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JP7186433B2 - Cell viability determination method and cell viability determination kit - Google Patents
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本発明は、細胞の生死判別方法及び細胞の生死判別用キットに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cell viability determination method and a cell viability determination kit.

細胞の生死判別は、医療、化粧品、食品、工業等の様々な産業分野における基礎研究、衛生管理、品質管理等で重要な役割を担っており、その需要は多岐に亘る。細胞の生死判別方法として、例えば、非特許文献1には、死細胞を選択的に染色するトリパンブルー等の色素を用いて細胞の生死を簡便に判別する方法が記載されている。特にトリパンブルーは、生細胞には取り込まれず、死細胞を短時間で染色する色素として細胞の生死判別に広く利用されている。 Determination of life and death of cells plays an important role in basic research, hygiene control, quality control, etc. in various industrial fields such as medicine, cosmetics, food, and industry, and there is a wide range of demand for it. As a method for determining cell life and death, for example, Non-Patent Document 1 describes a method for easily determining cell life and death using a dye such as trypan blue that selectively stains dead cells. Trypan blue, in particular, is widely used as a dye that stains dead cells in a short period of time and is not taken up by living cells to determine the viability of cells.

A.Bonora and D.Mares,Current Microbiology,1982,7,pp.217-221A. Bonora and D. Mares, Current Microbiology, 1982, 7, pp. 217-221

しかし、トリパンブルーは潜在的な催奇形性作用、孔形成による細胞膜の透過性増加の誘発等の細胞に対する毒性を有する。このため、細胞に対する毒性がなく安全に使用できる染色剤が望まれている。また、トリパンブルーを用いて細胞を染色すると、その毒性によって時間の経過とともに死細胞数が増加するため、同一の検体を長時間継続してモニタリングすることができない。このため、例えば、細胞に対する薬剤の作用の推移等を確認する場合、予め所望の経過時間に対応する複数のサンプルを用意する必要があり、手間とコストがかかる。 However, trypan blue is toxic to cells, including potential teratogenic effects and induction of increased permeability of cell membranes through pore formation. Therefore, there is a demand for staining agents that are non-toxic to cells and can be used safely. In addition, when cells are stained with trypan blue, the number of dead cells increases with the passage of time due to the toxicity of trypan blue. Therefore, for example, when confirming the transition of the action of a drug on cells, it is necessary to prepare a plurality of samples corresponding to desired elapsed times in advance, which is troublesome and costly.

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、安全性の高い染色剤を用いて簡便に評価できるとともに、同一の検体を長期間継続して評価できる細胞の生死判別方法及び細胞の生死判別用キットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and can be easily evaluated using a highly safe staining agent, and can continuously evaluate the same specimen for a long period of time. Intended to provide a kit.

上記課題を解決するための具体的な手段には、以下の実施態様が含まれる。
<1>死細胞を染色する染色剤を細胞に接触させる工程と、前記細胞の染色の有無により細胞の生死を判別する工程と、を含み、前記染色剤が紅麹色素及びアントシアニン系色素から選ばれる少なくとも1種の色素を含む、細胞の生死判別方法。
Specific means for solving the above problems include the following embodiments.
<1> A step of contacting the cells with a staining agent that stains dead cells, and a step of determining whether the cells are alive or dead based on the presence or absence of the staining of the cells, wherein the staining agent is selected from Monascus dye and anthocyanin dye. A method for determining viability of cells, comprising at least one dye that

<2>前記アントシアニン系色素が紫芋色素である<1>に記載の細胞の生死判別方法。 <2> The method for determining cell viability according to <1>, wherein the anthocyanin pigment is a purple sweet potato pigment.

<3><1>に記載の細胞の生死判別方法に用いられる細胞の生死判別用キットであって、死細胞を染色する染色剤を含み、前記染色剤が紅麹色素及びアントシアニン系色素から選ばれる少なくとも1種の色素を含む、細胞の生死判別用キット。 <3> A cell life-and-death determination kit used in the method for determining cell life and death according to <1>, comprising a staining agent for staining dead cells, wherein the staining agent is selected from Monascus dye and anthocyanin dye A kit for determining viability of cells, comprising at least one kind of dye.

<4>前記アントシアニン系色素が紫芋色素である<3>に記載の細胞の生死判別用キット。 <4> The cell viability determination kit according to <3>, wherein the anthocyanin pigment is a purple sweet potato pigment.

本発明によれば、安全性の高い染色剤を用いて簡便に評価できるとともに、同一の検体を長期間継続して評価できる細胞の生死判別方法及び細胞の生死判別用キットを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a cell viability determination method and a cell viability determination kit that can be easily evaluated using a highly safe staining agent and that can continuously evaluate the same specimen for a long period of time. .

実施例1のユーグレナ・グラシリスの細胞の吸収スペクトル及び顕微鏡画像を示す図である。FIG. 2 shows absorption spectra and microscopic images of Euglena gracilis cells of Example 1. FIG. 実施例1の紅麹色素を含む培地中のユーグレナ・グラシリスの細胞の吸収スペクトル及び顕微鏡画像を示す図である。1 is a diagram showing absorption spectra and microscopic images of Euglena gracilis cells in a medium containing monascus pigment in Example 1. FIG. 実施例1の紫芋色素を含む培地中のユーグレナ・グラシリスの細胞の吸収スペクトル及び顕微鏡画像を示す図である。1 is a diagram showing an absorption spectrum and a microscopic image of Euglena gracilis cells in a medium containing the purple sweet potato pigment of Example 1. FIG. 実施例2の紅麹色素又は紫芋色素を含む培地中のユーグレナ・グラシリスの細胞の顕微鏡画像を示す図である。FIG. 2 shows microscopic images of Euglena gracilis cells in a medium containing monascus pigment or purple yam pigment in Example 2. FIG. 実施例3の紅麹色素又は紫芋色素を含む液中の複数種の植物細胞、組織片の混合物の顕微鏡画像を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a microscopic image of a mixture of multiple types of plant cells and tissue pieces in a liquid containing monascus pigment or purple yam pigment in Example 3. FIG. 実施例4の紅麹色素又は紫芋色素を含む液中のゾウリムシの細胞の顕微鏡画像を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a microscopic image of Paramecium cells in a liquid containing monascus pigment or purple yam pigment in Example 4. FIG. 実施例5の紅麹色素又は紫芋色素を含む培地中におけるユーグレナ・グラシリスの生育曲線を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a growth curve of Euglena gracilis in a medium containing monascus pigment or purple yam pigment of Example 5. FIG. 実施例5のトリパンブルー又はメチレンブルーを含む培地中におけるユーグレナ・グラシリスの生育曲線を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a growth curve of Euglena gracilis in a medium containing trypan blue or methylene blue in Example 5. FIG. 実施例7の紅麹色素及び紫芋色素の混合培地中におけるユーグレナ・グラシリスの染色細胞の割合の推移を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing changes in percentage of stained cells of Euglena gracilis in a mixed medium of monascus pigment and purple yam pigment in Example 7. FIG.

以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

<細胞の生死判別方法>
本実施形態に係る細胞の生死判別方法は、死細胞を染色する染色剤を細胞に接触させる工程(以下、「接触工程」という)と、上記細胞の染色の有無により細胞の生死を判別する工程(以下、「生死判別工程」という)と、を含む。
<Method for Determining Viability of Cells>
The cell life-and-death determination method according to the present embodiment includes a step of contacting cells with a staining agent that stains dead cells (hereinafter referred to as "contacting step"), and a step of determining whether the cells are alive or dead based on the presence or absence of staining of the cells. (hereinafter referred to as “life-and-death determination step”).

(接触工程)
まず、接触工程では、生死判別の対象となる細胞と死細胞を染色する染色剤とを接触させる。
(Contact process)
First, in the contacting step, cells to be determined for life and death are brought into contact with a staining agent for staining dead cells.

生死判別の対象となる細胞の種類は特に制限されず、例えば、原核細胞であっても真核細胞であってもよい。また、真核細胞である場合は、動物、植物、原生生物、菌類の細胞であってもよい。 There are no particular restrictions on the types of cells to be used for viability determination, and for example, they may be prokaryotic or eukaryotic cells. In the case of eukaryotic cells, they may be animal, plant, protist, or fungal cells.

死細胞を染色する染色剤としては、紅麹色素、アントシアニン系色素が挙げられる。染色剤として、紅麹色素のみを用いても、アントシアニン系色素のみを用いても、両方の色素を用いてもよい。 Staining agents for staining dead cells include monascus dyes and anthocyanin dyes. As a staining agent, only the monascus dye may be used, only the anthocyanin dye may be used, or both dyes may be used.

紅麹色素は、ベニコウジカビから得ることができる色素であり、例えば、アンカフラビン、モナスコルブリン、モナスシン、ルブロパンクタチン、モナスコルブラミン、ルブロパンクタミン、ルブロパンクタリジン、キサトンモナシン等から選ばれる1種類又は2種類以上を含む。紅麹色素は、ベニコウジカビから抽出したものであっても、化学合成により得られるものであってもよい。紅麹色素の色調は赤色から紫色であることが好ましい。 Monascus pigments are pigments that can be obtained from Aspergillus aspergillus, for example, from ankaflavin, monascorubrin, monascin, rubropunctatin, monascorbramin, rubropunctamine, rubropunctaridin, xatone monacin, etc. It includes one or more selected types. The monascus pigment may be one extracted from Aspergillus oryzae or one obtained by chemical synthesis. The color tone of the monascus pigment is preferably red to purple.

ベニコウジカビは、子のう菌類ベニコウジカビであってモナスカス属に属するものであれば特に制限されず、例えばモナスカス・ピロサス(Monasucus pilosus)、モナスカス・ピュープレウス(Monascus purpureus)、モナスカス・アンカ(Monascus anka)等が挙げられる。 Aspergillus aspergillus is not particularly limited as long as it is an ascomycete aspergillus aspergillus belonging to the genus Monascus, for example Monascus pilosus, Monascus purpureus, Monascus anka ) and the like.

アントシアニン系色素の種類は特に制限されず、例えば、紫芋色素、赤シソ色素、赤キャベツ色素、赤大根色素、クランベリー色素、ブドウ色素、クワ色素、ボイセンベリー色素、ハスカップ色素、ブルーベリー色素、プルーン色素、ビルベリー色素、アサイー色素、イチゴ色素、ラズベリー色素、ナス色素、リンゴ色素、スグリ色素、ブラックベリー色素、黒米色素、黒胡麻色素、黒豆色素、ダイショ色素、アナスタシアグラック色素、ツバキ色素、小豆色素、赤タマネギ色素、等が挙げられる。この中では特に紫芋色素と赤キャベツ色素が好ましい。 The types of anthocyanin pigments are not particularly limited, and examples include purple potato pigment, red perilla pigment, red cabbage pigment, red radish pigment, cranberry pigment, grape pigment, mulberry pigment, boysenberry pigment, haskap pigment, blueberry pigment, and prune pigment. , bilberry pigment, acai pigment, strawberry pigment, raspberry pigment, eggplant pigment, apple pigment, currant pigment, blackberry pigment, black rice pigment, black sesame pigment, black soybean pigment, daisho pigment, anastasia gray pigment, camellia pigment, adzuki bean pigment, red onion pigments, and the like. Among these, purple sweet potato pigment and red cabbage pigment are particularly preferred.

紫芋色素は、ヒルガオ科サツマイモ属(Convolvulaceace Ipomoea)の紫色の塊根から得ることができる色素であり、例えば、シアニジンアシルグルコシド類、ペオニジンアシルグルコシド等を含む。紫芋色素は、ヒルガオ科サツマイモ属の紫色の塊根から抽出したものであっても、化学合成により得られるものであってもよい。 Purple sweet potato pigments are pigments that can be obtained from purple tuberous roots of the genus Convolvulaceace Ipomoea of the Convolvulaceae family, and include, for example, cyanidin acyl glucosides and peonidin acyl glucosides. The purple sweet potato pigment may be extracted from purple tuberous roots of the genus Ipomoea of the Convolvulaceae family, or may be obtained by chemical synthesis.

細胞と染色剤とを接触させる方法は特に制限されず、例えば、細胞を含む培地又は液に染色剤を添加する方法等が挙げられる。 The method of contacting the cells with the staining agent is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding the staining agent to a medium or liquid containing cells.

上記培地又は液中の染色剤の濃度は特に制限されないが、例えば、2~15mg/mLであることが好ましい。染色剤の濃度が2mg/mL以上であれば、濃度に反比例して短時間で死細胞を染色し、染色した状態をより長時間持続できる。特に紅麹色素の場合、9~15mg/mLであることがより好ましく、15mg/mLであることがさらに好ましい。紅麹色素の濃度が20~80mg/mLである場合、顕著な死細胞の増加は見られず、色素の退色もほぼ見られないため、より長期にわたる生死判定が可能である。ただし、上記の濃度では遊泳する細胞がほぼ見られなくなる。 The concentration of the dye in the medium or liquid is not particularly limited, but is preferably 2 to 15 mg/mL, for example. If the concentration of the staining agent is 2 mg/mL or more, dead cells can be stained in a short period of time in inverse proportion to the concentration, and the stained state can be maintained for a longer period of time. Particularly in the case of monascus dye, the concentration is more preferably 9 to 15 mg/mL, and even more preferably 15 mg/mL. When the monascus dye has a concentration of 20 to 80 mg/mL, no significant increase in dead cells is observed, and almost no fading of the dye is observed. However, at the above concentration, almost no swimming cells can be seen.

培地又は液には、染色剤以外に添加剤を加えてもよい。添加剤としては、例えばグルコース等が挙げられる。グルコースの濃度は特に制限されないが、例えば、5~40g/Lであることが好ましく、10~40g/Lであることがより好ましい。 Additives may be added to the medium or liquid in addition to the staining agent. Examples of additives include glucose and the like. Although the concentration of glucose is not particularly limited, it is preferably 5 to 40 g/L, more preferably 10 to 40 g/L.

細胞と染色剤との接触時間は特に制限されないが、例えば、紅麹色素の場合は2分間以上であることが好ましく、3分間以上であることがより好ましく、10分間以上であることがさらに好ましい。紫芋色素の場合は2分間以上であることが好ましく、1時間以上であることがより好ましく、3時間以上であることがさらに好ましく、5時間以上であることが特に好ましい。 The contact time between the cells and the staining agent is not particularly limited. For example, in the case of monascus dye, the contact time is preferably 2 minutes or longer, more preferably 3 minutes or longer, and even more preferably 10 minutes or longer. . In the case of purple sweet potato pigment, the time is preferably 2 minutes or longer, more preferably 1 hour or longer, still more preferably 3 hours or longer, and particularly preferably 5 hours or longer.

(生死判別工程)
生死判別工程では、後述する評価方法により、細胞の染色の有無を評価し、染色した細胞を死細胞として判別する。
(Life and death determination process)
In the life-and-death determination step, the presence or absence of staining of the cells is evaluated by the evaluation method described later, and the stained cells are determined as dead cells.

細胞の染色を評価する方法は、細胞の染色状態を確認できる方法であれば特に制限されず、例えば、顕微鏡を通して細胞の色調を目視確認する方法、細胞の吸収スペクトルを測定する方法等が挙げられる。より簡便に評価するという観点から、顕微鏡を通して細胞の色調を目視確認する方法が好ましい。この際、観察倍率は40倍(×4対物レンズ、開口数0.1)以上であることが好ましく、100倍(×10対物レンズ、開口数0.25)以上であることがより好ましい。なお、非染色細胞の生死判定の観察倍率は400倍(×40対物レンズ、開口数0.65)以上であることが望ましい。 The method for evaluating staining of cells is not particularly limited as long as it is a method that can confirm the staining state of cells. Examples thereof include a method of visually confirming the color tone of cells through a microscope, a method of measuring the absorption spectrum of cells, and the like. . From the viewpoint of easier evaluation, a method of visually confirming the color tone of cells through a microscope is preferred. At this time, the observation magnification is preferably 40 times (×4 objective lens, numerical aperture 0.1) or more, more preferably 100 times (×10 objective lens, numerical aperture 0.25) or more. In addition, it is preferable that the observation magnification for judging life and death of non-stained cells is 400 times (×40 objective lens, numerical aperture 0.65) or more.

そして、細胞染色の評価結果に基づき、細胞固有の色調を維持した細胞を生細胞、染色剤によって染色された細胞を死細胞として判別する。 Then, based on the cell staining evaluation results, the cells that maintain the cell-specific color tone are discriminated as viable cells, and the cells stained with the staining agent are discriminated as dead cells.

ここで、本実施形態の細胞の生死判別方法では、トリパンブルーを用いた色素排除法のように、特定の色素に対する生細胞と死細胞の膜透過性の違いを利用している。具体的には、本実施形態で用いられる染色剤は、生細胞では細胞膜により細胞内に取り込まれないか、又は、取り込まれても排出される。一方、死細胞では細胞膜が破損しているため、細胞内に取り込まれ、タンパク質等の特定の物質と結合することにより、細胞内に上記色素が蓄積され強く染色する。 Here, the method for judging life and death of cells of the present embodiment utilizes the difference in membrane permeability between live cells and dead cells to a specific dye, such as the dye exclusion method using trypan blue. Specifically, the staining agent used in this embodiment is not taken up into the cells through the cell membrane of living cells, or is excreted even if it is taken up. On the other hand, since the cell membrane of dead cells is damaged, the dye is taken up into the cell and binds to a specific substance such as protein, thereby accumulating the dye in the cell and staining it strongly.

そして、本実施形態の染色剤は、トリパンブルーと異なり食用色素であるため、安全性が高く、細胞毒性等を有さない。このため、より安全に細胞の生死判別を行うことができる。また、染色剤に起因し死細胞が増加しないため、例えば抗癌剤等のような薬剤の細胞に対する効果等を同一検体で長期間継続してモニタリングすることもできる。これにより、薬剤の経時的な効果を確認するために予め所望の経過時間に対応した複数のサンプルを準備する手間を省くことができる。また、同一のサンプルを評価するのでサンプル間の測定データのバラツキも生じない。つまり、正確かつ簡便に細胞に対する薬剤の作用の推移を確認することができる。 In addition, unlike trypan blue, the staining agent of the present embodiment is a food coloring agent, and therefore is highly safe and has no cytotoxicity or the like. Therefore, it is possible to more safely determine whether cells are alive or dead. In addition, since dead cells do not increase due to staining agents, the effects of drugs such as anticancer drugs on cells can be monitored over a long period of time using the same sample. This saves the trouble of preparing in advance a plurality of samples corresponding to the desired elapsed time in order to confirm the effect of the drug over time. Moreover, since the same sample is evaluated, there is no variation in measurement data between samples. In other words, it is possible to accurately and simply confirm the transition of the action of the drug on the cells.

<細胞の生死判別用キット>
本実施形態に係る細胞の生死判別用キットは、上述した細胞の生死判別法に用いるものであり、死細胞を染色する染色剤を含む。
<Kit for judging viability of cells>
The cell life-and-death determination kit according to the present embodiment is used for the above-described cell life-and-death determination method, and contains a staining agent for staining dead cells.

細胞の生死判別用キットに含まれる染色剤としては、上述した紅麹色素又はアントシアニン系色素が挙げられる。アントシアニン系色素の中では、特に紫芋色素、赤キャベツ色素が好ましい。 Staining agents contained in the kit for judging viability of cells include the above-described monascus dye or anthocyanin dye. Among the anthocyanin pigments, purple sweet potato pigments and red cabbage pigments are particularly preferred.

生死判別用キットは、染色剤以外に添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えばグルコース等が挙げられる。 The life-and-death determination kit may contain an additive in addition to the staining agent. Examples of additives include glucose and the like.

本実施形態に係る細胞の生死判別用キットを用いれば、細胞の生死判別を簡便、かつ、安全に実施することができる。 By using the cell viability determination kit according to the present embodiment, cell viability determination can be performed simply and safely.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

<実施例1:紅麹色素及びアントシアニン系色素によるユーグレナ・グラシリスの細胞の吸光度の評価>
実施例1では、紅麹色素及びアントシアニン系色素によるユーグレナ・グラシリスの細胞に対する染色の有無を細胞の吸収スペクトルを測定することにより確認した。
まず、野生型ユーグレナ・グラシリス(E.gracilis)のZ株(株式会社ユーグレナ)を、好気性が維持され、26℃、40μmol/m/secの白色蛍光灯による連続照明の環境下で、pH3.5のCramer-Myers培地(以下、「CM培地」という)で40日間、静置培養した。次いで、該静置培養された細胞の細胞懸濁液を1mLずつマイクロチューブに分注した。上記細胞懸濁液のみが含まれる試料をサンプルAとした。1mLの上記細胞懸濁液を含むマイクロチューブに最終濃度が10mg/mLとなるよう紅麹色素(以下、「MP」という)(株式会社私の台所)の粉末を添加し、ピペット操作により完全に混合したものをサンプルBとした。1mLの上記細胞懸濁液を含むマイクロチューブに最終濃度が10mg/mLとなるようにアントシアニン系色素(以下、「AP」という)(株式会社私の台所)の粉末を添加し、ピペット操作により完全に混合したものをサンプルCとした。MPはベニコウジカビから抽出された色素、APは紫芋から抽出された色素である。そして、サンプルA~Cを26℃、100μmol/m/secの白色蛍光灯による連続照明下で、マイクロチューブの蓋を開けた状態で2日間静置した。
<Example 1: Evaluation of absorbance of Euglena gracilis cells by red yeast rice pigment and anthocyanin pigment>
In Example 1, the presence or absence of staining of Euglena gracilis cells with monascus dyes and anthocyanin dyes was confirmed by measuring the absorption spectrum of the cells.
First, the Z strain of wild-type E. gracilis (Euglena Co., Ltd.) was placed under continuous lighting at 26° C. and 40 μmol/m 2 /sec white fluorescent lamp at pH 3.0. The cells were statically cultured in a No. 5 Cramer-Myers medium (hereinafter referred to as "CM medium") for 40 days. Next, 1 mL of the cell suspension of the statically cultured cells was dispensed into microtubes. A sample containing only the cell suspension was designated as sample A. To a microtube containing 1 mL of the above cell suspension, powder of monascus dye (hereinafter referred to as "MP") (My Kitchen Co., Ltd.) was added so that the final concentration was 10 mg/mL, and completely mixed by pipetting. Sample B was obtained by mixing. Anthocyanin dye (hereinafter referred to as "AP") (My Kitchen Co., Ltd.) powder was added to a microtube containing 1 mL of the above cell suspension so that the final concentration was 10 mg / mL, and completely pipetted. Sample C was obtained by mixing MP is a pigment extracted from Aspergillus oryzae, and AP is a pigment extracted from purple sweet potato. Then, samples A to C were allowed to stand at 26° C. under continuous illumination with a white fluorescent lamp of 100 μmol/m 2 /sec for two days with the lid of the microtube open.

サンプルB及びCの対照サンプルとして、細胞懸濁液が含まれない以下のサンプルを調製した。
サンプルB1:精製水(工業用精製水、サンエイ化学株式会社)に最終濃度が10mg/mLとなるようにMPを添加して調製した。
サンプルB2:CM培地に最終濃度が10mg/mLとなるようにMPを添加して調製した。
サンプルC1:精製水に最終濃度が10mg/mLとなるようにAPを添加して調製した。
サンプルC2:CM培地に最終濃度が10mg/mLとなるようにAPを添加して調製した。
As control samples for samples B and C, the following samples containing no cell suspension were prepared.
Sample B1: Prepared by adding MP to purified water (industrial purified water, Sanei Chemical Co., Ltd.) to a final concentration of 10 mg/mL.
Sample B2: Prepared by adding MP to CM medium to a final concentration of 10 mg/mL.
Sample C1: Prepared by adding AP to purified water to a final concentration of 10 mg/mL.
Sample C2: Prepared by adding AP to CM medium to a final concentration of 10 mg/mL.

次いで、各サンプル中の懸濁液又は溶液の吸光度と、単一細胞の吸光度とを、既報の無走査型単一細胞吸収分光イメージングA(x,y,λ)法を用いて以下のように測定した(T.Isono et al.,PLOS ONE 10:e0128002)。
無走査型単一細胞吸収分光イメージングA(x,y,λ)法は、光源に白色光ランプを用いて、生きた細胞内の吸収スペクトル分布A(x,y,λ)を瞬時にイメージングすることができる技術である。具体的には、2次元画像(60μmピッチ、16×16(0.96×0.96mm))を一次元のスリット画像(60μmピッチ、1×256)に変換するバンドルファイバアレイにより、細胞吸収分光イメージを一度に2次元CCD検出器にマッピングすることができる。また、収差なしに長い縦幅で結像できる分光器と大きな面積のCCDにより、吸収スペクトルA(x,y,λ)を瞬時に測定することが可能である。本実施例で用いた分光器(IsoPlaneSCT-Advance、Roper Scientific社)は27×27mmの広い結像範囲のものであり、CCDカメラ(PIXIS2048BUV、Roper Scientific社)はピクセルサイズが13.5μm、ピクセル数が2048×2048のものである。これにより、16×16×2048のデータキューブが空間走査も波長走査もなしで瞬時に取得できる。この無走査型単一細胞吸収分光イメージングA(x,y,λ)法により、以下の測定手順で吸光度を測定した。
まず、サンプルA~Cを精製水で10倍に希釈した。次いで、10倍希釈したサンプルA~Cと、対照サンプルB1、B2、C1、C2とをガラスボトムディッシュに移し、倒立顕微鏡(IX71、オリンパス株式会社)を用いて、開口数0.85、倍率100倍の対物レンズで観察した。光源である150Wのキセノンランプ(浜松ホトニクス株式会社)により、サンプルの直径2mmの範囲を露光した。サンプルに対する光量子束密度は、0.5秒間の露光で2200μmol/m/secであった。分光計は1200、300、及び150溝/300nmブレーズの3つの格子に自動的に切り換わる。本実施例では、546nmで1.1nmの波長分解能(ファイバのコアサイズによって決定したスリット幅50μm)と390~790nmの波長スパンを持つ150溝の格子を使用した。測定は室温で実施した。また、吸光度の算出方法としては、サンプルA~Cの場合、各単一細胞の局所的部位の吸光度を吸収イメージより抽出し、各溶液中の細胞が存在しない領域における吸光度を差し引くことにより単一細胞の吸光度を算出した。ここでいう局所的部位とは、生細胞では葉緑体部位、サンプルAの死細胞では特徴的なスペクトルが得られる部位、サンプルB、Cの死細胞では染色部位である。細胞懸濁液を含まない色素溶液サンプルB1、B2、C1、C2の場合、溶液と精製水における吸収イメージ全測定領域から抽出した吸光度の平均をそれぞれ求め、精製水をバックグランドとして差し引いて、色素の吸光度を算出した。サンプルA中の生細胞と死細胞の吸収スペクトルを図1、サンプルB中の生細胞と死細胞、サンプルB1、及びサンプルB2の吸収スペクトルを図2、サンプルC中の生細胞と死細胞、サンプルC1、及びサンプルC2の吸収スペクトルを図3に示す。なお、図1~3に示された細胞の画像は、吸光度を測定した生細胞又は死細胞の倍率1000倍の画像である。
Then, the absorbance of the suspension or solution in each sample and the absorbance of single cells were measured using a previously reported non-scanning single-cell absorption spectroscopic imaging A(x, y, λ) method as follows: (T. Isono et al., PLOS ONE 10:e0128002).
The non-scanning single-cell absorption spectroscopic imaging A(x, y, λ) method uses a white light lamp as the light source to instantaneously image the absorption spectrum distribution A(x, y, λ) in living cells. It is a technology that can Specifically, a bundle fiber array that converts a two-dimensional image (60 μm pitch, 16 × 16 (0.96 × 0.96 mm 2 )) into a one-dimensional slit image (60 μm pitch, 1 × 256) enables cell absorption. Spectral images can be mapped one at a time onto a two-dimensional CCD detector. Moreover, the absorption spectrum A(x, y, λ) can be instantaneously measured by a spectroscope capable of forming an image with a long vertical width without aberration and a CCD with a large area. The spectroscope (IsoPlane SCT-Advance, Roper Scientific) used in this example has a wide imaging range of 27×27 mm 2 , and the CCD camera (PIXIS2048BUV, Roper Scientific) has a pixel size of 13.5 μm and a pixel The number is 2048×2048. This allows a 16×16×2048 data cube to be acquired instantaneously without spatial scanning or wavelength scanning. By this non-scanning single-cell absorption spectroscopic imaging A(x, y, λ) method, absorbance was measured according to the following measurement procedure.
First, samples A to C were diluted 10-fold with purified water. Next, the 10-fold diluted samples A to C and the control samples B1, B2, C1, and C2 were transferred to a glass bottom dish and examined using an inverted microscope (IX71, Olympus Co., Ltd.) with a numerical aperture of 0.85 and a magnification of 100. Observed with a magnifying lens. A 150 W xenon lamp (Hamamatsu Photonics Co., Ltd.), which is a light source, was used to expose a range of 2 mm in diameter of the sample. The photon flux density for the sample was 2200 μmol/m 2 /sec for 0.5 second exposure. The spectrometer automatically switches between three gratings: 1200, 300, and 150 groove/300 nm blaze. In this example, a 150-groove grating with a wavelength resolution of 1.1 nm at 546 nm (50 μm slit width determined by the fiber core size) and a wavelength span of 390-790 nm was used. Measurements were performed at room temperature. In addition, as a method for calculating the absorbance, in the case of samples A to C, the absorbance at the local site of each single cell is extracted from the absorption image, and the absorbance in the region where no cells exist in each solution is subtracted. Cell absorbance was calculated. The local sites referred to here are chloroplast sites in live cells, sites where a characteristic spectrum is obtained in sample A dead cells, and stained sites in sample B and C dead cells. In the case of dye solution samples B1, B2, C1, and C2 that do not contain cell suspension, the absorbance extracted from the entire measurement area of the absorption image in the solution and purified water is averaged, and the purified water is subtracted as a background. was calculated. Absorption spectra of live and dead cells in sample A are shown in FIG. 1, absorption spectra of live and dead cells in sample B, sample B1, and sample B2 are shown in FIG. FIG. 3 shows absorption spectra of C1 and sample C2. The cell images shown in FIGS. 1 to 3 are 1000-fold magnification images of live cells or dead cells for which absorbance was measured.

図1に示すように、生細胞の吸収スペクトルは441nm及び675nmにクロロフィルa(以下「Chl-a」という)に起因する2つのピークを有する葉緑体の吸収スペクトルが優位に表れる。また、490nmにカロテノイドに起因するピークを有する。これに対して、細胞の含有物の大半が失われている死細胞2のスペクトルでは、Chl-aのような色素に由来する特徴的な構成が確認できなかった。死細胞1及び死細胞3のスペクトルでは、Chl-aの特徴が示された形状が確認できるが、生細胞の441nmと675nmに対応するピークは幅が広がっており、カロテノイドのピークは確認できなかった。 As shown in FIG. 1, in the absorption spectrum of living cells, the absorption spectrum of chloroplasts having two peaks at 441 nm and 675 nm due to chlorophyll-a (hereinafter referred to as "Chl-a") appears predominantly. It also has a peak attributed to carotenoid at 490 nm. In contrast, the spectra of dead cells 2, in which most of the cellular contents have been lost, did not reveal any characteristic structures derived from pigments such as Chl-a. In the spectra of Dead Cell 1 and Dead Cell 3, a shape characteristic of Chl-a can be confirmed, but the peaks corresponding to 441 nm and 675 nm of live cells are broadened, and the carotenoid peak cannot be confirmed. rice field.

図2に示すように、細胞懸濁液を含まないサンプルB1及びB2のスペクトルは、400nm~500nmの波長領域に2つのピークを有するという特徴がある。溶媒が精製水であるサンプルB1の場合、ピーク波長は422nmと499nmであり、溶媒がCM培地であるサンプルB2の場合、ピーク波長は426nmと505nmである。溶媒がCM培地の場合のピークは、溶媒が精製水の場合に比べて長波長側にシフトすることが確認できる。サンプルBの生細胞の吸収スペクトルは、436nm及び673nmに2つのピークと、491nmにカロテノイドのピークを有し、サンプルAの生細胞の吸収スペクトルと略同じ形状を示している。このことから、サンプルBの生細胞はMPによって染色されず、細胞本来の色調を維持していることが確認できた。一方、サンプルBの死細胞のスペクトルは、葉緑体の色を打ち消すように490~600nmの波長領域において短波長側に向かって吸光度が高くなる特徴がある。このように、サンプルBの死細胞のスペクトルには、MPのスペクトルの特徴的な形状が表れた。このことから、死細胞がMPで染色されていることが確認できた。 As shown in FIG. 2, the spectra of samples B1 and B2 containing no cell suspension are characterized by having two peaks in the wavelength region of 400 nm to 500 nm. Sample B1, in which the solvent is purified water, has peak wavelengths of 422 nm and 499 nm. Sample B2, in which the solvent is CM medium, has peak wavelengths of 426 nm and 505 nm. It can be confirmed that the peak when the solvent is CM medium shifts to the longer wavelength side compared to when the solvent is purified water. The absorption spectrum of the living cells of Sample B has two peaks at 436 nm and 673 nm and a carotenoid peak at 491 nm, and exhibits substantially the same shape as the absorption spectrum of the living cells of Sample A. From this, it was confirmed that the viable cells of sample B were not stained with MP and maintained the original color tone of the cells. On the other hand, the spectrum of the dead cells of sample B has a feature that the absorbance increases toward the short wavelength side in the wavelength region of 490 to 600 nm so as to cancel out the color of the chloroplast. Thus, the dead cell spectrum of sample B exhibited a characteristic shape of the MP spectrum. From this, it was confirmed that the dead cells were stained with MP.

図3に示すように、細胞懸濁液を含まないサンプルC1及びC2のスペクトルは、529nmに吸収極大を有するという特徴がある。サンプルCの生細胞の吸収スペクトルは、433nm及び674nmに2つのピークと、489nmにカロテノイドのピークを有し、サンプルAの生細胞の吸収スペクトルと略同じ形状を示している。このことから、サンプルCの生細胞はAPによって染色せず、細胞本来のスペクトルを維持していることが確認できる。一方、サンプルCの死細胞のスペクトルは、葉緑体の色を打ち消すように540~645nmの波長領域において短波長側に向かって吸光度が高くなる特徴がある。このように、サンプルCの死細胞のスペクトルには、APのスペクトルの特徴的な形状が表れた。これにより、死細胞がAPで染色されていることが確認できた。 As shown in FIG. 3, the spectra of samples C1 and C2 without cell suspension are characterized by having an absorption maximum at 529 nm. The absorption spectrum of the viable cells of sample C has two peaks at 433 nm and 674 nm and a carotenoid peak at 489 nm, showing substantially the same shape as the absorption spectrum of the viable cells of sample A. From this, it can be confirmed that the viable cells of sample C were not stained with AP and maintained the original spectrum of the cells. On the other hand, the spectrum of the dead cells of sample C has a feature that the absorbance increases toward the short wavelength side in the wavelength region of 540 to 645 nm so as to cancel out the color of the chloroplast. Thus, the dead cell spectrum of sample C exhibited a characteristic shape of the AP spectrum. This confirmed that the dead cells were stained with AP.

<実施例2:紅麹色素及びアントシアニン系色素を用いたユーグレナ・グラシリスの細胞の生死判別>
実施例2では、染色剤としてMP又はAPを用いてユーグレナ・グラシリスの細胞を顕微鏡観察することにより、細胞の生死を判別した。
ユーグレナ・グラシリスのZ株を、好気性を維持し、26℃、40μmol/m/secの白色蛍光灯による連続照明下で、pH3.5のCM培地で7日間、静置培養した。該静置培養された細胞の細胞懸濁液を用いて、以下のサンプルを調製した。
サンプルD:1mLの細胞懸濁液を含むマイクロチューブに、最終濃度が10mg/mLになるようにMPを添加し調製した。
サンプルE:1mLの細胞懸濁液を含むマイクロチューブに、最終濃度が10mg/mLとなるようにAPを添加し、最終濃度が12g/Lとなるようにグルコースを添加し調製した。
サンプルD、Eは、26℃、100μmol/m/secの白色蛍光灯による連続照明下で、マイクロチューブの蓋を開けた状態で3日間静置された。そして、各サンプルを、必要に応じて精製水で希釈して、バクテリア計算盤(型式A-161、サンリード硝子有限会社)を用い、明視野顕微鏡(デジタル生物顕微鏡GR-D8T2、株式会社松電舎)で観察した。図4の(A)がサンプルD、(B)がサンプルEを倍率400倍(×40対物レンズ、開口数0.65、株式会社松電舎)で明視野観察した顕微鏡画像である。
<Example 2: Determination of life and death of Euglena gracilis cells using monascus dye and anthocyanin dye>
In Example 2, cell viability was determined by microscopic observation of Euglena gracilis cells using MP or AP as a staining agent.
The Z strain of Euglena gracilis was statically cultured in a pH 3.5 CM medium for 7 days at 26° C. under continuous illumination with a white fluorescent lamp of 40 μmol/m 2 /sec while maintaining aerobic conditions. Using the cell suspension of the statically cultured cells, the following samples were prepared.
Sample D: Prepared by adding MP to a microtube containing 1 mL of cell suspension to a final concentration of 10 mg/mL.
Sample E: Prepared by adding AP to a final concentration of 10 mg/mL and adding glucose to a final concentration of 12 g/L to a microtube containing 1 mL of cell suspension.
Samples D and E were allowed to stand at 26° C. under continuous illumination with a white fluorescent lamp of 100 μmol/m 2 /sec for 3 days with the lid of the microtube open. Then, each sample is diluted with purified water as necessary, and is subjected to a bacterial counting board (model A-161, Sunlead Glass Co., Ltd.) using a bright field microscope (digital biological microscope GR-D8T2, Matsuden Co., Ltd.). Observed in the shed). FIG. 4A is a bright-field microscopic image of sample D and (B) of sample E at a magnification of 400 (×40 objective lens, numerical aperture 0.65, Shodensha Co., Ltd.).

図4に示すとおり、ユーグレナ・グラシリスの生細胞は緑色であるのに対して、死細胞はMP及びAPにより赤色に染色された。これは、MP及びAPが、緑色の有色細胞であるユーグレナ・グラシリスの下地の色を打ち消すほど、明瞭に死細胞を染色することを示している。また、MPによって染色された死細胞は、3日間は顕著な退色を示さず6日間は識別可能な染色を示した。一方、APによって染色された死細胞は6日間以上退色しなかった。 As shown in FIG. 4, live cells of Euglena gracilis were green, whereas dead cells were stained red by MP and AP. This indicates that MP and AP stain dead cells so clearly that they cancel out the underlying color of Euglena gracilis, which is a green pigmented cell. Also, MP-stained dead cells showed discernible staining for 6 days with no significant bleaching for 3 days. On the other hand, dead cells stained with AP did not fade over 6 days.

<実施例3:紅麹色素及びアントシアニン系色素による乾燥したユーグレナ・グラシリスを含む植物細胞、組織片の混合物に対する染色の確認>
実施例3では、主にユーグレナ・グラシリス、麦若葉、明日葉、クロレラの乾燥粉末を含む混合粉末(ユーグレナファーム緑汁、株式会社ユーグレナ)に対するMP及びAPの染色の有無を確認した。
MP及びAPは、精製水に溶解させ、それぞれ最終濃度が10mg/mLになるように調製した。上記混合粉末を上記MP水溶液及びAP水溶液に添加して懸濁させ、MPを含む懸濁液をサンプルFとし、APを含む懸濁液をサンプルGとした。各サンプルは、明視野顕微鏡(GR-D8T2、株式会社松電舎)を用いて観察された。図5の(A)がサンプルF、(B)がサンプルGを倍率400倍(×40対物レンズ、開口数0.65、株式会社松電舎)で明視野観察した顕微鏡画像である。
<Example 3: Confirmation of staining of a mixture of dried Euglena gracilis-containing plant cells and tissue fragments with Monascus pigment and anthocyanin pigment>
In Example 3, the presence or absence of staining of MP and AP on a mixed powder (euglena farm green juice, Euglena Co., Ltd.) mainly containing dry powders of Euglena gracilis, barley grass, Angelica keiskei, and chlorella was confirmed.
MP and AP were dissolved in purified water and prepared to a final concentration of 10 mg/mL. The mixed powder was added to and suspended in the MP aqueous solution and the AP aqueous solution. Each sample was observed using a bright field microscope (GR-D8T2, Shodensha Co., Ltd.). FIG. 5A is a bright-field microscope image of sample F and (B) of sample G at a magnification of 400 (×40 objective lens, numerical aperture 0.65, Shodensha Co., Ltd.).

図5に示すように、MPを含むサンプルFでは、ユーグレナ・グラシリス等の死細胞は染色したが、繊維片は染色しなかった。一方、APを含むサンプルGでは、植物細胞だけでなく繊維片も強く染色した。これは、APが細胞内のタンパク質等以外にセルロース、ペクチン等の多糖類も染色するためであると考えられる。 As shown in FIG. 5, in sample F containing MP, dead cells such as Euglena gracilis were stained, but the fiber pieces were not stained. On the other hand, in sample G containing AP, not only the plant cells but also the fiber pieces were strongly stained. This is probably because AP also stains polysaccharides such as cellulose and pectin in addition to intracellular proteins and the like.

<実施例4:紅麹色素及びアントシアニン系色素によるゾウリムシの死細胞の染色の確認>
実施例4では、MP及びAPによるゾウリムシの死細胞の染色の有無を確認した。
まず、明視野顕微鏡(GR-D8T2、株式会社松電舎)を用いてゾウリムシの細胞を観察した。次いで、ゾウリムシが含まれた液に、MP又はAPを添加してMP濃度又はAP濃度が10mg/mLとなる液を調製した。ゾウリムシの培養液は0.05%(W/W)栄養剤(強力わかもと、わかもと製薬株式会社)を用いた。MPを含む液をサンプルH、APを含む液をサンプルIとした。次いで、サンプルH及びIを、各々マイクロチューブに0.5mL滴下し、電子レンジ(MM820S-N5、角田無線電機株式会社)で20秒間加熱処理した。3分後、明視野顕微鏡を用いてゾウリムシの細胞を観察した。図6は、倍率400倍(×40対物レンズ、NA 0.65、株式会社松電舎)で明視野観察した色素添加前のゾウリムシの細胞と加熱処理後のサンプルH及びI中のゾウリムシの細胞との顕微鏡画像である。図6の(A)が色素添加前のゾウリムシの細胞、(B)がサンプルH中のゾウリムシの細胞、(C)がサンプルI中のゾウリムシの細胞の顕微鏡画像である。
<Example 4: Confirmation of staining of dead cells of Paramecium with Monascus dye and anthocyanin dye>
In Example 4, the presence or absence of staining of dead paramecium cells with MP and AP was confirmed.
First, paramecium cells were observed using a bright field microscope (GR-D8T2, Shodensha Co., Ltd.). Next, MP or AP was added to the solution containing Paramecium to prepare a solution having an MP concentration or AP concentration of 10 mg/mL. A 0.05% (W/W) nutrient (strong Wakamoto, Wakamoto Pharmaceutical Co., Ltd.) was used as the paramecium culture solution. A liquid containing MP was designated as sample H, and a liquid containing AP was designated as sample I. Next, 0.5 mL of each of Samples H and I was dropped into a microtube and heat-treated for 20 seconds in a microwave oven (MM820S-N5, Kakuda Musen Denki Co., Ltd.). After 3 minutes, paramecium cells were observed using a bright field microscope. Fig. 6 shows Paramecium cells before dye addition and Paramecium cells in samples H and I after heat treatment observed in bright field at a magnification of 400x (x40 objective lens, NA 0.65, Shodensha Co., Ltd.). It is a microscope image with. 6A is a microscopic image of Paramecium cells before dye addition, (B) is Paramecium cells in sample H, and (C) is a microscopic image of Paramecium cells in Sample I. FIG.

図6に示すように、ゾウリムシの生細胞は無色であった。一方、電子レンジによる加熱処理後のゾウリムシの細胞は、MP及びAPによって細胞内部が均一かつ明瞭に染色した。この結果から、MP及びAPは、ゾウリムシの死細胞を染色することがわかった。 As shown in FIG. 6, live paramecium cells were colorless. On the other hand, the inside of the paramecium cells after heat treatment with a microwave oven was uniformly and clearly stained with MP and AP. From this result, it was found that MP and AP stain the dead cells of Paramecium.

<実施例5:天然色素又は合成色素を含有した培地中におけるユーグレナ・グラシリスの生育の確認>
実施例5では、天然色素であるMP若しくはAP又は合成色素であるトリパンブルー(以下、「TB」という)(東京化成工業株式会社)若しくはメチレンブルー(以下、「MB」という)(国産化学株式会社)を含有した培地中におけるユーグレナ・グラシリスの生育を確認した。
まず、ユーグレナ・グラシリスのZ株を、好気性を維持し、21℃、40μmol/m/secの白色蛍光灯による連続照明下で、pH3.5のCM培地で5日間、静置培養した。この際の細胞密度は5.6×10cell/mLであった。該静置培養された細胞の細胞懸濁液を用いて、以下の表1に記載の組成に従いサンプルを調製した。サンプルの容器として、マイクロチューブを用いた。
<Example 5: Confirmation of the growth of Euglena gracilis in a medium containing a natural or synthetic pigment>
In Example 5, the natural pigment MP or AP or the synthetic pigment trypan blue (hereinafter referred to as "TB") (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) or methylene blue (hereinafter referred to as "MB") (Kokusan Chemical Co., Ltd.) The growth of Euglena gracilis in the medium containing was confirmed.
First, the Z strain of Euglena gracilis was statically cultured in a pH 3.5 CM medium for 5 days while maintaining aerobic conditions at 21° C. under continuous illumination with a white fluorescent lamp of 40 μmol/m 2 /sec. The cell density at this time was 5.6×10 5 cells/mL. A sample was prepared according to the composition shown in Table 1 below using the cell suspension of the statically cultured cells. A microtube was used as a sample container.

Figure 0007186433000001
1)メチレンブルーをCM培地で希釈して1%(W/W)溶液とした。
Figure 0007186433000001
1) Methylene blue was diluted with CM medium to give a 1% (W/W) solution.

次いで、各サンプルを、21℃、100μmol/m/secの白色蛍光灯による連続照明下で、マイクロチューブの蓋を開けた状態で3日間静置した。このとき、1日に1回、バクテリア計算盤(型式A-161、サンリード硝子有限会社)及び明視野顕微鏡(GR-D8T2、株式会社松電舎)を用いて倍率100倍(×10対物レンズ、開口数0.25、株式会社松電舎)又は400倍(×40対物レンズ、開口数0.65、株式会社松電舎)で、各サンプルの細胞の様子を観察した。そして、プランクトン計数板(MPC-200、松浪硝子工業株式会社)を用いて各サンプル中の細胞を計数し、細胞密度(cell/mL)を得た。この際、塩化ベンザルコニウム10%(W/V)溶液(日本製薬株式会社)を精製水で50倍希釈した溶液で適度に各サンプルを希釈し、同時にユーグレナ・グラシリス細胞を固定した。結果を図7及び図8に示す。 Then, each sample was allowed to stand at 21° C. under continuous illumination with a white fluorescent lamp of 100 μmol/m 2 /sec for 3 days with the lid of the microtube open. At this time, once a day, a bacteria calculator (model A-161, Sunlead Glass Co., Ltd.) and a bright field microscope (GR-D8T2, Shodensha Co., Ltd.) were used with a magnification of 100 times (×10 objective lens). , numerical aperture 0.25, Shodensha Co., Ltd.) or 400 times (×40 objective lens, numerical aperture 0.65, Shodensha Co., Ltd.). Then, the cells in each sample were counted using a plankton counter (MPC-200, Matsunami Glass Industry Co., Ltd.) to obtain the cell density (cell/mL). At this time, each sample was appropriately diluted with a 10% (W/V) solution of benzalkonium chloride (Nihon Pharmaceutical Co., Ltd.) diluted 50 times with purified water, and Euglena gracilis cells were fixed at the same time. The results are shown in FIGS. 7 and 8. FIG.

図8に示すように、20時間経過後におけるMB及びTBを含むサンプル中の細胞密度は、グルコースの有無に関わらず、CM培地よりも低くなる。この結果から、MB及びTBは、ユーグレナ・グラシリス細胞の生育を阻害することが分かった。
これに対して、図7に示すように、70時間経過時におけるMP及びAPを含むサンプルでの細胞密度は、グルコースが存在しない場合、色素を含まないサンプルCMよりも高いことが確認された。また、グルコースが存在する場合、MPを含むサンプルの細胞密度は、色素を含まないサンプルCMよりも高く、APを含むサンプルでの細胞密度は、色素を含まないサンプルCMと略同等であることが確認された。この結果から、MP又はAPが添加されたCMでは、MB又はTBのように、ユーグレナ・グラシリス細胞の成長を阻害しないことが分かった。
As shown in Figure 8, the cell density in samples containing MB and TB after 20 hours is lower than in CM medium with or without glucose. These results show that MB and TB inhibit the growth of Euglena gracilis cells.
In contrast, as shown in FIG. 7, the cell density in samples containing MP and AP at 70 hours was found to be higher than in samples CM containing no dye in the absence of glucose. It was also found that in the presence of glucose, the cell density of the sample with MP was higher than the sample CM without dye, and the cell density in the sample with AP was approximately equivalent to the sample CM without dye. confirmed. From this result, it was found that CM to which MP or AP was added did not inhibit the growth of Euglena gracilis cells, unlike MB or TB.

<実施例6:天然色素又は合成色素によるユーグレナ・グラシリスの染色時間の確認>
実施例6では、天然色素であるMP若しくはAP又は合成色素であるTB若しくはMBによるユーグレナ・グラシリスの死細胞の染色時間を確認した。
上述した実施例5と同様の手順で、表1に記載のサンプルを調製した。塩化ベンザルコニウム溶液10%(W/V)をサンプルで50倍希釈して殺藻処理を行い、死細胞の染色を確認した。この際、表1に記載のサンプルの調製及び各サンプルへの塩化ベンザルコニウムの添加は、ほぼ同時に行われ、各サンプルと塩化ベンザルコニウムの混合時からの経過時間を計った。
この結果、塩化ベンザルコニウムの添加から2分以内にMP、AP、MBを含むサンプルでは、全ての死細胞が明瞭に染色された。ただし、TBは顕著な染色が見られず、溶液全体にTBの凝集塊が出現した。6分経過後もTBを含むサンプル中にごく稀に生細胞が存在することから、塩化ベンザルコニウムがTBと反応して毒性を示さなくなったものと考えられる。
なお、実施例6の試験を1mLの細胞懸濁液に0.1mgのTBを添加し調製したサンプルに対して行った場合、すべての細胞が2分以内に染色されたが、ユーグレナ生細胞の葉緑体の色に近い色のため、添加前に比べて若干青みを増す程度の染色であった。
<Example 6: Confirmation of staining time of Euglena gracilis with natural dye or synthetic dye>
In Example 6, the staining time of Euglena gracilis dead cells with the natural dyes MP or AP or the synthetic dyes TB or MB was confirmed.
The samples listed in Table 1 were prepared in the same manner as in Example 5 above. A 10% (W/V) benzalkonium chloride solution was diluted 50-fold with the sample for algicidal treatment, and staining of dead cells was confirmed. At this time, the preparation of the samples shown in Table 1 and the addition of benzalkonium chloride to each sample were performed almost simultaneously, and the elapsed time from the mixing of each sample and benzalkonium chloride was measured.
As a result, within 2 minutes of benzalkonium chloride addition, all dead cells were clearly stained in samples containing MP, AP and MB. However, no significant staining of TB was observed, and aggregates of TB appeared throughout the solution. Since viable cells were very rarely present in the sample containing TB even after 6 minutes, it is considered that benzalkonium chloride reacted with TB and no longer exhibited toxicity.
In addition, when the test of Example 6 was performed on a sample prepared by adding 0.1 mg of TB to 1 mL of cell suspension, all cells were stained within 2 minutes, but Euglena viable cells Since the color is close to that of chloroplasts, the staining was slightly more bluish than before the addition.

<実施例7:紅麹色素及び紫芋色素の混合培地中におけるユーグレナ・グラシリスの染色の確認>
実施例7では、MP及びAPの混合色素を含む培地中でユーグレナ・グラシリスを培養した場合の細胞染色の推移を確認した。
ユーグレナ・グラシリスのZ株を、好気性を維持し、21℃、40μmol/m/secの白色蛍光灯による連続照明下で、pH3.5のCM培地で6日間、静置培養した。該静置培養された細胞の細胞懸濁液を用いて、以下の表2に記載の組成に従いサンプルを調製した。サンプルの容器として、マイクロチューブを用いた。
<Example 7: Confirmation of staining of Euglena gracilis in mixed medium of monascus pigment and purple sweet potato pigment>
In Example 7, the transition of cell staining was confirmed when Euglena gracilis was cultured in a medium containing a mixed dye of MP and AP.
The Z strain of Euglena gracilis was statically cultured in a pH 3.5 CM medium for 6 days at 21° C. under continuous illumination with a white fluorescent lamp of 40 μmol/m 2 /sec while maintaining aerobic conditions. Using the cell suspension of the statically cultured cells, samples were prepared according to the compositions shown in Table 2 below. A microtube was used as a sample container.

Figure 0007186433000002
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次いで、各サンプルを、21℃、100μmol/m/secの白色蛍光灯による連続照明下で、マイクロチューブの蓋を開けた状態で3日間静置培養した。このとき、1日に1回、バクテリア計算盤(型式A-161、サンリード硝子有限会社)及び明視野顕微鏡(GR-D8T2、株式会社松電舎)を用いて倍率100倍(×10対物レンズ、開口数0.25、株式会社松電舎)又は400倍(×40対物レンズ、開口数0.65、株式会社松電舎)で、各サンプルの細胞の様子を観察した。 Then, each sample was statically cultured for 3 days at 21° C. under continuous illumination with a white fluorescent lamp of 100 μmol/m 2 /sec with the lid of the microtube opened. At this time, once a day, a bacteria calculator (model A-161, Sunlead Glass Co., Ltd.) and a bright field microscope (GR-D8T2, Shodensha Co., Ltd.) were used with a magnification of 100 times (×10 objective lens). , numerical aperture 0.25, Shodensha Co., Ltd.) or 400 times (×40 objective lens, numerical aperture 0.65, Shodensha Co., Ltd.).

図9は、各サンプルの細胞培養時からの各サンプル中の全細胞に対する染色細胞の割合の推移を示すグラフである。染色細胞の割合は、生細胞及び死細胞を合わせた全細胞数に対する死細胞の割合を示している。
図9に示すように、培養開始から65時間以内では、全てのサンプルにおいて、染色された死細胞は1割以下であることが確認された。また、死細胞の明瞭かつ安定した染色が、色素混合直後から測定期間全般にわたり確認された。
サンプルJ~L以外にも、MP又はAPをそれぞれ単独で10mg/mL含むサンプルを調製し、本実施例と同様の試験を行った。このとき、MPを含むサンプルでは、死細胞が約10分間で染色され、3日経過後に染色した死細胞の退色が確認された。APを含むサンプルでは、死細胞が約1時間で染色され、6日経過時であっても死細胞の退色が確認されなかった。
これに対して、MP及びAPの混合色素を含むサンプルJ~Lでは、色素混合直後から死細胞を染色し、かつ、培養開始から5日経過後においても、顕微鏡で容易に目視判別可能な染色状態を維持していた。この結果から、短期間で染色可能であるがAPに比べて退色しやすいというMPの性質と、染色に時間がかかるがMPに比べて退色しにくいというAPの性質とが相補的に作用していると考えられる。
FIG. 9 is a graph showing the transition of the ratio of stained cells to all cells in each sample from the time of cell culture of each sample. The percentage of stained cells indicates the percentage of dead cells to the total number of cells including live and dead cells.
As shown in FIG. 9, it was confirmed that within 65 hours from the start of culture, the number of stained dead cells was 10% or less in all samples. In addition, clear and stable staining of dead cells was confirmed over the entire measurement period from immediately after dye mixing.
In addition to samples J to L, samples each containing 10 mg/mL of MP or AP alone were prepared and tested in the same manner as in this example. At this time, in the sample containing MP, dead cells were stained in about 10 minutes, and fading of the stained dead cells was confirmed after 3 days. In the sample containing AP, dead cells were stained in about 1 hour, and no fading of dead cells was observed even after 6 days.
On the other hand, in samples J to L containing mixed dyes of MP and AP, the dead cells were stained immediately after the dyes were mixed, and even after 5 days from the start of the culture, the stained state was easily visually distinguishable with a microscope. was maintained. From this result, the property of MP that it can be dyed in a short period of time but is easier to fade than AP, and the property of AP that it takes time to dye but is less likely to fade than MP acted in a complementary manner. It is thought that there are

上述した実施例の他、MPを用いてヒト乳癌細胞の染色の有無を顕微鏡観察により確認した。具体的には、ヒト乳癌細胞であるMCF7が存在する培地に、シスプラチン(最終濃度20μmol/L)及びMP(最終濃度10mg/mL)を添加したサンプルと、MP(最終濃度10mg/mL)のみを添加したサンプルとを調製した。12時間後に各サンプルの培地をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)に交換し透明培地とした後、明視野顕微鏡を用いて観察した。なお、事前にトリパンブルーを用いた染色により、20μmol/Lのシスプラチンで12時間処理することでMCF7の細胞死が誘導されることを確認した。シスプラチンを含むサンプル中のMCF7の一部が染色し、シスプラチンを含まないサンプル中のMCF7は殆ど染色しなかった。この結果から、MPはMCF7の生細胞は染色しないが、死細胞は染色すると考えられる。 In addition to the examples described above, MP was used to confirm the presence or absence of staining of human breast cancer cells by microscopic observation. Specifically, a sample obtained by adding cisplatin (final concentration 20 μmol/L) and MP (final concentration 10 mg/mL) to a medium containing MCF7, which is a human breast cancer cell, and MP (final concentration 10 mg/mL) alone. A spiked sample was prepared. After 12 hours, the medium of each sample was replaced with phosphate-buffered saline (PBS) to make a clear medium, and then observed using a bright field microscope. It was previously confirmed by staining with trypan blue that cell death of MCF7 was induced by treatment with 20 μmol/L cisplatin for 12 hours. Some of the MCF7 in the cisplatin-containing sample stained, and almost no MCF7 in the cisplatin-free sample. Based on this result, it is considered that MP does not stain live MCF7 cells, but stains dead cells.

Claims (4)

死細胞を染色する染色剤を細胞に接触させる工程と、
前記細胞の染色の有無により細胞の生死を判別する工程と、を含み、
前記染色剤が紅麹色素及びアントシアニン系色素から選ばれる少なくとも1種の色素を含む、細胞の生死判別方法。
Contacting the cells with a staining agent that stains dead cells;
A step of determining whether the cell is alive or dead based on the presence or absence of staining of the cell,
A method for determining cell viability, wherein the staining agent contains at least one dye selected from monascus dye and anthocyanin dye.
前記アントシアニン系色素が紫芋色素である請求項1に記載の細胞の生死判別方法。 2. The method for judging life and death of cells according to claim 1, wherein said anthocyanin pigment is purple sweet potato pigment. 請求項1に記載の細胞の生死判別方法に用いられる細胞の生死判別用キットであって、
死細胞を染色する染色剤を含み、
前記染色剤が紅麹色素及びアントシアニン系色素から選ばれる少なくとも1種の色素を含む、細胞の生死判別用キット。
A cell viability determination kit for use in the cell viability determination method according to claim 1,
containing a staining agent that stains dead cells;
A kit for judging viability of cells, wherein the staining agent contains at least one dye selected from monascus dye and anthocyanin dye.
前記アントシアニン系色素が紫芋色素である請求項3に記載の細胞の生死判別用キット。 4. The kit for judging life and death of cells according to claim 3, wherein said anthocyanin pigment is purple sweet potato pigment.
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