BV2細胞 - BV2ミクログリア細胞を用いた中枢神経系研究の解説

BV2は、神経科学の研究で広く使用されているマウス由来のミクログリア細胞株です。この不死化細胞株は、神経変性疾患や、それに関連する細胞の状態やプロセス（すなわち神経炎症）を研究するためのin vitroモデルとして利用できます。さらに、BV2細胞は一次ミクログリアの代替モデルシステムとしても考えられています。

BV2細胞の由来と一般的な特徴

本記事のこのセクションでは、BV2細胞株の由来と、他のミクログリア細胞株との違いとなる一般的な特徴について解説します。ここでは、BV2細胞とは何か、BV2細胞の由来、BV2細胞の大きさはどれくらいかについて学びます。

• BV2ミクログリア細胞株は、新生児（出生直後）のC57/BL6マウス由来のミクログリアから樹立されました。この細胞株は、v-raf/v-myc癌遺伝子を保有するJ2レトロウイルスで細胞を感染させることにより不死化されました[1]。
• 刺激を受けていないBV2細胞は、アメーバ様で肥大化した形態を示します。この形態は、初代ミクログリアと比較して、BV2細胞が高度に活性化され、炎症状態にあることを示しています[2]。
• BV-2細胞株の直径は、10～15 μmと報告されている。

BV2 対 ECO 2 細胞株

どちらもマウスのミクログリア細胞株であるが、互いに異なる。 主な違いは、BV2 が遺伝子操作によって不死化されたのに対し、ECO 2 は自然不死化したという点である。さらに、ECO 2 は BV2 と同じ一般的な特徴を持つが、その培養にはコロニー刺激因子-1（CSF-1）の添加が必要である。

BV2細胞株：培養に関する情報

細胞株の培養や維持を行う前に、細胞培養に関する情報を把握しておくことが不可欠です。本記事では、BV2細胞株の培養における重要なポイントをすべて解説します。 具体的には、以下の点について解説します：BV2の倍加時間はどれくらいか？BV2細胞の培養にはどの培地を使用するか？BV2細胞株は付着性か浮遊性か？BV2細胞の解凍方法は？

BV2細胞培養の要点

倍加時間：

BV2ミクログリア細胞は非常に増殖が速く、平均倍加時間は34.5時間です。

付着型か浮遊型か：

BV2は付着性細胞株です。

分割倍率：

この接着性ミクログリア細胞株は、1:2～1:4の継代倍率で継代されます。細胞はPBSで洗浄され、Accutase（分散液）と共にインキュベートされます。 10分後、遠心分離を行い、細胞を回収します。その後、推奨される継代倍率に従って、これらの細胞を新しい増殖培地が入ったフラスコに移します。

培養液：

BV2細胞株の培養にはRPMI 1640培地を使用します。BV2用RPMI培地には、最適な細胞増殖のために10% FBS、2.0 mMの安定グルタミン、2.0 g/LのNaHCO3を添加します。培地は週に2～3回交換します。

培養条件：

BV2培養は、37°Cの加湿インキュベーター内で、5%のCO2を連続的に供給しながら維持される。

保存：

凍結したBV2細胞バイアルは、液体窒素の気相中または電気冷凍庫内で、-150°C以下の温度で保管される。

凍結プロセスおよび培地：

BV2細胞株には、CM-1またはCM-ACF凍結培地の使用が推奨される。細胞の生存率を維持するため、1分間に1°Cの温度低下のみを許容する緩慢凍結法を用いて凍結する。

解凍手順：

凍結したBV2細胞バイアルを、小さな氷の塊が残るまで、37°Cの水浴中で40～60秒間急速に撹拌します。解凍した細胞に新鮮な培養培地を加え、遠心分離して凍結培地の成分を除去します。 回収した細胞を再度懸濁し、培養フラスコに移して培養します。

バイオセーフティレベル：

BV2細胞株の培養には、バイオセーフティレベル1が推奨される。

BV2細胞の長所と限界

他の細胞株と同様、BV2細胞にもいくつかの利点と制限があります。その一部を以下に挙げます。

利点

BV2細胞株の長所には、以下のものが挙げられます：

一次ミクログリア様特性

BV2細胞は、一次ミクログリアに類似した特徴をいくつか有しており、ミクログリアの機能や反応を研究するための代替モデルとして用いられています。これらは、一次ミクログリアの必須バイオマーカーであるF4/80、CD11b、およびIba1を発現しています。

不死化

BV2細胞は不死化されており、継続的な増殖が可能です。この特性により、長期の細胞培養実験に最適です。

制限事項

BV2細胞に関連する制限事項は以下の通りです：

マウス由来の細胞株

BV2細胞株はマウスのミクログリアに由来します。BV2細胞を用いた研究成果は、ヒト特有の疾患や研究への適用が限定的である可能性があります。

in vitroモデル

BV2細胞は、ミクログリアの機能を研究するためのin vitroモデルとして機能します。ただし、これらがin vivoにおける脳内のミクログリア細胞の特性や複雑さを完全に再現しているわけではない可能性がある点に留意する必要があります。

研究におけるBV2細胞株の応用

BV2細胞株は、神経科学研究においていくつかの応用が可能です。本節では、BV2細胞の一般的な研究用途について言及します。

神経変性疾患の研究：マウス由来のミクログリア細胞株であるBV2は、パーキンソン病、アルツハイマー病、多発性硬化症などの神経変性疾患を研究するための貴重な研究ツールである。研究者らは、BV2細胞株を用いて神経毒性や疾患の病理を研究し、治療薬の評価を行ってきた。 例えば、2020年に実施された研究では、リポ多糖（LPS）で活性化させたBV2細胞をパーキンソン病モデルとして用い、Rheum rhaponticum（ラポンティカム）植物に含まれる天然のヒドロキシスチルベンであるラポンチシンの抗炎症作用および神経保護作用を評価しました。 この化合物は、一酸化窒素合成酵素を阻害し、活性酸素種および炎症誘発性メディエーターを減少させることで、リポ多糖（LPS）を介したBV2細胞の活性化を抑制する。 要約すると、ラポンチシンはLPS誘導性ミクログリアモデル（BV2）に対して抗炎症作用および神経保護作用を発揮する[3]。同様に、ある研究では、神経炎症におけるシグナル伝達経路の関与が調査された。研究者らは、リポ多糖（LPS）を介したBV2活性化を通じて炎症モデルを構築した。 その結果、AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κBシグナル伝達軸が神経炎症に関与していることが判明した。さらに、研究者らはこのモデルを用いて、天然フラボノイドであるβ-ナフトフラボン（BNF）の抗炎症作用および神経保護作用についても評価を行った。 この化合物は、BV2の活性化を阻害することでこれらの治療効果を発揮した[4]。同様に、別の研究ではBV2細胞を用い、ミクログリア細胞におけるミトコンドリア機能障害に対するゾニサミドの改善効果を調査した。本研究の結果は、パーキンソン病治療におけるゾニサミドの臨床的有効性を裏付けるものである[5]。

5. BV2細胞：研究論文

以下は、BV2細胞を扱った興味深く、最も多く引用されている研究論文の一部です。

ミトコンドリア溶解物は、ミクログリアおよび神経細胞において炎症およびアルツハイマー病に関連する変化を誘発する

本研究は『Journal of Alzheimer's Disease』（2015年）に掲載されました。 本研究では、ミトコンドリア損傷由来のDAMP（損傷関連分子パターン）であるmtDNA分子が、ミクログリア細胞（BV2）に炎症性変化を引き起こす可能性が示唆されました。したがって、これらはアルツハイマー病の神経炎症にも寄与している可能性があります。

BV-2ミクログリア細胞におけるAβ誘発性貪食作用の調節による、黄連解毒湯のアルツハイマー病に対する治療効果

『FARMACIA』（2021年）に掲載された本論文は、BV2細胞を用いて、黄連解毒湯（HLJDD）のアルツハイマー病に対する治療効果を検証した。 この研究では、BV2細胞のウエスタンブロット解析により、HLJDDがTrm2タンパク質の発現を上昇させることで、BV2細胞におけるアミロイドベータの貪食を促進することが確認された。

α-シヌクレインは、その凝集状態に応じてBV2ミクログリアを活性化する

『Biochemical and Biophysical Research Communications』（2016年）に掲載されたこの研究論文は、成体中枢神経系における可溶性タンパク質であるα-シヌクレインが、その凝集状態に応じてBV2細胞を活性化し得ると提唱した。

α-シヌクレインによって誘導されたBV-2細胞由来エクソソーム：パーキンソン病における神経変性の重要なメディエーター

本研究は2013年に『Neuroscience Letters』誌に掲載された。本研究では、α-シヌクレインによって活性化されたBV2ミクログリア細胞から分泌されるエクソソームが、パーキンソン病における神経変性の重要なメディエーターとなり得ると述べられている。

イデベノンは、LPS刺激を受けたBV2細胞およびMPTP誘発性パーキンソン病マウスにおいて、神経炎症を軽減し、ミクログリアの分極を調節する

本研究は『Frontiers Cellular Neuroscience』（2019年）に掲載された。 本研究では、抗酸化物質であるイデベノンが、リポ多糖（LPS）活性化BV2細胞および1-メチル-4-フェニル-1,2,3,6-テトラヒドロピリジン（MPTP）誘発パーキンソン病マウスモデルにおいて、ミクログリアの分極を調節し、炎症を軽減することが示唆された。

BV2細胞株に関するリソース：プロトコル、動画など

BV2に関するオンラインリソースは限られています。以下にその一部を紹介します。

• BV2細胞株の継代培養：このウェブサイトリンクには、BV2細胞株の継代培養に関する簡単なプロトコルが掲載されています。
• 凍結細胞の解凍：この動画は、凍結細胞の解凍および培養に関する基本的なプロトコルを学ぶのに役立ちます。

BV2細胞の培養プロトコルについては、こちらに記載されています。

• BV2細胞の培養：このウェブサイトのリンクには、BV2細胞の培養プロトコルが掲載されています。さらに、BV2細胞株用の細胞培養培地および凍結培地の組成についても記載されています。

参考文献

1. Wang, Y., Y. Peng, and H. Yan, 解説：神経炎症のin vitro細胞培養モデルと神経疾患への応用可能性. Front Pharmacol, 2021. 12: p. 792614.
2. Sarkar, S. 他, 神経毒性刺激時の神経炎症メカニズム研究のための新規マウスミクログリア細胞モデルの特性評価および比較解析. Neurotoxicology, 2018. 67: p. 129-140.
3. Zhao, F. 他, パーキンソン病に対するラポンチシンの神経保護効果：in vitro BV-2モデルおよびin vivo MPTP誘導マウスモデルからの知見. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology, 2021. 35(1): p. e22631.
4. Gao, X. 他, ベータ-ナフトフラボンはAKT/Nrf-2/HO-1-NF-κBシグナル伝達軸を介してBV-2細胞におけるLPS誘発性炎症を抑制する. Immunobiology, 2020. 225(4): p. 151965.
5. Tada, S. 他、ゾニサミドはパーキンソン病モデルにおけるミクログリアのミトコンドリア障害を改善する。Brain Sciences、2022年。12(2): p. 268。