(57)【要約】【課題】一の細胞が培養の過程で分泌する生化学物質等を他の細胞に供給するタイミングおよびその供給量を自由に選択することを可能とし、よりきめの細かい観察を行うことを可能とする。【解決手段】細胞Ａ，Ｂを培養する培養領域Ｘ，Ｙ内に、該培養領域Ｘ，Ｙを略水平方向に区画する区画壁２ｂを備え、該区画壁２ｂに、培養液５を流通可能な流路３が設けられ、該流路３に、培養液５の流通を許容し細胞Ａ，Ｂの流通を禁止するフィルタ部材４と、該流路３を開閉する開閉手段６とが設けられている細胞培養容器１を提供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養する培養領域内に、該培養領域を略水平方向に区画する区画壁を備え、
該区画壁に、培養液を流通可能な流路が設けられ、
該流路に、培養液の流通を許容し細胞の流通を禁止するフィルタ部材と、該流路を開閉する開閉手段とが設けられている細胞培養容器。
【請求項２】
前記区画壁により区画された培養領域の底面が光学的に透明な材質により構成されている請求項１に記載の細胞培養容器。
【請求項３】
前記区画壁が、略円筒状に形成され、
前記流路が、周方向に等間隔に複数設けられている請求項１または請求項２に記載の細胞培養容器。
【請求項４】
前記区画壁が、前記培養領域の略中央位置に配置されている請求項３に記載の細胞培養容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養容器に関し、特に、異なる複数種の細胞を同時に培養可能な共生培養用の細胞培養容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、異なる複数種の細胞を同時に培養可能な細胞培養容器としては、特許文献１に開示されているものがある。
この細胞培養容器は、透明素材で構成される試料槽内に貯留した培養液内において、一の細胞を培養し、底面が物質透過性素材により構成された小型の小容器を試料槽の培養液内に吊り下げて、該小容器内で他の細胞を培養するようにしている。
【０００３】
このようにすることで、細胞から分泌される生化学物質が、培養液内に拡散して、小容器底面の物質透過性素材を透過するので、異なる細胞どうしを混合させることなく、相互に影響を及ぼし合うことが可能となる。
【特許文献１】特開平６−２３７７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の細胞培養容器では、小容器を試料槽内に常時浸漬した状態に配置し、物質透過性素材を介した培養液の自由な流通を許容しているので、一の細胞が培養の過程で分泌する生化学物質を他の細胞に供給するタイミングおよびその供給量を自由に選択することができないという問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、一の細胞が培養の過程で分泌する生化学物質等を他の細胞に供給するタイミングおよびその供給量を自由に選択することを可能とし、よりきめの細かい観察を行うことを可能とする細胞培養容器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、細胞を培養する培養領域内に、該培養領域を略水平方向に区画する区画壁を備え、該区画壁に、培養液を流通可能な流路が設けられ、該流路に、培養液の流通を許容し細胞の流通を禁止するフィルタ部材と、該流路を開閉する開閉手段とが設けられている細胞培養容器を提供する。
【０００６】
本発明によれば、区画壁により、培養領域が複数に区画されることにより、区画された各培養領域において異なる複数種の細胞をそれぞれ培養することができる。区画壁には流路が設けられ、該流路にはフィルタ部材が配置されているので、各培養領域内の培養液は流路を透過して相互に流通することができる一方、各培養領域内の細胞はフィルタ部材によって相互に流通することを禁止される。これにより、複数種の細胞を混合させることなく、細胞が分泌した生化学物質等を他の細胞に作用させ、その影響を観察することが可能となる。
【０００７】
この場合において、流路は開閉手段により開閉可能に設けられているので、開閉手段の作動により、流路を開放する時期を選択することにより、一の細胞が分泌した生化学物質等を他の細胞に作用させるタイミングを自由に調節することができる。また、開閉手段による流路の開放量を調節することにより、一の細胞が分泌した生化学物質等を他の細胞に供給する供給量を自由に調節することができる。これにより、よりきめの細かい、細胞の共生培養観察を行うことができる。
【０００８】
上記発明においては、前記区画壁により区画された培養領域の底面が光学的に透明な材質により構成されていることが好ましい。
このようにすることで、培養領域において培養されている細胞を、培養領域の底面を透過して下から観察することができる。培養領域は区画壁により略水平方向に区画されているので、全ての培養領域において、底面を透過するだけで培養領域内の細胞を下から観察することができる。したがって、蛍光観察を行う場合においても、透過する物質の自家蛍光の問題を抑制し、鮮明な蛍光画像を取得することが可能となる。また、観察の際に、培養容器内から細胞を取り出す必要がなく、液だれによるコンタミネーションや、操作の複雑化、長期化等の問題の発生を未然に防止することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記区画壁が、略円筒状に形成され、前記流路が、周方向に等間隔に複数設けられていることが好ましい。
このようにすることで、円筒状の区画壁に周方向に等間隔に複数設けられた流路を介して、生化学物質等を流通させることができる。その結果、生化学物質等を周方向に均一な濃度で流通させ、他の細胞に均一に作用させることが可能となる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記培養領域の略中央位置に配置されていることが好ましい。
このようにすることで、区画壁により区画された各培養領域において他の培養領域から流路を介して流通されてきた生化学物質等を略均等な濃度分布で分散させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、一の細胞が培養の過程で分泌する生化学物質等を他の細胞に供給するタイミングおよびその供給量を自由に選択することを可能とし、よりきめの細かい観察を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る細胞培養容器１について、図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞培養容器１は、図１に示されるように、底面２ａを有する円筒状の容器本体２を備えている。該容器本体２には、略水平な底面２ａから鉛直上方に延びる円筒状の区画壁２ｂが設けられている。
【００１３】
区画壁２ｂには、半径方向に貫通形成された複数の窓部（流路）３が設けられている。窓部３は、図２に示されるように、周方向に等間隔をあけて配置されている。窓部３には、フィルタ部材４が張られている。フィルタ部材４は、微小な気孔を多数備える物質透過性部材により構成されている。これにより、フィルタ部材４は培養液５および該培養液５中に浮遊する物質（図示略）を透過する一方、細胞Ａ，Ｂの透過を禁止するようになっている。
【００１４】
フィルタ部材４は、例えば、ナイロン製メッシュ、四フッ化エチレン製メッシュ、金属製メッシュあるいは各種素材による不織布やスポンジ状部材により構成されている。フィルタ部材４の気孔の大きさは、培養する細胞Ａ，Ｂの大きさに応じて適宜選択すればよく、例えば、５〜１００μｍ、好ましくは５０〜８０μｍ程度に形成されている。
【００１５】
また、区画壁２ｂにはその外周面を覆うように、円筒状のシャッタ部材（開閉部材）６が嵌合されている。シャッタ部材６は、区画壁２ｂの外面に密着して両者間の隙間を密封するとともに、区画壁２ｂに対して周方向に回転移動することができるようになっている。また、シャッタ部材６には、区画壁２ｂに設けられた窓部３と略同等のピッチで略同等の大きさを有する開口部７が設けられている。
【００１６】
また、容器本体２は、少なくとも底面２ａが光学的に透明な材質により構成されている。これにより、細胞Ａ，Ｂを培養した状態のままで、倒立顕微鏡（図示略）により容器本体２の底面２ａを介して下から観察することができるようになっている。
【００１７】
このように構成された本実施形態に係る細胞培養容器１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る細胞培養容器１を用いて異なる２種類の細胞Ａ，Ｂを培養するには、区画壁２ｂに嵌合配置されているシャッタ部材６を区画壁２ｂに対して周方向に回転させ、図３および図４に示されるように、その開口部７と区画壁２ｂの窓部３とが一致しないように配置する。これにより、区画壁２ｂの半径方向内外の２つの培養領域Ｘ，Ｙが密閉状態に仕切られる。
【００１８】
この状態で２つの培養領域Ｘ，Ｙのそれぞれに別個の種類の細胞Ａ，Ｂを播種し、培養液５を貯留して培養する。培養中に容器本体２の底面２ａを介して倒立顕微鏡により各培養領域Ｘ，Ｙの細胞Ａ，Ｂを観察することができる。培養過程において、各培養領域Ｘ，Ｙ内の細胞Ａ，Ｂからは、種々の生化学物質が分泌される。分泌された生化学物質等はそれぞれの培養領域Ｘ，Ｙ内の培養液５内に浮遊し、略均等な濃度分布で拡散する。
【００１９】
そして、培養過程の所定の時点において、図５に示されるように、区画壁２ｂに対してシャッタ部材６を回転させることにより、シャッタ部材６の開口部７と区画壁２ｂの窓部３とを重ね合わせていく。これにより、各培養領域Ｘ，Ｙ内の細胞Ａ，Ｂから分泌され培養液５内に浮遊している種々の生化学物質等が、窓部３および開口部７を介して隣接する他の培養領域Ｘ，Ｙに流入する。
【００２０】
隣接する他の培養領域Ｘ，Ｙに流入した生化学物質等は、流入先の培養領域Ｘ，Ｙに貯留されている培養液５内に拡散し、当該培養領域Ｘ，Ｙ内において培養されている細胞Ａ，Ｂに影響を及ぼし始める。すなわち、本実施形態に係る細胞培養容器１によれば、シャッタ部材６の操作により、窓部３を開放した時点から、一の培養領域Ｘ（Ｙ）内において培養している細胞Ａ（Ｂ）を、他の培養領域Ｙ（Ｘ）において培養されている他の細胞Ｂ（Ａ）が分泌した生化学物質等の影響下で培養することができる。したがって、他の細胞Ｂ（Ａ）が分泌した生化学物質等の作用が開始されるタイミングを自由に選択することができる。
【００２１】
特に、生育速度が異なる細胞Ａ，Ｂを共生培養したい場合や、共生培養する細胞Ａ，Ｂが成長したり定着したりするまでは他の細胞Ａ，Ｂからの影響を受けたくない場合等に、影響を及ぼすタイミングを自由に選択して目的を達成することができる。
【００２２】
また、本実施形態に係る細胞培養容器１によれば、シャッタ部材６を操作して、窓部３を開閉する際に、容器本体２を移動させる必要がない。したがって、シャッタ部材６により窓部３が閉鎖され２種類の細胞Ａ，Ｂが独立して培養されている状態、シャッタ部材６により窓部３が開放され他の細胞Ａ，Ｂが分泌した生化学物質が拡散していく過程および生化学物質が拡散し終えた後の共生培養状態のいずれにおいても、容器本体２を倒立顕微鏡に装着した状態で底面２ａを介して観察し続けることができる。
【００２３】
また、本実施形態に係る細胞培養容器１によれば、区画壁２ｂが円筒状に形成され、窓部３が周方向に等間隔に設けられているので、シャッタ部材６により窓部３を開放した際に、全ての窓部３から生化学物質等を均一に拡散させることができる。その結果、隣接する培養領域Ｘ，Ｙ内における生化学物質の濃度分布を均一にして、細胞Ａ，Ｂに与える影響を均一化することができる。さらに、本実施形態に係る細胞培養容器１によれば、区画壁２ｂが、容器本体２の略中央位置に配置されているので、窓部３を介して拡散する生化学物質の濃度分布を容器本体２全体にわたってさらに均一化することができるという利点がある。
【００２４】
また、本実施形態に係る細胞培養容器１によれば、区画壁２ｂに対するシャッタ部材６の回転角度を調節することにより、窓部３の開放量を調節することができる。これにより、２つの培養領域Ｘ，Ｙ間における生化学物質等の流通量を調節することができ、生化学物質等が細胞Ａ，Ｂに及ぼす影響を変化させることができる。
【００２５】
なお、本実施形態に係る細胞培養容器１においては、円筒状の区画壁２ｂ外面に回転可能に嵌合する円筒状のシャッタ部材６を備えることとしたが、これに代えて、区画壁２ｂ内面に回転可能に嵌合する円筒状のシャッタ部材６を備えることとしてもよい。
【００２６】
また、円筒状の区画壁２ｂに嵌合するシャッタ部材６に代えて、図６に示されるように、容器本体２の底面２ａに密着する先端面にシール部材８を備える略円筒状のシャッタ部材６′を備えることとしてもよい。このシャッタ部材６′は開口部７を有していない。
【００２７】
すなわち、このようなシャッタ部材６′によれば、区画壁２ｂにより区画された培養領域Ｘ，Ｙを分離する際には、図６（ａ）に示されるように、区画壁２ｂを取り囲む位置に挿入して、先端面のシール部材８を容器本体２の底面２ａに密着させることにより、２つの培養領域Ｘ，Ｙを密封状態に隔離することができる。また、２つの培養領域Ｘ，Ｙ内の培養液５を相互に流通させる際には、図６（ｂ）に示されるように、シャッタ部材６′を容器本体２内から軸方向に引き抜くことにより、区画壁２ｂに設けられた窓部３を開放することができる。
【００２８】
また、図７に示されるように、シャッタ部材６″として、区画壁２ｂに形成された窓部３を閉塞するように貼り付けられる粘着シール状のシャッタ部材６″を採用することとしてもよい。このようにすることで、図７（ａ）に示されるように、シャッタ部材６″を貼り付けた状態で窓部３を閉塞し、区画壁２ｂにより２つの培養領域Ｘ，Ｙを分離状態に保持し、シャッタ部材６″を剥がすことにより窓部３を開放し、２つの培養領域Ｘ，Ｙ間における培養液５の相互流通を可能とすることができる。
【００２９】
シャッタ部材６″を粘着シール状にする場合には、一旦剥がすと再度窓部３を閉塞することができないので、１回だけ開放する用途に適用することができる。一方、区画壁２ｂを磁性材料により構成し、窓部３を閉塞するように貼り付けられるシャッタ部材６″を磁石により構成すれば、複数回にわたる開閉が可能となる。
【００３０】
また、本実施形態においては、円筒状の容器本体２内に円筒状の区画壁２ｂを形成したが、これに代えて、図８に示されるように、半径方向の延びる区画壁２ｂにより容器本体２内を複数の培養領域Ｘ，Ｙ，Ｚに区画することとしてもよい。この場合、粘着シール状あるいは磁石からなるシャッタ部材６″を用いることで、区画壁２ｂに設けた窓部３を開閉することとすればよい。
【００３１】
また、本実施形態においては、１つの円筒状の区画壁２ｂにより、容器本体２内を２つの培養領域Ｘ，Ｙに区画したが、これに代えて、図９に示されるように、２以上の同心円状の区画壁２ｂ，２ｃにより３以上の培養領域Ｘ，Ｙ，Ｚに区画することとしてもよい。図中、シャッタ部材６は図示を省略している。
【００３２】
このようにすることで、例えば、培養領域Ｘ内の細胞Ａに対して、培養領域Ｙ，Ｚ内の２種以上の細胞Ｂ，Ｃから分泌された異なる生化学物質を作用させつつ観察を行うことが可能となる。また、同心円状に限られず、培養容器２内に複数の筒状の区画壁２ｂ，２ｃを設けることにしてもよい。
【００３３】
また、図９に示す例では、２以上の区画壁２ｂ，２ｃのいずれにもフィルタ部材４を配置した窓部３を設けているが、これに代えて、任意の区画壁２ｃに窓部３を設けることなく、他の培養領域Ｘ，Ｙからは独立した培養領域Ｚを設けることとしてもよい。このようにすることで、他の細胞の生化学物質を作用させない、いわゆるコントロール細胞を隣接した位置で培養し、観察することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞培養容器を示す縦断面図である。
【図２】図１の細胞培養容器を示す分解斜視図である。
【図３】図１の細胞培養容器においてシャッタ部材により窓部を閉塞した状態を示す斜視図である。
【図４】図１の細胞培養容器の図３の状態における縦断面図である。
【図５】図１の細胞培養容器のようにシャッタ部材により窓部を開放した状態を示す斜視図である。
【図６】図１の細胞培養容器の第１の変形例を示す縦断面図であり、（ａ）は窓部を閉塞した状態、（ｂ）は窓部を開放した状態を示している。
【図７】図１の細胞培養容器の第２の変形例を示す縦断面図であり、（ａ）は窓部を閉塞した状態、（ｂ）は窓部を開放した状態を示している。
【図８】図１の細胞培養容器の第３の変形例を示す平断面図である。
【図９】図１の細胞培養容器の第４の変形例を示す平断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ，Ｂ  細胞
Ｘ，Ｙ，Ｚ  培養領域
１  細胞培養容器
２ａ  底面
２ｂ，２ｃ  区画壁
３  窓部（流路）
４  フィルタ部材
５  培養液
６，６′，６″  シャッタ部材（開閉手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007215472.tif 000008
【図７】
2007215472.tif 000009
【図８】
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【図９】
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