HL-60細胞：急性骨髄性白血病研究の基礎
HL-60は、不死化されたヒト白血病細胞株です。がん生物学の研究や抗がん剤の有効性評価に広く利用されています。さらに、白血病細胞の増殖や分化に関与する様々な細胞・分子メカニズムの解明にも活用されています。
- 培養培地
- 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 — HL-60のご注文
HL-60細胞株：由来と基本情報
HL-60細胞株は、血液学研究における重要なモデルとして機能し、急性前骨髄球性白血病の性質や治療法に関する深い知見を提供しています。本ブログ記事では、HL-60細胞株の由来と特徴について掘り下げ、医学研究や治療法の開発におけるその重要な役割に光を当てます。
HL-60は、急性前骨髄球性白血病と診断された36歳の白人女性の白血病細胞から初めて樹立されました。 この先駆的な研究はS.J.コリンズとそのチームによって行われ、HL-60が浮遊培養で分離・培養に成功した最初の骨髄性白血病細胞株であったことから、画期的な成果となりました。この成果は、白血病やその他の関連疾患の研究において、数多くの研究機会をもたらしました。 形態学的特徴として、HL-60細胞はリンパ芽球様形態を示し、浮遊培養で増殖することが知られており、形状は円形である。これらの細胞の大きさはさまざまで、直径は9～25μmの範囲にあり、その不均一性を反映している。 ゲノムレベルでは、HL-60細胞株は主に擬二倍体であり、モード染色体数は43である。興味深いことに、細胞のごく一部（6.2%）が2S成分を示しており、その遺伝的構成にさらなる複雑さを加えている[1]。
HL-60細胞のこうした基本的な側面を理解することは、細胞レベルでの白血病に関する知見を深めるだけでなく、新たな治療法の確立に向けた継続的な研究活動を支えることにもつながる。以下のセクションでは、HL-60細胞株のユニークな特性が、医学研究における重要な進歩にどのように寄与してきたかを探っていく。
HL-60細胞の培養に関する情報
HL-60細胞の培養は簡単で手軽です。このセクションでは、HL-60細胞株の倍加時間はどれくらいか、HL-60は付着培養か浮遊培養か、HL-60細胞株の播種密度はどれくらいかといった基本事項について解説します。 HL-60の増殖にはどのような培地を使用しますか？
倍加時間：
HL-60細胞の倍加時間は約36～48時間です。
付着培養か浮遊培養か：
HL-60細胞は浮遊培養として増殖します。
播種密度：
これらの細胞は、継代時には1×10⁶細胞/mlの密度で、新規培養を開始する際には2×10⁵細胞/mlの密度で播種されます。
培養液：
HL-60細胞の培養には、10 % FBSおよび2.5 mM L-グルタミンを添加したRPMI 1640培養液を使用する。培地は週に2～3回交換する必要がある。
培養条件：
HL-60細胞は、37℃、CO2濃度5%の加湿インキュベーター内で培養する。
保存：
HL-60細胞は、生存細胞数を最大限に維持するため、-150 °C以下の温度、または液体窒素の気相中で保存する。
凍結培地および凍結法：
HL-60細胞の凍結には、CM-1またはCM-ACF凍結培地を使用する。HL-60細胞の凍結には、緩慢凍結法が推奨される。
解凍手順：
凍結したHL-60細胞のバイアルを、37 °Cに設定した水浴中で急速に撹拌する。その後、細胞を遠心分離して凍結培地を除去する。新しい培養培地を加え、細胞を再懸濁させて、増殖用のフラスコに移す。
バイオセーフティレベル：
HL-60培養物の取り扱いには、バイオセーフティレベル1が推奨されます。
HL-60細胞：長所と短所
どの細胞株を使用するにしても、その長所と短所について知っておくと良いでしょう。本記事のこのセクションでは、HL-60細胞を使用する際のいくつかの長所と短所について解説します。
長所
HL-60細胞株の主な利点は以下の通りです：
- 汎用性： HL-60細胞は、適切な培養条件下で、単球、マクロファージ、顆粒球など、複数の細胞タイプへ分化できる能力を持っています。このため、細胞分化やその他の細胞プロセスを研究する上で有用です。
- 培養の容易さ： HL-60細胞は浮遊培養での増殖・維持が容易であり、様々な細胞プロセスを研究するための便利なツールとなります。
- 白血病のin vitroモデル： これらの細胞は急性骨髄性白血病の患者から採取されたものであり、したがって、この疾患と類似した遺伝的および分子的特徴を有しています。
欠点
HL-60細胞株の欠点は以下の通りです：
- 分化能の限界：HL-60は刺激に応じて一部の骨髄系細胞系へと分化できますが、その分化能は初代細胞と比較して限定的です。
研究におけるHL-60細胞株の応用：がんから免疫学、そしてその先へ
急性前骨髄球性白血病の患者から由来するHL-60細胞株は、その汎用性と培養の容易さから、医学研究の基盤となっています。 これらの維持管理が容易な培養系は、数多くの研究用途において極めて重要であり、本稿では包括的な概要を提供するため、幅広い研究キーワードを取り入れながら、最も重要な用途のいくつかを探求することを目的としています。
がん研究
腫瘍学の分野において、HL-60 細胞株は、がん細胞のシグナル伝達の複雑さを解明し、癌遺伝子の発現に関する理解を深め、新規治療標的の発見を推進する上で重要な役割を果たしてきました。この細胞株は、新しい化学療法剤のスクリーニングに使用される白血病細胞株パネルの一部を構成しています。 その顕著な例として、海洋生物から抽出された化合物の抗白血病特性を確認するために HL-60 細胞が使用され、抗増殖作用とアポトーシス誘導作用の両方が明らかになったことが挙げられます [2]。 さらに、この細胞株は、JAK/STATなどの重要なシグナル伝達経路や、それらが白血病細胞の増殖に及ぼす影響の解明を促進するとともに、チモキノンなどの生物活性化合物の治療的有効性の評価にも寄与している[3]。
免疫学
HL-60 細胞は、走化性の複雑なプロセスや主要な免疫メディエーターの発現調節など、さまざまな免疫反応を調査するための堅牢な in vitro システムです。これらの細胞は、マクロファージや好中球に似た骨髄系細胞に分化することができ、炎症経路を調査するための汎用性の高いモデルとして機能します。 例えば、HL-60由来のマクロファージ様細胞を用いて、アブラナ属の植物化学物質の抗炎症作用の可能性が探求された [4]。 別の研究では、HL-60細胞を好中球様細胞へ分化させることで、細胞分化および関連する免疫機能に不可欠な遺伝子の同定が可能となった[5]。
創薬
HL-60の骨髄系分化能は、創薬、特に白血病治療において極めて重要な分化経路を調節する可能性のある候補物質の同定にも活用されている。これは、天然物の抗がん作用を評価するためにHL-60細胞株を用いた研究によって実証されている [6]。
さらに、HL-60細胞株は、レチノイン酸のような薬剤による処理がどのように単球分化を誘導するか、あるいはこれらの細胞が細胞外トラップの生成において一次好中球をどのように模倣するかといった、骨髄系細胞株の生物学の様々な側面を研究するために用いられている。 血液悪性腫瘍の分子イベント解明におけるこのモデルの利用は、変異細胞パネル研究、特に白血病のp53ホットスポット解析の文脈における応用によって、さらに拡大している。
細胞のメカニズム、HL-60 の倍加時間、およびマイクロ流体チャネルにおけるエレクトロポレーションへの反応を研究する者にとって、この細胞株は信頼性の高い研究プラットフォームを提供します。
研究用HL-60細胞株
HL-60細胞：研究論文
HL-60細胞に関する研究論文がいくつか発表されています。ここでは、その中から注目すべき例をいくつか挙げます：
Dendronephthya gigantea由来のスティグマスト-5-エン-3-オールがヒト白血病HL-60細胞およびヒト乳がんMCF-7細胞に及ぼすアポトーシスおよび抗増殖効果
本研究論文では、化合物であるスティグマスト-5-エン-3-オールが、HL-60白血病細胞およびMCF-7乳がん細胞に対して抗腫瘍効果を示すことを提唱しています。
チモキノンは、JAK/STAT負の調節因子の再発現を介して、HL60白血病細胞の増殖を抑制し、アポトーシスを促進する
本研究では、HL-60細胞の増殖におけるJAK/STATシグナル伝達の役割について記述している。さらに、研究者らはこの白血病細胞株を用いて、化合物チモキノンの治療的潜在能力を調査している。この化合物は、JAK/STATカスケードの負の調節因子の発現を回復させることで、細胞増殖を抑制し、細胞死を誘導する。
HL-60細胞由来のヒトマクロファージ様細胞モデルにおけるアブラナ属植物の生物活性化合物の抗炎症作用の解析
本研究では、アブラナ属植物由来化合物の抗炎症活性を調査するため、HL-60細胞を用いてマクロファージ様細胞モデルを樹立した。
ERKは、炎症性好中球を模倣するジメチルスルホキシド誘導性HL-60好中球様細胞の分化および機能に関与している
『International Immunopharmacology』誌に掲載された本研究では、ジメチルスルホキシドを用いてHL-60細胞株から好中球様細胞を樹立した。本研究では、ERK遺伝子がこれらの細胞の分化に関与していることが観察された。
選択された植物ポリフェノール（没食子酸およびエラグ酸）が、感受性および多剤耐性白血病HL60細胞に及ぼす抗腫瘍効果
本研究論文は、植物性ポリフェノール化合物である没食子酸およびエラグ酸が、薬剤感受性および耐性を持つHL-60白血病細胞に対して示す抗がん作用の可能性について調査している。
HL-60細胞株のリソース：プロトコル、動画など
HL-60細胞株に関する複数のオンライン教育リソースが利用可能です。本セクションでは、この細胞株の培養およびトランスフェクションについて解説するリソースをいくつか紹介します。
細胞培養プロトコル
HL-60細胞の培養法に関するリソースは以下の通りです：
- HL-60の増殖：この文書では、HL-60細胞の継代培養に関する情報を提供します。
- HL-60細胞株：このウェブサイトには、HL-60細胞に関する基本情報および、細胞の培養、凍結、解凍を含むプロトコルが掲載されています。
トランスフェクションプロトコル
HL-60細胞向けに採用されたトランスフェクション法について解説した資料を以下に示します。
- HL-60細胞へのトランスフェクション：このリンクには、HL-60白血病細胞に対する詳細なトランスフェクション手順が記載されています。
- HL-60 細胞の一過性トランスフェクション：この文書には、この細胞株に関する有用な情報が記載されており、HL-60 細胞の一過性トランスフェクションに関する詳細なプロトコルが紹介されています。
HL-60細胞株に関連する動画
HL-60細胞に関する動画リソースは極めて限られています。
- HL-60 細胞の継代：この動画では、HL-60 細胞の継代プロトコルについて解説しています。
本記事が、HL-60細胞株の培養および維持に関する基礎情報をご提供できることを期待しています。さらに、研究においてこれらの白血病細胞を使用する利点についての理解を深める一助となるでしょう。この細胞株のご利用をご検討中の方は、弊社よりご注文ください。
HL-60細胞株：研究者必見のよくある質問
HL-60細胞株は、急性前骨髄球性白血病の患者から樹立された前骨髄球性白血病細胞株である。この細胞株は、骨髄系細胞の分化や癌遺伝子の発現を研究するために、広く利用されている。
レチノイン酸はHL-60細胞株において分化を誘導し、細胞を顆粒球様細胞へと成熟させる。この過程は、骨髄系分化のメカニズムを解明する上で極めて重要である。
血清は造血細胞培養培地の重要な成分であり、培養中のHL-60細胞の増殖と維持に必要な必須の成長因子や栄養素を供給する。
はい、HL-60細胞株は走化性、すなわち化学的刺激に応答して細胞が移動する現象を示します。このため、走化性アッセイや細胞移動の解明に有用です。
細胞性癌遺伝子の発現を示すHL60細胞株は、癌遺伝子の発現調節および白血病発生におけるその役割を解明するためのモデル系として用いられている。
HL-60細胞株は、細胞生物学の研究、とりわけ細胞周期や細胞分化過程、および白血病の発症につながる分子メカニズムの解明において、極めて有用である。
白血病細胞株パネルを用いることで、さまざまな白血病細胞株について、その遺伝的構成、変異プロファイル、薬剤への反応、およびMAPK経路のような白血病発症に関与する分子経路などに関する比較研究が可能となる。
通常、分析証明書および原産地証明書は、HL-60細胞株を提供しているサプライヤーやリポジトリからダウンロードするか、請求することができます。これにより、研究者は研究用に真正性が確認され、汚染物質を含まない細胞を入手することができます。
HL-60細胞株は、細胞外トラップを形成する能力など、初代好中球に類似した特性を持つように分化させることができ、研究者はこれを好中球の挙動や機能を研究するための代替モデルとして利用することができる。
HL-60細胞は、急性前骨髄球性白血病や骨髄系細胞株の生物学、および各種化合物が分化や増殖に及ぼす影響を研究するためのin vitroモデルとして用いられています。また、走化性、癌遺伝子発現、変異が細胞プロセスに与える影響などの細胞応答を調べる実験にも利用されています。
「HL-60」という略称は「Human Leukemia 60」を意味します。これは、開発当時、白血病患者から樹立された60番目の細胞株であることを示しています。「HL」は、ヒト白血病細胞に焦点を当てていることを表しています。
最適な増殖条件下では、HL-60細胞の倍加時間はおよそ36～48時間である。ただし、これは培養条件や細胞の継代回数によって異なる場合がある。
HL-60細胞をフォールボール-12-ミリスチン酸-13-アセテート（PMA）で処理すると、通常、マクロファージや単球に似た細胞型へと分化します。この分化は、単球系分化経路の研究や、骨髄系細胞の分化メカニズムの解明の一環となっています。
参考文献
- Fleck, R., S. Romero-Steiner, and M. Nahm, 「肺炎球菌抗体のオプソニン能測定におけるHL-60細胞株の応用」. Clinical and Vaccine Immunology, 2005. 12(1): p. 19-27.
- Fernando, I.S. 他、Dendronephthya gigantea由来のスティグマスト-5-エン-3-オールがヒト白血病HL-60細胞およびヒト乳がんMCF-7細胞に及ぼすアポトーシスおよび抗増殖効果。 Toxicology in Vitro, 2018. 52: p. 297-305.
- Almajali, B. 他、チモキノンは JAK/STAT 負の調節因子の再発現を通じて、HL60 白血病細胞の細胞増殖を抑制し、アポトーシスを促進する。Asian Pacific Journal of Cancer Prevention: APJCP, 2021. 22(3): p. 879.
- Ruiz-Alcaraz, A.J. 他、HL-60 細胞由来のヒトマクロファージ様細胞モデルにおけるアブラナ属の生物活性化合物の抗炎症作用の分析。 Biomedicine & Pharmacotherapy, 2022. 149: p. 112804.
- Wang, D. 他、ERKは、炎症性好中球を模倣するジメチルスルホキシド誘導性HL-60好中球様細胞の分化および機能に関与している。International Immunopharmacology, 2020. 84: p. 106510.
- Núñez-Sánchez, M.Á. ら、HL-60骨髄性白血病細胞におけるアブラナ属由来の生物活性化合物の抗白血病活性。International Journal of Molecular Sciences, 2022. 23(21): p. 13400.