JP7556194B2 - Cellular structures and uses thereof - Google Patents
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Description
本発明は、細胞構造体及びその使用に関する。より詳細には、細胞構造体、増殖速度を抑制する方法及び抗がん効果の評価方法に関する。 The present invention relates to a cell structure and its use. More specifically, the present invention relates to a cell structure, a method for inhibiting proliferation rate, and a method for evaluating anticancer effect.
一般に、不死化した細胞や株化された細胞はゲノム内に変異を有しており、ex vivo(生体外)で培養されたこれらの細胞は、生体における細胞増殖とは異なる様式で増殖する場合がある。 In general, immortalized cells and established cell lines have mutations in their genomes, and these cells cultured ex vivo (outside the living body) may grow in a manner different from that of cells growing in the living body.
ところで、出願人らは、特許文献1に開示されるように、細胞と細胞外マトリックス成分と高分子電解質とを含む細胞構造体を、これらの材料を混合させて集めることにより作製する簡便な方法を発明した。また、出願人らは、特許文献2に開示されるように、この方法により、がん細胞を用いて細胞構造体を形成して抗がん剤の薬効評価を行う手法を発明した。 Meanwhile, as disclosed in Patent Document 1, the applicants have invented a simple method for producing a cell structure containing cells, extracellular matrix components, and a polymer electrolyte by mixing and assembling these materials. In addition, as disclosed in Patent Document 2, the applicants have invented a method for forming a cell structure using cancer cells by this method and evaluating the efficacy of an anticancer drug.
しかしながら、不死化した細胞や株化された細胞の増殖速度は、生体における細胞の増殖速度よりも著しく速いため、ex vivoで培養された不死化した細胞や株化された細胞を用いて薬剤や毒物による影響を正確に評価できないという問題が生じる場合がある。 However, because the proliferation rate of immortalized cells and cell lines is significantly faster than that of cells in the body, there are cases in which the effects of drugs or toxic substances cannot be accurately evaluated using immortalized cells or cell lines cultured ex vivo.
そこで、本発明の解決すべき課題は、株化された細胞や不死化された細胞を、ex vivoで培養する際に、従来よりも生体内と類似する状態で培養する技術を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a technology for culturing established cell lines or immortalized cells ex vivo under conditions more similar to those found in vivo than conventional methods.
本発明は、以下の態様を含む。
[1]第1の細胞集団と細胞外マトリックス成分とを含む細胞構造体であって、前記第1の細胞集団は細胞間に前記細胞外マトリックス成分を含み、前記第1の細胞集団は少なくとも間質細胞を含み、前記細胞構造体に接触させて第2の細胞集団を培養したときに、前記第2の細胞集団を生体内と類似する状態で培養するために用いられる、細胞構造体。
[2]前記第1の細胞集団が、血管内皮細胞を更に含み、前記間質細胞は線維芽細胞である、[1]に記載の細胞構造体。
[3]前記第2の細胞集団が株化された細胞を含む、[1]又は[2]に記載の細胞構造体。
[4]前記第2の細胞集団ががん細胞を含む、[1]~[3]のいずれかに記載の細胞構造体。
[5]前記細胞構造体の厚みが40μm以上である、[1]から[4]のいずれかに記載の細胞構造体。
[6]前記第1の細胞集団の細胞数と、前記第2の細胞集団の細胞数の比(前記第1の細胞集団の細胞数:前記第2の細胞集団の細胞数)が、3:1~300:1である、[1]から[5]のいずれかに記載の細胞構造体。
[7]第1の細胞集団と細胞外マトリックス成分とを含む細胞構造体に、第2の細胞集団を接触させて培養する工程を含み、前記第1の細胞集団は細胞間に前記細胞外マトリックス成分を含み、前記第1の細胞集団は少なくとも間質細胞を含む、前記第2の細胞集団の増殖速度を抑制する方法。
[8]前記第1の細胞集団が、血管内皮細胞を更に含み、前記間質細胞が線維芽細胞である、[7]に記載の前記第2の細胞集団の増殖速度を抑制する方法。
[9]前記第2の細胞集団が株化された細胞を含む、[7]又は[8]に記載の前記第2の細胞集団の増殖速度を抑制する方法。
[10]前記第2の細胞集団ががん細胞を含む、[7]~[9]のいずれかに記載の前記第2の細胞集団の増殖速度を抑制する方法。
[11]前記細胞構造体が、前記第1の細胞集団をカチオン性物質、細胞外マトリックス成分及び高分子電解質と混合して混合物を得る工程と、得られた前記混合物中の細胞を培養して前記細胞構造体を得る工程と、を含む、方法により製造されたものである、[7]~[10]のいずれかに記載の前記第2の細胞集団の増殖速度を抑制する方法。
[12]被験物質の評価方法であって、前記被験物質の存在下で、[1]~[6]のいずれかに記載の細胞構造体に接触させて細胞集団を培養し、前記細胞集団の状態を解析する工程と、前記被験物質の存在下における前記状態と、前記被験物質の非存在下における前記状態とを比較し、前記被験物質の効果を評価する工程と、を含む、評価方法。
The present invention includes the following aspects.
[1] A cell structure comprising a first cell population and an extracellular matrix component, wherein the first cell population contains the extracellular matrix component between cells and the first cell population contains at least interstitial cells, and when a second cell population is cultured in contact with the cell structure, the cell structure is used to culture the second cell population under conditions similar to those in a living body.
[2] The cell structure described in [1], wherein the first cell population further contains vascular endothelial cells, and the interstitial cells are fibroblasts.
[3] The cell structure described in [1] or [2], wherein the second cell population comprises an established cell line.
[4] The cell structure described in any one of [1] to [3], wherein the second cell population comprises cancer cells.
[5] The cell structure described in any one of [1] to [4], wherein the thickness of the cell structure is 40 μm or more.
[6] The cell structure described in any of [1] to [5], wherein the ratio of the number of cells of the first cell population to the number of cells of the second cell population (number of cells of the first cell population:number of cells of the second cell population) is 3:1 to 300:1.
[7] A method for inhibiting the proliferation rate of a second cell population, comprising the step of contacting a second cell population with a cell structure comprising a first cell population and an extracellular matrix component and culturing the second cell population, wherein the first cell population contains the extracellular matrix component between cells and the first cell population contains at least interstitial cells.
[8] The method for inhibiting the proliferation rate of the second cell population described in [7], wherein the first cell population further contains vascular endothelial cells and the interstitial cells are fibroblasts.
[9] The method for suppressing the proliferation rate of the second cell population described in [7] or [8], wherein the second cell population includes an established cell line.
[10] The method for suppressing the proliferation rate of the second cell population described in any one of [7] to [9], wherein the second cell population includes cancer cells.
[11] The method for suppressing the proliferation rate of the second cell population described in any of [7] to [10], wherein the cell structure is produced by a method comprising the steps of mixing the first cell population with a cationic substance, an extracellular matrix component and a polymer electrolyte to obtain a mixture, and culturing the cells in the obtained mixture to obtain the cell structure.
[12] A method for evaluating a test substance, comprising the steps of: culturing a cell population in the presence of the test substance by contacting the cell structure according to any one of [1] to [6] and analyzing the state of the cell population; and comparing the state in the presence of the test substance with the state in the absence of the test substance to evaluate an effect of the test substance.
本発明によれば、株化された細胞や不死化された細胞を、ex vivoで培養する際に、従来よりも生体内と類似する状態で培養する技術を提供することできる。 The present invention provides a technology that allows established or immortalized cells to be cultured ex vivo under conditions more similar to those found in vivo than conventional methods.
[細胞構造体]
一実施形態において、本発明は、第1の細胞集団と細胞外マトリックス成分とを含む細胞構造体であって、前記第1の細胞集団は細胞間に前記細胞外マトリックス成分を含み、前記第1の細胞集団は少なくとも間質細胞を含み、前記細胞構造体に接触させて第2の細胞集団を培養したときに、前記第2の細胞集団を生体内と類似する状態で培養するために用いられる、細胞構造体を提供する。
[Cell Structure]
In one embodiment, the present invention provides a cell structure comprising a first cell population and an extracellular matrix component, wherein the first cell population contains the extracellular matrix component between cells and the first cell population comprises at least interstitial cells, and when a second cell population is cultured in contact with the cell structure, the cell structure is used to culture the second cell population under conditions similar to those in vivo.
本実施形態及び本願明細書において、「細胞構造体」とは、複数の細胞層が積層された3次元構造体である。「細胞層」とは、細胞構造体の厚み方向の断面の切片画像において、細胞核を認識できる倍率、つまり、染色した切片の厚みの全体が視野に入る倍率で観察した際に、厚み方向と直交する方向に存在し、厚み方向に対して細胞核が重ならないで存在する一群の細胞および間質によって構成される層のことである。また、「層状」とは、異なる細胞層が厚み方向に2層以上重ねられているという意味である。 In this embodiment and in this specification, a "cell structure" is a three-dimensional structure in which multiple cell layers are stacked. A "cell layer" is a layer that is composed of a group of cells and stroma that exist in a direction perpendicular to the thickness direction and in which the cell nuclei do not overlap in the thickness direction when observed at a magnification at which cell nuclei can be recognized in a slice image of a cross section of the cell structure in the thickness direction, that is, at a magnification at which the entire thickness of the stained slice is visible. In addition, "layered" means that two or more different cell layers are stacked in the thickness direction.
本実施形態に係る細胞構造体に接触させて第2の細胞集団を培養することにより、第2の細胞集団を生体内と類似する状態で培養することができる。その結果、例えば、第2の細胞集団の増殖速度を、生体における第2の細胞集団の増殖速度に近づける(抑制する)ことができる。また、第2の細胞集団の寿命の長さを、生体における第2の細胞集団の寿命の長さに近づけることもできてもよい。また、第2の細胞集団の分化、成熟等の程度を、生体における第2の細胞集団の分化、成熟等の程度に近づけることもできてもよい。いい換えると、第2の細胞集団が発現するmRNA、タンパク質等の種類及び量、並びに、第2の細胞集団の形態、機能等を、生体におけるものに近づけることもできてもよい。これにより、第2の細胞集団の薬剤、毒物に対する応答を、生体におけるものに近づけることができ、薬効評価や毒性評価をより正確に行うこともできる。 By culturing the second cell population in contact with the cell structure according to this embodiment, the second cell population can be cultured in a state similar to that in a living body. As a result, for example, the proliferation rate of the second cell population can be made to approach (inhibit) the proliferation rate of the second cell population in a living body. The lifespan of the second cell population may also be made to approach the lifespan of the second cell population in a living body. The degree of differentiation, maturation, etc. of the second cell population may also be made to approach the degree of differentiation, maturation, etc. of the second cell population in a living body. In other words, the type and amount of mRNA, protein, etc. expressed by the second cell population, as well as the morphology, function, etc. of the second cell population may be made to approach those in a living body. This makes it possible to make the response of the second cell population to drugs and poisons closer to those in a living body, and to perform more accurate efficacy evaluation and toxicity evaluation.
本実施形態に係る細胞構造体は、各細胞層を構成する細胞種が層ごとに異なる多層構造体であってもよく、各細胞層を構成する細胞種が、構造体の全層で共通する細胞種であってもよい。 The cell structure according to this embodiment may be a multi-layer structure in which the cell types constituting each cell layer are different for each layer, or the cell types constituting each cell layer may be the same for all layers of the structure.
本実施形態に係る細胞構造体の大きさや形状は、特に限定されない。細胞構造体の厚さは、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、20μm以上がより好ましく、30μm以上がより好ましく、40μm以上がより好ましく、50μm以上がさらに好ましく、100μm以上がよりさらに好ましい。細胞構造体の厚さとしては、また、500μm以下が好ましく、400μm以下がより好ましく、300μm以下がさらに好ましい。細胞構造体の厚さが上記下限値以上であることで、第2の細胞集団をより生体内と類似した状態で培養することができる。実施例において後述するように、細胞構造体の厚さが40μm以上である場合、がん細胞の増殖を顕著に抑制することができる。細胞構造体の厚さが上記上限値以下であることで、細胞構造体を製造するための費用を低減することができる。本実施形態に係る細胞構造体の細胞層の数としては、2~60層程度が好ましく、5~60層程度がより好ましく、10~60層程度がさらに好ましい。 The size and shape of the cell structure according to this embodiment are not particularly limited. The thickness of the cell structure is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, more preferably 40 μm or more, even more preferably 50 μm or more, and even more preferably 100 μm or more. The thickness of the cell structure is also preferably 500 μm or less, more preferably 400 μm or less, and even more preferably 300 μm or less. When the thickness of the cell structure is equal to or greater than the above lower limit, the second cell population can be cultured in a state more similar to that in vivo. As described later in the examples, when the thickness of the cell structure is equal to or greater than 40 μm, the proliferation of cancer cells can be significantly suppressed. When the thickness of the cell structure is equal to or less than the above upper limit, the cost of manufacturing the cell structure can be reduced. The number of cell layers of the cell structure according to this embodiment is preferably about 2 to 60 layers, more preferably about 5 to 60 layers, and even more preferably about 10 to 60 layers.
なお、細胞構造体を構成する細胞層数は、三次元構造を構成する細胞の総数を、1層当たりの細胞数(1層を構成するために必要な細胞数)で除することにより測定されてもよい。1層当たりの細胞数は、細胞構造体を構成させる際に使用する細胞培養容器に、予め細胞をコンフルエントになるように平面的に培養して調べることができる。具体的には、ある細胞培養容器に形成された細胞構造体の細胞層数は、当該細胞構造体を構成する全細胞数を計測し、当該細胞培養容器の1層当たりの細胞数で除することにより算出できる。 The number of cell layers constituting a cell structure may be measured by dividing the total number of cells constituting the three-dimensional structure by the number of cells per layer (the number of cells required to constitute one layer). The number of cells per layer can be determined by culturing cells confluently in advance in a planar manner in a cell culture vessel used to form the cell structure. Specifically, the number of cell layers of a cell structure formed in a certain cell culture vessel can be calculated by counting the total number of cells constituting the cell structure and dividing it by the number of cells per layer of the cell culture vessel.
本実施形態において、第1の細胞集団の細胞数と、第2の細胞集団の細胞数の比(第1の細胞集団の細胞数:第2の細胞集団の細胞数)は、3:1~300:1であることが好ましく、5:1~200:1であることがより好ましく、6:1~100:1であることがさらに好ましい。第1の細胞集団の細胞数と、第2の細胞集団の細胞数の比が上記範囲内であることで、第2の細胞集団をより生体内と類似した状態で培養することができる。 In this embodiment, the ratio of the number of cells in the first cell population to the number of cells in the second cell population (number of cells in the first cell population: number of cells in the second cell population) is preferably 3:1 to 300:1, more preferably 5:1 to 200:1, and even more preferably 6:1 to 100:1. By having the ratio of the number of cells in the first cell population to the number of cells in the second cell population within the above range, the second cell population can be cultured under conditions more similar to those in vivo.
本実施形態に係る細胞構造体は、第1の細胞集団と細胞外マトリックス成分とを含む。また、第1の細胞集団は細胞間に細胞外マトリックス成分を含む。すなわち、第1の細胞集団が細胞外マトリックス成分に被覆されることによって、第1の細胞集団を含む三次元構造体は細胞構造体を形成する。 The cell structure according to this embodiment includes a first cell population and an extracellular matrix component. The first cell population also includes the extracellular matrix component between the cells. That is, the first cell population is covered with the extracellular matrix component, and the three-dimensional structure including the first cell population forms a cell structure.
(第1の細胞集団)
第1の細胞集団は、少なくとも間質細胞を含み、更に、間質細胞以外の細胞を含んでもよい。間質細胞以外の細胞としては、免疫細胞、神経細胞、肝細胞、膵細胞、心筋細胞、平滑筋細胞、骨細胞、肺胞上皮細胞、脾臓細胞等が挙げられる。
First Cell Population
The first cell population includes at least interstitial cells, and may further include cells other than interstitial cells, such as immune cells, nerve cells, hepatic cells, pancreatic cells, cardiac muscle cells, smooth muscle cells, bone cells, alveolar epithelial cells, and spleen cells.
(間質細胞)
本実施形態において、第1の細胞集団が含む細胞種は、特に限定されず、動物から採取された細胞であってもよく、動物から採取された細胞を培養した細胞であってもよく、動物から採取された細胞に各種処理を施した細胞であってもよく、培養細胞株であってもよい。動物から採取された細胞の場合、採取部位は特に限定されず、骨、筋肉、内臓、神経、脳、骨、皮膚、血液などに由来する体細胞であってもよく、生殖細胞であってもよく、胚性幹細胞(ES細胞)であってもよい。また、本実施形態に係る細胞構造体を構成する細胞が由来する生物種は、特に限定されず、例えば、ヒト、サル、イヌ、ネコ、ウサギ、ブタ、ウシ、マウス、ラット等の動物に由来する細胞を用いることができる。動物から採取された細胞を培養した細胞としては、初代培養細胞であってもよく、継代培養細胞であってもよい。また、各種処理を施した細胞としては、誘導多能性幹細胞細胞(iPS細胞)や、分化誘導後の細胞が挙げられる。また、本実施形態に係る細胞構造体は、同種の生物種由来の細胞のみから構成されていてもよく、複数種類の生物種由来の細胞により構成されていてもよい。
(Interstitial cells)
In this embodiment, the cell type contained in the first cell population is not particularly limited, and may be cells collected from an animal, cells obtained by culturing cells collected from an animal, cells obtained by subjecting cells collected from an animal to various treatments, or a cultured cell line. In the case of cells collected from an animal, the site of collection is not particularly limited, and may be somatic cells derived from bone, muscle, internal organs, nerves, brain, bone, skin, blood, etc., germ cells, or embryonic stem cells (ES cells). In addition, the species from which the cells constituting the cell structure according to this embodiment are derived is not particularly limited, and cells derived from animals such as humans, monkeys, dogs, cats, rabbits, pigs, cows, mice, and rats can be used. Cells cultured from cells collected from animals may be primary culture cells or subculture cells. In addition, examples of cells that have been subjected to various treatments include induced pluripotent stem cells (iPS cells) and cells after differentiation induction. In addition, the cell structure according to this embodiment may be composed of only cells derived from the same species of organism, or may be composed of cells derived from multiple species of organisms.
間質細胞としては、例えば、免疫細胞、内皮細胞、線維芽細胞、神経細胞、肥満細胞、上皮細胞、心筋細胞、肝細胞、膵島細胞、組織幹細胞、平滑筋細胞等が挙げられる。本実施形態に係る細胞構造体に含まれる間質細胞は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。本実施形態に係る細胞構造体に含まれる間質細胞の細胞種としては、特に限定されず、第1の細胞集団に含まれる間質細胞以外の細胞の種類を考慮して、適宜選択することができる。 Examples of interstitial cells include immune cells, endothelial cells, fibroblasts, nerve cells, mast cells, epithelial cells, cardiomyocytes, hepatocytes, pancreatic islet cells, tissue stem cells, smooth muscle cells, etc. The interstitial cells contained in the cell structure according to this embodiment may be of one type or of two or more types. The type of interstitial cells contained in the cell structure according to this embodiment is not particularly limited, and can be appropriately selected taking into consideration the types of cells other than the interstitial cells contained in the first cell population.
第1の細胞集団は、血管内皮細胞を更に含んでもよく、間質細胞は線維芽細胞であってもよい。血管網構造やリンパ管網構造は、第2の細胞集団の増殖や活性に重要である場合がある。このため、本実施形態に係る細胞構造体は、脈管網構造を備えていてもよい。 The first cell population may further include vascular endothelial cells, and the interstitial cells may be fibroblasts. A vascular network structure or a lymphatic network structure may be important for the proliferation and activity of the second cell population. For this reason, the cell structure according to this embodiment may have a vascular network structure.
すなわち、本実施形態に係る細胞構造体は、脈管を形成していない細胞の積層体の内部に、リンパ管及び/又は血管等の脈管網構造が三次元的に構築され、より生体内に近い組織を構築しているものであってもよい。脈管網構造は、細胞構造体の内部にのみ形成されていてもよく、少なくとも脈管網構造の一部が細胞構造体の表面又は底面に露出されるように形成されていてもよい。なお、本実施形態及び本願明細書において、「脈管網構造」とは、生体組織における血管網やリンパ管網のような、分岐を有するような網状の構造を指す。 In other words, the cell structure according to this embodiment may be one in which a vascular network structure such as lymphatic vessels and/or blood vessels is constructed three-dimensionally inside a laminate of cells that does not form blood vessels, constructing tissue that is closer to that found in a living body. The vascular network structure may be formed only inside the cell structure, or may be formed so that at least a portion of the vascular network structure is exposed on the surface or bottom surface of the cell structure. In this embodiment and this specification, the term "vascular network structure" refers to a network structure having branches, such as a blood vessel network or lymphatic network in biological tissue.
脈管網構造は、第1の細胞集団が、更に、脈管を構成する内皮細胞を含むことにより形成させることができる。このような内皮細胞としては、血管内皮細胞であってもよく、リンパ管内皮細胞であってもよい。また、第1の細胞集団は、内皮細胞として、血管内皮細胞とリンパ管内皮細胞との両方を含んでいてもよい。 The vascular network structure can be formed by further including in the first cell population endothelial cells that constitute blood vessels. Such endothelial cells may be vascular endothelial cells or lymphatic endothelial cells. Furthermore, the first cell population may include both vascular endothelial cells and lymphatic endothelial cells as endothelial cells.
本実施形態に係る細胞構造体が脈管網構造を備える場合、内皮細胞が本来の機能及び形状を保持する脈管網を形成しやすいことから、細胞構造体中の内皮細胞以外の細胞は、生体内において脈管の周辺組織を構成する細胞であることが好ましく、生体内のがん微小環境とより近似させられることから、細胞構造体は内皮細胞以外の細胞として少なくとも線維芽細胞を含むことがより好ましく、血管内皮細胞と線維芽細胞を含む細胞、リンパ管内皮細胞と線維芽細胞を含む細胞、又は血管内皮細胞とリンパ管内皮細胞と線維芽細胞を含むことがさらに好ましい。なお、細胞構造体に含まれる内皮細胞以外の細胞としては、内皮細胞と同種の生物種由来の細胞であってもよく、異種の生物種由来の細胞であってもよい。 When the cell structure according to this embodiment has a vascular network structure, since endothelial cells are likely to form a vascular network that retains its original function and shape, it is preferable that the cells other than endothelial cells in the cell structure are cells that constitute the tissue surrounding the blood vessels in the living body, and since this is more similar to the cancer microenvironment in the living body, it is more preferable that the cell structure contains at least fibroblasts as cells other than endothelial cells, and it is even more preferable that the cell structure contains cells containing vascular endothelial cells and fibroblasts, cells containing lymphatic endothelial cells and fibroblasts, or cells containing vascular endothelial cells, lymphatic endothelial cells and fibroblasts. Note that the cells other than endothelial cells contained in the cell structure may be cells derived from the same biological species as the endothelial cells, or may be cells derived from a different biological species.
本実施形態に係る細胞構造体中の内皮細胞の数は、第2の細胞集団を生体内と類似する状態で培養することができる限り、特に限定されず、細胞構造体の大きさ、内皮細胞や内皮細胞以外の細胞の細胞種等を考慮して適宜決定することができる。例えば、本実施形態に係る細胞構造体を構成する全細胞に対する内皮細胞の存在比(細胞数比)は0.1%以上とすることにより、脈管網構造が形成された細胞構造体を調製できる。また、内皮細胞以外の細胞として線維芽細胞を用いる場合、本実施形態に係る細胞構造体における内皮細胞数は、線維芽細胞数の0.1%以上であることが好ましく、0.1~5.0%であることがより好ましい。内皮細胞として血管内皮細胞とリンパ管内皮細胞の両方を含む場合、血管内皮細胞及びリンパ管内皮細胞の総細胞数が、線維芽細胞数の0.1%以上であることが好ましく、0.1~5.0%であることがより好ましい。 The number of endothelial cells in the cell structure according to this embodiment is not particularly limited as long as the second cell population can be cultured under conditions similar to those in the body, and can be appropriately determined taking into consideration the size of the cell structure, the cell types of endothelial cells and cells other than endothelial cells, and the like. For example, a cell structure having a vascular network structure can be prepared by setting the abundance ratio (cell number ratio) of endothelial cells to the total cells constituting the cell structure according to this embodiment to 0.1% or more. Furthermore, when fibroblasts are used as cells other than endothelial cells, the number of endothelial cells in the cell structure according to this embodiment is preferably 0.1% or more of the number of fibroblasts, and more preferably 0.1 to 5.0%. When both vascular endothelial cells and lymphatic endothelial cells are included as endothelial cells, the total number of vascular endothelial cells and lymphatic endothelial cells is preferably 0.1% or more of the number of fibroblasts, and more preferably 0.1 to 5.0%.
(細胞外マトリックス成分)
細胞構造体に含まれる細胞外マトリックス成分としては、例えば、コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、エラスチン、テネイシン、エンタクチン、フィブリリン、プロテオグリカン、又はこれらの改変体若しくはバリアント等が挙げられる。プロテオグリカンとしては、例えば、コンドロイチン硫酸プロテオグリカン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン、ケラタン硫酸プロテオグリカン、デルマタン硫酸プロテオグリカン等が挙げられる。また、細胞の生育及び細胞構造体の形成に悪影響を及ぼさない限り、細胞構造体は、上述した細胞外マトリックス成分の改変体及びバリアントを含んでもよい。細胞構造体は、1種類の細胞外マトリックス成分を含んでも良く、2種類以上の細胞マトリックスを含んでもよい。細胞構造体は、コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチンを含むことが好ましく、コラーゲンを用いることがより好ましい。上述のタンパク質は、細胞から抽出したものであってもよいし、ペプチド合成等により人工的に合成されたものであってもよい。
(Extracellular matrix components)
Examples of the extracellular matrix components contained in the cell structure include collagen, laminin, fibronectin, vitronectin, elastin, tenascin, entactin, fibrillin, proteoglycan, or modified or variant thereof. Examples of proteoglycan include chondroitin sulfate proteoglycan, heparan sulfate proteoglycan, keratan sulfate proteoglycan, and dermatan sulfate proteoglycan. In addition, the cell structure may contain modified or variant extracellular matrix components as long as they do not adversely affect cell growth and cell structure formation. The cell structure may contain one type of extracellular matrix component, or may contain two or more types of cell matrices. The cell structure preferably contains collagen, laminin, and fibronectin, and more preferably uses collagen. The above-mentioned proteins may be extracted from cells or may be artificially synthesized by peptide synthesis or the like.
細胞外マトリックス成分としては、アルギニン-グリシン-アスパラギン酸(RGD)配列を有するタンパク質、又はこれらの改変体若しくはバリアント等が挙げられる。RGD配列を有するタンパク質は細胞接着能を有する。RGD配列を有するタンパク質としては、フィブロネクチン、ビトロネクチン、コラーゲン、オステオポンチン、ラミニン等が挙げられる。RGD配列を有するタンパク質としては、細胞構造体を形成することができる限り特に限定されず、人工的に設計されたアミノ酸配列からなるものであってもよい。 Extracellular matrix components include proteins having an arginine-glycine-aspartic acid (RGD) sequence, or modified or variants thereof. Proteins having an RGD sequence have cell adhesion ability. Examples of proteins having an RGD sequence include fibronectin, vitronectin, collagen, osteopontin, laminin, etc. Proteins having an RGD sequence are not particularly limited as long as they can form a cell structure, and may be composed of an artificially designed amino acid sequence.
(第2の細胞集団)
第2の細胞集団に含まれる細胞としては、特に限定されず、動物から採取された細胞であってもよく、動物から採取された細胞を培養した細胞であってもよく、動物から採取された細胞に各種処理を施した細胞であってもよく、培養細胞株であってもよい。動物から採取された細胞の場合、採取部位は特に限定されず、骨、筋肉、内臓、神経、脳、骨、皮膚、血液などに由来する体細胞であってもよく、生殖細胞であってもよく、胚性幹細胞(ES細胞)であってもよい。また、第2の細胞集団に含まれる細胞が由来する生物種は、特に限定されず、例えば、ヒト、サル、イヌ、ネコ、ウサギ、ブタ、ウシ、マウス、ラット等の動物に由来する細胞を用いることができる。動物から採取された細胞を培養した細胞としては、初代培養細胞であってもよく、継代培養細胞であってもよく、株化された細胞であってもよい。また、各種処理を施した細胞としては、誘導多能性幹細胞細胞(iPS細胞)や、分化誘導後の細胞が挙げられる。第2の細胞集団は、一種類の細胞のみから構成されていてもよく、複数種類の細胞により構成されていてもよい。
Second Cell Population
The cells contained in the second cell population are not particularly limited, and may be cells collected from an animal, cells obtained by culturing cells collected from an animal, cells obtained by subjecting cells collected from an animal to various treatments, or cultured cell lines. In the case of cells collected from an animal, the site of collection is not particularly limited, and may be somatic cells derived from bone, muscle, internal organs, nerves, brain, bone, skin, blood, etc., germ cells, or embryonic stem cells (ES cells). In addition, the species from which the cells contained in the second cell population are derived is not particularly limited, and cells derived from animals such as humans, monkeys, dogs, cats, rabbits, pigs, cows, mice, and rats can be used. Cells cultured from cells collected from animals may be primary cultured cells, subcultured cells, or established cells. In addition, examples of cells that have been subjected to various treatments include induced pluripotent stem cells (iPS cells) and cells after differentiation induction. The second cell population may be composed of only one type of cell, or may be composed of multiple types of cells.
第2の細胞集団は、例えば、がん細胞を含んでもよい。第2の細胞集団に含まれるがん細胞の種類は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。なお、がん細胞とは、体細胞から派生して無限の増殖能を獲得した細胞である。第2の細胞集団に含まれるがん細胞としては、株化された培養細胞であってもよく、がん患者から採取されたがん細胞であってもよい。がん患者から採取されたがん細胞は、予め培養して増殖させた細胞であってもよい。具体的には、がん患者から採取された初代がん細胞、人工培養がん細胞、iPSがん幹細胞、がん幹細胞、がん治療の研究や抗がん剤の開発に利用するために予め準備されている株化がん細胞等が挙げられる。また、ヒト由来のがん細胞であってもよく、ヒト以外の動物由来のがん細胞であってもよい。なお、第2の細胞集団ががん患者から採取されたがん細胞を含む場合、がん患者から採取されたがん細胞以外の細胞も、がん細胞と共に含んでいてもよい。がん細胞以外の細胞としては、例えば、術後摘出した固形組織内に含まれる1種類以上の細胞が挙げられる。 The second cell population may include, for example, cancer cells. The type of cancer cells included in the second cell population may be one type, or may be two or more types. Note that cancer cells are cells that are derived from somatic cells and have acquired infinite proliferation ability. The cancer cells included in the second cell population may be cultured cells that have been established, or may be cancer cells collected from a cancer patient. The cancer cells collected from a cancer patient may be cells that have been cultured and grown in advance. Specifically, primary cancer cells collected from a cancer patient, artificially cultured cancer cells, iPS cancer stem cells, cancer stem cells, and cancer cell lines that have been prepared in advance for use in research on cancer treatment and development of anticancer drugs, etc. may be included. In addition, the cancer cells may be derived from humans, or may be derived from animals other than humans. Note that when the second cell population includes cancer cells collected from a cancer patient, cells other than the cancer cells collected from the cancer patient may also be included together with the cancer cells. Examples of cells other than cancer cells include one or more types of cells contained in solid tissue removed after surgery.
第2の細胞集団ががん細胞を含む場合、当該がん細胞の由来となるがんとしては、例えば、乳がん(例えば、浸潤性乳管がん、非浸潤性乳管がん、炎症性乳がん等)、前立腺がん(例えば、ホルモン依存性前立腺がん、ホルモン非依存性前立腺がん等)、膵がん(例えば、膵管がん等)、胃がん(例えば、乳頭腺がん、粘液性腺がん、腺扁平上皮がん等)、肺がん(例えば、非小細胞肺がん、小細胞肺がん、悪性中皮腫等)、結腸がん(例えば、消化管間質腫瘍等)、直腸がん(例えば、消化管間質腫瘍等)、大腸がん(例えば、家族性大腸がん、遺伝性非ポリポーシス大腸がん、消化管間質腫瘍等)、小腸がん(例えば、非ホジキンリンパ腫、消化管間質腫瘍等)、食道がん、十二指腸がん、舌がん、咽頭がん(例えば、上咽頭がん、中咽頭がん、下咽頭がん等)、頭頚部がん、唾液腺がん、脳腫瘍(例えば、松果体星細胞腫瘍、毛様細胞性星細胞腫、びまん性星細胞腫、退形成性星細胞腫等)、神経鞘腫、肝臓がん(例えば、原発性肝がん、肝外胆管がん等)、腎臓がん(例えば、腎細胞がん、腎盂と尿管の移行上皮がん等)、胆嚢がん、胆管がん、膵臓がん、肝がん、子宮内膜がん、子宮頸がん、卵巣がん(例、上皮性卵巣がん、性腺外胚細胞腫瘍、卵巣性胚細胞腫瘍、卵巣低悪性度腫瘍等)、膀胱がん、尿道がん、皮膚がん(例えば、眼内(眼)黒色腫、メルケル細胞がん等)、血管腫、悪性リンパ腫(例えば、細網肉腫、リンパ肉腫、ホジキン病等)、メラノーマ(悪性黒色腫)、甲状腺がん(例えば、甲状腺髄様がん等)、副甲状腺がん、鼻腔がん、副鼻腔がん、骨腫瘍(例えば、骨肉腫、ユーイング腫瘍、子宮肉腫、軟部組織肉腫等)、転移性髄芽腫、血管線維腫、隆起性皮膚線維肉腫、網膜肉腫、陰茎癌、精巣腫瘍、小児固形がん(例えば、ウィルムス腫瘍、小児腎腫瘍等)、カポジ肉腫、AIDSに起因するカポジ肉腫、上顎洞腫瘍、線維性組織球腫、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、慢性骨髄増殖性疾患、白血病(例えば、急性骨髄性白血病、急性リンパ芽球性白血病等)等が挙げられ、これらに限定されない。 When the second cell population contains cancer cells, examples of the cancers from which the cancer cells are derived include breast cancer (e.g., invasive ductal carcinoma, ductal carcinoma in situ, inflammatory breast cancer, etc.), prostate cancer (e.g., hormone-dependent prostate cancer, hormone-independent prostate cancer, etc.), pancreatic cancer (e.g., pancreatic ductal carcinoma, etc.), gastric cancer (e.g., papillary adenocarcinoma, mucinous adenocarcinoma, adenosquamous carcinoma, etc.), lung cancer (e.g., non-small cell lung cancer, small cell lung cancer, malignant mesothelioma, etc.), colon cancer (e.g., gastrointestinal stromal tumor, etc.), rectal cancer (e.g., gastrointestinal stromal tumor, etc.), colon cancer (e.g., familial colorectal cancer, hereditary nonpolyposis colorectal cancer, gastrointestinal stromal tumor, etc.), small intestine cancer (e.g., non-Hodgkin's lymphoma, gastrointestinal stromal tumor, etc.), esophageal cancer, duodenal cancer, tongue cancer, pharyngeal cancer (e.g., nasopharyngeal cancer, oropharyngeal cancer, hypopharyngeal cancer, etc.), head and neck cancer, salivary gland cancer, brain tumors (e.g., pineal astrocytoma, pilocytic astrocytoma, diffuse astrocytoma, anaplastic astrocytoma, etc.), neurilemmoma, liver cancer (e.g., primary liver cancer, extrahepatic bile duct cancer, etc.), Kidney cancer (e.g., renal cell carcinoma, transitional cell carcinoma of the renal pelvis and ureter, etc.), gallbladder cancer, bile duct cancer, pancreatic cancer, liver cancer, endometrial cancer, cervical cancer, ovarian cancer (e.g., epithelial ovarian cancer, extragonadal germ cell tumor, ovarian germ cell tumor, ovarian low malignant potential tumor, etc.), bladder cancer, urethral cancer, skin cancer (e.g., intraocular (eye) melanoma, Merkel cell carcinoma, etc.), hemangioma, malignant lymphoma (e.g., reticulum cell sarcoma, lymphosarcoma, Hodgkin's disease, etc.), melanoma, thyroid cancer (e.g., medullary thyroid cancer, etc.), parathyroid These include, but are not limited to, cancer of the nasal cavity, cancer of the paranasal sinuses, bone tumors (e.g., osteosarcoma, Ewing's tumor, uterine sarcoma, soft tissue sarcoma, etc.), metastatic medulloblastoma, angiofibroma, dermatofibrosarcoma protuberans, retinal sarcoma, penile cancer, testicular tumor, pediatric solid tumors (e.g., Wilms' tumor, pediatric renal tumor, etc.), Kaposi's sarcoma, Kaposi's sarcoma caused by AIDS, maxillary sinus tumor, fibrous histiocytoma, leiomyosarcoma, rhabdomyosarcoma, chronic myeloproliferative disease, leukemia (e.g., acute myeloid leukemia, acute lymphoblastic leukemia, etc.), etc.
第2の細胞集団は、免疫細胞を含んでもよい。第2の細胞集団が、がん細胞と、免疫細胞とを含むことにより、細胞構造体と接触させて培養されるがん細胞の環境は、生体内のがん細胞の環境により類似したものとなる。 The second cell population may include immune cells. By including cancer cells and immune cells in the second cell population, the environment of the cancer cells cultured in contact with the cell structure becomes more similar to the environment of the cancer cells in a living body.
第2の細胞集団は、細胞構造体の外部にあってもよいし、内部にあってもよい。第2の細胞集団が細胞構造体の外部にある場合、第2の細胞集団が細胞構造体に接触している限り、第2の細胞集団の位置は、特に限定されず、例えば、細胞構造体の天面(上面)に位置してもよいし、細胞構造体の底面に位置していてもよいし、第2の細胞集団を含む細胞層の上面と底面において細胞構造体が接触していてもよい。第2の細胞集団が細胞構造体の内部にある場合、第2の細胞集団は細胞構造体に散在していてもよい。 The second cell population may be located outside or inside the cell structure. When the second cell population is outside the cell structure, the position of the second cell population is not particularly limited as long as the second cell population is in contact with the cell structure. For example, the second cell population may be located on the top surface (upper surface) of the cell structure, or on the bottom surface of the cell structure, or the cell structure may be in contact with the top and bottom surfaces of the cell layer containing the second cell population. When the second cell population is inside the cell structure, the second cell population may be scattered throughout the cell structure.
(高分子電解質)
細胞構造体は、高分子電解質を含んでもよい。高分子電解質としては、例えば、ヘパリンや、コンドロイチン硫酸(例えば、コンドロイチン4-硫酸、コンドロイチン6-硫酸)、ヘパラン硫酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸、ヒアルロン酸等のグリコサミノグリカン;デキストラン硫酸や、ラムナン硫酸、フコイダン、カラギナン、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、及びポリアクリル酸、又はこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されない。細胞構造体は、1種類のみの高分子電解質を含んでもよく、2種類以上の高分子電解質を含んでもよい。高分子電解質としては、グリコサミノグリカンであることが好ましい。また、高分子電解質としては、ヘパリン、デキストラン硫酸、コンドロイチン硫酸、及びデルマタン硫酸のうち少なくとも1つを用いることがより好ましい。高分子電解質はヘパリンであることがさらに好ましい。
(Polymer electrolyte)
The cell structure may contain a polyelectrolyte. Examples of the polyelectrolyte include, but are not limited to, glycosaminoglycans such as heparin, chondroitin sulfate (e.g., chondroitin 4-sulfate, chondroitin 6-sulfate), heparan sulfate, dermatan sulfate, keratan sulfate, and hyaluronic acid; dextran sulfate, rhamnan sulfate, fucoidan, carrageenan, polystyrene sulfonic acid, polyacrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, and polyacrylic acid, or derivatives thereof. The cell structure may contain only one type of polyelectrolyte, or may contain two or more types of polyelectrolytes. The polyelectrolyte is preferably a glycosaminoglycan. Furthermore, it is more preferable to use at least one of heparin, dextran sulfate, chondroitin sulfate, and dermatan sulfate as the polyelectrolyte. It is even more preferable that the polyelectrolyte is heparin.
(カチオン性物質)
細胞構造体は、カチオン性物質を含んでもよい。カチオン性物質としては、細胞の生育および細胞構造体に悪影響を及ぼさない限り、任意の正電荷を有する物質を用いることができる。カチオン性物質には、トリス-塩酸緩衝液、トリス-マレイン酸緩衝液、ビス-トリス-緩衝液、およびHEPESなどのカチオン性緩衝液、ならびにエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリリシン、ポリヒスチジン、およびポリアルギニンが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい実施形態では、本発明で用いられるカチオン性物質はカチオン性緩衝液である。より好ましい実施形態では、本発明で用いられるカチオン性物質はトリス-塩酸緩衝液である。
(Cationic Substances)
The cell structure may contain a cationic substance. Any positively charged substance may be used as the cationic substance as long as it does not adversely affect cell growth and the cell structure. Examples of the cationic substance include, but are not limited to, cationic buffers such as Tris-HCl buffer, Tris-maleic acid buffer, Bis-Tris buffer, and HEPES, as well as ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, polyvinylamine, polyallylamine, polylysine, polyhistidine, and polyarginine. In a preferred embodiment, the cationic substance used in the present invention is a cationic buffer. In a more preferred embodiment, the cationic substance used in the present invention is a Tris-HCl buffer.
前記カチオン性物質の濃度は、細胞の生育および細胞構造体に悪影響を及ぼさない限り、特に限定されない。前記カチオン性物質の濃度は10~100mMであることが好ましい。例えば、本実施形態で用いられるカチオン性物質の濃度は、20~90mM、30~80mM、40~70mM、45~60mMであることが好ましい。本実施形態で用いられるカチオン性物質の濃度は50mMであることがより好ましい。 The concentration of the cationic substance is not particularly limited as long as it does not adversely affect cell growth and cell structures. The concentration of the cationic substance is preferably 10 to 100 mM. For example, the concentration of the cationic substance used in this embodiment is preferably 20 to 90 mM, 30 to 80 mM, 40 to 70 mM, or 45 to 60 mM. It is more preferable that the concentration of the cationic substance used in this embodiment is 50 mM.
前記カチオン性物質としてカチオン性緩衝液が用いられる場合、カチオン性緩衝液のpHは、細胞の生育および細胞構造体に悪影響を及ぼさない限り、特に限定されない。本実施形態で用いられるカチオン性緩衝液のpHは6.0~8.0であることが好ましい。例えば、本実施形態で用いられるカチオン性緩衝液のpHは、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、または8.0である。本実施形態で用いられるカチオン性緩衝液のpHは7.2~7.6であることがより好ましい。本実施形態で用いられるカチオン性緩衝液のpHは7.4であることがさらに好ましい。 When a cationic buffer is used as the cationic substance, the pH of the cationic buffer is not particularly limited as long as it does not adversely affect cell growth and cell structures. The pH of the cationic buffer used in this embodiment is preferably 6.0 to 8.0. For example, the pH of the cationic buffer used in this embodiment is 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, or 8.0. The pH of the cationic buffer used in this embodiment is more preferably 7.2 to 7.6. The pH of the cationic buffer used in this embodiment is even more preferably 7.4.
[方法]
一実施形態において、本発明は、第1の細胞集団と細胞外マトリックス成分とを含む細胞構造体に、第2の細胞集団を接触させて培養する工程を含み、前記第1の細胞集団は細胞間に前記細胞外マトリックス成分を含み、前記第1の細胞集団は少なくとも間質細胞を含む、前記第2の細胞集団の増殖速度を抑制する方法を提供する。
[method]
In one embodiment, the present invention provides a method for inhibiting the proliferation rate of a second cell population, comprising contacting and culturing a cell structure comprising a first cell population and an extracellular matrix component, wherein the first cell population contains the extracellular matrix component between cells, and the first cell population comprises at least interstitial cells.
本実施形態に用いられる細胞構造体としては、[細胞構造体]において述べたものを用いることができる。また、第1の細胞集団としては、[細胞構造体]において述べたものを用いることができる。また、第2の細胞集団としては、[細胞構造体]において述べたものを用いることができる。 As the cell structure used in this embodiment, the one described in [Cell structure] can be used. Furthermore, as the first cell population, the one described in [Cell structure] can be used. Furthermore, as the second cell population, the one described in [Cell structure] can be used.
細胞構造体に接触させて第2の細胞集団を培養することにより、第2の細胞集団を生体内と類似する状態で培養することができる。その結果、例えば、第2の細胞集団の増殖速度を、生体における第2の細胞集団の増殖速度に近づける(抑制する)ことができる。また、第2の細胞集団の寿命の長さを、生体における第2の細胞集団の寿命の長さに近づけることもできる。また、第2の細胞集団の分化、成熟等の程度を、生体における第2の細胞集団の分化、成熟等の程度に近づけることもできる。いい換えると、第2の細胞集団が発現するmRNA、タンパク質等の種類及び量、並びに、第2の細胞集団の形態、機能等を、生体におけるものに近づけることもできる。これにより、第2の細胞集団の薬剤、毒物に対する応答を、生体におけるものに近づけることができ、薬効評価や毒性評価をより正確に行うこともできる。 By culturing the second cell population in contact with the cell structure, the second cell population can be cultured in a state similar to that in a living body. As a result, for example, the proliferation rate of the second cell population can be made to approach (inhibit) the proliferation rate of the second cell population in a living body. The lifespan of the second cell population can also be made to approach the lifespan of the second cell population in a living body. The degree of differentiation, maturation, etc. of the second cell population can also be made to approach the degree of differentiation, maturation, etc. of the second cell population in a living body. In other words, the type and amount of mRNA, protein, etc. expressed by the second cell population, as well as the morphology, function, etc. of the second cell population can be made to approach those in a living body. This makes it possible to make the response of the second cell population to drugs and poisons closer to those in a living body, and to perform more accurate efficacy evaluation and toxicity evaluation.
本実施形態において、細胞構造体は、間質細胞と細胞外マトリックス成分とを含むものであればよい。細胞構造体は、例えば、次のような方法で製造(構築)することができる。細胞構造体の製造方法としては、例えば、一層ずつ構築して順次積層させて構築する方法であってもよく、2層以上の細胞層を一度に構築する方法であってもよく、両構築方法を適宜組み合わせて多層の細胞層を構築する方法であってもよい。また、本実施形態に係る細胞構造体は、各細胞層を構成する細胞種が層ごとに異なる多層構造体であってもよく、各細胞層を構成する細胞種が、構造体の全層で共通する細胞種であってもよい。例えば、細胞種毎に層を形成し、細胞種毎の細胞層を順次積層させることによって構築する方法であってもよく、複数種類の細胞を混合した細胞混合液を予め調製し、予め調製された複数種類の細胞を混合した細胞混合液から多層構造の細胞構造体を一度に構築する方法であってもよい。 In this embodiment, the cell structure may contain interstitial cells and extracellular matrix components. The cell structure may be manufactured (constructed) by, for example, the following method. The method for manufacturing the cell structure may be, for example, a method of constructing one layer at a time and stacking them in order, a method of constructing two or more cell layers at once, or a method of constructing multiple cell layers by appropriately combining both construction methods. In addition, the cell structure according to this embodiment may be a multi-layer structure in which the cell types constituting each cell layer are different for each layer, or the cell types constituting each cell layer may be a common cell type for all layers of the structure. For example, the cell structure may be constructed by forming a layer for each cell type and stacking the cell layers for each cell type in order, or a method in which a cell mixture containing multiple types of cells is prepared in advance and a multi-layered cell structure is constructed at once from the cell mixture containing the previously prepared multiple types of cells.
一層ずつ構築して順次積層させて構築する方法としては、例えば、日本国特許第4919464号公報に記載されている方法、すなわち、細胞層を形成する工程と、形成された細胞層をECM(細胞外マトリックス)の成分を含有する溶液に接触させる工程と、を交互に繰り返すことにより、連続的に細胞層を積層する方法が挙げられる。例えば、当該方法を行うに際し、予め、細胞構造体を構成する全ての細胞及び第2の細胞集団を混合した細胞混合物を調製しておき、この細胞混合物によって各細胞層を形成することによって、細胞構造体全体に脈管網構造が形成されており、かつ第2の細胞集団が細胞構造体全体に散在した細胞構造体が構築できる。また、各細胞層を、細胞種ごとに形成することによって、内皮細胞から形成された層にのみ脈管網構造が形成されており、第2の細胞集団が特定の細胞層にのみ存在し、第2の細胞集団を含む細胞層が接触している細胞構造体が構築できる。 As a method of constructing layers one by one and stacking them in sequence, for example, there is a method described in Japanese Patent No. 4919464, that is, a method of stacking cell layers continuously by alternately repeating a step of forming a cell layer and a step of contacting the formed cell layer with a solution containing ECM (extracellular matrix) components. For example, when carrying out this method, a cell mixture is prepared in advance by mixing all the cells constituting the cell structure and the second cell population, and each cell layer is formed with this cell mixture, thereby constructing a cell structure in which a vascular network structure is formed throughout the cell structure and the second cell population is scattered throughout the cell structure. In addition, by forming each cell layer for each cell type, a cell structure in which a vascular network structure is formed only in the layer formed from endothelial cells, the second cell population is present only in a specific cell layer, and the cell layer containing the second cell population is in contact with the cell layer can be constructed.
2層以上の細胞層を一度に構築する方法としては、例えば、日本国特許第5850419号公報に記載されている方法が挙げられる。当該方法は、予め細胞の表面全体をインテグリンが結合するアルギニン-グリシン-アスパラギン酸(RGD)配列を含む高分子と前記RGD配列を含む高分子と相互作用をする高分子によって被覆しておき、この接着膜で被覆された被覆細胞を細胞培養容器に収容した後、遠心処理等によって被覆細胞同士を集積させることにより、多層の細胞層から形成された細胞構造体を構築する方法である。例えば、当該方法を行うに際し、予め、細胞構造体を構成する全ての細胞及び第2の細胞集団を混合した細胞混合物を調製しておき、この細胞混合物に接着性成分を添加することによって調製された被覆細胞を用いる。これにより、1度の遠心処理によって、構造体全体に第2の細胞集団が散在する細胞構造体が構築できる。また、例えば、内皮細胞を被覆した被覆細胞と、線維芽細胞を被覆した被覆細胞と、第2の細胞集団の細胞を被覆した被覆細胞とを、それぞれ別個に調製し、線維芽細胞の被覆細胞から構成された多層を形成させた後、その上に内皮細胞の被覆細胞から形成された1層を積層させ、さらにその上に線維芽細胞の被覆細胞から形成された多層を積層させ、さらにその上に第2の細胞集団の被覆細胞から形成された1層を積層させる。これにより、厚みのある線維芽細胞層に挟まれた脈管網構造を備え、かつ天面に第2の細胞集団を含む細胞層が接触している細胞構造体が構築できる。 An example of a method for constructing two or more cell layers at once is the method described in Japanese Patent Publication No. 5850419. In this method, the entire surface of a cell is coated in advance with a polymer containing an arginine-glycine-aspartic acid (RGD) sequence to which integrins bind and a polymer that interacts with the polymer containing the RGD sequence, and the coated cells coated with this adhesive film are placed in a cell culture vessel, and then the coated cells are accumulated by centrifugation or the like to construct a cell structure formed from multiple cell layers. For example, when carrying out this method, a cell mixture is prepared in advance by mixing all the cells constituting the cell structure and a second cell population, and an adhesive component is added to this cell mixture to prepare the coated cells. This allows a cell structure in which the second cell population is scattered throughout the entire structure to be constructed by a single centrifugation process. Also, for example, coated cells that coat endothelial cells, coated cells that coat fibroblasts, and coated cells that coat cells of a second cell population are each prepared separately, and a multilayer composed of coated cells of fibroblasts is formed, and then a layer formed of coated cells of endothelial cells is layered on top of that, a multilayer formed of coated cells of fibroblasts is layered on top of that, and a layer formed of coated cells of the second cell population is layered on top of that. This allows the construction of a cell structure that has a vascular network structure sandwiched between thick fibroblast layers and has a cell layer containing the second cell population in contact with the top surface.
本実施形態において、細胞構造体は、第1の細胞集団をカチオン性物質、細胞外マトリックス成分及び高分子電解質と混合して混合物を得る工程(A)と、得られた混合物中の細胞をインキュベートして細胞構造体を得る工程(B)と、を含む、方法により製造されたものであってもよい。 In this embodiment, the cell structure may be produced by a method including a step (A) of mixing the first cell population with a cationic substance, an extracellular matrix component, and a polyelectrolyte to obtain a mixture, and a step (B) of incubating the cells in the obtained mixture to obtain a cell structure.
また、本実施形態において、細胞構造体は、第1の細胞集団をカチオン性物質、細胞外マトリックス成分及び高分子電解質と混合して混合物を得る工程(a)と、混合物から第1の細胞集団を集めて細胞集合体を形成する工程(b)と、細胞集合体をインキュベートする工程(c)と、を含む、方法により製造されたものであってもよい。 In this embodiment, the cell structure may be produced by a method including the steps of: (a) mixing the first cell population with a cationic substance, an extracellular matrix component, and a polyelectrolyte to obtain a mixture; (b) collecting the first cell population from the mixture to form a cell aggregate; and (c) incubating the cell aggregate.
工程(a)~(c)を行うことにより、内部に大きな空隙が少ない細胞構造体を得ることができる。また、得られた細胞構造体は、比較的安定であるため、少なくとも数日間の培養が可能であり、かつ培地交換時にも組織が崩壊し難い。また、本実施形態においては、工程(b)は、混合物を細胞培養容器内に播種し、細胞培養容器内に沈降させることを含んでもよい。細胞混合物の沈降は、遠心分離等によって積極的に細胞を沈降させてもよく、自然沈降させてもよい。 By carrying out steps (a) to (c), a cell structure with few large internal voids can be obtained. Furthermore, the obtained cell structure is relatively stable, and can be cultured for at least several days, and the tissue is unlikely to collapse even when the medium is replaced. Furthermore, in this embodiment, step (b) may include seeding the mixture in a cell culture vessel and allowing it to settle in the cell culture vessel. The settling of the cell mixture may be achieved by actively sedimenting the cells using centrifugation or the like, or by allowing them to settle naturally.
カチオン性物質としては、[細胞構造体]において述べたものを用いることができる。また、細胞外マトリックス成分としては、[細胞構造体]において述べたものを用いることができる。高分子電解質としては、[細胞構造体]において述べたものを用いることができる。 As the cationic substance, those described in [Cell Structure] can be used. As the extracellular matrix component, those described in [Cell Structure] can be used. As the polyelectrolyte, those described in [Cell Structure] can be used.
本実施形態において、高分子電解質の濃度は、0mg/mL超(0mg/mLより高く)1.0mg/mL未満とすることができ、0.025~0.5mg/mLであることが好ましく、0.05~0.3mg/mLであることがより好ましい。また、本実施形態においては、高分子電解質を混合せずに上述の混合物を調整し、細胞構造体を製造することもできる。 In this embodiment, the concentration of the polyelectrolyte can be greater than 0 mg/mL (higher than 0 mg/mL) and less than 1.0 mg/mL, preferably 0.025 to 0.5 mg/mL, and more preferably 0.05 to 0.3 mg/mL. In this embodiment, the above mixture can also be prepared without mixing the polyelectrolyte to produce a cell structure.
本実施形態において、高分子電解質と細胞外マトリックス成分の配合比は、1:5~5:1である。本実施形態に係る細胞構造体の構築においては、高分子電解質と細胞外マトリックス成分の配合比が、1:2~2:1であることがより好ましく、1:1.5~1.5:1であることがより好ましく、1:1であることがより好ましい。 In this embodiment, the blend ratio of the polymer electrolyte to the extracellular matrix components is 1:5 to 5:1. In constructing the cell structure according to this embodiment, the blend ratio of the polymer electrolyte to the extracellular matrix components is more preferably 1:2 to 2:1, more preferably 1:1.5 to 1.5:1, and even more preferably 1:1.
工程(a)~(c)を繰り返す、具体的には、工程(c)で得られた細胞構造体の上に、工程(b)として、工程(a)で調製した混合物を細胞構造体の上面に載せ、第1の細胞集団を集めて細胞集合体を形成した後、工程(c)を行うことを繰り返すことにより、充分な厚みの細胞構造体を構築することができる。工程(c)で得られた細胞構造体の上に新たに載せる混合物の細胞組成は、既に構築されている細胞構造体を構成する細胞組成と同じであってもよく、異なっていてもよい。 By repeating steps (a) to (c), specifically, by placing the mixture prepared in step (a) on the upper surface of the cell structure obtained in step (c) as step (b), gathering the first cell population to form a cell aggregate, and then repeating step (c), a cell structure of sufficient thickness can be constructed. The cell composition of the mixture newly placed on the cell structure obtained in step (c) may be the same as or different from the cell composition constituting the already constructed cell structure.
工程(a)~(c)を繰り返す場合に、工程(c)の後、工程(b)を行う前に、得られた細胞構造体を培養してもよい。培養に用いる培養培地の組成、培養温度、培養時間、培養時の大気組成等の培養条件は、当該細胞構造体を構成する細胞の培養に適した条件で行う。培養培地としては、例えば、D-MEM、E-MEM、MEMα、RPMI-1640、Ham’s F-12等が挙げられる。 When steps (a) to (c) are repeated, the obtained cell structure may be cultured after step (c) and before step (b). Culture conditions such as the composition of the culture medium used for culture, the culture temperature, the culture time, and the atmospheric composition during culture are suitable for the culture of the cells that constitute the cell structure. Examples of culture media include D-MEM, E-MEM, MEMα, RPMI-1640, and Ham's F-12.
工程(a)の後に、(a’-1)得られた混合物から液体部分を除去し、混合物を得る工程、及び(a’-2)得られた混合物を溶媒に懸濁する工程を行い、工程(b)へ進んでもよい。上述の工程(a)~(c)を実施することで所望の細胞構造体を得ることができるが、工程(a)の後に(a’-1)及び(a’-2)を実施し、工程(b)を実施することで、より均質な細胞構造体を得ることができる。 After step (a), (a'-1) a step of removing the liquid portion from the obtained mixture to obtain a mixture, and (a'-2) a step of suspending the obtained mixture in a solvent may be performed, and then step (b) may be proceeded to. By performing the above-mentioned steps (a) to (c), the desired cell structure can be obtained, but a more homogeneous cell structure can be obtained by performing (a'-1) and (a'-2) after step (a) and then performing step (b).
また、工程(a)の後に、前記工程(b)に代えて、下記工程(b’-1)及び(b’-2)を行ってもよい。工程(b’-1)及び工程(b’-2)を行うことによっても、より均質な細胞構造体を得ることができる。工程(b’-2)においても、工程(b)と同様に、細胞培養容器内に播種した細胞混合物を当該細胞培養容器内に沈降させることを含んでもよい。細胞混合物の沈降は、遠心分離等によって積極的に細胞を沈降させてもよく、自然沈降させてもよい。本実施形態及び本願明細書において、「細胞粘稠体」とは、ゲル様の細胞集合体を指す(例えば、Nishiguchi et al., Macromol Bioscience,2015,vol.15(3),p.312-317.を参照)。
(b’-1)工程(a)で得られた混合物を細胞培養容器内に播種した後、混合物から液体成分を除去し、細胞粘稠体を得る工程と、
(b’-2)細胞培養容器内に細胞粘稠体を溶媒に懸濁する工程。
In addition, after step (a), the following steps (b'-1) and (b'-2) may be performed instead of step (b). By performing steps (b'-1) and (b'-2), a more homogeneous cell structure can also be obtained. Like step (b), step (b'-2) may also include sedimenting the cell mixture seeded in the cell culture vessel in the cell culture vessel. The sedimentation of the cell mixture may be performed by actively sedimenting the cells by centrifugation or the like, or by allowing the cells to sediment naturally. In this embodiment and the present specification, the "cell viscous body" refers to a gel-like cell aggregate (see, for example, Nishiguchi et al., Macromol Bioscience, 2015, vol.15(3), p.312-317.).
(b'-1) seeding the mixture obtained in step (a) into a cell culture vessel, and then removing liquid components from the mixture to obtain a viscous cell mass;
(b'-2) A step of suspending the cell viscous body in a solvent in a cell culture vessel.
細胞懸濁液を調製するための溶媒としては、細胞に対する毒性がなく、増殖性や機能を損なわない溶媒であれば特に限定されず、水、緩衝液、細胞の培養培地等を用いることができる。当該緩衝液としては、例えば、リン酸生理食塩水(PBS)、HEPES、Hanks緩衝液等が挙げられる。培養培地としては、D-MEM、E-MEM、MEMα、RPMI-1640、Ham’s F-12等が挙げられる。細胞懸濁液を調製するための溶媒として、細胞の培養培地を用いる場合には、後述する工程(c)において液体成分を除去することなく細胞を培養することができる。 The solvent for preparing the cell suspension is not particularly limited as long as it is non-toxic to cells and does not impair their proliferation or function, and water, a buffer solution, a cell culture medium, etc. can be used. Examples of the buffer solution include phosphate-buffered saline (PBS), HEPES, Hanks buffer, etc. Examples of the culture medium include D-MEM, E-MEM, MEMα, RPMI-1640, Ham's F-12, etc. When a cell culture medium is used as the solvent for preparing the cell suspension, the cells can be cultured without removing the liquid components in step (c) described below.
前記工程(c)に代えて、下記工程(c’)を行ってもよい。
(c’):基材上で細胞構造体をインキュベートする工程。
Instead of the step (c), the following step (c') may be carried out.
(c'): Incubating the cell structure on the substrate.
工程(c)及び工程(c’)における液体成分の除去処理の方法は、細胞の生育及び細胞構造体の構築に悪影響を及ぼさない限り、特に限定されず、液体成分と固体成分の懸濁物から液体成分を除去する方法として当業者に公知の手法により適宜行うことができる。当該手法としては、例えば、吸引、遠心分離処理、磁性分離処理、又はろ過処理等が挙げられる。例えば、細胞培養容器としてセルカルチャーインサートを用いた場合には、混合物を播種したセルカルチャーインサートを、10℃、400×gで1分間の遠心分離処理に供することによって、細胞混合物が沈降するので、吸引によって液体成分を除去することができる。 The method for removing the liquid components in steps (c) and (c') is not particularly limited as long as it does not adversely affect cell growth and the construction of cell structures, and can be appropriately performed using a method known to those skilled in the art as a method for removing liquid components from a suspension of liquid and solid components. Examples of such methods include aspiration, centrifugation, magnetic separation, and filtration. For example, when a cell culture insert is used as a cell culture vessel, the cell culture insert seeded with the mixture can be centrifuged at 10°C and 400 x g for 1 minute, causing the cell mixture to settle, and the liquid components can be removed by aspiration.
本実施形態に係る細胞構造体は、細胞培養容器中に構築してもよい。当該細胞培養容器としては、細胞構造体の構築が可能であり、かつ構築された細胞構造体の培養が可能な容器であれば特に限定されない。当該細胞培養容器としては、具体的には、ディッシュ、セルカルチャーインサート(例えば、Transwell(登録商標)インサート、Netwell(登録商標)インサート、Falcon(登録商標)セルカルチャーインサート、Millicell(登録商標)セルカルチャーインサート等)、チューブ、フラスコ、ボトル、プレート等が挙げられる。本実施形態に係る細胞構造体の構築においては、当該細胞構造体を用いた評価をより適正に行うことができるため、ディッシュ又は各種セルカルチャーインサートが好ましい。 The cell structure according to this embodiment may be constructed in a cell culture vessel. The cell culture vessel is not particularly limited as long as it is capable of constructing a cell structure and culturing the constructed cell structure. Specific examples of the cell culture vessel include dishes, cell culture inserts (e.g., Transwell (registered trademark) inserts, Netwell (registered trademark) inserts, Falcon (registered trademark) cell culture inserts, Millicell (registered trademark) cell culture inserts, etc.), tubes, flasks, bottles, plates, etc. In constructing the cell structure according to this embodiment, dishes or various cell culture inserts are preferred because they allow for more appropriate evaluation using the cell structure.
より具体的には、細胞構造体は、例えば、次のように製造してもよい。例えば、まず、工程(a)において細胞としては線維芽細胞のみを含む混合物を調製し、工程(b)及び(c)を行って細胞培養容器に10層の線維芽細胞層から形成された細胞構造体を得る。次いで、工程(a)として細胞として血管内皮細胞のみを含む混合物を調製し、工程(b)及び(c)を行って細胞培養容器内の線維芽細胞層の上に1層の血管内皮細胞層を積層させる。さらに、工程(a)として細胞として線維芽細胞のみを含む混合物を調製し、工程(b)及び(c)を行って細胞培養容器内の血管内皮細胞層の上に、10層の線維芽細胞層を積層させる。これにより、線維芽細胞層10層-血管内皮細胞層1層-線維芽細胞層10層と細胞種毎に順番に層状に積層された細胞構造体が構築できる。工程(b)における混合物に含まれる細胞数を調節することにより、工程(c)において積層される細胞層の厚みを調整できる。工程(b)における混合物に含まれる細胞数が多いほど、工程(c)において積層される細胞層の数が多くなる。 More specifically, the cell structure may be manufactured, for example, as follows. For example, first, in step (a), a mixture containing only fibroblasts as cells is prepared, and steps (b) and (c) are performed to obtain a cell structure formed of 10 fibroblast layers in a cell culture vessel. Next, in step (a), a mixture containing only vascular endothelial cells as cells is prepared, and steps (b) and (c) are performed to laminate one vascular endothelial cell layer on the fibroblast layer in the cell culture vessel. Furthermore, in step (a), a mixture containing only fibroblasts as cells is prepared, and steps (b) and (c) are performed to laminate 10 fibroblast layers on the vascular endothelial cell layer in the cell culture vessel. This allows the construction of a cell structure in which layers are laminated in order for each cell type, such as 10 fibroblast layers - 1 vascular endothelial cell layer - 10 fibroblast layers. By adjusting the number of cells contained in the mixture in step (b), the thickness of the cell layers laminated in step (c) can be adjusted. The more cells contained in the mixture in step (b), the more cell layers will be stacked in step (c).
例えば、工程(a)~(c)と同様にして、上述した線維芽細胞層10層-血管内皮細胞層1層-線維芽細胞層10層の細胞構造体の線維芽細胞層の上に、第2の細胞集団を含む細胞層を積層することができる。また、工程(a)において、線維芽細胞層20層分の線維芽細胞と血管内皮細胞層1層分の血管内皮細胞を全て混合した混合物を調製し、工程(b)及び(c)を行い、形成された多層の細胞構造体の上に、同様にして調製した第2の細胞集団を含む混合物を積層することによって、21層分の厚みを有し、血管網構造が内部に散在している構細胞造体の上に第2の細胞集団を含む細胞層が積層された細胞構造体が構築できる。さらに、工程(a)において、線維芽細胞層20層分の線維芽細胞と血管内皮細胞層1層分の血管内皮細胞と第2の細胞集団を含む細胞層1層分の第2の細胞集団とを全て混合した混合物を調製し、工程(b)及び(c)を行うことにより、厚みが22層分であって、内部に第2の細胞集団と血管網構造が分散した細胞構造体を構築できる。 For example, a cell layer containing the second cell population can be laminated on the fibroblast layer of the above-mentioned cell structure of 10 fibroblast layers - 1 vascular endothelial cell layer - 10 fibroblast layers, in the same manner as in steps (a) to (c). In addition, in step (a), a mixture is prepared in which fibroblasts for 20 fibroblast layers and vascular endothelial cells for 1 vascular endothelial cell layer are all mixed, and steps (b) and (c) are performed. By laminating a mixture containing the second cell population prepared in the same manner on the formed multi-layered cell structure, a cell structure having a thickness of 21 layers and in which a vascular network structure is scattered inside can be constructed. Furthermore, in step (a), a mixture is prepared by mixing fibroblasts from 20 fibroblast layers, vascular endothelial cells from one vascular endothelial cell layer, and a second cell population from one cell layer containing the second cell population, and steps (b) and (c) are carried out to construct a cell structure with a thickness of 22 layers, with the second cell population and a vascular network structure dispersed therein.
[評価方法]
一実施形態において、本発明は、被験物質の評価方法であって、被験物質の存在下で、上述の細胞構造体に接触させて細胞集団を培養し、細胞集団の状態を解析する工程と、被験物質の存在下における状態と、被験物質の非存在下における状態とを比較し、被験物質の効果を評価する工程と、を含む、評価方法を提供する。
[Evaluation method]
In one embodiment, the present invention provides a method for evaluating a test substance, comprising the steps of culturing a cell population in the presence of the test substance by contacting it with the above-mentioned cell structure and analyzing the state of the cell population, and comparing the state in the presence of the test substance with the state in the absence of the test substance to evaluate the effect of the test substance.
本実施形態において、細胞構造体に接触させて細胞集団を培養することにより、細胞集団を生体内と類似する状態で培養することができる。その結果、例えば、細胞集団の増殖速度を、生体における細胞集団の増殖速度に近づける(抑制する)ことができる。また、細胞集団の寿命の長さを、生体における細胞集団の寿命の長さに近づけることもできる。また、細胞集団の分化、成熟等の程度を、生体における細胞集団の分化、成熟等の程度に近づけることもできる。いい換えると、細胞集団が発現するmRNA、タンパク質等の種類及び量、並びに、細胞集団の形態、機能等を、生体におけるものに近づけることもできる。これにより、細胞集団の被験物質に対する応答を、生体におけるものに近づけることができ、被験物質の効果の評価をより正確に行うこともできる。 In this embodiment, by culturing the cell population in contact with the cell structure, the cell population can be cultured in a state similar to that in a living body. As a result, for example, the proliferation rate of the cell population can be made to approach (inhibit) the proliferation rate of the cell population in a living body. The lifespan of the cell population can also be made to approach the lifespan of the cell population in a living body. The degree of differentiation, maturation, etc. of the cell population can also be made to approach the degree of differentiation, maturation, etc. of the cell population in a living body. In other words, the type and amount of mRNA, protein, etc. expressed by the cell population, as well as the morphology, function, etc. of the cell population can be made to approach those in a living body. This makes it possible to make the response of the cell population to the test substance closer to that in a living body, and to more accurately evaluate the effect of the test substance.
本実施形態において用いる細胞集団としては、[細胞構造体]において上述した、第二
の細胞集団と同様の細胞が挙げられる。
The cell population used in this embodiment includes cells similar to the second cell population described above in the section "Cell Structure."
本実施形態において用いられる被験物質としては特に制限されず、例えば、天然化合物ライブラリ、合成化合物ライブラリ、既存薬ライブラリ、代謝物ライブラリ等に由来する物質が挙げられる。 The test substances used in this embodiment are not particularly limited, and examples include substances derived from natural compound libraries, synthetic compound libraries, existing drug libraries, metabolite libraries, etc.
本実施形態の評価方法によれば、被験物質の存在下における細胞集団の状態が、被験物質の非存在下における細胞集団の状態と異なる場合、被験物質は細胞集団に対して効果があると判断することができる。 According to the evaluation method of this embodiment, if the state of the cell population in the presence of the test substance differs from the state of the cell population in the absence of the test substance, it can be determined that the test substance is effective against the cell population.
細胞集団の状態を解析する工程において、例えば、細胞の生存率、細胞の増殖速度、細胞の形態、細胞の構成成分の状態、細胞からの分泌物の状態、細胞の機能等を解析してもよい。 In the process of analyzing the state of a cell population, for example, cell viability, cell proliferation rate, cell morphology, state of cell components, state of secretions from cells, cell function, etc. may be analyzed.
細胞の生存率、細胞の増殖速度、細胞の形態を解析する方法としては、当業者に公知の方法を用いてもよい。 Methods for analyzing cell viability, cell proliferation rate, and cell morphology may be any method known to those skilled in the art.
細胞の構成成分としては、特に限定されず、例えば、ゲノムDNA、ミトコンドリアDNA等の遺伝物質;RNA、タンパク質等の遺伝子産物;セカンドメッセンジャー、イオン等の低分子代謝産物等が挙げられる。 Cell constituents include, but are not limited to, genetic material such as genomic DNA and mitochondrial DNA; gene products such as RNA and proteins; and low molecular weight metabolic products such as second messengers and ions.
細胞の構成成分の状態は、例えば、次のように解析してもよい。遺伝物質の状態を解析するために、例えば、DNAメチル化の頻度等を解析してもよい。遺伝子産物の状態を解析するために、例えば、RNA、タンパク質等の発現量、修飾の状態、タンパク質の活性の強さ等を解析してもよい。低分子代謝産物の状態を解析するために、例えば、低分子代謝産物の存在量を解析してもよい。 The state of the components of a cell may be analyzed, for example, as follows. To analyze the state of genetic material, for example, the frequency of DNA methylation may be analyzed. To analyze the state of gene products, for example, the expression level of RNA, protein, etc., the state of modification, the strength of protein activity, etc. may be analyzed. To analyze the state of small molecular weight metabolites, for example, the abundance of small molecular weight metabolites may be analyzed.
細胞からの分泌物としては特に限定されず、例えば、ペプチドホルモン、脂溶性ホルモン等のホルモン;サイトカイン等のシグナル伝達物質;グルタミン酸、GABA、アセチルコリン、モノアミン、神経ペプチド等の神経伝達物質;抗体等のタンパク質;エクソソーム等の分泌小胞等が挙げられる。細胞からの分泌物の状態を解析するために、例えば、細胞集団が培養されている培養培地中の分泌物を検出、定量することにより解析してもよい。 Secretions from cells are not particularly limited, and examples thereof include hormones such as peptide hormones and fat-soluble hormones; signal transduction substances such as cytokines; neurotransmitters such as glutamic acid, GABA, acetylcholine, monoamines, and neuropeptides; proteins such as antibodies; and secretory vesicles such as exosomes. In order to analyze the state of secretions from cells, for example, the secretions in the culture medium in which the cell population is cultured may be detected and quantified.
細胞の機能を解析するために、例えば、細胞の分化、成熟等の程度を解析してもよい。細胞の分化、成熟等の程度は、例えば、上述した細胞の構成成分の状態、細胞からの分泌物の状態の解析結果に基づいて判断してもよい。 To analyze the function of a cell, for example, the degree of cell differentiation, maturity, etc. may be analyzed. The degree of cell differentiation, maturity, etc. may be determined based on the results of an analysis of the state of the constituent components of the cell described above and the state of secretions from the cell.
また、細胞の機能を解析するために、細胞を刺激し、刺激に対する細胞の応答を解析してもよい。例えば、細胞が筋細胞である場合、筋細胞の収縮、筋細胞内のカルシウム動態等を解析してもよく、細胞が神経細胞である場合、神経細胞の活動電位等を解析してもよい。 In addition, to analyze the function of a cell, the cell may be stimulated and the cell's response to the stimulation may be analyzed. For example, if the cell is a muscle cell, the contraction of the muscle cell, calcium dynamics within the muscle cell, etc. may be analyzed, and if the cell is a nerve cell, the action potential of the nerve cell, etc. may be analyzed.
本実施形態において、細胞集団が構造体を形成する場合、細胞集団の状態は、細胞集団が形成する構造体の状態であってもよい。細胞集団が形成する構造体の状態を解析するために、構造体の形態、構造体の機能等を解析してもよい。例えば、細胞集団が神経細胞を含む場合、細胞集団の状態を解析するために、神経細胞が形成する神経回路網の形態を解析してもよい。 In this embodiment, when the cell population forms a structure, the state of the cell population may be the state of the structure formed by the cell population. In order to analyze the state of the structure formed by the cell population, the morphology of the structure, the function of the structure, etc. may be analyzed. For example, when the cell population includes nerve cells, the morphology of the neural network formed by the nerve cells may be analyzed in order to analyze the state of the cell population.
本実施形態において、細胞集団はがん細胞を含んでもよい。本実施形態の評価方法は、抗がん剤の存在下で、上述の細胞構造体に接触させてがん細胞を培養する培養工程と、培養工程後におけるがん細胞の生細胞数を指標として、抗がん剤の抗がん効果を評価する評価方法であってもよい。抗がん剤は、細胞構造体を培養する際の培地に含まれていてもよい。 In this embodiment, the cell population may include cancer cells. The evaluation method of this embodiment may include a culture step of culturing cancer cells by contacting them with the cell structure in the presence of an anticancer drug, and an evaluation method for evaluating the anticancer effect of the anticancer drug using the number of live cancer cells after the culture step as an index. The anticancer drug may be contained in the medium used to culture the cell structure.
本実施形態の抗がん効果の評価方法によれば、がん細胞を従来よりも生体内と類似する状態で培養することができる。これにより、細胞構造体に接触させて培養したがん細胞が発現するmRNA、タンパク質等の種類及び量、並びに、がん細胞の形態、機能等を、生体におけるものに近づけることもできる。その結果、細胞構造体に接触させて培養したがん細胞を用いた抗がん剤に対する抗がん効果を、生体内のがん細胞の抗がん剤に対する効果と類似するものにすることができる。 According to the method for evaluating anticancer effects of this embodiment, cancer cells can be cultured under conditions more similar to those in vivo than conventional methods. This allows the types and amounts of mRNA, proteins, etc. expressed by cancer cells cultured in contact with a cell structure, as well as the morphology, function, etc. of the cancer cells to be closer to those in vivo. As a result, the anticancer effect of cancer cells cultured in contact with a cell structure against an anticancer agent can be made similar to the effect of cancer cells in vivo against the anticancer agent.
本実施形態の培養工程において、細胞構造体に接触して抗がん剤の存在下で培養されるがん細胞は、免疫細胞と共培養されていてもよい。がん細胞が免疫細胞と共培養されることにより、がん細胞の環境は、生体内のがん細胞の環境とより類似したものとなる。 In the culture step of this embodiment, the cancer cells that are brought into contact with the cell structure and cultured in the presence of an anticancer drug may be co-cultured with immune cells. By co-culturing the cancer cells with immune cells, the environment of the cancer cells becomes more similar to the environment of cancer cells in a living body.
(抗がん剤)
本実施形態に係る評価方法に用いられる抗がん剤は、がん治療に用いられる薬剤であればよく、細胞障害性を有する薬剤のようにがん細胞に直接的に作用する薬剤のみならず、細胞障害性を有さないが、がん細胞の増殖等を抑制する薬剤も含まれる。細胞障害性を有さない抗がん剤としては、がん細胞を直接的に攻撃することはせず、その他の薬剤との協働的な作用によって、がん細胞の増殖を抑制したり、がん細胞の活動を鈍らせたり、がん細胞を死滅させたりする機能を発揮する薬剤や、がん細胞以外の細胞や組織を障害することによってがん細胞の増殖を抑制する薬剤が挙げられる。本実施形態において用いられる抗がん剤は、抗がん作用を有することが既知である薬剤であってもよく、新規な抗がん剤の候補化合物であってもよい。本実施形態のがん細胞が免疫細胞と共培養される場合、抗癌剤は、生体内の免疫細胞と協働的に作用する薬剤であってもよい。
(Anti-cancer drugs)
The anticancer drug used in the evaluation method according to the present embodiment may be any drug used in cancer treatment, including not only drugs that act directly on cancer cells, such as cytotoxic drugs, but also drugs that do not have cytotoxicity but suppress the proliferation of cancer cells. Examples of anticancer drugs that do not have cytotoxicity include drugs that do not directly attack cancer cells, but rather suppress the proliferation of cancer cells, slow down the activity of cancer cells, or kill cancer cells by acting cooperatively with other drugs, and drugs that suppress the proliferation of cancer cells by damaging cells or tissues other than cancer cells. The anticancer drug used in the present embodiment may be a drug known to have an anticancer effect, or may be a candidate compound for a novel anticancer drug. When the cancer cells of the present embodiment are co-cultured with immune cells, the anticancer drug may be a drug that acts cooperatively with immune cells in the living body.
細胞障害性を有する抗がん剤としては、特に限定されないが、例えば、分子標的薬、アルキル化剤、5-FU系抗がん剤に代表される代謝拮抗剤、植物アルカロイド、抗がん性抗生物質、プラチナ誘導体、ホルモン剤、トポイソメラーゼ阻害剤、微小管阻害剤、生物学的応答調節剤に分類される化合物等が挙げられる。 Cytotoxic anticancer drugs include, but are not limited to, molecular targeted drugs, alkylating agents, metabolic antagonists such as 5-FU anticancer drugs, plant alkaloids, anticancer antibiotics, platinum derivatives, hormones, topoisomerase inhibitors, microtubule inhibitors, and compounds classified as biological response modifiers.
細胞障害性を有さない抗がん剤としては、特に限定されないが、例えば、脈管新生阻害剤、抗がん剤のプロドラッグ、抗がん剤若しくはそのプロドラッグの代謝に関連する細胞内代謝酵素活性を調整する薬剤(以下、明細書中では、「細胞内酵素調整剤」という。)、免疫療法剤等が挙げられる。その他にも、抗がん剤の機能を高めたり、生体内の免疫機能を向上させたりすることによって最終的に抗がん作用に関与する薬剤も挙げられる。 Examples of anticancer drugs that do not have cytotoxicity include, but are not limited to, angiogenesis inhibitors, prodrugs of anticancer drugs, drugs that regulate the activity of intracellular metabolic enzymes involved in the metabolism of anticancer drugs or their prodrugs (hereinafter referred to as "intracellular enzyme regulators" in the specification), immunotherapy drugs, etc. Other examples include drugs that ultimately contribute to anticancer effects by enhancing the function of anticancer drugs or improving immune function in the body.
脈管新生阻害剤は、脈管新生阻害活性を有することが期待される化合物であればよく、既知の脈管新生阻害剤であってもよく、新規な脈管新生阻害剤の候補化合物であってもよい。既知の脈管新生阻害剤としては、Avastin、EYLEA、Suchibaga、CYRAMZA(登録商標)(Eli Lilly社製、別名ラムシルマブ)、BMS-275291(Bristol-Myers社製)、Celecoxib(Pharmacia/Pfizer社製)、EMD121974(Merck社製)、Endostatin(EntreMed社製)、Erbitaux(ImCloneSystems社製)、Interferon-α(Roche社製)、LY317615(Eli Lilly社製)、Neovastat(Aeterna Laboratories社製)、PTK787(Abbott社製)、SU6688(Sugen社製)、Thalidomide(Celgene社製)、VEGF-Trap(Regeneron社製)、Iressa(登録商標)(Astrazeneca社製、別名ゲフィチニブ)、Caplerusa(登録商標)(Astrazeneca社製、別名パンデタニブ)、Recentin(登録商標)(Astrazeneca社製、別名セディラニブ)VGX―100(Circadian Technologies社製)、VD1andcVE199、VGX-300(Circadian Technologies社製)、sVEGFR2、hF4-3C5、Nexavar(登録商標)(Bayer Yakuhin社製、別名ソラフェニブ)、Vortrient(登録商標)(GlaxoSmithKline社製、別名パゾパニブ)、Sutent(登録商標)(Pfizer社製、別名スニチニブ)、Inlyta(登録商標)(Pfizer社製、別名アキシチニブ)、CEP-11981(Teva Pharmaceutical Industries社製)、AMG-386(Takeda Yakuhin社製、別名トレバナニブ)、anti-NRP2B(Genentech社製)、Ofev(登録商標)(boehringer-ingelheim社製、別名ニンタテニブ)、AMG706(Takeda Yakuhin社製、別名モテサニブ)等が挙げられる。 The angiogenesis inhibitor may be any compound that is expected to have angiogenesis inhibitory activity, and may be a known angiogenesis inhibitor or a candidate compound for a novel angiogenesis inhibitor. Known angiogenesis inhibitors include Avastin, EYLEA, Suchibaga, CYRAMZA® (Eli Lilly, also known as ramucirumab), BMS-275291 (Bristol-Myers), celecoxib (Pharmacia/Pfizer), EMD121974 (Merck), Endostatin (EntreMed), Erbitaux (ImCloneSystems), Interferon-α (Roche), LY317615 (Eli Lilly), Neovastat (Aeterna), Laboratories), PTK787 (Abbott), SU6688 (Sugen), Thalidamide (Celgene), VEGF-Trap (Regeneron), Iressa (registered trademark) (Astrazeneca, also known as gefitinib), Caplerusa (registered trademark) (Astrazeneca, also known as pandetanib), Recentin (registered trademark) (Astrazeneca, also known as cediranib), VGX-100 (Circadian Technologies), VD1andcVE199, VGX-300 (Circadian Technologies), sVEGFR2, hF4-3C5, Nexavar (registered trademark) (manufactured by Bayer Yakuhin, also known as sorafenib), Vortrient (registered trademark) (manufactured by GlaxoSmithKline, also known as pazopanib), Sutent (registered trademark) (manufactured by Pfizer, also known as sunitinib), Inlyta (registered trademark) (manufactured by Pfizer, also known as axitinib), CEP-11981 (manufactured by Teva Pharmaceutical Industries), AMG-386 (Takeda Examples include anti-NRP2B (manufactured by Genentech), Ofev (registered trademark) (manufactured by Boehringer-Ingelheim, also known as nintatenib), and AMG706 (manufactured by Takeda Yakuhin, also known as motesanib).
抗がん剤のプロドラッグは、肝臓などの臓器やがん細胞の細胞内酵素によって、抗がん作用を有する活性体に変換される薬剤である。サイトカインネットワークが細胞内酵素の酵素活性を上昇させることにより、活性体量が増し、抗腫瘍効果の増強をもたらすことから、抗がん作用に関与する薬剤として挙げられる。 Anticancer drug prodrugs are drugs that are converted into active forms with anticancer effects by intracellular enzymes in organs such as the liver and in cancer cells. The cytokine network increases the enzymatic activity of intracellular enzymes, increasing the amount of the active form and enhancing the antitumor effect, so they are considered to be drugs that are involved in anticancer effects.
細胞内酵素調整剤としては、例えば、単剤では直接的な抗腫瘍効果をもたないが、5-FU系抗がん剤の分解酵素(Dihydropyrimidine dehydrogenase:DPD)を阻害することにより抗がん作用に関与するギメラシルなどが挙げられる。 An example of an intracellular enzyme regulator is gimeracil, which does not have a direct antitumor effect when used alone, but is involved in anticancer effects by inhibiting the enzyme that breaks down 5-FU anticancer drugs (dihydropyrimidine dehydrogenase: DPD).
免疫療法剤は、免疫細胞の免疫機能又は運動能の活性化等により、免疫機能を向上させることによって抗がん効果を得る薬剤である。免疫療法剤としては、例えば、生体応答調節剤療法に用いられる薬剤(以下、「BRM製剤」と略記する。)、免疫細胞から分泌され、遊走や浸潤に関与するサイトカインから形成されたサイトカイン系製剤、近年注目をあつめるがん免疫チェックポイント阻害剤、がんワクチン、がんウイルスなどが挙げられる。BRM製剤としては、クレスチン、レンチナン、OK-432などが挙げられる。サイトカイン系製剤としては、例えば、IL-8、IL-2などのインターロイキン;IFN-α、IFN-β、IFN-γなどのインターフェロン;CCL3、CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10、CXCL11、CXCL16/CXCR6、CX3CL1/CX3CR1などのケモカインが挙げられる。 Immunotherapeutic agents are drugs that obtain anti-cancer effects by improving immune function through activation of immune function or motility of immune cells. Examples of immunotherapeutic agents include drugs used in biological response modifier therapy (hereinafter abbreviated as "BRM preparations"), cytokine-based preparations formed from cytokines secreted from immune cells and involved in migration and infiltration, cancer immune checkpoint inhibitors that have attracted attention in recent years, cancer vaccines, and cancer viruses. Examples of BRM preparations include krestin, lentinan, OK-432, and the like. Examples of cytokine-based preparations include interleukins such as IL-8 and IL-2; interferons such as IFN-α, IFN-β, and IFN-γ; and chemokines such as CCL3, CCL4, CCL5, CXCL9, CXCL10, CXCL11, CXCL16/CXCR6, and CX3CL1/CX3CR1.
がん免疫チェックポイント阻害剤は、がん細胞や免疫細胞の表面に存在しており、がん細胞に対する免疫機能の低下に関与するタンパク質に対して当該タンパク質の機能を特異的に阻害する物質である。当該タンパク質としては、PD-1、PD-L1、PD-L2、CD4、CD8、CD19、CD28、CD80/86、B7、Galectin-9、HVEM、CTLA-4、TIM-3、BTLA、MHC-II、LAG-3、TCRなどが挙げられる。がん免疫チェックポイント阻害剤としては、これらに対する特異的モノクロナール抗体薬が好ましい。具体的には、がん免疫チェックポイント阻害剤としては、Nivolumab(Opdivo)、Pembrolizumab(Keytruda)、Atezolizumab(Tecentriq)、Ipilimumab(Yervoy)、Tremelimumab、durvalmab、avelumabなどが挙げられる。 Cancer immune checkpoint inhibitors are substances that specifically inhibit the function of proteins that are present on the surface of cancer cells and immune cells and are involved in the reduction of immune function against cancer cells. Examples of such proteins include PD-1, PD-L1, PD-L2, CD4, CD8, CD19, CD28, CD80/86, B7, Galectin-9, HVEM, CTLA-4, TIM-3, BTLA, MHC-II, LAG-3, and TCR. As cancer immune checkpoint inhibitors, specific monoclonal antibody drugs against these are preferred. Specifically, cancer immune checkpoint inhibitors include nivolumab (Opdivo), pembrolizumab (Keytruda), atezolizumab (Tecentriq), ipilimumab (Yervoy), tremelimumab, durvalmab, and avelumab.
本実施形態に係る評価方法のうち、細胞構造体に接触させて抗がん剤の存在下でがん細胞と免疫細胞とを共培養する態様においては、用いられる抗がん剤としては、免疫療法剤が好ましく、中でも、奏効性が免疫機能に大きく影響を受けると考えられていることから、がん免疫チェックポイント阻害剤がより好ましい。 In the evaluation method according to this embodiment, in the aspect in which cancer cells and immune cells are co-cultured in the presence of an anticancer drug by contacting them with a cell structure, the anticancer drug used is preferably an immunotherapy drug, and among them, a cancer immune checkpoint inhibitor is more preferable since its efficacy is thought to be significantly affected by immune function.
本実施形態に係る評価方法においては、1種類の抗がん剤を用いてもよく、2種類以上の抗がん剤を組み合わせて用いてもよい。また、抗がん剤を抗がん剤以外の薬剤と組み合わせて用いてもよい。例えば、単独で投与された場合でも抗がん効果を奏する抗がん剤であっても、実際の臨床現場では他の薬剤と併用投与される場合には、本実施形態に係る評価方法は、当該抗がん剤と当該他の薬剤とを併用して行ってもよい。 In the evaluation method according to this embodiment, one type of anticancer drug may be used, or two or more types of anticancer drugs may be used in combination. In addition, an anticancer drug may be used in combination with a drug other than an anticancer drug. For example, even if an anticancer drug has an anticancer effect when administered alone, if the anticancer drug is administered in combination with another drug in an actual clinical setting, the evaluation method according to this embodiment may be performed using the anticancer drug in combination with the other drug.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[実験例1]
(細胞構造体によるがん細胞の増殖抑制効果)
繊維芽細胞と血管内皮細胞とからなり、血管網構造を備える細胞構造体を用いて、がん細胞の増殖抑制の効果を評価した。評価は、がん細胞を7日間培養した後に行った。
[Experimental Example 1]
(Cancer cell proliferation suppression effect of cell structures)
The cell construct, which is composed of fibroblasts and vascular endothelial cells and has a vascular network structure, was used to evaluate the effect of inhibiting the proliferation of cancer cells after culturing the cancer cells for 7 days.
<細胞構造体>
細胞構造体の形成において、以下の細胞を用いた。
NHDF:ヒト新生児由来皮膚線維芽細胞(Normal Human Dermal Fibroblasts、Lonza社製、製品番号:CC-2509)
HUVEC:ヒト臍帯静脈内皮細胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cell、Lonza社製、製品番号:CC-2517A)
<Cell structure>
The following cells were used in forming the cell structures:
NHDF: Human neonatal dermal fibroblasts (Normal Human Dermal Fibroblasts, Lonza, product number: CC-2509)
HUVEC: Human Umbilical Vein Endothelial Cell (Lonza, product number: CC-2517A)
<がん細胞>
がん細胞として、以下のがん細胞を用いた。
HT29:ヒト結腸直腸腺がん細胞株(ATCC番号:CCL-247)
HCT116:ヒト結腸直腸腺がん細胞株(ATCC番号:CCL-247)
DLD-1:ヒト結腸直腸腺がん細胞株(ATCC番号:CCL-221)
A549:ヒト肺がん細胞株(ATCC番号:CCL-185)
NCI-H1975:ヒト肺がん細胞株(ATCC番号:CCL-5908)
MCF-7:ヒト乳がん細胞株(ATCC番号:HTB-22)
<Cancer cells>
The following cancer cells were used.
HT29: human colorectal adenocarcinoma cell line (ATCC number: CCL-247)
HCT116: human colorectal adenocarcinoma cell line (ATCC number: CCL-247)
DLD-1: human colorectal adenocarcinoma cell line (ATCC number: CCL-221)
A549: Human lung cancer cell line (ATCC number: CCL-185)
NCI-H1975: human lung cancer cell line (ATCC number: CCL-5908)
MCF-7: human breast cancer cell line (ATCC number: HTB-22)
<細胞培養容器、培養培地>
細胞培養容器、培養培地として、以下のものを用いた。
細胞培養容器:トランズウェルセルカルチャーインサート(Corning社製、製品番号:#3470)
培養培地:10容量%ウシ血清(Corning社製、製品番号:#35-010-CV)及び1容量%ペニシリン/ストレプトマイシン(和光純薬社製、製品番号:168-23191)を含有するD-MEM(和光純薬社製、製品番号:043-30085)
<Cell culture container, culture medium>
The following cell culture vessels and culture media were used.
Cell culture vessel: Transwell cell culture insert (Corning, product number: #3470)
Culture medium: D-MEM containing 10% by volume of bovine serum (Corning, product number: #35-010-CV) and 1% by volume of penicillin/streptomycin (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: 168-23191). (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: 043-30085)
<細胞構造体の形成>
まず、2×106個のNHDFと3×104個のHUVECを、ヘパリンとコラーゲンを含有するトリス-塩酸緩衝液(0.1mg/mL ヘパリン、0.1mg/mL コラーゲン、50mM トリス、pH7.4)に懸濁し、細胞懸濁液を調製した。この細胞懸濁液を、室温、1000×gで1分間、遠心処理し、上清を取り除いた後、適量の培養培地で再懸濁した。次いで、この細胞懸濁液を、トランズウェルセルカルチャーインサート内に播種した後、当該トランズウェルセルカルチャーインサートを室温、400×gで1分間、遠心処理した。その後、当該トランズウェルセルカルチャーインサートに、適量の培養培地を追加した後、CO2インキュベーター(37℃、5%CO2)にて24時間培養した。
<Formation of cell structures>
First, 2×10 6 NHDFs and 3×10 4 HUVECs were suspended in a Tris-HCl buffer solution containing heparin and collagen (0.1 mg/mL heparin, 0.1 mg/mL collagen, 50 mM Tris, pH 7.4) to prepare a cell suspension. This cell suspension was centrifuged at 1000×g for 1 minute at room temperature, the supernatant was removed, and the cells were resuspended in an appropriate amount of culture medium. Next, this cell suspension was seeded in a Transwell cell culture insert, and the Transwell cell culture insert was centrifuged at 400×g for 1 minute at room temperature. Then, an appropriate amount of culture medium was added to the Transwell cell culture insert, and the insert was cultured in a CO 2 incubator (37° C., 5% CO 2 ) for 24 hours.
<がん細胞の播種>
構造体が形成されたトランズウェルセルカルチャーインサート内に、適量の培養培地に懸濁した2×104個のがん細胞を播種した後、CO2インキュベーター(37℃、5%CO2)にて7日間培養した。培養終了後、血管網構造を備えた層にがん細胞層が積層された細胞構造体が得られた。がん細胞は、予め、蛍光標識(SIGMA社製、製品番号:PKH26GL)しておいたものを用いた。
<Cancer cell seeding>
2x104 cancer cells suspended in an appropriate amount of culture medium were seeded into the Transwell cell culture insert with the structure formed, and then cultured for 7 days in a CO2 incubator (37°C, 5% CO2 ). After the culture was completed, a cell structure was obtained in which a cancer cell layer was laminated on a layer with a vascular network structure. The cancer cells used had been fluorescently labeled (SIGMA, product number: PKH26GL) in advance.
また、比較のために、前記細胞構造体に代えて、同数のがん細胞を一般的な培養容器に単層になるよう培養したもの(2D培養物)も同様に培養した。 For comparison, instead of the cell structure, the same number of cancer cells were cultured in a monolayer in a general culture vessel (2D culture) and similarly cultured.
<生細胞数解析>
培養後の細胞構造体とがん細胞をトリパンブルー溶液に浸漬させてトリパンブルー染色した後、蛍光を発しておりかつトリパンブルー染色されていない細胞を、生きているがん細胞として計数した。細胞の計数は、セルカウンター「CountessII」(ライフテクノロジーズ社製)の蛍光モードを使用して行った。
<Living cell count analysis>
After the culture, the cell structure and the cancer cells were immersed in a trypan blue solution and stained with trypan blue, and the cells that emitted fluorescence and were not stained with trypan blue were counted as live cancer cells. The cell count was performed using the fluorescence mode of a cell counter "Countess II" (manufactured by Life Technologies).
各培養物の細胞数を表1に示す。表中、「2D」の欄は2D培養物の結果を示し、「3D」の欄はがん細胞を本発明に係る細胞構造体に接触させて培養させたもの(3D培養物)を示す。 The cell counts for each culture are shown in Table 1. In the table, the "2D" column shows the results for 2D cultures, and the "3D" column shows results for cancer cells cultured in contact with the cell structure of the present invention (3D cultures).
この結果、2D培養物と比較して、3D培養物においては、7日間培養後の時点で、用いた全てのがん細胞種で有意に細胞増殖が抑制されている事が示された。 The results showed that, compared to 2D cultures, 3D cultures significantly suppressed cell proliferation in all cancer cell types used after 7 days of culture.
[実験例2]
(細胞構造体によるがん細胞の増殖抑制効果)
繊維芽細胞と血管内皮細胞とからなり、血管網構造を備える細胞構造体を用いて、がん細胞の増殖抑制の効果を評価した。評価は、がん細胞を4日間培養した後、7日間培養した後に行った。
[Experimental Example 2]
(Cancer cell proliferation suppression effect of cell structures)
The cell structure, which is composed of fibroblasts and vascular endothelial cells and has a vascular network structure, was used to evaluate the effect of inhibiting the proliferation of cancer cells. The evaluation was performed after culturing the cancer cells for 4 days and then 7 days.
<細胞構造体>
細胞構造体の形成において、以下の細胞を用いた。
NHDF:ヒト新生児由来皮膚線維芽細胞(Normal Human Dermal Fibroblasts、Lonza社製、製品番号:CC-2509)
HUVEC:ヒト臍帯静脈内皮細胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cell、Lonza社製、製品番号:CC-2517A)
<Cell structure>
The following cells were used in forming the cell structures:
NHDF: Human neonatal dermal fibroblasts (Normal Human Dermal Fibroblasts, Lonza, product number: CC-2509)
HUVEC: Human Umbilical Vein Endothelial Cell (Lonza, product number: CC-2517A)
<がん細胞>
がん細胞として、以下のがん細胞を用いた。
HT29:ヒト結腸直腸腺がん細胞株(ATCC番号:CCL-247)
NCI-H1975:ヒト肺がん細胞株(ATCC番号:CCL-5908)
MCF-7:ヒト乳がん細胞株(ATCC番号:HTB-22)
<Cancer cells>
The following cancer cells were used.
HT29: human colorectal adenocarcinoma cell line (ATCC number: CCL-247)
NCI-H1975: human lung cancer cell line (ATCC number: CCL-5908)
MCF-7: human breast cancer cell line (ATCC number: HTB-22)
<細胞培養容器、培養培地>
細胞培養容器、培養培地として、以下のものを用いた。
細胞培養容器:トランズウェルセルカルチャーインサート(Corning社製、製品番号:#3470)
培養培地:10容量%ウシ血清(Corning社製、製品番号:#35-010-CV)及び1容量%ペニシリン/ストレプトマイシン(和光純薬社製、製品番号:168-23191)を含有するD-MEM(和光純薬社製、製品番号:043-30085)
<Cell culture container, culture medium>
The following cell culture vessels and culture media were used.
Cell culture vessel: Transwell cell culture insert (Corning, product number: #3470)
Culture medium: D-MEM containing 10% by volume of bovine serum (Corning, product number: #35-010-CV) and 1% by volume of penicillin/streptomycin (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: 168-23191). (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: 043-30085)
<細胞構造体の形成>
まず、2×106個のNHDFと3×104個のHUVECを、ヘパリンとコラーゲンを含有するトリス-塩酸緩衝液(0.1mg/mL ヘパリン、0.1mg/mL コラーゲン、50mM トリス、pH7.4)に懸濁し、細胞懸濁液を調製した。この細胞懸濁液を、室温、1000×gで1分間、遠心処理し、上清を取り除いた後、適量の培養培地で再懸濁した。次いで、この細胞懸濁液を、トランズウェルセルカルチャーインサート内に播種した後、当該トランズウェルセルカルチャーインサートを室温、400×gで1分間、遠心処理した。その後、当該トランズウェルセルカルチャーインサートに、適量の培養培地を追加した後、CO2インキュベーター(37℃、5%CO2)にて24時間培養した。
<Formation of cell structures>
First, 2×10 6 NHDFs and 3×10 4 HUVECs were suspended in a Tris-HCl buffer solution containing heparin and collagen (0.1 mg/mL heparin, 0.1 mg/mL collagen, 50 mM Tris, pH 7.4) to prepare a cell suspension. This cell suspension was centrifuged at 1000×g for 1 minute at room temperature, the supernatant was removed, and the cells were resuspended in an appropriate amount of culture medium. Next, this cell suspension was seeded in a Transwell cell culture insert, and the Transwell cell culture insert was centrifuged at 400×g for 1 minute at room temperature. Then, an appropriate amount of culture medium was added to the Transwell cell culture insert, and the insert was cultured in a CO 2 incubator (37° C., 5% CO 2 ) for 24 hours.
<がん細胞の播種>
構造体が形成されたトランズウェルセルカルチャーインサート内に、適量の培養培地に懸濁した2×104個のがん細胞を播種した後、CO2インキュベーター(37℃、5%CO2)にて4日間、又は7日間培養した。培養終了後、血管網構造を備えた層にがん細胞層が積層された細胞構造体が得られた。がん細胞は、予め、蛍光標識(SIGMA社製、製品番号:PKH26GL)しておいたものを用いた。
<Cancer cell seeding>
2x104 cancer cells suspended in an appropriate amount of culture medium were seeded into the Transwell cell culture insert with the structure formed, and then cultured for 4 or 7 days in a CO2 incubator (37°C, 5% CO2 ). After the culture was completed, a cell structure was obtained in which a cancer cell layer was laminated on a layer with a vascular network structure. The cancer cells used had been fluorescently labeled in advance (manufactured by SIGMA, product number: PKH26GL).
また、比較のために、前記細胞構造体に代えて、同数のがん細胞を一般的な培養容器に単層になるよう培養したもの(2D培養物)も同様に培養した。 For comparison, instead of the cell structure, the same number of cancer cells were cultured in a monolayer in a general culture vessel (2D culture) and similarly cultured.
<生細胞数解析>
培養後の細胞構造体とがん細胞とをトリパンブルー溶液に浸漬させてトリパンブルー染色した後、蛍光を発しておりかつトリパンブルー染色されていない細胞を、生きているがん細胞として計数した。細胞の計数は、セルカウンター「CountessII」(ライフテクノロジーズ社製)の蛍光モードを使用して行った。
<Living cell count analysis>
After the culture, the cell structure and the cancer cells were immersed in a trypan blue solution and stained with trypan blue, and the cells that emitted fluorescence and were not stained with trypan blue were counted as live cancer cells. The cell count was performed using the fluorescence mode of a cell counter "Countess II" (manufactured by Life Technologies).
各培養物の細胞数を表2に示す。表中、「2D」の欄は2D培養物の結果を示し、「3D」の欄はがん細胞を本発明に係る細胞構造体に接触させて培養させたもの(3D培養物)を示す。 The cell counts for each culture are shown in Table 2. In the table, the "2D" column shows the results for 2D cultures, and the "3D" column shows results for cancer cells cultured in contact with the cell structure of the present invention (3D cultures).
この結果、2D培養物と比較して、3D培養物においては、4日間培養後及び7日間培養後の時点で、用いた全てのがん細胞種で有意に細胞増殖が抑制されている事が示された。 The results showed that, compared to 2D cultures, 3D cultures significantly suppressed cell proliferation in all cancer cell types used after 4 and 7 days of culture.
[実験例3]
(細胞構造体の細胞層数とがん細胞増殖抑制効果の関係)
繊維芽細胞と血管内皮細胞とからなり、血管網構造を備える細胞構造体を用いて、がん細胞の増殖抑制の効果を評価した。細胞構造体として、細胞層が1.25層、2.5層、5層、10層、20層相当のものを形成し、用いた。
[Experimental Example 3]
(Relationship between the number of cell layers in a cell structure and the effect of inhibiting cancer cell proliferation)
The effect of inhibiting the proliferation of cancer cells was evaluated using a cell structure that was composed of fibroblasts and vascular endothelial cells and had a vascular network structure. The cell structures were formed with cell layers equivalent to 1.25 layers, 2.5 layers, 5 layers, 10 layers, and 20 layers.
<細胞構造体>
細胞構造体の形成において、以下の細胞を用いた。
NHDF:ヒト新生児由来皮膚線維芽細胞(Normal Human Dermal Fibroblasts、Lonza社製、製品番号:CC-2509)
HUVEC:ヒト臍帯静脈内皮細胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cell、Lonza社製、製品番号:CC-2517A)
<Cell structure>
The following cells were used in forming the cell structures:
NHDF: Human neonatal dermal fibroblasts (Normal Human Dermal Fibroblasts, Lonza, product number: CC-2509)
HUVEC: Human Umbilical Vein Endothelial Cell (Lonza, product number: CC-2517A)
<がん細胞>
がん細胞として、以下のがん細胞を用いた。
NCI-H1975:ヒト肺がん細胞株(ATCC番号:CCL-5908)
<Cancer cells>
The following cancer cells were used.
NCI-H1975: human lung cancer cell line (ATCC number: CCL-5908)
<細胞培養容器、培養培地>
細胞培養容器、培養培地として、以下のものを用いた。
細胞培養容器:トランズウェルセルカルチャーインサート(Corning社製、製品番号:#3470)
培養培地:10容量%ウシ血清(Corning社製、製品番号:#35-010-CV)及び1容量%ペニシリン/ストレプトマイシン(和光純薬社製、製品番号:168-23191)を含有するD-MEM(和光純薬社製、製品番号:043-30085)
<Cell culture container, culture medium>
The following cell culture vessels and culture media were used.
Cell culture vessel: Transwell cell culture insert (Corning, product number: #3470)
Culture medium: D-MEM containing 10% by volume of bovine serum (Corning, product number: #35-010-CV) and 1% by volume of penicillin/streptomycin (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: 168-23191). (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: 043-30085)
<細胞構造体の形成>
まず、NHDFとHUVECを、ヘパリンとコラーゲンを含有するトリス-塩酸緩衝液(0.1mg/mL ヘパリン、0.1mg/mL コラーゲン、50mM トリス、pH7.4)に懸濁し、細胞懸濁液を調製した。この細胞懸濁液を、室温、1000×gで1分間、遠心処理し、上清を取り除いた後、適量の培養培地で再懸濁した。次いで、この細胞懸濁液を、トランズウェルセルカルチャーインサート内に播種した後、当該トランズウェルセルカルチャーインサートを室温、400×gで1分間、遠心処理した。その後、当該トランズウェルセルカルチャーインサートに、適量の培養培地を追加した後、CO2インキュベーター(37℃、5%CO2)にて24時間培養した。播種する細胞数を調整して、細胞層数が1.25層、2.5層、5層、10層、20層相当の細胞構造体を形成した。1cm2の1層の細胞層に相当する細胞数を3×105個とみなして、細胞層数を計算した。また、本実験例の方法により作製された細胞構造体は、10層あたりの厚さが40μm程度となる。すなわち、1.25層、10層、20層相当の細胞構造体の厚さはそれぞれ、5μm程度、40μm程度、80μm程度となる。
<Formation of cell structures>
First, NHDF and HUVEC were suspended in a Tris-HCl buffer solution containing heparin and collagen (0.1 mg/mL heparin, 0.1 mg/mL collagen, 50 mM Tris, pH 7.4) to prepare a cell suspension. This cell suspension was centrifuged at room temperature at 1000×g for 1 minute, the supernatant was removed, and the cells were resuspended in an appropriate amount of culture medium. Next, this cell suspension was seeded in a Transwell cell culture insert, and the Transwell cell culture insert was centrifuged at room temperature at 400×g for 1 minute. Then, an appropriate amount of culture medium was added to the Transwell cell culture insert, and the insert was cultured in a CO 2 incubator (37° C., 5% CO 2 ) for 24 hours. The number of cells to be seeded was adjusted to form cell structures with cell layers equivalent to 1.25 layers, 2.5 layers, 5 layers, 10 layers, and 20 layers. The number of cell layers was calculated assuming that the number of cells corresponding to one cell layer of 1 cm2 is 3 x 105. Furthermore, the cell structure produced by the method of this experimental example has a thickness of about 40 μm per 10 layers. That is, the thicknesses of the cell structures corresponding to 1.25 layers, 10 layers, and 20 layers are about 5 μm, about 40 μm, and about 80 μm, respectively.
<がん細胞の播種>
構造体が形成されたトランズウェルセルカルチャーインサート内に、適量の培養培地に懸濁した2×104個のがん細胞を播種した後、CO2インキュベーター(37℃、5%CO2)にて7日間培養した。培養終了後、血管網構造を備えた層にがん細胞層が積層された細胞構造体が得られた。がん細胞は、予め、蛍光標識(SIGMA社製、製品番号:PKH26GL)しておいたものを用いた。
<Cancer cell seeding>
2x104 cancer cells suspended in an appropriate amount of culture medium were seeded into the Transwell cell culture insert with the structure formed, and then cultured for 7 days in a CO2 incubator (37°C, 5% CO2 ). After the culture was completed, a cell structure was obtained in which a cancer cell layer was laminated on a layer with a vascular network structure. The cancer cells used had been fluorescently labeled (SIGMA, product number: PKH26GL) in advance.
また、比較のために、前記細胞構造体に代えて、同数のがん細胞を一般的な培養容器に単層になるよう培養したもの(2D培養物)も同様に培養した。 For comparison, instead of the cell structure, the same number of cancer cells were cultured in a monolayer in a general culture vessel (2D culture) and similarly cultured.
<生細胞数解析>
培養後の細胞構造体及びがん細胞をanti―Cytokeratin7抗体(Invitrogen:OV-TL 12/30)及び二次抗体(Invitrogen:A-21235)により処理して、がん細胞のみを蛍光染色して計測した。細胞の計測は、共焦点顕微鏡システム(PerkinElmer:Operetta CLS)の蛍光モードを使用して行い、容器上の蛍光発光領域をがん細胞が存在する領域としてがん細胞面積を算出した。
また、2D培養物に対しても同様に染色、計測した。各培養条件について、繰り返し3回ずつ測定した。
<Living cell count analysis>
After the culture, the cell structure and the cancer cells were treated with an anti-cytokeratin 7 antibody (Invitrogen: OV-TL 12/30) and a secondary antibody (Invitrogen: A-21235), and only the cancer cells were fluorescently stained and measured. The cell measurements were performed using the fluorescence mode of a confocal microscope system (PerkinElmer: Operetta CLS), and the area of the cancer cells was calculated by taking the fluorescent region on the container as the region where the cancer cells existed.
The 2D cultures were also stained and measured in the same manner. Measurements were repeated three times for each culture condition.
各培養物の細胞数を表3に示す。表中、「2D」の欄は2D培養物の結果を示し、「3D」の欄はがん細胞を本発明に係る細胞構造体に接触させて培養させたもの(3D培養物)の結果を示す。 The cell counts for each culture are shown in Table 3. In the table, the "2D" column shows the results for 2D cultures, and the "3D" column shows the results for cancer cells cultured in contact with the cell structure of the present invention (3D cultures).
この結果、2D培養物と比較して、3D培養物においては、細胞層数が10層以上の細胞構造体を用いた場合に、がん細胞の細胞増殖が抑制されている事が示された。 The results showed that, compared to 2D cultures, 3D cultures showed that cancer cell proliferation was suppressed when cell structures with 10 or more cell layers were used.
[実験例4]
(血管網構造を備えていない細胞構造体によるがん細胞の増殖抑制効果)
繊維芽細胞と血管内皮細胞とからなり血管網構造を備える細胞構造体、及び、繊維芽細胞からなり血管網構造を備えていない細胞構造体用いて、がん細胞の増殖抑制の効果を評価した。評価は、がん細胞を7日間培養した後に行った。
[Experimental Example 4]
(Cancer cell proliferation suppression effect of cell structures without vascular network structure)
The effect of inhibiting the proliferation of cancer cells was evaluated using a cell construct with a vascular network structure composed of fibroblasts and vascular endothelial cells, and a cell construct without a vascular network structure composed of fibroblasts. The evaluation was performed after culturing the cancer cells for 7 days.
<細胞構造体>
細胞構造体の形成において、以下の細胞を用いた。
NHDF:ヒト新生児由来皮膚線維芽細胞(Normal Human Dermal Fibroblasts、Lonza社製、製品番号:CC-2509)
HUVEC:ヒト臍帯静脈内皮細胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cell、Lonza社製、製品番号:CC-2517A)
<Cell structure>
The following cells were used in forming the cell structures:
NHDF: Human neonatal dermal fibroblasts (Normal Human Dermal Fibroblasts, Lonza, product number: CC-2509)
HUVEC: Human Umbilical Vein Endothelial Cell (Lonza, product number: CC-2517A)
<がん細胞>
がん細胞として、以下のがん細胞を用いた。
HCT116:ヒト結腸直腸腺がん細胞株(ATCC番号:CCL-247)
<Cancer cells>
The following cancer cells were used.
HCT116: human colorectal adenocarcinoma cell line (ATCC number: CCL-247)
<細胞培養容器、培養培地>
細胞培養容器、培養培地として、以下のものを用いた。
細胞培養容器:トランズウェルセルカルチャーインサート(Corning社製、製品番号:#3470)
培養培地:10容量%ウシ血清(Corning社製、製品番号:#35-010-CV)及び1容量%ペニシリン/ストレプトマイシン(和光純薬社製、製品番号:168-23191)を含有するD-MEM(和光純薬社製、製品番号:043-30085)
<Cell culture container, culture medium>
The following cell culture vessels and culture media were used.
Cell culture vessel: Transwell cell culture insert (Corning, product number: #3470)
Culture medium: D-MEM containing 10% by volume of bovine serum (Corning, product number: #35-010-CV) and 1% by volume of penicillin/streptomycin (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: 168-23191). (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number: 043-30085)
<細胞構造体の形成>
まず、2×106個のNHDFと3×104個のHUVEC、又は、NHDFのみを、ヘパリンとコラーゲンを含有するトリス-塩酸緩衝液(0.1mg/mL ヘパリン、0.1mg/mL コラーゲン、50mM トリス、pH7.4)に懸濁し、細胞懸濁液を調製した。この細胞懸濁液を、室温、1000×gで1分間、遠心処理し、上清を取り除いた後、適量の培養培地で再懸濁した。次いで、この細胞懸濁液を、トランズウェルセルカルチャーインサート内に播種した後、当該トランズウェルセルカルチャーインサートを室温、400×gで1分間、遠心処理した。その後、当該トランズウェルセルカルチャーインサートに、適量の培養培地を追加した後、CO2インキュベーター(37℃、5%CO2)にて24時間培養した。
<Formation of cell structures>
First, 2×10 6 NHDFs and 3×10 4 HUVECs, or NHDFs alone, were suspended in a Tris-HCl buffer solution containing heparin and collagen (0.1 mg/mL heparin, 0.1 mg/mL collagen, 50 mM Tris, pH 7.4) to prepare a cell suspension. This cell suspension was centrifuged at room temperature at 1000×g for 1 minute, the supernatant was removed, and the cells were resuspended in an appropriate amount of culture medium. Next, this cell suspension was seeded in a Transwell cell culture insert, and the Transwell cell culture insert was centrifuged at room temperature at 400×g for 1 minute. Then, an appropriate amount of culture medium was added to the Transwell cell culture insert, and the insert was cultured in a CO 2 incubator (37° C., 5% CO 2 ) for 24 hours.
<がん細胞の播種>
構造体が形成されたトランズウェルセルカルチャーインサート内に、適量の培養培地に懸濁した2×104個のがん細胞を播種した後、CO2インキュベーター(37℃、5%CO2)にて7日間培養した。培養終了後、血管網構造を備えた層にがん細胞層が積層された細胞構造体が得られた。がん細胞は、予め、蛍光標識(SIGMA社製、製品番号:PKH26GL)しておいたものを用いた。
<Cancer cell seeding>
2x104 cancer cells suspended in an appropriate amount of culture medium were seeded into the Transwell cell culture insert with the structure formed, and then cultured for 7 days in a CO2 incubator (37°C, 5% CO2 ). After the culture was completed, a cell structure was obtained in which a cancer cell layer was laminated on a layer with a vascular network structure. The cancer cells used had been fluorescently labeled (SIGMA, product number: PKH26GL) in advance.
また、比較のために、前記細胞構造体に代えて、同数のがん細胞を一般的な培養容器に単層になるよう培養したもの(2D培養物)も同様に培養した。 For comparison, instead of the cell structure, the same number of cancer cells were cultured in a monolayer in a general culture vessel (2D culture) and similarly cultured.
<生細胞数解析>
培養後の細胞構造体とがん細胞をトリパンブルー溶液に浸漬させてトリパンブルー染色した後、蛍光を発しておりかつトリパンブルー染色されていない細胞を、生きているがん細胞として計数した。細胞の計数は、セルカウンター「CountessII」(ライフテクノロジーズ社製)の蛍光モードを使用して行った。
また、2D培養物についても同様にトリパンブルー染色した後、染色されていない細胞を生きているがん細胞として計数した。各培養条件について、繰り返し3回ずつ測定した。
<Living cell count analysis>
After the culture, the cell structure and the cancer cells were immersed in a trypan blue solution and stained with trypan blue, and the cells that emitted fluorescence and were not stained with trypan blue were counted as live cancer cells. The cell count was performed using the fluorescence mode of a cell counter "Countess II" (manufactured by Life Technologies).
In addition, the 2D cultures were similarly stained with trypan blue, and unstained cells were counted as live cancer cells. Each culture condition was measured three times.
各培養物の細胞数を表4に示す。表中、「2D」の欄は2D培養物の結果を示し、「3D」の欄はがん細胞を本発明に係る細胞構造体に接触させて培養させたもの(3D培養物)を示す。「3D血管網含む」は繊維芽細胞と血管内皮細胞とからなり血管網構造を備える細胞構造体を用いた場合の結果を示し、「3D血管網含まない」は繊維芽細胞からなり血管網構造を備えていない細胞構造体を用いた場合の結果を示す。 The cell counts for each culture are shown in Table 4. In the table, the "2D" column shows the results for 2D cultures, and the "3D" column shows cancer cells cultured in contact with the cell structure of the present invention (3D cultures). "With 3D vascular network" shows the results when a cell structure with a vascular network structure consisting of fibroblasts and vascular endothelial cells was used, and "without 3D vascular network" shows the results when a cell structure consisting of fibroblasts and no vascular network structure was used.
この結果、2D培養物と比較して、3D培養物が血管網を備えるか備えないかに関わらず、有意にがん細胞の増殖が抑制されている事が示された。 The results showed that, compared to 2D cultures, cancer cell proliferation was significantly suppressed in 3D cultures, regardless of whether the 3D cultures had a vascular network or not.
本発明によれば、株化された細胞や不死化された細胞を、ex vivoで培養する際に、従来よりも生体内と類似する状態で培養する技術を提供することできる。 The present invention provides a technology that allows established or immortalized cells to be cultured ex vivo under conditions more similar to those found in vivo than conventional methods.
Claims (5)
第1の細胞集団と細胞外マトリックス成分とを含む細胞構造体に、第2の細胞集団を接触させて培養する工程を含み、
前記第1の細胞集団は細胞間に前記細胞外マトリックス成分を含み、
前記第1の細胞集団は少なくとも間質細胞を含み、
前記細胞構造体の細胞層数は10~60層である、前記第2の細胞集団の増殖速度を抑制する方法。 A method for suppressing the proliferation rate of a second cell population compared to when cultured in a monolayer, comprising:
The method includes a step of contacting a second cell population with a cell structure comprising a first cell population and an extracellular matrix component and culturing the second cell population;
the first cell population contains the extracellular matrix component between the cells;
the first cell population comprises at least stromal cells;
The method for inhibiting the proliferation rate of the second cell population , wherein the cell structure has 10 to 60 cell layers .
前記第1の細胞集団をカチオン性物質、細胞外マトリックス成分及び高分子電解質と混合して混合物を得る工程と、
得られた前記混合物中の細胞を培養して前記細胞構造体を得る工程と、を含む、方法により製造されたものである、請求項1~4のいずれか一項に記載の前記第2の細胞集団の増殖速度を抑制する方法。 The cell structure,
mixing the first cell population with a cationic substance, an extracellular matrix component, and a polyelectrolyte to obtain a mixture;
and a step of culturing the cells in the obtained mixture to obtain the cell structure.
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