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自家軟骨細胞培養プロセスの安定化と細胞増殖特性解析の省力化を目指して


~細胞加工施設における細胞密度計測ソフトウェアの活用~

自家軟骨細胞培養プロセスの安定化と細胞増殖特性解析の省力化を目指して

背景 

オリンパスRMS株式会社は自家培養軟骨細胞の移植による治療法の研究や、新規の再生医療・評価技術の研究開発を行っています。再生医療における細胞培養には2つの重要な課題があります。まず、作業者の目視に頼らず、細胞培養プロセス中に容器内の正確な細胞数を把握し、適切なタイミングで継代を行うことにより培養プロセスを安定化させることです。次に、培養状態を維持したまま微少なサンプル量で、細胞増殖特性解析データを効率よく取得することです。これらの課題を解決するために細胞密度計測ソフトウェアCKX-CCSWを導入し、その効果を検討しました。

細胞密度計測ソフトウェア CKX-CCSWとは

顕微鏡とデジタルカメラとの連携により、細胞密度を非染色で生きたまま計測することができるソフトウェアです。シンプル、迅速、スムーズな細胞数のカウントや正確で再現性の高いデータが得られ、同じ条件で安定した細胞培養を行うことができます。さらに、細胞の剥離操作なしで、培養容器の蓋をしたまま細胞の数、細胞密度を測定することができます。そのため、非破壊的に培養状態を維持したまま倍化時間(Doubling Time : DT)や細胞分裂回数(Population Doubling Level : PDL)など、細胞増殖特性解析データを効率よく取得できます。

顕微鏡CKX41とデジタルカメラ DP27、細胞密度計測ソフトウェアCKX-CCSWの組み合わせ
顕微鏡CKX41とデジタルカメラ DP27、細胞密度計測ソフトウェアCKX-CCSWの組み合わせ

増殖曲線から、倍化時間や細胞分裂回数が算出できます
 

細胞密度計測ソフトウェア CKX-CCSWの効果

1.自家軟骨細胞培養プロセスの安定化への取組み
目視により継代のタイミングを判断すると、作業者間のばらつきにより一定のタイミングで継代を行うことが難しいです。細胞密度計測ソフトウェア CKX-CCSW を用いることで、細胞培養プロセス中に容器内の正確な細胞数を把握し、一定の細胞数で継代を行うことが可能になります。

2.効率的な細胞増殖特性解析データの取得
培養状態を維持したまま微少なサンプル量で、細胞増殖特性解析データを取得できました。

継代に適切な細胞数

実サンプルで評価(CKX-CCSW) 評価用サンプルで評価(従来)

正確度の検証

細胞密度計測ソフトウェア CKX-CCSW で細胞数を正しく計測できているかどうかを評価するために、蛍光核染色した画像から求めた細胞数と比較しました。正確度は84~111%程度と概ね良好であることが示され、細胞密度計測ソフトウェアCKX-CCSWを用いて増殖曲線の取得が可能であることが確認できました。また、増殖曲線を精度高く得るためには、顕微鏡の正確なピント合わせが重要ですが、フォーカスインジケーターにより、作業者の目視によらず、正確なピント合わせが行えます。

  • 位相差画像蛍
    位相差画像
  • 蛍光核染色画像
    蛍光核染色画像

蛍光画像に対する正確度(n=3)

まとめ

顕微鏡 CKX41 + デジタルカメラ DP27 + 細胞密度計測ソフトウェアCKX-CCSWをオリンパスRMS株式会社に導入し、自家軟骨細胞培養において、作業者間の操作のバラツキをなくして安定的に継代のタイミングを判断することが可能になりました。また、培養室でのワークフローを変更せず、容易に細胞増殖特性解析データを取得することが可能です。

本研究の一部はオリンパスRMS㈱が受託した、国立研究開発法人日本医療研究開発機構(AMED)および経済産業省の「再生医療の産業化に向けた評価基盤技術開発事業」の支援によって行われました。サンプル作製、画像の取得およびデータ提供にご協力いただいた企業 : オリンパスRMS株式会社

このアプリケーションノートに関連する製品

細胞密度計測ソフトウェア

CKX-CCSW

  • 非染色で細胞数や密度を測定
  • コンタミネーションのリスクを低減
  • 簡単操作で素早く測定
  • 定量的な測定結果
培養顕微鏡

CKX53

  • 調整不要のプリセンタ式位相差
  • 培養細胞を立体的にコントラスト良く観察できるインバージョンコントラスト
  • さまざまな色素に対応する3ポジションの蛍光観察
顕微鏡用デジタルカメラ

DP27

  • 505万画素のカラーCCD搭載
  • ドキュメンテーションに最適な解像度と色再現性と実現
  • 明視野観察の目的に応じた3タイプの色再現モードを用意

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