4T1細胞 ― 乳がん細胞の研究と応用に関する重要な知見

4T1細胞株の培養情報

4T1乳がん細胞株は、生物医学分野において幅広い研究用途があります。これらの細胞を培養するにあたっては、以下の重要なポイントを確認してください。4T1の倍加時間はどれくらいか？4T1細胞はどのように培養されるか？4T1の播種密度はどれくらいか？

4T1細胞の培養における重要ポイント

倍加時間：

4T1乳がん細胞について報告されている平均増殖倍加時間は14時間です。

接着培養か浮遊培養か：

4T1は接着性細胞株です。

継代倍率：

4T1トリプルネガティブ乳がん細胞株については、1:6および1:8の分割比が推奨される。分割の際は、細胞をPBSで洗浄し、Accutase酵素と共に8～10分間インキュベートする。分散した細胞は遠心分離により回収し、新しい培地に再懸濁する。 再懸濁した細胞を新しいフラスコに分配し、培養を行います。

培養培地：

4T1細胞の培養にはRPMI 1640培地を使用します。最適な細胞増殖のため、培養培地に10%の胎児牛血清（FBS）、2.0 g/LのNaHCO3、および2.1 mMの安定型グルタミンを添加します。

培養条件：

4T1腫瘍細胞は、5%の二酸化炭素（CO₂）を供給した37°Cの加湿インキュベーター内で維持される。

保存： 

4T1細胞は、細胞の生存率を維持するために、-150°C以下の温度（電気冷凍庫または液体窒素の気相）で保存する必要があります。

凍結プロセスおよび培地：

4T1細胞株には、CM-1またはCM-ACFの使用が推奨される。温度を1°Cずつ徐々に下げることで細胞の生存率を保護できるため、緩慢凍結法が好ましい。

解凍手順：

凍結した細胞バイアルを37°Cの水浴に数秒間入れ、細胞が解凍され、小さな氷の塊が残る程度になるまで待ちます。これらの細胞を新鮮な培地に再懸濁し、培養用フラスコに移します。24時間の培養後、凍結培地の成分を除去するために培地を交換します。

バイオセーフティレベル：

4T1乳がん細胞の培養には、バイオセーフティレベル1の実験室が推奨されます。

T1細胞株：長所と短所

本記事のこのセクションでは、4T1転移モデルに関連する長所と短所について解説します。

利点

4T1細胞株の主な利点は以下の通りです：

• 腫瘍形成能：

  4T1は高い腫瘍形成能を持つ細胞株です。これらの細胞は、マウスに注入することで乳がん研究用の4T1同系マウスモデルを形成する能力を有しています。したがって、4T1モデルは腫瘍の発生、増殖、および転移の研究に最適です。さらに、治療薬のスクリーニングや評価にも有用です。

• in vitro転移モデル：

  4T1モデルは自然な転移傾向を有しており、研究者は転移過程に関与する根本的なメカニズムや経路を効果的に調査することができます。 さらに、4T1細胞は6-チオグアニン耐性を有しています。これにより、標的臓器の重量測定や結節の計数を行う必要がなくなるため、他のモデルと比較して精度が向上し、微小転移細胞を効率的に検出することが可能になります。

欠点

4T1細胞株に関連する欠点は以下の通りです：

• 侵襲性／急速な増殖速度：

  4T1細胞株は、侵襲性の高いトリプルネガティブ乳がん細胞株である。増殖速度が速いため、この細胞株を用いた長期実験の実施や実験変数の制御が困難となる。

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T1細胞株：がん研究における応用

4T1マウスモデル細胞株は、がん生物学の研究や新規治療法の評価を行う上で貴重な研究ツールです。4T1細胞の主な応用分野は以下の通りです：

がん生物学

4T1細胞株は、がんの発生と増殖を研究するために広く使用されています。これは、腫瘍の進行や転移に関与する様々な細胞・分子メカニズムを調査・解明するための理想的なin vitroモデルです。さらに、これらのプロセスにおける細胞シグナル伝達経路、微小環境、および遺伝子発現の役割を解明する可能性があります。 2019年に実施された研究では、4T1細胞を用いてがん細胞の浸潤および遊走の背後にある駆動メカニズムを解明しました。その結果、STAT3、MMP2、およびMMP9遺伝子が関与していることが明らかになり、これらの遺伝子を阻害することで、がん細胞の遊走と浸潤を著しく抑制できることが示されました [4]。 同様の研究により、腫瘍の発生や転移に関与する他のいくつかのシグナル伝達経路も示唆されている。

さらに、4T1モデルは、免疫細胞の浸潤や原発腫瘍の増殖を含む、乳がんの微小環境を理解する上で極めて有用である。 4T1腫瘍微小環境に焦点を当てた研究により、腫瘍の進行における免疫細胞やCXCL13の発現などのサイトカインの役割について、重要な知見が得られている。また、このモデルは、特に乳腺癌の集落形成が顕著な進行期乳がんにおいて、転移ニッチや腫瘍転移の解明にも役立っている。

がん治療研究

4T1細胞株は、新規治療法のスクリーニングおよび評価を目的としたがん治療研究において広く応用されている。ある研究では、ローズマリー抽出物から環境に優しい方法で合成された鉄ナノ粒子（Rosemary-FeNPs）および純粋なローズマリー抽出物が、4T1細胞株に対して示す細胞毒性の可能性が検討された。 研究結果によると、純粋な抽出物よりもローズマリー-FeNPsの方が有望であることが示唆された[5]。同様に、2021年に実施された研究では、4T1乳がん細胞および4T1マウスモデルにおけるショウガ抽出物の抗腫瘍作用が検討された[6]。

天然抽出物に加え、4T1細胞株は従来の化学療法剤の有効性を評価するためにも使用されている。例えば、シスプラチンと他の治療法を併用した研究では、4T1モデルにおいて腫瘍細胞の死滅が促進され、腫瘍の進行が抑制されることが示されている。 4T1細胞へのホタルルシフェラーゼの導入により、腫瘍の増殖や転移性表現型のリアルタイムイメージングが可能となり、様々な治療法の影響を評価しやすくなった。

さらに、4T1 細胞株は 6-チオグアニンに対する耐性を有しており、微小転移細胞の研究を促進し、転移の検出と分析を向上させている。 また、この細胞株は、抗腫瘍免疫や免疫療法の効果の研究においても重要な役割を果たしており、特に、ヒトのがんを忠実に再現できる同所性マウスモデルにおいてその価値が高まっている。

全体として、4T1細胞株は、がん生物学の基礎的なメカニズムの解明から、新しい治療戦略の開発や検証に至るまで、腫瘍学研究において不可欠なツールであり続けています。

4T1細胞：研究論文

本記事のこのセクションでは、4T1細胞に関する興味深く、最も多く引用されている論文をいくつか取り上げます。

ROSの生成および細胞膜の損傷を介した、M. longifoliaを用いて合成されたAgNPの4T1細胞株に対する潜在的な抗増殖活性

本論文は2018年に『Journal of Photochemistry and Photobiology』誌に掲載された。本研究では、Madhuca longifoliaから合成された銀ナノ粒子が、細胞壁の分解および活性酸素種（ROS）の生成を介して、4T1腫瘍細胞に対して抗増殖効果を発揮することが示唆された。

乳がん4T1細胞株に対するベルバスコシドの細胞毒性およびアポトーシス誘導効果

『BMC Pharmacology and Toxicology』誌（2021年）に掲載された本研究では、天然化合物であるベルバスコシドが、TLR4シグナル伝達を介して4T1乳がん細胞にアポトーシス効果を誘導することが示唆された。

ユーパトリンは、4T1マウス乳がんモデルにおいて腫瘍の進行を抑制し、免疫力を高めた

この研究は2020年に『Integrative Cancer Therapies』誌に掲載された。本研究では4T1細胞を用いて4T1同系マウスモデルを構築し、それを用いてユーパトリンの抗がん作用の可能性を検証した。ユーパトリンは4T1マウスモデルにおいて腫瘍の発生を遅延させた。

4T1乳がんモデルにおけるビオラ・オドラタ抽出物の腫瘍増殖および転移に対する抑制効果

『Iranian Journal of Pharmaceutical Research』（2018年）に掲載された本研究は、薬用植物であるスミレ（Viola odorata）が4T1細胞に対して潜在的な細胞毒性効果を持つ可能性を示唆した。

ドセタキセルを負荷した固体脂質ナノ粒子による4T1マウス乳がん細胞の腫瘍増殖および肺転移の抑制

本研究では、ドセタキセルを負荷した固体脂質ナノ粒子（DTX-loaded SLNs）が、4T1細胞の増殖と肺転移を抑制することから、乳がんの治療および転移予防に有望な薬剤となり得ると提唱した。

4T1細胞株に関するリソース：プロトコル、動画など

以下は、4T1細胞に関するリソースの一部です：

• 4T1細胞株のトランスフェクションチュートリアル：この動画は、4T1細胞株へのトランスフェクションを行うためのステップバイステップガイドです。
• 細胞株の継代培養：この動画では、付着性細胞株の継代培養プロトコルについて解説しています。

以下のリンクには、4T1細胞の細胞培養プロトコルが掲載されています：

• 4T1細胞株：このウェブサイトのリンクには、4T1細胞の培養に関する有用な情報がすべて掲載されています。培養培地の情報、凍結保存細胞および増殖中の細胞の取り扱いプロトコルが含まれています。

4T1細胞株に関するよくある質問

参考文献

1. Pulaski, B.A. and S. Ostrand-Rosenberg, マウス4T1乳がん腫瘍モデル. Curr Protoc Immunol, 2001. 第20章: p. Unit 20.2.
2. Maxwell, K.G., 腫瘍全体ワクチン接種のための乳がん細胞の免疫調節. 2016.
3. Walker, I. 他, 「乳腺腫瘍はBalb/Cマウスにおいて中枢性プロ炎症性サイトカインの発現を誘導するが、行動障害は誘導しない」. Scientific Reports, 2017. 7(1): p. 1-13.
4. Li, Y. 他, 天然物ペクトリナリゲニンによるStat3シグナル伝達経路の阻害は乳がんの転移を抑制する. Frontiers in Pharmacology, 2019. 10: p. 1195.
5. Farshchi, H.K. 他、ローズマリー抽出物による鉄ナノ粒子のグリーン合成および癌細胞株に対する細胞毒性効果の評価。Biocatalysis and agricultural biotechnology, 2018. 16: p. 54-62.
6. Gholizadeh, A.P. 他, Balb/cマウスにおける4T1乳がん細胞株に対するショウガ抽出物の効果. Clinical Cancer Drugs, 2021. 8(1): p. 43-49.