JPH048291A - レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法 - Google Patents
レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法Info
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- JPH048291A JPH048291A JP2109778A JP10977890A JPH048291A JP H048291 A JPH048291 A JP H048291A JP 2109778 A JP2109778 A JP 2109778A JP 10977890 A JP10977890 A JP 10977890A JP H048291 A JPH048291 A JP H048291A
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- cell
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- laser
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/02—Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非接触で特定の２個の細胞の融合を行う方法
に関するものである。
に関するものである。
従来の細胞融合には、ＰＥＧ法や電気融合方法などがあ
る。ＰＥＧ法では、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）
を高濃度（４０〜５０％）に含む溶液を細胞を含む溶液
に混ぜ合わせ、さらに高ｐＨと高濃度ＣａＣ１□の溶液
でＰＥＧを除去し融合細胞を得る方法である。細胞融合
（細胞工学Ｖｏ１．Ｉ Ｎｏ、３１９８２）によれば、
ＰＥ（、法は大がかりな融合装置を必要とせず、操作も
容易である。しかし、特定の細胞同士を融合することは
できないことや、高濃度のＰＥＧを使用するため残留薬
効などの面で注意しなければならないことがある。
る。ＰＥＧ法では、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）
を高濃度（４０〜５０％）に含む溶液を細胞を含む溶液
に混ぜ合わせ、さらに高ｐＨと高濃度ＣａＣ１□の溶液
でＰＥＧを除去し融合細胞を得る方法である。細胞融合
（細胞工学Ｖｏ１．Ｉ Ｎｏ、３１９８２）によれば、
ＰＥ（、法は大がかりな融合装置を必要とせず、操作も
容易である。しかし、特定の細胞同士を融合することは
できないことや、高濃度のＰＥＧを使用するため残留薬
効などの面で注意しなければならないことがある。
次に電気融合方法について説明する。文献；電気融合と
選抜（細胞工学Ｖｏ１．３ Ｎｏ、６１９８４）によれ
ば、 （１）微小電極法 （２）平行電極法 （３）Ｄ
ｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法などが現在ある。
選抜（細胞工学Ｖｏ１．３ Ｎｏ、６１９８４）によれ
ば、 （１）微小電極法 （２）平行電極法 （３）Ｄ
ｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法などが現在ある。
微小電極法は、１対の微小電極をマイクロマニピエレー
タで操作して融合させたい細胞それぞれの表面に電極を
軽く触れさせて電気パルスを与え、融合細胞を得る方法
である。この方法では、融合させたい特定の細胞を電気
パルスで刺激して融合できる長所はあるが、電極が細胞
に触れるため、完全な無菌状態では融合できない。また
同方法の融合の場合、融合細胞が微小電極の先端に付着
することが多い、平行電極法では、１対の平行に並べた
金属板電極間に融合させたい細胞を入れ高電圧パルスを
与えて融合させる平行電極法などがある。この電気融合
方法では融合の操作は簡単であるが、微小電極法、Ｄｉ
ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法に比べ融合効率は低
い。Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法は平行電極
間に交流電圧を加えることによって、電極板上から電場
方向と直角方向に数珠つなぎに細胞を並ばせ、そのあと
で高電圧パルスを加え融合させる。この方法は、平行電
極法に比べ細胞同士が接触して並ぶため、平行電極法よ
りも融合効率は高い、しかし、融合細胞が電極に付着し
易く、無理に剥すと融合細胞の生存率が悪くなるという
欠点がある。
タで操作して融合させたい細胞それぞれの表面に電極を
軽く触れさせて電気パルスを与え、融合細胞を得る方法
である。この方法では、融合させたい特定の細胞を電気
パルスで刺激して融合できる長所はあるが、電極が細胞
に触れるため、完全な無菌状態では融合できない。また
同方法の融合の場合、融合細胞が微小電極の先端に付着
することが多い、平行電極法では、１対の平行に並べた
金属板電極間に融合させたい細胞を入れ高電圧パルスを
与えて融合させる平行電極法などがある。この電気融合
方法では融合の操作は簡単であるが、微小電極法、Ｄｉ
ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法に比べ融合効率は低
い。Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法は平行電極
間に交流電圧を加えることによって、電極板上から電場
方向と直角方向に数珠つなぎに細胞を並ばせ、そのあと
で高電圧パルスを加え融合させる。この方法は、平行電
極法に比べ細胞同士が接触して並ぶため、平行電極法よ
りも融合効率は高い、しかし、融合細胞が電極に付着し
易く、無理に剥すと融合細胞の生存率が悪くなるという
欠点がある。
このように細胞融合の場合、
■融合した細胞に毒性がないこと、
■無菌状態で融合反応を行えること、
■融合確率が高いこと、
■特定の細胞同士を融合できること、
などを満たす融合方法が必要である。
以上の従来技術からまず、融合した細胞の薬効の影響を
考慮すれば電気融合方法が化学的な融合方法（ＰＥＧ法
）より良いといえる。また、電気融合方法でも、微小電
極法、Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法にあるよ
うに融合する細胞同士が接触した状態で電気パルスを加
えた方が融合確率が高く、融合させたい細胞同士を接触
させることが必要である。
考慮すれば電気融合方法が化学的な融合方法（ＰＥＧ法
）より良いといえる。また、電気融合方法でも、微小電
極法、Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ法にあるよ
うに融合する細胞同士が接触した状態で電気パルスを加
えた方が融合確率が高く、融合させたい細胞同士を接触
させることが必要である。
細胞同士を接近、接触させる場合、微小電極法や細胞に
微細管などを用いて直接接触させることが考えられるが
、これでは完全な無菌状態とはならず、また操作の加減
によっては細胞自身を傷つける可能性がある。そのため
、非接触な細胞のハンドリング方法が望まれていた。
微細管などを用いて直接接触させることが考えられるが
、これでは完全な無菌状態とはならず、また操作の加減
によっては細胞自身を傷つける可能性がある。そのため
、非接触な細胞のハンドリング方法が望まれていた。
以上のような課題を解決するために、異なる細胞同士を
接触させ、その状態で高電圧パルスを印加させて融合さ
せる細胞融合において、１個の細胞に複数のレーザビー
ムを多方向から照射することによって細胞をレーザビー
ム内の特定の位置に保持し、他の異なる細胞にも同様に
して他の複数のレーザビーム内の特定の位置に保持しく
この保持する性質をレーザによる光トラッピングという
）、複数のレーザビームを同時に移動させることにより
両細胞を互いに接触させることを特徴とするレーザによ
る光トラッピングを用いた細胞融合方法を行う。
接触させ、その状態で高電圧パルスを印加させて融合さ
せる細胞融合において、１個の細胞に複数のレーザビー
ムを多方向から照射することによって細胞をレーザビー
ム内の特定の位置に保持し、他の異なる細胞にも同様に
して他の複数のレーザビーム内の特定の位置に保持しく
この保持する性質をレーザによる光トラッピングという
）、複数のレーザビームを同時に移動させることにより
両細胞を互いに接触させることを特徴とするレーザによ
る光トラッピングを用いた細胞融合方法を行う。
本細胞融合方法での細胞融合させたい細胞に複数のレー
ザビームを多方向から細胞に照射し、複数のレーザビー
ム内の特定の位置に保持される光トラフピングを用いた
細胞のハンドリング方法は、光の持つ運動量および光が
細胞を通過するときの光の屈折、反射、散乱によって生
ずる運動量の変化による圧力で細胞を押し付は細胞をレ
ーザビーム内の特定の位置に保持するものである。複数
のレーザビームで光トラッピングする場合は、１本のレ
ーザビームで光トラッピングするよりも、レーザビーム
の数が多（なる短所があるが１本のレーザビームはど急
角度で集光する必要がない長所がある。これは１本のレ
ーザビームで光トラッピングしたときには急角度で集光
するがゆえ、細胞がレーザ光源近くにあって細胞同士を
接触させにくい場合も有り得るからである。また複数の
レーザビームを用いるため、細胞を安定して光トラッピ
ングできる長所がある。レーザビームの光出力は、融合
させたい細胞固有の光の波長に対する吸収特性から、細
胞を死滅させない範囲の出力を与える必要があり、約数
ｍＷ〜数＋ｍＷである。光出力はそれほど大きくないの
で、レーザ光源は、半導体レーザなどでもかまわないし
、また細胞の光の波長に対する吸収特性を考慮した範囲
内であれば光のスペクトルは単色性でなくとも、細胞の
光トラッピングは、可能である。このような条件を満た
す複数のレーザビームを１個の細胞に照射し、細胞を複
数のレーザビーム内の特定の位置に保持しく第１図）、
また異なる細胞においても同様の方法を行い、それぞれ
のレーザ光源を同時に移動させることによって非接触で
特定の細胞同士を確実に接触することができる（第２図
）。
ザビームを多方向から細胞に照射し、複数のレーザビー
ム内の特定の位置に保持される光トラフピングを用いた
細胞のハンドリング方法は、光の持つ運動量および光が
細胞を通過するときの光の屈折、反射、散乱によって生
ずる運動量の変化による圧力で細胞を押し付は細胞をレ
ーザビーム内の特定の位置に保持するものである。複数
のレーザビームで光トラッピングする場合は、１本のレ
ーザビームで光トラッピングするよりも、レーザビーム
の数が多（なる短所があるが１本のレーザビームはど急
角度で集光する必要がない長所がある。これは１本のレ
ーザビームで光トラッピングしたときには急角度で集光
するがゆえ、細胞がレーザ光源近くにあって細胞同士を
接触させにくい場合も有り得るからである。また複数の
レーザビームを用いるため、細胞を安定して光トラッピ
ングできる長所がある。レーザビームの光出力は、融合
させたい細胞固有の光の波長に対する吸収特性から、細
胞を死滅させない範囲の出力を与える必要があり、約数
ｍＷ〜数＋ｍＷである。光出力はそれほど大きくないの
で、レーザ光源は、半導体レーザなどでもかまわないし
、また細胞の光の波長に対する吸収特性を考慮した範囲
内であれば光のスペクトルは単色性でなくとも、細胞の
光トラッピングは、可能である。このような条件を満た
す複数のレーザビームを１個の細胞に照射し、細胞を複
数のレーザビーム内の特定の位置に保持しく第１図）、
また異なる細胞においても同様の方法を行い、それぞれ
のレーザ光源を同時に移動させることによって非接触で
特定の細胞同士を確実に接触することができる（第２図
）。
本細胞融合方法では、まず細胞融合させたい細胞それぞ
れを複数のレーザビームによって光トラフピングさせる
。第１図に細胞ａ、細胞すをそれぞれ２個のレーザビー
ムで光トラ・ノピングしている状態を示す。次に細胞が
光トラ・ノビングされた状態のまま、つまり複数のレー
ザ光源間の位置関係ヲ一定に保ち、複数のレーザ光５を
マイクロマニピュレータ等を使用して平行移動させ、細
胞ａと細胞すを接触させる。この状態を、第２図に示す
、この時、２対のレーザ光源をともに移動させてもよい
し、１対のレーザ光源を移動させることによって細胞ａ
と細胞すを接触させてもよい。さらに、第２図のように
接触した細胞ａと細胞すの近傍の電極に高電圧パルス（
４００〜７００Ｖ）を加え、細胞ａと細胞すは、第５図
（ａ）−同図（ｂ）−同図（Ｃ）の順で融合する。
れを複数のレーザビームによって光トラフピングさせる
。第１図に細胞ａ、細胞すをそれぞれ２個のレーザビー
ムで光トラ・ノピングしている状態を示す。次に細胞が
光トラ・ノビングされた状態のまま、つまり複数のレー
ザ光源間の位置関係ヲ一定に保ち、複数のレーザ光５を
マイクロマニピュレータ等を使用して平行移動させ、細
胞ａと細胞すを接触させる。この状態を、第２図に示す
、この時、２対のレーザ光源をともに移動させてもよい
し、１対のレーザ光源を移動させることによって細胞ａ
と細胞すを接触させてもよい。さらに、第２図のように
接触した細胞ａと細胞すの近傍の電極に高電圧パルス（
４００〜７００Ｖ）を加え、細胞ａと細胞すは、第５図
（ａ）−同図（ｂ）−同図（Ｃ）の順で融合する。
以上では、第１図のように２本のレーザビームが互いに
向かい合って１個の細胞を光トラ・ノピングしている例
で本融合方法を説明したが、レーザビームの個数ならび
にレーザビーム間の角度は、細胞が光トラッピングでき
れば良く、第１図の１例だけではなく、細胞を光トラッ
ピングすることが可能である。第３図には、３本のレー
ザビームを用いてレーザビーム間の角度それぞれ１２０
度で光トラッピングしている別個を示す。本方法をまと
めれば、第４図のように複数のレーザビーム７Ｉ〜レー
ザビーム７、（ｍはｍ〉１なる整数）を用い細胞ａと細
胞すをそれぞれ光トラフピングし接触させ、近傍の電極
より高電圧パルスを加えて細胞融合を行うものである。
向かい合って１個の細胞を光トラ・ノピングしている例
で本融合方法を説明したが、レーザビームの個数ならび
にレーザビーム間の角度は、細胞が光トラッピングでき
れば良く、第１図の１例だけではなく、細胞を光トラッ
ピングすることが可能である。第３図には、３本のレー
ザビームを用いてレーザビーム間の角度それぞれ１２０
度で光トラッピングしている別個を示す。本方法をまと
めれば、第４図のように複数のレーザビーム７Ｉ〜レー
ザビーム７、（ｍはｍ〉１なる整数）を用い細胞ａと細
胞すをそれぞれ光トラフピングし接触させ、近傍の電極
より高電圧パルスを加えて細胞融合を行うものである。
従来の融合させる細胞同士を同一の容器にいれ高電圧パ
ルスを加えるだけの細胞融合方法に比べて、本方法は細
胞を個別に扱えるので特定の細胞を選択し、その細胞融
合が可能である。また、微小電極や微細管などを用いて
細胞をハンドリングする融合方法に比べ、本方法では、
レーザビームを用いるので非接触、すなわち細胞を無菌
状態でハンドリングすることが可能である。それゆえ、
従来の融合方法に比べ、より確実に細胞同士を無菌状態
で接触することができるので、融合確率も高（なる。
ルスを加えるだけの細胞融合方法に比べて、本方法は細
胞を個別に扱えるので特定の細胞を選択し、その細胞融
合が可能である。また、微小電極や微細管などを用いて
細胞をハンドリングする融合方法に比べ、本方法では、
レーザビームを用いるので非接触、すなわち細胞を無菌
状態でハンドリングすることが可能である。それゆえ、
従来の融合方法に比べ、より確実に細胞同士を無菌状態
で接触することができるので、融合確率も高（なる。
第１図は細胞融合するための細胞ａと細胞すをそれぞれ
レーザによる光トラッピングしている模式図、第２図は
細胞融合するためにレーザによる光トラッピングされた
細胞ａおよび細胞すを接触させ、この細胞近傍にある電
極にて高電圧パルスが加えられる状態を示す模式図、第
３図は３個のレーザビームで細胞１、細胞２を光トラッ
ピングしている模式図、第４図はｍ個（ｍはｍ〉１なる
整数）の複数のレーザビームで細胞ａと細胞すが光トラ
ッピングされ、接触させた状態を示す模式図、第５図は
本方法における細胞の変化を示す模式図であり、同図（
ａ）はそれぞれレーザによる光トラッピングされた細胞
ａ、細胞すが接触している状態、同図（ｂ）は同図（ａ
）の状態下で高電圧パルスをかけられ、細胞融合が始ま
った状籐同図（ｃ）は同図（ｂ）の状態が進行して細胞
融合が完了した状態を示す。 １・・・細胞ａ、２・・・細胞ｂ、 ３・・・レーザ光源、 ４・・・高電圧パルス発生装置、 ５、・、電極、６・・・移動方向、 ７、、、、レーザビーム（１〈０５ｍなるｍ整数）。 ｎは
レーザによる光トラッピングしている模式図、第２図は
細胞融合するためにレーザによる光トラッピングされた
細胞ａおよび細胞すを接触させ、この細胞近傍にある電
極にて高電圧パルスが加えられる状態を示す模式図、第
３図は３個のレーザビームで細胞１、細胞２を光トラッ
ピングしている模式図、第４図はｍ個（ｍはｍ〉１なる
整数）の複数のレーザビームで細胞ａと細胞すが光トラ
ッピングされ、接触させた状態を示す模式図、第５図は
本方法における細胞の変化を示す模式図であり、同図（
ａ）はそれぞれレーザによる光トラッピングされた細胞
ａ、細胞すが接触している状態、同図（ｂ）は同図（ａ
）の状態下で高電圧パルスをかけられ、細胞融合が始ま
った状籐同図（ｃ）は同図（ｂ）の状態が進行して細胞
融合が完了した状態を示す。 １・・・細胞ａ、２・・・細胞ｂ、 ３・・・レーザ光源、 ４・・・高電圧パルス発生装置、 ５、・、電極、６・・・移動方向、 ７、、、、レーザビーム（１〈０５ｍなるｍ整数）。 ｎは
Claims (1)
- 異なる細胞同士を接触させ、その状態で高電圧パルスを
印加させて融合させる細胞融合において、一個の細胞に
複数のレーザビームを多方向から照射することによって
細胞をレーザビーム内の特定の位置に保持し、他の異な
る細胞にも同様にして他の複数のレーザビーム内の特定
の位置に保持し、複数のレーザビームを同時に移動させ
ることにより両細胞を互いに接触させることを特徴とす
るレーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109778A JPH048291A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109778A JPH048291A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH048291A true JPH048291A (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=14518990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2109778A Pending JPH048291A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | レーザによる光トラッピングを用いた細胞融合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH048291A (ja) |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP2109778A patent/JPH048291A/ja active Pending
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