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公開番号2025090146
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-17
出願番号2023205191
出願日2023-12-05
発明の名称細胞培養デバイス
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人京都大学
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類C12M 3/00 20060101AFI20250610BHJP(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】細胞に対するVOCsの影響を容易に確認可能であり、生体内におけるVOCsの濃度勾配を模すことが可能な細胞培養デバイスを提供する。
【解決手段】化学物質に曝露させながら細胞を培養可能な細胞培養デバイスであって、流路形成部と、流路形成部の上方に積層された第1培地層と、第1培地層の上方に積層された第2培地層と、流路形成部、第1培地層及び第2培地層を収容する容器と、を備え、第1培地層の内部には細胞が培養され、細胞はオルガノイドを形成し、流路形成部は、基材と、ハイドロゲルを形成材料とし基材の上面に設けられたゲル層と、を有し、基材とゲル層との界面には、基材とゲル層とが接着する接着領域と、基材とゲル層とが接着しない非接着領域と、が形成され、非接着領域において、基材からゲル層が離間し、ゲル層と基材とで囲まれた流路を形成している細胞培養デバイス。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
化学物質に曝露させながら細胞を培養可能な細胞培養デバイスであって、
流路形成部と、
前記流路形成部の上方に積層された第１培地層と、
前記第１培地層の上方に積層された第２培地層と、
前記流路形成部、前記第１培地層及び前記第２培地層を収容する容器と、を備え、
前記第１培地層の内部には前記細胞が培養され、
前記細胞はオルガノイドを形成し、
前記流路形成部は、基材と、
ハイドロゲルを形成材料とし前記基材の上面に設けられたゲル層と、を有し、
前記基材と前記ゲル層との界面には、前記基材と前記ゲル層とが接着する接着領域と、
前記基材と前記ゲル層とが接着しない非接着領域と、が形成され、
前記非接着領域において、前記基材から前記ゲル層が離間し、前記ゲル層と前記基材とで囲まれた流路を形成している細胞培養デバイス。
続きを表示（約 250 文字）【請求項２】
前記流路は、経路内で分岐している請求項１に記載の細胞培養デバイス。
【請求項３】
前記流路は、経路内に環状路を有する請求項２に記載の細胞培養デバイス。
【請求項４】
前記流路は、複数の環状路を有し、
前記複数の環状路は、隣り合う前記環状路同士で流路の一部を共有して平面視で敷き詰められている請求項３に記載の細胞培養デバイス。
【請求項５】
複数の前記流路を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の細胞培養デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養デバイスに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds，ＶＯＣｓ）は、疫学的な観点から肺機能の低下や認知症、発がんなど様々な疾患との関連が知られている。例えば、ＶＯＣｓの一つであるアセトアルデヒドは食道がんなどの発がんに強く関連しているということが報告されている。そのため、ＶＯＣｓが人体に与える影響について生物学的な検証が進められている。
【０００３】
しかし、これまでは、ＶＯＣｓが細胞に与える影響を検証するための基礎的な実験系が構築されておらず、詳細な検証ができていなかった。
【０００４】
例えば、プラスチックプレートで培養した細胞に対しＶＯＣｓを曝露し影響を検証しようとした場合、ＶＯＣｓが有する揮発性のため、細胞に対するＶＯＣｓの曝露量の制御が困難となる。そこで、細胞にホルムアルデヒドを規定の濃度で含む加湿雰囲気を曝露し、細胞への影響を確認する装置が提案されている（例えば非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
JM Gostner, et al., Science Reports,2016,6,37842.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に記載の装置は大規模であり、容易に実験が可能とは言えない。また、ＶＯＣｓは、血液を介して体内に広がり、血管から生体内に暴露される。そのため、生体内におけるＶＯＣｓの濃度は、血管からの距離に応じて勾配が生じる。しかし、既知の手法では、このようなＶＯＣｓの濃度勾配を形成することはできない。
【０００７】
さらに、近年ではオルガノイドに対するＶＯＣｓの影響を検証することが望まれている。本明細書において「オルガノイド」とは、細胞を制御した空間内に高密度に集積させることにより自己組織化した立体的な細胞組織体を意味する。
【０００８】
通常、オルガノイドは、組織の細胞や、幹細胞（ＥＳ細胞、ｉＰＳ細胞）から、３次元的な培養による自己組織化で形成され、培地中に埋没している。そのため、例えば非特許文献１に記載の装置を用い、オルガノイドを培養している雰囲気中に濃度制御したＶＯＣｓを充填したとしても、オルガノイドにＶＯＣｓを曝露することは困難である。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、細胞に対するＶＯＣｓの影響を容易に確認可能であり、生体内におけるＶＯＣｓの濃度勾配を模すことが可能な細胞培養デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、化学物質に曝露させながら細胞を培養可能な細胞培養デバイスであって、流路形成部と、前記流路形成部の上方に積層された第１培地層と、前記第１培地層の上方に積層された第２培地層と、前記流路形成部、前記第１培地層及び前記第２培地層を収容する容器と、を備え、前記第１培地層の内部には前記細胞が培養され、前記細胞はオルガノイドを形成し、前記流路形成部は、基材と、ハイドロゲルを形成材料とし前記基材の上面に設けられたゲル層と、を有し、前記基材と前記ゲル層との界面には、前記基材と前記ゲル層とが接着する接着領域と、前記基材と前記ゲル層とが接着しない非接着領域と、が形成され、前記非接着領域において、前記基材から前記ゲル層が離間し、前記ゲル層と前記基材とで囲まれた流路を形成している細胞培養デバイスを提供する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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