(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者から抽出された間葉系幹細胞を培養する培養装置と、培養装置により培養された間葉系幹細胞を所定の温度で所定時間加熱する加熱装置と、加熱された間葉系幹細胞の上清を回収する上清回収装置と、上清回収装置により回収された上清を生理食塩水により希釈する希釈装置を備えることを特徴とする癌の治療装置。
【請求項２】
前記希釈装置は、生理食塩水と前記上清との混合溶液を、間葉系幹細胞を抽出した患者に投与する点滴の容器に充填する充填機構を有している請求項１の癌の治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に癌の治療技術に適用される装置に関する。より詳細には、本発明は、温熱を用いた癌の治療技術に適用される装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
癌の治療については、従来から、種々提案されている。
温熱療法もその一つであり、腫瘍が存在する組織の温度を４０℃〜４３℃にまで上昇することにより、癌細胞を破壊することが出来る。そして、温熱療法を化学療法や放射線治療と組み合わせることにより、癌細胞の発生、増殖を抑制することが可能になる。
【０００３】
しかし、温熱療法は、どのようなメカニズムによって腫瘍を支持する機能を持つ間質細胞に影響を及ぼし、癌細胞を破壊し、癌細胞の発生を抑制し、或いは増殖を抑制するのかについては、現時点では不明な点が多い。
そして、温熱療法と癌細胞の破壊や、癌細胞の抑制との関連が明瞭でないため、どの様な癌や腫瘍に温熱療法が有効であるのか、腫瘍が存在する組織の加熱時間をどの程度設定すれば良いのか等、温熱療法によって癌や腫瘍を治療するのに必要な条件を正確に設定することが困難であった。
そのため、温熱療法は、癌の治療方法としては、副次的な位置に留まっているのが実情である。
【０００４】
その他の従来技術としては、例えば、癌の病巣部位の凍結と解凍を交互に行い、癌を死滅させる凍結療法を施術するに際して、施術における労力を軽減し、且つ、正確で効率的な治療を実現するために、施術に用いられる侵入具の侵入方向、回転角度、進行ルートの何れかを決定する治療装置が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術は、癌の治療に関する技術ではあるが、上述した温熱療法における問題点を解消するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６７１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、温熱を用いた癌の治療技術であって、癌や腫瘍を治療するのに必要な条件を正確に設定することが可能な治療技術を実行することが出来る装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は種々研究の結果、脂肪由来の幹細胞（ＭＳＣｓ）或いは羊水由来の幹細胞を４０℃〜４３℃まで加熱する高温処理を行い、高温処理が為された前記幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）の上清を癌細胞ラインに投与すると、癌細胞或いは腫瘍細胞の生存率が減少し、当該癌細胞或いは腫瘍細胞の核が凝縮して、抗癌細胞（例えば、ｓｕｂ−Ｇ１細胞）の増加が促進されることに着目した。
【０００８】
本発明の癌の治療装置は、患者から抽出された間葉系幹細胞（例えば、脂肪由来の幹細胞：ＭＳＣｓ）を培養する培養装置（１００）と、培養装置（１００）により培養された間葉系幹細胞を所定の温度（例えば４３℃）で所定時間（例えば４５分間）加熱（高温処理）する加熱装置（２００）と、加熱された間葉系幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）の上清（濾過された濾液、或いは、静置した上澄み）を回収する上清回収装置（３００）と、上清回収装置（３００）により回収された上清を生理食塩水により希釈する希釈装置（４００）を備えていることを特徴としている。
【０００９】
本発明において、前記希釈装置（４００）は、生理食塩水と前記上清との混合溶液を、間葉系幹細胞を抽出した患者（例えば、肺癌その他の疾病を有する患者Ｐ）に投与する点滴の点滴容器（５００）に充填する充填機構（４４０）を有しているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上述する構成を具備する本発明によれば、患者（Ｐ）から抽出された間葉系幹細胞（例えば、脂肪由来の幹細胞：ＭＳＣｓ）を培養装置（１００）で培養し、培養された間葉系幹細胞（ＭＳＣｓ）を、加熱装置（２００）で所定の温度（例えば４３℃）で所定時間（例えば４５分間）加熱（高温処理）することにより、患者から抽出された間葉系幹細胞（ＭＳＣｓ）は、繊維芽細胞上の状態から、いびつな細胞形態へと変化する。
この加熱により変性したいびつな細胞形態の間葉系幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）は、当該幹細胞表面のタンパク質が変性し、当該変性したタンパク質が抗癌作用を奏する。
すなわち、間葉系幹細胞（ＭＳＣｓ）は通常、癌組織の間質細胞として、癌細胞の増殖や浸潤に対して促進的に作用するが、間葉系幹細胞（ＭＳＣｓ）に加熱処理を施すことにより、癌細胞の成育を抑制するサイトカイン類が放出され、その結果癌細胞の増殖は阻害される。
そして、加熱処理によって抗癌機能を獲得した加熱間葉系幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）の上清を回収し、当該上清を生理食塩水によって希釈し、再び患者（Ｐ）の体内に点滴することにより、患者（Ｐ）の体内からは、癌細胞が徐々に消滅していく。
特に肺癌の場合には、点滴により上清（高温処理された間葉系幹細胞の上清）を患者（Ｐ）に投与すると、肺には投与された成分が集中するので、癌抑制の効果が良好に発揮される。
【００１１】
本発明によれば、生理食塩水は人体に無害であり、また、上清（高温処理された間葉系幹細胞の上清）は、点滴で当該上清を投与された患者（Ｐ）から摘出した間葉系幹細胞（例えば、脂肪由来の幹細胞：ＭＳＣｓ）を培養したものを高温処理しているので、点滴により患者（Ｐ）の体内に投与されても、拒絶反応の問題が生じることがなく、安全である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の概要を示すブロック図である。
【図２】実施形態における培養装置を示すブロック図である。
【図３】レーダーチャートの一例を示す図である。
【図４】培養装置の変形例を示すブロック図である。
【図５】実施形態における加熱装置を示すブロック図である。
【図６】実施形態における上清回収装置を示すブロック図である。
【図７】実施形態における希釈装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態の概要を示している。
実施形態に係る治療装置は、肺癌の治療装置であり、図１では全体を符号６００で示している。
【００１４】
図１において、治療装置６００は、培養装置１００、加熱装置２００、上清回収装置３００、希釈装置４００、第１のマニピュレータ（ロボットハンド）Ｍ１、第２のマニピュレータＭ２、第３のマニピュレータＭ３を備えている。
【００１５】
治療装置６００を用いた癌治療では、先ず、肺癌患者Ｐから脂肪由来の幹細胞（ＭＳＣｓ）を公知の手段（例えば腹腔鏡下手術等）によって摘出する。
そして、摘出した脂肪由来の幹細胞（ＭＳＣｓ）を、培養装置１００により培養する。
【００１６】
培養装置１００で培養された幹細胞は、培養容器（例えば、図２におけるシャーレ１）ごと、加熱装置２００に移動される。
培養された幹細胞を培養容器1ごと培養容器１００から加熱装置２００へ移動するに際しては、明確には図示されていないが、第１のマニプュレータＭ１を用いて行なわれる。
【００１７】
第１のマニプュレータＭ１により、培養容器１ごと幹細胞を加熱装置２００へ移動したならば、加熱装置２００において幹細胞の培養容器1が載置された空間は、所定の温度（例えば、４３℃）まで加熱される。
加熱については、いわゆる「ハイパーサーミア療法」で用いられる加熱方法と同様な方法で行なうことが出来る。図示の実施形態では、温度管理が容易な電磁誘導加熱（ＩＨ加熱）により、加熱装置２００内が加熱される。
図５を参照して後述するが、加熱装置２００はタイマ２０４（図１では図示せず）を具備している。
【００１８】
加熱装置２００内の空間（培養容器１は載置されている空間）が所定温度（例えば４３℃）まで昇温されたならば、タイマ２０４による計時を開始する。培養容器１は載置されている空間が所定温度（例えば４３℃）となった状態を、所定時間（例えば４５分間）だけ保持するためである。
タイマ２０４により所定時間の経過が計時されたならば、前記空間（培養容器１は載置されている空間）の温度を常温まで降温する。
これにより、培養容器１内の幹細胞が所定温度（例えば４３℃）まで加熱された状態が、所定時間（例えば４５分間）だけ保持されるのである。
【００１９】
加熱装置２００により加熱され、高温処理が為された前記幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）は、第２のマニピュレータＭ２により、培養容器１（図２参照）から上清回収装置３００に移動される。
上清回収装置３００においては、高温処理が為された前記幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）から上清（濾過された液体、或いは、上澄み）が回収される。
上清回収装置３００の詳細については、図６を参照して後述する。
【００２０】
上清回収装置３００では、ＨＳ−ＭＳＣｓの上清が抽出されて、上清回収容器３３０（図６参照）に充填される。上清が充填された上清回収容器３３０は、第３のマニピュレータＭ３により、希釈装置４００へ移動される。
ＨＳ−ＭＳＣｓから上清を回収した残存物（沈殿或いは固相）は、上清回収装置３００における残存物排出機構３２０（図６参照）により、上清回収装置３００から排出されて、図示しない廃棄物処理装置により処理される。
図示しない廃棄物処理装置は、残存物、残存物から発生した気相物質や微粒子が大気中に拡散しない態様で、当該残存物を処理（例えば焼却処理）する。
【００２１】
希釈装置４００では、上清回収装置３００で抽出された（ＨＳ−ＭＳＣｓの）上清が生理食塩水により希釈される。
希釈割合は、例えば、前記上清７０ｃｃに対して、生理食塩水が２５０ｃｃである。
希釈装置４００の詳細については、図７を参照して後述する。
【００２２】
生理食塩水により希釈された上清は、希釈装置４００の充填機構４４０（図７参照）により、点滴容器５００に充填される。
そして、生理食塩水により希釈された上清は、脂肪由来の幹細胞を摘出した患者Ｐに点滴容器５００から点滴することにより、当該患者Ｐに投与される。
ここで、点滴容器５００から点滴される生理食塩水と上清との混合物は、点滴がされる患者Ｐから摘出された脂肪由来の幹細胞を培養して得られたものであるので、当該患者Ｐに投与されたとしても、拒絶反応を生じる恐れがない。
【００２３】
図２は、図１で示す培養装置１００の詳細を示している。
図２において、培養装置１００は、培養容器１、８個のセンサ（臭気センサ：図２では明示せず）、第２のコントロールユニット１０、表示装置ＭＴを備えている。
培養容器１の内部には、８個のセンサを配置したセンサ基盤２０と、幹細胞Ｃ（図示を省略）及び培地３０が収容されている。
８個の臭気センサの各々は、対応する増幅器４及びＡ／Ｄ変換器５を介して、第２のコントロールユニット１０のインタフェースＩ／Ｆに接続されている。
８個の臭気センサは、検出する対象の臭い（すなわち、分子レベルの微粒子）が全て異なっている。
第２のコントロールユニット１０は、インタフェースＩ／Ｆ、計測結果合成手段１２、記憶手段１３、比較手段１４、判定手段１５を備えている。
【００２４】
第２のコントロールユニット１０では、８個の臭気センサの検出信号を処理して、計測結果合成手段１２により図形パターン（レーダーチャート）を作成する。図形パターン（レーダーチャート）は、図３で例示するように、８個の臭気センサの各々の検出信号出力を同一平面状の８本の軸上にプロットし、隣接する軸上のプロット同士を直線で結んで形成される図形である。
そして、判定手段１５により、記録されている幹細胞が正常な場合における図形パターンと、臭気センサの検出信号を処理して作成された図形パターンとを比較して、培養されている幹細胞が異常な状態（活性の低下や、多分化能の喪失等の不都合が生じている状態）にあるか否かを判定する。
判定手段１５による判定の手法としては、公知のパターン認識技術を適用することが出来る。
【００２５】
図４は、図１で示す培養装置１００の変形例に係る培養装置を示している。
図４において、全体を符号１０１で示す培養装置は、培養容器１、水分供給装置２、培地製造機構３、光照射装置４Ａ、特定の波長の音を伝播する音源５Ａ、光処理装置６、香料添加装置７、湿度センサ８、９、制御手段である第３のコントロールユニット１０Ａ、水供給ラインＬｗ１〜Ｌｗ３、Ｌａ、Ｌｂとを有している。
【００２６】
培養装置１０１は、培養容器１内に培養するべき幹細胞Ｃの栄養源となる培地５０を製造し、培養容器１内に充填された培地５０及び培養容器１に対して水分供給装置２及び水供給ラインＬｗ１〜Ｌｗ３、Ｌａ、Ｌｂにより水分を供給する。
そして、培養中の幹細胞の活性を高めるため、光照射装置４Ａにより培養容器１内の培地５０に対して特定の波長の光（例えば、青色光）を照射する。或いは、音源５Ａにより培養容器１内に特定の波長の音（例えば、クラシック音楽）を伝播する。
また、水分供給装置２に内蔵されたろ過装置により純水を製造し、光処理装置６により製造された純水に対して光エネルギーを作用させる。そして、光エネルギーを作用させた水に、香料添加装置７により香料（いわゆる機能性香料）を添加する。ここで、香料（いわゆる機能性香料）は、培養するべき幹細胞の活性に寄与する香料が選択される。
【００２７】
図５は、加熱装置２００の詳細構成を示している。
図５において、加熱装置２００は、加熱容器２１０、加熱部２２０、温度センサ２０２、臭気センサ２０３、タイマ２０４を備えている。
図５では、温度管理が容易な電磁誘導加熱（ＩＨ加熱）により、加熱容器２１０内が加熱される。
加熱部２２０は、加熱対象載置部２２１と電磁誘導コイル２２２を備えており、電磁誘導コイル２２２に通電すると、いわゆる電磁誘導によって、導電体製の板状部材である加熱対象載置部２２１内に渦電流が生じる。そして、この渦電流により加熱対象載置部２２１が発熱し、加熱対象載置部２２１に載置した培養容器１内の幹細胞が加熱される。
【００２８】
上述したように、加熱装置２００は、加熱容器２１０内が所定温度（例えば４３℃）まで昇温された状態を、所定時間（例えば４５分間）だけ保持する必要がある。そのため、容器２１０内が所定温度まで昇温されたならば、タイマ２０４による計時を開始する。そして、タイマ２０４により所定時間の経過が計時されたならば、加熱装置２００による加熱を終了して、容器２１０内の温度を常温まで降温する。
これにより、加熱容器２１０内が所定温度（例えば４３℃）まで昇温された状態を、所定時間（例えば４５分間）だけ保持することが出来る。
【００２９】
ここで、加熱装置２００の臭気センサ２０３は、脂肪由来幹細胞が高温処理されて、表面のタンパク質が変性したときに、当該変性したタンパク質の臭気を検知するように構成されている。
上述した様に、癌細胞の縮小等は、高温処理されて変性した脂肪由来幹細胞の表面のタンパク質による作用効果と考えられる。そのため、加熱装置２００による高温処理或いは加熱に際しては、脂肪由来幹細胞の表面のタンパク質が変性する程度まで行なう必要がある。
【００３０】
ここで、加熱容器２１０内を所定温度（４３℃）に加熱した状態を所定時間に亘って維持したとしても、脂肪由来幹細胞の表面のタンパク質が変性しなければ、所定の効果が得られない可能性が存在する。
これに対して、変性したタンパク質の臭気を検知する臭気センサ２０３を設けることにより、タンパク質の変性を検出する様に構成すれば、加熱装置２００による加熱により、タンパク質が変性した旨を確認することが可能となる。
そのため、明確には図示されていないが、加熱容器２１０内を所定温度（４３℃）に加熱した状態を所定時間に亘って維持しても、臭気センサ２０３により変性したタンパク質の臭気を検知出来ない場合には、加熱部２２０を制御して、加熱容器２１０内の温度を上昇する様に構成されている。
【００３１】
図６は、上清回収装置３００の詳細構成を示している。
図６において、上清回収装置３００は、投入ホッパ３１０、残存物排出機構３２０、上清回収容器３３０を備えている。
残存物排出機構３２０は、フィルタ（例えば、メッシュサイズが０．２μｍ）３２１、フィルタ反転アーム３２２、フィルタ反転モータ３２３を有している。
フィルタ反転アーム３２２は、一端がフィルタ３２１に接続し、他端が反転モータ３２３の回転軸に直交するように接続されている。
【００３２】
上清回収に際して、加熱装置２００により加熱され、高温処理が為され培地を含む幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）は、第２のマニピュレータＭ２（図１参照）により培養容器１から移動して、上清回収装置３００の投入ホッパ３１０に投入される。
投入ホッパ３１０に投入された培地を含む幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）が適量に達すると、投入ホッパ３１０底部に設けられた図示しない下蓋が開き、残存物排出機構３２０のフィルタ３２１内に投入される。
そして、所定時間が経過するとフィルタ３２１内に投入された幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）や培地がフィルタ３２１で濾過される。そして、その濾過された上清（濾過された液体、或いは、上澄み）が回収容器３３０に回収される。
【００３３】
一方、フィルタ３２１を透過しなかった残存物（沈殿物或いは固相）は、反転モータ３２３が反転することにより、自重によりフィルタ３２１から落下し、図示しない廃棄物処理装置へ移動する。
ここで、残存物排出機構３２０は、フィルタを反転する機構を有するタイプに限定されない。
また、図示はされていないが、高温処理された脂肪由来の幹細胞（ＨＳ−ＭＳＣｓ）を攪拌機で攪拌し静置した後に、上澄みを上清として採取してもよい。
【００３４】
図７において、全体を符号４００で示す希釈装置は、上清貯留容器４１０、生理食塩水貯蔵容器４２０、制御手段である第４のコントロールユニット４３０、混合・希釈ラインＬｃ、充填機構４４０を備えている。
混合・希釈ラインＬｃは、ラインＬｃ１、ラインＬｃ２、ラインＬｃ３を有している。
【００３５】
ラインＬｃ１は、一端が上清貯留容器４１０と接続され、他端が合流点ＧでラインＬｃ２と合流している。
ラインＬｃ２は、一端が生理食塩水貯蔵容器４２０と接続され、他端が合流点ＧでラインＬｃ１と合流している。
ラインＬｃ３は合流点Ｇと充填機構４４０とを連通している。
ラインＬｃ１、ラインＬｃ２は合流点Ｂで合流して、ラインＬｃ３を流れる間に、いわゆる「ラインミキシング」により上清と生理食塩水とが均一に混合され、以って、上清が生理食塩水によって均一に希釈される。
なお、充填機構４４０については、従来公知の機構或いは市販品を用いることが出来る。
【００３６】
ラインＬｃ１には、流量制御弁４３２が介装され、ラインＬｃ２には、流量制御弁４３４が介装されている。
流量制御弁４３２は、制御信号ラインＳ１により第４のコントロールユニット４３０と接続し、流量制御弁４３４は、制御信号ラインＳ２により第４のコントロールユニット４３０と接続している。
流量制御弁４３２、４３４を第４のコントロールユニット４３０で制御することにより、上清と生理食塩水とは所定の希釈割合（例えば、上清７０ｃｃに対して、生理食塩水２５０ｃｃ）で混合・希釈される。
【００３７】
生理食塩水により希釈された上清は、充填機構４４０により点滴容器５００に充填される。
ここで、上清を生理食塩水により希釈するには、図７で示すようなラインミキシング方式に限定されるものではない。上清と生理食塩水とを混合する混合用機器（例えば、図示しないミキサ等）を別途用意して、混合、希釈することも可能である。
【００３８】
次に、図示の実施形態を用いた実験例について、説明する。
［実験例］
肺癌患者から、間葉系幹細胞として脂肪由来の幹細胞（ＭＳＣｓ）を抽出し、図示の培養装置１００により培養する。
脂肪由来幹細胞の培養量は、後述の様に高温処理を行なった後に、上清７０ｃｃを抽出できる以上の量であり、且つ、少なくとも係る上清７０ｃｃが３０日に亘って確保出来る程度の量である。
【００３９】
培養された脂肪由来幹細胞を、図示の加熱装置２００により、４３℃の温度環境を４５分間に亘って保持して、高温処理を行なった。
実験例では行なわれていないが、高温処理が完了した時点で、脂肪由来幹細胞の表面に存在するタンパク質が変性したことを示す臭気が発生したことを、タンパク質変性臭気検出センサにより確認することが好ましい。
【００４０】
高温処理がされた脂肪由来幹細胞を、上清回収装置３００において、メッシュのサイズが０．２μｍのフィルタ３２１で濾過することにより、７０ｃｃの上清を回収した。
回収された７０ｃｃの上清を、希釈装置４００により生理食塩水２５０ｃｃで希釈した。
そして、上清７０ｃｃと生理食塩水２５０ｃｃとの混合液を、脂肪由来の幹細胞（ＭＳＣｓ）を抽出した患者Ｐに、点滴により、１日に１回ずつ投与した。
投与期間を３０日過ぎた時点で、３０名の肺癌患者Ｐの内、２８名の患者において、肺癌の縮小が観察された。
係る実験結果により、図示の実施形態に係る治療装置６００は、肺癌の治療に有効であることが確認された。
【００４１】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、本明細書では、特に癌の治療について説明されているが、図示の実施形態に係る治療装置は、筋無力症、パーキンソン病の治療にも有効である。
そして、図示の実施形態では、肺癌患者の治療を例示しているが、肺癌以外の癌の治療について、図示の実施形態に係る装置は有効に用いることが出来る。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・培養容器
２・・・水供給装置
３・・・培地製造機構
４・・・増幅器
４Ａ・・・光照射装置
５・・・Ａ／Ｄ変換器
５Ａ・・・音源
６・・・光処理装置
７・・・香料添加装置
８、９・・・水分含有率検知センサ
１０・・・培養装置の制御手段／第２のコントロールユニット
１０Ａ・・・変形例における培養装置の制御手段／第３のコントロールユニット
１２・・・計測結果合成手段
１３・・・記憶手段
１４・・・比較手段
１５・・・判定手段
２０・・・センサ基盤
３０・・・培地
１００・・・培養装置
２００・・・加熱装置
２０２・・・温度センサ
２０３・・・臭気センサ
２０４・・・タイマ
２２０・・・加熱部
３００・・・上清回収装置
３２０・・・残存物排出機構
４００・・・希釈装置
４１０・・・上清貯留容器
４２０・・・生理食塩水貯蔵容器
４３０・・・制御手段／第４のコントロールユニット
４４０・・・充填機構
５００・・・点滴容器
Ｃ・・・幹細胞
ＭＴ・・・画像出力手段
【図１】
0005527804.tif 000002
【図２】
0005527804.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005527804.tif 000008