(57)【要約】【課題】複数の心筋細胞を用いた薬剤の評価を容易に実現する評価支援装置を提供する。【解決手段】本心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置は、複数のホールで心筋細胞が培養されている培養プレートを撮影した動画像であって、心筋細胞に薬剤を投与する前の第１の動画像から複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第１のデータおよび心筋細胞に薬剤を投与した後の第２の動画像から複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第２のデータが入力されると、第１のデータおよび第２のデータの比較結果に基づいて薬剤による心筋細胞への影響の評価を支援する。【選択図】図１０
2017015497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のホールで心筋細胞が培養されている培養プレートを撮影した動画像であって、前記心筋細胞に薬剤を投与する前の第１の動画像から前記複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第１のデータおよび前記心筋細胞に薬剤を投与した後の第２の動画像から前記複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第２のデータが入力されると、前記第１のデータおよび前記第２のデータの比較結果に基づいて前記薬剤による心筋細胞への影響の評価を支援する評価支援部、を備える、
心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置。
【請求項２】
前記第１の動画像および前記第２の動画像の入力を受け付ける受付部と、
前記第１のデータとして前記受付部によって受け付けられた前記第１の動画像から前記複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定し、前記第２のデータとして前記受付部によって受け付けられた前記第２の動画像から前記複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定する測定部と、をさらに備える、
請求項１に記載の心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置。
【請求項３】
前記複数のホールで培養されている前記心筋細胞を撮影する撮影部をさらに備える、
請求項２に記載の心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置。
【請求項４】
前記評価支援部は、前記第１の動画像から測定された拍動が所定範囲に属する心筋細胞を選択し、前記選択された心筋細胞の前記第１の動画像および前記第２の動画像それぞれから測定された拍動の比較結果に基づいて前記薬剤による心筋細胞への影響の評価を支援する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置。
【請求項５】
前記所定範囲は、心筋細胞が正常に培養されたと判定される範囲である、
請求項４に記載の心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置。
【請求項６】
前記測定された拍動に基づいて前記心筋細胞を複数の群に分類する分類部をさらに備え、
前記評価支援部は、前記評価の支援を前記群毎に実行する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置。
【請求項７】
前記受付部は、前記第１の画像および前記第２の画像が撮影された後に前記投与された薬剤が洗浄された前記培養プレートを撮影した第３の動画像の入力をさらに受け付け、
前記測定部は、前記洗浄された培養プレートの前記複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を前記第３の動画像から測定し、前記第３の動画像から測定された拍動と前記第１の動画像から測定された拍動との比較結果に基づいて、前記洗浄された培養プレートの心筋細胞が薬剤の評価に利用可能か否かを判定する、
請求項２から６のいずれか一項に記載の心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置。
【請求項８】
コンピュータが、
複数のホールで心筋細胞が培養されている培養プレートを撮影した動画像であって、前記心筋細胞に薬剤を投与する前の第１の動画像から前記複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第１のデータおよび前記心筋細胞に薬剤を投与した後の第２の動画像から前記複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第２のデータが入力されると、前記第１のデータおよび前記第２のデータの比較結果に基づいて前記薬剤による心筋細胞への影響の評価を支援する、
心筋に対する薬剤の影響の評価支援方法。
【請求項９】
コンピュータに、
複数のホールで心筋細胞が培養されている培養プレートを撮影した動画像であって、前記心筋細胞に薬剤を投与する前の第１の動画像から前記複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第１のデータおよび前記心筋細胞に薬剤を投与した後の第２の動画像から前記複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第２のデータが入力されると、前記第１のデータおよび前記第２のデータの比較結果に基づいて前記薬剤による心筋細胞への影響の評価を支援させる、
心筋に対する薬剤の影響の評価支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置、評価支援方法および評価支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤の開発においては、動物実験、臨床試験等の様々な試験によって、当該薬剤の評価が行われている。薬剤の評価では、例えば、２次元構造であるシート状に培養された心筋細胞または培養によって細胞の３次元構造であるスフェロイドを形成した心筋細胞が用いられる。以下、本明細書において、培養された心筋細胞は、その構造に関わらず培養心筋細胞と称する。薬剤の評価では、例えば、培養心筋細胞を用いて当該薬剤の薬効および心毒性が評価されている。従来の薬剤の評価手法の一つとして、電極を有する培養シート（Multiple Electrode Array、ＭＥＡ）上で培養された培養心筋細胞または心筋細胞を用いて、心筋の拍動を検出する方法があった。また、他の方法としては、培養心筋細胞の拍動を画像処理によって検出する方法があった。これらの試験によって心毒性が確認されると、当該薬剤の開発または製品化が中止されることがある。そのため、薬剤の開発では、開発の早期段階での薬剤の評価の実施および薬剤の評価の信頼性向上が望まれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】長倉  延、他３名、「Multi-spheroid imaging analysis of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte by Cellvoyager CV7000 system for the assessment of in vitro cardiotoxicity」、第６回学術年会プログラム・要旨集、日本安全性薬理研究会、２０１５年２月２０日、p.27
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＭＥＡによる評価方法および画像処理による評価方法のいずれも、培養心筋細胞を評価条件毎に個別に用意して薬剤の評価を行った。そのため、薬剤の評価を複数回実施する場合、評価の度に培養心筋細胞を用意することになり、作業が煩雑であった。また、複数の培養心筋細胞に対して試験を行う場合、各試験において投与される薬剤の濃度等に意図しない差が出る虞があった。そこで、開示の技術の１つの側面は、複数の心筋細胞を用いた薬剤の評価を容易に実現する評価支援装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示の技術の１つの側面は、次のような心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置によって例示される。本心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置は、複数のホールで心筋細胞が培養されている培養プレートを撮影した動画像であって、心筋細胞に薬剤を投与する前の第１の動画像から複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第１のデータおよび心筋細胞に薬剤を投与した後の第２の動画像から複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定した第２のデータが入力されると、第１のデータおよび第２のデータの比較結果に基づいて薬剤による心筋細胞への影響の評価を支援する。
【０００６】
本評価支援装置は、複数のホール各々で培養された各心筋細胞の薬剤の投与前後における拍動を比較することで、投与された薬剤の心筋細胞への影響の評価を支援する。すなわち、本評価支援装置によれば、複数の心筋細胞を用いた薬剤の評価を容易に実現できる。
【０００７】
さらに、本発明は次の特徴を有してもよい。第１の動画像および第２の動画像の入力を受け付ける受付部と、第１のデータとして受付部によって受け付けられた第１の動画像から複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定し、第２のデータとして受付部によって受け付けられた第２の動画像から複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を測定する測定部と、をさらに備える。
【０００８】
このような発明によれば、評価支援装置は、入力された動画像から拍動を測定し、測定された拍動を基に投与された薬剤の心筋細胞への影響の評価を支援する。すなわち、本評価支援装置によれば、動画像の解析から評価の支援までを実行できる。
【０００９】
さらに、本発明は次の特徴を有してもよい。複数のホールで培養されている心筋細胞を撮影する撮影部をさらに備える。このような発明によれば、評価支援装置は、心筋細胞の撮影から薬剤の評価までを実行できる。
【００１０】
さらに、本発明は次の特徴を有してもよい。評価支援部は、第１の動画像から測定された拍動が所定範囲に属する心筋細胞を選択し、選択された心筋細胞の第１の動画像および第２の動画像それぞれから測定された拍動の比較結果に基づいて薬剤による心筋細胞への影響の評価を支援する。このような発明によれば、培養された心筋細胞個々の差による薬剤の評価への影響を低減できる。
【００１１】
さらに、本発明は次の特徴を有してもよい。所定範囲は、心筋細胞が正常に培養されたと判定される範囲である。このような発明によれば、正常に培養されなかった心筋細胞を除外して薬剤の評価を行う事ができる。
【００１２】
さらに、本発明は次の特徴を有してもよい。測定された拍動に基づいて心筋細胞を複数の群に分類する分類部をさらに備える。評価支援部は、評価の支援を群毎に実行する。このような発明によれば、複数の異なる特徴を持つ心筋細胞に対する薬剤の影響を評価できる。
【００１３】
さらに、本発明は次の特徴を有してもよい。受付部は、第１の画像および第２の画像が撮影された後に投与された薬剤が洗浄された培養プレートを撮影した第３の動画像の入力を受け付ける。測定部は、洗浄された培養プレートの複数のホール各々で培養された各心筋細胞の拍動を第３の動画像から測定し、第３の動画像から測定された拍動と第１の動画像から測定された拍動との比較結果に基づいて、洗浄された培養プレートの心筋細胞が薬剤の評価に利用可能か否かを判定する。このような発明によれば、薬剤の評価に使用した心筋細胞を洗浄して再利用することで、複数種類の薬剤の評価または同一の薬剤を複数回評価する場合に用いる心筋細胞の数量が低減される。
【００１４】
さらに、本発明は、コンピュータによって実行される方法およびコンピュータに実行させるプログラムとして把握する事も可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の心筋細胞を用いた薬剤の評価を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る心筋に対する薬剤の影響の評価システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、ナノピラー細胞培養プレートの一例を示す図である。
【図４】図４は、ウェルの底面の一部分を拡大した図の一例である。
【図５】図５は、ホールの一例を示す図である。
【図６】図６は、ホールの底面に形成されたナノピラー領域の一部分を拡大した斜視図の一例である。
【図７】図７は、図４におけるＡ−Ａ断面図の一例である。
【図８】図８は、評価装置の処理ブロックの一例を示す図である。
【図９】図９は、培養心筋細胞の拍動を示す図の一例である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る評価システムを用いた培養心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０のステップＳ１０２で形成された培養心筋細胞の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、図１０のステップＳ１０３の処理の詳細なフローの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２のステップＳ１０３４で検出された、ホールで培養された培養心筋細胞の拍動数の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、薬剤の投与前後における培養心筋細胞の拍動の変化の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、第１変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、第２変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。
【図１７】図１７は、第３変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。
【図１８】図１８は、第４変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。
【図１９】図１９は、１分間当たりの拍動数が異なる培養心筋細胞の拍動の変化を比較する図の一例である。
【図２０】図２０は、大きさが異なる培養心筋細胞の拍動の変化を比較する図の一例である。
【図２１】図２１は、区分線によって区分される範囲毎にナノピラー領域の面積を変更したナノピラー細胞培養プレートの拡大図の一例である。
【図２２】図２２は、第５変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。
【図２３】図２３は、第６変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、一実施形態に係る心筋に対する薬剤の影響の評価システムについて説明する。以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る心筋に対する薬剤の影響の評価システム１の一例を示す図である。評価システム１は、イメージング装置１０および評価装置２０を備える。イメージング装置１０および評価装置２０は、ネットワーク環境５によって相互に接続されている。評価システム１は、培養された培養心筋細胞への薬剤の影響の評価を支援する。
【００１９】
イメージング装置１０は、光学顕微鏡によって拡大された試料の実像をデジタル画像として出力する装置である。イメージング装置１０は、試料台、光学顕微鏡およびデジタルカメラを有する。イメージング装置１０は、光学顕微鏡によって試料台に置かれた試料の実像を拡大する。デジタルカメラは、光学顕微鏡で拡大された試料の実像を動画または静
止画として撮影する。撮影された動画または静止画は、本明細書において、動画像と称する。イメージング装置１０によって撮影される試料は、例えば、細胞を培養するプレートであるナノピラー細胞培養プレート３０によって培養された培養心筋細胞である。撮影された動画像のデータは、ネットワーク環境５を介して評価装置２０に送信される。イメージング装置１０の光学顕微鏡およびデジタルカメラは、本発明の「撮影部」の一例である。
【００２０】
評価装置２０は、イメージング装置１０によって撮影された動画像の分析を行うことで、薬剤の評価を支援する。評価装置２０は、ネットワーク環境５を介して、イメージング装置１０によって撮影された動画像のデータを受信する。評価装置２０は、受信した動画像のデータを分析することで、培養心筋細胞の拍動を測定する。培養心筋細胞の拍動は、培養心筋細胞の単位時間当たりの拍動数、拍動の加速度、収縮から拡張までの周期等を含む。評価装置２０としては、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバ、スマートフォン、携帯電話またはタブレット端末等の様々な情報処理装置が採用可能である。評価装置２０は、本発明の「心筋に対する薬剤の影響の評価支援装置」の一例である。
【００２１】
図２は、情報処理装置１００のハードウェア構成を例示する図である。情報処理装置１００は、プロセッサ１０１、主記憶部１０２、補助記憶部１０３、通信部１０４および接続バスＢ１を含む。プロセッサ１０１、主記憶部１０２、補助記憶部１０３および通信部１０４は、接続バスＢ１によって相互に接続されている。情報処理装置１００は、イメージング装置１０または評価装置２０として利用できる。
【００２２】
情報処理装置１００では、プロセッサ１０１が補助記憶部１０３に記憶されたプログラムを主記憶部１０２の作業領域に展開し、プログラムの実行を通じて周辺装置の制御を行う。これにより、情報処理装置１００は、所定の目的に合致した処理を実行することができる。主記憶部１０２および補助記憶部１０３は、情報処理装置１００が読み取り可能な記録媒体である。情報処理装置１００は、プロセッサ１０１を複数備えてもよい。また、情報処理装置１００は、画像処理、信号処理等を行う専用プロセッサを含んでもよい。さらに、情報処理装置１００は、専用のハードウェア回路と連携してもよい。
【００２３】
主記憶部１０２は、プロセッサ１０１から直接アクセスされる記憶部として例示される。主記憶部１０２は、Random Access Memory（ＲＡＭ）およびRead Only Memory（ＲＯＭ）を含む。
【００２４】
補助記憶部１０３は、各種のプログラムおよび各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納する。補助記憶部１０３は外部記憶装置とも呼ばれる。補助記憶部１０３には、オペレーティングシステム（Operating System、ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。ＯＳは、通信部１０４を介して接続される外部装置等とのデータの受け渡しを行う通信インターフェースプログラムを含む。外部装置等には、例えば、コンピュータネットワーク等で接続された、他の情報処理装置および外部記憶装置が含まれる。なお、補助記憶部１０３は、例えば、ネットワーク上のコンピュータ群であるクラウドシステムの一部であってもよい。
【００２５】
補助記憶部１０３は、例えば、Erasable Programmable ROM（ＥＰＲＯＭ）、ソリッド
ステートドライブ（Solid State Drive、ＳＳＤ）、ハードディスクドライブ（Hard Disk
Drive、ＨＤＤ）等である。また、補助記憶部１０３は、例えば、Compact Disc（ＣＤ）ドライブ装置、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）ドライブ装置、Blu-ray（登録商標）Disc（ＢＤ）ドライブ装置等である。また、補助記憶部１０３は、Network Attached Storage（ＮＡＳ）あるいはStorage Area Network（ＳＡＮ）によって提供されてもよい。
【００２６】
情報処理装置１００が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、情報処理装置１００から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうち情報処理装置１００から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、フラッシュメモリなどのメモリカード等がある。また、情報処理装置１００に固定された記録媒体としてハードディスク、ＳＳＤあるいはＲＯＭ等がある。
【００２７】
通信部１０４は、例えば、ネットワーク環境５とのインターフェースである。通信部１０４は、ネットワーク環境５を介して外部の装置と通信を行う。
【００２８】
情報処理装置１００は、例えば、ユーザ等からの操作指示等を受け付ける入力部をさらに備えてもよい。このような入力部として、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、加速度センサーあるいは音声入力装置といった入力デバイスを例示できる。また、情報処理装置１００は、動画または静止画を撮影するデジタルカメラを備えることも可能である。
【００２９】
情報処理装置１００は、例えば、プロセッサ１０１で処理されるデータや主記憶部１０２に記憶されるデータを出力する出力部を備えるものとしてもよい。このような、出力部として、Cathode Ray Tube（ＣＲＴ）ディスプレイ、Liquid Crystal Display（ＬＣＤ）、Plasma Display Panel（ＰＤＰ）、Electroluminescence（ＥＬ）パネル、有機ＥＬパ
ネルあるいはプリンタといった出力デバイスを例示できる。
【００３０】
ナノピラー細胞培養プレート３０は、細胞の培養に用いられる。図３は、ナノピラー細胞培養プレート３０の一例を示す図である。図３は、ナノピラー細胞培養プレート３０の平面図の一例となっている。ナノピラー細胞培養プレート３０の表面は、複数のウェル３１が設けられている
【００３１】
ウェル３１は、ナノピラー細胞培養プレート３０の表面において、円柱形状の凹部を形成するように設けられる。図３では、ナノピラー細胞培養プレート３０の表面に、２４個のウェル３１が形成されている。それぞれのウェル３１は、ウェル３１間の壁を形成する仕切り部３０ａによって仕切られる。ウェル３１間が仕切り部３０ａによって仕切られることで、各ウェル３１に投入された薬剤の混交が抑制される。
【００３２】
図４は、ウェル３１の底面の一部分を拡大した図の一例である。図４は、図３の領域３１ａを拡大した平面図の一例である。ウェル３１の底面には、円柱形状の凹部を形成するホール３２が複数設けられる。各ホール３２は、ホール壁部３２ｂによって仕切られる。各ホール３２の底面における中央の領域には、柱状の突起を形成するナノピラーが複数設けられる。以下、本明細書において、複数のナノピラーが設けられる領域をナノピラー領域３２ａと称する。また、ウェル３１の底面にはホール３２を４個ずつに区分けする区分線３１ｂが設けられている。なお、区分線３１ｂは、省略してもよい。
【００３３】
図５は、ホール３２の一例を示す図である。図５は、ホール３２の平面図の一例である。ホール３２の直径は、例えば、２００μｍである。ホール３２の底面には、ホール３２の位置を示すアドレス情報３２ｃ、３２ｃが記載されている。アドレス情報３２ｃ、３２ｃは、ウェル３１内に設けられた複数のホール３２の位置を座標によって特定する情報である。例えば、図５に一例を示すホール３２の位置は、ウェル３１の左から１５番目、上から２番目であることがわかる。なお、アドレス情報３２ｃ、３２ｃは、省略してもよい。
【００３４】
図６は、ホール３２の底面に形成されたナノピラー領域３２ａの一部分を拡大した斜視図の一例である。図７は、図４におけるＡ−Ａ断面図の一例である。ナノピラー領域３２ａには、柱状の突起であるナノピラー３３が複数形成されている。ナノピラー３３が形成される領域であるナノピラー領域３２ａの面積は、培養する細胞が移動可能な範囲によって規定される。なお、培養される培養心筋細胞の大きさは、ナノピラー領域３２ａの面積によって制御される。そのため、ナノピラー領域３２ａの面積は、薬剤の評価に要求される培養心筋細胞の大きさに応じて規定されてもよい。ホール３２の底面におけるナノピラー３３の直径Ｗは、心筋細胞の直径よりも小さく設定される。また、隣り合ったナノピラー３３の先端同士の間隔Ｄは、心筋細胞の直径よりも小さく設定される。また、ナノピラー３３の高さＨｎは、ホール３２のホール壁部３２ｂの高さＨｗより低く形成される。その結果、ナノピラー領域３２ａ上の心筋細胞は、複数のナノピラー３３の先端によって支持される。ナノピラー細胞培養プレート３０では、各ホール３２で培養された培養心筋細胞は、それぞれ独立して拍動する。
【００３５】
＜評価装置２０の処理ブロック＞
図８は、評価装置２０の処理ブロックの一例を示す図である。図８では、動画像入力部２０１、領域検出部２０２、測定部２０３、分類部２０４、評価部２０５および出力部２０６の各処理ブロックの一例が示されている。例えば、図２のプロセッサ１０１が図８の各ブロックとして主記憶部１０２に実行可能に展開されたコンピュータプログラムを実行する。ただし、図８のいずれかのブロックの少なくとも一部はハードウェア回路、専用のプロセッサまたはデジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor、ＤＳＰ）を含んでもよい。
【００３６】
評価装置２０のプロセッサ１０１は、動画像入力部２０１として、イメージング装置１０から図２の通信部１０４を介して動画像のデータの入力を受け付ける。動画像入力部２０１は、入力された動画像のデータを図２の主記憶部１０２または補助記憶部１０３に記憶させる。動画像入力部２０１は、本発明の「受付部」の一例である。
【００３７】
プロセッサ１０１は、領域検出部２０２として、主記憶部１０２または補助記憶部１０３に記憶された動画像のデータを解析し、ウェル３１およびホール３２の領域を検出する。領域検出部２０２は、例えば、仕切り部３０ａを基準としてウェル３１の領域を検出する。
また、領域検出部２０２は、ナノピラー細胞培養プレート３０に設けられた突起物又は表示等に基づき、ウェル３１の領域を検出してもよい。また、領域検出部２０２は、例えば、ホール壁部３２ｂを基準としてウェル３１に含まれるホール３２を検出する。また、領域検出部２０２は、ナノピラー細胞培養プレート３０又はウェル３１に設けられた突起物又は表示等に基づき、ホール３２を検出してもよい。さらに、領域検出部２０２は、ナノピラー領域３２ａまたはアドレス情報３２ｃに基づいて、ホール３２を検出してもよい。領域検出部２０２は、例えば、事前にテンプレートとして主記憶部１０２または補助記憶部１０３に記憶されたナノプレート培養プレート３０の画像と動画像のデータとを比較することで、ウェル３１またはホール３２の位置を検出する事もできる。
【００３８】
評価装置２０のプロセッサ１０１は、測定部２０３として、主記憶部１０２または補助記憶部１０３に記憶された動画像のデータを基に、ホール３２で培養された培養心筋細胞の大きさおよび培養心筋細胞の拍動を測定する。測定部２０３は、本発明の「測定部」の一例である。
【００３９】
図９は、培養心筋細胞の拍動を示す図の一例である。図９の縦軸は拍動の大きさを示し、横軸は時間経過を示している。図９では、９個のホール３２でそれぞれ培養された培養心筋細胞の拍動が例示されている。図９に一例を示すように、培養心筋細胞の拍動は周期
的に生じる。また、培養心筋細胞の拍動は、大きく拍動するときと小さく拍動するときがある。さらに、培養心筋細胞の拍動は、急峻に変化する場合と緩やかに変化する場合、すなわち拍動の加速度に変化がある。そのため、測定部２０３は、培養心筋細胞の拍動を、単位時間当たりの拍動数、拍動の加速度、拍動の変位の最大値または最小値等を、薬剤評価の目的に応じて測定する。
【００４０】
培養心筋細胞の大きさおよび拍動の検出には、様々な方法が適用可能である。測定部２０３が培養心筋細胞の大きさを測定する方法として、例えば、測定部２０３は、動画像の濃度が不連続となっている部分に基づいて培養心筋細胞の境界部分を認識する。測定部２０３は、認識した境界部分に基づいて培養心筋細胞の大きさを測定する事が可能である。動画像の濃度とは、例えば、光の三原色である赤、緑および青の各色の濃度の平均値を含む。測定部２０３は、認識した境界部分に基づいて、培養心筋細胞の大きさを検出する。
【００４１】
また、測定部２０３が培養心筋細胞の拍動を測定する方法として、例えば、入力された動画像のデータに含まれる各フレーム間における培養心筋細胞の変位を検出する。変位の検出では、測定部２０３は、例えば、動画像における最大の変位および最小の変位を検出する。測定部２０３は、検出された最大の変位から最小の変位までの時間に基づいて、培養心筋細胞の拍動を検出できる。また、例えば、培養心筋細胞の拍動によって培養心筋細胞を発光させるＣａ発光試薬が培養心筋細胞に投与される。測定部２０３は、Ｃａ発光試薬が投与された培養心筋細胞の発光によって培養心筋細胞の拍動を検出する事も可能である。なお、培養心筋細胞の拍動および大きさを検出する方法はこれらに限定されず、様々な公知の方法を適用可能である。以上説明した方法を採用することで、測定部２０３は、例えば、培養心筋細胞の単位時間当たりの拍動数、拍動の加速度を測定する。拍動の加速度は、例えば、培養心筋細胞の変位の時間変化または培養心筋細胞の拍動の速度の時間変化を基に測定できる。また、測定部２０３は、培養心筋細胞の拍動の収縮速度を測定する事も可能である。また、測定部２０３によって培養心筋細胞の拍動が測定されることで、不整脈の検出も可能となる。さらに、測定部２０３は、培養心筋細胞の収縮状態から拡張状態へ移行する間隔を測定することで、心電図におけるＱ波とＴ波の間の経過時間、すなわちＱＴ時間に相当する時間を測定する事も可能である。測定部２０３は、検出した培養心筋細胞の拍動および大きさのデータを主記憶部１０２または補助記憶部１０３に記憶させる。
【００４２】
評価装置２０のプロセッサ１０１は、分類部２０４として、測定部２０３によって測定された培養心筋細胞の拍動のデータ、培養心筋細胞の大きさまたは他の要件に基づいて培養心筋細胞を分類する。分類部２０４は、例えば、類似する培養心筋細胞として、単位時間当たりの拍動数が所定範囲に属する培養心筋細胞を選択する。また、分類部２０４は、例えば、既定された拍動との単位時間当たりの拍動数の差が所定範囲に属する拍動の培養心筋細胞を選択する。また、分類部２０４は、培養心筋細胞に薬剤が投与された際の反応に基づいて、培養心筋細胞を分類してもよい。この場合、分類部２０４は、薬剤を投与された培養心筋細胞の反応に基づき、培養心筋細胞を分類する。特に、分類部２０４は、薬剤を投与された培養心筋細胞が反応を開始した時間に基づき、培養心筋細胞を分類してもよい。分類部２０４は、本発明の「分類部」の一例である。
【００４３】
評価装置２０のプロセッサ１０１は、評価部２０５として、測定部２０３が主記憶部１０２または補助記憶部１０３に記憶させた培養心筋細胞の拍動のデータを統計処理する。評価部２０５は、統計処理されたデータに基づいて、培養心筋細胞に投与された薬剤の心臓に対する薬効または心毒性の評価を行う。統計処理は、複数のホール３２で培養された培養心筋細胞の拍動のデータの平均値、標準偏差、変動係数、最大値または最小値の算出を含む。また、測定部２０３は、培養心筋細胞の拍動のデータを基に、拍動の安定度を算出してよい。ここで、拍動の安定度は、拍動間隔の標準偏差または変動係数を含む。また
、拍動の安定度は、拍動の加速度の標準偏差または変動係数を含んでもよい。評価部２０５は、例えば、薬剤投与前後における統計処理されたデータの差が所定範囲内である場合に、投与された薬剤には心毒性の虞が低いと評価する事が可能である。評価部２０５は、本発明の「評価支援部」の一例である。
【００４４】
評価装置２０のプロセッサ１０１は、出力部２０６として、評価部２０５による評価結果をディスプレイ等に出力する。出力部２０６は、ネットワーク環境５を介して、評価部２０５による評価結果を他のコンピュータに送信してもよい。
【００４５】
＜薬剤の評価の処理フロー＞
図１０は、第１実施形態に係る評価システム１を用いた培養心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。評価システム１は、図１０のフローでは、薬剤の投与前後の培養心筋細胞の１分間当たりの拍動数を比較することで、薬剤の評価を行う。以下、図１０を参照して、培養心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローについて説明する。
【００４６】
ステップＳ１０１では、心筋細胞の培養を行う。培養対象となる心筋細胞がナノピラー細胞培養プレート３０の各ウェル３１に播種される。播種された心筋細胞は、各ウェル３１内のホール３２に集まる。心筋細胞は、例えば、胚性幹細胞（embryonic stem cells、ＥＳ細胞）または人工多能性幹細胞（induced pluripotent stem cells、ｉＰＳ細胞）から作製されるが、必ずしも多分化能を持った細胞からの分化誘導に限らない。
【００４７】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で培養された心筋細胞が、各々のホール３２のナノピラー領域３２ａ上で、スフェロイドを形成する。スフェロイドは、各ホール３２で独立して形成される。すなわち、形成されたスフェロイドは、各ホール３２で独立して拍動する。スフェロイドの大きさは、例えば、直径８０〜１００μｍ程度である。
【００４８】
図１１は、図１０のステップＳ１０２でスフェロイドを形成した培養心筋細胞３００の一例を示す図である。図１１に一例を示すように、複数の心筋細胞３００ａはナノピラー領域３２ａ上に集まり、培養心筋細胞３００を形成する。培養心筋細胞３００は、ナノピラー３３に対して図示しない仮足を伸ばしている。
【００４９】
図１０に戻り、ステップＳ１０３では、培養心筋細胞３００を培養したナノピラー細胞培養プレート３０がイメージング装置１０の試料台に設置される。イメージング装置１０は、設置されたナノピラー細胞培養プレート３０を光学顕微鏡で拡大する。イメージング装置１０は、光学顕微鏡で拡大されたナノピラー培養プレート３０の実像の動画像をデジタルカメラで撮影する。イメージング装置１０は、撮影した動画像のデータをネットワーク環境５を介して評価装置２０に送信する。評価装置２０は、イメージング装置１０から受信した動画像のデータを解析する。ステップＳ１０３で撮影された動画像は、本発明の「第１の動画像」の一例である。
【００５０】
図１２は、図１０のステップＳ１０３の処理の詳細なフローの一例を示す図である。ステップＳ１０３１では、評価装置２０の動画像入力部２０１は、ネットワーク環境５を介して、イメージング装置１０から送信された動画像のデータを受信する。動画像入力部２０１は、図２の主記憶部１０２または補助記憶部１０３に受信したデータを記憶させる。
【００５１】
ステップＳ１０３２では、評価装置２０の領域検出部２０２は、受信した動画像における各ウェル３１の位置を検出する。ステップＳ１０３３では、評価装置２０の領域検出部２０２は、検出したウェル３１内のホール３２の位置を検出する。領域検出部２０２は、ホール３２に記載されたアドレス情報に基づいて、各ホールの位置を認識する事も可能で
ある。なお、領域検出部２０２は、ホール３２に記載されたアドレス情報に基づいて、各ホールの位置を識別し、分類部２０４が、各ホールをアドレス情報に基づいて分類する事も可能である。
【００５２】
ステップＳ１０３４では、測定部２０３は、受信した動画像を解析することで、ホール３２で培養された培養心筋細胞３００各々の１分間当たりの拍動数を測定する。測定部２０３は、測定した拍動数のデータを主記憶部１０２または補助記憶部１０３に記憶させる。ステップＳ１０３１からＳ１０３４の処理により、評価装置２０は、薬剤投与前の培養心筋細胞３００の拍動数のデータを取得する。
【００５３】
図１３は、図１２のステップＳ１０３４で検出された培養心筋細胞３００の拍動数の一例を示す図である。ホール３２の内側に記載された数字は、それぞれのホール３２で培養された培養心筋細胞３００の１分間当たりの拍動数を示している。例えば、左上の培養心筋細胞３００は、１分間に４７回拍動している。測定部２０３は、図１３に例示するように、各ホール３２で培養された個々の培養心筋細胞３００の拍動数を測定する。測定された培養心筋細胞３００の拍動数は、主記憶部１０２または補助記憶部１０３に記憶される。ステップＳ１０３４で測定される拍動数は、本発明の「第１のデータ」の一例である。
【００５４】
図１０に戻り、ステップＳ１０４では、ナノピラー細胞培養プレート３０のウェル３１に対し、評価対象となる薬剤が投入される。ウェル３１に投入された薬剤は、ウェル３１内のホール３２に入り、その結果、ホール３２で培養された培養心筋細胞３００に投与される。
【００５５】
ステップＳ１０５の処理は、拍動を検出する対象が薬剤投与後の培養心筋細胞３００であることを除いて、ステップＳ１０３の処理と同様である。そのため、その説明を省略する。ステップＳ１０５撮影された画像は、本発明の「第２の動画像」の一例である。ステップＳ１０５で測定される拍動数は、本発明の「第２のデータ」の一例である。
【００５６】
ステップＳ１０６では、評価装置２０の評価部２０５は、ステップＳ１０３における薬剤投与前の拍動のデータとステップＳ１０５における薬剤投与後の拍動のデータを比較する。評価部２０５は、例えば、培養心筋細胞３００の薬剤投与前後の拍動をそれぞれ統計処理する。評価部２０５は、薬剤投与前後の統計処理された拍動を比較することで、投与された薬剤の評価を行う。
【００５７】
評価部２０５は、例えば、薬剤投与前後における拍動数の平均値の差が所定範囲内である場合に、投与された薬剤には心毒性の虞が低いと評価できる。図１４は、薬剤の投与後における培養心筋細胞３００の拍動の変化の一例を示す図である。図１４（Ａ）の縦軸は、薬剤投与後における培養心筋細胞３００の１分間当たりの拍動数を示している。図１４（Ｂ）の縦軸は、薬剤投与後における培養心筋細胞３００の心筋の移動速度を示している。図１４（Ａ）および（Ｂ）の横軸は、投与された薬剤の濃度（μmol/L）を示している
。図１４の点線は、薬剤評価の対象となる試験薬剤を投与した場合の拍動の変化を示している。図１４の実線は、心毒性の虞が低いことが確認されている比較用薬剤を投与した場合の拍動の変化を示している。また、図１４の矢印５０の範囲は、比較薬剤が投与された拍動と比較して心毒性の虞が低いと判定される所定範囲を示している。図１４の場合、試験薬剤が投与された場合の拍動は、図１４（Ａ）における１分間当たりの拍動数および図１４（Ｂ）における心筋の移動速度のいずれもが所定範囲に属していない。そのため、評価部２０５は、試験薬剤には心毒性があると評価する。
【００５８】
ステップＳ１０７では、評価装置２０の出力部２０５は、例えば、ステップＳ１０６の評価結果をディスプレイに出力する。
【００５９】
第１実施形態では、ウェル３１内の複数のホール３２各々で形成された培養心筋細胞３００の拍動が検出され、検出された拍動のデータに基づいて薬剤の評価の支援が行われた。すなわち、第１実施形態によれば、培養心筋細胞３００を一つずつ試験していた従来の試験の複数回分に相当する内容を一度の試験で実施できる。そのため、薬剤の評価にかかる工数を削減できる。
【００６０】
第１実施形態では、スフェロイドを形成した培養心筋細胞３００が薬剤の評価に用いられた。しかしながら、薬剤の評価に用いられる心筋細胞の構造に限定は無い。薬剤の評価に用いられる心筋細胞は、例えば、シート状に形成された心筋細胞でもよい。
【００６１】
第１実施形態では、ひとつのウェル３１に薬剤を投与し、当該ウェル３１内の複数のホール３２で培養された培養心筋細胞３００の拍動を検出することで薬剤の評価が行われた。そのため、複数のウェル３１に薬剤を投与する場合の各ウェル３１における薬剤の濃度、または、試験を複数回行う場合の各試験における薬剤の濃度と比較して、各ホール３２内の薬剤の濃度等の差が少ない。そのため、第１実施形態の評価システム１によれば、薬剤の濃度が従来の試験よりも均一な環境で薬剤の評価を実施できる。
【００６２】
第１実施形態では、図１０のステップＳ１０３およびステップＳ１０５の処理を、評価装置２０が実施する処理を例示した。しかしながら、図１０のステップＳ１０３およびステップＳ１０５の処理は、イメージング装置１０によって実施されてもよい。この場合、イメージング装置１０は、ステップＳ１０３およびステップＳ１０５の処理を実行後、その結果を評価装置２０に送信すればよい。
【００６３】
第１実施形態では、イメージング装置１０と評価装置２０との協働による薬剤の評価支援が例示された。しかしながら、本発明はこのような形態に限定されない。本発明は、例えば、培養心筋細胞３００を撮影可能なデジタルカメラを備える評価装置によって実現されてもよいし、図８に一例を示す各処理ブロックを有するイメージング装置によって実現されてもよい。
【００６４】
第１実施形態では、１分間当たりの拍動数に基づいた心筋に対する薬剤の影響の評価支援が例示された。しかしながら、心筋に対する薬剤の影響の評価は、１分間当たりの拍動数に基づくものに限定されない。心筋に対する薬剤の影響の評価は、例えば、拍動の加速度、拍動の変位の最大値または最小値に基づくものでもよい。
【００６５】
第１実施形態では、評価部２０５は、図１０のステップＳ１０６において、薬剤投与前後における拍動数の平均値を算出した。評価部２０５は、算出された薬剤投与前後における拍動数の平均値に基づいて、薬剤の心筋への影響を評価した。しかしながら、評価部２０５による評価は平均値に基づくものに限定されない。評価部２０５は、例えば、薬剤投与前後における拍動数の標準偏差、変動係数、最大値または最小値等に基づいて、薬剤の心筋への影響を評価してもよい。
【００６６】
第１実施形態では、光学顕微鏡を備えるイメージング装置１０によって、培養心筋細胞３００の動画像が撮影された。しかしながら、イメージング装置１０は、光学顕微鏡を備える構成に限定されない。イメージング装置１０は、拡大された試料の実像または細胞を染色する蛍光色素または発光色素を培養心筋細胞３００に添加することによって得られる画像をデジタル画像として出力できる装置であれば、どのようなものでもよい。イメージング装置１０は、例えば、蛍光顕微鏡を備えてもよい。蛍光顕微鏡を備えたイメージング装置１０が、蛍光色素または発光色素が添加された培養心筋細胞３００を撮影する。測定部２０３は、蛍光顕微鏡を備えたイメージング装置１０によって撮影された動画像におけ
る蛍光強度、蛍光の周期または蛍光している領域の面積等を測定する。測定部２０３によって蛍光強度、蛍光の周期または蛍光している領域の面積等が測定されることで、培養心筋細胞３００の細胞内または細胞膜における膜電位の変化、カルシウムイオン等のイオン濃度、タンパク質の局在等を検出できる。また、イメージング装置１０は、例えば、低真空又は大気圧下で試料を観察できる大気圧電子顕微鏡を備えてもよい。大気圧電子顕微鏡は、試料を真空雰囲気下に置いて観察する方式の電子顕微鏡と比較して、培養心筋細胞３００への負荷を低減できる。培養心筋細胞３００の細胞内または細胞膜における膜電位の変化、カルシウムイオン等のイオン濃度、タンパク質の局在等は、本発明の「拍動」の一例である。
【００６７】
＜第１変形例＞
第１実施形態では、ウェル３１内の全てのホール３２で培養された培養心筋細胞３００が拍動の検出対象とされた。第１変形例では、拍動のデータに基づいて均一性の高い培養心筋細胞３００を選択し、選択された培養心筋細胞３００を用いて心筋に対する薬剤の影響の評価が例示される。図１５は、第１変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。以下、図１５を参照して、第１変形例について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
図１５のステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理は、図１０のステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理と同様である。そのため、説明を省略する。
【００６９】
ステップＳ２０１では、評価装置２０の分類部２０４は、類似する複数の培養心筋細胞３００を選択する。ここで、類似する複数の培養心筋細胞３００とは、１分間当たりの拍動数が所定範囲に属するものを含む。分類部２０４は、例えば、１分間当たりの拍動数が６０から６９の培養心筋細胞３００を選択する。
【００７０】
図１５のステップＳ１０４からステップ１０７までの処理は、評価の対象となる培養心筋細胞３００が図１５のステップＳ２０１で選択された培養心筋細胞３００になる点を除いて、図１０のステップＳ１０４からステップ１０７までの処理と同様である。そのため、説明を省略する。
【００７１】
第１変形例では、培養した複数の培養心筋細胞３００から類似する培養心筋細胞３００が選択され、選択された培養心筋細胞３００を用いた薬剤の評価が例示された。そのため、培養心筋細胞３００個々の差による評価への影響を低減できる。
【００７２】
第１変形例では、図１５のステップＳ２０１において、１分間当たりの拍動数を基に類似する培養心筋細胞３００を選択した。しかしながら、類似する培養心筋細胞３００を選択する基準は、１分間当たりの拍動数に限定されるわけではない。互いに類似する培養心筋細胞３００を選択する基準は、例えば、培養心筋細胞３００の大きさ、拍動の加速度等であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
【００７３】
＜第２変形例＞
第２変形例は、第１変形例の処理の順番を一部入れ替えたものである。図１６は、第２変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。以下、図１６を参照して第２変形例について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
図１６のステップＳ１０１およびステップＳ１０２の処理は、図１０のステップＳ１０１およびステップＳ１０２の処理と同様である。そのため、説明を省略する。図１６のステップＳ１０３ａでは、培養心筋細胞３００を培養したナノピラー細胞培養プレート３０
がイメージング装置１０の試料台に設置される。イメージング装置１０は、ナノピラー細胞培養プレート３０の動画像を撮影する。イメージング装置１０は、撮影した動画像を解析することで、培養心筋細胞３００の拍動のデータを取得する。第２変形例におけるイメージング装置１０が培養心筋細胞３００の拍動のデータを取得する処理の流れは、第１実施形態の図１２の各ステップの処理主体をイメージング装置１０に置き換えたものである。
【００７５】
ステップＳ３０１では、イメージング装置１０は、ステップＳ１０３ａで検出した培養心筋細胞３００の拍動のデータをネットワーク環境５を介して評価装置２０に送信する。評価装置２０の動画像入力部２０１は、受信したデータを主記憶部１０２または補助記憶部１０３に記憶させる。
【００７６】
図１６のステップＳ１０４の処理は、図１０のステップＳ１０４の処理と同様である。そのため、その説明を省略する。ステップＳ１０５ａの処理は、拍動を検出する対象が薬剤投与後の培養心筋細胞３００であることを除いて、ステップＳ１０３ａの処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【００７７】
ステップＳ３０２では、イメージング装置１０は、類似する複数の培養心筋細胞３００を選択する。類似する培養心筋細胞３００を選択する基準は、図１５のステップＳ２０１と同様である。イメージング装置１０は、例えば、１分間当たりの拍動数が６０から６９の培養心筋細胞３００を選択する。
【００７８】
図１６のステップＳ１０６からステップ１０７の処理は、図１０のステップＳ１０６からステップＳ１０７の処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【００７９】
第２変形例では、イメージング装置１０が培養心筋細胞３００の拍動のデータを取得する。イメージング装置１０は、取得した培養心筋細胞３００の拍動のデータをネットワーク環境５を介して評価装置２０に送信する。そのため、第２変形例によれば、イメージング装置１０から評価装置２０に動画像のデータが送信される第１実施形態と比較して評価装置２０が扱うデータ量を低減する事ができる。
【００８０】
＜第３変形例＞
第３変形例では、培養された複数の培養心筋細胞３００の中から活性度の高い培養心筋細胞３００が選択され、選択された培養心筋細胞３００を用いた心筋に対する薬剤の影響の評価の支援が例示される。図１７は、第３変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。以下、図１７を参照して、第３変形例について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８１】
図１７のステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理は、図１０のステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【００８２】
ステップＳ４０１では、評価装置２０の分類部２０４は、複数のホール３２でそれぞれ培養された培養心筋細胞３００の中から、活性度の高い培養心筋細胞３００を選択する。活性度の高い培養心筋細胞３００とは、その拍動または大きさに異常が見られない培養心筋細胞３００を含む。活性度の高い培養心筋細胞３００は、例えば、培養心筋細胞３００の大きさ、培養心筋細胞３００の１分間当たりの拍動数または培養心筋細胞３００の拍動の加速度が、正常に培養された培養心筋細胞と判定される所定範囲に属するか否かで判定される。正常に培養された培養心筋細胞と判定される所定範囲は、主記憶部１０２又は補助記憶部１０３に事前に記憶された正常に培養された培養心筋細胞と判定される所定のデ
ータの範囲を含む。
【００８３】
ステップＳ４０２では、評価装置２０の分類部２０４は、ステップＳ４０１で選択された複数の培養心筋細胞３００の中から、類似する培養心筋細胞３００を選択する。類似する培養心筋細胞３００を選択する基準は、図１５のステップＳ２０１と同様である。評価装置２０の分類部２０４は、例えば、例えば、１分間当たりの拍動数が６０から６９の培養心筋細胞３００を選択する。
【００８４】
ステップＳ１０４からステップＳ１０７までの処理は、図１０のステップＳ１０４からステップＳ１０７までの処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【００８５】
第３変形例では、活性度の高い培養心筋細胞３００を用いた薬剤の評価の支援が例示された。そのため、第３変形例の評価システム１によれば、正常に培養されなかった培養心筋細胞３００を除外して薬剤の評価を実施できる。
【００８６】
＜第４変形例＞
第４変形例では、培養心筋細胞３００がその拍動に基づいて複数の培養心筋細胞群に分類され、分類された培養心筋細胞群ごとに行われる薬剤の評価の支援が例示される。図１８は、第４変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。以下、図１８を参照して、第４変形例について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８７】
図１８のステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理は、図１０のステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【００８８】
ステップＳ５０１およびステップＳ５０２では、培養された複数の培養心筋細胞３００が、類似する特性を持つ複数の群に分類される。ここで、類似する特性を持つ群とは、検出された拍動のデータまたは培養心筋細胞３００の大きさが互いに所定範囲に属するものを含む。評価装置２０の分類部２０４は、例えば、１分間当たりの拍動数に基づいて培養心筋細胞３００を複数の群に分類する。分類部２０４は、例えば、培養心筋細胞３００を１分間当たりの拍動数が５０未満、５０から５９、６０から６９、７０から７９、８０以上の５つの群に分類する。
【００８９】
図１８のステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理は、図１０のステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【００９０】
図１８のステップＳ５０３の処理は、ステップＳ５０１およびステップＳ５０２で選択された培養心筋細胞３００の群毎に評価を行う点を除いて、図１０のステップＳ１０６の処理と同様である。図１９は、１分間当たりの拍動数が異なる培養心筋細胞３００の拍動の変化を比較する図の一例である。図１９（Ａ）の縦軸は、１分間当たりの拍動数を示している。図１９（Ｂ）の縦軸は、拍動の速度を示している。図１９の横軸は、投与された薬剤の濃度（μmol/L）を示している。図１９の点線は、１分間当たりの拍動数が７０か
ら７９の群に分類された培養心筋細胞３００の拍動数の変化を示している。図１９の実線は、１分間当たりの拍動数が５０から５９の群に分類された培養心筋細胞３００の拍動数の変化を示している。図１９に一例を示すように、１分間当たりの拍動数が異なる培養心筋細胞３００の群の間で、薬剤に対する反応が異なっている。
【００９１】
図１８のステップＳ５０４の処理は、ステップＳ５０１およびステップＳ５０２で選択された培養心筋細胞３００の群毎に出力を行う点を除いて、図１０のステップＳ１０７の処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【００９２】
第４変形例では、１分間当たりの拍動数に基づいて、培養心筋細胞３００が複数の群に分類された。そのため、第４変形例の評価システム１によれば、複数の異なる特徴を持つ培養心筋細胞３００に対する薬剤の影響を評価できる。
【００９３】
第４変形例では、分類部２０４は、培養心筋細胞３００を１分間当たりの拍動数に基づいて複数の群に分類した。しかしながら、培養心筋細胞３００を複数の群に分類する基準は、１分間当たりの拍動数に限定されない。培養心筋細胞３００を複数の群に分類する基準は、例えば、培養心筋細胞３００の大きさ、拍動の加速度等であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。すなわち、第４変形例では、培養心筋細胞３００を様々な特性に基づいて複数の群に分類し、分類された群毎に薬剤の評価を行えばよい。図２０は、大きさが異なる培養心筋細胞３００の拍動の変化を比較する図の一例である。図２０（Ａ）の縦軸は、１分間当たりの拍動数を示している。図２０（Ｂ）の縦軸は、拍動の速度を示している。図１９の横軸は、投与された薬剤の濃度（μmol/L）を示している。図２
０の点線は、直径６０μｍ前後の培養心筋細胞３００の拍動数の変化を示している。図２０の実線は、直径８０μｍ前後の培養心筋細胞３００の拍動数の変化を示している。図２０に一例を示すように、直径が異なる培養心筋細胞３００の群の間でも、薬剤に対する反応が異なることがわかる。上記の分類は、培養心筋細胞３００の複数の特性で組み合わせて分類してもよい。例えば、分類部２０４が、１分間当たりの拍動数の測定結果に基づいて培養心筋細胞３００を複数の群に分類し、更に、分類部２０４が、培養心筋細胞３００の大きさ、拍動の加速度等に基づいて培養心筋細胞３００を複数の群に分類してもよい。さらに、分類部２０４は、測定部２０３によって測定された蛍光強度、蛍光の周期または蛍光している領域の面積に基づいて、培養心筋細胞３００を群に分類してもよい。分類部２０４は、蛍光強度、蛍光の周期または蛍光している領域の面積に基づいて培養心筋細胞３００を分類することで、培養心筋細胞３００を膜電位の高さ、イオン濃度等で分類可能である。
【００９４】
第４変形例では、分類部２０４は、１分間当たりの拍動数の測定結果に基づいて培養心筋細胞３００を複数の群に分類した。しかしながら、培養心筋細胞３００を分類する方法は、測定結果に基づく方法に限定されない。図２１は、区分線３１ｂによって区分される範囲毎にナノピラー領域３２ａの面積を変更したナノピラー細胞培養プレート３０の拡大図の一例である。図２１では、区分線３１ｂで区切られる領域ごとにナノピラー領域３２ａの面積を変えている。上述の通り、ナノピラー領域３２ａの面積に応じて培養される培養心筋細胞３００の大きさが制御される。そのため、評価装置２０は、区分線３１ｂによって区切られた領域毎に培養心筋細胞３００を分類することで、培養心筋細胞３００を大きさによって複数の群に分類できる。
【００９５】
＜第５変形例＞
第５変形例では、薬剤の評価に使用した培養心筋細胞３００を洗浄して再利用する変形例について説明する。図２２は、第５変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。以下、図２２を参照して、第５変形例について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９６】
図２２のステップＳ１０１からステップＳ１０６までの処理は、図１０のステップＳ１０１からステップＳ１０６までの処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【００９７】
ステップＳ６０１では、評価装置２０は、次の測定の有無の指示を入力部から受け付ける。次の測定がある場合（Ｓ６０１でＹＥＳ）、処理はステップＳ６０２に進められる。測定を終了する場合（Ｓ６０１でＮＯ）、処理はステップＳ６０６に進められる。
【００９８】
ステップＳ６０２では、ナノピラー細胞培養プレート３０で培養された培養心筋細胞３００がバッファー液等により洗浄される。さらに、ナノピラー細胞培養プレート３０のウェル３１に設けられた培地の交換も実施される。培養心筋細胞３００は、前述のとおり、ナノピラー３３に仮足を伸ばしている。すなわち、培養心筋細胞３００は、ナノピラー細胞培養プレート３０に仮足によって固定されている。そのため、ナノピラー細胞培養プレート３０で培養された培養心筋細胞３００は、洗浄されてもナノピラー細胞培養プレート３０から流出しにくくなっている。
【００９９】
ステップＳ６０３では、ステップＳ６０３で洗浄された培養心筋細胞３００が培養される。なお、ステップＳ６０２の洗浄後、ナノピラー細胞培養プレート３０において薬剤の評価に十分な量の培養心筋細胞３００が確保されていれば、ステップＳ６０３の処理は省略できる。
【０１００】
ステップＳ６０４では、培養心筋細胞３００を洗浄したナノピラー細胞培養プレート３０がイメージング装置１０の試料台に設置される。その後、洗浄後の培養心筋細胞３００に対して、ステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理が実行することで、洗浄後の培養心筋細胞３００の１分間当たりの拍動数が測定される。ステップＳ６０４で撮影される動画像は、本発明の「第３の動画像」の一例である。
【０１０１】
ステップＳ６０５では、評価装置２０の測定部２０３は、洗浄前と洗浄後の培養心筋細胞３００の１分間当たりの拍動数を比較する。比較の結果、洗浄前後において培養心筋細胞３００の１分間当たりの拍動数の差が所定範囲に属する場合、処理は、図２２のステップＳ１０４に進められる。すなわち、測定部２０３は、洗浄後の培養心筋細胞３００を薬剤の評価に利用可能と判定する。洗浄後の培養心筋細胞３００を用いた薬剤の評価では、例えば、洗浄前の培養心筋細胞３００を用いて評価した薬剤とは異なる種類の薬剤の評価の支援が行われてもよい（Ｓ６０５でＹＥＳ）。比較の結果、洗浄前後の培養心筋細胞３００の１分間当たりの拍動数の差が所定範囲に属さない場合、処理は、図２２のステップＳ６０６に進められる。すなわち、測定部２０３は、洗浄後の培養心筋細胞３００を薬剤の評価に利用不可と判定する（Ｓ６０５でＮＯ）。ステップＳ６０６では、評価装置２０は連続評価を終了する。
【０１０２】
図２２のステップＳ１０７の処理は、図１０のステップＳ１０７と同様である。そのため、その説明を省略する。
【０１０３】
第５変形例では、薬剤の評価に使用した培養心筋細胞３００を洗浄することで再利用した。そのため、第５変形例では、薬剤の評価の度に培養心筋細胞３００を新たに用意する場合と比較して、複数種類の薬剤の評価または同一の薬剤を複数回評価する場合に用いる培養心筋細胞３００の数量を低減できる。さらに、第５変形例では、培養心筋細胞３００に対して毒性を有する試薬を用いる場合でも、測定時以外は当該試薬を培養心筋細胞３００から洗浄する事により、当該試薬の毒性による影響を低減できる。
【０１０４】
＜第６変形例＞
第６変形例では、培養心筋細胞３００を洗浄して再利用する第５変形例と活性度の高い培養心筋細胞を用いて薬剤の評価を行う第３変形例とを組み合わせた構成について説明する。図２３は、第６変形例における心筋細胞の培養から薬剤の評価までのフローの一例を示す図である。以下、図２３を参照して、第６変形例について説明する。なお、第１実施形態および第５変形例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０５】
図２３のステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理は、図１０のステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【０１０６】
ステップＳ７０１では、評価装置２０の分類部２０４は、培養された培養心筋細胞３００の中から活性度の高い培養心筋細胞３００を特定する。培養心筋細胞３００を特定する基準は、図１７のステップＳ４０１と同様である。
【０１０７】
図２３のステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理は、図１０のステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【０１０８】
ステップＳ７０２では、評価装置２０の評価部２０５は、ステップＳ７０１で特定された培養心筋細胞３００を対象に薬剤の評価を行う。
【０１０９】
図２３のステップＳ６０１からステップＳ６０６までの処理は、図２２のステップＳ６０１からステップＳ６０６までの処理と同様である。そのため、その説明を省略する。図２３のステップＳ１０７の処理は、図１０のステップＳ１０７の処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【０１１０】
第６変形例では、第３変形例と同様に、活性度の高い培養心筋細胞３００を用いた薬剤の評価が例示された。そのため、正常に培養されなかった培養心筋細胞３００を除外して薬剤の評価を行う事ができる。
【０１１１】
第６変形例では、第５変形例と同様に、薬剤の評価に使用した培養心筋細胞３００を洗浄することで再利用した。そのため、複数種類の薬剤の評価または同一の薬剤を複数回評価する場合に用いる培養心筋細胞３００の数量を低減できる。
【０１１２】
以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。例えば、第１実施形態と第２変形例とを組み合わせることで、イメージング装置１０から動画像の入力を受け付け、分類部２０４によって培養心筋細胞３００を分類する評価装置が実現できる。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・評価システム
５・・・ネットワーク環境
１０・・・イメージング装置
２０・・・評価装置
３０・・・ナノピラー細胞培養プレート
３０ａ・・・仕切り部
３１・・・ウェル
３２・・・ホール
３２ａ・・・ナノピラー領域
３２ｂ・・・ホール壁部
３２ｃ・・・アドレス情報
３３・・・ナノピラー
２０１・・・動画像入力部
２０２・・・領域検出部
２０３・・・測定部
２０４・・・分類部
２０５・・・評価部
２０６・・・出力部
３００・・・培養心筋細胞
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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