ウシ胎児血清

ウシ胎児血清( FBS ) は、真核細胞のin vitro細胞培養に最も広く使用されている血清サプリメントです。これは、抗体レベルが非常に低く、成長因子が多く含まれているため、多くの細胞培養アプリケーションで汎用性が得られるためです。ウシ胎児血清は、屠殺場で閉鎖系収集システムを介してウシ胎児から採取された血液から得られます。

球状タンパク質であるウシ血清アルブミン(BSA) は、ウシ胎児血清の主成分です。BSA 以外にも、ウシ胎児血清は、培養中の細胞の成長に必要な成長因子、接着因子、脂質、ホルモン、栄養素、電解質が豊富に含まれています。通常、5～10% の濃度で DMEMやRPMIなどの細胞培養基本培地に添加されます。

FBSは生物学的製品であるため、完全に定義された培地成分ではなく、バッチ間で組成が異なります。^[1]この結果、および外来性物質の移行の可能性を最小限に抑える試みとして、無血清培地および化学的に定義された培地（CDM）が開発されました。ただし、多くの細胞株は成長するために依然として血清を必要とするため、無血清培地の有効性には限界があり、多くの無血清培地処方は狭く定義されたタイプの細胞の成長しかサポートできません。^[2]

FBSは食肉産業の副産物です。細胞培養に使用される動物血清の大部分と同様に、FBSは商業的な屠殺場で人間の食肉も供給する牛から採取された血液から生産されます。^[3]

FBS の製造工程の第一段階は、屠殺された牛から胎児を取り除いた後、胎児から血液を採取することです。胎児は、牛が死亡した後、少なくとも 15 ～ 20 分間子宮の保護環境に留まることで酸素不足で死にます。^[4]血液は滅菌容器または血液バッグに無菌的に採取され、その後凝固させます。通常の採取方法は心臓穿刺です。これにより、胎児自体や環境からの微生物による血清汚染の危険性を最小限に抑えながら、採取される血液の量を最大化できます。次に遠心分離機にかけて、透明な黄色 (麦わら色) の血清からフィブリン塊と残りの血球を取り除きます。血清は、細胞培養に適したものにするために必要なさらなる処理の前に凍結されます。^[5]

処理の2番目の段階は濾過で、通常は濾過チェーンを使用し、最終濾過は3つの滅菌0.1ミクロンメンブレンフィルターで行われます。無菌処理されたFBSは厳格な品質管理テストを受け、詳細な分析証明書が添付されています。証明書には、完全なテスト結果と血清の由来に関する情報が記載されています。分析証明書は商業サプライヤーによって異なりますが、通常、濾過ステートメント、採血国、製造国、細胞増殖性能テスト、微生物無菌性テスト、マイコプラズマおよびウイルスのスクリーニング、エンドトキシン、ヘモグロビン、IgGガンマグルタミルトランスフェラーゼ^[6]、総タンパク質アッセイなどの詳細情報が含まれています。FBSは、採血国についてもテストされる場合があります。^[7]

胎児に潜在的な苦痛を与える可能性があるため、血液採取プロセスに関する倫理的問題が提起されている。ウシ胎児血清の採取方法についても議論されてきた。国際血清産業協会（ISIA）は、血清が倫理的に採取されることを保証するために採用されている広範な規制とプロセスの詳細を提供する文献^{[8] [9]}を出版している。母牛を屠殺する行為と採取前の屠殺プロセスで経過する時間により、血清採取前の胎児は意識不明または死亡するが、生きた胎児の子牛を酸素にさらすと、殺される前に意識を取り戻す可能性があると仮定されており、血清採取の倫理について活発な議論が生じている。^{[10] [11]}産業協会は、特定の組織が懸念を抱いていることを認めているが、血清の採取はすべて、採取国の所管官庁が管理する登録済みの屠殺場で獣医の監視下で行われていると主張している。

ウシ胎児血清は多くのメーカーから市販されていますが、体外で培養された細胞は非常に敏感であるため、顧客は通常、特定のバッチをテストして、特定の細胞タイプへの適合性を確認します。バッチを変更する場合、通常、細胞を新しいバッチの材料に適応させます。たとえば、古い血清の 50% と新しい血清の 50% を混合し、細胞を新しい材料に順応させます。

血清は成長因子などの成分の安定性を保つために凍結保存されます。血清を解凍すると、沈殿物が見られることがあります。これは正常な現象であり、血清の品質を損なうものではありません。沈殿物は、血清を滅菌チューブに移し、400 × g で 5 分間遠心分離することで除去できます。沈殿物の量を制限するために、血清は冷蔵庫で 2～8℃ で解凍することをお勧めします。このプロセス中は血清を定期的に撹拌する必要があります。凍結/解凍の繰り返しは避け、血清を 1 回分ずつ小分けしてから凍結することをお勧めします。^[12]

バイオテクノロジー産業および研究部門で使用するために生産される血清は、厳しく規制されています。動物由来製品すべての収集と移動は、世界中で厳しく管理されています。動物由来製品の獣医による管理は、主に EU (DG SANCO) および米国 (USDA) によって設定された規制に従っています。EU への動物副産物の輸入を規制する現在の規制は、規則 (EU) 1069/2009 および実施文書規則 (EU) 142/2011 によって規定されています。

FBS は世界中で収集されている製品であり、主な収集は米国、オーストラリア、ニュージーランド、カナダ、中央アメリカ、南アメリカ、ヨーロッパに集中しています。

2008年のFBSの販売量は世界で70万リットルと推定されています。^{[要出典] 2012年の資料では、年間約60万リットルが製造されており、その3分の1が}適正製造基準に基づいた医薬品として適していると推定されています。1リットルの血清を生産するには、1～3人の胎児が必要です。^[13]

FBS の代替として提案されているものは次のとおりです。

• 牛眼液も屠殺場の副産物である。また、さまざまな哺乳類成長因子も含まれている。^[14]
• 加水分解セリシンは、シルク生産時に通常は廃棄される副産物です。皮膚細胞の成長もサポートします。^[14]
• ヒト血小板溶解液（HPL）は、血液銀行の古い在庫から生産することができます。さまざまな哺乳類の成長因子が含まれています。ヒトの脂肪組織は、FBSよりもHPLでよく成長します。^[14]
• ミミズの熱不活性化体腔液。ミミズにとって「血液」のような働きをする。栄養素と成長ホルモンが豊富。フィブロネクチンを含まないため、付着因子を追加する必要がある。^[14]

• 化学的に定義された培地

• ウシ胎児血清クラスの概要
• 国際血清産業協会（ISIA）