细胞重编程装置的制作方法

本发明涉及通过超声波处理、激光处理或热处理等来能够促进环境流入的细胞重编程装置及方法。支持本发明的韩国国家研究开发项目作为韩国保健福祉部主管的高科技医疗技术开发项目，技术课题的固有号码为“hi14c3297”，属于在缺血性脑损伤模型中利用微rna追踪系统的体内干细胞分布及神经分化监测法的开发事业，并得到主管机关的韩国天主教关东大学产学合作基金会的支持。并且，支持本发明的韩国国家研究开发项目作为由韩国未来创建科学部主管的中型研究员支持项目，技术课题的固有号码为“2013r1a2a2a01068140”，是基于微rna的干细胞分化追踪辐射生物分子成像方法的开发事业，并得到主管机关的韩国天主教关东大学产学合作基金会的支持。

背景技术

将体细胞重编程为其他类型的细胞、祖细胞及干细胞等的方法对于临床上的细胞治疗、疾病模型及移植来说属于重要技术。这种技术通过将目前几种多能基因及各种分化特异性表达基因等作为靶向的分子及化学方法来得到尝试。然而，以往的方法在稳定性和效率性方面上存在问题，具有过程复杂的缺点。

细胞暴露于各种环境中，这种环境随着细胞的更换在短时间或长时间内影响细胞的基因表达，而且因由环境变化引起的压力而调节细胞的基因表达程序。在细胞培养环境中，培养基成分包含各种物质和离子，这种环境对于细胞内干涉可以为能够促进细胞变化的革命性方法。然而，细胞在由磷脂组成的细胞膜的影响下因细胞培养基的各种成分中存在的极性程度及大小的多样性而难以实现细胞传达及流入。据报道，最近在由超声波引起的微泡和空化(cavitation)效果的影响下能够导致外部环境的细胞内流入，据报道，超声波刺激对细胞发育起到积极效果。而且，还报道了三磷酸腺苷(atp)可以被超声波诱导并且这种三磷酸腺苷与细胞膜的受体进行反应来诱导物质输送。

在这方面，本发明人设计了利用如超声波等的物理刺激来暂时损坏体细胞膜的同时利用由超声波引起的培养基的空化效果来向细胞内传达各种物质的方法，由此开发了利用由物理刺激引起的环境流入的细胞重编程方法，其被称为“physicalstimulation-mediatedpermeationofenvironmentaltransitionguidedcellularreprogramming，enter细胞”，从而完成了本发明。

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的在于，通过超声波处理、激光处理或热处理等来向分化的细胞提供能够促进环境流入的细胞重编程装置。

解决问题的手段

为了解决上述目的，根据本发明的一方面提供细胞重编程装置，上述细胞重编程装置包括：培养室，用于收容细胞及培养基；以及一个以上的机构，用于向培养室内的细胞及培养基施加超声波、激光及热量中至少一种物理刺激，以能够提供能量。

并且，上述机构可以包括用于照射超声波的超声波发生装置、用于照射激光的激光照射装置以及温度调节装置中的一种以上。

并且，上述细胞重编程装置还可以包括用于调节培养室内的湿度的湿度调节装置以及用于调节培养室内的二氧化碳量的气体调节装置中的一种以上。

并且，上述细胞重编程装置还可以包括具有用于对培养室内的温度、湿度、二氧化碳量中的一种以上进行调节的输入部的显示部。

并且，机构可以包括超声波发生装置，显示部能够设定超声波频率及时间。

并且，在培养室设置有用于收容细胞的样品管，超声波发生装置能够朝向样品管进行升降工作。

并且，在培养室可以设置有用于支撑样品管的样品管支架。

并且，样品管可以具有双管结构。

并且，超声波发生装置可以包括可更换的超声波换能器。

并且，温度调节装置可以包括设置于培养室周边的热线。

并且，根据本发明的再一方面提供细胞重编程装置，上述细胞重编程装置包括：自动进样器，以能够安装多个样品管的方式设置；以及超声波发生装置，用于在装载于自动进样器的任一个样品管中产生超声波。

并且，以能够旋转的方式设置自动进样器，以能够升降的方式设置超声波发生装置。

并且，当自动进样器进行旋转时，超声波发生装置可以处于上升状态。

并且，细胞重编程装置还可以包括：培养基罐，用于储存经过超声波处理的培养基；一个以上的培养瓶，用于接收上述培养基罐内的培养基；以及注射管，用于以能够使流体移动的方式连接培养瓶与样品管。

并且，施加有超声波的样品管内的细胞可以借助注射管向培养瓶移动。

并且，上述细胞重编程装置还可以包括用于传送多个培养瓶的传送带。

并且，上述细胞重编程装置还可以包括：培养箱，用于收容培养瓶；回收罐，用于回收培养箱内的培养瓶的培养基；以及循环器，用于向培养箱内的培养瓶供给培养基，并将培养瓶内的培养基回收至回收罐。

并且，在培养瓶的两侧可以分别设置有流动通道。

并且，培养瓶的两侧的流动通道可以位于不同的高度。

并且，在各个流动通道可以安装有盖子。

并且，在至少一个盖子上可以安装有用于使培养基流动的注射器(injector)。

并且，在培养箱可以设置有用于摇动所放置的培养瓶的混合器(shaker)。

发明的效果

如上所述，与本发明的一实施例相关的细胞重编程装置具有如下效果。

通过向分化的细胞施加超声波处理、激光处理或热处理等的能量来诱导具有多能特性的新型的多能细胞或与上述分化的细胞具有不同的表型的任意分化细胞的重编程。

附图说明

图1及图2为示出与本发明的第一实施例相关的细胞重编程装置的概念图。

图3为示出构成在图1中示出的细胞重编程装置的超声波换能器的多种实施例的概念图。

图4为示出构成在图1中示出的细胞重编程装置的样品管的概念图。

图5至图7为示出与本发明的第二实施例相关的细胞重编程装置的概念图。

图8为示出构成在图5中示出的细胞重编程装置的培养瓶的图。

图9为示出安装在培养瓶的注射器的图。

图10为示出在培养瓶安装有注射器的状态的图。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的一实施例的细胞重编程装置进行详细的说明。

并且，不管附图标记如何，相同或相似的附图标记被赋予相同或相应的附图标记，并且将省略其多余的说明，为了便于说明，附图中所示的每个构成部件的尺寸和形状可以被夸大或缩小。

本发明涉及细胞的重编程方法，包括：向分化的细胞以及培养基的混合物提供能够促进环境流入(environmentalinflux)的物理刺激，在规定时间内对提供有上述物理刺激的混合物进行培养来获得重编程的细胞。

本发明的特征在于，向分化的细胞提供能够促进如超声波处理、激光处理或热处理等的环境流入的物理刺激，并且在能够诱导所需的重编程的细胞的任意培养基中对分化的细胞进行培养，来能够用多能(pluripotency)细胞；或者上述分化或具有不同的表型的任意的分化的细胞，例如，肝细胞、成骨细胞、脂肪细胞、肌肉细胞、神经细胞、星形胶质细胞、角质细胞、毛囊细胞、胰腺β细胞或心肌细胞等来诱导细胞的重编程。

作为一实施例，在作为重编程的细胞的多能细胞的情况下，对分化的细胞和干细胞培养基进行混合，并提供物理刺激来在规定时间内进行培养，从而分化的细胞可重编程为多能细胞。

作为再一实施例，在与分化成重编程的细胞的细胞具有不同的表型的任意的分化的细胞的情况下，对分化的细胞和所需分化的细胞的诱导分化培养基进行混合，并提供物理刺激来在规定时间内进行培养，从而分化的细胞可重编程为具有不同的表型的任意的分化的细胞。

在本发明的细胞的重编程方法中，由分化的细胞上的物理刺激引起的细胞外的环境流入诱导分化的细胞的重编程。这种环境流入意味着，来自接受物理刺激的分化的细胞的遗传物质、化学物质、小分子、外泌体；或者培养基成分等流入邻近的分化的细胞。

根据本发明的细胞的重编程方法，对于分化的细胞的环境流入可以确定稳定表达在多能性标记和三胚层标记的、多能细胞和与上述分化的细胞具有不同的表型的分化的细胞上的重编程方向。

另外，重编程方向可以通过培养基的种类来确定。

即，如上所述，在分化的细胞中，对于多能细胞的重编程可以在向分化的细胞和干细胞培养基的混合物提供物理刺激的情况下得到诱导，在分化的细胞中，对于具有不同的表型的任意的分化的细胞的重编程可以在向分化的细胞和任意的分化的细胞的诱导分化培养基的混合物提供物理刺激的情况下可以得到诱导。

相对于分化的细胞上的环境流入，本发明人尤其考虑到由物理刺激引起的细胞膜损伤和细胞分泌物质(外泌体)。即，由于超声波、激光、或热处理诱导由能量引起的温度上升、由超声波引起的微泡的震动、诱导液体的流动产生即沿着细胞膜的微流形成，由于这种效果导致细胞膜的微小损伤，进而诱导空穴产生，从而增加外部物质的吸收，其目的在于，当细胞膜的损伤或流动性增加时，通过细胞内的ca²⁺浓度变化，即，细胞内的ca²⁺浓度变化分析，瞬间反应细胞内(cytosol)的ca²⁺浓度的增加来确认细胞膜的流动性的增加，根据本发明的一具体实施例，在经过超声波处理之后ca²⁺浓度急速增加，之后逐渐降低，并通过降低到未经过超声波处理的对照组的水平来可确认在诱导细胞膜的损伤之后得到恢复的情况。并且，据了解，通过对于具有多种由超声波引起的三磷酸腺苷产生及增加的细胞性压力的反应及与细胞膜内的三磷酸腺苷受体之间的反应，来诱导内吞作用。即，三磷酸腺苷浓度和细胞损伤及细胞内物质环境流入之间存在相关性，为了确认这些，在经过超声波处理后对细胞中的三磷酸腺苷浓度进行分析的结果发现与未处理的对照组相比三磷酸腺苷的浓度显著高。此外，与对照组相比，受到三磷酸腺苷的影响的细胞膜内离子p2x受体和代谢p2y受体表达在经过超声波处理的细胞内被激活。这些结果显示出由超声波引起的细胞内的损伤以及细胞外部环境的流入的可能性。

另一方面，据了解，在外泌体的内部包含遗传信息物质(dna、mrna、微rna、蛋白)，并且通过细胞膜的损伤露出于细胞膜外的、外泌体经过再次转入周边的其他细胞的过程之后，可传达存在于外泌体的内部的遗传基因物质。因此，在由超声波处理引起的刺激的影响下，在细胞内保持低表达状态或被控制的表达状态的多个多能性标记的表达得到诱导或促进的同时，在细胞膜上产生损伤，从而存在于包含上述表达被诱导或促进的多个多能性标记的细胞内部的外泌体排出于外部并传达至周边细胞，而且周边细胞也处于部分细胞膜被损伤的状态，因此增加细胞膜的流动性，从而估计，与正常状态相比，外泌体向细胞内部转入的效率高，进而被认为通过传达存在于这种外泌体的内部的、上述表达被诱导或促进的与多能有关的遗传，来制备多能细胞。在本发明的一具体实施例中，在诱导多能细胞的过程中回收培养基，并提取培养基内的外泌体之后确认在这些内部中是否存在与多能细胞相关的多能性标记的结果，确认出已知的多个多能性标记显示出高表达状态，由此被认为支持本发明人的这种假设。而且显示出在这种超声波处理、激光处理或热处理的情况下也是处于正常状态无畸形的核型。

通过这种假设能够实现如下步骤，即，通过由细胞膜的损伤引起的外泌体的释放诱导来制备多能细胞。

作为上述分化细胞可以使用：包含来自哺乳动物的真皮成纤维细胞、皮肤成纤维细胞等的体细胞；包含子宫癌细胞(hela)、肝癌细胞(hep3b)等的癌细胞；或者包含肺上皮细胞(l132cell)的器官组织细胞等。

在本说明书中，术语“体细胞”是指构成成体并具有有限的分化能力及自我生产能力的细胞。根据一实例例，上述体细胞可以为构成哺乳动物的皮肤、毛发、脂肪的体细胞，优选地，可以为来自哺乳动物的成纤维细胞，但并不局限于此。

在本说明书中，术语“多能细胞”是指在经过物理刺激之获得多能的细胞，在严格意义上，在经过超声波处理、激光处理或热处理后获得的多能细胞。在本说明书中，上述多能整体是指稳定地表达从干细胞中表达的多能性标记的状态。另外，它指的是表达三种类的内胚层、外胚层及中胚层的三胚层标记的状态。上述多能细胞可以用作“embryonicstemcellmeaia-basedenvironmentaltransition-guidedcellularreprogramming(es/enter)细胞”。

在根据本发明的多能细胞中，诱导分化受到外部环境的局限性，在相对于干细胞的属性，具有强的分化属性的祖细胞(progenitorcell)的属性更强的部分上与已知的诱导性多能干细胞具有不同的特征。即，在将如诱导万能干细胞等的胚胎干细胞作为细胞治疗剂来使用的情况下，需要经过一定程度的分化过程的准备步骤，涉及变为癌的危险要素，而且存在在为了引入反诱导分化因子而使用病毒载体时的安全性问题，但本发明的多能细胞在不额外引入用于基因突变的反诱导分化因子或化学物质等的反诱导分化物质的情况下进行诱导，因此无需与其他种类的细胞进行共同培养的培养，从而不存在细胞污染(与其他细胞混合的问题)的问题，在体内实验中不形成类似于癌细胞的畸胎瘤，从而不存在癌症发生的问题，确保安全性。换句话说，本发明的多能细胞具有如下优点，即诱导过程短又简单，因此通过处理自我细胞来大大缩短直到移植的时间。

上述多能细胞的特征在于稳定地表达oct3/4、s0x2、nanog、c-myc、klf4、tdgf1、ssea4、tra-1-60、pax6、巢蛋白(nestin)、brachyury、sma、gata4或afp中的任意一种的多能性标记基因或由中胚层及内胚层构成的三胚层标记基因。

在本说明书中，术语“重编程(reprogramming)”是指从以无分化能力的细胞或具有一定的分化能力的细胞等的不同的形式来存在的分化的细胞中最终能够恢复或转换成新型细胞或者具有新型分化潜能的状态的过程。而且还包括从具有分化能力的细胞最终能够转换成新型细胞的过程。根据本发明，当分化的细胞受到能够促进环境流入的物理刺激时，可以重编程为多能细胞或与分化的细胞具有不同的表型的所需的任意分化的细胞。

上述分化细胞可以包含，例如，用于表达pax6、巢蛋白、map2、tujl、gfap或o4中的任意一种的神经细胞(称为“neuronalstemcellmedia-basedenter，n/enter”)；用于表达结蛋白(desmin)、辅肌动蛋白(actinin)、sma、gata4或nkx2-5中的任意一种的肌肉细胞(称为“muscledifferentiationmedia-basedenter，m/enter”)；用于表达afp、hnf4a、ck18或alb中的任意一种的肝细胞(称为“hepatocytedifferentiationmedia-basedenter，h/enter”)；或者用于表达pparc2、c/ebpa、ap2或fabp4中的任意一种的脂肪细胞(称为“adipocytedifferentiationmedia-basedenter，a/enter”)，但并不局限于此。

在本说明书中，“培养基”在整体上是指使用于体外细胞培养的培养基，在本发明中意味着干细胞培养基或诱导分化培养基，上述干细胞培养基更具体地意味着胚胎干细胞培养基。而且，“诱导分化培养基”为使用于一般的干细胞的分化的细胞上的诱导的培养基，例如，可以使用成肝细胞诱导分化培养基、成骨诱导分化培养基、脂肪细胞诱导分化培养基、肌肉细胞诱导分化培养基、星形胶质细胞诱导分化培养基、神经元细胞诱导分化培养基、角质细胞诱导分化培养基、胰腺β细胞诱导分化培养基或心肌细胞诱导分化培养基等，但并不局限于此。

参考图1，对本发明的细胞的重编程方法进行详细说明。

首先，对培养基和分化的细胞进行混合，并向上述的混合物提供物理刺激。

在向分化的细胞的混合物上提供物理刺激之前，向培养基提供物理刺激来可提高细胞的重编程效率。

上述物理刺激可以为超声波处理、激光处理或热处理中的任意一种。

在上述培养基的超声波处理中，可以照射输出强度为lw/cm²至20w/cm²的超声波1分钟至20分钟，具体地，可以照射输出强度为2w/cm²至10w/cm²的超声波5分钟至15分钟，更具体地，可以照射输出强度为3w/cm²至7w/cm²的超声波7分钟至13分钟。

在对于培养基的激光处理中，可以照射300至900nm的波长范围的脉冲激光束1分钟至20分钟，更具体地，可以照射上述波长范围的脉冲激光束3分钟至15分钟，更具体地，可以照射上述波长范围的脉冲激光束5分钟至10分钟。在上述波长范围中，可以使用例如400nm、808nm、880nm的波长。

在对于培养基的热处理中，可以在40℃至50℃的温度下进行5分钟至20分钟。

当向分化的细胞提供物理刺激时，能够以规定的强度来使之得到暴露，当超过此范围时，细胞的存活力可能会减少。

因此，在对于培养基和分化的细胞的混合物的超声波处理中，可以用输出强度为0.5w/cm²至3w/cm²来照射1秒钟至5秒钟，更具体地，可以用输出强度为0.7w/cm²至2w/cm²来照射1秒钟至5秒钟，更具体地，可以用输出强度为0.8w/cm²至1.5w/cm²来照射1秒钟至5秒钟。

在对于培养基和分化的细胞的混合物的激光处理中，可以照射300至900nm的波长范围的脉冲激光束1秒钟至20秒钟，更具体地，可以照射上述波长范围的脉冲激光束3秒钟至10秒钟，更具体地，可以照射上述波长范围的脉冲激光束4秒钟至6秒钟。在上述波长范围中，可以使用例如400nm、808nm、880nm的波长。

在对于培养基和分化的细胞的混合物的热处理中，可以在40℃至50℃的温度条件下暴露1分钟至10分钟之后，在0℃至4℃的温度条件下暴露5秒钟至10秒钟。

其次，在规定时间内对接受物理刺激的混合物进行培养并获得重编程的细胞。

对于接受物理刺激的混合物的培养可以进行在形成借助悬浮培养(suspendedculture)或贴壁培养(monolayerculture)方式稳定地表达多能性标记或分化标记的球状细胞的期间，即，在2天至10天内，但不特别限制于此。

根据本发明的一具体实施例，悬浮培养显示出比贴壁培养更高的球状细胞形成效率。而且，悬浮培养与贴壁培养相比球状细胞的数量和大小还大，显示规定的大小分布。

根据本发明的一具体实施例，在经过超声波或激光处理的人皮肤成纤维细胞的悬浮培养的情况下，多能性标记或分化标记的表达约从第3天开始增加或稳定，并且从该时期开始进行重编程。而且，在经过热处理的人皮肤成纤维细胞的悬浮培养的情况下，多能性标记的表达从约第8天开始增加或得到稳定，并且从该时期开始进行重编程。

可通过上述多能性标记，例如，oct3/4、sox2、nanog、c-myc、klf4、tdgf1、ssea4、tra-1-60等的表达来确认球状细胞具有多能的情况。可通过逆转录聚合酶链式反应(rt-pcr)或免疫细胞化学方法来分析多能性标记的确认，但不特别局限于此。

而且，本发明的多能细胞的特征在于，以高水平来表达三胚层标记，即，外胚层(pax6、巢蛋白)标记、中胚层(brachyury、sma)标记、内胚层(gata4、afp)标记。

在其他具体实施例中，在诱导分化培养基中向皮肤成纤维细胞提供物理刺激的情况下，在进行培养后的约2天至6天内可形成球状细胞。

在用神经细胞进行重编程的情况下，分化标记可以为pax6、巢蛋白、map2、tujl、胶质纤维酸性蛋白或o4中的一种以上。

在用肌肉细胞进行重编程的情况下，可以为结蛋白、辅肌动蛋白、sma、gata4或nkx2-5中的一种以上。

在用肝细胞进行重编程的情况下，可以为afp、hnf4a、ck18或alb中的一种以上。

在用脂肪细胞进行重编程的情况下，可以为能够进行油红o染色且pparc2、c/ebpa、ap2或fabp4中的任意一种。

而且，本发明的多能细胞的特征在于，通过表达作为增殖标记蛋白质的ki-67来产生增殖能力。

而且，当上述重编程的多能细胞与营养细胞进行共培养时，可能增加多能细胞的增殖。

而且，本发明的细胞的重编程方法还可包括在诱导分化培养基中对上述多能细胞进行培养的步骤。根据上述诱导分化培养基的种类，多能细胞可以分化为所需的分化的细胞。

作为上述诱导分化培养基可以使用成肝细胞诱导分化培养基、成骨诱导分化培养基、脂肪细胞诱导分化培养基、肌肉细胞诱导分化培养基、星形胶质细胞诱导分化培养基、神经元细胞诱导分化培养基、角质细胞诱导分化培养基、胰腺β细胞诱导分化培养基或心肌细胞诱导分化培养基等，但不特别局限于此。

以下，参照附图，对能够进行上述细胞重编程方法的细胞重编程装置进行详细的说明。

如上所述，向细胞施加的物理刺激可以为超声波处理、激光处理或热处理中的任意一种。

图1及图2为示出与本发明的第一实施例相关的细胞重编程装置100的概念图。图3为示出构成在图1中示出的细胞重编程装置的超声波换能器220-1、220-2、220-3的多种实施例的概念图。图4为示出构成在图1中示出的细胞重编程装置的样品管160的概念图。

参照图1及图2，与本发明的一实施例相关的细胞重编程装置100包括：培养室110，用于收容细胞及培养基；以及一个以上的机构，用于向培养室110内的细胞及培养基施加超声波、激光及热量中至少一种物理刺激，以能够提供能量。

并且，上述机构可以包括用于照射超声波的超声波发生装置200、用于照射激光的激光照射装置以及温度调节装置120中的一种以上。

并且，细胞重编程装置100还可以包括用于调节培养室110内的湿度的湿度调节装置130以及用于调节培养室110内的二氧化碳量的气体调节装置140中的一种以上。

并且，细胞重编程装置100还可以包括具有用于对培养室110内的温度、湿度、二氧化碳量中的一种以上进行调节的输入部的显示部150。

并且，在机构为超声波发生装置200的情况下，显示部150可以设定超声波频率及时间。

具体地，在本发明中，包括配置于能够收容细胞及培养基的培养室110及上述培养室110的一侧，并在上述细胞及培养基上能够提供促进环境流入的能量的机构。并且，重编程的细胞向分化的细胞及培养基的混合物提供能够促进环境流入的能量，并提供在规定时间内对提供有上述能量的混合物进行培养来分化的细胞中诱导的、分化的细胞中重编程的细胞的诱导装置。

上述培养室110可以意味着在一般的细胞培养中能够使用的室。并且，培养室110可以为温度、湿度及/或气体等调节可能的室，以能够进行细胞培养。例如，培养室110包括温度控制部和二氧化碳控制部，培养室110内的细胞培养条件可根据目的和细胞的种类在本发明所属领域的技术人员的水平上适当调节。

并且，上述培养室110可以使用细胞的悬浮培养或单层培养方式，因此优选为能够进行这种培养的结构。例如，可以为包括用于悬浮培养的搅拌器的培养室。

能够提供能够促进上述环境流入的能量的装置可包括能够照射超声波的超声波发生装置200、能够照射激光的激光发生装置(未图示)或者温度调节装置120。并且，上述温度调节装置120可通过如下样品管支架170来实现此功能。

在上述超声波发生装置200的情况下，若属于产生频率为10khz至100mhz的超声波的已知的超声波装置，则均可使用。上述超声波发生装置可包括超声波发生部(ultrasonicgenerator)210及超声波换能器(ultrasonictransducer)220(220-1、220-2、220-3)。并且，在超声波发生装置200中，能够以可更换的方式设置超声波换能器220。并且，超声波发生装置200可设置在超声波室201内。

在上述激光发生装置中，可以使用产生波长范围为300nm至900nm的脉冲激光束；输出功率为1w至15w；脉冲持续时间为1ms至900ms；频率为1hz至100hz的激光装置，但不特别局限于此。

在温度调节装置120中，可以使用能够实现-40℃至99.9℃范围的温度调节的已知的温度调节装置，但不特别局限于此。例如，上述温度调节装置120可以为设置在培养室周边的热线。

在从本发明的分化的细胞中重编程的细胞的诱导装置中，利用上述超声波发生装置、激光发生装置或温度调节装置来向培养基和分化的细胞的混合物施加超声波处理、激光处理或热处理，并在规定时间内进行培养来诱导多能细胞或分化细胞的重编程。此时，为了提高重编程效率而在将培养基与分化的细胞进行混合之前，可以预先对培养基进行超声波处理、激光处理或热处理。

并且，细胞重编程装置100可以包括用于调节培养室的湿度的湿度调节装置130。通过上述的温度调节装置120和湿度调节装置130及气体调节装置(二氧化碳控制部)140来可适当调节培养室110内的温度、湿度及二氧化碳量。

并且，上述细胞重编程装置100可以包括上述的用于调节温度、湿度及二氧化碳量的显示部150。使用者可通过操作显示部来调节培养室110内的温度、湿度及二氧化碳量。上述显示部150可包括触摸输入方式或按钮输入方式的输入部。

并且，在超声波室201设置有用于收容细胞的样品管160，在超声波发生装置200中，能够以可升降的方式设置有样品管160。并且，在超声波室201中，可设置有用于支撑样品管160的样品管支架170。并且，样品管160可具有双管结构。并且，样品管支架170可具有温度调节功能，例如，可设置有加热(haet)块。

具体地，培养室110可包括用于收容接受超声波的细胞的样品管(sampletube)160。并且，在上述超声波发生装置200中，在上述样品管160中能够产生超声波，由此在超声波室201设置有用于支撑样品管160的样品管支架(sampletubeholder)170。另一方面，在上述超声波发生装置200中，具体地，以能够升降的方式设置超声波换能器220，以能够对应样品管160的输入/输出及各种大小的样品管160。并且，通过操作上述显示部150来可上升或下降超声波发生装置200，尤其是超声波换能器220。

并且，在以能够上升或下降的方式安装有上述超声波换能器220的传送部230中，在下降时可以堵住样品管160入口。并且，为了保持声波室201内的温度、湿度及气体水平，而可设置有包围上述超声波发生装置200及样品管160的盖子111。上述盖子111以能够开闭的方式安装，并且可以由如玻璃或透明树脂等的透明材料形成。

参照图3，在超声波发生装置200中，根据样品管的大小及超声波的放射特性能够以可更换的方式安装各种类型的超声波换能器220-1、220-2、220-3。

参照图4，样品管160可以具有双管161、162结构。并且，可以在样品管支架170的内部插入有样品管160。此时，样品管160可以由具有优秀的耐火性及耐热性的材料(例如，树脂材料)形成，并可通过样品管支架170包围样品支架来实现隔音效果。具体地，优选地，上述样品管支架170设置成封闭的空间，以能够防止细胞污染，优选地，包括能够阻挡由超声波引起的噪音的隔音功能。另一方面，样品管支架170可以设置成能够执行温度调节装置(例如，热线)的功能的结构。

图5至图7为示出与本发明的第二实施例相关的细胞重编程装置300的概念图，图8及图10为示出构成细胞重编程装置300的培养瓶180的图。

参照图5，描述图1至图4的细胞重编程装置100可适用于大规模自动化设施。

参照图5及图6，与本发明的第二实施例相关的细胞重编程装置300包括：自动进样器500，能够安装有多个样品管160；以及超声波发生装置400，用于在安装于自动进样器500的任一个样品管中产生超声波。

并且，自动进样器500以能够旋转的方式设置。并且，上述超声波发生装置400与第一实施例相同，包括超声波发生部410和超声波换能器420以及传送部430。此时，超声波换能器420能够以可升降的方式设置。

并且，当自动进样器500旋转时，超声波发生装置400可以处于上升状态。

并且，细胞重编程装置300还可以包括：培养基罐330，用于存储经过超声波处理的培养基；一个以上的培养瓶180，用于接收上述培养基罐330内的培养基；以及注射管312，用于以能够使流体移动的方式连接培养瓶180与样品管160。

并且，受到超声波的样品管160内的细胞可借助注射管312向培养瓶180移动。

并且，细胞重编程装置300还可包括用于传送多个培养瓶180的传送带320。

并且，细胞重编程装置300还可以包括：培养箱600，用于收容培养瓶180；回收罐610，用于回收培养箱600内的培养瓶180的培养基；以及循环器620，用于向培养箱600内的培养瓶180供给培养基，并将培养瓶180内的培养基回收至回收罐610。

并且，在培养瓶180的两侧可分别设置有流动通道，并且，培养瓶的两侧的流动通道可位于不同的高度。并且，在各个流动通道上可安装有盖子181、182。并且，在至少一个盖子182上可设置有用于流动培养基的注射器191。

具体地，与第二实施例相关的自动细胞重编程装置300包括能够安装有多个样品管的自动进样器(autosampler)。上述自动进样器以能够旋转的方式设置。

并且，设置有上述超声波发生装置400。其中，在上述超声波发生装置400中，在装载于自动进样器500的任一个样品管内部产生超声波。例如，可以固定超声波发生装置400的位置。当然，如上所述，超声波发生装置400可通过传送部430等沿高度方向上升和下降。

例如，在上述自动进样器500旋转的过程中，上述超声波发生装置400(具体为超声波换能器)可处于上升状态，在已设置的样品管160中产生超声波的过程中，上述超声波发生装置400(具体为超声波换能器)可处于下降的状态。

此时，随着自动进样器500的旋转，多个样品管160向超声波换能器420的一侧移动，并在超声波换能器420中，在已设置的样品管160中产生超声波。即，如使用者在自动进样器500装载多个样品管，则各个样品管160借助自动进样器500依次向超声波换能器420移动，并可在样品管160内的细胞施加超声波。

并且，施加有超声波的细胞借助注射管(injectiontube)312(称为“第二注射管”)来传送到培养瓶(cultureflask)180的一侧。即，在旋转自动进样器500的过程中，可能在任一个样品管160中施加有超声波，施加有超声波的样品管160内的细胞借助注射管312向培养瓶180移动。

如第一实施例所示，在与第二实施例相关的自动细胞重编程装置300中也可调节内部温度、气体、湿度，并可以体现为与外部封闭的装置(无菌设施)。并且，超声波换能器420也可作为能够施加激光或热冲击(heatshock)的热棒(heatstick)来使用。

并且，在上述自动细胞重编程装置300设置有存储有经过超声波处理的培养基的培养基罐(mediatank)330。上述培养基罐330内的培养基借助第一注射管311来向培养瓶180供给。另一方面，多个的培养瓶180通过如传送带(movingbelt)320等的传送部从自动进样器500传送到培养箱600。并且，在培养基罐330内设置有一个以上的超声波换能器420。

并且，在上述自动细胞重编程装置300还可包括用于回收培养瓶180内的培养基的回收罐(wastetank)610。对于培养基的超声波处理，超声波处理装置400设置于培养基罐330，借助一个以上的超声波换能器420在培养基罐330内的培养基产生超声波。此时，可以设置有用于设定和调节超声波的强度及时间的显示部150(参考图1)。并且，可以设置有用于计算施加超声波的时间的计时器。

此时，向培养箱600内的培养瓶180供给培养基，当到培养基的更换时间时，可以设置有将培养瓶180内的培养基回收至回收罐610的循环器(circulator)620。在上述循环器620中，当开启设定在计时器621的培养基的更换时间时，将培养瓶180内的培养基回收至回收罐610，并借助超声波换能器420来使经过超声波处理的培养基从培养基罐330传送到各个培养瓶180、循环器620。

并且，在培养箱600可以设置有用于摇动所放置的培养瓶的混合器601。例如，混合器601可以像跷跷板一样摇动培养瓶。

另一方面，与如第一实施例所述的培养室110相同，上述培养箱600可以设定和调节内部温度、气体、湿度，并可体现为与外部封闭的装置(无菌设施)。

如参照图8至图11，培养瓶180可具有在两侧上分别能够进行对接的结构，以能够在注射管的一侧及培养箱600的一侧自动进行培养基的注入和回收。参照图8及图10，在培养瓶180的两侧(例如，前/后)可以分别设置有流动通道。在各个流动通道可以设置有橡胶材料或树脂材料的盖子181、182。尤其，对接的部分由橡胶材料形成，由此培养基可以设置成不向外露出的结构。尤其，在回收培养基时，可以调节对接的部分的高度，以能够只回收适当量。例如，在废掉培养基时，可以回收直到后侧流动通道的高度的培养基。并且，参照图9及图10，至少一个盖子为了培养基的流动，而与注射器191相连接。

如上所述的本发明的优选实施例均是示例性和说明性的，对于本发明所属领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的思想范围的情况下，可以进行多种修改、变更、添加，而且这种修改、变更及添加均属于发明要求保护范围。

产业上的可利用性

与本发明的一实施例相关的细胞重编程装置具有如下效果，即，向分化的细胞施加超声波处理、激光处理或热处理等的能量来诱导具有多能特性的新型的多能细胞或与上述分化的细胞具有不同的表型地任意的分化细胞的重编程。