P19細胞 - P19細胞を用いた胚性癌の研究
P19は、マウスの胚性癌細胞株です。主に発生生物学、幹細胞生物学、細胞分化、および創薬スクリーニングの研究において、生物医学研究で広く利用されています。 P19細胞は分化能を有しているため、組織形成や初期胚発生といった複雑な生物学的プロセスの解明に有用です。本記事では、マウス由来のP19細胞に関する基礎知識について解説します。
- 培養培地
- 5% 胎児牛血清を含むDMEM/Ham's F12培地、 3.1 g/Lのグルコース、1.6 mMのL-グルタミン、1.0 mMのピルビン酸ナトリウム、15 mMのHEPES、および1.2 g/LのNaHCO3を含むDMEM/Ham's F12培地が、P19細胞の培養に使用されます。
- 倍加時間
- P19細胞株の倍加時間は、約2～3日と報告されている。
- 増殖様式
- P19胚性癌細胞株は付着性である。
- バイオセーフティレベル
- BSL-1
- 入手先
- Cytion — P19のご注文
P19細胞の一般的な特性と由来
細胞株を用いた研究を始める前に、その一般的な特性や由来について理解しておくことは不可欠です。このセクションでは、以下の点について解説します：P19細胞株とは何か？P19細胞の大きさはどれくらいか？P19細胞の由来は何か？
- P19は、C3H/Heマウスで発生した奇形腫から当初得られた、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ました。
- P19細胞は、血清添加培地において継続的に増殖することができます。また、レチノイン酸やジメチルスルホキシド（DMSO）などの非毒性薬剤に曝露すると、他の細胞タイプへ分化させることができます[1]。
- これらのマウス癌細胞は、上皮様形態を呈している。
- P19細胞株は、整倍体の雄の核型（n=40; XY）を有している。
P19細胞の培養に関する情報
P19細胞株は、その独特な特性から、研究機関で広く培養されています。その培養は簡単で扱いやすいものです。このセクションでは、P19細胞培養を維持・増殖させるために必要なすべての重要な情報について解説しています。 ここでは、P19細胞の倍加時間はどれくらいか、P19細胞株はどのように培養するか、P19は付着性細胞株なのか、といった点について解説します。
P19細胞の培養における要点
倍加時間：
P19細胞株について報告されている倍加時間は、およそ2～3日です。
付着性か浮遊性か：
P19胚性癌細胞株は付着性です。
継代倍率：
P19細胞は48時間ごとに継代し、1:10の分割比率を維持する必要があります。付着性細胞は1×リン酸緩衝生理食塩水で洗浄し、細胞が剥離するまでAccutaseを用いてインキュベートします。 細胞に培養液を加え、遠心分離により回収します。回収した細胞を慎重に再懸濁し、新しいフラスコに分配します。
増殖培地：
5% 胎児牛血清を含む DMEM/Ham's F12 培地、 3.1 g/Lのグルコース、1.6 mMのL-グルタミン、1.0 mMのピルビン酸ナトリウム、15 mMのHEPES、および1.2 g/LのNaHCO3を含むDMEM/Ham's F12培地を、P19細胞の培養に使用する。
培養条件：
P19胚性癌細胞株の増殖および培養には、37°Cに設定され、5%のCO₂が供給される加湿インキュベーターが不可欠である。
保存：
凍結したP19細胞バイアルは、細胞の生存率を長期にわたり維持するため、-150°C以下の温度の冷凍庫、または液体窒素の気相中で保存する必要があります。
凍結手順および培地：
P19細胞を凍結する際は、CM-1またはCM-ACF培地を使用し、細胞への凍結ショックを防ぎ、生存率を維持する緩慢凍結法を用いることができます。
解凍手順：
凍結したP19細胞は、37°Cの水浴中でバイアルを40～60秒間急速に撹拌することで解凍できます。細胞に新鮮な培地を加え、遠心分離を行って凍結培地の成分を除去します。その後、細胞沈殿を再懸濁し、増殖用の新しいフラスコに移します。
バイオセーフティレベル：
P19細胞株の取り扱いには、バイオセーフティレベル1の実験室環境が必要です。
P19細胞株：長所と短所
このセクションでは、P19細胞株の長所と短所について解説します。
長所
- 分化能： P19細胞は、心筋細胞、ニューロン、ミクログリア細胞など、さまざまな細胞タイプへ分化することができます。分化には、レチノイン酸やジメチルスルホキシド（DMSO）などの非毒性薬剤が必要です。 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達を誘導する一方、DMSOは拍動する心筋細胞や平滑筋細胞の発達を誘導する。したがって、P19細胞は細胞分化や発生過程の研究に有用である。
- モデルシステム： 多能性胚性癌細胞株P19は、初期胚発生を研究するための貴重なモデルである。研究者らは、P19細胞を用いて、細胞シグナル伝達経路や、これらの過程に関与する細胞・分子メカニズムの解明を行っている。
欠点
- マウス由来： P19はマウスの胚性癌細胞株である。そのため、これらの細胞を用いた研究から得られた知見は、ヒトの生物学や生理学的プロセスに完全には当てはまらない可能性がある。
P19細胞の研究用途
P19細胞は、その分化能および発生生物学や幹細胞研究との関連性から、いくつかの研究用途があります。P19胚性癌細胞の重要な研究用途には、以下のようなものがあります：
- 細胞分化研究：周知の通り、P19細胞はニューロン、ミクログリア、平滑筋細胞、心筋細胞へと分化することができるため、細胞分化プロセスの研究に広く利用されている。さらに、神経および心臓の発達ならびにその根底にあるメカニズムの解明にも寄与している。 2018年に実施された研究では、活性酸素種（ROS）がP19細胞の特定の細胞タイプへの分化を誘導し、他の細胞タイプへの分化を阻害することが明らかになった[3]。 別の研究では、レチノイン酸を介した神経分化過程が検討され、PI3K/Akt/GSK3βシグナル伝達経路が関与していることが明らかになった[4]。
- 発生生物学：P19細胞は、初期胚発生を研究するための極めて貴重なモデルである。これらは、胚発生における組織形成などの複雑な生物学的プロセスを理解する上で研究者に役立つ。ある研究では、P19細胞を用いて、心室中隔欠損（VSD）の形成に寄与する分子因子を調査した。 その結果、長鎖非コードRNAである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で、VSDの形成に寄与していることが明らかになった[5]。
- 薬剤試験：P19マウス胚性癌細胞株は、有望な薬剤候補のスクリーニングにも使用されている。 ある研究では、分化させたP19細胞由来のニューロンを用いて、合成L-ドーパおよびムクナ・プルリエンスの種子水抽出物の神経保護作用（アセチルコリンエステラーゼ阻害作用）を調査した。その結果、植物抽出物は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：研究論文
本記事のこのセクションでは、P19細胞を取り上げたいくつかの興味深い研究論文について紹介します。
下垂体性ホルモンが胚性幹細胞および奇形腫細胞の遊走、接着、増殖を調節するという新たな証拠
本論文は2017年に『Oncology Reports』誌に掲載されました。この研究では、下垂体性ホルモンが、P19細胞を含む奇形腫細胞株の接着、増殖、および遊走を促進していることが示唆されました。
長鎖非コードRNA uc.4は、TGF-βシグナル伝達経路を介して細胞分化に影響を与える
『Experimental & Molecular Medicine』誌（2018年）に掲載された本論文では、P19細胞を用いて長鎖非コードRNA uc.4の機能を研究した。その結果、uc.4がTGF-βシグナル伝達経路を調節することで細胞分化に影響を与えることが明らかになった。
P19胚性癌幹細胞の神経分化に対する3次元細胞培養と天然組織抽出物の複合効果
この研究論文は2018年に『Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine』誌に掲載された。本研究では、天然の脳組織抽出物と3次元細胞培養が、P19胚性癌細胞の神経細胞への分化を促進できることが明らかになった。
Cichorium intybus L.の葉抽出物による胚性癌幹細胞のインスリン産生細胞へのin vitro分化誘導
本研究は2020年に『Journal of Ethnopharmacology』誌に掲載された。本研究では、Cichorium intybus L.の葉抽出物が、P19胚性癌細胞のインスリン産生膵β細胞への分化を誘導し得ると提唱された。
Mucuna pruriens種子水抽出物は、合成L-ドーパと比較して神経保護作用およびアセチルコリンエステラーゼ阻害作用が向上した
この研究は『Molecules』（2022年）に掲載された。本研究では、ムクナ・プルリエンス（Mucuna pruriens）種子抽出物がP19細胞のニューロンに及ぼす神経保護作用および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細胞株に関するリソース：プロトコル、動画など
以下に、P19細胞に関するリソースをいくつか紹介します。
- P19細胞の神経分化プロトコル：この記事には、P19細胞の神経分化プロトコルや、P19細胞の分化に関するその他の有用な情報が掲載されています。
- P19細胞のトランスフェクション：このリンクから、P19細胞のトランスフェクションプロトコルについて学ぶことができます。
以下のリンクには、P19細胞の培養プロトコルが掲載されています。
- P19細胞：このウェブサイトには、培養条件、P19細胞用培地、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胚性癌細胞株. 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ためのモデル. Cell Culture Techniques, 2011: p. 223-240.
- Pashkovskaia, N., U. Gey, and G. Rödel, 「ミトコンドリア由来の活性酸素種（ROS）がマウス多能性P19細胞の分化を誘導する」。Stem Cell Research, 2018. 30: p. 180-191.
- Fu, F. 他, オールトランスレチノイン酸は、PI3K/Akt/GSK3βシグナル伝達経路を介してP19細胞のニューロンへの分化を誘導する。 Journal of Cellular Biochemistry, 2020. 121(11): p. 4386-4396.
- Jiang, Y. 他、長鎖非コードRNA SNHG6 は、miR-101 の負の調節および Wnt/β-カテニン経路の活性化を介して心室中隔欠損の形成に寄与する。Die Pharmazie-An International Journal of Pharmaceutical Sciences, 2019. 74(1): p. 23-28.
- Kamkaen, N. 他、Mucuna pruriens の種子水抽出物は、合成 L-ドーパと比較して、神経保護作用およびアセチルコリンエステラーゼ阻害作用を向上させた。Molecules, 2022. 27(10): p. 3131.