細胞培養のトラブルシューティング

細胞株の誤同定

最近の研究によると、使用されている全細胞株の最大3分の1が誤同定の影響を受けている可能性がある。これらの発見は、細胞株モデルによる結果に基づいて発表された生物学的システムに関する知見の信頼性を疑問視する可能性がある。細胞株の誤同定や交差汚染につながる要因には、以下のものが挙げられる。

• 侵襲性の高い細胞株による汚染：アイソ酵素分析により、多くの細胞株がHeLa細胞と希少な酵素アイソフォームを共有していることが明らかになった。HeLa細胞は、培養ストックにおいて最も一般的な侵入性細胞株であることがその後判明している。
• 文書化およびラベリングの慣行：細胞培養フラスコ、プレート、クライオバイアル、および冷凍庫の保管区画には明確なラベルを貼付し、細胞ストックの追加、取り出し、移動を反映した液体窒素保管マップを厳格に管理しなければならない。
• 細胞株の借用：近隣の研究室間での細胞の共有は一般的な慣行ですが、これが細胞株の同定ミスを招く原因となります。細胞株は、ECACC（欧州認証細胞株コレクション）や英国公衆衛生庁（Public Health England）などの信頼できる細胞バンクからのみ入手すべきです。

細胞株の交差汚染の一般的な原因と、その影響から研究を保護する方法について理解しておく必要があります。

細胞培養における微生物汚染

細胞培養培地および培養条件は、細胞にとって理想的な環境であると同時に、細菌、真菌、およびウイルスの汚染物質にとっても理想的な環境となります。無菌培養技術を徹底して遵守するため、培養物は定期的に顕微鏡検査を行い、細菌や真菌の侵入の有無を確認する必要があります。一部の普遍的な微生物汚染物質は目視による検出を逃れており、全培養物の最大30％がマイコプラズマに汚染されていると推定されています。 目に見えないマイコプラズマを検出するために設計された試薬やキットは、多くの場合、PCR増幅に基づいており、この手法はウイルス性汚染物質の検出にも利用できます。

培養物を生物学的および化学的汚染物質から守る方法について学びましょう。

細胞の増殖不良

培養中の細胞が、一見健康そうに見えてもコンフルエント状態に達しないのは、もどかしいものです。汚染因子が排除された場合、細胞の健全な増殖を妨げる可能性のある要因としては、以下のようなものが挙げられます：

• 培養・凍結培地の状態と品質
• 添加物の品質および用途への適合性
• 凍結保存時または継代時の細胞数の測定誤差

細胞に生存能力があるように見えるにもかかわらず増殖しない場合は、液体窒素に戻す前に、最適な増殖のための培養条件を改善するために何ができるかを検討してください。

付着細胞の表型の喪失

付着細胞は、培養中に単細胞またはシート状で自発的に剥離することがあります。付着培養が維持できなくなった場合、何をチェックすべきか、また培養における細胞間の凝集性をどのように回復させるかを把握しておきましょう。

細胞の凝集

浮遊状態の細胞は、生体内と同様に単一の細胞として振る舞います。細胞が凝集し始める場合、その原因として、培養がストレス状態にある際に培液中に存在する粘着性の核酸が考えられます。細胞の凝集を引き起こす可能性のある物質が、培液の中に潜んでいるのでしょうか？培養からの凝集を解消する方法については、こちらをご覧ください。

培養における細胞死

培養中の細胞が死滅した場合、まず微生物による汚染の可能性を排除する必要があります。細胞の健康状態の悪化や、表現型と一致しない挙動の原因となり得るその他の要因には、以下のものが挙げられます：

• 凍結保存株の状態
• 継代回数／過密培養
• 環境ストレス
• 細胞分散酵素による過剰消化

適切な機器、認定済みの試薬、そして専門的なプロトコルは、予期せぬ細胞培養の結果を解決するための鍵となります。

培養液中の沈殿物

汚染でない場合、培養液中の微粒子は無機的な原因によるものであることがよくあります。平衡緩衝液や培地の成分を理解し、培地の成分を懸濁状態に保つ方法についてさらに学びましょう。