JPH10313855A - 細胞分離方法 - Google Patents
細胞分離方法Info
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- JPH10313855A JPH10313855A JP9143002A JP14300297A JPH10313855A JP H10313855 A JPH10313855 A JP H10313855A JP 9143002 A JP9143002 A JP 9143002A JP 14300297 A JP14300297 A JP 14300297A JP H10313855 A JPH10313855 A JP H10313855A
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- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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Abstract
胞の混合物から必要細胞を高率に回収する方法、例えば
白血球、血小板、赤血球の混合物から白血球を選択的に
高率に回収する方法の提供。 【解決手段】 少なくとも回収必要細胞と除去対象細胞
を含む細胞集団を、少なくとも該回収必要細胞を捕捉
し、該除去対象細胞は実質的に通過する手段に導入し、
次にデキストランを含む生理的溶液を導入して該手段に
捕捉されている該回収必要細胞を該手段より回収するこ
とを特徴とする細胞分離方法。少なくとも回収必要細胞
と除去対象細胞を含む細胞集団を、少なくとも該回収必
要細胞を捕捉し、該除去対象細胞は実質的に通過する手
段に導入した後に、捕捉された該回収必要細胞を回収す
る用途に用いるための組成物であって、少なくともデキ
ストランを含む生理的溶液であることを特徴とする細胞
回収用組成物。
Description
の細胞を分離するための組成物、分離方法及び該分離方
法により得られた細胞浮遊液に関する。
学療法における副作用である造血障害に対して、骨髄移
植療法が広く施行されている。骨髄移植療法とは、移植
骨髄による致死的造血障害の回復法であるため、患者に
とって致死的な大量放射線及び/又は大量化学療法(以
下、大量化学療法と略す)の施行が可能となり、白血病
や固形癌の治癒につながる。また、近年、骨髄と同様に
末梢血中にも、これらの治療に必要な造血幹細胞が含ま
れていることが明らかになった。通常、これらの細胞の
末梢血中での含有率はかなり低値であり、採取して骨髄
移植の代わりに用いることは困難であるが、抗癌剤及び
/又はG−CSF(顆粒球コロニー刺激因子)等のサイ
トカインを投与することにより、その含有率が増大する
ことが明らかにされ、骨髄採取と比べると、全身麻酔が
不要で安全なことから、盛んに臨床応用が行われてい
る。更に近年、臍帯血中には末梢血よりもはるかに高濃
度で造血幹細胞が含有されていることが明らかになり、
臨床応用が始まった。ここで、移植法は細胞の提供者
(ドナー)が誰であるかにより同種移植と自家移植に分
けられる。前者は健康な他人(血縁者又は非血縁者)が
提供者になり、後者は患者自身が提供者となるものであ
る。自家移植においては全てが、また同種移植において
は臍帯血を用いる場合はほとんどが移植まで凍結保存が
行われる。凍結保存の前には、通常赤血球の除去が行わ
れる。これは全血で保存した場合、保存スペースや解凍
時の破壊赤血球による副作用が問題となるためである。
従来、赤血球除去は遠心分離器により行われており、よ
り分離効率を上げたい場合には比重液(例えばファルマ
シア社製Ficoll)を用いる比重遠心法が採用され
ている。本法は比重液に原料細胞を重層させる際に液面
を乱してはならない等、非常に熟練を要する煩雑な操作
である。特開昭61−84577号公報、特開平2−1
34564号公報等で操作の煩雑さを解決すべく、多く
の試みがなされているが、比重液を用いるという点では
変わらず、抜本的解決には至っていない。ところで、遠
心分離を用いない赤血球除去法の提案も散見されるよう
になった。特開平8−104643号公報では赤血球と
造血幹細胞及び/又は造血前駆細胞を含む細胞集団を、
実質的に赤血球は通過し、白血球は捕捉するフィルター
に通液した後、前記通液方向とは逆方向の液流を惹起さ
せ、捕捉された白血球を回収することを特徴とする赤血
球の除去方法が提案されている。しかしながら、特定組
成の回収液を用いると回収率が向上するとの記載は一切
ない。
マーとし、主としてα−1、6結合によって構成されて
いる多糖類であり、古くから白血球分離剤として用いら
れてきた。しかしながら、デキストランによる白血球の
分離は、試験管内の赤血球を凝集沈降させ(必要に応じ
遠心分離)、上清の白血球をピペットで回収する(三輪
史郎編集:臨床検査技術全書第3巻「血液検査」425
ページ)という赤血球凝集促進剤としてのものであり、
捕捉後回収という本願とは全く異なる技術思想である。
なお、ヒドロキシエチルデンプン等も同様の赤血球凝集
促進作用があり、デキストラン固有の性質では無い。
かつ短時間で、必要細胞と不要細胞の混合物から必要細
胞を高率に回収する方法、例えば白血球、血小板、赤血
球の混合物から白血球を選択的に高率に回収する方法を
提供することを目的とする。更に詳しくは、細胞を一旦
捕捉させ、その捕捉された細胞を回収する細胞分離方法
において、高率に細胞を回収できる方法を提供すること
にある。
有する問題点を解決すべく鋭意検討した結果、デキスト
ランを含む生理的溶液で細胞の回収を行うと、きわめて
高い回収率が得られるというデキストラン固有の驚くべ
き性質を見出し、本発明を完成させたものである。即
ち、本発明は少なくとも回収必要細胞と除去対象細胞を
含む細胞集団を、少なくとも該回収必要細胞を捕捉し、
該除去対象細胞は実質的に通過する手段に導入し、次に
デキストランを含む生理的溶液を導入して該手段に捕捉
されている該回収必要細胞を該手段より回収することを
特徴とする細胞分離方法である。また、本発明は少なく
とも回収必要細胞と除去対象細胞を含む細胞集団を、少
なくとも該回収必要細胞を捕捉し、該除去対象細胞は実
質的に通過する手段に導入した後に、捕捉された該回収
必要細胞を回収する用途に用いるための組成物であっ
て、少なくともデキストランを含む生理的溶液であるこ
とを特徴とする細胞回収用組成物である。更に本発明は
少なくとも回収必要細胞と除去対象細胞を含む細胞集団
を、少なくとも該回収必要細胞を捕捉し、該除去対象細
胞は実質的に通過する手段に導入し、次に該手段にデキ
ストランを含む生理的溶液を導入して該回収必要細胞を
回収することを特徴とする、回収必要細胞とデキストラ
ンを含む生理的溶液からなる細胞浮遊液を得る方法であ
る。更に、本発明は少なくとも回収必要細胞と除去対象
細胞を含む細胞集団を、少なくとも該回収必要細胞を捕
捉し、該除去対象細胞を実質的に通過する手段に導入
し、次に該手段にデキストランを含む生理的溶液を導入
して回収して得られた回収必要細胞とデキストランを含
む生理的溶液からなる細胞浮遊液である。
る。本発明で言う少なくとも回収必要細胞と除去対象細
胞を含む細胞集団の例としては、骨髄、末梢血、臍帯血
あるいはこれらを遠心分離器等により粗分離したものが
あげられる。本発明で言う少なくとも回収必要細胞は捕
捉し、除去対象細胞は実質的に通過する手段としては、
捕捉材を容器に充填したもの、あるいは成型容器で容器
内面に細胞捕捉面が存在するものがあげられる。前記捕
捉材としては水不溶性であればいかなる材質でも使用可
能であるが、成型性、滅菌性や細胞毒性が低いという点
で好ましいものを例示すると、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ナイロン、ポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリアクリルアミド、ポ
リウレタン等の合成高分子、アガロース、セルロース、
酢酸セルロース、キチン、キトサン、アルギン酸塩等の
天然高分子、ハイドロキシアパタイト、ガラス、アルミ
ナ、チタニア等の無機材料、ステンレス、チタン等の金
属があげられる。また、これらの捕捉材はこのままでも
用いることができるが、必要に応じ、アミノ酸、ペプチ
ド、糖タンパク(抗体、接着分子等のバイオリガンドを
含む)といった、特定の細胞に親和性のあるリガンドを
固定してもよい。また、捕捉材の形状としては粒状、繊
維塊、織布、不織布、スポンジ状多孔質体、平板等があ
げられるが、体積あたりの表面積が大きいという点で粒
状、繊維塊、織布、不織布、スポンジ状多孔質体が好ま
しい。また、成型容器で、容器内面に細胞捕捉面が存在
するものとしては、フラスコ、ディッシュ、コニカルチ
ューブ、シリンジ等があげられる。
のポリマーで、その結合の大部分がα−1、6結合であ
るものを言い、その部分加水分解物や硫酸エステル等の
誘導体も含む。分子量はいかなるものも使用できるが、
溶解性や入手しやすさ等を考慮し、好ましい平均分子量
は1000〜1000万であり、更に好ましくは500
0〜500万、更により好ましくは1万〜100万であ
る。本発明ではデキストランを溶解して生理的溶液とし
て用いるものであるが、溶媒としては、浸透圧や細胞毒
性を考慮して好ましいものをあげると、生理食塩水、ダ
ルベッコリン酸塩緩衝液、ハンクス液などの緩衝液、R
PMI1640などの培地があげられるが、これらに限
定されるものではない。また溶液には細胞への栄養補
給、凍結保存などの目的で、必要に応じて、アルブミ
ン、グロブリンなどのタンパク質、グルコース、マンニ
トール、トレハロース、ヒドロキシエチルデンプンなど
の糖類、ヘパリン、ACD、CPDなどの抗凝固剤、ジ
メチルスルホキシド、グリセリンなどの凍結保存剤を添
加してもよい。本発明によるデキストラン含有液中のデ
キストラン濃度は0.5w/v%以上飽和濃度以下であ
り、好ましくは1w/v%以上飽和濃度の2分の1以下
である。1w/v%では細胞回収率が低下するおそれが
あり、また飽和濃度の2分の1を超えた量を加えると、
粘度が上昇しフィルターに通液した際、圧力の上昇が起
こり、フィルターとチューブの接続部分がはずれる可能
性もあり危険である。
液を捕捉手段に通液する方法としては、ポンプの利用、
シリンジによる注入、液体を貯留したバッグを押しつぶ
して液流を惹起する方法、落差による方法があるが、簡
便さの点ではシリンジの利用が最も好ましい。また、液
体流入口と液体流出口が別々の容器からなる捕捉手段の
場合は、原料血液の通液方法と同一の方向で回収液を通
液するか、逆方向で通液するかに分かれるが、一般的に
逆方向の方が回収率が高い傾向がある。更に、単純に通
液するだけでなく、捕捉手段に振動を加えたり、ストッ
プドフローにしても良い。また、液体流入口と液体流出
口が同一の場合、例えばフラスコの場合は、フラスコに
本発明による特定の粘度を有する液体をピペット等で導
入してから、フラスコ本体を振る、あるいは機械的・超
音波振動を加えることで細胞を回収する。
胞の組合せの例をいくつか示す。回収必要細胞が白血球
であり、除去対象細胞が赤血球、血小板の場合、白血球
は捕捉手段に捕捉され、赤血球、血小板は通過し、本発
明によるデキストランを含む生理的溶液により、捕捉手
段に捕捉されている白血球が回収される。また、回収必
要細胞がリンパ球であり、除去対象細胞が赤血球、血小
板、顆粒球、単球の場合、白血球(顆粒球+単球+リン
パ球)は捕捉手段に捕捉され、赤血球、血小板は通過
し、本発明によるデキストランを含む生理的溶液により
捕捉手段に捕捉されている白血球のうちリンパ球のみが
回収される。また、回収必要細胞がCD34陽性細胞で
あり、除去対象細胞が赤血球、血小板、CD34陰性細
胞である場合、CD34陽性細胞は捕捉手段に捕捉さ
れ、赤血球、血小板、CD34陰性細胞は通過し、本発
明によるデキストランを含む生理的溶液により捕捉手段
に捕捉されているCD34陽性細胞が回収される。
理的溶液はこのまま液状あるいは凍結保存に用いること
ができる。即ち、幹細胞の凍結保存を例にあげると、通
常、前述のFicoll法等により赤血球が分離された
細胞集団を洗浄後、凍結保存剤を添加して細胞浮遊液を
調製し、これを液体窒素中あるいは冷凍庫内で凍結保存
を行うが、デキストラン自体が凍結保存剤となりうるた
め、赤血球除去後に煩雑な操作を加えることなく、凍結
保存用の細胞浮遊液とすることができる。デキストラン
単独ではなく、ジメチルスルホキシド、ヒドロキシエチ
ルデンプン、アルブミンなど凍結保存に用いられる物質
を共存させたい場合には、細胞回収後にこれらの物質を
添加するか、デキストランを含む生理的溶液中に予め添
加しておけば良い。デキストランで細胞の高率回収が如
何なるメカニズムにより達成できるかは現時点では不明
である。本発明者らはデキストランが細胞の基材への接
着性を減弱させる性質を持っているのではないかと想定
しているが、その解明は今後の課題である。
が、本発明はこれにより限定されるものではない。
胞を含む単核球を回収、赤血球と血小板を除去すること
を目的としたものである。 細胞分離器の作製 容器寸法41×41×18mmで液体流出口と液体流入
口を対角線上にもつポリカーボネート製容器の入口側に
平均繊維径12μmのポリエステル不織布12枚を、出
口側に平均繊維径2.3μmのポリエステル不織布25
枚を充填した。なお、本フィルターの充填密度は0.2
g/cm3であった。また、このフィルターに血小板通
過性を付与する目的で、親水性ポリマーのコーティング
を行った。即ち、ヒドロキシエチルメタクリレート・ジ
メチルアミノエチルメタクリレート共重合体の1%エタ
ノール溶液を該フィルターの液体流入口から通液した
後、窒素ガスを通して乾燥させた。 細胞分離操作 ヒト新鮮臍帯血(抗凝固剤CPD)50mlを入れた血
液バッグを途中に生理食塩水バッグと細胞回収バッグへ
の分岐を有するチューブで、で作製した細胞分離器の
入口側に接続した。細胞分離器の出口側には途中に三方
活栓を有するチューブでドレーン用血液バッグを接続し
た。新鮮臍帯血50mlを落差で通液し、フィルターか
ら流出する赤血球含有液をドレーンバッグに回収した。
その後、フィルター内に残存する赤血球、血小板を洗流
する目的で生理食塩水30mlを通液した。その後、市
販のデキストラン生理食塩水溶液(ミドリ十字製 商品
名デキストラン40注−ミドリ、平均分子量約4万のデ
キストランの10w/v%生理食塩水溶液)にヒト血清
アルブミン(以下HSA)を4w/v%になるように添
加して調製したデキストランを含む生理的溶液(粘度約
10mPa・s)30mlを入れたシリンジを、細胞分
離器の出口側チューブの三方活栓に接続し、シリンジを
押してデキストランを含む生理的溶液を細胞分離器内に
注入、捕捉されている細胞を入口側に接続されている細
胞回収バッグに回収した。 分析 白血球数、白血球亜分画、赤血球数、血小板数は自動血
球計算機にて測定、白血球中のCD34陽性率はFIT
C標識CD34抗体を用い、SSC−FITCに展開す
るフローサイトメトリー法(宮崎、他:日常診療と血
液、5巻2号、21〜23ページ、1995年)を用い
て測定した。なお、回収率、除去率の算出方法は以下の
とおりである。 回収率(%)=100×(分離後細胞数/分離前細胞
数) 除去率(%)=100−100×(分離後細胞数/分離
前細胞数) 結果 結果のまとめを表1に示す。単核球、CD34陽性細胞
が高率に回収でき、赤血球、血小板が高率に除去されて
いる。
胞を含む単核球を回収、赤血球と血小板を除去すること
を目的としたものである。 細胞分離器の作製 実施例1と同様の細胞分離器を用いた。 細胞分離操作 デキストラン含有液としてデキストラン40(東京化成
製 平均分子量約4万)とHSAをそれぞれ23w/v
%、4w/v%となるように添加したものを用いた以外
は実施例1と同様な操作を行った。なお、本回収液の粘
度は約30mPa・sであった。 分析 実施例1と同様な方法で行った。 結果 結果のまとめを表1に示す。実施例1と同様、単核球、
CD34陽性細胞が高率に回収でき、赤血球、血小板が
高率に除去されている。
胞を含む単核球を回収、赤血球と血小板を除去すること
を目的としたものである。 細胞分離器の作製 実施例1と同様の細胞分離器を用いた。 細胞分離操作 デキストラン含有液としてデキストラン70(東京化成
製 平均分子量約7万)とHSAを生理食塩水に、それ
ぞれ19w/v%、4w/v%となるように添加したも
のを用いた以外は実施例1と同様な操作を行った。な
お、本回収液の粘度は実施例2と同様の約30mPa・
sであった。 分析 実施例1と同様な方法で行った。 結果 結果のまとめを表1に示す。実施例1と同様、単核球、
CD34陽性細胞が高率に回収でき、赤血球、血小板が
高率に除去されている。
胞を含む単核球を回収、赤血球と血小板を除去すること
を目的としたものである。 細胞分離器の作製 実施例1と同様の細胞分離器を用いた。 細胞分離操作 デキストラン含有液として白血球分離用デキストラン
(ナカライテスク製 平均分子量約20万)とHSAを
市販のヒドロキシエチルデンプン生理食塩水溶液(森下
ルセル社製、商品名6−HES)に、それぞれ10w/
v%、4w/v%となるように添加したものを用いた以
外は実施例1と同様な操作を行った。なお、本回収液の
粘度は約20mPa・sであった。 分析 実施例1と同様な方法で行った。 結果 結果のまとめを表1に示す。実施例1と同様、単核球、
CD34陽性細胞が高率に回収でき、赤血球、血小板が
高率に除去されている。なお、本回収液で回収された細
胞は、ジメチルスルホキシドを5w/v%添加後、CP
Iプロトコール(極東製薬製)により−80℃のディー
プフリーザー中での凍結保存が可能であった。即ち、3
0日の凍結保存後に37℃の温浴で急速融解し、常法の
トリパンブルー排除法でバイアビリティを測定したとこ
ろ、90.4%と、高値を維持していた。
胞を回収、赤血球と血小板とCD34陰性有核細胞(以
下CD34陰性細胞)を除去することを目的としたもの
である。 細胞分離器の作製 容器寸法41×41×18mmで液体流出口と液体流入
口を対角線上にもつポリカーボネート製容器の入口側に
平均繊維径12μmのポリエステル不織布12枚を、出
口側に平均繊維径2.3μmのマウス抗ヒトCD34モ
ノクローナル抗体(コールター社製、クローン名Imm
u133、以下CD34抗体と略す)固定ポリスチレン
不織布25枚を充填した。本フィルターの充填密度は
0.2g/cm3であった。なお、CD34抗体の固定
は特開平2−261833号公報で提案されている公知
のハロアセトアミド法にて行った。即ち、ポリスチレン
不織布を活性化する目的で、スルホラン165mlにヒ
ドロキシメチルヨードアセトアミド3.6gとトリフル
オロメタンスルホン酸25gを添加した反応液に前述の
ポリスチレン不織布(予め前述の寸法に切断してある)
を室温で5時間含浸、反応させた。次にこの活性化済み
不織布に抗体を固定する目的で、ダルベッコリン酸塩緩
衝液(以下D−PBS)で20μg/ml濃度に調製し
たCD34抗体溶液10mlに活性化済み不織布を2時
間含浸し、D−PBSで洗浄後、真空乾燥して抗体固定
不織布とした。 細胞分離操作 ヒト新鮮臍帯血(抗凝固剤CPD)50mlを入れた血
液バッグを途中に生理食塩水バッグと細胞回収バッグへ
の分岐を有するチューブで、で作製した細胞分離器の
入口側に接続した。細胞分離器の出口側には途中に三方
活栓を有するチューブでドレーン用血液バッグを接続し
た。新鮮臍帯血50mlを落差で通液し、フィルターか
ら流出する赤血球含有液(CD34陰性細胞も含む)を
ドレーンバッグに回収した。その後、フィルター内に残
存する赤血球、血小板、CD34陰性細胞を洗流する目
的で生理食塩水30mlを通液した。その後、市販のデ
キストラン生理食塩水溶液(ミドリ十字製 商品名デキ
ストラン40注−ミドリ、平均分子量約4万のデキスト
ランの10w/v%生理食塩水溶液)にヒト血清アルブ
ミン(以下HSA)を4w/v%になるように添加して
調製したデキストランを含む生理的溶液(粘度約10m
Pa・s)30mlを入れたシリンジを、細胞分離器の
出口側チューブの三方活栓に接続し、シリンジを押して
デキストランを含む生理的溶液を細胞分離器内に注入、
捕捉されている細胞を入口側に接続されている細胞回収
バッグに回収した。 分析 実施例1と同様な方法で行った。 結果 結果のまとめを表1に示す。CD34陽性細胞が高率に
回収でき、赤血球、血小板、CD34陰性細胞が高率に
除去されている。
エチルデンプン(味の素社製、平均分子量約20万)と
HSAをそれぞれ10w/v%、4w/v%となるよう
に添加したものを用いた以外は実施例1と同様な操作を
行った。なお、本回収液の粘度は約10mPa・sで実
施例1と同じであった。 分析 実施例1と同様な方法で行った。 結果 結果のまとめを表1に示す。赤血球除去率、血小板除去
率は実施例と同等で高値であるが、単核球、CD34陽
性細胞の回収率が低値であった。
ン(味の素社製、平均分子量約20万)とHSAを生理
食塩水に、それぞれ20w/v%、4w/v%となるよ
うに添加したものを用いた以外は実施例1と同様な操作
を行った。なお、本回収液の粘度は約30mPa・sで
実施例2と同じであった。 分析 実施例1と同様な方法で行った。 結果 結果のまとめを表1に示す。赤血球除去率、血小板除去
率は実施例並に高値であるが、単核球、CD34陽性細
胞の回収率が低値であった。
方法は簡便な操作かつ短時間で、必要細胞と不要細胞の
混合物から必要細胞を高率に回収することができ、また
得られた細胞浮遊液はその後の煩雑な細胞浮遊液調製操
作を経ることなく凍結保存が可能なので、造血幹細胞移
植分野や養子免疫療法分野の細胞処理工程における省力
化に貢献するところ大である。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも回収必要細胞と除去対象細胞
を含む細胞集団を、少なくとも該回収必要細胞を捕捉
し、該除去対象細胞は実質的に通過する手段に導入し、
次にデキストランを含む生理的溶液を導入して該手段に
捕捉されている該回収必要細胞を該手段より回収するこ
とを特徴とする細胞分離方法。 - 【請求項2】 少なくとも回収必要細胞と除去対象細胞
を含む細胞集団を、少なくとも該回収必要細胞を捕捉
し、該除去対象細胞は実質的に通過する手段に導入した
後に、捕捉された該回収必要細胞を回収する用途に用い
るための組成物であって、少なくともデキストランを含
む生理的溶液であることを特徴とする細胞回収用組成
物。 - 【請求項3】 少なくとも回収必要細胞と除去対象細胞
を含む細胞集団を、少なくとも該回収必要細胞を捕捉
し、該除去対象細胞は実質的に通過する手段に導入し、
次に該手段にデキストランを含む生理的溶液を導入して
該回収必要細胞を回収することを特徴とする、回収必要
細胞とデキストランを含む生理的溶液からなる細胞浮遊
液を得る方法。 - 【請求項4】 少なくとも回収必要細胞と除去対象細胞
を含む細胞集団を、少なくとも該回収必要細胞を捕捉
し、該除去対象細胞を実質的に通過する手段に導入し、
次に該手段にデキストランを含む生理的溶液を導入して
回収して得られた回収必要細胞とデキストランを含む生
理的溶液からなる細胞浮遊液。
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