細胞生物学者は研究室で細胞を成長させ、正常および異常な細胞活動の秘密を解き明かします。 ヒト、動物、植物、微生物からの細胞を分離して培養し、研究研究用の細胞株を開発します。 多くの種類の細胞株研究は、医学の分野に大きな応用があります。 たとえば、細胞株は、遺伝子変異、癌治療、薬物スクリーニング、老化、代謝、ワクチンの調査に使用されます。
細胞培養とは何ですか？
実験室の研究者は、1つまたは複数の親細胞からの細胞の大集団を培養します。 細胞培養は、一次組織ドナーの細胞または細胞バイオバンクを通じて購入した細胞株に由来します。 培養細胞は、注意深く制御された条件下で増殖培地中で増殖します。 細胞培養は、感染症や異常の診断、新薬のテスト、癌などの病気の研究に非常に役立ちます。 国立がん研究所.
科学者は、人間、動物、植物、細菌、酵母から培養された細胞を注意深く研究しています。 一部の細胞培養は、無期限に分裂する能力を持っています。 初代文化 組織から分離され、細胞がコンテナの最大容量（コンフルエンス）に達するまで成長する細胞です。 その後、細胞はに移されます 二次 継続的な細胞増殖を促進するための新鮮な培地を含む容器。
有限および連続細胞株
各細胞複製は、有糸分裂エラーと汚染への暴露の可能性を高めます。 プロセスは老化に似ています。 ほとんどの細胞は、自然に死ぬか、老化と呼ばれる休息の期間に入る前に、何度も複製することができます。 永遠に生きることができない死すべき細胞で構成される細胞株は、 有限細胞株.
いくつかのセル 自発的に無期限に増殖する能力を獲得する. 研究所で、 不死 細胞を化学的にまたはウイルスで形質転換することによって誘導することができます。 不死の細胞の集団はとして知られています 連続細胞株. ほとんどの有限で連続的な細胞株は 足場依存つまり、それらの存在は、栄養豊富な基質、ガス、酵素、正しいpH、および適切な温度に依存します。
複数の移入で発生する可能性のある感染や遺伝子の不安定性から、有限で連続的な細胞株を保護するように注意する必要があります。 この問題は、極低温保管によって修正できます。 セルを液体窒素で凍結するには、停電や機器の故障が発生した場合に備えて、温度を安定的に監視し、冷凍をバックアップする必要があります。
細胞株とは何ですか？
初代培養から採取した継代培養細胞は、細胞株を開始します。 特に変更がない限り、初代培養の正常細胞はプログラムされた寿命を持っています。つまり、それらは有限です。 最も強く、最も速く成長する細胞が優勢であり、集団の均一性を生じさせます。 各転送は、
通路.幹細胞株 幹細胞はそれ自体を複製したり、次のような多くの種類の特殊な細胞に分化したりする力を持っているため、研究者から高く評価されています。 ニューロン または 骨細胞. 幹細胞は損傷した組織を修復し、一部の種では失われた手足を再生します。 幹細胞研究は、冠状動脈疾患や糖尿病などの一般的な疾患の治療の進歩につながる可能性があります。 しかし、再生医療の分野ではまだ学ぶべきことがたくさんあるとのことです。 国立衛生研究所.
細胞株は細胞株の亜集団です。 細胞株は、細胞株から取り出され、たとえばウイルスのクローニングや感染によって遺伝子組み換えされた細胞に由来します。 細胞株は、移入プロセス中の汚染からも生じる可能性があります。
米国で最も古い細胞株
HeLa細胞 によると、米国で最も古い細胞株です ジョンホプキンス医学 ウェブサイト。 HeLa細胞の名前は、1951年に攻撃的な子宮頸がんで31歳で亡くなった5人の子供の母親であるヘンリエッタラックスにちなんで名付けられました。 ジョンホプキンス病院の医師は、ヘンリエッタの生検腫瘍が研究室でどれほど速く成長したかに驚いていました。
野生で増殖する腫瘍性HeLa細胞は、ヒトでの臨床試験の前に、癌細胞に対する実験薬の効果をテストするのに非常に適しています。 HeLa細胞の研究は、多くの画期的な発見につながりました。 驚くべきことに、この細胞株は今日でも世界中の研究所で使用されています。
細胞株の種類を理解する
動物細胞株 何百もの動物種から採取した細胞が含まれます。 動物細胞株とその起源および特徴を研究することは、発生生物学、遺伝子発現および進化のより深い理解を呼び起こします。 調査結果は、人類生理学にも重要です。 動物細胞株の培養を研究することで、実験動物への依存を減らすことができます。 例は次のとおりです。
- カエル細胞株。
- ハムスター細胞株。
- マウス細胞株。
- ラット細胞株。
- 犬の細胞株。
培養 ヒト細胞株 識別と保管のための厳格なプロトコルに従う評判の良いセルバンクから取得する必要があります。 細胞株の誤認は、発見の妥当性と研究者の結果の一般化を制限します。 多くの種類のヒト細胞が、研究および薬物検査研究のためにセルバンクにカタログ化されています。
- jcam1.6ヒトリンパ球。
- J82ヒト膀胱細胞。
- kmst-6ヒト皮膚細胞。
- hela229ヒト子宮頸部細胞。
がん細胞株 腫瘍と遺伝子変異により、遺伝子の変化がどのように発生し、進行するかについての重要な洞察が得られます。 腫瘍の発生についてさらに学ぶことは、改善された薬物治療と推奨されるライフスタイルの変更を示唆する可能性があります。 たとえば、RAS遺伝子の変異は、EGFR阻害薬にうまく反応しない結腸、膵臓、膀胱、卵巣の癌に見られます。 RAS遺伝子変異を持つ細胞株を培養することは、代替の薬物治療をテストするためのモデルを提供するでしょう。
同質遺伝子細胞株
同質遺伝子細胞株は、細胞株から単離された細胞のサンプルに遺伝子を挿入することにより、実験室で設計されています。 次に、操作された細胞は、対照群として機能する親細胞に直接由来する細胞と比較されます。 たとえば、クラスター化された規則的に間隔を空けた短いパリンドロームリピート（CRISPR）遺伝子編集ツールは、新しい癌と戦う薬のテストに使用する癌遺伝子の同質遺伝子細胞株を作成できます。 同質遺伝子細胞株を使用した研究は、遺伝子型が表現型にどのように影響するかについての洞察も提供します。
細胞株の種類の選択
計画された研究に最も適切なタイプの細胞株を選択する際には、慎重に検討する必要があります。 実験の目的は、細胞型を選択する際の推進要因となるはずです。 たとえば、毒性を研究する場合、肝細胞は良い選択です。 連続細胞株は、長期間維持するのが簡単です。
細胞コンフルエンシーとは何ですか？
フラスコまたは培養皿で増殖する細胞は、容器の栄養培地全体に広がり、最終的には表面を覆います。これはコンフルエンスと呼ばれます。 細胞生物学者は、彼らの発見を報告するときに観察された合流のレベルにしばしば注意します。 たとえば、80％のコンフルエンスは、表面の約80％が細胞で覆われていることを示します。
細胞は通常、100％のコンフルエンスに達する前に移され、活発に成長し続けます。 しかし、不死化した細胞は分裂し続け、層を形成し続ける可能性があります。 細胞株の増殖速度は種類によって異なります。
細胞株の汚染
培養細胞株の汚染は医学研究において深刻な問題です。 A 2015年の記事 に 理科 遺伝学者のクリストファー・コーチは、次のように述べています。 引用と潜在的に数億ドルの研究費」は、誤認されたものを使用した研究に関連しています 細胞株。 他の種類の細胞を含む一般的に使用される細胞株を公開するための取り組みが進行中です。
ひどいエラーの例には、ブタまたはラットの細胞をヒトの細胞と間違えたり、研究の結果を報告するときに取り違えを開示しなかったりすることが含まれます。 多くのヒト細胞株は、成長の早いHeLa細胞で汚染されていると考えられており、不注意で接触した場合、他の分裂細胞を上回ります。 国際細胞株認証委員会のようなグループは、研究を開始するときに標本の身元確認を要求することによって状況を修正するために取り組んでいます。