初代培養細胞」と「細胞株」の違いとは?分かりやすく解説!

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初代培養と細胞株の主な違いは、初代培養の細胞が動物や植物の組織から直接取り出されるのに対し、細胞株は初代培養から恒久的に確立された細胞培養物であることです。

初代培養と細胞株は、バイオテクノロジーや研究において重要な利点を持つ2種類の細胞培養です。

さらに、初代培養細胞は寿命が決まっているのに対し、細胞株は不死化されているため寿命が不定です。

主な対象分野

  1. 初代細胞培養とは
         – 定義、特徴、重要性
  2. 細胞株とは
         – 定義、特徴、重要性
  3. 初代細胞培養と細胞株の類似点とは?
         – 共通する特徴の概要
  4. 初代培養細胞」と「細胞株」の違いとは?
         – 主な違いの比較

この記事の重要な単語

細胞培養、細胞株、不死身、親組織、初代細胞培養

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プライマリー細胞培養とは

初代細胞株とは、親となる動物や植物の組織から、酵素的または機械的な手段で細胞を切り離したものです。

これらの細胞は、ガラスまたはプラスチック容器内の適切な基質において、制御された環境条件下で維持することが可能である

一次細胞培養の例としては、上皮細胞、内皮細胞、ケラチノサイト、メラノサイト、線維芽細胞、筋肉細胞、間葉系細胞、造血系細胞などがあります。

重要なことは、初代培養細胞の細胞は、親組織の細胞と同じ核型を持つということである

図1: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、懸濁培養と接着培養の2種類に大別される。

さらに、初代培養は過酷であり、増殖のためには特定のサイトカインや成長因子を添加するなど、最適な増殖条件を必要とする

しかし、初代培養細胞は、基質や栄養分の枯渇、毒性代謝物の漸増などにより、その寿命は有限です。

セルラインとは

細胞株とは、初代培養から得られた最初の部分培養のことである

一般に、細胞株の細胞はランダムな突然変異やテロメラーゼ遺伝子の人工的な発現のような意図的な改変が施されている。

これにより、培養中の細胞の寿命は無限大となり、不死身となる。

また、寿命が不定であるため、連続継代によって細胞株を維持することができる。

そのため、このような細胞株は連続細胞株と呼ばれる。

Primary Cell Culture vs Cell Line 図2:HeLa(不死身の細胞株

しかし、遺伝子が変化するため、親組織と比較して染色体の数が異常になることがあります。

また、腫瘍細胞は細胞周期のチェックポイントを回避して不死性を獲得するため、細胞株として直接増殖させることが可能である

プライマリー細胞培養と細胞株の類似点

  • 初代細胞培養と細胞株は、それぞれ異なる特徴を持つ細胞培養の一種です。
  • どちらも、動物や植物の組織から取り出した細胞を、人工的に制御された環境で培養します。
  • また、増殖のために栄養分や適切な培地を必要とする。
  • また、バイオテクノロジーや研究において重要な役割を担っている。

プライマリー細胞培養と細胞株の違い

定義

初代培養とは、正常な親組織から取り出した細胞を培養・維持することであり、細胞株とは、単一の細胞から開発され、均一な遺伝子構造を持つ細胞からなる培養物のことである

これが、初代培養と細胞株の大きな違いです。

初代細胞培養の起源と細胞株

また、初代培養細胞はドナーから直接分離したものであるのに対し、細胞株は初代培養細胞から不死化処理を施して得られたものです。

遺伝子の構成要素の変化

また、初代培養細胞と細胞株のもう一つの違いは、初代培養細胞は親組織と同じ遺伝子構成であるのに対し、細胞株は親組織に比べて遺伝子構成が変化していることである

In Vivoモデル

さらに、初代培養細胞はin vivoモデルであるのに対し、細胞株はin vivoモデルではないことも、初代培養細胞と細胞株の違いのひとつです。

初代培養細胞および細胞株の寿命

さらに、初代培養細胞は寿命が限られているのに対し、細胞株は培養中の寿命が無限です。

メンテナンス

さらに、初代培養細胞は継代培養に追従できないが、細胞株は継代培養に追従して維持することができる。

ドナーの特徴

ドナーの特性も初代培養細胞か細胞株かの違いです。

前者はドナーの特徴を示し、後者はドナーの特徴を示さない。

機能

さらに言えば、初代培養細胞は親組織の細胞機能に酷似しており、細胞株は一貫した実験結果を提供することが可能である

重要性

免疫学、ワクチン接種、炎症などの分野では、in vivoの機能に近い初代培養が重要です。

一方、細胞株は、目的の細胞が初代培養で得られない場合に、腫瘍細胞を研究するために重要です。

  したがって、この点も初代培養と細胞株の違いと言える。

結論

簡単に説明すると、初代培養とは、親組織から直接得られた細胞を含む細胞培養の一種である

初代培養の主な欠点は、培養中の寿命が限られていることと、継代培養ができないことである

しかし、特定の種類の細胞の生体内での機能を研究する上では重要です。

一方、細胞株は、初代培養細胞を不死化するために改良したものです。

したがって、細胞株中の細胞は無限の寿命を持ち、再培養が可能になる

一般的に、細胞株は腫瘍細胞の研究や、様々な利益を得るための細胞改変に使用される。

したがって、初代培養細胞と細胞株の主な違いは、その起源、特徴、重要性です。

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