(57)【要約】【課題】細胞が破壊されており、細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化していない動植物組織を提供する。【解決手段】動植物組織は、細胞が破壊されており、細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化していない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞が破壊されている動植物組織であって、
前記細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化していないことを特徴とする動植物組織。
【請求項２】
成分の抽出に用いられることを特徴とする請求項１に記載の動植物組織。
【請求項３】
液化ガスを含む液体を用いて、動植物組織の細胞を破壊する工程を含むことを特徴とする動植物組織の細胞破壊方法。
【請求項４】
前記液化ガスの温度が１〜４０℃の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の動植物組織の細胞破壊方法。
【請求項５】
前記液化ガスの圧力が０．２〜５ＭＰａの範囲内であることを特徴とする請求項３又は４に記載の動植物組織の細胞破壊方法。
【請求項６】
前記液化ガスは、液化ジメチルエーテルであることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の動植物組織の細胞破壊方法。
【請求項７】
前記液化ガスを含む液体は、エントレーナーをさらに含むことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項に記載の動植物組織の細胞破壊方法。
【請求項８】
前記エントレーナーは、水及び／又はエタノールであることを特徴とする請求項７に記載の動植物組織の細胞破壊方法。
【請求項９】
液化ガスを含む液体を用いて、動植物組織の細胞を破壊する手段を有することを特徴とする動植物組織の細胞破壊装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動植物組織、動植物組織の細胞破壊方法及び動植物組織の細胞破壊装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動植物組織の細胞外マトリックスは、医療・工業材料の分野で利用されている。
【０００３】
動物組織の細胞外マトリックスは、エラスチン、コラーゲン（Ｉ型、ＩＶ型等）、ラミニン等を主成分とし、再生医療において、患者の欠損した器官を再生するための支持組織に利用されている。
【０００４】
また、植物組織の細胞外マトリックスは、セルロースを主成分とし、細胞培養足場、人工臓器、構造材料等に利用されている。
【０００５】
動植物組織の細胞外マトリックスを再生医療用材料、人工臓器用材料、細胞培養用材料、構造材料等に利用するためには、動植物組織から核酸等の細胞内産物を抽出する必要がある。ここで、細胞膜は、細胞内産物を抽出する際に、主な障壁となるため、細胞膜を除去するために、様々な細胞破壊方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３、非特許文献１参照）。
【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、細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化するという問題がある。
【０００７】
本発明の一態様は、細胞が破壊されており、細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化していない動植物組織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】
【０００８】
本発明の一態様は、細胞が破壊されている動植物組織であって、前記細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化していない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、細胞が破壊されており、細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化していない動植物組織を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の動植物組織の細胞破壊方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】ジメチルエーテルの飽和蒸気圧曲線を示す図である。
【図３】本実施形態の動植物組織の細胞破壊装置の一例を示す概略図である。
【図４】実施例の動植物組織の細胞破壊装置を示す概略図である。
【図５】実施例１の細胞が破壊されているブタ由来の大動脈組織のＨＥ染色の結果を示す光学顕微鏡写真である。
【図６】実施例２の細胞が破壊されているブタ由来の大動脈組織のＨＥ染色の結果を示す光学顕微鏡写真である。
【図７】実施例３の細胞が破壊されているブタ由来の大動脈組織のＨＥ染色の結果を示す光学顕微鏡写真である。
【図８】未処理のブタ由来の大動脈組織のＨＥ染色の結果を示す光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の説明によって限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【００１２】
（動植物組織の細胞破壊方法）
図１に、本実施形態の動植物組織の細胞破壊方法の一例を示す。
【００１３】
本実施形態の動植物組織の細胞破壊方法は、液化ガスを含む液体を用いて、動植物組織の細胞を破壊する工程（Ｓ１）を含む。
【００１４】
なお、本明細書および特許請求の範囲において、液化ガスとは、常温常圧で気体である物質の液化物である。
【００１５】
工程（Ｓ１）は、例えば、液化ガスを含む液体に動植物組織を接触させることで、リン脂質等の細胞膜成分が溶解し、核酸等の細胞内産物が抽出される。このため、動植物組織は、細胞が破壊されるが、細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化しない。
【００１６】
工程（Ｓ１）は、液化ガスの液体状態を維持するため、気密状態の抽出槽等の飽和蒸気圧以上の環境下で実施される。
【００１７】
液化ガスを含む液体に動植物組織を接触させる方法としては、特に限定されないが、液化ガスを含む液体と、動植物組織を混合して、撹拌する方法、液化ガスを含む液体に動植物組織を浸漬する方法、液化ガスを含む液体を循環させて、動植物組織に接触させる方法等が挙げられ、動植物組織の性状に応じて、適宜選択することができる。
【００１８】
液化ガスを含む液体に動植物組織を接触させた後、常温常圧に戻すと、液化ガスは、気化して、除去される。このため、細胞が破壊されている動植物組織は、液化ガスが残留しにくくなる。
【００１９】
液化ガスとしては、動植物組織の細胞を破壊して細胞内産物を抽出することが可能であれば、特に限定されないが、二酸化炭素、ジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ホルムアルデヒド、ケテン、アセトアルデヒド、プロパン、ブタン、液化石油ガス等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、比較的低温低圧で液化する点で、エチルメチルエーテル、ジメチルエーテルが好ましく、ジメチルエーテルが特に好ましい。
【００２０】
液化ガスの温度は、１〜４０℃の範囲内であることが好ましく、１０〜３０℃の範囲内であることがさらに好ましい。液化ガスの温度が１〜４０℃の範囲内であることにより、動植物組織の熱による劣化が抑制されると共に、後述する細胞破壊装置のコストが安価になる。
【００２１】
液化ガスの圧力は、０．２〜５ＭＰａの範囲内であることが好ましい。液化ガスの圧力が０．２〜５ＭＰａの範囲内であることにより、後述する細胞破壊装置のコストが安価になる。
【００２２】
ジメチルエーテルは、１〜４０℃、０．２〜５ＭＰａの範囲内で液化することができるため（図２参照）、動植物組織の熱による劣化が抑制されると共に、後述する細胞破壊装置のコストが安価になる。また、液化ジメチルエーテルは、常温常圧下で気化することから、動植物組織に残留しにくい。
【００２３】
液化ガスを含む液体は、エントレーナーをさらに含んでいてもよい。
【００２４】
エントレーナーとしては、細胞内産物の抽出を促進することが可能であれば、特に限定されないが、エタノール、水、生理食塩水、ＰＢＳ（リン酸緩衝化生理食塩水）等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。
【００２５】
エントレーナーの添加量は、液化ガス中の溶解度以下となるようにすることが好ましい。これにより、液化ガスを含む液体を均一にすることができる。
【００２６】
本実施形態の動植物組織の細胞破壊方法により、細胞が破壊されている動植物組織は、細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化していないため、成分の抽出等の加工に用いることができる。
【００２７】
（動植物組織の細胞破壊装置）
動植物組織の細胞破壊装置は、液化ガスを含む液体を用いて、動植物組織の細胞を破壊することが可能であれば、特に限定されない。
【００２８】
以下、液化ガスを含む液体として、液化ジメチルエーテルを用いる場合について、説明する。
【００２９】
この場合、例えば、ジメチルエーテルを飽和蒸気圧以上にすることで生成した液化ジメチルエーテルを動植物組織に接触させることで、細胞を破壊して細胞内産物を抽出する。次に、液化ジメチルエーテルを飽和蒸気圧未満にすることで気化させ、細胞が破壊されている動植物組織から液化ジメチルエーテルを除去する。
【００３０】
動植物組織の細胞破壊装置は、後述する貯蔵手段から抽出手段に液化ジメチルエーテルを送液する送液手段と、送液された液化ジメチルエーテルに動植物組織を接触させて細胞を破壊して細胞内産物を抽出する抽出手段と、抽出手段から抽出液を導出する導出手段を備える。また、動植物組織の細胞破壊装置は、温度及び／又は圧力を調節することにより、抽出液から液化ジメチルエーテルを蒸発させて細胞内産物を分離する分離手段と、温度及び／又は圧力を調節することにより、蒸発したジメチルエーテルを凝縮させる凝縮手段を備える。さらに、動植物組織の細胞破壊装置は、液化ジメチルエーテルを貯蔵する貯蔵手段と、液化ジメチルエーテルを貯蔵手段に供給する供給手段と、液化ジメチルエーテルの温度及び圧力を検知する検知手段を備える。
【００３１】
送液手段としては、液化ジメチルエーテルの流量を調節することが可能であれば、特に限定されないが、送液ポンプ、熱駆動等が挙げられる。
【００３２】
なお、抽出液から細胞内産物を膜分離した後、温度及び／又は圧力を調節することにより、液化ジメチルエーテルを蒸発させてもよい。
【００３３】
図３に、本実施形態の動植物組織の細胞破壊装置の一例を示す。
【００３４】
なお、図３は、本実施形態の動植物組織の細胞破壊装置を理解することができる程度に、構成要素の形状、大きさ及び配置を概略的に示すものに過ぎない。
【００３５】
動植物組織の細胞破壊装置１００は、液化ジメチルエーテル２を貯蔵する貯槽１と、動植物組織７を液化ジメチルエーテル２に接触させ、核酸等の細胞内産物を抽出する抽出槽６と、貯槽１から抽出槽６へ液化ジメチルエーテル２を送液するポンプ３を有する。また、動植物組織の細胞破壊装置１００は、抽出槽６から導出された抽出液から液化ジエチルエーテルを蒸発させて分離する分離槽１１と、分離槽１１から導出されたジエチルエーテルを凝縮する凝縮器１７を有する。さらに、動植物組織の細胞破壊装置１００は、（液化）ジメチルエーテルを導出又は導入する導管５、１０、１２、１４、１６、１９、２０、各槽内の圧力を調節し、（液化）ジメチルエーテルの導出及び導入を制御するバルブ４、９、１３、１５、１８、２１、２２を有する。このとき、抽出槽６の上流側および下流側には、フィルタ８が設置されている。
【００３６】
動植物組織の細胞破壊装置１００において、貯槽１から抽出槽６に液化ジメチルエーテル２を導入するポンプ３、バルブ４、導管５が、送液手段として機能する。抽出槽６は、細胞破壊手段として機能する。抽出槽６から液化ジメチルエーテルを導出する導管１０及びバルブ９が、導出手段として機能する。分離槽１１、導管１２及びバルブ１３が、分離手段として機能する。バルブ１５、導管１６及び凝縮器１７が、凝縮手段として機能する。貯槽１は、貯蔵手段として機能する。導管１９、２０及びバルブ１８、２１が、供給手段として機能する。
【００３７】
細胞破壊装置１００は、各槽内の温度及び気圧を検知する温度計及び圧力計、各槽内における撹拌を実施するための攪拌機、各槽内及び導管内における活性ガス（例えば、酸素）をパージするための不活性ガス（例えば、窒素）を流通させる装置等の任意の構成要素をさらに含む。
【００３８】
次に、細胞破壊装置１００を用いて、工程（Ｓ１）を実施する方法について、説明する。
【００３９】
まず、抽出槽６に動植物組織７を導入する。このとき、バルブ４、９、１３、１５、１８、２１、２２は、閉状態である。ここで、貯槽１に液化ジメチルエーテル２が十分に貯蔵されていない場合は、バルブ１８及び／又はバルブ２１を開状態とし、導管１９及び／又は導管２０を経由して、貯槽１に液化ジメチルエーテル２を供給した後、バルブ１８及び２１を閉状態とする。なお、貯槽１の圧力をジメチルエーテルの飽和蒸気圧以上にすることにより、液化ジメチルエーテル２が生成される（図２参照）。
【００４０】
次に、バルブ４を開状態とし、ポンプ３により、貯槽１内の液化ジメチルエーテル２を導出し、導管５を経由して、動植物組織７と接触するまで抽出槽６に導入した後、バルブ４を閉状態とする。その結果、動植物組織７の細胞膜成分が溶解するため、動植物組織７の細胞が破壊され、細胞内産物が抽出される。
【００４１】
次に、バルブ９を開状態とし、ポンプ３により、貯槽１から液化ジメチルエーテル２を導出し、導管５を経由して、抽出槽６に導入する。その結果、抽出槽６から抽出液が導出され、導管１０を経由して、分離槽１１に導入される。このとき、抽出槽６の上流側及び下流側にフィルタ８が設置されているため、細胞が破壊されている動植物組織は、抽出槽６内に残留する。
【００４２】
ここで、バルブ９を開状態とするタイミングは、抽出槽６に液化ジメチルエーテル２が導入されてから、動植物組織７に液化ジメチルエーテルを移行させるために、所定時間経過した後である。このとき、液化ジメチルエーテルが動植物組織７と接触している状態で、所定時間静置してもよいし、撹拌してもよい。
【００４３】
次に、バルブ４を閉状態とし、バルブ１３及び２２を開状態として、分離槽１１の圧力をジメチルエーテルの飽和蒸気圧未満とすることにより、バルブ４とバルブ１３の間に存在する液化ジメチルエーテルが蒸発し、抽出液から分離される。蒸発したジメチルエーテルは、導管１４を経由して、導管２３から排出される。このとき、必要に応じて、ポンプを用いて、ジメチルエーテルを排出してもよい。その結果、抽出槽６には、細胞が破壊されている動植物組織が残留し、分離槽１１には、細胞膜成分が残留する。
【００４４】
このとき、バルブ２２を開状態とする代わりに、バルブ１５を開状態とすると、蒸発したジメチルエーテルは、導管１６を経由して、凝縮器１７に導入される。その結果、ジメチルエーテルが凝縮することにより生成した液化ジメチルエーテルを再利用することができる。
【００４５】
以上、貯槽１内の液化ジメチルエーテル２を不連続的に導出する場合について説明したが、貯槽１内の液化ジメチルエーテル２を連続的に導出してもよい。
【００４６】
具体的には、バルブ４及び９を開状態として、液化ジメチルエーテル２を、貯槽１から、導管５を経由して、抽出槽６に連続的に導入すると共に、抽出液を、抽出槽６から、導管１０を経由して、分離槽１１に導出してもよい。
【００４７】
なお、動植物組織の細胞破壊装置は、圧力を変化させる代わりに、温度を変化させて、ジメチルエーテルを凝縮（液化ジメチルエーテルを蒸発）させてもよい。
【実施例】
【００４８】
以下において、実施例を参照して本発明をより具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されない。
【００４９】
［実施例１］
図４に示す動植物組織の細胞破壊装置を用いて、ブタ由来の大動脈組織５５の細胞を破壊した。
【００５０】
具体的には、抽出槽５４に、ブタ由来の大動脈組織５５を仕込んだ。次に、分離槽６０を予めジメチルエーテルで置換し、バルブ５２、５３、５６、５８、５９を閉状態とした。次に、背圧弁５７の設定圧力を０．７ＭＰａとし、バルブ５２、５３、５６、５８を開状態とし、ポンプ５１を用いて、液化ジメチルエーテルを流通させ、液化ジメチルエーテルで抽出槽５４が満たされたところで、バルブ５３、５６を閉状態とし、ブタ由来の大動脈組織５５を液化ジメチルエーテルに浸漬し、リン脂質等の細胞膜成分を抽出した。次に、バルブ５３、５６を開状態とし、液化ジメチルエーテルの流量を１ｍＬ／ｍｉｎに調節して、抽出液を分離槽６０で回収した。次に、バルブ５８を閉状態とし、分離槽６０を装置から取り外し、ドラフト内で大気圧として、液化ジメチルエーテルを蒸発させた。
【００５１】
上記の操作により、液化ジメチルエーテル６０ｍＬを流通させた後、バルブ５３を閉状態とし、バルブ５６、５８、５９を開状態とした。これにより、抽出槽５４内の圧力を大気圧とし、抽出槽５４内の液化ジメチルエーテルを蒸発させた。その結果、細胞が破壊されているブタ由来の大動脈組織を得た。
【００５２】
［実施例２、３］
液化ジメチルエーテルの流通量を、それぞれ２４０ｍＬ、６００ｍＬに変更した以外は、実施例１と同様にして、細胞が破壊されているブタ由来の大動脈組織を得た。
【００５３】
図５〜８に、実施例１〜３の細胞が破壊されているブタ由来の大動脈組織、未処理のブタ由来の大動脈組織５５のヘマトキシリン−エオシン染色（ＨＥ染色）の結果を示す。
【００５４】
図５〜８から、実施例１〜３の細胞が破壊されているブタ由来の大動脈組織は、細胞が破壊される前後で細胞外マトリックスの構造が変化していないことがわかる。
【００５５】
表１に、実施例１〜３のブタ由来の大動脈組織のリン脂質の抽出率を示す。
【００５６】
【表１】
2019154349.tif 000002
ここで、リン脂質の抽出率は、分離槽６０に残留した残留物中のリン脂質の量を、未処理のブタ由来の大動脈組織５５に含まれるリン脂質の量で除して求めた。また、リン脂質の量は、残留物又はブタ由来の大動脈組織５５から脂質を抽出した後、ＨＰＬＣにより分取したリン脂質を構成する脂肪酸の量を液体クロマトグラフィー−フーリエ変換質量分析計（ＬＣ−ＦＴＭＳ）で計測することにより求めた。
【００５７】
表１から、液化ジメチルエーテルにより、細胞膜の主成分であるリン脂質が抽出されており、ブタ由来の大動脈組織５５の細胞が破壊されていることがわかる。
【符号の説明】
【００５８】
１    貯槽
２    液化ジメチルエーテル
３    ポンプ
４、９、１３、１５、１８、２１、２２    バルブ
５、１０、１２、１４、１６、１９、２０、２３    導管
６    抽出槽
７    生体組織
８    フィルタ
１１    分離槽
１７    凝縮器
１００    動植物組織の細胞破壊装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特表２０１６−５２３５４１号公報
【特許文献２】特表２０１７−５２６３４８号公報
【特許文献３】特表２００５−５１４９７１号公報
【非特許文献】
【００６０】
【非特許文献１】Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ３２（２０１１）３２３３−３２４３
【図１】
2019154349.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2019154349.tif 000006
【図５】
2019154349.tif 000007
【図６】
2019154349.tif 000008
【図７】
2019154349.tif 000009
【図８】
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