P19細胞 - P19細胞を用いた胚性癌研究
P19はマウス胚性癌細胞株である。主に発生生物学、幹細胞生物学、細胞分化、薬剤スクリーニングの研究に広く用いられています。P19細胞は分化能を持つため、組織形成や初期胚発生などの複雑な生物学的プロセスの研究に有用である。本稿では、マウス由来P19細胞の基礎について述べる。
P19細胞の一般的特徴と起源
細胞株の一般的な性質と由来を知ることは、その細胞株を使 用する前に不可欠である。このセクションでは以下のことを取り上げます：P19細胞株とは？P19細胞の大きさは？P19細胞の起源は？
- P19は、もともとC3H/Heマウスで発生した奇形癌から得られた多能性胚性癌細胞の一種です。この細胞株は1982年にMcBurneyとRogersによって初めて樹立された。
- P19細胞は血清添加培地で継続的に増殖することができる。レチノイン酸やジメチルスルホキシド（DMSO）のような無毒性の薬剤に暴露すると、他の細胞型に分化することができる［1］。
- これらのマウス癌細胞は上皮様形態を有する。
- P19細胞株は二倍体雄性核型（n=40；XY）である。
P19細胞の培養情報
P19細胞株は、そのユニークな特徴から研究室で広く培養されている。その培養は簡単で管理しやすい。このセクションでは、P19細胞培養の維持と増殖に必要なすべての重要な情報について述べています。私たちは知ることになる：P19細胞の倍加時間は？P19細胞株の培養方法は？P19は接着性細胞株ですか？
P19細胞培養の要点
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倍加時間： |
P19細胞株の倍加時間は約2～3日と報告されています。 |
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接着か懸濁か： |
P19胚ガン細胞株は接着性である。 |
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サブカルチャー比率： |
P19細胞は48時間ごとに継代培養し、1：10の分割比率を維持する。接着細胞を1Xリン酸緩衝生理食塩水で洗浄し、細胞が解離するまでAccutaseとともにインキュベートする。細胞に培地を加え、遠心して細胞を回収する。回収した細胞を注意深く再懸濁し、新しいフラスコに分注する。 |
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増殖培地： |
P19細胞の培養には、5％ウシ胎児血清、3.1g/Lグルコース、1.6mM L-グルタミン、1.0mMピルビン酸ナトリウム、15mM HEPES、1.2g/L NaHCO3を含むDMEM/Ham'sF12培地を用いる。 |
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増殖条件： |
P19胚性がん細胞株の増殖および培養には、37℃、5％CO2供給の加湿インキュベーターが不可欠である。 |
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保存： |
凍結したP19細胞バイアルは、細胞の生存性を長期間維持するために、-150℃以下の温度でフリーザーまたは液体窒素の気相中で保存する。 |
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凍結プロセスと培地 |
CM-1またはCM-ACF培地を用いて、細胞をショックから保護し、生存性を維持する緩慢凍結法でP19細胞を凍結することができる。 |
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融解プロセス： |
凍結したP19細胞は、37℃のウォーターバス中で、バイアルを40～60秒間急速に撹拌することにより融解できる。細胞を新鮮な培地に加え、遠心分離して凍結培地成分を除去する。細胞パレットを再度懸濁し、細胞を新しいフラスコに注入して増殖させる。 |
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バイオセーフティ・レベル |
P19細胞株にはバイオセーフティーレベル1の実験室設定が必要である。 |
P19細胞株：利点と欠点
このセクションでは、P19細胞株の長所と短所について述べる。
長所
- 分化能：P19細胞は心筋細胞、神経細胞、ミクログリア細胞など様々な細胞型に分化できる。分化にはレチノイン酸やジメチルスルホキシド（DMSO）などの無毒性薬剤が必要である。レチノイン酸はニューロン、ミクログリア、アストログリアの発生を誘導し、一方DMSOは拍動する心筋細胞や平滑筋細胞の発生を開始する。このように、P19細胞は細胞の分化と発生過程の研究に有用である。
- モデル系：多能性胚がん細胞株P19は、初期胚発生を研究するための貴重なモデルである。研究者はP19細胞を利用して、細胞シグナル伝達経路やこれらの過程に関与する細胞・分子メカニズムを解明している。
欠点
- マウス由来である：P19はマウス胚性がん細胞株である。従って、この細胞を用いた研究から得られた知見は、ヒトの生物学やプロセスには完全には反映されない可能性がある。
P19細胞の研究応用
P19細胞は、その分化能と発生生物学および幹細胞研究との関連性から、いくつかの研究応用がある。P19胚性がん細胞の重要な研究用途には、以下のようなものがある：
- 細胞分化研究： 周知のように、P19細胞は神経細胞、ミクログリア、平滑筋細胞、心筋細胞などに分化することができるため、細胞分化過程の研究に広く用いられている。加えて、神経や心臓の発生とその基礎となるメカニズムの研究にも役立つ。2018年に行われた研究では、活性酸素種（ROS）がP19細胞の特定の細胞型への分化を誘導し、他の細胞型の誘導を妨げることが判明した[3]。また別の研究では、レチノイン酸を介した神経分化プロセスを探索し、PI3K/Akt/GSK3βシグナル伝達経路の関与を発見した[4]。
- 発生生物学： P19細胞は、初期胚発生を研究するための貴重なモデルである。P19細胞は、胚発生過程における組織形成など、複雑な生物学的プロセスを理解するのに役立つ。この研究では、P19細胞を用いて、心室中隔欠損症（VSD）形成に寄与する分子因子を研究した。その結果、長鎖ノンコーディングRNA SNHG6が、miRNA-101を負に制御し、Wnt/β-カテニン経路を活性化することによって、VSDに寄与していることが明らかになった[5]。
- 薬物試験 P19マウス胚性がん細胞株は、潜在的な薬剤候補のスクリーニングにも用いられる。ある研究では、分化したP19細胞ニューロンを用いて、合成L-ドーパとムクナプルリエンス種子水性抽出物の神経保護アセチルコリンエステラーゼ阻害作用を調べた。その結果、植物エキスはL-ドーパと比較して有望な結果を示した[6]。
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P19細胞研究発表
この論文セクションでは、P19細胞を取り上げた興味深い研究発表をいくつか取り上げる。
下垂体性ホルモンが胚性幹細胞および奇形がん細胞の遊走、接着、増殖を制御するという新たな証拠
この論文は2017年にOncology Reportsに掲載された。この研究では、下垂体性ホルモンが、P19細胞を含む奇形がん細胞株の接着、増殖、遊走を促進することが提唱された。
ロング・ノンコーディングRNA uc.4はTGF-βシグナル伝達経路を通じて細胞の分化に影響を及ぼす
Experimental & Molecular Medicine誌に掲載されたこの論文（2018年）は、P19細胞を用い、ロング・ノンコーディングRNA uc.4の機能を研究したものである。その結果、uc.4はTGFβシグナル伝達経路の調節を介して細胞の分化に影響を及ぼすことが明らかになった。
P19胚性がん幹細胞の神経分化に対する三次元細胞培養と天然組織エキスの複合効果
この研究論文は2018年にJournal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine誌に掲載された。この研究では、天然の脳組織エキスと3次元細胞培養が、P19胚性がん細胞の神経細胞への分化を促進することが明らかになった。
Cichorium intybus L.葉エキスによる胚性がん幹細胞のインスリン産生細胞へのin vitro分化誘導
この研究は、2020年にJournal of Ethnopharmacology誌に発表された。この研究では、Cichorium intybusL.葉エキスが、P19胚性がん細胞において、インスリン産生膵β細胞への分化を誘導することが提案された。
ムクナプルリエンス種子水性エキスは合成L-ドーパと比較して神経保護作用とアセチルコリンエステラーゼ阻害作用を改善した
この研究はMolecules誌（2022年）に掲載された。本研究は、P19細胞ニューロンに対するムクナプルリエンス種子エキスの神経保護作用とアセチルコリンエステラーゼ阻害作用について検討した。
P19細胞株のリソース：プロトコル、ビデオ、その他
以下はP19細胞に関するいくつかのリソースである。
- P19細胞神経分化プロトコールこの記事には、P19細胞の神経分化プロトコルと、P19細胞の分化に関するその他の有用な情報が含まれています。
- P19細胞トランスフェクション：このリンクは、P19細胞のトランスフェクション・プロトコルを学ぶのに役立ちます。
P19細胞培養プロトコール：P19細胞培養プロトコールとP19細胞培養に関するその他の有用な情報が記載されています。
- P19細胞このウェブサイトには、培養条件、P19細胞培地、細胞分割など、P19細胞株に関するあらゆる有用な情報が掲載されています。
P19細胞株の探索よくある質問
参考文献
- McBurney、M.W.、P19胚性癌細胞。Int J Dev Biol, 1993.37(1): p. 135-40.
- Bressler、J.、他、P19胚性癌細胞株：遺伝子と環境の相互作用を研究するモデル。細胞培養技術, 2011: p. 223-240.
- Pashkovskaia, N., U. Gey, and G. Rödel,Mitochondrial ROS direct the differentiation of murine pluripotent P19 cells.Stem Cell Research, 2018.30: p. 180-191.
- Fu, F., et al.,All-trans-retinoid acid induces the differentiation of P19 cells into neurons involved in the PI3K/Akt/GSK3β signal pathway.ジャーナル・オブ・セルラー・バイオケミストリー、2020年。121(11): p. 4386-4396.
- Jiang、Y., et al.,Long noncoding RNA SNHG6は、miR-101の負の制御とWnt/β-カテニン経路の活性化を介して心室中隔欠損形成に寄与する。Die Pharmazie-An International Journal of Pharmaceutical Sciences, 2019.74(1): p. 23-28.
- Kamkaen, N., et al.,Mucuna pruriens seed aqueous extract improved neuroprotective and acetylcholinesterase inhibitory effects compared with synthetic L-dopa.Molecules, 2022.27(10): p. 3131.