[发明专利]细胞培养构件和细胞培养方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在活体外进行人、动物等的细胞培养的细胞培养构件。另外，本发明涉及在活体外进行细胞的培养的细胞培养方法。

背景技术

在活体内，细胞具有某规则、三维地排列和配置。然而，现在的细胞培养中，涉及该细胞的排列·配置的技术是极有限的。

到目前为止，涉及二维的细胞排列已经有报告。例如，形成细胞粘接性表面和非粘接性表面的图案，由此进行细胞的二维粘接，接着控制增殖图案，由此进行。如果列举一例，现有的已知有：在基材上将温度灵敏性高分子用微细的线宽图案化的细胞培养支持体，和用该细胞培养支持体培养细胞的细胞培养方法(例如，参见专利文献1)。上述的细胞培养支持体能够用毛细血管的线宽将细胞培养部位图案化，所以能够二维地(膜面方向)控制培养细胞的结构。

与此相对，几乎不能存在三维的细胞排列的技术方法论。报告了将细胞片重叠而实现细胞的三维排列的技术(例如，参见专利文献2)。但是，不能说细胞重层化而成的内部的结构一定是被人为控制的。另外，提出了使现有的细胞三维地·立体地增殖从而制作块状的细胞块的细胞培养法。然而，该方法论中，三维的细胞排列不能人为地控制。

细胞的三维·立体培养(块状培养)中屡次产生向位于立体形状内部的细胞的供氧、供营养变差，内部细胞的功能降低，或者细胞死亡。与此相对，活体尽管是由细胞的三维的集合体构成，但是没有产生这样的问题。其理由是由于，三维细胞集合体中存在有血管，良好地向立体形状内部的细胞供给氧、营养。

这样，为了三维地使细胞生存、起作用，血管网的形成是关键(必须事项)。该血管网的形成还是三维的血管细胞的排列。与这样的体内的组织结构相近的细胞排列的控制技术的开发成为今后的细胞生物学的发展必不可缺的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-98973号公报

专利文献2：日本特开2005-342112号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的课题在于得到能够在三维方向控制培养细胞(集合体)的结构的细胞培养构件。

本发明的其他的课题在于提供能够在三维方向控制培养细胞(集合体)的结构的细胞培养方法。另外，本发明的课题在于，能够在三维方向上控制第一细胞种的培养细胞(集合体)的结构，进而提供共培养第二细胞种的细胞培养方法。

用于解决问题的方案

本发明中，利用细胞与细胞生长因子的浓度梯度对应的性质，来控制细胞的三维排列。首先，在基材上，将缓释(缓缓地释放)细胞生长因子的水凝胶层形成为二维图案。接着，在该形成了图案的基材上放置能够移动细胞的培养部位(例如，基底膜(matrigel))层，在该培养部位上接种细胞。

随着细胞生长因子的释放，在培养部位内形成细胞生长因子的三维浓度梯度图案。沿着该三维图案细胞移动。结果，培养部位内形成有按照细胞生长因子的三维浓度梯度图案的、细胞排列。

本发明将由水凝胶的细胞生长因子的缓释性和水凝胶的二维图案组合，能够在培养部位内形成三维的细胞排列。

本发明的一方式的细胞培养构件为在基板上形成有图案状且层状的水凝胶部位，覆盖前述水凝胶部位而形成有层状的培养部位，其特征在于，

前述培养部位的表面为第一细胞种接种面，

前述水凝胶部位浸润有细胞生长因子，

由前述水凝胶部位向前述培养部位缓释细胞生长因子。

本发明的细胞培养构件优选的实施方式中，前述水凝胶部位的厚度可以为由前述水凝胶部位向前述培养部位缓释细胞生长因子2天以上且21天以下的厚度，另外，前述水凝胶部位的厚度也可以为1μm以上且30mm以下。

对于本发明的进而其他优选的实施方式的细胞培养构件，

前述水凝胶部位可以由热交联明胶形成，另外，形成前述水凝胶部位的水凝胶的含水率可以为70％以上且99％以下。

本发明的细胞培养方法包括以下的工序。

工序a.在基板上形成图案状且层状的水凝胶部位

工序b.在前述水凝胶部位浸润细胞生长因子

工序c.覆盖前述水凝胶部位而形成层状的培养部位，从而完成细胞培养构件

工序d.在前述培养部位的表面接种第一细胞种的第一细胞种接种工序

工序e.将结束了第一细胞种接种工序的细胞培养构件置于培养条件下的第一细胞种培养工序