C2C12筋芽細胞：筋生物学および再生研究の先駆者
筋生物学および再生医学の分野で広く知られるC2C12筋芽細胞は、骨格筋の形成、分化、および分子動態の複雑なメカニズムを解明しようとする研究者にとって、不可欠なツールとなっています。このマウス由来の細胞株は、筋機能と修復の細胞的・遺伝的基盤を探求するための堅牢なプラットフォームを提供します。
- 培養液
- 製品ページを参照
- 倍加時間
- 製品ページを参照
- 増殖様式
- 付着性
- BSL-1
- BSL-1
- 取り扱い先
- Cytion — C2C12のご注文
C2C12細胞を用いた研究を始める前に、その由来、特性、および用途について理解しておくことが重要です。この概要では、以下の重要な情報を提供します：
C2C12筋芽細胞の基礎を探る
C2C12細胞の由来とその独自の特性を理解することは、研究においてその可能性を最大限に活用するための基礎となります。本セクションでは、以下の点について解説します：
- C2C12細胞の起源は、1977年のYaffeとSaxelによる先駆的な研究に遡ります。彼らは、圧迫損傷を受けた生後2ヶ月のC3Hマウスの大腿筋からこの細胞株を樹立しました。この起源の物語は、これらの細胞の回復力と再生能力を浮き彫りにしています。
- 培養下において、C2C12細胞は顕著な適応性を示し、高血清条件下では増殖し、血清置換培養システムで低血清条件にさらされると筋管形成へと移行し、増殖中の筋芽細胞から成熟した筋管へと分化します。 この移行は、細胞内代謝の変化から膜輸送体の変化に至るまで、精巧に調整されたシグナルネットワークによって誘導され、細胞の適応と分化のメカニズムを解明する手がかりとなる。
- 放射状の分岐と細長い繊維を特徴とする C2C12 細胞の独特な筋芽細胞様形態は、筋細胞の挙動や相互作用を研究するための動的なモデルとなります。
- 二倍体の染色体状態を維持する C2C12 細胞は、実験のための安定した遺伝的背景を提供し、研究結果の一貫性と信頼性を保証します。
C2C12筋芽細胞を用いた研究の旅に出かけ、筋生物学と再生の新たな側面を解明しましょう。その可能性を活用することで、筋疾患の理解と治療戦略の進展に貢献できます。
C2C12細胞の培養に関する情報
筋生物学研究において重要な役割を果たすことで広く知られているC2C12細胞は、最適な増殖と分化のためには特定の条件を必要とします。C2C12筋芽細胞を培養する際に考慮すべき重要なポイントは以下の通りです：
倍加時間：C2C12細胞の倍加時間は通常12～24時間であり、これは理想的な条件下での増殖速度が速いことを示しています。
細胞の種類：これらの筋芽細胞は接着性であるため、付着および増殖に適した表面が必要です。
播種密度：C2C12細胞の理想的な播種密度は約1 × 10^4細胞/cm^2です。この密度では、通常約4日で細胞がコンフルエント（完全被覆）状態に達するため、過剰増殖を防ぐために細胞のコンフルエント状態を監視することが極めて重要です。
培養液：C2C12細胞の培養に推奨される培地は、10%の胎児牛血清（FBS）および2.1 mMのL-グルタミンを添加したRPMI 1640です。この培地は細胞の栄養要求を満たし、健全な増殖を促進します。
培養条件：培養は、生理的条件を模倣した環境を作り出すため、5% CO₂を供給した加湿インキュベーター内で37°Cで行うのが最適です。
保存：長期保存のため、C2C12細胞は液体窒素の気相中、または-150°C以下に保たれた超低温フリーザーで保存されます。
凍結・解凍：CM-1またはCM-ACF凍結培地を使用し、温度を徐々に下げて細胞の生存率を維持するため、緩慢凍結法が推奨されます。解凍時には、細胞を新鮮な培地で穏やかに再懸濁し、遠心分離して凍結培地を除去した後、新しい培養フラスコに移します。
バイオセーフティ：C2C12細胞の培養にはバイオセーフティレベル1の環境が必要であり、実験室内での安全な取り扱いと維持管理が確保されます。
これらの培養条件を遵守することで、C2C12細胞の健全性と生存率が確保され、筋生物学をはじめとする様々な分野における実験の成功と研究成果の獲得が促進されます。
C2C12細胞株：利点と限界
骨格筋組織由来のマウス筋芽細胞株であるC2C12は、その特有の利点と限界により、生物医学研究の分野で広く認知されています。
利点
詳細な特性解明：C2C12細胞は広範に研究されており、形態、分化能、様々な刺激への反応といった生理学的・生物学的特性について深い知見が得られています。この徹底した特性解明により、研究結果の信頼性と再現性が確保されています。
筋分化：C2C12細胞の主要な強みは、筋管へと分化し、筋細胞の発達を模倣する能力にあります。これにより、筋細胞の形成、発達、および筋機能に不可欠な収縮性タンパク質の発現を含む、筋生物学を探求するための不可欠なツールとなっています。
細胞生物学における汎用性の高いモデル：確立されたモデルとして、C2C12細胞は、酸化ストレス応答、糖代謝、インスリンシグナル伝達、およびインスリン抵抗性のメカニズムを含む、数多くの細胞プロセスに関する知見を提供します。これらを活用することで、細胞レベルおよび分子レベルの両方において、これらのプロセスに対する理解を深めることが可能になります。
制限事項
種特異的な差異：マウス由来の細胞株であるため、C2C12細胞はヒトの筋生物学を完全に再現できない可能性があります。マウスとヒトの間における遺伝子発現、細胞代謝、および生理的反応の差異は、研究結果をヒトの病態に直接適用する際の限界となり得ます。
これらの点は、筋研究におけるC2C12細胞の重要な役割を浮き彫りにすると同時に、特にデータをヒトの生物学に外挿する際には、その限界を考慮することの重要性を強調している。
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C2C12細胞株の研究用途
C2C12マウス細胞株の多様な研究用途についてご紹介します。
筋生物学の研究：C2C12細胞は、筋生物学研究のための信頼性の高いin vitroモデルとして機能し、筋の発達、代謝、分化に関する研究を可能にします。これらの細胞は筋様細胞へと分化することができ、筋管形成や筋再生のメカニズムに関する知見を提供します。 注目すべき研究では、C2C12細胞の機能におけるTGF-β1およびmicroRNA-22の役割が明らかにされ、細胞の増殖と分化に対するそれらの調節作用が強調されました。
薬剤スクリーニングおよび毒性試験：C2C12細胞株は、筋疾患に対する潜在的な治療薬の評価において極めて重要です。これは、筋細胞の代謝および分化に対する薬剤の効果を評価するためのプラットフォームを提供します。 研究により、Cnidoscolus aconitifoliusの葉抽出物がC2C12細胞に有益な効果をもたらし、脂肪酸酸化とミトコンドリアの生体エネルギー代謝を促進することが示されている一方、Moringa oleiferaの葉抽出物はC2C12筋管を酸化ストレスから保護することが判明している。 C2C12細胞は、筋分化や筋原線維タンパク質濃度に影響を及ぼす可能性のあるエピジェネティック薬剤のスクリーニングにおいて極めて有用です。このエピジェネティック薬剤モデルにより、研究者は筋幹細胞の成熟と再生に不可欠な因子であるフォリスタチンの発現やSmad1のリン酸化を観察することができます。
- 3D組織構築体と骨格筋組織の発達：C2C12筋芽細胞培養培地を利用し、科学者らは骨格筋組織の構造と機能を模倣した三次元細胞培養において、筋芽細胞および筋管の培養に成功した。 これらの3D組織構築体は、筋収縮の基本単位である筋節の形成を研究するための詳細なモデルを提供する。3次元的な骨格を提供することで、このような構築体は筋形成および様々な筋表現型の発達に関する理解に大きく寄与し、筋形成過程における他のタンパク質や収縮性タンパク質成分の複雑な相互作用を解明する手助けとなる。
骨格筋細胞の生産：究極の目標は、臨床現場における損傷組織の修復や置換を目指し、この研究をin vivoでの筋成熟および骨格筋細胞の生産に応用することにあります。従来の血清添加培養と組み合わせたサテライト細胞培養は、筋関連疾患の治療に革命をもたらす可能性のある治療法開発の基礎を築いています。
筋節の形成と収縮機能：C2C12細胞由来の筋管内における筋節の形成は、研究者にとって主要な関心領域である。 サルコメアは筋細胞の基本的な収縮単位であり、その適切な形成は筋機能にとって極めて重要です。これらの構造の研究は、特にC2C12細胞がこれらのプロセスに影響を与える可能性のある様々な薬剤に曝露された場合、収縮性タンパク質の含有量や筋の全体的な健康状態に関する貴重な情報を提供します。
C2C12細胞のトランスフェクションプロトコル
必要な材料：
C2C12筋芽細胞
培養液：10～20% FBS 添加 DMEM
トランスフェクション試薬（例：リポフェクタミン）
プラスミドDNAまたはsiRNA
Opti-MEM または同様の無血清培地
6ウェルプレートまたは培養ディッシュ
37°C、5% CO₂に設定したインキュベーター
手順：
細胞の播種：
トランスフェクションの1日前、C2C12細胞を6ウェルプレートに播種し、トランスフェクション時に70～80%のコンフルエント状態になるようにする。
DNA-試薬混合液：
プラスミドDNAまたはsiRNAをOpti-MEM（血清不含）で希釈し、最適なDNA対試薬比が得られる最終体積にする。
別のチューブでトランスフェクション試薬とOpti-MEMを混合し、室温で5分間インキュベートする。
DNA混合液と試薬混合液を合わせ、複合体の形成を促すため室温で20分間インキュベートする。
トランスフェクション：
細胞から培養液を除去し、Opti-MEM中のDNA-試薬複合体と入れ替えます。
インキュベーター内で、トランスフェクション混合液と共に細胞を4～6時間インキュベートします。
培地の交換：
インキュベーション後、トランスフェクション混合液を新しい培養液と交換し、細胞をインキュベーターに戻す。
発現解析：
24～48時間後に、トランスフェクトされた遺伝子の発現またはsiRNAの効果を確認し、トランスフェクション効率を解析します。
C2C12細胞の分化プロトコル
必要な材料:
C2C12筋芽細胞
培養液：10～20% FBS 添加 DMEM
分化培地：2% 馬血清添加DMEM
6ウェルプレートまたは培養皿
37°C、5% CO₂に設定したインキュベーター
手順：
細胞の播種：
C2C12細胞を6ウェルプレートまたは培養皿に播種し、完全なコンフルエンスに達するまで増殖培地で培養する。
分化誘導：
細胞が完全なコンフルエント状態になったら、増殖培液を吸引し、分化培液に置き換える。
分化の誘導には、低濃度の血清が不可欠である。
維持管理：
新鮮な栄養素を供給し、細胞残渣を除去するために、毎日分化培地を交換する。
分化のモニタリング：
毎日顕微鏡で細胞を観察する。1～2日以内に、筋芽細胞が整列し、融合して筋管を形成するのが確認できるはずである。
完全な分化と筋管の形成は、通常3～5日以内に起こります。
解析：
5～7日後、分化した筋管は、免疫蛍光法やタンパク質発現解析などの下流の応用研究に使用できる状態になります。
注：トランスフェクションおよび分化の正確な条件（トランスフェクション試薬の濃度や分化培地中の血清濃度など）は場合によって異なるため、具体的な実験のニーズに基づいて最適化する必要があります。最適な条件については、必ず製品のデータシートや科学文献を参照してください。
C2C12細胞株に関するリソース：プロトコル、動画など
C2C12細胞株に関する有用なリソースをご覧ください：
C2C12トランスフェクションプロトコル：C2C12細胞のin vitroトランスフェクションを詳細に解説した包括的な動画チュートリアル。
C2C12筋芽細胞：C2C12筋細胞の継代およびトランスフェクションの要点を網羅したプロトコルガイド。
C2C12の培養：C2C12細胞の培養および分化に関する重要な知見を提供します。
C2C12の分化：本資料は、凍結保存されたC2C12細胞の培養および分化に関する詳細なガイドを提供します。
C2C12細胞：研究論文
以下に、C2C12細胞に関する重要な論文を掲載します：
インターロイキン-6はJAK2-STAT3シグナル伝達を介して筋分化を誘導する：2019年に『International Journal of Molecular Sciences』に掲載された本研究は、C2C12細胞の筋分化におけるIL-6の役割を調査し、その根底にあるJAK2/STAT3シグナル伝達経路を明らかにしています。
Rubus Anatolicus葉抽出物がグルコース代謝に及ぼす影響：2023年に発表された本研究は、C2C12およびその他の細胞株におけるRubus Anatolicusによるグルコース代謝の調節を調査しており、糖新生を促進する可能性を示唆しています。
C2C12細胞の分化におけるミオスタチンの影響の低減：2020年の『Biomolecules』誌に掲載された本論文は、C2C12細胞の分化が細胞内シグナル伝達に対するミオスタチンの影響を著しく減少させることを論じており、筋発達に関する新たな知見を提供している。
ゲニステインのインスリン経路関連遺伝子への影響：2018年の『Folia Histochemica et Cytobiologica』誌に掲載された本研究では、分化させたC2C12細胞を用いて、ゲニステインがインスリン経路関連遺伝子に及ぼす影響を評価している。
モリンガ・オレイフェラの酸化代謝における役割：『Phytomedicine Plus』（2021年）に掲載された本研究は、モリンガ・オレイフェラの葉抽出物が、SIRT1-PPARα経路を介してC2C12筋管細胞におけるミトコンドリア生合成を促進すると提唱している。
C2C12細胞に関するよくある質問
参考文献
- Denes, L.T. 他, マイクロ成形ゼラチンハイドロゲル上でのC2C12筋管の培養は筋管の成熟を促進する. Skeletal muscle, 2019. 9(1): p. 1-10.
- Wong, C.Y., H. Al-Salami, and C.R. Dass, 「C2C12細胞モデル：分子レベルでのインスリン抵抗性の理解および前臨床段階における医薬品開発におけるその役割」。 J Pharm Pharmacol, 2020. 72(12): p. 1667-1693.
- Wang, H. 他, miR-22はTGFBR1を標的とすることでC2C12筋芽細胞の増殖と分化を調節する。European Journal of Cell Biology, 2018. 97(4): p. 257-268.
- Avila-Nava, A. 他、チャヤ（Cnidoscolus aconitifolius (Mill.) IM Johnst）の葉抽出物は、C2C12筋管細胞および初代肝細胞におけるミトコンドリアの生体エネルギー代謝および脂肪酸酸化を調節する。 Journal of Ethnopharmacology, 2023. 312: p. 116522.
- Ceci, R. 他、モリンガ・オレイフェラ（Moringa oleifera）の葉抽出物は、H2O2 による酸化ストレスから C2C12 筋管細胞を保護する。Antioxidants, 2022. 11(8): p. 1435.