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WO2006054448A1 - 細胞培養用ヒト血清 - Google Patents

細胞培養用ヒト血清 Download PDF

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WO2006054448A1
WO2006054448A1 PCT/JP2005/020238 JP2005020238W WO2006054448A1 WO 2006054448 A1 WO2006054448 A1 WO 2006054448A1 JP 2005020238 W JP2005020238 W JP 2005020238W WO 2006054448 A1 WO2006054448 A1 WO 2006054448A1
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WO
WIPO (PCT)
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blood
serum
human serum
cell culture
growth factor
Prior art date
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Application number
PCT/JP2005/020238
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English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Suzuki
Seishin Tanaka
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JMS Co Ltd
Original Assignee
JMS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to JP2006544866A priority patent/JPWO2006054448A1/ja
Publication of WO2006054448A1 publication Critical patent/WO2006054448A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/0018Culture media for cell or tissue culture
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/14Blood; Artificial blood
    • A61K35/16Blood plasma; Blood serum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/10Growth factors
    • C12N2501/135Platelet-derived growth factor [PDGF]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/10Growth factors
    • C12N2501/15Transforming growth factor beta (TGF-β)

Definitions

  • the present invention relates to human serum for cell culture, and more particularly to human serum for cell culture containing a large amount of cell growth factors.
  • a method for preparing such serum for example, a method of using a blood collection tube containing a blood coagulation promoting individual made of glass powder is disclosed (see Patent Document 1).
  • a method for easily recovering serum containing a large amount of growth factors by bringing glass powder into contact with blood in order to quickly separate coagulation substances such as fibrin mixed in the serum is disclosed (See Patent Document 2).
  • a method for producing human plasma as a raw material has been disclosed (see Patent Document 3).
  • a method for obtaining growth factors by adding calcium compounds and glass beads to plasma is disclosed (see Patent Document 4).
  • Patent Document 1 JP 2000-000228 A
  • Patent Document 2 JP-A-4 83165
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-275662
  • Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-269409
  • Patent Documents 1 and 2 use a small-sized blood collection tube for blood tests, in order to prepare serum in an amount necessary for culturing stem cells, The preparation operation must be carried out many times and is not suitable for practical use.
  • the method disclosed in Patent Document 3 is not preferable because thrombin is used as an anticoagulant, and the risk of infection due to the use of a biological product remains.
  • the method described in Patent Document 4 uses plasma containing only a small amount of cell growth factor as a raw material, the obtained serum does not contain sufficient cell growth factor, so stem cells can be efficiently cultured. I can't feed.
  • an object of the present invention is to provide a serum containing a large amount of growth factors that can efficiently promote the proliferation of stem cells.
  • the present invention provides the following.
  • a human serum for cell culture obtained from a fluid containing a blood-derived liquid component containing a blood coagulation factor and platelets, and the residual ratio of platelets within 20 minutes after blood collection is Human serum for cell culture having a platelet content of more than 0% but not more than 20% and a cell growth factor release rate of not less than 20% and not more than 100%.
  • the rate of remaining platelets within 20 minutes after blood collection is more than 0% and not more than 20% of the total platelet amount, thereby promptly promoting the release of cell growth factor.
  • the cell growth factor release rate 20. / o over 100. By setting it to / o or less, it becomes possible to efficiently proliferate stem cells.
  • a fluid containing at least blood-derived liquid components and platelets it becomes possible to produce serum containing more growth factors than the amount adjusted from plasma. Serum having a cell growth effect equivalent to that of can be produced.
  • blood refers to blood cells (red blood cells, white blood cells, platelets) and plasma (serum) that is a liquid component. Powerful whole blood and liquid containing at least one of these (eg blood collected from component blood donation).
  • serum refers to a pale yellow liquid that loses its fluidity when the collected blood is allowed to stand and is then separated from the red clot (blood clot).
  • serum is different from general serum in that it is not separated from clots, but coagulation factors and growth factors contained therein are substantially the same as general serum.
  • a liquid component in blood that is useful for cell culture.
  • the “blood-derived liquid component” refers to a blood component other than blood cells or a mixed solution obtained by adding a drug such as an anticoagulant to a blood component other than blood cells.
  • Cell growth factor refers to platelet growth factor (PDGF), transforming growth factor (TGF- 3-, vascular endothelial growth factor (VEGF), insulin-like growth factor (IGF), hepatocyte growth factor (HGF). , Brain-derived neurotrophic factor (BDNF), basic fibroblast growth factor (bFGF), and the like.
  • the “cell growth factor release rate” is defined as the amount of cell growth factor in serum prepared from a predetermined amount of blood collected in a vacuum blood collection tube (100% release). The ratio of the cell growth factor to the ratio.
  • a human serum for cell culture obtained from a fluid containing blood-derived humoral components including a blood coagulation factor and platelets, wherein the content of the cell growth factor is prepared from plasma. More human serum for cell culture than human serum.
  • Plasma-powered human serum refers to blood plasma collected from a subject under centrifugation conditions (for example, 4,400 (g) X 5 (min.) Or more) in which platelets completely precipitate. Refers to human serum obtained by preparing and removing the coagulation factor contained in the plasma.
  • the content of the cell growth factor in the human serum according to the present invention is determined by leaving it to stand.
  • the stem cells can be efficiently proliferated.
  • “human serum prepared by standing” means human serum obtained by centrifuging blood collected from a subject after leaving it in a flexible container for about 1 hour at room temperature. .
  • stem cells are made more efficient by including one of PDGF-BB and TGF- ⁇ 1, which has higher cell proliferation ability among the above-mentioned cell growth factors. It is possible to grow well.
  • PDGF-BB is one of the three types of PDGF (dimer) (PDGF-AA, PDGF-BB, PDGF-—).
  • glass processed body refers to glass powder, glass beads and the like.
  • the shape of the glass processed body is preferably substantially spherical from the viewpoint of suppressing the destruction of red blood cells (hemolysis) and the damage of the apparatus used for preparing the serum according to the present invention.
  • the surface of the glass processed body with a layer made of a silicon dioxide compound.
  • the silicon dioxide compound is not limited to the power capable of using at least one selected from glass, silica, diatomaceous earth, kaolin and the like.
  • the invention of (6) it is possible to further activate platelets in the fluid by making the glass processed body into glass beads.
  • porous glass beads are more preferable because they have a large contact area with the fluid.
  • the surface area of the glass beads is preferably 0.1 l (mm 2 Zml) force or 25 (mm 2 Zml) with respect to 1 ml of the fluid.
  • the human serum according to the invention of (7) since human serum is prepared without exposure to outside air, the risk of contamination of the prepared serum by bacteria, microorganisms, etc. is reduced. . As a result, highly safe serum can be prepared, and further safety can be ensured.
  • the human serum according to the invention of (7) is preferably prepared using a device in such a manner that it does not come into contact with outside air.
  • cells when used as a medium for cell culture, cells can be cultured faster when stem cells collected from a subject are seeded and cultured. Further, since cells can be cultured with autoserum, the possibility of side effects is low, and it is excellent in terms of safety.
  • the human serum for cell culture according to the present invention contains a large amount of cell growth factor, stem cells can be cultured more efficiently than conventional serum. If this human serum is used for regenerative medicine, the tissue and function of the subject can be safely and reliably regenerated.
  • FIG. 1 is a view showing a serum preparation apparatus for preparing human serum for cell culture according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a procedure for preparing human serum for cell culture according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view of shaking the blood reservoir 10 of the serum preparation device.
  • FIG. 4 is a diagram showing shaking time and the residual rate of platelets in each sample.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between shaking time and the release rate of PDGF-BB in each sample.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between shaking time and the release rate of TGF- ⁇ 1 in each sample.
  • the human serum for cell culture according to the present invention is a serum preparation for preparing serum containing cell growth factor. It is preferably prepared by a serum preparation apparatus for cell culture that prepares serum for a cell culture method comprising a production step and a culture step of culturing cells in the presence of the prepared serum.
  • This serum preparation apparatus includes a blood reservoir that stores a fluid containing at least a blood-derived liquid component containing a coagulation factor and platelets, and the blood reservoir contains serum that is suitable for a cell culture process. It is preferably a serum preparation apparatus for cell culture having a function of producing serum to be produced.
  • the serum preparation apparatus is more preferably a closed system, that is, an apparatus capable of preparing serum without touching the outside air.
  • the serum production function refers to the function of increasing the growth factor content in serum by activating platelets in the fluid and increasing the serum recovery ability, and has a specific gravity higher than that of the fluid. It is given by large coagulation promoting individuals.
  • a serum preparation apparatus 1 shown in FIG. 1 is mainly composed of a blood storage unit 10 and a component storage unit 20.
  • the blood reservoir 10 and the component container 20 are formed into a bag shape by fusing two sheets made of a flexible resin material, for example, soft polyvinyl chloride at the outer edge 1 la.
  • the main body portion 11 is formed, and the glass processed body 12 is inserted into the main body portion 11.
  • the glass processed body 12 that is a solidification promoting individual is set in a state in which it can float inside the main body 11, and has, for example, a substantially spherical shape made of soda glass.
  • the surface area of the glass processed body 12 is preferably a surface area having a relation of 0.1 l (mm 2 Zml) or more. By making such a range, the activation of platelets and coagulation factors in the blood is promoted.
  • the surface area of the glass processed body 12 with respect to storable blood volume 0. 1 (mmVml) or 25.0 when the (mm 2 / ml) or less, the activation promoting step and the centrifugation step
  • the activation promoting step 0. 1 (mmVml) or 25.0 when the (mm 2 / ml) or less
  • connection port. 42 are airtightly connected.
  • the tube 41 plays a role of an introduction path for introducing blood, and thus the blood collection needle 30 or a connection portion connectable to the blood collection needle is connected to the other end. With such a structure, it is possible to prepare the collected blood into serum without touching the outside air.
  • the other tube 42 hermetically connected to the blood reservoir 10 is connected to each bag body 2:! -26 via tubes 43-46, 51-56 and branch bodies 6:!-65. Yes. These play the role of the derivation path for deriving the separated blood components.
  • These tubes 41 to 46, 5 :! to 56 are made of a resin material having flexibility, for example, a material such as soft polychlorinated butyl.
  • the bag body 2:! To 26 of the component storage unit 20 and the tubes 51 to 56 are also hermetically connected by solvent adhesion, thermal welding, ultrasonic welding, or the like.
  • the blood separation operation using the serum preparation apparatus 1 is roughly divided into seven steps (SI to S7).
  • blood is collected by inserting the blood collection needle 30 in FIG. 1 into a subject (patient).
  • the blood collected from the blood collection needle 30 is stored in the blood storage unit 10 located below via the tube 41 (storage process Sl).
  • the path is closed on the base side of the blood reservoir 10 using a clamp or the like so that the blood collected in the blood reservoir 10 does not flow into the component container 20.
  • the storage step S1 is completed after collecting a required amount in consideration of the physical condition of the patient at the time of blood collection.
  • the required amount here is about 200 (ml) to 600 (ml) in cases where there is no problem with the patient's physique or physical condition.
  • the blood storage unit 10 is shaken in parallel with the storage step S1 (activation promotion step S2).
  • activation promotion step S2 the blood storage unit 10 storing the collected blood is gently stirred by the shaking device 100 and comes into contact with the glass processing body 12 stored therein. Then, platelets and coagulation factors contained in the blood coagulate on the surface of the glass processed body 12, and these are separated from the platelets activated during coagulation. The derived growth factor is released (and this activation promotion step is effective at promoting the aggregation of blood platelets at low temperatures).
  • the blood collection needle 30 is withdrawn from the blood collection subject, a part of the tube 41 connecting the blood collection needle 30 and the blood storage unit 10 is fused, and at the same time, the fused end is welded ( Fusing process S3).
  • the blood reservoir 10 separated from the subject is activated together with the component container 20 and the tubes 42 to 46, 51 to 56, and the branch bodies 61 to 65 connecting them. After going through advancement step S2, it is compacted and put into a centrifuge (centrifugation step S4). Centrifugation conditions for blood reservoir 10 are forces S that are set by the amount of stored blood and the type of components to be separated, for example, 2, 250 (g) X 10 (min.), 4 (° Set to C). At this time, the tube 42 is kept in a closed state by a breakable partition wall or clamp as in the storage step S1.
  • the fusing step S3 and the centrifugation step S4 may be performed before the activation promoting step S2 when blood is collected by adding an anticoagulant in advance.
  • the centrifugation is preferably performed under the following conditions.
  • the activator including the blood cell component activated in the activation promoting step S2 to the centrifugation step S4 is separated from the blood in a lump (separation step S5).
  • the serum 71 separated and extracted in the blood reservoir 10 in the separation step S5 is subdivided in order with respect to all or part of each of the bags 21 to 26 by pressurizing the blood reservoir 10. (Derivation step S6).
  • the tube 51 is melted and welded (melting step S7).
  • the fusing and welding are performed using the same method as fusing and welding the tube 42 before the centrifugation step S4.
  • the bag body 21 filled with serum is subjected to a storage treatment such as frozen storage.
  • the derivation step S6 and the fusing step S7 were sequentially performed on each of the bags 2:! To 26, and all or part of the bags 2:! To 26 were filled with serum. At this point, serum preparation is complete. If necessary, red blood cells can be treated with saline, CPD solution, ACD-A solution, etc. It can also be washed and diluted with a blood storage solution such as a coagulant or MAP solution, and stored as blood for transfusion.
  • a blood storage solution such as a coagulant or MAP solution
  • Fresh human blood 20 (ml) was placed in a container containing five glass beads ( ⁇ : 4 mm, 50 mm 2 ), and shaken using a multi-shaker (MMS-300 manufactured by Tokyo Science Instruments). At 10, 20, 30, and 60 minutes after the start of shaking, blood (1 ml) was sampled into a sampling tube containing an anticoagulant, and serum was separated by centrifugation. In addition, CPD blood was collected from the same subject and plasma was separated. Serum was prepared by adding calcium chloride to the separated plasma and analyzing fibrin at 37 ° C. Growth factors (PDGF-BB, TGF- ⁇ 1) were measured for serum prepared from a glass bead container and serum prepared from plasma separated from CPD-added blood. The results are shown in Table 1. The growth factor was measured using a test kit and a microplate reader (MuMskan BICHROMATIC) manufactured by R & D SYST EMS.
  • MMS-300 manufactured by Tokyo Science Instruments
  • the PDGF-BB content increases with the passage of the shaking time, and after 60 minutes, 1677.2 (pg) is released per 1 ml of serum. It was done. At this time, the amount of PD GF-BB contained in the serum derived from the same subject was less than the detection limit of 32.5 (pg / ml).
  • TGF- ⁇ 1 21.2 (ng) of TGF- ⁇ 1 per l (m1) of serum had already been released 10 minutes after the start of shaking in serum prepared with a container with 5 glass beads. After that, gradually The lease amount increased and reached 29.6 (ng / ml) after 60 minutes.
  • the amount of TGF- ⁇ 1 released in plasma derived serum of the same subject was 1 ⁇ 5 (ng) per 1 ml of serum.
  • Example 3 Prepare 3 types of containers, including a glass beads-free blood collection container (Sample 3), a blood collection container containing 5 glass beads (Sample 1), and a blood collection container containing 20 polyethylene pellets (Sample 2). did. 20 (ml) fresh blood from the same subject was placed in each container and shaken using a multi-shaker (MMS-300 manufactured by Tokyo Science Instruments). Blood samples (1 ml) were sampled into anti-coagulant-containing sampling tubes 10, 20, 30, and 60 minutes after the start of shaking, and the platelet count was determined using a blood cell counter (multi-item automatic blood cell counter, K-1 4500, manufactured by Sysmetas). Measurements were made.
  • MMS-300 manufactured by Tokyo Science Instruments
  • FIG. 4 shows the shaking time and the remaining platelet rate in each sample.
  • the residual rate of platelets in Sample 1 decreased to about 2%.
  • sample 2 decreased slightly within 30 minutes after the start of shaking, slightly behind sample 1.
  • sample 3 although it decreased rapidly immediately after the start of shaking, it was finally shown that the residual rate of platelets decreased to below 3% 60 minutes after the start of shaking.
  • Fig. 5 shows the relationship between shaking time and the release rate of PDGF-BB in each sample.
  • PDGF-BB was released rapidly over time after the start of shaking, and about 90% of the serum potential was released after shaking for 1 hour.
  • the release of PDGF-BB did not release as much as 20% of the serum potential, despite a decrease in platelet count.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the shaking time and the release rate of TGF- ⁇ 1 in each sample.
  • TGF- ⁇ 1 was released in an amount close to 70% of the latent amount in the serum 10 minutes after the start of shaking.
  • the release amount tended to increase, but even after 60 minutes, the release rate remained at about 40% of the serum potential. From the above results, it was shown that polyethylene pellets play the same role as glass beads to remove platelets in blood, but platelets cannot be activated.

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Abstract

 幹細胞の増殖を効率よく促すことができる増殖因子を多く含んだ血清を提供する。  採血から20分以内の血小板残存率が、全血小板量の20%以下であり、かつ、細胞増殖因子のリリース率が20%以上である細胞培養用のヒト血清を用いた。

Description

明 細 書
細胞培養用ヒト血清
技術分野
[0001] 本発明は、細胞培養用ヒト血清に関するものであり、より詳しくは細胞増殖因子を多 く含む細胞培養用ヒト血清に関する。
[0002] 本出願は、 2004年 11月 19日に日本国に出願された特許出願番号 2004- 33534 4号に基づく優先権の利益を主張し、当該出願の内容は引用によりここに組み込ま れているものとする。
背景技術
[0003] 現在、再生医療分野においては、対象者から採取した幹細胞を体外で増殖又は分 化させたうえで対象者に移植することで対象者の組織の再生を促進させるという研究 が行なわれている。幹細胞は、種々の組織や器官に分化する多分化能を有し、再生 医療のカギを握る細胞として注目されてレ、る。
[0004] 幹細胞の体外培養増殖では、培地に対して血清を添加すれば効果的であることが 知られているが、ヒトの治療を目的とする場合には、ヒト以外の動物を由来とする血清 を用いることは安全上の問題から避けるべきことであり、ヒト由来、特に対象者から採 取した血液より調製した血清を用いることが要求される。また、血液検査と比べると再 生医療の分野における幹細胞の培養には、比較的より多くの血清が必要となる。
[0005] このような血清を調製する方法としては、例えばガラス粉末からなる血液凝固促進 個体が収容された採血管を用いるという方法が開示されている(特許文献 1参照)。ま た、血清中に混入するフイブリンなどの凝固物質を迅速に分離させるために、ガラス 粉末と血液を接触させ、増殖因子を多種多量に含んだ血清を容易に回収する方法 が開示されている(特許文献 2参照)。さらに、ヒト血漿を原料として製造する方法が 開示されている(特許文献 3参照)。さらに、血漿にカルシウム化合物及びガラスビー ズを添加して増殖因子を得る方法が開示されている(特許文献 4参照)
特許文献 1 :特開 2000— 000228号公報
特許文献 2:特開平 4 83165号公報 特許文献 3:特開 2001— 275662号公報
特許文献 4:特開 2004— 269409号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] しかし、特許文献 1及び 2に開示されている方法は、血液の検査を目的とする容量 の小さな採血管を用いるため、幹細胞の培養に必要な量の血清を調製するためには 、何度も調製操作を行なわなければならず、実用に適さない。また、特許文献 3に開 示されている方法は、抗凝固剤としてトロンビンを用いているので生物由来の製品を 用いることによる感染リスクが残存するという面で好ましくない。さらに、特許文献 4に 記載の方法では、細胞増殖因子を少量しか含有していない血漿を原料としているた め、得られた血清は十分な細胞増殖因子を含んでいないため、幹細胞を効率よく培 養することができない。
[0007] 以上の課題に鑑み、本発明は幹細胞の増殖を効率よく促すことができる増殖因子 を多く含んだ血清を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
[0009] ( 1 ) 血液凝固因子を含む血液由来の液性成分と、血小板とを含む流動体から得 られる細胞培養用ヒト血清であって、採血から 20分以内の血小板残存率が、全血小 板量の 0%を越え 20 %以下であり、かつ、細胞増殖因子のリリース率が 20%以上 10 0 %以下である細胞培養用ヒト血清。
[0010] ( 1 )の発明によれば、採血から 20分以内の血小板残存率を、全血小板量の 0 %を 越え 20 %以下としたことによって、細胞増殖因子の放出を迅速に促進することが可 能となる。また細胞増殖因子のリリース率を、 20。/o以上 100。/o以下としたことによって 、幹細胞を効率よく増殖させることが可能となる。また、少なくとも血液由来の液性成 分と血小板とを含む流動体を使用したことによって、血漿から調整される量よりも多く の増殖因子を含む血清を生成することが可能となり、ゥシ胎児血清と同等の細胞増 殖効果を有する血清を製造することができる。
[0011] ここで、「血液」とは、血球 (赤血球、白血球、血小板)と液体成分である血漿 (血清) 力 なる全血、及びこれらの少なくとも 1種を含んだ液体 (例えば成分献血で採取さ れた血液)をいう。また、「血清」とは、採取した血液を放置すると流動性が低下し、そ の後に赤い凝固塊 (血餅)から分離される淡黄色の液体をいう。本発明における「血 清」とは、血餅から分離されない点で生成方法が一般的な血清とは異なるが、そこに 含まれる凝固因子や増殖因子が実質的に一般的な血清と同等である細胞培養に有 用な血液中の液性成分をいう。また、「血液由来の液性成分」とは、血球以外の血液 成分あるいは、血球以外の血液成分に抗凝固剤等の薬剤を添加した混合液をレ、う。 また「細胞増殖因子」とは、血小板増殖因子(PDGF)、トランスフォーミング増殖因子 (TGF- Ι3 Ώ、血管内皮増殖因子 (VEGF)、インシュリン様増殖因子(IGF)、肝細 胞増殖因子 (HGF)、脳由来神経栄養因子 (BDNF)、塩基性線維芽細胞成長因子 (bFGF)等をいう。
[0012] さらに、「細胞増殖因子のリリース率」とは、真空採血管に採った所定量の血液から 調製した血清中の細胞増殖因子量を潜在量(100%リリース)とし、この潜在量に対 する細胞増殖因子の割合をレ、う。
[0013] (2) 血液凝固因子を含む血液由来の液性成分と、血小板とを含む流動体から得 られる細胞培養用ヒト血清であって、前記細胞増殖因子の含有量は、血漿から調製 されたヒト血清よりも多い細胞培養用ヒト血清。
[0014] (2)の発明によれば、本発明に係るヒト血清の細胞増殖因子の含有量を、血漿から 調製した場合よりも多くしたことによって、幹細胞を効率よく増殖させることが可能とな る。ここで「血漿」とは、採取した血液にへパリンや CPD等の抗凝固剤を添加した後 に遠心分離を行い、得られた上澄み液をいう。 「血漿力 調製されたヒト血清」とは、 対象者から採取した血液を血小板が完全に沈殿する遠心分離条件 (例えば、 4, 40 0 (g) X 5 (min. )以上)の下で血漿を調製し、この血漿に含まれる凝固因子を除去 することにより得られたヒト血清をいう。
[0015] (3) 血液凝固因子を含む血液由来の液性成分と、血小板とを含む流動体から得 られる細胞培養用ヒト血清であって、前記細胞増殖因子の含有量は、放置により調 製されたヒト血清よりも多い細胞培養用ヒト血清。
[0016] (3)の発明によれば、本発明に係るヒト血清の細胞増殖因子の含有量を、放置によ り調製した場合よりも多くしたことによって、幹細胞を効率よく増殖させることが可能と なる。ここで「放置により調製されたヒト血清」とは、対象者から採取した血液を可撓性 の容器内で約 1時間室温にて放置した後、遠心分離することにより得られたヒト血清 をいう。
[0017] (4) 前記細胞増殖因子は、 PDGF— BB又は TGF_ /3 1の少なくともいずれか一 方を含む(1)から(3)いずれかに記載の細胞培養用ヒト血清。
[0018] (4)の発明によれば、上述の細胞増殖因子のうち、細胞増殖能がより高い PDGF —BB又は TGF— β 1のいずれか一方を含むこととしたことによって幹細胞をより効 率よく増殖させることが可能となる。なお、 PDGF— BBは、 PDGFの 3種類ある型(ダ イマ一)(PDGF— AA、 PDGF— BB、 PDGF— ΑΒ)の一種をいう。
[0019] (5) 前記細胞増殖因子は、前記流動体をガラス加工体に接触させることによって 得られるものである(1)から (4)レ、ずれかに記載の細胞培養用ヒト血清。
[0020] (5)の発明によれば、流動体中の血小板が活性化され、細胞増殖因子を放出する ためには、当該流動体を異物と接触させる必要がある。本発明ではこの異物をガラス 加工体としたことによって、ポリエチレンペレットの場合よりもより効率よく細胞増殖因 子を放出させることが可能となる。ここで「ガラス加工体」とは、ガラス粉末、ガラスビー ズ等をいう。このガラス加工体の形状は、赤血球の破壊 (溶血)や本発明に係る血清 を調製する際に使用する装置の破損を抑制するという面から、略球状としておくこと が好ましい。
[0021] また、血小板及び血液凝固因子等の被活性化因子を迅速に活性化させるために、 ガラス加工体の表面を、二酸化ケイ素化合物からなる層で形成しておくことが好まし レ、。二酸化ケイ素化合物としては、ガラス、シリカ、珪藻土、カオリン等から選択される 少なくとも 1種以上を使用することができる力 これらに限られるものではない。
[0022] (6) 前記ガラス加工体は、ガラスビーズである(5)に記載の細胞培養用ヒト血清。
[0023] (6)の発明によれば、ガラス加工体をガラスビーズにしたことによって、流動体中の 血小板をより活性化させることが可能となる。中でも多孔質のガラスビーズは、流動体 との接触面積が大きいため、より好ましい。また、ガラスビーズの表面積は、流動体 1 mlに対して、 0. l (mm2Zml)力、ら 25 (mm2Zml)であることが好ましい。 [0024] (7) 外気に触れることなく調製されるものである(1)から(6)いずれかに記載の細 胞培養用ヒト血清。
[0025] (7)の発明によれば、ヒト血清が外気に触れることなく調製されるものとしたことによ つて、調製された血清が、細菌や微生物等によって汚染される危険性も低くなる。こ れによって安全性の高い血清を調製することができ、一層の安全性を確保することが 可能となる。なお、(7)の発明に係るヒト血清は、外気に触れることがないような態様 の装置を用いて調製されることが好ましい。
[0026] (8) 再生医療方法に使用する(1)から(7)いずれかに記載の細胞培養用ヒト血清
[0027] (8)の発明によれば、細胞培養用の培地に用いることにより、対象者から採取した 幹細胞を播種して培養を行なう際に、細胞をより早く培養することが可能となる。また 、自己血清で細胞を培養することが可能であるため、副作用等が起こる可能性は低く 、安全面の上でも優れている。
発明の効果
[0028] 以上説明したように、本発明に係る細胞培養用ヒト血清は、細胞増殖因子を大量に 含有するため、従来の血清よりもより効率よく幹細胞を培養することが可能となる。ま た、このヒト血清を再生医療に用いれば、対象者の組織及び機能を安全、かつ、確 実に再生することができる。
図面の簡単な説明
[0029] [図 1]本発明に係る細胞培養用ヒト血清を調製する血清調製装置を示した図である。
[図 2]本発明に係る細胞培養用ヒト血清を調製する手順を示す図である。
[図 3]血清調製装置の血液貯留部 10を振盪させている図である。
[図 4]振盪時間と各試料中の血小板残存率を示した図である。
[図 5]振盪時間と各試料中の PDGF— BBのリリース率の関係を示した図である。
[図 6]振盪時間と各試料中の TGF— β 1のリリース率の関係を示した図である。
発明を実施するための形態
[0030] 以下本発明をより詳しく説明する。
[0031] 本発明に係る細胞培養用ヒト血清は、細胞増殖因子を含む血清を調製する血清調 製工程と、調製された血清の存在下、細胞を培養する培養工程と、を含む細胞培養 方法のための血清を調製する細胞培養用の血清調製装置により調製されることが好 ましい。
[0032] この血清調製装置は、少なくとも凝固因子を含む血液由来の液性成分と血小板と を含む流動体を貯留する血液貯留部を備え、この血液貯留部は、細胞培養工程に 適合する血清を生成する血清生成機能を備える細胞培養用の血清調製装置である ことが好ましい。また、この血清調製装置は、閉鎖系、即ち、外気に触れることなく血 清を調製することができる装置であることがさらに好ましい。ここで、血清生成機能と は、流動体中の血小板を活性化させることにより、血清中の増殖因子含有量を増加 させ、血清の回収能を高める機能をレ、い、流動体よりも比重が大きい凝固促進個体 により付与されている。
[0033] 具体的には下記に示す血清調製装置によって調製されることが好ましいが、特にこ の装置に限定されない。
[0034] <血清調製装置 >
図 1に示す血清調製装置 1は、血液貯留部 10、成分収容部 20を主な要素として構 成されている。このうち、血液貯留部 10及び成分収容部 20は、可撓性を有する樹脂 材料、例えば、軟質ポリ塩ィヒビニルからなる 2枚のシートが外縁部 1 laで融着されるこ とで袋状に形成された本体部 11と、本体部 11の内部に挿入されたガラス加工体 12 とから構成されている。
[0035] 本体部 11内において、凝固促進個体となるガラス加工体 12は、本体部 11の内部 で遊動可能な状態に設定されており、例えばソーダガラスからなる略球形をしている 。なお、ガラス加工体 12の表面積を、 0. l (mm2Zml)以上の関係となる表面積であ ることが好ましい。このような範囲とすることによって血液中の血小板及び凝固因子の 活性化が促進される。
[0036] また、貯留可能な血液量に対するガラス加工体 12の表面積を、 0. 1 (mmVml) 以上 25. 0 (mm2/ml)以下とした場合には、活性化促進工程及び遠心分離工程に おける溶血の抑制と、血小板及び凝固因子の活性化促進との両立が可能となる。
[0037] また、血液貯留部 10の本体部 11の上縁端には、その接続口に 2本のチューブ 41 、 42が気密接続されている。そのうちのチューブ 41は血液を導入するための導入路 の役割を担っているため他端には、採血針 30あるいは採血針と接続可能な接続部 が接続されている。このような構造にしたことによって、採取された血液を外気に触れ ることなく血清に調製することが可能となる。
[0038] 血液貯留部 10に気密接続されたもう一方のチューブ 42は、チューブ 43〜46、 51 〜56及び分岐体 6:!〜 65を介して各袋体 2:!〜 26に接続されている。これらは分離 された血液成分を導出するための導出路の役割を担っている。これらのチューブ 41 〜46、 5:!〜 56については、柔軟性を有した樹脂材料、例えば、軟質ポリ塩化ビュル などの材料から構成されている。ここで、成分収容部 20の袋体 2:!〜 26と各チューブ 51〜56とについても、溶剤接着、熱溶着あるいは超音波溶着等により気密接続され ている。
[0039] <血清調製工程 >
上記構成を有する血清調製装置 1を用いた血清調製工程について、図 2及び図 3 を用いて説明する。
[0040] 図 2に示すように、上記血清調製装置 1を用いた血液分離操作は、大別して 7つの 工程(SI〜S7)から構成されてレ、る。
[0041] まず、操作の第 1段階としては、上記図 1における採血針 30を対象者 (患者)に刺し 、血液を採取する。この際、採血針 30から採取された血液は、チューブ 41を介して、 下方に位置する血液貯留部 10に貯留される(貯留工程 Sl)。ここで、血液貯留部 10 に採取された血液が成分収容部 20の方に流れ込まないように、クランプなどを用い て血液貯留部 10の根元側で経路が閉鎖されている。貯留工程 S1は、採血時におけ る患者の体調などを考慮して、所要量を採取し終了される。ここでいう所要量は、患 者の体格や体調に問題がなレ、場合には 200 (ml)から 600 (ml)程度をレ、う。
[0042] 次に、図 2に示すように、貯留工程 S1を開始後、それと並行するように血液貯留部 10を振盪させる(活性化促進工程 S2)。図 3に示すように、採取された血液を貯留し た血液貯留部 10は、振盪装置 100により緩やかに攪拌され、内部に収納されたガラ ス加工体 12と接触することになる。そして、血液中に含まれる血小板及び凝固因子 がガラス加工体 12の表面で凝固し、凝固の際に活性化された血小板から、これらを 由来とする増殖因子が放出される(また、この活性化促進工程を低温下で行うと血小 板の凝集促進に効果的である)。貯留工程 S1後、採血対象者から採血針 30を抜針 し、採血針 30と血液貯留部 10とを連結しているチューブ 41の一部を溶断し、且つ、 同時にその溶断端を溶着する (溶断工程 S3)。
[0043] 一方、対象者から分離された血液貯留部 10は、成分収容部 20及びこれらの間を 連結する各チューブ 42〜46、 51〜56、さらには分岐体 61〜65等とともに活性化促 進工程 S2を経て、コンパクトに纏められ、遠心分離機にかけられる(遠心分離工程 S 4)。血液貯留部 10に対する遠心分離の条件は、貯留された血液の量及び分離する 成分の種類によって設定されるものである力 S、例えば 2, 250 (g) X 10 (min. )、 4 ( °C)に設定される。なおこのとき、チューブ 42は、貯留工程 S1の際と同様に破断可能 な隔壁あるいはクランプにより経路が閉鎖された状態に保たれている。
[0044] 溶断工程 S3及び遠心分離工程 S4は、抗凝固剤をあらかじめ添加して採血する場 合は活性化促進工程 S2の前に行なってもよい。この場合、遠心分離は下記の条件 で行なうことが好ましい。
全血の遠心分離: 4, 400 (g) X 4〜6 (min. )、 2, 250g X 10 (min. )
多血小板血漿(PRP)の遠心分離: 1, 100g X 4〜6 (min. )
[0045] 図 2に戻って、活性化促進工程 S 2から遠心分離工程 S4で活性化された血球成分 を始めとする被活性化因子は、塊状になって血液から分離される(分離工程 S5)。ま た、分離工程 S5において血液貯留部 10内で分離抽出された血清 71は、血液貯留 部 10を加圧することにより、各袋体 21〜26の全部又は一部に対して順に小分けさ れていく(導出工程 S6)。
[0046] 図 2に戻って、袋体 21に所要量の血清が充填された後、チューブ 51を溶断及び溶 着する (溶断工程 S7)。この溶断及び溶着については、遠心分離工程 S4の前にチュ ーブ 42を溶断及び溶着したのと同様の方法を用いて実施される。また血清が内部に 充填された袋体 21については、例えば、冷凍保存などの保存処置が施される。
[0047] この導出工程 S6及び溶断工程 S7を、袋体 2:!〜 26の各々に対して順次実施して いき、袋体 2:!〜 26の全て、あるいは一部に血清が充填された時点で血清調製操作 が終了する。さらに必要に応じて、赤血球を生理食塩水、 CPD液、 ACD—A液等抗 凝固剤や MAP液等の血液保存液で洗浄希釈し、輸血用血液として保存することも できる。
実施例
[0048] 以下、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの ではない。
ぐ実施例 1 >
ガラスビーズを 5個(φ : 4mm, 50mm2)入れた容器に新鮮ヒト血液 20 (ml)を入れ 、マルチシェーカー(MMS— 300 東京理科器械製)により振盪した。振盪開始 10 、 20、 30、 60分後に血液 1 (ml)を抗凝固剤入りサンプリングチューブにサンプリング し、遠心分離により血清を分離した。また、同一対象者より CPD加血液を採取し、血 漿を分離した。分離した血漿に塩ィ匕カルシウムを添加し、 37°C下にてフイブリンを析 出させ血清を調製した。ガラスビーズ入り容器より調製された血清と、 CPD加血液か ら分離された血漿より調製された血清について増殖因子(PDGF— BB、 TGF- β 1 )の測定を行った。その結果を表 1に示す。なお、増殖因子の測定は、 R&D SYST EMS社製のテストキットとマイクロプレートリーダー(MuMskan BICHROMATIC
Labsystem社製)を用いて実施した。
[0049] [表 1] 血清の由来の違いによる増殖因子含有量の違い
Figure imgf000010_0001
ガラスビーズ 5個を配した容器により調製される血清においては、 PDGF— BBの含 有量は振盪時間の経過とともに上昇し、 60分後において血清 1 (ml)当たり 1677. 2 (pg)がリリースされた。このとき、同一対象者の血漿由来血清中に含まれていた PD GF— BB量は、検出限界の 32. 5 (pg/ml)未満であった。 TGF— β 1は、ガラスビ ーズ 5個を配した容器により調製される血清において振盪開始 10分で既に血清 l (m 1)あたり 21. 2 (ng)の TGF— β 1がリリースされており、その後も経時的に緩やかにリ リース量は増加し、 60分後で 29. 6 (ng/ml)に達した。一方、同一対象者の血漿由 来血清における TGF— β 1のリリース量は、血清 1 (ml)あたり 1 · 5 (ng)であった。
[0051] <実施例 2 >
ガラスビーズを含まなレ、採血容器 (試料 3)と、ガラスビーズを 5個含む採血容器 (試 料 1)と、ポリエチレンペレットを 20個含む採血容器 (試料 2)の計 3種の容器を用意し た。各容器に同一対象者由来の新鮮血液を 20 (ml)ずつ入れ、マルチシェーカー( MMS- 300 東京理科器械製)により振盪させた。振盪開始 10、 20、 30、 60分後 に血液 1 (ml)を抗凝固剤入りサンプリングチューブにサンプリングし、血球カウント装 置(多項目自動血球計数装置 K一 4500 シスメッタス製)を用いて血小板数の計 測を行った。
[0052] また各試料を遠心分離して血清を分離し、血清中の増殖因子(PDGF— BB、 TGF - β 1)の測定を行った。増殖因子の測定は、 R&D SYSTEMS社製のテストキット とマイクロプレートリーダー(Multiskan BICHROMATIC Labsystem社製)を用 レ、て実施した。
[0053] また、同一対象者より市販の臨床検査用真空採血管(ベノジェタト II テルモ社製) に血液を採取し、 1時間室温放置後、血清を分離し、同様に増殖因子の定量を行つ た。血小板数については採血直後の値を 100%としたときの値を血小板残存率とし て示した。各増殖因子については、この真空採血管にて調製した血清中の増殖因子 量を血小板中の増殖因子の潜在量と規定し、各振盪時間で得られた血清中の増殖 因子量を前記潜在量に対する比をリリース率として表した。
[0054] [血小板数]
図 4は、振盪時間と各試料中の血小板残存率を示した図である。振盪開始後 20分 以内に試料 1中の血小板残存率は、約 2%程度まで低下した。一方、試料 2に関して は、試料 1にやや遅れて、振盪開始後 30分以内に減少した。また、試料 3に関して、 振盪開始直後は急激に減少したものの、振盪開始後 60分でようやく血小板残存率 カ¾%以下にまで減少することが示された。
[0055] [PDGF— BBのリリース率]
図 5は、振盪時間と各試料中の PDGF— BBのリリース率の関係を示した図である。 試料 1は、振盪開始後経時的に PDGF— BBが急激にリリースされており、 1時間振 盪後では血清中の潜在量の約 90%をリリースされていた。残る二つの試料において は、血小板数が減少していたにも関わらず、 PDGF— BBの放出量は血清中の潜在 量の 20%もリリースされていなかった。
[TGF- β 1のリリース率]
図 6は、振盪時間と各試料中の TGF— β 1のリリース率の関係を示した図である。 試料 1の血清中には、振盪開始 10分後から血清中の潜在量の 70%近い量の TGF - β 1が放出された。残る二つの試料においても、そのリリース量が増加する傾向が 認められたが、 60分後においてもそのリリース率は血清中の潜在量の 40%程度に 留まった。以上の結果より、血液中の血小板を取り除くには、ポリエチレンペレットもガ ラスビーズと同様の役割を果たすが、血小板を活性化させることができないことが示さ れた。

Claims

請求の範囲
[1] 血液凝固因子を含む血液由来の液性成分と、血小板とを含む流動体から得られる 細胞培養用ヒト血清であって、
採血から 20分以内の血小板残存率が、全血小板量の 0%を越え 20%以下であり、 かつ、細胞増殖因子のリリース率が 20%以上 100%以下である細胞培養用ヒト血清
[2] 血液凝固因子を含む血液由来の液性成分と、血小板とを含む流動体から得られる 細胞培養用ヒト血清であって、
前記細胞増殖因子の含有量は、血漿力 調製されたヒト血清よりも多い細胞培養 用ヒト血清。
[3] 血液凝固因子を含む血液由来の液性成分と、血小板とを含む流動体から得られる 細胞培養用ヒト血清であって、
前記細胞増殖因子の含有量は、放置により調製されたヒト血清よりも多い細胞培養 用ヒト血清。
[4] 前記細胞増殖因子は、 PDGF— BB又は TGF— β 1の少なくともいずれか一方を 含む請求項 1から 3いずれかに記載の細胞培養用ヒト血清。
[5] 前記細胞増殖因子は、前記流動体をガラス加工体に接触させることによって得られ るものである請求項 1から 4いずれかに記載の細胞培養用ヒト血清。
[6] 前記ガラス加工体は、ガラスビーズである請求項 5に記載の細胞培養用ヒト血清。
[7] 外気に触れることなく調製されるものである請求項 1から 6いずれかに記載の細胞 培養用ヒト血清。
[8] 再生医療方法に使用する請求項 1から 7いずれかに記載の細胞培養用ヒト血清。
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