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共培養とは?

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共培養とは? What is co-culture ?

共培養を検索して、こちらのホームページにたどり着いた方向けに、共培養について解説させていただきます。

「一緒に培養する2種、あるいはそれ以上の細胞腫や組織を一緒に培養すること」とされています。共培養の目的は何でしょうか? 細胞や組織にはそれぞれ独自の機能を持っています。生体では、それらが相互に作用しあい、あるいは補完しあい、別の機能を発揮することがわかっています。そのため、それらの生体での機能を研究するために、より生体に近い状況を作り出そうとする目的で共培養が行われます。実は、共培養には細胞や組織を混ぜてしまう接触型共培養と、フィルター等を利用してお互いを離した非接触型共培養があります。

接触型共培養は、文字通り細胞や組織を混ぜることにより、主に細胞同士の接触による機能を見ることができます。しかし、これにはサイトカインや分泌性蛋白など、非接触による機能も含まれています。実験上は、細胞を混ぜた場合は接触型の共培養になり、接触による作用を主に見ているように思いますが、厳密にはサイトカインや分泌性蛋白等の液性因子の影響も含まれており、これら両者の作用が含まれることに注意が必要です。培養液を共有しているので、どうしても非接触型の要素も入っています。但し、細胞や組織が集団となって構築されていくときには、接触型の機能が主に働いていると考えられることも事実です。

非接触型共培養は、細胞や組織同士は接触せず、培養液を共有することにより、相互に作用しあう機能を模擬するものです。直接接触しないことを担保するために、主にはフィルターが用いられています。上下に細胞培養容器を区切り、間にフィルターを入れたタイプは、トランスウエルタイプあるいはセルカルチャーインサートという名前で呼ばれており、50年以上も前に発明された培養容器が現在でも用いられています。上下であることから、上側の細胞容器に置いた細胞からの液性因子が下側の細胞容器の細胞に影響するというイメージが付きやすいですね。でも実際には、細胞培養液に溶けているような液性因子であれば、上下で双方に影響しあっています。ただ、残念な点もあるのです。上側の細胞容器の底面がフィルターになったものが多いのですが、下側の細胞容器との素材が大きく異なってしまうことと、上側の細胞容器の底面についた培養細胞を観察することが難しいのです。顕微鏡の焦点距離の問題で、どうしても底面から遠く離れた上側の容器底面の観察が難しいのです。利点もあります。孔を通り抜けて上下に細胞が通り抜けるような実験系では、上下タイプのものが望ましいと思われます。

NICO-1は、横方向に接続させる容器にしたことにより、双方の培養容器底面の素材が同一で、しかも同時に観察できるようになりました。これらの利点は大きく、研究者の皆様より、これまでに出来なかったことができるようになったとのお声をいただいています。

NICO-1は、フィルターも自由に選べるような構造にしています。よく液性因子が混ざらないのでは?との質問を受けますが、弊社の実験結果でも、培養液中に溶けるような因子は、浸透圧及びブラウン運動効果で、十分に混ざり合います。標準蛋白を入れたNICO-1の片側から反対側への移動は、とてもスムーズで、問題ありませんでした。振盪させても、させなくても結果に違いはありませんでした。弊社での評価結果は、フィルター情報を御参照ください。一番に影響するのは、フィルター自体の性能です。一部、セルロースフィルターなどは、蛋白が吸着したり、フィルターサイズが時間とともに変わったりします。フィルターについても、研究の際には、注意が必要です。弊社では、タンパク質が比較的低吸収で、孔のサイズが不変かつ正確なポリカーボネート性のトラックエッチドメンブレンという特殊なフィルターも併売しています。

まとめ)

共培養とは、一緒に培養する2種、あるいはそれ以上の細胞腫や組織を一緒に培養することで、接触型培養と非接触型培養がある。

接触型培養は、細胞や組織を混ぜることにより実現可能。

非接触型培養には、上下で細胞容器を分けている従来型と、横方向で細胞容器を接続する新規タイプのものがある。

 

以上、共培養と共培養容器について解説させていただきました。

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