一次培養と二次培養の主な違いは、一次培養が宿主組織から直接得られた細胞を含むのに対し、二次培養は一次培養から再培養された細胞を含むという点です。
さらに、細胞は機械的または酵素的な消化によって宿主組織から解離される。
さらに、一次培養細胞は遺伝子組換えを行っていないが、二次培養細胞は遺伝子組換えを行っている。
つまり、一次培養と二次培養は2種類の細胞培養であり、制御された条件下で培地中で細胞を試験管内で増殖させることができる。
主な対象分野
- 初代細胞培養とは
– 定義、特徴、用途 - 二次細胞培養とは
– 定義、特徴、用途 - 一次細胞培養と二次細胞培養の類似点とは
– 共通点の概要 - 初代細胞培養と二次細胞培養の違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
細胞密度、細胞株、均質性、寿命、初代細胞培養、二次細胞培養
プライマリー細胞培養とは
初代培養とは、宿主の組織から直接採取した細胞を含む細胞培養の一種である。
一般に、血球は単離しやすい細胞の一種である。
しかし、固形組織中の細胞は、機械的な切除やトリプシン、コラゲナーゼ、プロナーゼなどの酵素を用いた細胞外マトリックスの酵素分解によって得ることができる。
単離後、これらの細胞はプラスチックやガラスの容器に入れ、適当な培地で培養することができる。
重要なことは、初代培養細胞は、宿主の細胞の正確な核型と生物学的反応を持つということである。
図1：初代培養細胞の上皮細胞
さらに、初代培養細胞は、細胞の増殖の仕方によって2種類に分けられる。
それは、付着培養と浮遊培養です。
一般に、付着培養は固定に依存し、増殖のために付着物を必要とし、浮遊培養は固定に依存せず、培地中で増殖する。
しかし、初代培養細胞は寿命が限られている。
通常、細胞は生存因子の要求である接触阻害により、プログラムされた細胞死を起こす。
一般的に、細胞はその生存のために成長因子を必要とする一方で、個体数の増加に伴い毒素を蓄積していく。
したがって、初代培養細胞は、数世代あるいは数回しか培養を維持することができない。
二次細胞培養とは
二次細胞培養、または細胞株とは、寿命が不定な細胞培養の一種です。
寿命が不定なのは、突然変異やウイルスによる形質転換で不死性を獲得したためです。
これらに加え、生存因子を継続的に供給することにより、細胞は不定寿命を獲得することができる。
そのため、二次培養では、細胞のさらなる増殖が促される。
二次培養細胞は、一次培養細胞を再培養して得られた細胞を含む。
通常、副培養とは、一次培養の細胞を新鮮な培地とともに新しい容器に移し替えることである。
しかし、数回の継代培養を経ることで、細胞が自然に変異を獲得することがあります。
図2：HeLa細胞 – 二次細胞培養
二次培養は、寿命が不定であることに加え、一次培養に比べて最適な細胞密度、すなわち細胞数が多いことが特徴です。
また、二次培養では、より特異的な培地を使用するため、細胞培養の均質性が向上する。
従って、これらの細胞は集団の中で遺伝子型および表現型の均一性を示す。
プライマリー細胞培養とセカンダリー細胞培養の共通点
- 初代培養と二次培養は、試験管内で制御された条件下で培地中に培養された生きた細胞を含む2種類の細胞培養です。
- どちらも、細胞の増殖や通常の細胞機能の維持をより高度に行うことができる。
プライマリー細胞培養とセカンダリー細胞培養の違い
定義
一次細胞培養とは、正常な親組織から取り出した選択した細胞を培養・維持することであり、二次細胞培養とは、一次細胞培養から継代培養した細胞株またはサブクローンを指す。
細胞の起源
また、宿主の組織から機械的または酵素的な消化によって直接得られた細胞を含むのが一次細胞培養、一次細胞培養から再培養された細胞を含むのが二次細胞培養です。
均質性
初代培養細胞は不均質であるが、二次培養細胞は均質です。
宿主組織との類似性
初代培養細胞は宿主組織の細胞と同じ生物学的反応を示すが、二次培養細胞はその生物学を変化させることで培養条件に適応させる。
遺伝子組換え
一次培養細胞は宿主組織の細胞と同じような遺伝子構造を持ち、二次培養細胞は遺伝子構造が変化している。
細胞増殖
また、一次培養の細胞は増殖しないが、二次培養の細胞は増殖する。
最適な細胞密度
初代培養では十分な細胞量が得られませんが、二次培養では最適な細胞密度を得ることができます。
ライフスパン
一次培養の細胞は有限の寿命を持ち、二次培養の細胞は不定の寿命を持っています。
パッシング
初代培養細胞は継代による維持ができないが、二次培養細胞は継代による維持が可能である。
メンテナンス
一次細胞の培養にはアミノ酸、微量栄養素、特定のホルモン、成長因子などの豊富な混合物が必要ですが、二次細胞の培養は維持が簡単です。
コンタミネーションのリスク
コンタミネーションのリスクは、初代培養細胞では高いが、二次培養細胞では低い。
重要性
また、初代細胞培養はin vivoモデル、二次細胞培養はin vitroモデルとして機能する。
アプリケーション
ワクチン製造や治療薬開発には初代培養が、ホルモンや抗体、抗がん剤などの製造には二次培養が重要です。
結論
基本的に初代培養とは、宿主の組織から直接採取した細胞を含む初期細胞培養の一種である。
これらの細胞は、宿主組織の生物学的反応だけでなく、同様の遺伝子構成を持っています。
したがって、これらの細胞は明確な寿命を持ち、ワクチンや移植用細胞の生産に重要です。
一方、二次培養細胞は、一次培養細胞から再培養された細胞を含む。
二次培養の際に突然変異を起こし、培養条件に適応させながら不定な寿命を得ることができる。
そのため、より安定性が高く、組換えDNA技術において重要です。
したがって、一次培養と二次培養の主な違いは、細胞の性質にある。
