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公開番号2025082062
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-28
出願番号2023195291
出願日2023-11-16
発明の名称細胞培養膜および臓器模倣構造体
出願人豊田合成株式会社
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類C12M 3/00 20060101AFI20250521BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】肝星細胞を脱活性化状態に維持しつつ、2次元培養できる細胞培養膜を提供すること。
【解決手段】細胞培養膜は、肝星細胞を培養可能であり、第1面と、第1面とは反対側に位置する第2面とを有する膜本体と、膜本体に形成された複数の孔と、を備え、複数の孔のそれぞれは、すり鉢状であり、少なくとも第1面に開口し、複数の孔の第1面における第1平均孔径は、4μm以上13μm以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
肝星細胞を培養可能な細胞培養膜であって、
第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面とを有する膜本体と、
前記膜本体に形成された複数の孔と、を備え
前記複数の孔のそれぞれは、すり鉢状であり、少なくとも前記第１面に開口し、
前記複数の孔の前記第１面における第１平均孔径は、４μｍ以上１３μｍ以下である、細胞培養膜。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
請求項１に記載の細胞培養膜であって、
前記第１平均孔径は、６μｍ以上１０μｍ以下である、細胞培養膜。
【請求項３】
請求項１に記載の細胞培養膜であって、
前記複数の孔のそれぞれは、前記第１面から前記第２面に亘って貫通する貫通孔である、細胞培養膜。
【請求項４】
請求項１に記載の細胞培養膜と、
前記第１面に培養された前記肝星細胞と、を備える、臓器模倣構造体。
【請求項５】
請求項４に記載の細胞培養膜と、
前記第１面に培養された前記肝星細胞と、
前記第２面に培養された肝実質細胞と、備える、臓器模倣構造体。
【請求項６】
肝星細胞を培養可能な細胞培養膜であって、
前記細胞培養膜はポリウレタンにより形成され、
前記細胞培養膜に前記肝星細胞を培養した場合、前記肝星細胞の脱活性化状態を１週間以上維持する、細胞培養膜。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、細胞培養膜および臓器模倣構造体に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば創薬の研究ため、ヒト肝臓モデルの作製が試みられている。ヒト肝星細胞は、脱活性化状態から活性化状態に変化することが知られている。そして、実験においては、ヒト肝星細胞は脱活性化状態であることが好ましい。例えば、特許文献１には、ヒト肝細胞とヒト肝星細胞とを凝集させたヘテロスフェロイドを含むヒト肝臓様立体構造体の作製方法が記載されている。特許文献１では、ヒト肝臓様立体構造体の製造時に、活性化状態への変化を抑制するための星細胞静止化剤の使用が示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２０／１７１２２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スフェロイドの作製とは別の方法として、細胞培養膜を用いた共培養によるヒト肝臓モデルの作製が試みられている。細胞培養膜を用いて肝星細胞を２次元培養する場合、肝星細胞は脱活性化状態から活性化状態に変化し易い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本開示の第１形態によれば、細胞培養膜が提供される。この細胞培養膜は、肝星細胞を培養可能な細胞培養膜であって、第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面とを有する膜本体と、前記膜本体に形成された複数の孔と、を備え、前記複数の孔のそれぞれは、すり鉢状であり、少なくとも前記第１面に開口し、前記複数の孔の前記第１面における第１平均孔径は、４μｍ以上１３μｍ以下である。この形態によれば、複数の孔のそれぞれはすり鉢状であるため、肝星細胞は複数の孔に入り込んだ状態で培養される。また、第１平均孔径が４μｍ以上１３μｍ以下である細胞培養膜を用いることにより、脱活性化状態から活性化状態への変化を抑制して肝星細胞を培養できる。
（２）上記形態の細胞培養膜において、前記第１平均孔径は、６μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。この形態によれば、肝星細胞の脱活性化状態から活性化状態への変化をさらに抑制できる。
（３）上記形態の細胞培養膜において、前記複数の孔のそれぞれは、前記第１面から前記第２面に亘って貫通する貫通孔であってもよい。この形態によれば、第１面に肝星細胞を培養し、第２面に肝星細胞とは種類の異なる細胞を培養した場合に、第１面に培養された肝星細胞と、第２面に培養された細胞とが各貫通孔を通じて接触することができるため、生体内の状態により近い臓器模倣構造体を作ることができる。
（４）上記形態の細胞培養膜と、前記第１面に培養された前記肝星細胞と、を備える、臓器模倣構造体であってもよい。この形態によれば、臓器模倣構造体が備える肝星細胞は、脱活性化状態から活性化状態への変化が抑制されている。よって、臓器模倣構造体を用いて、薬物の毒性試験などを好適に行うことができる。
（５）上記形態の細胞培養膜と、前記第１面に培養された前記肝星細胞と、前記第２面に培養された肝実質細胞と、を備える、臓器模倣構造体であってもよい。この形態によれば、肝星細胞と肝実質細胞とは孔を介して接触している。よって、臓器模倣構造体を用いて、物質添加後における、肝実質細胞と脱活性化状態である肝星細胞との間の細胞間接触による相互作用について評価できる。
（６）本開示の第２形態によれば、肝星細胞を培養可能な細胞培養膜が提供される。この細胞培養膜は、ポリウレタンにより形成され、前記細胞培養膜に前記肝星細胞を培養した場合、前記肝星細胞の脱活性化状態を１週間以上維持する。この形態によれば、細胞培養膜に培養された肝星細胞は、脱活性化状態から活性化状態への変化が抑制されている。よって、創薬のための実験を好適に行うことができる。
本開示は、種々の形態で実現することが可能であり、上記の細胞培養膜の他に、例えば細胞培養膜の製造方法などの形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
細胞培養膜の断面の模式図である。
第１の臓器模倣構造体の模式図である。
第２の臓器模倣構造体の模式図である。
臓器模倣構造体の作製方法を説明する図である。
細胞培養膜の他の実施形態を示す図である。
細胞培養膜と、培養された細胞の状態の評価結果とをまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．実施形態：
肝星細胞は、脱活性化状態から活性化状態に変化することが知られている。肝星細胞は、生体内では通常、脱活性化状態で存在するが、慢性的な炎症や障害により、活性化する。活性化した肝星細胞は、機能や形態が異なる筋線維芽細胞様細胞に形質転換し、過剰なコラーゲンを合成する。活性化状態の肝星細胞は、肝線維症や肝硬変を引き起こすと推定されている。そこで、例えば肝硬変の研究のため、脱活性化状態の肝星細胞が求められている。しかし、一般にｉｎｖｉｔｒｏでの培養では、肝星細胞は、脱活性化状態から活性化状態に変化し易い。発明者らは、肝星細胞の活性化状態への変化を抑制できる細胞培養膜を見出した。なお、脱活性化状態は、静止状態や不活性化状態とも呼ばれる。
【０００９】
図１は、細胞培養膜１０の断面の模式図である。細胞培養膜１０は、肝星細胞を培養可能である。細胞培養膜１０は、膜本体２０と、膜本体２０に形成された複数の孔２３とを備える。細胞培養膜１０は、熱硬化性樹脂で形成されている。細胞培養膜１０を形成する熱硬化性樹脂として、ポリウレタン、ポリウレア、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、およびポリイミドなどを用いることができる。本実施形態では、細胞培養膜１０は、ポリウレタンにより形成されている。細胞培養膜１０は、肝星細胞３０１を培養した場合、肝星細胞３０１の脱活性化状態を１週間以上維持する。膜本体２０は、第１面２１と、第１面２１とは反対側に位置する第２面２２とを有する。本実施形態では、複数の孔２３は、第１面２１から第２面２２に亘って貫通する貫通孔である。各孔２３は、第１面２１に開口する第１開口部２３ａと、第２面２２に開口する第２開口部２３ｂとを有する。細胞培養膜１０は第２開口部２３ｂを有することにより、第１面２１に肝星細胞を培養し、第２面２２に肝星細胞とは種類の異なる細胞を培養した場合に、肝星細胞と、肝星細胞とは異なる細胞とを第２開口部２３ｂを通じて接触させることができる。
【００１０】
孔２３は、すり鉢状である。なお、貫通孔の場合、第２開口部２３ｂの直径である第２孔径Ｄｂが、第１開口部２３ａの直径である第１孔径Ｄａよりも小さい形状がすり鉢状に含まれる。さらに、第１開口部２３ａと第２開口部２３ｂとを接続する内周部の形状が曲面である場合と平面である場合との両方がすり鉢状に含まれる。第２面２２における第２孔径Ｄｂの平均値である第２平均孔径は、複数の孔２３の第１孔径Ｄａの平均値である第１平均孔径よりも小さい。これにより、肝星細胞３０１を孔２３の内部に入り込んだ状態で培養することができる。また、第１平均孔径は、４μｍ以上１３μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以上１０μｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、細胞培養膜１０の第１面２１に図２に示す肝星細胞３０１を培養した場合に、肝星細胞３０１の脱活性化状態から活性化状態への変化を抑制することができる。細胞培養膜１０を用いると肝星細胞３０１の脱活性化状態を１週間以上維持できるので、例えば培養された肝星細胞３０１へ被験物質を長期間または反復的に暴露することができて長期毒性の予測精度が向上する。
（【００１１】以降は省略されています）

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