BEAS-2B細胞 - 呼吸器疾患研究におけるBEAS-2B細胞：包括的ガイド
BEAS-2Bは不死化された非腫瘍性のヒト肺上皮細胞株である。様々な発癌物質や毒性物質に対する肺細胞の反応を研究するために、in vitroモデルとして広く用いられている。さらに、COVID-19や肺がんなど、さまざまな呼吸器感染症や疾患を研究するための貴重な研究ツールでもある。
この記事では、BEAS-2B肺細胞株について、その起源、細胞培養情報、長所、短所、研究への応用など、ほぼすべての側面について述べる。特に注目すべき点は以下の通りである：
1.BEAS-2B細胞の起源と一般的特徴
細胞株で最初に注目するのは、その由来と一般的な特徴である。ここでは、BEAS-2Bヒト気管支上皮細胞の主な特徴と由来について学びます。勉強していただきます：BEAS-2B肺細胞株とは？BEAS-2Bはどのような細胞か？BEAS-2B細胞の起源は？
- 気管支上皮細胞株であるBEAS-2Bは、1988年にCurtis C. Harrisのグループによって非癌性のヒト肺組織から開発された[1]。
- BEAS-2B細胞は上皮様形態を有している。
HBEpCとBEAS-2Bの比較
HBEpCはヒト気管支上皮初代細胞である。BEAS-2Bと同様、正常なヒト気管支上皮細胞である。しかし、不死化したBEAS-2Bに比べ、寿命が限られている。どちらの細胞株も、肺生物学、毒物学、疾患モデリングの研究に用いることができる。
2.BEAS-2B細胞株培養情報
細胞株から培養情報を得ることで、その細胞株を用いた作業が容易になります。このセクションでは、BEAS-2B肺細胞株を培養するための基本的な事柄を学びます。特筆すべきはBEAS-2Bの倍加時間とは？BEAS-2B培地とは？BEAS-2B細胞株は接着性か？BEAS-2B細胞の培養方法は？
BEAS-2B細胞培養のポイント
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倍加時間： |
BEAS-2Bの細胞集団の倍加時間は約26時間です。 |
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接着または懸濁： |
BEAS-2Bは上皮様接着細胞株である。 |
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細胞密度 |
BEAS-2B細胞に推奨される細胞密度は、1～2×104cells/cm2である。接着したBEAS-2B細胞をリン酸緩衝生理食塩水で洗浄し、Accutaseとともに周囲温度で数分間インキュベートする。細胞が解離した後、新しい培地を加え、遠心して細胞を回収する。回収した細胞は注意深く再懸濁し、新しいフラスコに流し込んで増殖させる。 |
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増殖培地： |
BEAS-2B肺細胞株の培養には、10％ウシ胎児血清を含むBEGM（Bronchial Epithelial Cell Growth Medium）培地を使用する。培地は2～3日ごとに交換する。 |
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増殖条件 |
BEAS-2Bの培養は、5％CO2を供給し続ける加湿インキュベーター内で37℃に維持される。 |
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保存： |
凍結したBEAS-2B細胞バイアルは、液体窒素の気相または-150℃以下の電気冷凍庫で保存できる。 |
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凍結プロセスと培地 |
BEAS-2B肺細胞株の凍結には、CM-1またはCM-ACF凍結培地を使用する。細胞の生存率を守るため、1分間に1℃だけ温度を下げることで細胞を凍結させる。この方法は緩慢凍結と呼ばれる。 |
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解凍プロセス： |
凍結または凍結保存されたBEAS-2B培養物は、抗菌剤を含む37℃のウォーターバスで40～60秒間解凍される。その後、細胞に培地を加え、新しいフラスコで直接培養するか、遠心分離して凍結培地成分を除去する。その後、回収した細胞を再懸濁し、培養する。前者の場合、凍結培地は24時間後に除去する。 |
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バイオセーフティレベル |
BEAS-2B培養物の取り扱いには、バイオセーフティーレベル1の実験室が必要である。 |
3.BEAS-2B細胞の長所と短所
他の細胞株と同様、BEAS-2B細胞にもいくつかの長所と短所がある。そのいくつかを以下に述べる。
長所
BEAS-2B細胞株の長所は以下の通りである：
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不死化細胞株 |
BEAS-2Bヒト気管支上皮細胞株は不死化されている。したがって、老化に入ることなく増殖し続ける。このBEAS-2B細胞の特徴により、寿命の短い初代ヒト肺上皮細胞を繰り返し採取する必要がなくなります。 |
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培養が容易 |
BEAS-2Bの培養は容易に維持可能である。細胞は標準的な培養条件下で容易に増殖・増殖します。煩雑な細胞培養は必要ありません。 |
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ヒト由来 |
BEAS-2B細胞株はヒト由来であり、関連性がある。したがって、ヒト気道上皮細胞の反応、挙動、プロセスを研究するための理想的なin vitroモデルである。 |
欠点
BEAS-2B肺細胞株に関する欠点は以下の通りである：
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形質転換ヒト肺上皮細胞 |
BEAS-2B細胞はAd12-SV40 2Bウイルスで形質転換されており、元のヒト肺組織由来の気管支上皮細胞と比較して挙動や反応が変化する可能性がある。 |
4.BEAS-2B細胞株の研究への応用
BEAS-2B細胞株は、生物医学研究においていくつかの応用が可能である。BEAS-2B細胞の一般的な応用例としては、以下のようなものが挙げられる：
- 毒性学： BEAS-2B細胞は、様々な毒素、環境汚染物質、化学物質の遺伝毒性および細胞毒性を調べるために頻繁に使用される。研究者はこの気管支上皮細胞株を用いて、肺の健康に対するこれらの物質の有害な影響を評価する。さらに、その根底にある分子メカニズムも研究している。例えば、2021年に行われた研究では、BEAS-2B細胞株における金属カドミウムの毒性が評価された。研究結果は、カドミウムがMAPKシグナル伝達経路の調節を通じて、BEAS-2B肺細胞株における細胞死とミトコンドリア損傷を誘導することを明らかにした[2]。別の研究では、BEAS-2B細胞株を用いて、酸化ストレス下での酸化亜鉛ナノ粒子の毒性を評価している[3]。
- 呼吸器疾患のモデル化： BEAS-2B細胞株は、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、喘息、肺がん、SARS-CoV-2などのウイルス感染症などの呼吸器疾患を研究するための優れた研究ツールであり、in vitroモデルである。研究者は、BEAS-2B細胞株で疾患関連状態を誘導し、その根底にある細胞および分子メカニズムを研究する傾向がある。これは、潜在的な創薬標的を特定し、個別化治療を開発するのに役立つ。2022年に行われた研究では、BEAS-2B細胞株を用い、SARS-CoV-2感染におけるエストロゲンとその受容体の役割を研究した。その結果、エストロゲン受容体GPER1の高発現がBEAS-2BのSARS-CoV-2ウイルス量を減少させることが明らかになった。したがって、エストロゲンはSARS-CoV-2ウイルスの感染や複製に関与している可能性がある[4]。
5.BEAS-2B細胞研究発表
以下は、BEAS-2B細胞を取り上げた興味深い研究であり、最も引用された研究である。
この研究は2011年にJournal of Biomedical Nanotechnology誌に発表された。この研究では、酸化グラフェンが正常気管支上皮細胞株（BEAS-2B）においてアポトーシスと細胞毒性を誘導することが提唱された。
ナリンゲニンはNRF2の活性化を介してヒト気管支上皮BEAS-2B細胞におけるパラコート誘発毒性に対して細胞保護効果を発揮する
この研究論文は、Journal of Microbiology and Biotechnology（2014年）に掲載された。本研究は、フラボノイドの一種であるナリンゲニンのBEAS-2B細胞株における治療可能性を探索した。その結果、ナリンゲニンがBEAS-2B肺細胞をパラコート誘発毒性や酸化損傷から保護することが示唆された。
磁性ナノ粒子上のアモルファスシリカコーティングは安定性を高め、in vitroのBEAS-2B細胞に対する毒性を軽減する
この研究は『Inhalation Toxicology』（2011年）に掲載された。研究者らはここで、アモルファスシリカコーティングを施した磁性ナノ粒子のin vitroにおけるBEAS-2B細胞株への毒性効果を評価した。
ウルソデオキシコール酸は、BEAS-2Bヒト気管支上皮細胞におけるSARS-CoV-2スパイクタンパク質による細胞遊走障害を改善する。
Biomedicine & Pharmacotherapy誌（2022年）に掲載されたこの論文は、ウルソデオキシコール酸が気道上皮細胞の異常な遊走を妨げ、SARS-CoV-2スパイクタンパク質とACE-2の相互作用による損傷を防ぐことができると提唱した。したがって、上皮基底層の回復に役立つ可能性がある。
ヒト気管支上皮BEAS-2B細胞におけるmiR-34a誘導アポトーシスに対するラドンの効果
この研究は、2019年にJournal of Toxicology and Environmental Health誌に発表された。研究結果によると、ラドンの慢性暴露は、マイクロRNA-34aを活性化することにより、ヒト気管支上皮細胞（BEAS-2B）の発がんを促進する可能性がある。
6.細胞培養プロトコル
BEAS-2B細胞の細胞培養プロトコールは以下の通りである。
- BEAS-2BのサブカルチャーBEAS-2Bの培地およびサブカルチャー手順について記載しています。
- BEAS-2B細胞株 このウェブサイトには、BEAS-2B細胞株の培地、増殖培養および凍結保存培養の取り扱いプロトコールなど、BEAS-2B細胞株の使用を開始するために必要な基本情報がすべて記載されています。
参考文献
- Han, X., et al.,ヒト肺上皮BEAS-2B細胞は間葉系幹細胞の特徴を示す。PLoS One, 2020.15(1): p. e0227174.
- Cao, X., et al.,Cadmium induced BEAS-2B cells apoptosis and mitochondria damage via MAPK signal pathway.Chemosphere, 2021.263: p. 128346.
- Heng, B.C., et al.,酸化亜鉛（ZnO）ナノ粒子のヒト気管支上皮細胞（BEAS-2B）に対する毒性は、酸化ストレスによって増強される。Food and Chemical Toxicology, 2010.48(6): p. 1762-1766.
- Costa、A.J.、他、エストロゲン受容体GPER1の過剰発現とG1処理は、BEAS-2B気管支細胞におけるSARS-CoV-2感染を減少させる。Molecular and Cellular Endocrinology, 2022.558: p. 111775.