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| 不死化細胞株 | |
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 アポトーシスを起こした HeLa細胞の走査型電子顕微鏡写真。Zeiss Merlin HR-SEM。 | |
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| 解剖学用語 [Wikidataで編集] |
不死化細胞株は、通常は無限に増殖することはないが、突然変異により正常な細胞老化を回避し、代わりに分裂を続けることができる多細胞生物の細胞集団である。そのため、細胞は長期間にわたって試験管内で増殖させることができる。不死化に必要な突然変異は自然に発生することもあれば、実験目的で意図的に誘発されることもある。不死化細胞株は、多細胞生物の生化学および細胞生物学の研究にとって非常に重要なツールである。不死化細胞株は、バイオテクノロジーでも使用されている。
不死化細胞株は、同様に無限に分裂できるが、多細胞生物の発達の正常な一部を形成する 幹細胞と混同されるべきではない。
自然生物学と病理学との関係
不死化細胞株にはさまざまなものがある。その中には、通常の細胞株（幹細胞由来など）もある。その他の不死化細胞株は、試験管内でのがん細胞に相当する。がんは、通常は分裂できない体細胞が突然変異を起こし、正常な細胞周期制御の調節不全を引き起こし、制御不能な増殖を引き起こすことで発生する。不死化細胞株も同様の突然変異を起こしており、通常は分裂できない細胞型が試験管内で増殖できるようになっている。一部の不死化細胞株（例えば、HeLaヒト細胞）の起源は、自然発生したがんである。記録上初めて研究室で分離・増殖に成功した不死化ヒト細胞株であるHeLaは、1951年にメリーランド州ボルチモアのジョンズ・ホプキンス病院でヘンリエッタ・ラックスから採取された。[1]
役割と用途
不死化細胞株は、より複雑な生物学的システムの単純なモデルとして広く使用されています。たとえば、哺乳類（ヒトを含む）細胞の生化学や細胞生物学の分析に使用されています。 [2]研究に不死化細胞株を使用する主な利点は、その不死性です。細胞は培養で無期限に増殖できます。これにより、寿命が限られている可能性のある細胞の生物学分析が簡素化されます。[要出典]
不死化細胞株はクローン化も可能で、クローン化された集団を生成し、それを無限に増殖させることができます。これにより、遺伝的に同一の細胞で何度も分析を繰り返すことができ、これは繰り返し可能な科学実験には望ましいことです。複数の組織ドナーからの一次細胞で分析を行うという代替案には、この利点はありません。[引用が必要]
不死化細胞株はバイオテクノロジーの分野で利用されており、多細胞生物の体外で見られる細胞と同様の細胞を低コストで増殖させる方法として利用されています。この細胞は、化合物や薬物の毒性試験から真核生物タンパク質の生産まで、さまざまな目的で使用されています。[要出典]
制限事項
不死ではない起源からの変化
不死化細胞株は、よく知られた組織型に由来することが多いが、不死化するために大きな変異を起こしている。これにより細胞の生物学的性質が変化する可能性があり、あらゆる分析において考慮する必要がある。さらに、細胞株は複数の継代培養によって遺伝的に変化する可能性があり、分離株間で表現型の違いが生じ、実験がいつ、どの株の分離株で実施されるかによって実験結果が異なる可能性がある。[3]
他の細胞による汚染
生物医学研究に広く使用されている細胞株の多くは、他のより攻撃的な細胞によって汚染され、増殖しています。たとえば、甲状腺細胞株とされていたものは実際には黒色腫細胞であり、前立腺組織とされていたものは実際には膀胱がんであり、正常な子宮培養物とされていたものは実際には乳がんでした。[4]
生成方法
不死化細胞株を生成する方法はいくつかある。[5]
- 自然発生した癌からの分離。これは不死化細胞株を生成するための元々の方法です。主な例としては、1951年2月8日に31歳のアフリカ系アメリカ人で5人の子供の母親であるヘンリエッタ・ラックスの子宮頸癌細胞から採取された細胞株であるヒトHeLa細胞が挙げられます。ヘンリエッタ・ラックスは1951年10月4日に癌で亡くなりました。[6]
- 細胞周期を部分的に制御解除するウイルス遺伝子の導入（例：アデノウイルス5型E1遺伝子はHEK293細胞株の不死化に使用された。エプスタイン・バーウイルスは感染によってBリンパ球を不死化することができる[7]）。
- 不死に必要な重要なタンパク質の人工的発現、例えば真核生物のDNA複製中に染色体末端の分解を防ぐテロメラーゼなど。 [8]
- ハイブリドーマ技術は、抗体産生B細胞株を不死化抗体産生B細胞株を生成するために特に使用され、抗体産生B細胞が骨髄腫（B細胞癌）細胞と融合されます。[9]
例
不死化細胞株にはいくつかの例があり、それぞれ異なる特性を持っています。ほとんどの不死化細胞株は、由来した細胞の種類、または生物学的に最も類似した細胞の種類によって分類されます。
- 3T3 細胞–培養されたマウス胚組織における自然発生的な突然変異から得られたマウス線維芽細胞株。
- A549細胞– 癌患者の肺腫瘍から採取
- HeLa細胞 – 子宮頸がん患者ヘンリエッタ・ラックスから分離された広く使用されているヒト細胞株
- HEK 293細胞– ヒト胎児細胞由来
- Huh7細胞–肝細胞由来癌細胞株
- ジュルカット細胞–白血病の症例から分離されたヒトTリンパ球細胞株
- OK細胞–北米産のメスのオポッサムの腎臓細胞から抽出
- Ptk2細胞– オスのナガバガニ上皮腎細胞由来
- ベロ細胞–自発的な不死化によって生じたサルの腎臓細胞株
参照
- Cellosaurus、細胞株の知識ベース
- IGRhCellID、細胞株のデータベース
- 乳がん細胞株のリスト
参考文献
- ^ Skloot R (2010). ヘンリエッタ・ラックスの不滅の人生. ランダムハウス. ISBN 978-0-307-71253-0. OCLC 974000732 . 2020年9月20日閲覧。
- ^ Kaur G、 Dufour JM (2012年1月)。「細胞株：価値あるツールか、役に立たないアーティファクトか」。 精子形成。2 (1): 1–5。doi :10.4161/spmg.19885。PMC 3341241。PMID 22553484。
- ^ Marx V (2014 年 4 月)。「細胞株認証の謎を解明」。テクノロジー特集。Nature Methods (論文「 Nature Reprint Collection、テクノロジー特集」(2014 年 11 月))。11 (5): 483–8。doi : 10.1038/ nmeth.2932。PMID 24781320。S2CID 205422738 。
- ^ Neimark J (2015年2月). 「攻撃のライン」. Science . 347 (6225): 938–40. Bibcode :2015Sci...347..938N. doi : 10.1126/science.347.6225.938 . PMID 25722392.
- ^ Maqsood MI、Matin MM、 Bahrami AR、Ghasroldasht MM（2013年10月）。「細胞株の不死化：確立の課題と利点」。Cell Biology International。37（ 10） ： 1038–45。doi ：10.1002/cbin.10137。PMID 23723166。S2CID 14777249 。
- ^ スクルート、レベッカ。「ヘンリエッタのダンス」ジョンズ・ホプキンス・マガジン。 2021年4月5日閲覧。
- ^ Henle W, Henle G (1980). 「エプスタイン・バーウイルス（EBV）関連疾患の疫学的側面」.ニューヨーク科学アカデミー紀要. 354 : 326–31. doi :10.1111/j.1749-6632.1980.tb27975.x. PMID 6261650. S2CID 30025994.
- ^ Bodnar AG、Ouellette M、Frolkis M、 Holt SE、Chiu CP、Morin GB、他 (1998 年 1 月)。「正常なヒト細胞へのテロメラーゼの導入による寿命の延長」。Science 279 ( 5349): 349–52。Bibcode : 1998Sci ...279..349B。doi : 10.1126/science.279.5349.349。PMID 9454332 。
- ^ Kwakkenbos MJ、van Helden PM、Beaumont T、 Spits H（2016年3月）。「自己再生B細胞の安定した長期培養とその応用」。 免疫学的レビュー。270 （1）：65–77。doi ：10.1111/ imr.12395。PMC 4755196。PMID 26864105。
外部リンク
- ATCC –アメリカタイプカルチャーコレクション
- Cellosaurus – 細胞株に関する知識リソース
- CellBank Australia – オーストラリアの国立非営利細胞株リポジトリ