研究開発された技術紹介

製薬会社等の創薬プロセスでは実験動物を用いた評価の信頼性は低く、従来の2次元細胞培養法にも限界があり、3次元細胞培養の技術開発のニーズが高まっている。しかし大量で均質な3次元組織細胞の培養技術が確立していなため、これら課題を解決し、IPS細胞や均質なガン組織、肝臓組織等の3次元細胞の大量培養を可能とする独自のベッセルを用いた擬微小重力培養法による3次元培養技術を高度化し、大量培養技術を確立する

iPS細胞や均質なガン組織、肝臓組織等の3次元細胞の大量培養を可能とする独自のベッセルを用いた回転浮遊培養法による3次元培養技術を高度化し、大量培養技術を確立する
(新技術)
独自のベッセルを用いた回転浮遊培養法による3次元培養技術を高度化
(新技術の特徴)
iPS細胞スフェロイドの物理的な小片化・分散できる技術を見出し、スフェロイドのまま継代培養可能な独自技術開発に成功した

・3次元大量培養用回転培養ベッセルや均質な大量の3次元組織の細胞塊を培養するために位置制御ソフトウェア(CFC)、特徴抽出(ICCS)、大量細胞群位置決め制御アルゴリズム(FFMA)を開発・組込んだ3次元大量培養(浮遊培養)装置「CeLLPet3D-L」を開発し、50個の肝臓細胞の大量培養実験では当初の技術目標を達成した
・3次元組織ピックアップならびに3次元組織粉砕ユニットの開発に成功し、それらユニットを含む創薬スクリーニング用自動化装置において、スクリーニング工程に適用可能であることを実証した
・iPS細胞をスフェロイド化で細胞培養ならびに継代作業を行う技術開発を推進し、iPS細胞用大量培養ベッセルならびに回転浮遊培養装置「CeLLPet3D-iPS」、そしてスフェロイド培養されたiPS細胞を分散・小片化(フィルトレーション)を行う細胞小片化・分散装置「CeLLPetFT」を開発し、それらによってiPS細胞スフェロイドのままでの3継代の継代培養に成功した

・独自ベッセルを用いた3次元浮遊培養技術による回転浮遊培養装置「CellPet 3D-iPS」と細胞小片化・分散装置「CellPet FT」
・3次元大量培養装置で作製した大量の3次元組織細胞を用いた画期的な創薬スクリーニング操作の自動化装置
・大量細胞培養可能な回転培養ベッセル
・成長していく大量の細胞塊をベッセル内で常に一定領域で浮遊させる独自の新しい位置制御ソフトウェアCFC(Cell FLoat Control)
・新しいCFCを組込んだ3次元大量細胞培養のためのアルゴリズム

iPS細胞や細胞スフェロイド、そしてオルガノイド組織の3次元培養が可能な回転浮遊培養装置「CellPet 3D-iPS」と、細胞スフェロイドを試薬等を用いずに小片化・分散する「CellPet FT」を商品化し、現在販売中。

・適度なシェアーストレスをかけながら浮遊状態で細胞培養可能であり、100%正常な培養組織(トリパンブルー陰性)【高品質】
・静置培養に比べ湿重量で3～5倍の組織の形成が可能で、培養時間が3分の1に、iPS細胞では撹拌式に比べ培地コストは培養液の交換回数も考慮すると10分の1以下を実現【低コスト】
・ベッセルは閉鎖系で撹拌式と比べコンタミの発生がない【高品質】
・創薬スクリーニングのアッセイプレートを自動で作製する創薬スクリーニング自動化装置はユーザーのプロトコルに合わせた仕様にカスタマイズ可能。

3次元大量細胞培養装置については本事業終了後から2年間を目途に、また創薬スクリーニング用自動化装置(アッセイシステム)については継続する形で、パイロットユーザーとなる製薬メーカー(または川下にあたる製造業者)との協業ならびに本研究開発の成果を実用化レベルまで改良・改善を進めることを計画する。