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ヴェロ細胞：ウイルス研究とワクチン開発の革新を切り拓く

アフリカン・グリーンモンキーの腎臓上皮細胞由来の不死化哺乳類細胞モデルであるVero細胞株は、ウイルス学、微生物学、細胞生物学および分子生物学の研究の最前線に位置しています。 その幅広い応用範囲は、ワクチン開発、医薬品スクリーニング、さらにはウイルスや寄生虫の生物学、腫瘍免疫学、免疫療法戦略の探求にまで及びます。

📋 ベロ細胞株 — 基本情報
培養培地
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倍加時間
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増殖様式
付着性
バイオセーフティレベル
BSL-1
取り扱い先
Cytion — Veroの注文

Vero細胞の由来と主な特徴

Vero細胞のような細胞株について掘り下げていくと、いくつかの疑問が浮かびます。「Vero細胞とは一体何なのか？」「Vero細胞株はどのように樹立されたのか？」「『Vero』という名前の由来は？」このセクションでは、Vero細胞の起源と主な特徴について解説します。

Vero細胞株の起源は1962年に遡り、アフリカグリーンモンキーの腎臓上皮細胞に由来します。この細胞株は、日本の千葉大学において川北Y.氏と安村氏によって培養されました。 「Vero」という名称は、エスペラント語の「Verda reno」（「緑の腎臓」の意）に由来しますが、「Vero」には「真実」という意味も込められています。

ベロ細胞は通常、単層を形成しますが、浮遊培養にも適応し、上皮様構造を示します。これらの細胞は、丸みを帯びた形状から細長い形状まであり、平均直径は約17 µmであることが特徴です。 特筆すべきは、Vero細胞が低二倍体の染色体数を示すことであり、細胞集団の約66％でモード染色体数は58であるが、ごく一部の細胞（1.7％）ではそれより高い倍数性の変異も存在する。

Vero細胞のクローンとその特有の性質

Vero細胞系統に由来する個別のクローンは、元の系統とは異なる独自の特性を示す。その中でも、特に注目すべき2つのVero細胞クローンは以下の通りである。

  • Vero E6細胞株：Vero C1008としても知られるこのクローンは、Vero 76細胞に由来し、1979年にP.J. Priceによってマイクロタイタープレートを用いた希釈法により単離された。 Vero E6細胞は、複製速度の遅いウイルスの培養に特に適している。

  • Vero 76細胞：1968年にアフリカグリーンモンキーの腎臓から由来したこれらの細胞は、Vero細胞に特徴的な上皮細胞の形態を維持している。

これらのVero細胞の変異株は、親株とともに、ウイルス学研究の進展や医療介入法の開発において引き続き重要な役割を果たしており、科学界におけるその重要性を示している。

顕微鏡で見たヒトの腎臓組織。

培養に関する情報

サル由来の細胞株であるVero細胞の培養には、倍加時間、播種密度、適切な培養液などの特定のパラメータに関する知識が必要です。

  • 細胞数倍加時間：Vero細胞の倍加時間は約24時間です。

  • 付着性：Vero細胞は表面に付着し、培養時には通常、単層を形成します。

  • 播種密度：最初は 1 × 10^4 細胞/cm^2 の播種密度から始めることをお勧めします。付着性の Vero 細胞を培養するには、PBS で洗浄し、Accutase を添加して細胞を剥離させます。 剥離後、細胞を遠心分離し、新しい培地に再懸濁して、新しい培養フラスコに移します。

  • 培養液：Ham’s F12およびDMEMはいずれも、Vero細胞の培養に適した培地です。最適な増殖を促すため、これらには2.5 mMのL-グルタミンおよび5%の胎児牛血清（FBS）を添加する必要があります。培地は週に2～3回交換してください。

  • 培養条件：Vero細胞は、5% CO₂が供給された加湿雰囲気下で、37°Cの温度で良好に増殖します。

  • 保存：長期保存の場合、Vero細胞は-150°C以下の温度で、超低温フリーザーまたは液体窒素の気相中に保管する必要があります。

  • 凍結手順および培地：凍結保存には、CM-1またはCM-ACF、あるいはFBSおよびDMSOを含む培養液を凍結培地として使用してください。1分あたり1°Cの割合で温度を徐々に下げる、緩慢凍結法を採用してください。

  • 解凍手順：Vero細胞を37°Cの湯浴に容器ごと浸し、40～60秒間穏やかに撹拌して解凍します。 その後、細胞を新しい培地で希釈し、遠心分離して凍結保護剤を除去し、新しい増殖培地に再懸濁して、新しいフラスコに移し、回復および増殖させます。

  • バイオセーフティレベル：Vero細胞は、バイオセーフティレベル1の要件を満たす実験室で取り扱う必要があります。

Vero cells two and one days after subculturing (10x magnification).

研究におけるVero細胞株の応用

Vero細胞株は、細胞生物学やウイルス学の分野において、数多くの研究用途があります。ここでは、そのうちの具体的な例をいくつか取り上げます。

ウイルス研究およびワクチン製造におけるベロ細胞

アフリカ緑猿の腎臓細胞に由来するベロ細胞は、ポリオウイルスや日本脳炎ウイルスをはじめとする様々なウイルスに対するワクチンのバイオプロセス開発において、欠かせない存在となっています。 付着培養と浮遊培養の両方に対応できる適応性、および小反芻獣ウイルスのような病原体を含む幅広いウイルスを培養できる能力は、ウイルス分離やワクチン開発におけるその重要性を際立たせている。

ヒト用ワクチンの製造において、Vero細胞が利用された研究は数多くあります。例えば、2019年に発表された注目すべき研究では、黄熱ウイルスに対する不活化ワクチンの開発にVero細胞が用いられたことが示されています[2]。

Vero細胞はウイルス感染研究でも広く利用されており、例えば2020年に実施された研究では、SARS-CoV-2ウイルスの異なる分離株をVero細胞に感染させ、ウイルスの増殖特性を調査した[4]。同様に、別の研究では、Vero細胞培養を用いてSARS-CoV-2感染に対する細胞応答が調査された[5]。

組織工学および上流バイオプロセス開発におけるベロ細胞の役割

ワクチン製造以外にも、ベロ細胞は組織工学や、より広範なバイオプロセス開発の分野に貢献しており、その特性や応用に関する継続的な研究の必要性が強調されている。バイオテクノロジーおよび製薬産業においてベロ細胞の可能性を最大限に引き出すためには、適切なベロ細胞サブラインの選定が鍵となる。

薬剤の有効性および安全性試験におけるベロ細胞の応用

Vero細胞は、医薬化合物の有効性と安全性を評価するための薬剤試験で頻繁に用いられている。これらの細胞は、様々な薬剤や治療薬の細胞毒性効果を調査する研究において、正常な腎細胞の標準モデルとしてしばしば考えられている。 例えば、植物Terminalia avicennioidesの根抽出物が、肝がん細胞株であるHepG2およびサルの腎臓上皮由来のVero細胞に及ぼす影響を比較した研究では、この抽出物が正常細胞よりもがん細胞に対してより有害であることが判明した。

Vero細胞の限界

Vero細胞は広く利用されているものの、ベロ毒素の産生や、特定の用途に影響を及ぼす可能性のあるゲノム変異など、いくつかの限界がある。Vero系統F6を含むVero細胞の特定のサブラインやゲノム的特徴を理解することは、様々なバイオプロセスにおけるその利用を最適化するために不可欠である。

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研究論文

以下は、Vero細胞を用いた最近の研究論文および最も多く引用されている研究論文の一部です。

さまざまな無血清培地を用いた狂犬病ウイルス生産のためのVero細胞の浮遊培養への適応

『Vaccine Journal』（2019年）に掲載された本研究では、Vero細胞を浮遊培養に適応させ、様々な無血清培地を用いて高力価の狂犬病ウイルスを生産することに成功した。

Vero細胞におけるトキソプラズマ・ゴンディイのティノスポラ・クリスパのエタノール抽出物に対する感受性

本論文は、2019年に『Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine』誌に掲載された。 本研究では、植物Tinospora crispaのエタノール抽出物がトキソプラズマ・ゴンディイ（Toxoplasma gondii）寄生虫に対して有害な作用を及ぼすことが示唆された。しかし、宿主細胞（Vero細胞株）に対しては安全である。

コルチカム・バイトピオラム（Colchicum baytopiorum）の葉抽出物がC-4 IおよびVero細胞株の細胞毒性および細胞死経路に及ぼす影響

本論文は、2021年に『Journal of the Balkan Union of Oncology』誌に掲載された。本研究において、Ozlem Dagdeviren Ozsoylemez氏およびGul Ozcan氏は、Colchicum baytopiorumの葉抽出物がC-4IおよびVero細胞株に及ぼす細胞毒性効果について調査した。

レスベラトロールは培養Vero細胞における重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）の複製を抑制する

『Phytotherapy Research』（2021年）に掲載された本研究では、SARS-CoV-2に感染したVero細胞を用いて、ウイルス複製に対するレスベラトロールの治療効果を調査した。

親油性スタチンはVero細胞におけるジカウイルスの産生を抑制する

『Nature Scientific Reports』（2019年）に掲載された本論文は、親油性スタチン、すなわちセリバスタチン、ロバスタチン、フバスタチン、シンバスタチン、メバスタチンが、Vero細胞におけるジカウイルスの産生を阻害し得ると提唱している。

Vero細胞に関するリソース：プロトコル、動画など

細胞培養プロトコル

  • Vero細胞の培養：このウェブサイトには、Vero細胞の培養に関する分かりやすいプロトコルが掲載されています。
  • Vero細胞の培養：この資料は、Vero細胞の増殖、維持、および凍結に関するプロトコルを学ぶのに役立つでしょう。

Vero細胞に関するよくある質問

ヴェロ細胞は、アフリカミドリザルの腎臓細胞に由来する細胞株の一種である。培養でよく増殖し、ワクチン製造のための様々なウイルスを安全に産生する能力を持つため、ワクチン製造のためのバイオプロセスで広く使用されている。
ベロ細胞バンクは、純度と安全性が徹底的に検査された細胞の集まりである。これらの細胞は保存され、ワクチン製造の一貫した出発材料として使用され、製造工程の標準化と拡張性を保証します。
JEワクチンは日本脳炎ウイルスを防御するもので、多くの場合Vero細胞を用いて細胞培養し、ワクチンを製造する。その後、ウイルスは不活化または弱毒化され、ワクチンを製造するために精製される。
細胞狂犬病ワクチンは、培養細胞内で狂犬病ウイルスを増殖させ、ウイルスを不活化し、狂犬病感染から身を守る免疫系を刺激するために使用することにより製造される。
ゲノム配列決定とは、生物のゲノムの完全なDNA配列を決定するプロセスである。ウイルス性疾患の場合、ウイルスの遺伝物質を特定し、その変異を理解し、標的治療法やワクチンを開発するのに役立ちます。
培養細胞におけるヘテロ接合性の喪失とは、突然変異や欠失によ り、染色体のコピーが特定の位置で両方とも同一になること で、遺伝的多様性が減少することを指す。これは、成長パターンやウイルスに対する反応など、細胞の特性に影響を与える可能性がある。
ウイルスベクターは、分子生物学者が遺伝物質を細胞内に導入するために一般的に使用するツールである。このプロセスは、遺伝子の機能を研究するため、遺伝性疾患を治療するため、あるいはワクチンを開発するためなど、さまざまな理由で実行される。
ウイルスの分離には、臨床検体から純粋なウイルスサンプルを分離することが含まれます。これは感染症の原因となるウイルスを特定し、適切なワクチンや治療法を開発する上で重要なステップである。
バイオプロセス開発とは、ワクチンや治療用タンパク質のような望ましい製品を得るために、生きた細胞やその成分を使用するプロセスの設計、開発、実施を指す。
組織工学は、生体内組織の構造と機能を模倣した3D組織モデルを作成することができるため、自然な感染環境に近い制御された環境でワクチンの有効性と安全性を試験することができる。
風疹ウイルスは、風疹、またの名を風しんを引き起こす病原体である。このウイルスの研究では、ウイルスの複製効率が高いことから、アフリカミドリザルの腎臓細胞由来の細胞株であるVero細胞がよく利用される。この細胞は、ウイルスの特性を研究し、ワクチンを開発するための制御された環境を提供する。
ベロ細胞懸濁液とは、液体培地で増殖させたベロ細胞を指す。この形態の細胞培養は、大規模なウイルス生産を可能にし、感染動態研究、ワクチン開発、毒性試験などのプロセスを容易にするため、ウイルス学研究にとって極めて重要である。

ヴェロ細胞サブラインは、オリジナルのヴェロ細胞株を特殊化したもので、それぞれ異なる研究ニーズに対応するユニークな特徴を備えています。例えば、以下のようなものがある：

  • Vero 76：懸濁液中での増殖に適応し、ワクチン製造に使用される。
  • Vero E6：エボラウイルスに対する感受性が高く、出血熱の研究に用いられる。
Vero細胞の不死化とは、細胞が無期限に増殖するように改変されたことを意味する。これは、細胞の老化によってもたらされるばらつきがなく、実験に使用できる細胞の継続的で均一な供給を保証し、実験結果の再現性を向上させるので、研究において重要である。

参考文献

  1. Ammerman, N.C., M. Beier‐Sexton, および A.F. Azad, 「Vero細胞株の培養と維持」。『Current protocols in microbiology』, 2008. 11(1): p. A. 4E. 1–A. 4E. 7.
  2. Pato, T.P. 他, 「不活化ワクチン製造のためのVero細胞で産生された黄熱ウイルスの精製」. 『Vaccine』, 2019. 37(24): p. 3214–3220.
  3. Aliyu-Amoo, H. 他，Terminalia avicennioides (Combretaceae) Guill and Perr. の根の抽出物および分画がHepG2およびVero細胞株に及ぼす抗増殖効果。 『Clinical Phytoscience』, 2021, 7(1): p. 1–7.
  4. Yao, P. 他, Vero細胞におけるSARS-CoV-2の分離および増殖特性. Virologica Sinica, 2020. 35(3): p. 348–350.
  5. Park, B.K. ほか、SARS-CoV-2感染時のCalu-3細胞とVero細胞におけるシグナル伝達およびウイルス産生の差異。Biomolecules & Therapeutics, 2021, 29(3): p. 273.
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