を強固に基材に固定化させるのに好適であることから、少なくとも水に不溶の高分子の単量体単位を含むことが好ましい。また、温度応答性高分子の応答温度の制御に好適であることから、共重合体の構造としてはブロック共重合体であることが好ましい。   In the method using a copolymer of the monomer unit of the temperature-responsive polymer and other monomer units, since it is suitable for firmly immobilizing the copolymer to the substrate, at least It preferably contains a water-insoluble polymer monomer unit. Further, since the structure of the copolymer is suitable for controlling the response temperature of the temperature-responsive polymer, the structure of the copolymer is preferably a block copolymer.

前記水に不溶の高分子の単量体単位としては特に制限はないが、例えば、スチレン、2−ヒドロキシフェニルアクリレート、2−ヒドロキシフェニルメタクリレート、3−ヒドロキシフェニルアクリレート、3−ヒドロキシフェニルメタクリレート、4−ヒドロキシフェニルアクリレート、4−ヒドロキシフェニルメタクリレート、N−(2−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N−(3−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルアクリレート、t−ブチルメタクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、n−オクチルアクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−デシルアクリレート、n−デシルメタクリレート、n−ドデシルアクリレート、n−ドデシルメタクリレート、n−テトラデシルアクリレート、n−テトラデシルメタクリレートを挙げることができる。   The monomer unit of the polymer insoluble in water is not particularly limited, and examples thereof include styrene, 2-hydroxyphenyl acrylate, 2-hydroxyphenyl methacrylate, 3-hydroxyphenyl acrylate, 3-hydroxyphenyl methacrylate, Hydroxyphenyl acrylate, 4-hydroxyphenyl methacrylate, N- (2-hydroxyphenyl) acrylamide, N- (2-hydroxyphenyl) methacrylamide, N- (3-hydroxyphenyl) acrylamide, N- (3-hydroxyphenyl) methacryl Amide, N- (4-hydroxyphenyl) acrylamide, N- (4-hydroxyphenyl) methacrylamide, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate Acrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, n-octyl acrylate, n-octyl methacrylate, n-decyl acrylate, n-decyl methacrylate, n-dodecyl acrylate, n-dodecyl Examples include methacrylate, n-tetradecyl acrylate, and n-tetradecyl methacrylate.

前記共重合体における温度応答性高分子の構成単位比率は、多能性幹細胞の冷却剥離性を高める観点から、5mol%以上が好ましく、20mol%以上がさらに好ましく、30mol%以上が特に好ましく、40mol%以上が最も好ましい。また、共重合体を基材へ強固に固定化するのに好適であることから、温度応答性高分子の構成単位比率が95mol%以下であることが好ましく、90mol%以下であることがさらに好ましく、85mol%以下であることが特に好ましく、80mol%以下であることが最も好ましい。   The structural unit ratio of the temperature-responsive polymer in the copolymer is preferably 5 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, particularly preferably 30 mol% or more, and more preferably 40 mol%, from the viewpoint of enhancing the cooling releasability of the pluripotent stem cells. % Or more is most preferable. Further, since it is suitable for firmly fixing the copolymer to the base material, the structural unit ratio of the temperature-responsive polymer is preferably 95 mol% or less, more preferably 90 mol% or less. , 85 mol% or less, and most preferably, 80 mol% or less.

前記温度応答性高分子の分子量としては特に制限はないが、温度応答性高分子による層の強度を高めるのに好適であることから、数平均分子量で1000〜100万であることが好ましく、2000〜50万であることがさらに好ましく、5000〜30万であることが特に好ましく、1万〜20万であることが最も好ましい。   The molecular weight of the temperature-responsive polymer is not particularly limited, but is preferably from 1,000 to 1,000,000 in number average molecular weight, because it is suitable for increasing the strength of the layer made of the temperature-responsive polymer. It is more preferably from 500,000 to 500,000, particularly preferably from 5000 to 300,000, and most preferably from 10,000 to 200,000.

本発明における基材の材質は、特に限定されるものではないが、通常細胞培養に用いられるガラス、ポリスチレン等の物質のみならず、一般に形態付与が可能である物質、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート等の高分子化合物や、セラミックス、金属類などを用いることができる。培養操作の容易性から、基材の材質がガラス、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンの内少なくとも1種類を含むことが好ましく、ガラス、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートの内少なくとも1種類を含むことがさらに好ましく、可撓性を高めるのに好適であることからポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートが特に好ましい。   The material of the base material in the present invention is not particularly limited, but not only materials such as glass and polystyrene that are usually used for cell culture, but also materials that can be generally given a form, for example, polycarbonate and polyethylene terephthalate. And polymer compounds such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, and polymethyl methacrylate; ceramics; and metals. From the viewpoint of easiness of the culturing operation, the material of the substrate preferably contains at least one of glass, polystyrene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, and polypropylene, and glass, polystyrene, and polycarbonate. And more preferably at least one of polyethylene terephthalate, and polystyrene, polycarbonate and polyethylene terephthalate are particularly preferred because they are suitable for enhancing flexibility.

本発明における基材の形状としては特に制限はなく、板、フィルムのような平面形状であってもよいし、ファイバー、多孔質粒子、多孔質膜、中空糸であってもよい。また、一般に細胞培養等に用いられる容器(ペトリ皿等の細胞培養皿、フラスコ、プレート等)であっても差し支えない。培養操作の容易性から、板、フィルムのような平面形状、又は平膜の多孔質膜であることが好ましい。   The shape of the substrate in the present invention is not particularly limited, and may be a planar shape such as a plate or a film, or may be a fiber, a porous particle, a porous membrane, or a hollow fiber. Further, a container (cell culture dish such as a Petri dish, a flask, a plate, or the like) generally used for cell culture or the like may be used. From the viewpoint of easiness of the culturing operation, a porous membrane having a planar shape such as a plate or a film or a flat membrane is preferable.

以下、本発明を実施するための形態を挙げて本発明について詳細に説明するが、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。また本発明の要旨の範囲内で適宜に変更して実施することができる。なお、断りのない限り、試薬は市販品を用いた。
<重合体の組成>
核磁気共鳴測定装置(日本電子(株)製、商品名JNM−GSX400)を用いたプロトン核磁気共鳴分光(H−NMR)スペクトル分析、又は核磁気共鳴測定装置(ブルカー製、商品名AVANCEIIIHD500)を用いたカーボン核磁気共鳴分光(13C−NMR)スペクトル分析より求めた。
<重合体の分子量、分子量分布>
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置は東ソー(株)製 HLC−8320GPCを用い、カラムは東ソー(株)製 TSKgel Super AWM−Hを2本用い、カラム温度を40℃に設定し、溶離液は10mMトリフルオロ酢酸ナトリウムを含む1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロー2−イソプロパノールまたは10mM臭化リチウムを含むN,N−ジメチルホルムアミドを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mLで調製して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリメタクリル酸メチル(ポリマーラボラトリーズ製)を用いた。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments for carrying out the present invention. However, this is an exemplification for describing the present invention, and is not intended to limit the present invention to the following contents. Further, the present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the present invention. Unless otherwise specified, commercially available reagents were used.
<Polymer composition>
Nuclear magnetic resonance measurement apparatus (JEOL Ltd., trade name JNM-GSX400) Proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1 H-NMR) spectrum analysis using, or nuclear magnetic resonance measuring device (Bruker, trade name AVANCEIIIHD500) Was determined by carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 13C -NMR) spectrum analysis using
<Molecular weight and molecular weight distribution of polymer>
The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were measured by gel permeation chromatography (GPC). The GPC apparatus uses HLC-8320GPC manufactured by Tosoh Corporation, the column uses two TSKgel Super AWM-H manufactured by Tosoh Corporation, the column temperature is set to 40 ° C., and the eluent contains 10 mM sodium trifluoroacetate. The measurement was performed using N, N-dimethylformamide containing 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-isopropanol or 10 mM lithium bromide. The measurement sample was prepared at 1.0 mg / mL and measured. For the calibration curve of the molecular weight, polymethyl methacrylate (manufactured by Polymer Laboratories) having a known molecular weight was used.

[実施例1]
基材としてポリスチレンディッシュ(Corning Incorporated製)に温度応答性高分子による層が形成されたものを用い、ヒトiPS細胞201B7株を1300個/cmの密度で播種し、37℃、CO濃度5%の環境下で培養した。培地はStemFitAK02N(味の素(株)製)を用いた。また、細胞播種から24時間後までは、前記培地にY−27632(和光純薬工業(株)製)(濃度10μM)とiMatrix−511溶液((株)ニッピ製)(培地に対して2.5μL/mL)を添加し培養した。
[Example 1]
As a substrate, a polystyrene dish (manufactured by Corning Incorporated) having a layer formed of a temperature-responsive polymer was used, and human iPS cells 201B7 were seeded at a density of 1300 cells / cm 2 at 37 ° C. and a CO 2 concentration of 5 %. The medium used was StemFitAK02N (manufactured by Ajinomoto Co., Inc.). Until 24 hours after the cell seeding, Y-27632 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (concentration: 10 μM) and iMatrix-511 solution (manufactured by Nippi Co., Ltd.) (2. (5 μL / mL).

細胞播種から24時間後、96時間後、144時間後に、位相差顕微鏡で細胞の様子を観察し、いずれの場合においても細胞接着ならびに増殖を確認し、新しい培地に交換を行った。細胞播種から144時間後の培地交換の後、細胞はコロニー状で基材に存在していることを確認した。   At 24 hours, 96 hours, and 144 hours after the cell seeding, the state of the cells was observed with a phase contrast microscope. In each case, cell adhesion and proliferation were confirmed, and the medium was replaced with a new medium. After the medium was exchanged 144 hours after the cell seeding, it was confirmed that the cells were present in a colony on the substrate.

培地を除去してリン酸緩衝生理食塩水で洗浄後、リン酸緩衝生理食塩水に0.5×TrypLE SELECT、エチレンジアミン四酢酸を5×10−3mol/Lの濃度となるように加えた細胞間結合乖離液をディッシュ内に加え、37℃で3分間処理した。細胞間結合乖離液を吸引除去してリン酸緩衝生理食塩水を加え、リン酸緩衝生理食塩水を吸引除去することで、細胞を基材に接着させたまま洗浄した後、Y−27632を添加した培地をディッシュ内に加えた。15℃で10分間冷却を行うことで細胞を剥離させた。細胞の生存率は96.5%であった。 After removing the medium and washing with phosphate buffered saline, cells obtained by adding 0.5 × TrypLE SELECT and ethylenediaminetetraacetic acid to phosphate buffered saline to a concentration of 5 × 10 −3 mol / L. The bond separation liquid was added to the dish and treated at 37 ° C. for 3 minutes. Aspirate and remove the intercellular binding dissociation solution, add phosphate buffered saline, and remove the phosphate buffered saline by suction. After washing the cells with the substrate adhered, add Y-27632. The prepared medium was added to the dish. The cells were detached by cooling at 15 ° C. for 10 minutes. Cell viability was 96.5%.

なお、温度応答性高分子の合成及びコーティングは以下の方法で行った。   The synthesis and coating of the temperature-responsive polymer were performed by the following methods.

試験管に、4−シアノ−4−[(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]ペンタノイックアシッド0.40g(0.1mmol)、n−ブチルメタクリレート7.11g(50mmol)、アゾビス(イソブチロニトリル)33mg(0.2mmol)を加え、1,4−ジオキサン50mLに溶解した。窒素バブリングにより30分脱気を行った後、70℃で24時間反応させた。反応終了後、反応溶媒をロータリーエバポレーターにて減圧留去し、反応溶液を濃縮した。濃縮液をメタノール250mLに注ぎ、析出した黄色油状物質を回収して減圧乾燥し、n−ブチルメタクリレート重合体を得た。   In a test tube, 0.40 g (0.1 mmol) of 4-cyano-4-[(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoic acid, 7.11 g (50 mmol) of n-butyl methacrylate, azobis (isobutyronitrile) 33 mg (0.2 mmol) was added and dissolved in 50 mL of 1,4-dioxane. After deaeration by nitrogen bubbling for 30 minutes, the reaction was carried out at 70 ° C. for 24 hours. After completion of the reaction, the reaction solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and the reaction solution was concentrated. The concentrated solution was poured into 250 mL of methanol, and the precipitated yellow oily substance was recovered and dried under reduced pressure to obtain an n-butyl methacrylate polymer.

試験管に、前記n−ブチルメタクリレート重合体0.9g(0.3mmol)、N−イソプロピルアクリルアミド8.14g(72mmol)、アゾビスイソブチロニトリル5mg(0.03mmol)を加え、1,4−ジオキサン15mLに溶解させた。窒素バブリングにより30分脱気を行った後、65℃で17時間反応させた。反応終了後、反応溶媒をアセトンで希釈し、ヘキサン500mLに注ぎ、析出した淡黄色固体を回収して減圧乾燥し、N−イソプロピルアクリルアミドとn−ブチルメタクリレートの共重合体を得た。   0.9 g (0.3 mmol) of the n-butyl methacrylate polymer, 8.14 g (72 mmol) of N-isopropylacrylamide, and 5 mg (0.03 mmol) of azobisisobutyronitrile were added to a test tube, and 1,4- It was dissolved in 15 mL of dioxane. After deaeration by nitrogen bubbling for 30 minutes, the reaction was carried out at 65 ° C. for 17 hours. After the completion of the reaction, the reaction solvent was diluted with acetone, poured into 500 mL of hexane, and the precipitated pale yellow solid was recovered and dried under reduced pressure to obtain a copolymer of N-isopropylacrylamide and n-butyl methacrylate.

ポリスチレンディッシュ上にN−イソプロピルアクリルアミドとn−ブチルメタクリレートの共重合体の0.5wt%エタノール溶液を2000rpmでスピンコートし、温度応答性高分子を被覆した。   A 0.5 wt% ethanol solution of a copolymer of N-isopropylacrylamide and n-butyl methacrylate was spin-coated at 2,000 rpm on a polystyrene dish to coat a temperature-responsive polymer.

温度応答性高分子の応答温度は32℃、構成単位比率はn−ブチルメタクリレート4mol%、N−イソプロピルアクリルアミド96mol%、分子量はMn7万であった。ポリスチレンディッシュ上への温度応答性高分子の被覆の膜厚は25nmであった。   The temperature-responsive polymer had a response temperature of 32 ° C., a constitutional unit ratio of 4 mol% of n-butyl methacrylate, 96 mol% of N-isopropylacrylamide, and a molecular weight of Mn 70,000. The thickness of the coating of the temperature-responsive polymer on the polystyrene dish was 25 nm.

[実施例2]
実施例1において下記方法で作製した基材を用い、15℃で10分間冷却を行った後に基材を20回叩いて振動を与える操作を行い、その他は実施例1と同様にして細胞を剥離した。細胞の生存率は92.3%であった。
[Example 2]
Using the base material prepared by the following method in Example 1, after performing cooling at 15 ° C. for 10 minutes, performing an operation of hitting the base material 20 times to apply vibration, and otherwise exfoliating the cells in the same manner as in Example 1. did. Cell viability was 92.3%.

ポリスチレンディッシュ上にN−イソプロピルアクリルアミドとn−ブチルメタクリレートの共重合体の0.1wt%エタノール溶液を2000rpmでスピンコートし、温度応答性高分子を被覆した。ポリスチレンディッシュ上への温度応答性高分子の被覆の膜厚は5nmであった。   A 0.1 wt% ethanol solution of a copolymer of N-isopropylacrylamide and n-butyl methacrylate was spin-coated on a polystyrene dish at 2000 rpm to coat a temperature-responsive polymer. The thickness of the coating of the temperature-responsive polymer on the polystyrene dish was 5 nm.

[比較例1]
実施例1において温度応答性高分子による層を形成せず、ポリスチレンディッシュをそのまま使用し、その他は実施例1と同様にして行った。細胞は基材から剥離せず、回収できなかった。
[Comparative Example 1]
Example 1 was repeated except that a layer made of a temperature-responsive polymer was not used and a polystyrene dish was used as it was. The cells did not detach from the substrate and could not be recovered.

[比較例2]
実施例1において下記方法で作製した基材を用い、その他は実施例1と同様にして細胞を剥離した。多能性幹細胞と細胞間結合乖離液を接触させている間にほぼ全ての細胞が基材から剥離してしまい、生存率は0%であった。
[Comparative Example 2]
The cells were peeled off in the same manner as in Example 1 except that the substrate prepared in Example 1 was used in the following manner. Almost all cells were detached from the substrate while the pluripotent stem cells were in contact with the cell-binding dissociation solution, and the viability was 0%.

ポリスチレンディッシュ上にN−イソプロピルアクリルアミドとn−ブチルメタクリレートの共重合体の2wt%エタノール溶液を2000rpmでスピンコートし、温度応答性高分子を被覆した。ポリスチレンディッシュ上への温度応答性高分子の被覆の膜厚は120nmであった。   A 2 wt% ethanol solution of a copolymer of N-isopropylacrylamide and n-butyl methacrylate was spin-coated at 2,000 rpm on a polystyrene dish to coat a temperature-responsive polymer. The thickness of the coating of the temperature-responsive polymer on the polystyrene dish was 120 nm.

[比較例3]
実施例1において多能性幹細胞と細胞間結合乖離液を接触させる操作を行わず、その他は実施例1と同様にして行った。細胞は基材から一部しか剥離せず、また、剥離した細胞は複数の細胞の塊であり、単一細胞を回収することはできなかった。
[Comparative Example 3]
The procedure of Example 1 was repeated except that the operation of contacting the pluripotent stem cells with the intercellular binding dissociation liquid was not performed in Example 1. The cells detached only partially from the substrate, and the detached cells were clumps of cells, and single cells could not be recovered.

[比較例4]
実施例1において多能性幹細胞と接触させた細胞間結合乖離液を吸引除去せず、トリプシンが残存したまま冷却剥離操作を行い、細胞を基材から剥離した。細胞は剥離したが、大部分の細胞が死滅し、生存率は29.5%であった。
[Comparative Example 4]
In Example 1, the cell-bound dissociation solution that had been brought into contact with the pluripotent stem cells was not removed by suction, and a cooling-peeling operation was performed with trypsin remaining, to detach the cells from the substrate. The cells detached, but most of the cells died, and the viability was 29.5%.

Claims (3)

基材上で培養された多能性幹細胞の剥離方法であって、基材が層厚×温度応答性高分子成分の含有割合の積が100nm以下の温度応答性高分子による層を有し、下記[1]〜[3]工程を経ることを特徴とする多能性幹細胞の剥離方法。
[1]トリプシンを含有する細胞間結合乖離液と基材上で培養された多能性幹細胞を接触させる工程。
[2]多能性幹細胞が基材に接着した状態のまま、トリプシンを含有する細胞間結合乖離液を除去する工程。
[3]基材を冷却し、多能性幹細胞を基材から剥離する工程。
A method for exfoliating pluripotent stem cells cultured on a substrate, wherein the substrate has a layer of a temperature-responsive polymer having a product of a layer thickness and a content ratio of a temperature-responsive polymer component of 100 nm or less, A method for exfoliating pluripotent stem cells, comprising the following steps [1] to [3].
[1] A step of contacting a pluripotent stem cell cultured on a substrate with an intercellular binding dissociation solution containing trypsin.
[2] a step of removing the trypsin-containing cell-binding dissociation solution while the pluripotent stem cells remain adhered to the substrate.
[3] A step of cooling the substrate and peeling the pluripotent stem cells from the substrate.
前記[1]工程におけるトリプシンを含有する細胞間結合乖離液と基材に接着した多能性幹細胞の接触時間が、1秒〜5分間であることを特徴とする、請求項1に記載の多能性幹細胞の剥離方法。 2. The method according to claim 1, wherein the contact time between the trypsin-containing intercellular binding dissociation solution and the pluripotent stem cells adhered to the substrate in the step [1] is 1 second to 5 minutes. A method for detaching competent stem cells. 多能性幹細胞が人工多能性幹細胞であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の多能性幹細胞の剥離方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the pluripotent stem cells are induced pluripotent stem cells.
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