NCI-H1299細胞:NCI-H1299肺がん細胞に関する研究と臨床的意義
NCI-H1299は、免疫腫瘍学、がん研究、および創薬研究で広く使用されている、不死化されたヒト非小細胞肺がん細胞株である。 さらに、研究者たちはこれらの細胞を用いて、薬剤感受性、基盤となるシグナル伝達経路、および肺がんに関連する分子メカニズムの解明に取り組んできました。また、SARS-CoV-2などのウイルス感染の研究にも活用されています。
- 培養培地
- RPM1 1640は、NCI-H1299細胞に最適な培地です。 これに、10%の胎児牛血清、4500 mg/Lのグルコース、2.0 mMのL-グルタミン、1 mMのピルビン酸ナトリウム、1500 mg/LのNaHCO3、および10 mMのHEPESが添加されています。 培地は週に 2~3 回交換してください。
- 倍加時間
- NCI-H1299 の倍加時間は 22~30 時間の範囲です。
- 増殖様式
- NCI-H1299 は付着性細胞株です。
- バイオセーフティレベル
- BSL-1
NCI-H1299細胞の一般的な特性と由来
細胞株についてまず知っておくべきことは、その由来と一般的な特性です。これらは、研究における細胞株の活用方法を検討する上で役立ちます。本記事のこのセクションでは、NCI-H1299の由来と特性に関する重要な情報を理解するお手伝いをします。例えば、NCI-H1299肺がん細胞とはどのようなものか? NCI-H1299はどのような種類の細胞か? NCI-H1299細胞の大きさはどれくらいか? A549とNCI-H1299の違いは何か?
- NCI-H1299細胞株は、がんを患った43歳の白人男性患者の肺のリンパ節転移から由来しています。
- これらの細胞はp53遺伝子のホモ接合性部分欠失を有しており、そのためp53タンパク質を発現しません。NCI-H1299におけるp53タンパク質の発現欠如は、H1299肺がん細胞の増殖傾向の一因となっています。
- p53に加え、これらの不死化細胞は、その成長、増殖、遊走、および浸潤特性に関与するNCI-H1299 KRAS変異を有することが報告されています。
- NCI-H1299の核型は二倍体に近いです。
- NCI-H1299 細胞は上皮細胞のような形態をしています。
- これらの細胞は扁平で、厚さは 5 µm 未満です。
NCI-H1299 および A549
NCI-H1299およびA549は、非小細胞肺がん細胞株である。 NCI-H1299 細胞は、A549 に比べて侵襲性が高く、感受性も高い。両者とも、KRAS などの比較的類似した変異を有している。しかし、NCI-H1299 細胞とは異なり、A549 細胞は P53 遺伝子を発現している。
培養に関する情報
細胞株の培養を維持するには、その細胞株に関する以下の重要な情報をすべて把握するまで、容易ではありません。「NCI-H1299の倍加時間はどれくらいか?」「NCI-H1299の播種密度はどれくらいか?」 NCI-H1299の培養液は何か? NCI-H1299細胞株はどのように培養するのか? このセクションでは、NCI-H1299細胞の培養に関するこれらの疑問すべてに対する答えを学ぶことができます。
NCI-H1299細胞の培養における重要なポイント
倍加時間:
NCI-H1299の倍加時間は22~30時間の範囲です。
付着培養か浮遊培養か:
NCI-H1299は付着性細胞株です。
継代倍率:
NCI-H1299細胞は、推奨される1:3~1:6の比率で継代されます。播種にあたっては、付着性細胞を1x PBSで洗浄し、室温で8~10分間Accutase継代溶液とともにインキュベートします。 剥離した細胞に新鮮な培養液を加え、遠心分離を行います。その後、細胞ペレットを再懸濁し、増殖培地を入れた新しいフラスコに細胞を移します。
増殖培地:
RPM1 1640は、NCI-H1299細胞に最適な培地である。 これに、10%の胎児牛血清、4500 mg/Lのグルコース、2.0 mMのL-グルタミン、1 mMのピルビン酸ナトリウム、1500 mg/LのNaHCO3、および10 mMのHEPESを添加する。 培地は週に2~3回交換する必要があります。
培養条件:
NCI-H1299肺がん細胞培養は、37°C、5% CO₂供給の加湿インキュベーター内で維持される。
保存:
NCI-H1299細胞株は、液体窒素の気相中、または-150°C以下の超低温冷凍庫で長期保存が可能です。
凍結手順および培地:
NCI-H1299細胞の凍結培地として、CM-1またはCM-ACFが使用されます。細胞の生存率を維持するため、1分あたり1度のみの温度低下を許容する緩慢凍結法を用いて凍結します。
解凍手順:
凍結したNCI-H1299細胞は、37℃に予熱した水浴中で、小さな氷片が残るまで40~60秒間急速に撹拌します。 解凍した細胞に新鮮な培地を加え、新しいフラスコで直接培養するか、遠心分離を行います。前者の場合、24時間の培養後に培地を交換する必要があります。遠心分離は、凍結培地の成分を除去するのに役立ちます。その後、回収した細胞を新鮮な培地に再懸濁し、新しいフラスコに移して培養します。
バイオセーフティレベル:
NCI-H1299細胞培養の取り扱いには、バイオセーフティレベル1の実験室が必要です。
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NCI-H1299細胞の長所と短所
他のヒトがん細胞株と同様、NCI-H1299にも、特定の長所と短所に関連するいくつかの特徴があります。ここでは、その中から重要なものをいくつかまとめました。
長所
NCI-H1299非小細胞肺がん細胞株の主な利点は以下の通りです:
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in vitro肺がんモデル
NCI-H1299細胞株は、肺癌のリンパ節転移から樹立されたものであり、比較的類似した性質を有しています。そのため、これらの細胞は、肺癌の生物学、細胞および分子メカニズムの解明、ならびに潜在的な治療薬のスクリーニングや試験を行うためのin vitroモデルとして活用できます。
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培養が容易
NCI-H1299細胞は、研究施設において容易に培養・維持することができます。細胞培養に関する煩雑な要件や手順はありません。
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NCI-H1299のp53およびKRAS変異
NCI-H1299細胞はp53遺伝子の発現を欠いており、これにより細胞は活発に増殖します。さらに、細胞の成長、増殖、浸潤、および遊走に寄与するKRAS変異を有しています。これらの特性を踏まえ、研究者はH1299細胞を用いて、KRASおよびp53変異に関連する分子メカニズムを解明しています。
欠点
NCI-H1299細胞の欠点は以下の通りです:
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組織特異性
NCI-H1299は肺組織由来である。そのため、その適用範囲は主に肺がんの研究に限定される。他のがん種の異質性や一般的な特徴を完全に反映しているとは限らない。
NCI-H1299細胞の研究用途
NCI-H1299細胞株は、肺がん研究において広く利用されています。ここでは、この細胞株の有望な応用例をいくつか紹介します。
- がん生物学:NCI-H1299細胞は、がんの発症、進行、および関連する細胞・分子メカニズムを解明するための優れた研究ツールとして機能します。これらの細胞には特定の変異が備わっており、研究者は関連するがん細胞の挙動、シグナル伝達経路、および遺伝子発現プロファイルを調査することができます。 NCI-H1299非小細胞肺がん細胞株を用いた肺がん生物学の研究は数多く行われている。例えば、2018年に実施された研究では、NCI-H1299細胞を用いて肺がん細胞のアポトーシスに関与するシグナル伝達経路が調査された。 研究者らは、PI3K/AKT経路が細胞増殖に寄与しており、その阻害ががん細胞の死を引き起こし得ることを明らかにした[1]。同様に、別の研究では、NCI-H1299における上皮間葉転換(EMT)に関与するメカニズムが調査された。 この研究では、細胞外タンパク質であるSPARC(分泌型酸性システイン豊富タンパク質)がNCI-H1299のEMTおよび遊走に寄与し、ひいては細胞の腫瘍形成を促進することが示唆された。SPARCタンパク質はTGF-β1シグナル伝達のメディエーターとして機能する[2]。
- 創薬およびスクリーニング:ヒト肺がん細胞株であるNCI-H1299は、候補薬の毒性や有効性を評価するために広く用いられている。さらに、研究者らはこの細胞株を用いて、抗腫瘍薬の作用機序を解明している。 また、これらの細胞を用いて、潜在的な薬剤標的や耐性メカニズムを特定する研究も行われている。例えば、Xiao-Yun Shenらによる研究では、天然化合物であるブルセインD(BD)の抗がん作用の可能性が調査された。その結果、BDがNCI-H1299細胞の増殖、浸潤、および遊走を著しく阻害することが明らかになった。 したがって、BDは非小細胞肺がんの治療における有望な補助療法として考えられる[3]。同様に、ある研究では、キサントフモール単独および化学療法薬シスプラチンとの併用による、NCI-H1299肺がん細胞に対する細胞毒性効果が評価された[4]。
NCI-H1299細胞を扱った研究論文
NCI-H1299肺がん細胞株に関する、重要かつ最も多く引用されている研究論文を以下に紹介します。
ROSレベルの上昇を介したインドール-3-カルビノール処理による肺がんH1299細胞のアポトーシス誘導
本論文は、学術誌『Human and Experimental Toxicology』(2021年)に掲載されました。本研究では、インドール-3-カルビノールが活性酸素種(ROS)レベルを上昇させることで、H1299細胞においてアポトーシスを誘導することが示唆されています。
カフェ酸とパクリタキセルの併用による相乗的な抗がん活性が、in vivoおよびin vitroにおいて非小細胞肺がんH1299細胞のアポトーシスを増強する
この研究は2018年に『Cellular Physiology and Biochemistry』誌に掲載された。研究結果によると、カフェ酸とパクリタキセルの併用は、非小細胞肺がん細胞株NCI-H1299において相乗的な抗がん効果を発揮することが明らかになった。
NCI-H1299細胞におけるチューブイモサイド-1の抗腫瘍効果は、マイクロRNA-126-5pによるVEGF-A/VEGFR-2/ERKシグナル伝達経路の不活性化を介して発揮される
この研究論文は『Molecular Medicine Reports』(2018年)に掲載された。本研究では、トリテルペノイドサポニンであるチューブイモサイド-1のNCI-H1299細胞株における抗腫瘍効果およびその作用機序を評価した。
プリスティメリンは、H1299肺がん細胞においてアポトーシスを誘導し、増殖および遊走を抑制する
『Journal of Cancer』(2020年)に掲載された本論文は、天然化合物であるプリスティメリンがNCI-H1299細胞の増殖および遊走を抑制することを示唆している。
ヒト肺腺癌H1299細胞を調節するVIPR1遺伝子のメカニズム
『Medical Oncology』(2019年)に掲載された本研究では、VIPR1遺伝子の過剰発現がNCI-H1299腺癌細胞株に及ぼす潜在的な影響について検討した。
NCI-H1299細胞株に関するリソース:プロトコル、動画など
NCI-H1299細胞に関するオンラインリソースをいくつかご紹介します。
- NCI-H1299のトランスフェクション:この動画では、NCI-H1299細胞株に対する一過性トランスフェクションのプロトコルについて解説しています。
- 付着性細胞株の継代培養:この動画では、付着性細胞株の一般的な継代培養手順について学ぶことができます。
以下のリンクには、NCI-H1299細胞の細胞培養に関する情報が掲載されています。
- NCI-H1299細胞株:このリンクでは、NCI-H1299細胞の継代およびトランスフェクションプロトコルについて知ることができます。
NCI-H1299細胞株に関するよくある質問
参考文献
- Gu, J. 他, PI3K/Aktシグナル伝達経路の阻害による肺がん細胞におけるEGCG誘導性アポトーシスの研究. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci, 2018. 22(14): p. 4557-4563.
- Sun, W. 他, SPARCはA549およびH1299肺がん細胞における上皮間葉転換の促進においてTGF‐β1のメディエーターとして作用する. Biofactors, 2018. 44(5): p. 453-464.
- Shen, X.-Y. 他, 非小細胞肺がんH1299細胞の治療におけるブルセインDの作用機序に関する研究. World Journal of Traditional Chinese Medicine, 2020. 6(4): p. 500.
- Long, B. 他, キサントフモールおよびシスプラチンとの併用がヒト転移性肺がんH1299細胞に及ぼす細胞毒性効果. Journal of Advances in Medicine and Medical Research, 2019. 30(9): p. 1-15.