JP2005323534A - Membrane for separating and recovering cell and method for separating and recovering cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、血液等に存在する有用細胞のうち特に造血幹細胞を分離可能な細胞分離回収膜及び当該膜を使用した細胞分離回収方法に係り、特に、ポリウレタン膜を官能基で修飾することによって、有用細胞のうち、特に造血幹細胞を高収率で回収することが可能な細胞分離回収膜及び細胞分離回収方法に関する。 The present invention relates to a cell separation / recovery membrane capable of separating hematopoietic stem cells among useful cells existing in blood and the like, and a cell separation / recovery method using the membrane, in particular, by modifying a polyurethane membrane with a functional group, More particularly, the present invention relates to a cell separation / recovery membrane and a cell separation / recovery method capable of recovering hematopoietic stem cells in a high yield among useful cells.
近年、自己の再生能力を喪失し、不可逆的に機能不全に陥った細胞、臓器、組織の各機能を外的操作により再生させることが、再生医療の現場において大きな課題となっている。
再生医療とは、遺伝子治療、ES細胞を用いる臓器創製、幹細胞を機能欠陥組織又は臓器に注入する細胞療法、幹細胞を用いる臓器創製、を主たる手法とするものである。
このうち、幹細胞を用いる臓器創製や、幹細胞の機能欠落組織等への注入を行う場合には、標的とする幹細胞又は組織前駆細胞を高純度に抽出する必要がある。
このような要請から、再生医療の発展のためには、高純度の幹細胞及び組織前駆細胞等の有用細胞を、末梢血、臍帯血、骨髄液等より簡易に分離する技術が必要とされている。
In recent years, it has become a major issue in the field of regenerative medicine to regenerate each function of cells, organs, and tissues that have lost their own regenerative ability and have irreversibly failed.
Regenerative medicine is mainly composed of gene therapy, organ creation using ES cells, cell therapy in which stem cells are injected into functionally defective tissues or organs, and organ creation using stem cells.
Among these, when organ creation using stem cells or injection of stem cells into a function-deficient tissue or the like, it is necessary to extract target stem cells or tissue precursor cells with high purity.
In order to develop regenerative medicine, a technology for easily separating useful cells such as high-purity stem cells and tissue progenitor cells from peripheral blood, umbilical cord blood, bone marrow fluid, and the like is required for the development of regenerative medicine. .
従来より、血液等から各目的成分を分離する技術は知られており、医療現場において治療に役立てられている。
例えば、多くのウイルスは選択的にリンパ球に感染することが報告されている。このため輸血によるウイルス感染を防止するために、全血を輸血するのではなく、白血球除去フィルター等により白血球を除去し、白血球が除去された血液から赤血球製剤、血小板製剤、血漿製剤等を製造し、これらの製剤が一般的に治療に使用される。
このように、これまでは、血球系の分離及び純化を行うことを目的とした研究が行われていた。
しかし、近年の研究で、末梢血、臍帯血、骨髄液中には、造血幹細胞等の各種幹細胞、血管内皮細胞、血管内皮前駆細胞、臓器前駆細胞等、有用な細胞が含まれていることが明らかとなり、これらの有用な細胞を、末梢血、臍帯血、骨髄液等より分離回収する技術が望まれるようになった。
Conventionally, a technique for separating each target component from blood or the like is known and used for treatment in a medical field.
For example, many viruses have been reported to selectively infect lymphocytes. Therefore, in order to prevent viral infection due to blood transfusion, whole blood is not transfused, but leukocytes are removed by a leukocyte removal filter, etc., and erythrocyte preparations, platelet preparations, plasma preparations, etc. are produced from the blood from which leukocytes have been removed. These formulations are generally used for therapy.
Thus, until now, research aimed at separating and purifying blood cells has been performed.
However, in recent studies, peripheral blood, umbilical cord blood, and bone marrow fluid may contain useful cells such as various stem cells such as hematopoietic stem cells, vascular endothelial cells, vascular endothelial progenitor cells, and organ progenitor cells. As a result, a technique for separating and collecting these useful cells from peripheral blood, umbilical cord blood, bone marrow fluid and the like has come to be desired.
そして上記、末梢血、骨髄液、臍帯血から分離される造血幹細胞(hematopoietic stem cell)の再生医療の現場での重要度が増している。
造血幹細胞とは、自己複製能を有し、すべての血球細胞に分化する能力を有する細胞である。しかし、近年、造血幹細胞の可塑性(plasticity)を示す報告が多数見られ、血球のみならず様々な細胞の産生に関与している可能性が示唆されている。
現在、再生医療の現場においては、この造血幹細胞が移植され、白血病等の難治性疾患の治療に有効に用いられている。また、造血幹細胞の前記可塑性の示唆により、再生医療における更なる有効性も期待されている。
しかし、骨髄液、末梢血、臍帯血に含有される造血幹細胞の量は微量であり、医療現場で必要とされている量を確保することは非常に困難である。
このため、造血幹細胞を骨髄液、末梢血、臍帯血より分離して、種々のサイトカインと共に増殖させる方法が開発されている。
しかし、造血幹細胞を効率よく増殖させるためには、造血幹細胞を骨髄液、末梢血、臍帯血より高純度及び高収率で分離する必要があった。
The importance of hematopoietic stem cells separated from peripheral blood, bone marrow fluid, and umbilical cord blood in the field of regenerative medicine is increasing.
Hematopoietic stem cells are cells that have the ability to self-replicate and have the ability to differentiate into all blood cells. However, in recent years, there have been many reports showing the plasticity of hematopoietic stem cells, suggesting the possibility of being involved in the production of various cells as well as blood cells.
Currently, in the field of regenerative medicine, the hematopoietic stem cells are transplanted and are effectively used for the treatment of intractable diseases such as leukemia. Further, due to the suggestion of the plasticity of hematopoietic stem cells, further effectiveness in regenerative medicine is also expected.
However, the amount of hematopoietic stem cells contained in bone marrow fluid, peripheral blood, and umbilical cord blood is very small, and it is very difficult to secure the amount required in the medical field.
For this reason, a method has been developed in which hematopoietic stem cells are separated from bone marrow fluid, peripheral blood, and umbilical cord blood and propagated together with various cytokines.
However, in order to efficiently proliferate hematopoietic stem cells, it was necessary to separate hematopoietic stem cells from bone marrow fluid, peripheral blood, and umbilical cord blood with high purity and high yield.
そこで、骨髄液、末梢血、臍帯血より造血幹細胞を分離する方法として、例えば、Ficoll Hypaque法が知られている。
これは、比重により目的成分を分離する遠心分離法である。
しかし、この方法では、何度も遠心分離を行う必要があり、分離操作に長時間を要するという問題があった。
また、操作が煩雑であり、分離操作を行うためには熟練した技術が必要であるという問題があった。
Thus, for example, the Ficoll Hypaque method is known as a method for separating hematopoietic stem cells from bone marrow fluid, peripheral blood, and umbilical cord blood.
This is a centrifugal separation method in which a target component is separated by specific gravity.
However, this method has a problem that it is necessary to perform centrifugation many times and a long time is required for the separation operation.
In addition, the operation is complicated, and there is a problem that a skilled technique is necessary to perform the separation operation.
また、他の方法としては、Baxter社が磁気を応用して開発したIsolex Magnetic Cell Separation Systemが知られている。
これは、造血幹細胞表面に発現する表面マーカーに特異的に結合するモノクローナル抗体によって造血幹細胞を分離し、表面マーカーに結合したモノクローナル抗体を磁気ビーズに結合させて、抗体に結合した造血幹細胞を回収する方法である。
しかし、この方法は、操作が煩雑であり分離に長時間を要するという問題があった。
更に、マウス由来の抗体を用いているために、造血幹細胞を主とする血液製剤中に、異種由来のウイルス並びに抗体が混入することが危惧されており、この血液製剤を臨床に応用することについては、議論のあるところである。
As another method, the Isolex Magnetic Cell Separation System developed by Baxter by applying magnetism is known.
In this method, hematopoietic stem cells are separated by a monoclonal antibody that specifically binds to a surface marker expressed on the surface of the hematopoietic stem cell, and the monoclonal antibody bound to the surface marker is bound to magnetic beads to recover hematopoietic stem cells bound to the antibody. Is the method.
However, this method has a problem that operation is complicated and separation takes a long time.
Furthermore, since mouse-derived antibodies are used, it is feared that viruses and antibodies derived from different species will be mixed in blood products mainly composed of hematopoietic stem cells. Is in debate.
更に、他の方法として、高速FACS(Fluorescence-activated cell sorter)による造血幹細胞分離システムが開発されている。
これは、蛍光抗体で染色した細胞を選択的に分離するシステムであるが、分離操作に長時間を有するという問題があった。
また、特殊な装置が必要であり分離を行うために高額な費用が必要であるという問題があった。
更に、滅菌状態で細胞分離を行えないために、治療用に当該純化された造血幹細胞を用いることは、現状では不可能である。
また、マウス由来の抗体を用いているために、造血幹細胞を主とする血液製剤中に、異種由来のウイルス並びに抗体が混入することが危惧されており、この血液製剤を臨床に応用することについては、議論のあるところである。
Furthermore, as another method, a hematopoietic stem cell separation system using high-speed FACS (Fluorescence-activated cell sorter) has been developed.
This is a system for selectively separating cells stained with a fluorescent antibody, but has a problem that the separation operation takes a long time.
In addition, there is a problem that a special device is required and high cost is required to perform the separation.
Furthermore, since cell separation cannot be performed in a sterilized state, it is impossible to use the purified hematopoietic stem cells for treatment.
In addition, since mouse-derived antibodies are used, it is feared that viruses and antibodies derived from different species will be mixed in blood products mainly composed of hematopoietic stem cells. Is in debate.
そこで、簡易かつ安価に造血幹細胞を分離するための技術として、分離膜を使用し、幹細胞を分離する技術が開発されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特許文献1には、合成高分子、天然高分子等を材料とするフィルターを使用して、有核細胞を捕捉する技術が開示されている。
この技術では、原細胞液は、Ficoll-Hypaque法(比重遠心分離)により前処理が施され、この原料細胞液をフィルターに通過させることにより、CD45抗原陽性、CD34抗原陰性、分化抗原陰性のヒト未分化造血幹細胞が分離捕捉される。その後、回収液をフィルターの下流側から導入することにより、フィルター上に捕捉された未分化造血幹細胞を回収するものである。
また、特許文献2には、合成高分子、天然高分子等を材料とした不織布フィルターを複数枚積層し、液密になるようフィルター端面を連続的に高温融着させた濾材を使用して、臍帯血からCD34陽性細胞を分離捕捉し、回収液をフィルター下流側から導入することによりフィルター上に捕捉されたCD34陽性細胞を回収する技術が開示されている。
Thus, as a technique for separating hematopoietic stem cells easily and inexpensively, a technique for separating stem cells using a separation membrane has been developed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
Patent Document 1 discloses a technique for capturing nucleated cells using a filter made of a synthetic polymer, a natural polymer, or the like.
In this technique, the raw cell fluid is pretreated by the Ficoll-Hypaque method (specific gravity centrifugation), and this raw material cell fluid is passed through a filter, so that CD45 antigen positive, CD34 antigen negative, and differentiation antigen negative humans. Undifferentiated hematopoietic stem cells are separated and captured. Then, the undifferentiated hematopoietic stem cells captured on the filter are recovered by introducing a recovery solution from the downstream side of the filter.
しかし、上記特許文献1の技術では、原料細胞液を得るために、採取した臍帯血に対してFicoll-Hypaque比重遠心分離による前処理が必要である。この前処理は、従来技術の項で記載した通り、作業が煩雑であると共に特殊な技術が必要であった。また、この前処理は、完全閉鎖系で行うことは困難であるため、原料細胞液の無菌性を十分に確保できないという問題点があった。
また、造血幹細胞をより高い回収率で回収可能な更なる改善も望まれていた。
However, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, a pretreatment by Ficoll-Hypaque specific gravity centrifugation is required for the collected umbilical cord blood in order to obtain a raw material cell solution. As described in the section of the prior art, this pretreatment requires a complicated technique and a special technique. In addition, since it is difficult to perform this pretreatment in a completely closed system, there is a problem that the sterility of the raw material cell solution cannot be sufficiently ensured.
In addition, further improvement that can recover hematopoietic stem cells at a higher recovery rate has been desired.
上記特許文献2の技術では、16枚ものフィルターを積層し、この積層されたフィルター端面に高温加熱したステンレス板を押し付けて連続過熱(約250℃)して連続的にフィルターを液密に融着する必要があるため、フィルター作成作業が煩雑であり、一定の液密性を有するフィルターを作成するための特別な技術が必要であった。
In the technique of
また、特許文献2の技術は、白血球の回収率とCD34陽性細胞との回収率に、ほとんど差が認められず、CD34陽性細胞を選択的に分離回収する方法ではない。
よって、再生医療の現場において重要な役割を担う造血幹細胞であるCD34陽性細胞を選択的に効率よく濃縮する方法の開発が望まれていた。
Further, the technique of
Therefore, development of a method for selectively and efficiently concentrating CD34 positive cells, which are hematopoietic stem cells that play an important role in the field of regenerative medicine, has been desired.
本発明の目的は、末梢血、臍帯血、骨髄液等から造血幹細胞を効率よく分離し、高収率で回収することが可能な細胞分離回収膜及び細胞分離方法を提供することにあり、他の目的は、容易に高純度の造血幹細胞を回収することが可能な造血幹細胞分離回収膜及び造血幹細胞分離方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cell separation and recovery membrane and a cell separation method capable of efficiently separating hematopoietic stem cells from peripheral blood, umbilical cord blood, bone marrow fluid, etc., and recovering them in a high yield. An object of the present invention is to provide a hematopoietic stem cell separation and recovery membrane and a hematopoietic stem cell separation method capable of easily collecting hematopoietic stem cells of high purity.
前記課題は、本発明の請求項1に係る細胞分離回収膜によれば、有用細胞と除去細胞とを含む細胞混合物より有用細胞を分離回収するために用いられる細胞分離回収膜であって、該細胞分離回収膜は、ポリウレタン発泡体にカルボキシル基を導入したものであることにより解決される。
ポリウレタンとは、主鎖にウレタン結合をもつ合成高分子の総称であり、ポリウレタン発泡体とは、発泡反応が施されたポリウレタンをさす。
カルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜を使用することにより、細胞混合液を濾過するのみで、官能基を導入されていないポリウレタン発泡体膜よりも高い回収率で、有用細胞である造血幹細胞を分離回収することができる。
また、このカルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜によれば、細胞混合液を遠心分離する等の前処理を行うことなく、高い回収率で有用細胞である造血幹細胞を分離回収することができる。
According to the cell separation / recovery membrane of claim 1 of the present invention, the subject is a cell separation / recovery membrane used for separating and recovering useful cells from a cell mixture containing useful cells and removed cells, The cell separation and recovery membrane is solved by introducing a carboxyl group into a polyurethane foam.
Polyurethane is a general term for synthetic polymers having a urethane bond in the main chain, and polyurethane foam refers to polyurethane that has undergone a foaming reaction.
By using a carboxyl group-introduced polyurethane foam membrane, hematopoietic stem cells, which are useful cells, can be separated and recovered at a higher recovery rate than a polyurethane foam membrane to which no functional group has been introduced simply by filtering the cell mixture. be able to.
Moreover, according to this carboxyl group-introduced polyurethane foam membrane, hematopoietic stem cells, which are useful cells, can be separated and recovered at a high recovery rate without performing a pretreatment such as centrifuging the cell mixture.
また、前記細胞分離回収膜では、前記有用細胞として、CD34抗原陽性の造血幹細胞が分離回収されると好適である。
すなわち、近年、再生医療の現場においては、未分化で、すべての血球細胞に分化可能なCD34抗原陽性の造血幹細胞が治療に際して有用であるため、高い収率で回収することが望まれている。
本発明に係る細胞分離回収膜では、細胞混合液の前処理を行うことなく分離でき、官能基が導入されていないポリウレタン発泡体膜より高い回収率で、このCD34抗原陽性の造血幹細胞を簡易に回収できる。
In the cell separation and recovery membrane, CD34 antigen-positive hematopoietic stem cells are preferably separated and recovered as the useful cells.
That is, in recent years, in the field of regenerative medicine, CD34 antigen-positive hematopoietic stem cells that are undifferentiated and can be differentiated into all blood cells are useful for treatment, and therefore it is desired to collect them at a high yield.
In the cell separation and recovery membrane according to the present invention, this CD34 antigen-positive hematopoietic stem cell can be easily separated with a higher recovery rate than a polyurethane foam membrane into which a functional group has not been introduced. Can be recovered.
更に、前記細胞分離回収膜には、エポキシ環を有する化合物が導入されており、前記カルボキシル基は、前記エポキシ環を介して導入されていると好適である。
エポキシ基は各官能基との反応性が高いため、予めエポキシ環を有する化合物を膜に導入しておくと、カルボキシル基を含む様々な官能基をポリウレタン発泡体膜へ効率良く導入することが可能となる。
Furthermore, it is preferable that a compound having an epoxy ring is introduced into the cell separation and recovery membrane, and the carboxyl group is introduced through the epoxy ring.
Since epoxy groups are highly reactive with each functional group, various functional groups, including carboxyl groups, can be efficiently introduced into polyurethane foam membranes by introducing a compound having an epoxy ring into the membrane in advance. It becomes.
また、前記細胞分離回収膜には、前記除去細胞を通過させる複数の孔が設けられており、該孔の径は、3μm以上100μm以下であると好適である。
このように構成されているので、細胞分離回収膜での、有用細胞の分離と回収が効率よく行われる。
すなわち、この範囲より孔径が小さいものであると、濾過時間が長くなり、有用細胞の回収率も低下する。また、この範囲より孔径が大きいものであると、有用細胞捕捉操作の際に細胞分離回収膜を透過してしまう有用細胞が増加し、有用細胞の回収率が低下する。
The cell separation / recovery membrane is provided with a plurality of holes through which the removed cells pass, and the diameter of the holes is preferably 3 μm or more and 100 μm or less.
Since it is constituted in this way, separation and collection of useful cells are efficiently performed in the cell separation and collection membrane.
That is, if the pore diameter is smaller than this range, the filtration time becomes longer and the recovery rate of useful cells also decreases. In addition, if the pore diameter is larger than this range, useful cells that permeate the cell separation and recovery membrane during the useful cell capture operation increase, and the useful cell recovery rate decreases.
また、上記課題は、本発明の請求項5に係る細胞分離回収方法によれば、有用細胞と除去細胞とを含む細胞混合物から有用細胞を分離回収する方法であって、カルボキシル基が導入されたポリウレタン発泡体膜に、前記細胞混合物を通過させる有用細胞捕捉工程と、前記カルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜に回収液を通過させて、前記有用細胞を回収する有用細胞回収工程と、を備えるよう構成されていると好適である。
このように構成されているので、カルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜により、細胞混合液を濾過するのみで、有用細胞である造血幹細胞を分離回収することが可能となる。
また、この分離回収方法は、濾過作業であるため、高価な装置や設備を必要とせず、簡易に高純度の有用細胞を分離回収可能である。
In addition, according to the cell separation and recovery method according to claim 5 of the present invention, the above problem is a method for separating and recovering useful cells from a cell mixture containing useful cells and removed cells, wherein a carboxyl group has been introduced. A useful cell capturing step for allowing the cell mixture to pass through the polyurethane foam membrane, and a useful cell recovery step for recovering the useful cells by passing the recovery solution through the carboxyl group-introduced polyurethane foam membrane. It is preferable that
Since it is comprised in this way, it becomes possible to isolate | separate and collect hematopoietic stem cells which are useful cells only by filtering a cell liquid mixture with a carboxyl group introduction polyurethane foam membrane.
In addition, since this separation and recovery method is a filtration operation, it is possible to easily separate and recover high-purity useful cells without requiring expensive equipment and equipment.
更に、前記有用細胞回収工程では、前記有用細胞として、CD34抗原陽性の造血幹細胞が回収されると好適である。
再生医療の現場においては、未分化で、すべての血球細胞に分化可能なCD34抗原陽性の造血幹細胞が治療に際して有用であるため、高い収率で回収することが望まれている。本発明に係る細胞分離回収方法では、このCD34抗原陽性の造血幹細胞が簡易に効率よく分離回収できる。
Furthermore, in the useful cell recovery step, it is preferable that CD34 antigen-positive hematopoietic stem cells are recovered as the useful cells.
In the field of regenerative medicine, CD34 antigen-positive hematopoietic stem cells that are undifferentiated and can be differentiated into all blood cells are useful for treatment, and therefore it is desired to collect them at a high yield. In the cell separation and recovery method according to the present invention, the CD34 antigen-positive hematopoietic stem cells can be easily and efficiently separated and recovered.
また、前記有用細胞回収工程では、前記回収液として、生理食塩水、緩衝液、蛋白質を含有する生理食塩水、蛋白質を含有する緩衝液、のいずれか一つが使用されると好適である。
更に、前記有用細胞回収工程で使用される前記回収液として、0.05重量%以上3重量%以下のアルブミン水溶液が使用されると好適である。
In the useful cell recovery step, it is preferable that any one of physiological saline, buffer solution, physiological saline containing protein, and buffer solution containing protein is used as the recovery solution.
Further, it is preferable that 0.05% by weight or more and 3% by weight or less of an albumin aqueous solution is used as the recovery solution used in the useful cell recovery step.
更に、前記有用細胞捕捉工程を行う前に、前記カルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜に、リン酸緩衝液又はアルブミン水溶液を浸潤させる前処理工程を備えていると好適である。
このように、カルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜に前処理が施されていると、前処理を施さないカルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜よりも、より高い回収率で有用細胞を回収することができ、分離率にも大きな差異は見られない。
また、カルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜の前処理は、当該膜にリン酸緩衝液又はヒトアルブミン水溶液を浸潤させるのみであるため、遠心分離を繰り返す試料の前処理とは異なり、特別な設備を必要とせず、簡易に実施することができる。
Furthermore, it is preferable that a pretreatment step of infiltrating the carboxyl group-introduced polyurethane foam membrane with a phosphate buffer solution or an aqueous albumin solution is performed before the useful cell capturing step.
Thus, when the carboxyl group-introduced polyurethane foam membrane is pretreated, useful cells can be recovered at a higher recovery rate than the carboxyl group-introduced polyurethane foam membrane without pretreatment, There is no significant difference in the separation rate.
In addition, the pretreatment of the carboxyl group-introduced polyurethane foam membrane involves only infiltrating the membrane with a phosphate buffer or a human albumin aqueous solution, so that special equipment is required unlike the pretreatment of a sample that is repeatedly centrifuged. It can be implemented simply without doing.
本発明によれば、カルボキシル基で修飾されたポリウレタン膜を造血幹細胞分離回収膜として使用することにより、末梢血、臍帯血、骨髄液等より再生医療において使用される造血幹細胞を簡易に効率良く分離回収することが可能となり、造血幹細胞を分離回収する作業の省力化が実現する。 According to the present invention, by using a polyurethane membrane modified with a carboxyl group as a hematopoietic stem cell separation and recovery membrane, hematopoietic stem cells used in regenerative medicine can be easily and efficiently separated from peripheral blood, umbilical cord blood, bone marrow fluid, and the like. It becomes possible to collect, and labor saving of the work of separating and collecting hematopoietic stem cells is realized.
また、本発明によれば、簡易な操作でポリウレタン発泡膜へカルボキシル基を導入することが可能であり、既存のフィルターホルダーに膜をセットするのみで容易に造血幹細胞の分離回収操作を行うことができる。このため、コストも低く、容易に造血幹細胞を分離回収することができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to introduce a carboxyl group into a polyurethane foam membrane by a simple operation, and it is possible to easily separate and collect hematopoietic stem cells simply by setting the membrane on an existing filter holder. it can. For this reason, the cost is low and hematopoietic stem cells can be easily separated and recovered.
また、末梢血、臍帯血、骨髄液に存在する造血幹細胞は微量であるため、再生医療において必要とされる量の造血幹細胞を確保するためには、造血幹細胞を培養して増殖させる必要がある。このため、末梢血、臍帯血、骨髄液に存在する造血幹細胞を高収率及び高純度で分離回収することが必要であるが、本発明に係る造血幹細胞分離回収膜及び造血幹細胞分離方法においては、造血幹細胞を高純度及び高収率で回収することが可能となる。 In addition, since the amount of hematopoietic stem cells present in peripheral blood, umbilical cord blood, and bone marrow fluid is very small, it is necessary to culture and proliferate hematopoietic stem cells in order to ensure the amount of hematopoietic stem cells required in regenerative medicine . Therefore, it is necessary to separate and collect hematopoietic stem cells present in peripheral blood, umbilical cord blood, and bone marrow fluid with high yield and high purity. In the hematopoietic stem cell separation and recovery membrane and hematopoietic stem cell separation method according to the present invention, Hematopoietic stem cells can be recovered with high purity and high yield.
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
図1は本実施形態に係る造血幹細胞分離回収装置Sを示す説明図である。
本明細書において、造血幹細胞とは、すべての血球細胞に分化可能な細胞であり、表面マーカーCD34を発現しており、表面マーカーCD45が弱陽性(芽球領域)であり、側方散乱が低く、前方散乱が低〜中程度の芽球領域である細胞を指す(以下、単に「CD34+造血幹細胞」と記す)。すなわち、国際血液療法・移植学会(ISHAGEガイドライン)に従って、CD34陽性細胞を造血幹細胞と定義し、以下「CD34+造血幹細胞」と記す。
表面マーカーとは、表面抗原とも称し、細胞表面に発現している分子を指す。細胞表面にどのような分子が発現しているかは、細胞の状態・分化・機能を反映していると考えられている。
本実施形態においては、試料として、ヒト上腕の肘静脈より採取したヒト末梢血を使用する。
ただし、ヒト末梢血に限定されるものではなく、臍帯血、骨髄液等からも、本実施形態に係る造血幹細胞分離回収装置Sにおいて、CD34+造血幹細胞を分離回収可能である。
また、造血幹細胞分離回収装置Sに限らず、採血バッグに注入された末梢血、臍帯血、骨髄液等を自然落下により該ポリウレタン発泡体膜中に透過させ、さらにその後、ヒトアルブミン水溶液等の回収液を該ポリウレタン発泡体膜に透過させてCD34+造血幹細胞を分離回収することも可能である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a hematopoietic stem cell separation and recovery apparatus S according to the present embodiment.
In the present specification, hematopoietic stem cells are cells that can be differentiated into all blood cells, express the surface marker CD34, the surface marker CD45 is weakly positive (blast region), and the side scatter is low. Refers to cells that are blast regions with low to moderate forward scatter (hereinafter simply referred to as “CD34 + hematopoietic stem cells”). That is, according to the International Society for Hematology and Transplantation (ISHAGE guidelines), CD34 positive cells are defined as hematopoietic stem cells, and hereinafter referred to as “CD34 + hematopoietic stem cells”.
Surface markers, also called surface antigens, refer to molecules that are expressed on the cell surface. It is thought that what kind of molecule is expressed on the cell surface reflects the state, differentiation, and function of the cell.
In this embodiment, human peripheral blood collected from the cubital vein of the human upper arm is used as a sample.
However, the present invention is not limited to human peripheral blood, and CD34 + hematopoietic stem cells can be separated and collected from umbilical cord blood, bone marrow fluid, and the like in the hematopoietic stem cell separation and collection apparatus S according to this embodiment.
In addition to the hematopoietic stem cell separation and recovery device S, peripheral blood, umbilical cord blood, bone marrow fluid and the like injected into the blood collection bag are allowed to permeate into the polyurethane foam membrane by natural fall, and thereafter, recovery of human albumin aqueous solution and the like It is also possible to separate and recover CD34 + hematopoietic stem cells by permeating the solution through the polyurethane foam membrane.
造血幹細胞分離回収装置Sは、ポンプ1、試料充填シリンジ2、押圧シリンジ3、マイクロシリンジフィルタホルダー4、支持台5、濾液回収部材支持ホルダー6、とを備えて構成されている。
ポンプ1は、給水部、吐出部、ポンプ機構を備えた、公知のペリスターポンプであり、給水側にチューブ11aの一端が接続され、吐出側にチューブ11bの一端が接続されている。
チューブ11aの他端側には、給水部材11cが接続され、純水の充填されたビーカ11dに浸漬されている。給水部材11cは、濾過材であり、吸引される液体に混入した不純物を除去するために用いられる。
ポンプ1は、給水部材11cを介して、チューブ11aにより純水を吸引する。吸引された純水は、チューブ11a中を通過し、図示しないポンプ機構によって、定量的にチューブ11bに送り出される。チューブ11bに送り出された純水は、図面Y方向に移送される。
試料充填シリンジ2は、公知の注射器型シリンジであり、吐出口21、ピストン22、押圧部23を備える。試料充填シリンジ2には、試料である末梢血が充填される。
押圧シリンジ3は、試料充填シリンジ2と同様、公知の注射器型シリンジであり、吐出口31、ピストン32、押圧部33を備える。押圧シリンジ3は、ポンプ1から送り込まれる純水を受入れて、ピストン32に伝わる力を試料充填シリンジ2のピストン22へ伝達するために使用される。
The hematopoietic stem cell separation and recovery apparatus S includes a pump 1, a
The pump 1 is a known peristaltic pump including a water supply unit, a discharge unit, and a pump mechanism. One end of the
A
The pump 1 sucks pure water through the
The
The
マイクロシリンジフィルタホルダー4は、公知のフィルターホルダーであり、図示しない造血幹細胞分離回収膜が挟持される。
支持台5は、公知の機器支持台であり、把手51、52、53、基台54、支持棒55を備えている。
基台54には、支持棒55が、直立した状態で固定されている。
支持棒55には、把手51、52、53が、夫々固定具55a、55b、55cによって所定位置に固定されている。把手51、52、53は、夫々固定具55a、55b、55cと一体となって、支持棒55に沿って上下動可能であり、固定具55a、55b、55c夫々に備えられたネジによって所定位置に固定される。
なお、把手51、52、53は、夫々支持棒55と直交した状態で、所定位置に固定される。
把手51は、機器支持側端部51aにクリップ51bが固定されて形成される。クリップ51bには、押圧シリンジ3が着脱可能に固定されている。なお、押圧シリンジ3の吐出口31は、上向きに着脱可能に固定されている。
把手52は、機器支持側端部52aにクリップ52bが固定されて形成される。クリップ52bには、試料充填シリンジ2が着脱可能に固定されている。なお、試料充填シリンジ2の吐出口21は、下向きに着脱可能に固定されている。
把手53は、機器支持側端部53aにクリップ53bが固定されて形成される。クリップ53bには、マイクロシリンジフィルタホルダー4が着脱可能に固定されている。
把手51、52は、ピストン32の押圧部33とピストン22の押圧部23が接する状態となる位置で、固定具55a及び55bによって、支持棒55に固定される。
把手53は、マイクロシリンジフィルタホルダー4の試料導入口41を試料充填シリンジ2の吐出口21に接合した状態となる位置で、固定具55cによって、支持棒55に固定される。
濾液回収部材支持ホルダー6は、公知の試験管ホルダーであり、マイクロシリンジフィルタホルダー4下部に設置される。濾液回収部材支持ホルダー6には、試験管6aが支持されている。試験管6aは、マイクロシリンジフィルタホルダー4の濾液流出口直下となる位置に配置される。
The
The support table 5 is a known device support table, and includes
A
The
The
The
The handle 53 is formed by fixing a
The
The handle 53 is fixed to the
The filtrate collection member support holder 6 is a known test tube holder, and is installed at the bottom of the
押圧シリンジ3の吐出口31にはポンプ1の図示しない吐出口に接続されたチューブ11bの他端側が接続されている。
よって、ポンプ1を稼動させて図面Yの方向へ純水が移送されると、吐出口31より押圧シリンジ3に水が侵入し、ピストン32が図面Xの方向へ押し下げられる。
押圧シリンジ3のピストン32が、図面X方向へ押し下げられると、ピストン32の押圧部33と試料充填シリンジ2の押圧部23とは接しているため、押圧部23を介してピストン22も図面X方向へ押し下げられる。
ピストン22が、図面X方向へ押し下げられると、このX方向へ作用する圧力が押圧力となり、試料充填シリンジ2に充填されていた試料が、加圧濾過される。
The other end side of the
Therefore, when the pump 1 is operated and pure water is transferred in the direction of the drawing Y, water enters the
When the
When the
圧力が加えられた試料は、吐出口21からマイクロシリンジフィルタホルダー4へ導入され、マイクロシリンジフィルタホルダー4に挟持された図示しない造血幹細胞分離回収膜で加圧濾過される。
The sample to which pressure is applied is introduced into the
ここで、マイクロシリンジフィルタホルダー4に挟持される造血幹細胞分離回収膜について説明する。
本実施形態に係る造血幹細胞分離回収膜は、カルボキシル基で化学修飾されたポリウレタン発泡体膜である。
本実施形態に係る造血幹細胞分離回収膜は、基本構造としてグリシジルメタクリレート(以下、単に「GMA」と記す)導入ポリウレタン発泡体膜を使用している。
GMAは、その構造中にエポキシ環を有しており、このエポキシ環に官能基(カルボキシル基)を導入することにより膜修飾を行う。
ポリウレタン発泡体膜へのGMA導入は、プラズマ照射を用いたグラフト重合により行う。
Here, the hematopoietic stem cell separation and recovery membrane sandwiched between the
The hematopoietic stem cell separation / recovery membrane according to this embodiment is a polyurethane foam membrane chemically modified with a carboxyl group.
The hematopoietic stem cell separation and recovery membrane according to the present embodiment uses a polyurethane foam membrane into which glycidyl methacrylate (hereinafter simply referred to as “GMA”) is introduced as a basic structure.
GMA has an epoxy ring in its structure, and membrane modification is performed by introducing a functional group (carboxyl group) into this epoxy ring.
GMA introduction into the polyurethane foam film is performed by graft polymerization using plasma irradiation.
次に、ポリウレタン発泡膜へカルボキシル基を導入する方法を説明する。
グリシンを水酸化ナトリウム水溶液中に溶解させて、グリシン溶液を調製する。次いで、秤量瓶にポリウレタン発泡体膜とグリシン溶液を入れ、恒温槽中80℃で24時間浸漬させてカルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜(以下、「PU−COOH膜」と記す)を調製する。
反応が終了した後、PU−COOH膜を秤量瓶から取り出し、超純水で振とう洗浄を行い、造血幹細胞分離回収膜とする。
この造血幹細胞分離回収膜を保存する場合には、超純水中に浸漬した状態で冷蔵保存する。
この造血幹細胞分離回収膜には、細胞混合物から有用細胞を濾別するために、複数の孔が形成されている。この孔は、孔径3μm〜100μmのものが使用され、好ましくは孔径5μm〜100μmのものが使用される。これは、造血幹細胞の大きさ及び粘着性との関係より選択された孔径である。
また、ポリウレタン発泡体膜へカルボキシル基を導入した後、ヒトアルブミン水溶液又はリン酸緩衝液をPU−COOH膜へ浸潤させる前処理を行ってもよい。なお、アルブミンに関しては、ヒトアルブミンに限られることはなく、牛血清アルブミン等の由来の異なるアルブミンを使用しても良い。
この前処理により、造血幹細胞の回収率がより高くなる。
Next, a method for introducing a carboxyl group into the polyurethane foam film will be described.
A glycine solution is prepared by dissolving glycine in an aqueous sodium hydroxide solution. Next, the polyurethane foam film and the glycine solution are placed in a weighing bottle and immersed in a thermostatic bath at 80 ° C. for 24 hours to prepare a carboxyl group-introduced polyurethane foam film (hereinafter referred to as “PU-COOH film”).
After the reaction is completed, the PU-COOH membrane is taken out of the weighing bottle and washed with shaking with ultrapure water to obtain a hematopoietic stem cell separation and recovery membrane.
When storing the hematopoietic stem cell separation and recovery membrane, the membrane is stored refrigerated while immersed in ultrapure water.
In the hematopoietic stem cell separation and recovery membrane, a plurality of pores are formed in order to separate useful cells from the cell mixture. This hole has a hole diameter of 3 μm to 100 μm, and preferably has a hole diameter of 5 μm to 100 μm. This is a pore size selected based on the relationship between the size and adhesion of hematopoietic stem cells.
Moreover, after introducing a carboxyl group into a polyurethane foam film, a pretreatment for infiltrating a human albumin aqueous solution or a phosphate buffer into the PU-COOH film may be performed. In addition, regarding albumin, it is not restricted to human albumin, You may use albumin from which origins, such as bovine serum albumin, differ.
By this pretreatment, the recovery rate of hematopoietic stem cells is further increased.
次に、PU−COOH膜を造血幹細胞分離回収膜として使用した造血幹細胞分離回収方法の一例を説明する。
まず、末梢血を採取する。
末梢血は、血液抗凝固剤(EDTA2Na)を含んだプラスティック製真空採血管を用いて、ヒト上腕の肘静脈より採取し、採血後、抗凝固剤と血液をゆっくりと混合する。
Next, an example of a hematopoietic stem cell separation and recovery method using a PU-COOH membrane as a hematopoietic stem cell separation and recovery membrane will be described.
First, peripheral blood is collected.
Peripheral blood is collected from the elbow vein of a human upper arm using a plastic vacuum blood collection tube containing a blood anticoagulant (EDTA2Na), and after blood collection, the anticoagulant and blood are mixed slowly.
ポンプ1にチューブ11端部をセットして、チューブ11の他端側を支持台5の把手51に固定した押圧シリンジ3の吐出口31へ空気が押圧シリンジ3に混入しないよう注意して接続する。
造血幹細胞分離回収膜をマイクロシリンジフィルタホルダー4にセットし、試料導入口41を試料充填シリンダ2の吐出口21に接続する。このマイクロシリンジフィルタホルダー4の下に濾液を回収するためのプラスティック遠沈管を設置する。
The end of the tube 11 is set in the pump 1, and the other end of the tube 11 is connected to the
The hematopoietic stem cell separation and recovery membrane is set in the
予め採取し、抗凝固剤と混合した末梢血を試料充填シリンジ2に充填し、吐出口21をマイクロシリンジフィルタホルダー4の試料導入口41に接続する。
支持台5の把手51、52、53の位置を調整して、押圧シリンジ3の押圧部33と試料充填シリンジ2の押圧部23とが接する位置に、押圧シリンジ3、試料充填シリンジ2、マイクロフィルタホルダー4をそれぞれ固定する。
Peripheral blood collected in advance and mixed with an anticoagulant is filled into the sample-filled
The positions of the
まず、末梢血中に存在する造血幹細胞を末梢血中から分離する工程を行う。
造血幹細胞分離回収装置Sの設置が終了したら、ポンプ1のスイッチをONとし、末梢血の濾過を開始する。ポンプ1が稼動すると、ポンプ1からの圧力が押圧シリンジ3のピストン32を介して、試料充填シリンジ2のピストン22に伝導され、試料充填シリンジ2に充填された末梢血に押圧がかかるため、効率よく末梢血の濾過を行うことが可能となる。
この段階で、CD34+造血幹細胞はフィルターに捕捉されている。
しかしながら、本方法に限らず、採血バッグに注入された、末梢血、臍帯血、骨髄液等を自然落下により該PU−COOH膜中を透過させる方法も効率の良い方法である。
First, a step of separating hematopoietic stem cells present in peripheral blood from the peripheral blood is performed.
When the installation of the hematopoietic stem cell separation and recovery device S is completed, the pump 1 is turned on to start filtering peripheral blood. When the pump 1 is operated, the pressure from the pump 1 is conducted to the
At this stage, CD34 + hematopoietic stem cells are captured by the filter.
However, the method is not limited to this method, and a method of allowing peripheral blood, umbilical cord blood, bone marrow fluid, and the like injected into a blood collection bag to permeate through the PU-COOH membrane by natural fall is also an efficient method.
次に、フィルターに捕捉されたCD34+造血幹細胞を回収する工程を行う。
試料充填シリンジ2に充填された末梢血の濾過が終了したら、ポンプ1をOFFとし、マイクロシリンジフィルタホルダー4の上下を逆転させて把手53で固定する。
次いで、細胞回収液としてヒトアルブミン水溶液を調製し、新たな試料充填シリンジ2に充填し、末梢血の濾過時と同様に、押圧シリンジ3及び試料充填シリンジ2を所定位置に固定する。各機器が固定されていることが確認されれば、ポンプ1を稼動させて、マイクロシリンジフィルタホルダー4にヒトアルブミン水溶液を通液する。
なお、本方法に限らず、分離工程と同様に、採血バッグに注入されたヒトアルブミン水溶液を、自然落下により該PU−COOH膜中に透過させる方法も効率の良い方法である。
また、膜を反転させる方法に限らず、膜の下流方向から回収液を導入してもよい。例えば、膜下流方向にチューブと回収液を充填したシリンジを接続し、このシリンジから回収液を膜下流側に導入するように構成することも可能である。膜下流側とは、分離工程で末梢血を導入した側の膜表面と反対側の面を指す。
このヒトアルブミン水溶液の濃度は、0.05重量%〜3重量%、好ましくは0.5重量%のものを使用するとよい。
この濃度範囲のヒトアルブミン水溶液を回収液として使用すると、後述する実験結果に示されるように、造血幹細胞の回収を効率よく行うことができる。
ただし、細胞回収液としては、純水にヒトアルブミンを溶解させたヒトアルブミン水溶液に限られるものではなく、生理食塩水、各種緩衝液や、ヒトアルブミンの他の蛋白質を含む生理食塩水、各種緩衝液等、細胞に悪影響を及ぼさないものであればよい。
なお、アルブミンに関しては、ヒトアルブミンに限られることはなく、牛血清アルブミン等の由来の異なるアルブミンを使用しても良い。
マイクロシリンジフィルタホルダー4から回収される溶液は、プラスティック遠沈管に回収する。このとき回収される溶液には、分離工程でフィルターに捕捉されていたCD34+造血幹細胞が溶出されている。
Next, a step of collecting CD34 + hematopoietic stem cells captured by the filter is performed.
When the filtration of the peripheral blood filled in the sample-filled
Next, an aqueous human albumin solution is prepared as a cell recovery solution, filled into a new sample-filled
Not only this method but also a method of allowing the human albumin aqueous solution injected into the blood collection bag to permeate through the PU-COOH membrane by natural fall is also an efficient method, as in the separation step.
Further, not only the method of inverting the membrane, but the recovery liquid may be introduced from the downstream direction of the membrane. For example, it is possible to connect the tube and the syringe filled with the recovery liquid in the downstream direction of the membrane and introduce the recovery liquid from the syringe to the downstream side of the membrane. The downstream side of the membrane refers to the surface opposite to the membrane surface on the side where peripheral blood is introduced in the separation step.
The concentration of the human albumin aqueous solution may be 0.05 to 3% by weight, preferably 0.5% by weight.
When an aqueous human albumin solution in this concentration range is used as a recovery solution, hematopoietic stem cells can be efficiently recovered as shown in the experimental results described later.
However, the cell recovery solution is not limited to a human albumin aqueous solution in which human albumin is dissolved in pure water, but physiological saline, various buffers, physiological saline containing other proteins of human albumin, various buffers Any liquid or the like that does not adversely affect the cells may be used.
In addition, regarding albumin, it is not restricted to human albumin, You may use albumin from which origins, such as bovine serum albumin, differ.
The solution collected from the
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
1.造血幹細胞分離回収膜の調製
(1)ポリウレタン発泡体膜へのGMA導入(PU−GMA膜の調製)
PU−GMA膜とは、ポリウレタン発泡体膜にGMA(グリシジルメタクリレート)を、プラズマ照射を用いたグラフト重合により導入した膜である。
GMAは、その構造中にエポキシ環を有しており、このエポキシ環に官能基(カルボキシル基)を導入することにより膜修飾を行う。
GMA(東京化成工業株式会社製 Methacrylic Acid Glycidyl Ester)を適量いれたアンプル管(ツクバリカセイキ製 10mm(径)×170mm(長))に窒素ガスを充填し、20分間バブリングを行った。
次いで、真空ラインに装着し、真空ラインとアンプル管をつなぐバルブを閉じた状態で、アンプル管を液体窒素中で凍結させた。
GMAが完全に凍結したことが確認された後、バルブを開けて酸素を抜き、バルブを閉じた。その後、水浴中でGMAを融解した。
この一連の凍結〜融解操作を3回繰り返し、GMA中の酸素を完全に脱気した。
次いで、ポリウレタン発泡体膜をSUSメッシュに固定し、反応容器(ツクバリカセイキ製 110mm(径)×240mm(長))に入れ、真空ラインに装着し、10−1〜10−2Paになるまで減圧した。次いで、Arガスを導入して(約3.8〜5.7×102Pa)から、10−1Paまで真空引きした。
この一連の真空操作を3回繰り返し、最終的に0.65Pa以下になるまで真空引きした。
Arガス気流中で圧力を26.6Paに保ち、高周波電源(株式会社アドテック製 AX−300)を反応容器に接続してプラズマ照射を行った(出力200W、30秒間)。プラズマ照射終了後、Arガス導入を停止し、真空ライン系を90sec真空引きした(圧力≒6.5×10−1Pa)。
次いで、反応系は真空状態を保った状態で、真空ポンプと真空ラインを結ぶバルブを閉じ、脱気済みGMAと反応容器の間のバルブを開き、室温で5分間グラフト重合を行った。
グラフト重合が終了すると、真空ポンプと真空ラインを結ぶバルブを開けて、2分間反応容器内のGMAモノマーの真空除去を行った。
次いで、水とメタノールの混合溶液(同体積で混合)で、グラフト重合後の膜を30分間振とう洗浄(2回)した後、超純水で30分間洗浄した。
この操作によりGMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA膜)へ導入されたGMAは、0.61%であった。
なお、GMA導入率は以下の式で求めた。
プラズマ処理、その後、GMA導入した後の乾燥(真空乾燥80℃ 24時間処理)膜重量(X g)を、プラズマ処理する前の乾燥(真空乾燥80℃ 24時間処理)膜重量(Y g)で除した値をGMA導入率として定義した。
GMA導入率(%)=(X/Y)×100
また、プラズマ出力及び照射時間を変化させることにより、GMA導入率を変化させることが可能である。しかし、GMA導入率0.3%以上0.7%以下の範囲では、CD34+造血幹細胞の回収率には変化がなかった。
(2)カルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜の調製
GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた(孔径5μm)。
グリシン(和光純薬工業株式会社製 特級Glycine)0.6gを水酸化ナトリウム(和光純薬株式会社製 0.1M Sodium hydroxide Solution)水溶液中に溶解させて、0.4Mグリシン水溶液を調製した。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、調製したグリシン溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中80℃で24時間浸漬させて、カルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜(PU−COOH膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
(3)比較例に使用する造血幹細胞分離回収膜の調製
a.スルホン酸基導入ポリウレタン発泡体膜の調製
PU−COOH膜と同様に、GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた。
イソプロピルアルコール(和光純薬工業株式会社製 Isopropyl Alcohol)と超純水を、超純水:イソプロピルアルコールの比率が、75:15(重量比)となるよう調製し、これをIPA水溶液とした。
このIPA水溶液を溶媒として、亜硫酸ナトリウム(和光純薬株式会社製 Sodium Sulfite Anhydrous)を10重量%となるように調製した。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、調製した溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中80℃で6時間浸漬させて、スルホン酸基導入ポリウレタン発泡体膜(PU−SO3H膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
b.ヒドロキシル基導入ポリウレタン発泡体膜の調製
PU−COOH膜と同様に、GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた。
濃硫酸(和光純薬工業株式会社製 Sulfuric Acid)0.98gを超純水19ml中に加えて希釈し、0.5M水溶液とした。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、調製した水溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中80℃で2時間浸漬させて、ヒドロキシル基導入ポリウレタン発泡体膜(PU−OH膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
c.アミノ基導入ポリウレタン発泡体膜の調製
PU−COOH膜と同様に、GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた。
水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製 0.1M Sodium hydroxide Solution)34.23mlにアンモニア水溶液(国産化学株式会社製 1級 Ammonia Solution)1mlを溶解させて、0.5Mアンモニア水溶液とした。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、調製したアンモニア水溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中30℃で6時間浸漬させて、アミノ基導入ポリウレタン発泡体膜(PU−NH2膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
d.アミン(−N(C2H5)2)導入ポリウレタン発泡体膜の調製
PU−COOH膜と同様に、GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた。
ジエチルアミン(和光純薬工業株式会社製 Diethylamine)を超純水に溶解させて50体積%ジエチルアミン水溶液を調製した。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、調製したジエチルアミン水溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中30℃で3時間浸漬させて、−N(C2H5)2導入ポリウレタン発泡体膜(PU−N(C2H5)2膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
e.アミン誘導体(−NHC2H4OH)導入ポリウレタン発泡体膜の調製
PU−COOH膜と同様に、GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、アミノエタノール(和光純薬工業株式会社製 2−Aminoethanol)100%溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中30℃で6時間浸漬させて、−NHC2H4OH導入ポリウレタン発泡体膜(PU−NHC2H4OH膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to this.
1. Preparation of hematopoietic stem cell separation and recovery membrane (1) Introduction of GMA into polyurethane foam membrane (Preparation of PU-GMA membrane)
The PU-GMA film is a film in which GMA (glycidyl methacrylate) is introduced into a polyurethane foam film by graft polymerization using plasma irradiation.
GMA has an epoxy ring in its structure, and membrane modification is performed by introducing a functional group (carboxyl group) into this epoxy ring.
An ampoule tube (10 mm (diameter) × 170 mm (long) manufactured by Tsukubarika Seiki) containing an appropriate amount of GMA (Methacrylic Acid Glycidyl Ester manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was filled with nitrogen gas and bubbled for 20 minutes.
Next, the ampule tube was frozen in liquid nitrogen with the vacuum line attached and the valve connecting the vacuum line and the ampule tube closed.
After confirming that the GMA was completely frozen, the valve was opened to release oxygen and the valve was closed. Thereafter, the GMA was melted in a water bath.
This series of freeze-thaw operations was repeated three times to completely degas oxygen in GMA.
Next, the polyurethane foam film is fixed to the SUS mesh, placed in a reaction container (110 mm (diameter) × 240 mm (long) made by Tsukubarika Seiki), attached to a vacuum line, until 10 −1 to 10 −2 Pa. The pressure was reduced. Next, Ar gas was introduced (about 3.8 to 5.7 × 10 2 Pa), and then vacuumed to 10 −1 Pa.
This series of vacuum operations was repeated three times, and was evacuated until finally reaching 0.65 Pa or less.
The pressure was maintained at 26.6 Pa in an Ar gas stream, and a high frequency power supply (AX-300 manufactured by Adtec Co., Ltd.) was connected to the reaction vessel to perform plasma irradiation (output 200 W, 30 seconds). After completion of the plasma irradiation, the introduction of Ar gas was stopped, and the vacuum line system was evacuated for 90 seconds (pressure≈6.5 × 10 −1 Pa).
Next, with the reaction system maintained in a vacuum state, the valve connecting the vacuum pump and the vacuum line was closed, the valve between the degassed GMA and the reaction vessel was opened, and graft polymerization was performed at room temperature for 5 minutes.
When the graft polymerization was completed, the valve connecting the vacuum pump and the vacuum line was opened, and the GMA monomer in the reaction vessel was removed in vacuo for 2 minutes.
Next, the membrane after graft polymerization was washed with shaking for 30 minutes (twice) with a mixed solution of water and methanol (mixed in the same volume), and then washed with ultrapure water for 30 minutes.
The GMA introduced into the GMA-introduced polyurethane foam membrane (PU-GMA membrane) by this operation was 0.61%.
The GMA introduction rate was determined by the following formula.
Plasma treatment, then drying (vacuum drying 80 ° C. 24 hours treatment) film weight (X g) after introduction of GMA is the drying (vacuum drying 80 ° C. 24 hours treatment) membrane weight (Y g) before plasma treatment. The divided value was defined as the GMA introduction rate.
GMA introduction rate (%) = (X / Y) × 100
Moreover, it is possible to change the GMA introduction rate by changing the plasma output and the irradiation time. However, there was no change in the recovery rate of CD34 + hematopoietic stem cells in the GMA introduction rate range of 0.3% to 0.7%.
(2) Preparation of carboxyl group-introduced polyurethane foam film A GMA-introduced polyurethane foam film (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm (pore diameter: 5 μm).
A 0.4 M glycine aqueous solution was prepared by dissolving 0.6 g of glycine (special grade Glycine manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in an aqueous solution of sodium hydroxide (0.1 M sodium hydroxide solution manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of the prepared glycine solution was added. Then, it was immersed in a thermostat at 80 ° C. for 24 hours to prepare a carboxyl group-introduced polyurethane foam film (PU-COOH film).
The membrane after completion of the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and refrigerated and stored in ultrapure water until use. .
(3) Preparation of hematopoietic stem cell separation and recovery membrane used in Comparative Example a. Preparation of sulfonic acid group-introduced polyurethane foam membrane A GMA-introduced polyurethane foam membrane (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm in the same manner as the PU-COOH membrane.
Isopropyl alcohol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Isopropyl Alcohol) and ultrapure water were prepared so that the ratio of ultrapure water: isopropyl alcohol was 75:15 (weight ratio), and this was used as an IPA aqueous solution.
Using this IPA aqueous solution as a solvent, sodium sulfite (Sodium Sulfite Anhydrous manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was prepared to be 10% by weight.
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of the prepared solution was added. Then, it was immersed in a thermostat bath at 80 ° C. for 6 hours to prepare a sulfonic acid group-introduced polyurethane foam membrane (PU-SO 3 H membrane).
The membrane after completion of the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and refrigerated and stored in ultrapure water until use. .
b. Preparation of hydroxyl group-introduced polyurethane foam membrane A GMA-introduced polyurethane foam membrane (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm in the same manner as the PU-COOH membrane.
Concentrated sulfuric acid (Sulfuric Acid, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (0.98 g) was added to 19 ml of ultrapure water and diluted to obtain a 0.5 M aqueous solution.
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of the prepared aqueous solution was added. Then, it was immersed in a thermostat bath at 80 ° C. for 2 hours to prepare a hydroxyl group-introduced polyurethane foam film (PU-OH film).
The membrane after the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and stored refrigerated in ultrapure water until use. .
c. Preparation of Amino Group-Introduced Polyurethane Foam Membrane Similar to the PU-COOH membrane, a GMA-introduced polyurethane foam membrane (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm.
1 ml of an aqueous ammonia solution (first grade Ammonia Solution, manufactured by Kokusan Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 34.23 ml of an aqueous sodium hydroxide solution (0.1M Sodium hydroxide Solution, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to obtain a 0.5 M aqueous ammonia solution.
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of the prepared aqueous ammonia solution was added. Then, by immersing for six hours at 30 ° C. in a constant temperature bath, amino group-introduced polyurethane foam layer (PU-NH 2 film) was prepared.
The membrane after completion of the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and refrigerated and stored in ultrapure water until use. .
d. Preparation of Amine (—N (C 2 H 5 ) 2 ) -Introduced Polyurethane Foam Membrane Similar to the PU-COOH membrane, the GMA-introduced polyurethane foam membrane (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm.
Diethylamine (Diethylamine manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in ultrapure water to prepare a 50% by volume diethylamine aqueous solution.
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of the prepared diethylamine aqueous solution was added. Then, it was immersed in a thermostat bath at 30 ° C. for 3 hours to prepare a —N (C 2 H 5 ) 2 -introduced polyurethane foam film (PU-N (C 2 H 5 ) 2 film).
The membrane after the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and stored refrigerated in ultrapure water until use. .
e. Preparation of Amine Derivative (—NHC 2 H 4 OH) Introduced Polyurethane Foam Membrane Similar to the PU-COOH membrane, the GMA-introduced polyurethane foam membrane (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm.
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of a 100% aminoethanol (2-Aminoethanol manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) solution was added. Then, it was immersed in a thermostat at 30 ° C. for 6 hours to prepare a —NHC 2 H 4 OH introduced polyurethane foam film (PU-NHC 2 H 4 OH film).
The membrane after completion of the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and refrigerated and stored in ultrapure water until use. .
2.試料採取
血液抗凝固剤(EDTA2Na)を10.5mg充填した7mlプラスティック製真空採血管(テルモ株式会社製 ベノジェクト2真空採血管)を使用して、ヒト上腕の肘静脈より試料となる末梢血を採取した。採取後、抗凝固剤と採取した血液を混和させた。
次いで、10ml試料充填シリンジ2(テルモ株式会社製 SS-10ESZ)の吐出口21にプラスティック製のスポイトを半分に切断して取り付け、真空採血管にこのスポイト部分を挿入し、採取した末梢血を6ml試料充填シリンジ2に吸引した。
2. Sample collection Using a 7ml plastic vacuum blood collection tube (Terumo Co., Ltd.
Next, a plastic dropper is cut in half and attached to the
3.造血幹細胞分離操作
図1に示す造血幹細胞分離回収装置Sを組み立てた。
使用する造血幹細胞分離回収膜を3枚積層してマイクロシリンジフィルタホルダー4にセットした。
末梢血6mlを充填した試料充填シリンジ2の吐出口21からスポイト部分を取り外し、吐出口21をマイクロシリンジフィルタホルダー4(MILLIPORE製 25mm)の試料導入口41に接続し、支持台5の把手52、53で所定位置に固定した。
30ml押圧シリンジ3(テルモ株式会社製 SS-30ESZ)の押圧部33が、末梢血を充填した試料充填シリンジの押圧部23と接する位置に押圧シリンジ3を支持台5の把手51で固定した。
タイゴンチューブ11の端部をペリスターポンプ1(TOKYO AIKAKIKAI製 MICRO TUBE POMP MP-3)にセットし、タイゴンチューブ11の他端を押圧シリンジ3の吐出口31に接続した。
マイクロシリンジフィルタホルダー4の下部には、濾液を回収するために15mlプラスティック遠沈管(IWAKI製 Centrifuge Tubes 2325-015)をセットした。
造血幹細胞分離回収装置Sの組み立てが終了した後、ペリスターポンプ1のスイッチをONとした。試料となる末梢血の膜透過流量が1ml/min(Flux:3.1342×10−7(m/sec))となるようにペリスターポンプ1を調整した。
試料となる末梢血6mlの濾過が終了したことを確認してペリスターポンプ1のスイッチをOFFとした。
3. Hematopoietic stem cell separation operation The hematopoietic stem cell separation and recovery apparatus S shown in FIG. 1 was assembled.
Three hematopoietic stem cell separation and recovery membranes to be used were stacked and set in the
Remove the dropper from the
The
The end of the Tygon tube 11 was set in a peristaltic pump 1 (MICRO TUBE POMP MP-3 manufactured by TOKYO AIKAKIKAI), and the other end of the Tygon tube 11 was connected to the
A 15 ml plastic centrifuge tube (Centrifuge Tubes 2325-015 manufactured by IWAKI) was set at the bottom of the
After the assembly of the hematopoietic stem cell separation and recovery apparatus S was completed, the switch of the peristaltic pump 1 was turned on. The peristaltic pump 1 was adjusted so that the membrane permeation flow rate of peripheral blood as a sample was 1 ml / min (Flux: 3.1342 × 10 −7 (m / sec)).
After confirming that filtration of 6 ml of peripheral blood as a sample was completed, the peristaltic pump 1 was turned off.
4.造血幹細胞回収操作
ヒトアルブミン(和光純薬株式会社 Albumin from Human Serum)0.5重量%水溶液を調製して回収液とし、試料充填シリンジ2と同型のシリンジ(以下「回収液充填シリンジ」と記す)に6ml充填した。
末梢血が入っていた試料充填シリンジ2を取り外し、マイクロシリンジフィルタホルダー4の上下を反転させた。マイクロシリンジフィルタホルダー4に回収液充填シリンジを接続し、造血幹細胞分離操作時と同様に造血幹細胞分離回収装置Sを組み立てた。
マイクロシリンジフィルタホルダー4の下部には、濾液を回収するために15mlプラスティック遠沈管(IWAKI製 Centrifuge Tubes 2325-015)をセットした。
造血幹細胞分離回収装置Sの組み立てが終了した後、ペリスターポンプ1のスイッチをONとした。回収液の膜透過流量が1ml/min(Flux:3.1342×10−7(m/sec))となるようにペリスターポンプ1を調整した。
回収液6mlの濾過が終了したことを確認してペリスターポンプ1のスイッチをOFFとした。
このようにして、15mlプラスティック遠沈管に、CD34+造血幹細胞が存在すると考えられる濾液を回収した。
4). Hematopoietic stem cell recovery procedure Prepare a 0.5% by weight aqueous solution of human albumin (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Albumin from Human Serum) as a recovery liquid, and the same type of syringe as the sample-filled syringe 2 (hereinafter referred to as “recovered liquid-filled syringe”) 6 ml.
The sample-filled
A 15 ml plastic centrifuge tube (Centrifuge Tubes 2325-015 manufactured by IWAKI) was set at the bottom of the
After the assembly of the hematopoietic stem cell separation and recovery apparatus S was completed, the switch of the peristaltic pump 1 was turned on. The peristaltic pump 1 was adjusted so that the membrane permeation flow rate of the recovered liquid was 1 ml / min (Flux: 3.1342 × 10 −7 (m / sec)).
After confirming that filtration of 6 ml of the recovered liquid was completed, the switch of the peristaltic pump 1 was turned off.
In this way, a filtrate that was considered to contain CD34 + hematopoietic stem cells was collected in a 15 ml plastic centrifuge tube.
5.分析
(1)各官能基の導入分析
各官能基を導入した膜を24時間乾燥させ、XPS(X−ray Photoelectron Spectroscopy 島津製作所製 ESCA-3400)により、電子分光解析を行った。
(2) 造血幹細胞表面マーカーのサンプル調製と染色
CD34+造血幹細胞の分析は、市販のStem−Kit(Beckmancoulter製)を用いて、そのマニュアル(国際血液療法・移植学会 ISHAGEガイドライン)に従って行った。
すなわち、サンプル管(Beckmancoulter製)をサンプルと同数準備し、抗CD34抗体(Beckmancoulter製 CD45-FITC/CD34−PE)をマイクロピペット(ニチリョー株式会社製 20μl)を用いて、各サンプル管に20μlずつ加えた。各サンプルを100μlずつ各サンプル管に加え、よく撹拌した後、死細胞除去用色素(Beckmancoulter製 7-ADD Viability Dye)を20μl添加し、室温暗所で15分間インキュベートした。
次いで、溶血剤(OptiLyseC)を各サンプル管に500μlずつ添加し、よく撹拌した後、室温で10分間インキュベートした。
次いで、PBS(−)粉末(日水製薬株式会社製)9.6gを超純水1lに溶解させ、PBS緩衝液を調製し、このPBS緩衝液を各サンプル管に500μlずつ添加し、よく撹拌して、室温で10分間インキュベートした。
このように調製したサンプルをフローサイトメトリー(Beckmancoulter製 EPICS XL)を用いて分析した。
試料として採取した末梢血に含まれるCD34+造血幹細胞数を予め分析しておき、造血幹細胞分離操作で遠沈管に回収した濾液及び造血幹細胞回収操作で遠沈管に回収した回収液を分析することによって、CD34+造血幹細胞透過率及び回収率が算出可能である。透過率及び回収率は下記の計算で求められる。
透過率(%)=(造血幹細胞分離操作で遠沈管に回収した濾液中のCD34+造血幹細胞数/試料として採取した末梢血に含まれるCD34+造血幹細胞数)×100
回収率(%)=(造血幹細胞回収操作で遠沈管に回収した回収液中のCD34+造血幹細胞数/試料として採取した末梢血に含まれるCD34+造血幹細胞数)×100
5). Analysis (1) Analysis of introduction of each functional group The membrane into which each functional group was introduced was dried for 24 hours, and subjected to electron spectroscopic analysis by XPS (ESCA-3400 manufactured by Shimadzu Corporation).
(2) Sample Preparation and Staining of Hematopoietic Stem Cell Surface Markers Analysis of CD34 + hematopoietic stem cells was performed using a commercially available Stem-Kit (manufactured by Beckmancoulter) according to its manual (International Blood Therapy and Transplantation Society ISHAGE Guidelines).
That is, prepare the same number of sample tubes (Beckmancoulter) as the samples, and add 20 μl of anti-CD34 antibody (CD45-FITC / CD34-PE from Beckmancoulter) to each sample tube using a micropipette (20 μl manufactured by Nichiyo Co., Ltd.). It was. 100 μl of each sample was added to each sample tube and stirred well. Then, 20 μl of a dye for removing dead cells (7-ADD Viability Dye manufactured by Beckmancoulter) was added, and incubated at room temperature in the dark for 15 minutes.
Then, 500 μl of hemolytic agent (OptiLyseC) was added to each sample tube, stirred well, and incubated at room temperature for 10 minutes.
Next, 9.6 g of PBS (-) powder (manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) is dissolved in 1 l of ultrapure water to prepare a PBS buffer solution, and 500 μl of this PBS buffer solution is added to each sample tube and stirred well. And incubated for 10 minutes at room temperature.
Samples thus prepared were analyzed using flow cytometry (EPICS XL from Beckmancoulter).
By analyzing in advance the number of CD34 + hematopoietic stem cells contained in peripheral blood collected as a sample and analyzing the filtrate collected in the centrifuge tube by the hematopoietic stem cell separation operation and the collected solution collected in the centrifuge tube by the hematopoietic stem cell collection operation CD34 + hematopoietic stem cell permeability and recovery can be calculated. The transmittance and the recovery rate are obtained by the following calculation.
Transmittance (%) = (hematopoietic stem cell separation number of CD34 + hematopoietic stem cells contained in the peripheral blood collected as a CD34 + hematopoietic stem cells / sample in the filtrate collected into a centrifuge tube in operation) × 100
Recovery rate (%) = (CD34 + number of hematopoietic stem cells in collected liquid collected in centrifuge tube by hematopoietic stem cell collecting operation / CD34 + number of hematopoietic stem cells contained in peripheral blood collected as sample) × 100
6.結果
(1)各官能基を導入した膜の表面解析結果
表面解析の結果を表1に示す。
なお、本明細書に記載する表内の数値は全て、平均値±標準偏差で示されている。
母集団は、n=4であり、それぞれ独立した測定値である。
また、GMA導入後の膜とPU−SOH3膜を比較すると、PU−SOH3膜にSが0.83%入っていることから、スルホン酸基が導入されていることがわかる。
更に、GMA導入後の膜とPU−COOH膜を比較すると、PU−COOH膜のNの量が増加した。これは、カルボキシル基を導入する際にグリシンを用いているためにNが増加したと考えられる。よって、カルボキシル基が導入されていることがわかる。
また、PU−NH2膜、PU−N(C2H5)2膜、PU−NH2C2H4OH膜のアミン系統の膜は、GMA導入後の膜と比較して、Nが増加していることから、アミン系統の置換基が導入されていることがわかる。
なお、全ての膜にみられたSiは、ポリウレタン発泡体膜を発泡させる際に混入したものであると考えられる。
(2)CD34+造血幹細胞の透過率及び回収率
結果を表2及び図2のグラフに示す。
なお、本明細書に添付するグラフは、n=4の独立した測定の平均値をプロットしたものであり、縦のバーは標準偏差を示す。
このことより、試料の末梢血に含まれるCD34+造血幹細胞は、造血幹細胞分離操作において、造血幹細胞分離回収膜を透過することなく、全て膜に捕捉されていることがわかる。
このことより、官能基の修飾に関係なく、ポリウレタン発泡体膜には、CD34+造血幹細胞を捕捉することができると考えられる。
次いで、CD34+造血幹細胞の回収率を比較すると、PU−COOH膜での回収率が約75%と、一番高い回収率を示した。
その他、PU−SO3H膜及びPU−OH膜では、約20%前後の回収率であり、PU−NH2膜では、CD34+造血幹細胞をほとんど回収できなかった。
また、PU−N(C2H5)2膜及びPU−NH2C2H4OH膜においても、CD34+造血幹細胞はほとんど回収できず、未修飾のポリウレタン発泡体膜においては、約5%程度の回収率しか示さなかった。
これらの結果より、カルボキシル基を導入したポリウレタン発泡体膜におけるCD34+造血幹細胞の回収率が最も高いことが示された。
6). Results (1) Surface analysis results of the film into which each functional group was introduced Table 1 shows the results of the surface analysis.
In addition, all the numerical values in the table | surface described in this specification are shown by the average value +/- standard deviation.
The population is n = 4 and is an independent measurement.
In addition, when the membrane after introduction of GMA and the PU-SOH 3 membrane are compared, S is contained in the PU-SOH 3 membrane, which indicates that sulfonic acid groups are introduced.
Furthermore, when the film after introduction of GMA and the PU-COOH film were compared, the amount of N in the PU-COOH film increased. This is thought to be due to the increase in N due to the use of glycine when introducing carboxyl groups. Therefore, it can be seen that a carboxyl group is introduced.
In addition, the amine-based films of PU-NH 2 film, PU-N (C 2 H 5 ) 2 film, and PU-NH 2 C 2 H 4 OH film have increased N compared to the film after GMA introduction. From this, it can be seen that an amine-based substituent has been introduced.
In addition, it is thought that Si seen in all the films is mixed when foaming the polyurethane foam film.
(2) CD34 + hematopoietic stem cell permeability and recovery rate The results are shown in Table 2 and the graph of FIG.
In addition, the graph attached to this specification plots the average value of the independent measurement of n = 4, and a vertical bar shows a standard deviation.
This shows that all CD34 + hematopoietic stem cells contained in the peripheral blood of the sample are trapped in the membrane without permeating the hematopoietic stem cell separation and recovery membrane in the hematopoietic stem cell separation operation.
From this, it is considered that CD34 + hematopoietic stem cells can be captured by the polyurethane foam film regardless of the modification of the functional group.
Next, when the recovery rate of CD34 + hematopoietic stem cells was compared, the recovery rate with the PU-COOH membrane was about 75%, showing the highest recovery rate.
In addition, the recovery rate was about 20% in the PU-SO 3 H membrane and the PU-OH membrane, and almost no CD34 + hematopoietic stem cells could be recovered in the PU-NH 2 membrane.
In addition, almost no CD34 + hematopoietic stem cells can be recovered in the PU-N (C 2 H 5 ) 2 membrane and the PU-NH 2 C 2 H 4 OH membrane, and about 5% in the unmodified polyurethane foam membrane. Only a moderate recovery was shown.
From these results, it was shown that the recovery rate of CD34 + hematopoietic stem cells in the polyurethane foam membrane into which carboxyl groups were introduced was the highest.
実施例1により、グリシンを用いてカルボキシル基を導入したポリウレタン発泡体膜でのCD34+造血幹細胞の回収率が高いことが判明したことから、様々な構造のアミノ酸を表面修飾した膜を用いて、CD34+造血幹細胞の分離回収を検討した。
1.造血幹細胞分離回収膜の調製
(1)グリシン導入ポリウレタン発泡体膜の調製
実施例1と同様の方法でPU−COOH膜(PU−Gly)を調製し、保存した。
(2)比較例に使用する造血幹細胞分離回収膜の調製
a.アスパラギン酸導入ポリウレタン発泡体膜の調製
GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた。
アスパラギン酸(和光純薬工業株式会社製 L-Aspartic Acid)0.227gを、水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製 0.1N Sodium hydroxide Solution)中に溶解させて、0.1Mアスパラギン酸水溶液を調製した。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、調製したアスパラギン酸水溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中80℃で24時間浸漬させて、アスパラギン酸導入ポリウレタン発泡体膜(PU−Asp acid膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
b.リシン導入ポリウレタン発泡体膜の調製
GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた。
L(+)−リシン(和光純薬工業株式会社製 L(+)-Lysine)1.169gを、水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製 0.1N Sodium hydroxide Solution)中に溶解させて、0.4Mリシン水溶液を調製した。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、調製したリシン水溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中80℃で24時間浸漬させて、リシン導入ポリウレタン発泡体膜(PU−Lys膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
c.アルギニン導入ポリウレタン発泡体膜の調製
GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた。
L(+)−アルギニン(和光純薬工業株式会社製 L(+)-Arginine)0.5324gを、水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製 0.1N Sodium hydroxide Solution)中に溶解させて、0.4Mアルギニン水溶液を調製した。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、調製したアルギニン水溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中80℃で24時間浸漬させて、アルギニン導入ポリウレタン発泡体膜(PU−Arg膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
d.アスパラギン導入ポリウレタン発泡体膜の調製
GMA導入ポリウレタン発泡体膜(PU−GMA)を直径25mmの円状カッターで切り抜いた。
L−アスパラギン(和光純薬工業株式会社製 L-Asparagine)0.6005gを、水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製 0.1N Sodium hydroxide Solution)中に溶解させて、0.4Mアスパラギン水溶液を調製した。
秤量瓶に切り抜いたPU−GMA膜を3枚入れて、調製したアスパラギン水溶液を20ml加えた。その後、恒温槽中80℃で24時間浸漬させて、アスパラギン導入ポリウレタン発泡体膜(PU−Asp膜)を調製した。
反応が終了した膜は、秤量瓶より取り出し、超純水10ml中で振とうさせながら、10分間25℃で、2回の洗浄を行い、使用するまでの間、超純水中で冷蔵保存した。
According to Example 1, it was found that the recovery rate of CD34 + hematopoietic stem cells in a polyurethane foam membrane into which a carboxyl group was introduced using glycine was high, so using membranes whose surfaces were modified with amino acids having various structures, The separation and recovery of CD34 + hematopoietic stem cells was examined.
1. Preparation of hematopoietic stem cell separation and recovery membrane (1) Preparation of glycine-introduced polyurethane foam membrane A PU-COOH membrane (PU-Gly) was prepared and stored in the same manner as in Example 1.
(2) Preparation of hematopoietic stem cell separation and recovery membrane used in Comparative Example a. Preparation of Aspartic Acid-Introduced Polyurethane Foam Film A GMA-introduced polyurethane foam film (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm.
Aspartic acid (L-Aspartic Acid, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.227 g was dissolved in an aqueous sodium hydroxide solution (0.1N Sodium hydroxide Solution, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and 0.1 M aspartic acid was dissolved. An aqueous solution was prepared.
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of the prepared aspartic acid aqueous solution was added. Then, it was immersed in a thermostat at 80 ° C. for 24 hours to prepare an aspartic acid-introduced polyurethane foam film (PU-Asp acid film).
The membrane after completion of the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and refrigerated and stored in ultrapure water until use. .
b. Preparation of lysine-introduced polyurethane foam film A GMA-introduced polyurethane foam film (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm.
1.169 g of L (+)-lysine (L (+)-Lysine manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in an aqueous sodium hydroxide solution (0.1N Sodium hydroxide Solution manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). A 0.4 M lysine aqueous solution was prepared.
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of the prepared lysine aqueous solution was added. Then, it was immersed in a thermostat at 80 ° C. for 24 hours to prepare a lysine-introduced polyurethane foam film (PU-Lys film).
The membrane after completion of the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and refrigerated and stored in ultrapure water until use. .
c. Preparation of Arginine-Introduced Polyurethane Foam Film A GMA-introduced polyurethane foam film (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm.
0.5324 g of L (+)-arginine (L (+)-Arginine manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in an aqueous sodium hydroxide solution (0.1N Sodium hydroxide Solution manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). A 0.4 M arginine aqueous solution was prepared.
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of the prepared arginine aqueous solution was added. Then, it was immersed in a constant temperature bath at 80 ° C. for 24 hours to prepare an arginine-introduced polyurethane foam film (PU-Arg film).
The membrane after completion of the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and refrigerated and stored in ultrapure water until use. .
d. Preparation of Asparagine-Introduced Polyurethane Foam Film A GMA-introduced polyurethane foam film (PU-GMA) was cut out with a circular cutter having a diameter of 25 mm.
L-Asparagine (L-Asparagine, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (0.6005 g) was dissolved in a sodium hydroxide aqueous solution (0.1N Sodium hydroxide Solution, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to obtain a 0.4M asparagine aqueous solution. Was prepared.
Three PU-GMA membranes cut out in a weighing bottle were placed, and 20 ml of the prepared asparagine aqueous solution was added. Then, it was immersed in a thermostat at 80 ° C. for 24 hours to prepare an asparagine-introduced polyurethane foam film (PU-Asp film).
The membrane after completion of the reaction was taken out from the weighing bottle, washed twice at 25 ° C. for 10 minutes while shaking in 10 ml of ultrapure water, and refrigerated and stored in ultrapure water until use. .
2.試料採取、造血幹細胞分離操作、造血幹細胞回収操作、分析
試料採取方法、造血幹細胞分離操作、造血幹細胞回収操作、分析方法は、実施例1と同様である。
2. Sample collection, hematopoietic stem cell separation operation, hematopoietic stem cell collection operation, analysis Sample collection method, hematopoietic stem cell separation operation, hematopoietic stem cell collection operation, analysis method are the same as in Example 1.
3.結果
結果を表3に示す。
このことより、試料の末梢血に含まれるCD34+造血幹細胞は、造血幹細胞分離操作において、造血幹細胞分離回収膜を透過することなく、ほとんど全てが膜に捕捉されていることがわかる。
このことより、官能基の修飾に関係なく、ポリウレタン発泡体膜には、CD34+造血幹細胞を捕捉することができると考えられる。
次いで、CD34+造血幹細胞の回収率を比較すると、PU−Gly膜での回収率が約70%と、一番高い回収率を示した。
その他、PU−Asp acid膜及びPU−Asp膜のCD34+造血幹細胞回収率は、約30%程度であり、PU−Lys膜及びPU−Arg膜のCD34+造血幹細胞の回収率は、約20%前後であった。
これらの結果より、グリシンを用いてカルボキシル基を導入した膜のCD34+造血幹細胞回収率が最も高いことが示された。
3. Results The results are shown in Table 3.
This shows that almost all CD34 + hematopoietic stem cells contained in the peripheral blood of the sample are trapped in the membrane without permeating the hematopoietic stem cell separation and recovery membrane in the hematopoietic stem cell separation operation.
From this, it is considered that CD34 + hematopoietic stem cells can be captured by the polyurethane foam film regardless of the modification of the functional group.
Subsequently, when the recovery rate of CD34 + hematopoietic stem cells was compared, the recovery rate with the PU-Gly membrane was about 70%, which was the highest recovery rate.
Other, CD34 + hematopoietic stem cells recovery of PU-Asp acid film and PU-Asp film is about 30% recovery of CD34 + hematopoietic stem cells PU-Lys film and PU-Arg film is about 20% Before and after.
From these results, it was shown that the CD34 + hematopoietic stem cell recovery rate of the membrane into which the carboxyl group was introduced using glycine was the highest.
次いで、造血幹細胞分離回収膜の積層枚数によるCD34+造血幹細胞の分離回収を検討した。
1.造血幹細胞分離回収膜の調製
グリシン導入ポリウレタン発泡体膜の調製
実施例1と同様の方法でPU−COOH膜(PU−Gly)を調製し、保存した。
Next, separation and collection of CD34 + hematopoietic stem cells by the number of stacked hematopoietic stem cell separation and recovery membranes were examined.
1. Preparation of hematopoietic stem cell separation and recovery membrane Preparation of glycine-introduced polyurethane foam membrane A PU-COOH membrane (PU-Gly) was prepared and stored in the same manner as in Example 1.
2.試料採取、造血幹細胞分離操作、造血幹細胞回収操作、分析方法
試料採取方法、分析方法は、実施例1と同様である。
造血幹細胞分離操作、造血幹細胞回収操作に関しては、比較例として、PU−COOH膜を1枚マイクロシリンジフィルタホルダー4にセットした。なお、その他の操作は、実施例1と同様である。
2. Sample collection, hematopoietic stem cell separation operation, hematopoietic stem cell collection operation, analysis method The sample collection method and analysis method are the same as in Example 1.
Regarding the hematopoietic stem cell separation operation and the hematopoietic stem cell collection operation, as a comparative example, one PU-COOH membrane was set in the
3.結果
結果を表4に示す。
一方、PU−COOH膜を1枚使用した場合には、約45%のCD34+造血幹細胞がPU−COOH膜を通過し、回収率も約45%程度にとどまった。
このことより、PU−COOH膜は複数毎積層して使用することが望ましいと考えられる。
3. Results The results are shown in Table 4.
On the other hand, when one PU-COOH membrane was used, about 45% of CD34 + hematopoietic stem cells passed through the PU-COOH membrane, and the recovery rate was only about 45%.
From this, it is considered that it is desirable to use a plurality of PU-COOH films laminated.
次いで、回収液の濃度によるCD34+造血幹細胞の回収率を検討した。
1.造血幹細胞分離回収膜の調製
グリシン導入ポリウレタン発泡体膜の調製
実施例1と同様の方法でPU−COOH膜(PU−Gly)を調製し、保存した。
Next, the recovery rate of CD34 + hematopoietic stem cells according to the concentration of the recovery solution was examined.
1. Preparation of hematopoietic stem cell separation and recovery membrane Preparation of glycine-introduced polyurethane foam membrane A PU-COOH membrane (PU-Gly) was prepared and stored in the same manner as in Example 1.
2.試料採取、造血幹細胞分離操作、造血幹細胞回収操作、分析方法
試料採取方法、造血幹細胞分離操作、分析方法は、実施例1と同様である。
造血幹細胞回収操作に関しては、実施例として、0.5重量%のヒトアルブミン水溶液を回収液に使用し、比較例として、PBS(リン酸緩衝液)、0.05重量%ヒトアルブミン水溶液、3重量%ヒトアルブミン水溶液を回収液に使用して、回収操作をおこなった。
2. Sample collection, hematopoietic stem cell separation operation, hematopoietic stem cell recovery operation, analysis method The sample collection method, hematopoietic stem cell separation operation, and analysis method are the same as in Example 1.
Regarding the hematopoietic stem cell recovery operation, as an example, a 0.5% by weight human albumin aqueous solution was used as a recovery solution, and as a comparative example, PBS (phosphate buffer), 0.05% by weight human albumin aqueous solution, 3% by weight The recovery operation was performed using a% human albumin aqueous solution as the recovery solution.
3.結果
結果を表5に示す。
一方、0.5重量%ヒトアルブミン水溶液では、CD34+造血幹細胞回収率は、約70%と高い回収率を示した。
このことより、回収液としては、0.5重量%のヒトアルブミン水溶液を使用することが望ましいと考えられる。
3. Results The results are shown in Table 5.
On the other hand, in the 0.5 wt% human albumin aqueous solution, the recovery rate of CD34 + hematopoietic stem cells was as high as about 70%.
From this, it is considered desirable to use a 0.5% by weight aqueous human albumin solution as the recovered liquid.
次いで、回収液の分画によるCD34+造血幹細胞の回収率を検討した。
1.造血幹細胞分離回収膜の調製
グリシン導入ポリウレタン発泡体膜の調製
実施例1と同様の方法でPU−COOH膜(PU−Gly)を調製し、保存した。
Next, the recovery rate of CD34 + hematopoietic stem cells by fractionation of the recovered solution was examined.
1. Preparation of hematopoietic stem cell separation and recovery membrane Preparation of glycine-introduced polyurethane foam membrane A PU-COOH membrane (PU-Gly) was prepared and stored in the same manner as in Example 1.
2.試料採取、造血幹細胞分離操作、造血幹細胞回収操作、分析方法
試料採取方法、分析方法は、実施例1と同様である。
造血幹細胞分離操作、造血幹細胞回収操作に関しては、2ml毎に試料の濾過を行い、2mlの濾過毎に濾液を回収する以外は、実施例1と同様である。
2. Sample collection, hematopoietic stem cell separation operation, hematopoietic stem cell collection operation, analysis method The sample collection method and analysis method are the same as in Example 1.
The hematopoietic stem cell separation operation and the hematopoietic stem cell collection operation are the same as in Example 1 except that the sample is filtered every 2 ml and the filtrate is collected every 2 ml of filtration.
3.結果
結果を表6に示す。
回収率に関しては、0〜2ml分画では約50%の回収率を示し、2〜4ml分画では約20%の回収率を示した。一方、4〜6ml分画では、回収率は0%であった。
このことから、PU−COOH膜に捕捉されたCD34+造血幹細胞は、初めの4mlでほぼ全て回収できると考えられる。
3. Results The results are shown in Table 6.
Regarding the recovery rate, the 0-2 ml fraction showed about 50% recovery, and the 2-4 ml fraction showed about 20% recovery. On the other hand, in the 4-6 ml fraction, the recovery rate was 0%.
From this, it is considered that almost all of the CD34 + hematopoietic stem cells captured by the PU-COOH membrane can be recovered in the first 4 ml.
次いで、膜の前処理を行うことによるCD34+造血幹細胞の分離性及び回収率を検討した。
1.造血幹細胞分離回収膜の調製
グリシン導入ポリウレタン発泡体膜の調製
実施例1と同様の方法でPU−COOH膜(PU−Gly)を調製した。
PU−COOH膜は、使用前に、水、0.5重量%ヒトアルブミン水溶液(以下、「HSA水溶液」と記す)、リン酸緩衝液(以下、「PBS」と記す、pH7.2)を浸潤させる前処理を行った。
Next, the separation and recovery of CD34 + hematopoietic stem cells by pretreatment of the membrane was examined.
1. Preparation of hematopoietic stem cell separation / recovery membrane Preparation of glycine-introduced polyurethane foam membrane A PU-COOH membrane (PU-Gly) was prepared in the same manner as in Example 1.
The PU-COOH membrane is infiltrated with water, a 0.5 wt% human albumin aqueous solution (hereinafter referred to as “HSA aqueous solution”), and a phosphate buffer (hereinafter referred to as “PBS”, pH 7.2) before use. A pretreatment was performed.
2.試料採取、造血幹細胞分離操作、造血幹細胞回収操作、分析方法
試料採取方法、造血幹細胞分離操作、造血幹細胞回収操作、分析方法は、実施例1と同様である。
2. Sample collection, hematopoietic stem cell separation operation, hematopoietic stem cell collection operation, analysis method The sample collection method, hematopoietic stem cell separation operation, hematopoietic stem cell collection operation, and analysis method are the same as in Example 1.
3.結果
結果を表7に示す。
回収率に関しては、水で前処理したPU−COOH膜では約70%、0.5重量%HSA水溶液で前処理したPU−COOH膜では約40%、PBS水溶液で前処理したPU−COOH膜では約80%であった。
このことから、PBSで前処理したPU−COOH膜を使用することが望ましいと考えられる。
3. Results The results are shown in Table 7.
Regarding the recovery rate, the PU-COOH membrane pretreated with water is about 70%, the PU-COOH membrane pretreated with the 0.5 wt% HSA aqueous solution is about 40%, and the PU-COOH membrane pretreated with the PBS aqueous solution is about 70%. About 80%.
From this, it is considered desirable to use a PU-COOH membrane pretreated with PBS.
次いで、PU−COOH膜における、血液中の各細胞の透過率及び回収率を検討した。
対比例としての細胞は、赤血球、血小板、T細胞、B細胞、単核球とした。
1.造血幹細胞分離回収膜の調製
グリシン導入ポリウレタン発泡体膜の調製
実施例1と同様の方法でPU−COOH膜(PU−Gly)を調製し、保存した。
Next, the permeability and recovery rate of each cell in the blood in the PU-COOH membrane was examined.
The cells as the contrast were red blood cells, platelets, T cells, B cells, and mononuclear cells.
1. Preparation of hematopoietic stem cell separation and recovery membrane Preparation of glycine-introduced polyurethane foam membrane A PU-COOH membrane (PU-Gly) was prepared and stored in the same manner as in Example 1.
2.試料採取、各細胞の分離操作、各細胞の回収操作
試料採取方法、各細胞の分離操作、各細胞の回収操作は、実施例1と同様である。
2. Sample collection, separation operation of each cell, collection operation of each cell The sample collection method, the separation operation of each cell, and the collection operation of each cell are the same as in Example 1.
3.分析方法
(1)CD34+造血幹細胞の分析
CD34+造血幹細胞数の分析方法は、実施例1と同様である。
(2)赤血球及び血小板の分析
赤血球数については、グリコホリンAを細胞表面マーカーとして分析し、血小板数については、CD41を細胞表面マーカーとして分析した。
末梢血、濾液、回収液は、10倍に希釈した。
サンプル管(Beckmancoulter製)をサンプルと同数準備し、各サンプル管に抗グリコホリンA抗体20μl及び抗CD41抗体20μlを加えた。
上記希釈試料を100μlずつ各サンプル管に加え、撹拌した後、室温暗所で20分間インキュベートした後、試料を再び100倍に希釈した。
次いで、該希釈試料500μlに、Flow-Count Beads Solutionを100μl加えてサンプルを調製した。
このように調製した各サンプルをフローサイトメトリー(Beckmancoulter製 EPICS XL)を用いて分析した。
(3)T細胞及びB細胞の分析
T細胞数については、CD3を細胞表面マーカーとして分析し、B細胞数については、CD19を細胞表面マーカーとして分析した。
末梢血、濾液、回収液は、希釈せずに試料として使用する。
サンプル管(Beckmancoulter製)をサンプルと同数準備し、各サンプル管に抗CD3抗体10μl及び抗CD41抗体10μlを加えた。
試料を100μlずつ各サンプル管に加え、撹拌した後、室温暗所で15分間インキュベートした。
次いで、リン酸緩衝生理食塩水(pH7.4)を500μl添加して撹拌し、再び室温暗所で15分間インキュベートした。
このように調製した各サンプルをフローサイトメトリー(Beckmancoulter製 EPICS XL)を用いて分析した。
(4)単核球の分析
単核球数は、レーザ光(アルゴンレーザ 488nm)の前方散乱及び側方散乱の分析による細胞のサイズと形から推定した。
(5)透過率及び回収率の算出
採取した末梢血中の各細胞数、濾液中の各細胞数、回収液中の各細胞数を分析することによって、各細胞の透過率及び回収率が算出可能である。透過率及び回収率は下記の計算で求められる。
透過率(%)=(分離操作で遠沈管に回収した濾液中の各細胞数/採取した末梢血に含まれる各細胞数)×100
回収率(%)=(回収操作で遠沈管に回収した回収液中の各細胞数/採取した末梢血に含まれる各細胞数)×100
3. Analysis method (1) Analysis of CD34 + hematopoietic stem cells
The method for analyzing the number of CD34 + hematopoietic stem cells is the same as in Example 1.
(2) Analysis of erythrocytes and platelets For erythrocyte count, glycophorin A was analyzed as a cell surface marker, and for platelet count, CD41 was analyzed as a cell surface marker.
Peripheral blood, filtrate, and recovered solution were diluted 10-fold.
The same number of sample tubes (Beckmancoulter) as the samples were prepared, and 20 μl of anti-glycophorin A antibody and 20 μl of anti-CD41 antibody were added to each sample tube.
100 μl of the diluted sample was added to each sample tube, stirred, and incubated for 20 minutes in the dark at room temperature. The sample was again diluted 100 times.
Next, 100 μl of Flow-Count Beads Solution was added to 500 μl of the diluted sample to prepare a sample.
Each sample thus prepared was analyzed using flow cytometry (EPICS XL manufactured by Beckmancoulter).
(3) Analysis of T cells and B cells For the number of T cells, CD3 was analyzed as a cell surface marker, and for the number of B cells, CD19 was analyzed as a cell surface marker.
Peripheral blood, filtrate, and recovered solution are used as samples without dilution.
The same number of sample tubes (Beckmancoulter) as the samples were prepared, and 10 μl of anti-CD3 antibody and 10 μl of anti-CD41 antibody were added to each sample tube.
100 μl of each sample was added to each sample tube, stirred, and incubated for 15 minutes in the dark at room temperature.
Subsequently, 500 μl of phosphate buffered saline (pH 7.4) was added, stirred, and incubated again in the dark at room temperature for 15 minutes.
Each sample thus prepared was analyzed using flow cytometry (EPICS XL manufactured by Beckmancoulter).
(4) Analysis of mononuclear spheres The number of mononuclear spheres was estimated from the size and shape of cells by forward and side scatter analysis of laser light (argon laser 488 nm).
(5) Calculation of permeability and recovery rate The permeability and recovery rate of each cell are calculated by analyzing the number of cells in the collected peripheral blood, the number of cells in the filtrate, and the number of cells in the recovery solution. Is possible. The transmittance and the recovery rate are obtained by the following calculation.
Permeability (%) = (number of cells in filtrate collected in centrifuge tube by separation operation / number of cells contained in collected peripheral blood) × 100
Recovery rate (%) = (number of cells in the collected solution collected in the centrifuge tube by the collection operation / number of cells contained in the collected peripheral blood) × 100
3.結果
結果を表8及び図3のグラフに示す。
また、回収率に関しては、CD34+造血幹細胞は約70%もの高収率で回収されており、他の細胞の回収率は20%以下でしかない。この結果より、本発明にかかるPU−COOH膜では、末梢血に前処理を施すことなく、CD34+造血幹細胞を選択的に高収率で回収することができることがわかる。
3. Results The results are shown in Table 8 and the graph of FIG.
As for the recovery rate, CD34 + hematopoietic stem cells are recovered with a high yield of about 70%, and the recovery rate of other cells is only 20% or less. From this result, it can be seen that with the PU-COOH membrane according to the present invention, CD34 + hematopoietic stem cells can be selectively recovered with high yield without pretreatment of peripheral blood.
1 ポンプ、 2 試料充填シリンジ、 3 押圧シリンジ、 4 マイクロシリンジフィルタホルダー、 5 支持台、 11 チューブ、 21、31 吐出口 、 22、32 ピストン、 23、33 押圧部、 41 試料導入口、 S 造血幹細胞分離回収装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump, 2 Sample filling syringe, 3 Pressing syringe, 4 Micro syringe filter holder, 5 Support stand, 11 Tube, 21, 31 Discharge port, 22, 32 Piston, 23, 33 Press part, 41 Sample introduction port, S Hematopoietic stem cell Separation and recovery device
Claims (9)
該細胞分離回収膜は、ポリウレタン発泡体にカルボキシル基を導入したものであることを特徴とする細胞分離回収膜。 A cell separation and recovery membrane used for separating and collecting useful cells from a cell mixture containing useful cells and removed cells,
The cell separation / recovery membrane is characterized in that a carboxyl group is introduced into a polyurethane foam.
カルボキシル基が導入されたポリウレタン発泡体膜に、前記細胞混合物を通過させる有用細胞捕捉工程と、
前記カルボキシル基導入ポリウレタン発泡体膜に回収液を通過させて、前記有用細胞を回収する有用細胞回収工程と、を備えることを特徴とする細胞分離回収方法。 A method for separating and recovering useful cells from a cell mixture containing useful cells and removed cells,
A useful cell capturing step of passing the cell mixture through a polyurethane foam film having a carboxyl group introduced;
And a useful cell recovery step of recovering the useful cells by allowing a recovery solution to pass through the carboxyl group-introduced polyurethane foam membrane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004144121A JP2005323534A (en) | 2004-05-13 | 2004-05-13 | Membrane for separating and recovering cell and method for separating and recovering cell |
Applications Claiming Priority (1)
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