ARPE-19細胞 - ARPE-19を用いた網膜色素上皮細胞研究に特化した考察
ARPE-19はヒト由来の自然発生網膜色素上皮細胞です。網膜生物学、病態、治療介入（薬理学）の様々な側面の研究に使用される。本稿では、ARPE-19不死化細胞に関する包括的な知見を提供することを目的とする。主に、この細胞株の一般的特徴、培養条件、多様な研究応用について論じる。従って、これを読めば、以下のことを十分に理解できるだろう：
- ARPE-19細胞：起源と一般的特徴
- ARPE-19細胞株：培養に関する情報
- ARPE-19細胞の利点と限界
- ARPE-19細胞株の研究応用
- ARPE-19細胞研究発表
- ARPE-19細胞株のリソース：プロトコル、ビデオ、その他
1.ARPE-19細胞：起源と一般的属性
細胞株の起源と一般的特性を知ることは、研究に効果的に使用するために必須である。このセクションでは、ARPE細胞株に関するあらゆる情報を網羅する。例えば、ARPE-19細胞株とは何か？なぜARPE-19細胞を使うのか？ARPE-19/HPV-16細胞株とは何ですか？ARPE-19細胞は不死ですか？ARPE-19細胞の形態とサイズについて教えてください。
- 不死化網膜色素上皮細胞株ARPE-19は、事故による頭部外傷で死亡した19歳の男性の眼球から得られた。1986年にAmy Aotaki-Keenによって樹立された。
- これらの細胞は網膜色素上皮細胞マーカー、すなわちCRALBPとRPE-65を発現しており、形態学的および機能的な極性を特徴とする安定した単層を作ることができることを示唆している。
- ARPE-19細胞は上皮細胞様の形態を有している。
- ARPE-19細胞は、9番と19番染色体の長腕にそれぞれ1つの欠失と付加がある以外は、ほとんどが正常な核型を有している。さらに、いくつかの異数体も観察される[1]。
2.ARPE-19細胞株培養情報
細胞株を適切に取り扱い、維持するためには、基本的な細胞培養情報が重要です。このセクションでは、ARPE-19 細胞株の培養に関する重要なポイントを学びます。以下のことがわかります： ARPE-19の倍加時間とは？ARPE-19の播種密度とは？ARPE-19細胞密度はどのくらいか。ARPE-19凍結培地とは何か。ARPE-19細胞株の培養方法は？
ARPE-19細胞培養の要点
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細胞集団の倍加時間： |
ARPE-19の倍加時間は約55～65時間です。最大48回まで倍加する可能性があります。 |
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接着または懸濁： |
ARPE-19は接着細胞株である。 |
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亜培養比率： |
ARPE-19のサブカルチャー比率は1:3～1:5である。接着細胞を1xPBSで洗浄し、解離液（アキュターゼ）と共に8～10分間インキュベートする。剥離した細胞に新しい培地を加え、遠心分離する。細胞ペレットを再度懸濁し、新鮮な培地を入れた培養フラスコに注ぐ。 |
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増殖培地： |
DMEMまたはHam's F12培地をARPE-19細胞株の培養に用いる。ARPE-19培地は、5％FBS、3.1g/Lグルコース、15mM HEPES、1.6mM L-グルタミン、1.0mMピルビン酸ナトリウム、および1.2g/L NaHCO3を添加する。培地は週に2～3回交換する。 |
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増殖条件： |
ARPE-19細胞は、37℃、5％CO2供給、加湿インキュベーター内で培養する。 |
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保存： |
この細胞株は、細胞の生存性を長期的に保護するために、液体窒素の気相中または-150℃以下で保存することができる。 |
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凍結プロセスと培地 |
ARPE-19凍結培地凍結培地としてCM-1またはCM-ACFを使用する。簡単に説明すると、細胞は1分間に1℃しか温度が下がらない緩慢凍結法で凍結され、ショックから細胞を保護する。 |
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解凍プロセス： |
細胞を37℃に設定したウォーターバスで解凍する。小さな氷の塊が残った後、細胞を新鮮な培地に加え、遠心分離する。これにより凍結培地成分が除去される。次に、細胞ペレットを再懸濁し、培養用フラスコに分注する。 |
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バイオセーフティーレベル： |
ARPE-19細胞はバイオセーフティー1の実験室で取り扱われる。 |
3.ARPE-19細胞の利点と限界
ARPE-19細胞は網膜細胞生物学の研究に広く用いられている。他の細胞と同様、ARPE-19細胞にもいくつかの利点と限界があります。そのいくつかをこのセクションに列挙する：
利点
ARPE-19細胞株の主な利点は以下の通りである：
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網膜細胞モデル |
ARPE-19細胞はヒト網膜色素上皮細胞に酷似しており、網膜疾患の研究や薬剤試験に理想的である。 |
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安定した増殖速度 |
これらの細胞は安定した増殖を示し、長期間の維持が可能であるため、長期間の実験が容易である。 |
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トランスフェクション適合性 |
ARPE-19細胞株は優れたトランスフェクション宿主であり、一過性および安定発現研究の両方で広く使用されている。 |
制限事項
ARPE-19細胞株に関連するいくつかの制限を以下に示す：
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限定された分化 |
ARPE-19の分化は、初代網膜細胞に比べて制限されている。このことは、特定の分化関連研究に影響を与える可能性がある。 |
4.ARPE-19細胞株の研究への応用
ARPE-19細胞株は網膜研究において数多くの応用があります。ここでは、この網膜色素上皮細胞株の具体的で重要な研究用途についてお話しします。
- 網膜疾患研究： ARPE-19細胞は網膜病態に関する貴重な洞察を提供する。研究者たちは細胞を用いて病気のメカニズムや潜在的な治療法を研究している。2020年に行われた研究では、ヒト網膜色素上皮細胞ARPE-19において、円環状RNA hsa_circ_0041795がmiRNA-646およびVEGFCと相互作用し、高グルコース誘導傷害を促進することが明らかになった。したがって、この研究は、この環状RNAを糖尿病網膜症に対抗するための効果的な治療・診断標的として提唱している［2］。同様に、Jing YangたちはARPE-19細胞を用いて、糖尿病性網膜症の病態に関する洞察を示した。彼らは、lncRNA SNHG1（Small Nucleolar RNA Host Gene 1）を阻害することで、高グルコース処理したARPE-19細胞の炎症反応と上皮間葉転換を抑制できることを研究した［3］。
- 薬物検査： ARPE-19細胞は、薬物や化合物の有効性と安全性を評価するために使用され、網膜疾患の治療法や治療法の開発に役立っている。例えば、2019年に実施された研究では、ヒト網膜色素上皮細胞ARPE-19における過酸化水素誘発ストレスに対するSyzygium malaccense生物活性の保護効果を発見した［4］。これに続いて、ARPE-19細胞とマウスモデルにおけるブルーライト誘発傷害に対するPrunella vulgaris var. L抽出物の治療的役割を発見した研究がある［5］。
5.ARPE-19細胞研究発表
ARPE-19網膜色素上皮細胞を用いた興味深い研究発表をご紹介します。
ARPE-19細胞における酸化ストレスに対するマイクロRNA応答の評価
この研究論文は2018年にCutaneous and Ocular Toxicology誌に掲載された。本研究では、過酸化水素処理によりARPE-19ヒト網膜色素上皮細胞に誘導された酸化ストレスに対するmiRNA発現を評価した。
ARPE-19条件培地は脂肪由来間葉系幹細胞の神経分化を促進する
World Journal of Stem Cells誌（2021年）に掲載されたこの論文は、ARPE-19細胞の調整培地には、脂肪組織由来の間葉系幹細胞の神経分化を促す成長因子が含まれていることを提唱した。
ケルセチンは、MAPKおよびNF-κBシグナル伝達経路を介して、ARPE-19細胞におけるIL-1β誘導炎症性サイトカインおよびケモカインの産生を阻害する
この研究は、International Journal of Molecular Sciences（2019年）に掲載された。それによると、ケルセチンは、MAPKおよびNF-κBカスケードの活性化を防ぐことによって、ARPE-19細胞におけるIL-1β刺激によるケモカインの放出を保護し、炎症反応を改善する。
レスベラトロールは、酸化ストレスと炎症下のARPE-19細胞において、SIRT1とDNMTの機能を調節し、LINE-1のメチル化レベルを回復させる。
この研究論文は、International Journal of Molecular Sciences（2018年）に掲載された。本研究は、酸化ストレスと炎症が、ARPE-19細胞におけるSIRT1（サーチュイン1）とDNMT（DNAメチル化酵素）機能、およびLINE-1（long interspersed nuclear element-1）メチル化に及ぼす可能性のある影響を評価した。
ARPE-19細胞におけるA2E誘発網膜障害に対するChrysanthemum boreale花エキスの保護効果
Antioxidants (2022)に掲載されたこの論文は、Chrysanthemum boreale花エキスが、ARPE-19細胞においてN-レチニリデン-N-レチニルエタノールアミン(A2E)誘発網膜損傷に対する保護効果を発揮することを明らかにした。
6.ARPE-19細胞株のリソース：プロトコル、ビデオ、その他
ARPE-19は広く使用されている網膜上皮細胞株です。ARPE-19細胞の培養とトランスフェクションのプロトコルを網羅した利用可能なリソースをここに列挙する：
- ARPE-19トランスフェクション：ARPE-19トランスフェクション：このビデオは、ARPE-19細胞株のトランスフェクション・プロトコルを学ぶためのステップバイステップのガイドです。
ARPE-19細胞培養プロトコールについて説明した資料があります：
- ARPE-19細胞培養プロトコール：このリンクには、ARPE-19細胞の培養と維持に関する情報が含まれています。ARPE-19培地、培養条件、継代培養のプロトコール、増殖培養と凍結保存培養の取り扱いに関する情報が含まれています。
参考文献
- Schnichels, S., et al.,Retina in a dish：細胞培養、網膜摘出、および網膜の一般的疾患の動物モデル。網膜・眼科研究の進歩、2021年。81: p. 100880.
- Sun, H. and X. Kang,hsa_circ_0041795 contributes to human retinal pigment epithelial cells (ARPE 19) injury induced by high glucose via sponging miR-646 and activating VEGFC.Gene, 2020.747: p. 144654.
- Yang、J.、他、SNHG1のサイレンシングは、高グルコースによって誘導されるARPE-19細胞の上皮間葉転換および炎症反応を抑制した。J Inflamm Res, 2021.14: p. 1563-1573.
- Arumugam, B., et al.,ARPE-19細胞における過酸化水素誘発ストレスに対するSyzygium malaccense由来ミリセチン誘導体の保護効果。Molecular vision, 2019.25: p. 47.
- Kim, J., K. Cho, and S.-Y.Choung,Prunella vulgaris var. L抽出物のARPE-19細胞およびマウス網膜におけるブルーライト誘発損傷に対する保護効果.Free Radical Biology and Medicine, 2020.152: p. 622-631.