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歴史から現代まで: 懸濁細胞培養はどのようにして生物医学革命を導くことができるのか?
懸濁細胞培養は、単一細胞または小さな細胞集合体を攪拌された成長培地内で成長および増殖させて懸濁液を形成する細胞培養の形式です。
懸濁細胞培養は、接着細胞培養とともに、2 つの古典的な細胞培養タイプの 1 つです。懸濁細胞培養の歴史は細胞培養全体の歴史と密接に関連していますが、維持方法や商業的応用は異なります。懸濁細胞は均質化された組織または異種細胞溶液から得られ、血液細胞、植物細胞、昆虫細胞などの非接着細胞株の培養物によく見られます。一部の細胞株は懸濁液中で培養されますが、現在市場で入手可能な哺乳類細胞株の大部分は接着性です。懸濁細胞培養では、細胞を懸濁状態に保つために撹拌する必要があり、磁気撹拌機、オービタルシェーカー、培養フラスコなどの特殊な装置が必要になる場合があります。培養には、細胞死を避けるために栄養豊富な培地と制御された細胞密度範囲の使用が必要です。
歴史
1885 年、ウィリアム・ルーカーは、鶏の胚などの生きた細胞を数日間維持するための塩緩衝液を開発し、組織培養の未来の基礎を築きました。
1907 年、ロス・グランヴィル・ハリソンは、神経細胞を培養するためのハンギングドロップ法の改良や培養プロセスへの無菌技術の導入など、体外細胞培養技術を開発しました。 1910 年、モントローズ・トーマス・バローズはハリソンの技術を改良し、アレックス・カレルと共同で、新鮮な血漿と生理食塩水を組み合わせて体外で維持できる複数の組織培養を確立しました。カレルはまた、ニワトリの胚の心臓から抽出した最初の細胞株を開発し、34年間にわたって継続的に維持した。この「不死」細胞株の主張は後にレナード・ヘイフリックによって異議を唱えられたが、この大きな進歩は他の科学者に新しい細胞株を作成するきっかけを与えた。 1952 年、ジョージ・オットー・ゲイと助手のメアリー・クセックは、最初の不死化ヒト細胞株である HeLa 細胞を培養しました。HeLa 細胞は他の接着細胞株とは異なりますが、浮遊状態で維持することもできます。
方法とメンテナンス
細胞の分離と培養の確立
すべての一次細胞（個体から直接採取した細胞）は、まず宿主から取り出され、消化酵素を使用して分離され、培養のために培地に懸濁される必要があります。そして、懸濁培養では、白血球は自然に懸濁状態のままでいることができ、要求に適応できるため、白血球も懸濁培養の一部になります。ほとんどの哺乳類細胞は接着性があり、分裂するためには表面に付着する必要があります。植物細胞や昆虫細胞の場合、懸濁培養の確立のために製造元から凍結保存された細胞を入手できます。
研究室での懸濁細胞培養の維持
浮遊細胞培養では、細胞の過密を避けるために頻繁に継代する必要があります。
懸濁細胞と付着細胞には多くの類似点がありますが、いくつかの重要な違いもあります。たとえば、懸濁細胞培養では、細胞が底に沈むのを防ぐために撹拌が必要です。この目的のために、撹拌フラスコや振盪フラスコなどの特殊な培養容器が開発されました。撹拌により細胞は培地中に浮遊したままになりますが、細胞にせん断力が生じ、成長に悪影響を与える可能性があります。
商業用途向け浮遊細胞培養
懸濁細胞培養の利点は、表面積に制限されず、より大きな容器に大量に存在できることであり、そのため広く使用されています。懸濁細胞培養は、抗体、生物製剤、微生物の発酵培養など、さまざまな製品の製造において特に重要です。
懸濁細胞株の商業的用途には、抗体生産、治療用タンパク質の生成、ワクチン研究などがあります。
要約すると、懸濁細胞培養は歴史上大きな進歩を遂げただけでなく、現在のバイオメディカル分野においてもさまざまな革新を推進し続けています。解剖学、バイオ医薬品、再生医療などにおけるその可能性はまだ探求中です。これらの進歩を振り返ると、私たちは次のような疑問を抱かずにはいられません。将来の生物医学革命は、懸濁細胞培養の開発から他にどのような恩恵を受けるのでしょうか。
