細胞培養入門

細胞培養とは、動物または植物から細胞を取り、好ましい人工環境で増殖させることです。  細胞は組織から直接採取し、培養前に酵素または機械的手段で分離されるか、すでに樹立されている細胞株または細胞種に由来する場合があります。

正常な細胞は通常限られた回数しか分裂せず、その後増殖能を失います。これは遺伝的に決定されている細胞老化という事象です。このような細胞株は有限寿命細胞株と呼ばれます。しかし、一部の細胞株は 形質転換と呼ばれるプロセスを経て不死になります。このプロセスは自然に生じることも、化学的、またはウイルスを使用して誘導されることもあります。  有限寿命細胞株が形質転換を受け無制限に分裂する能力を獲得すると、その細胞株は不死化細胞株となります。

培養条件は細胞の種類によって大きく異なりますが、細胞を培養する人工的環境は必ず以下のものを含む適切な容器で構成されます。

• 必須栄養素（アミノ酸、炭水化物、ビタミン、ミネラル）を供給する基質または培地
• 成長因子
• ホルモン
• 気体（O₂、CO₂）
• 制御された物理化学的環境（pH、浸透圧、温度）

ほとんどの細胞は足場依存性であり、固体または半固体の基質に接着した状態で（接着または単層培養）で培養しなければなりませんが、培地中で浮遊して成育させることが可能な細胞もあります（浮遊培養）。

過剰な細胞を継代培養から入手できる場合には、適切な保護剤（DMSO、グリセロールなど）で処理し、必要になるまで-130 °C よりも低い温度で保存する必要があります（凍結保存）。  細胞の継代培養および凍結保存の詳細については、培養細胞維持に関するガイドラインを参照してください。

培養細胞は、その形状と外観（すなわち形態）に基づいて3つの基本的なカテゴリーに分類できます。

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一つであり、細胞の正常な形態および生化学（代謝研究、老化など）、細胞に対する薬物および毒性化合物の影響、変異および発がん性を研究するための優れたモデル系を提供します。また、薬物のスクリーニングおよび開発、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。これらのアプリケーションのいずれかに細胞培養を用いる主な利点は、クローン細胞のバッチを使用することで得られる結果の一貫性と再現性です。

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