細胞生物学

細胞生物学、細胞生物学、または細胞学は、細胞の構造、機能、および挙動を研究する生物学の一分野です。^{[ 1 ] [ 2 ]}すべての生物は細胞でできています。細胞は、生物の生存と機能に責任を持つ生命の基本単位です。^{[ 3 ]}細胞生物学は、原核細胞と真核細胞の両方を含み、細胞代謝、細胞間コミュニケーション、細胞周期、生化学、および細胞構成の研究などのサブトピックがあります。

細胞の研究は、顕微鏡技術、細胞培養、細胞分画法を用いて行われます。これらの技術は、細胞の機能に関する研究に用いられ、最終的にはより大きな生物の理解へと繋がります。細胞の構成要素と働きを知ることは、あらゆる生物科学の基礎であり、がんなどの生物医学分野の研究に不可欠です。細胞生物学の研究は、遺伝学、分子遺伝学、分子生物学、医用微生物学、免疫学、細胞化学といった他の分野とも密接に関連しています。

Cells were first seen in 17th-century Europe with the invention of the compound microscope. In 1665, Robert Hooke referred to the building blocks of all living organisms as "cells" (published in Micrographia) after looking at a piece of cork and observing a structure reminiscent of monastic cells;^[4][5] however, the cells were dead. They gave no indication to the actual overall components of a cell. A few years later, in 1674, Anton Van Leeuwenhoek was the first to analyze live cells in his examination of algae. Many years later, in 1831, Robert Brown discovered the nucleus. All of this preceded the cell theory which states that all living things are made up of cells and that cells are organisms' functional and structural units. This was ultimately concluded by plant scientist Matthias Schleiden^[5] and animal scientist Theodor Schwann in 1838, who viewed live cells in plant and animal tissue, respectively.^[3] 19 years later, Rudolf Virchow further contributed to the cell theory, adding that all cells come from the division of pre-existing cells.^[3]Viruses are not considered in cell biology – they lack the characteristics of a living cell and instead are studied in the microbiology subclass of virology.^[6]

Cell biology research looks at different ways to culture and manipulate cells outside of a living body to further research in human anatomy and physiology, and to derive medications. The techniques by which cells are studied have evolved. Due to advancements in microscopy, techniques and technology have allowed scientists to hold a better understanding of the structure and function of cells. Many techniques commonly used to study cell biology are listed below:^[7]

• 細胞培養：急速に増殖する細胞を培地上で利用することで、特定の細胞タイプを大量に得ることができ、細胞を効率的に研究する方法となります。^{[ 8 ]}細胞培養は、細胞生物学および分子生物学で使用される主要なツールの1つであり、細胞の正常な生理機能と生化学（代謝研究、老化など）、薬物や毒性化合物が細胞に及ぼす影響、突然変異誘発および発癌の研究に優れたモデルシステムを提供します。また、薬剤スクリーニングと開発、および生物学的化合物（ワクチン、治療用タンパク質など）の大規模製造にも使用されます。
• 蛍光顕微鏡法： GFPなどの蛍光マーカーを用いて細胞の特定の部分を標識します。その後、特定の波長の光を照射して蛍光マーカーを励起し、可視化します。^{[ 8 ]}
• 位相差顕微鏡：光の光学的性質を利用して、固体、液体、気体の相変化を明るさの違いとして表現します。^{[ 8 ]}
• 共焦点顕微鏡：蛍光顕微鏡と、光を集中させて瞬間的に撮影することで3D画像を形成するイメージングを組み合わせたものです。^{[ 8 ]}
• 透過型電子顕微鏡法：金属染色を行い、電子を細胞に通過させると、電子は金属との相互作用によって偏向される。これにより、最終的に研究対象の構成要素の画像が形成される。^{[ 8 ]}
• サイトメトリー：細胞は、ビームを使用してさまざまな側面に基づいて細胞を散乱させる装置に置かれ、それによってサイズと内容に基づいて分離することができます。細胞はGFP蛍光で標識することもでき、その方法でも分離できます。^{[ 9 ]}
• 細胞分画：このプロセスでは、高温または超音波処理を使用して細胞を破壊し、その後遠心分離して細胞の各部分を分離し、それぞれを個別に研究できるようにします。^{[ 8 ]}

細胞レベルで疾患を研究し診断する科学分野は細胞病理学と呼ばれます。細胞病理学は、組織全体を研究する病理学の組織病理学とは対照的に、一般的に遊離細胞または組織断片のサンプルに使用されます。細胞病理学は、体のさまざまな部位に関わる疾患の調査によく使用され、多くの場合、癌の診断に役立ちますが、一部の感染症やその他の炎症性疾患の診断にも使用されます。たとえば、細胞病理学の一般的な応用例として、子宮頸癌や子宮頸癌につながる可能性のある前癌性子宮頸部病変を検出するために使用されるスクリーニング検査であるパップスメアがあります。 ^{[ 10 ]}

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•  この記事は、Science Primer（NCBI）のパブリックドメイン資料を組み込んでいます。 2009年12月8日にオリジナルからアーカイブされました。

• ウィキメディア・コモンズにある細胞生物学関連のメディア
• 老化細胞
• A. アンドレイによる「フランシス・ハリー・コンプトン・クリック（1916年～2004年）」は、エンブリオ・プロジェクト百科事典に掲載されています。
• ローレン・ダルトンとロビン・ヤング著『細胞生物学の基礎』