U87MG細胞 - U87MGを用いた膠芽腫研究と脳腫瘍研究への影響
ヒト膠芽腫初代細胞株であるU-87MGは、生物学的研究に広く用いられている。特に神経科学や免疫腫瘍学の分野で使用されている。
U-87 MG細胞株の一般的特徴と起源
このセクションでは、U87細胞株の起源と一般的な特徴について説明します。U-87 MG細胞とは何か？U87細胞はどこから来たのですか？U-87 MG細胞の完全形は？U87細胞の大きさは？U87細胞株の形態は？
- U87細胞株は膠芽腫、星細胞腫の細胞株です。1966年にウプサラ大学で樹立されました。この細胞は膠芽腫に罹患した44歳の白人男性から得られた。この細胞株は正式にはU 87 MGと呼ばれ、これはUppsala 87 Malignant Gliomaの略である。
- U 87 MG細胞は上皮細胞様の形態を示す。
- U 87 MG細胞の大きさは直径12～14μmである。
- このヒト神経膠芽腫細胞株は低倍数体であり、細胞集団の約48％に44の染色体数を有する。しかし、5.9％の細胞集団にはより高い倍数体も存在する。
U-87 MG細胞の培養に関する情報
U-87 MG細胞を扱う前に、これらの膠芽腫細胞を培養するための以下の重要なポイントについて学ぶ必要があります。特に知っておくべきことU 87 MG細胞の集団倍加時間はどのくらいか？U87 細胞の培養にはどのような培地を使用しますか？U87 MG細胞株の播種密度はどのくらいですか？
U-87 MG細胞の培養のポイント
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集団倍加時間： |
U87 MG細胞の個体数倍化時間は18～38時間です。 |
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接着または懸濁： |
U-87 MGは接着性細胞株です。細胞は細長い形をしており、単層で増殖する。 |
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播種密度： |
膠芽腫細胞株 U87 MG は、1 x104 cells/cm2 の細胞密度で播種することが推奨される。接着したU87細胞を1 x PBSで洗浄し、Accutase溶液でインキュベートする。その後、解離した細胞を遠心分離して回収する。細胞を注意深く再懸濁し、増殖培地の入った新しいフラスコに加える。 |
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増殖培地： |
U 87 MG 細胞株は、1.0 g/L L-グルコース、2.0 mM L-グルタミン、2.2 g/L NaHCO3、1% NEAA、1 mM ピルビン酸ナトリウム、10% FBS 溶液を添加した EMEM（Eagle's minimal essential medium）で培養する。培地は2～3日ごとに更新する。 |
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増殖条件 |
U-87 MG細胞が最適に増殖するためには、5% CO2供給、37℃の加湿インキュベーターが必要である。 |
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保存： |
膠芽腫細胞の生存率を最大限に維持するため、U87細胞は液体窒素の気相中か-150℃以下で保存する。 |
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凍結プロセスと培地 |
U 87 MG細胞の凍結にはCM-1またはCM-ACF凍結培地が適している。細胞がショックを受けるのを防ぎ、細胞の生存率を守るため、ゆっくりと凍結することを推奨する。 |
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解凍プロセス |
凍結した U-87 MG 細胞株バイアルを 37°C のウォーターバスで解凍する。細胞に増殖培地を加え、再懸濁し、新しいフラスコで培養する。これとは逆に、U87細胞は遠心して凍結培地を除去してから培養することができる。 |
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バイオセーフティレベル |
U87 MG細胞培養物の取り扱いにはバイオセーフティレベル1が必要である。 |
U-87 MG細胞の利点と欠点
細胞株といえば、私たちがまず思い浮かべるのは、U-87 MG細胞を使う利点は何か？U87細胞の欠点は何だろうか？
利点
U87 MG細胞株は研究において広く使用されている。この細胞株に関する利点はいくつかある：
利点
- 培養が容易である：U 87 MG細胞は培養維持が容易である。気難しく複雑な細胞培養条件を必要としない。
- 均質性：U-87 MGは均質な細胞株である。集団内のほとんどの細胞は同じ遺伝的構成を持っており、したがって類似した特徴を共有しています。これらの細胞は、細胞プロセスの研究、薬剤スクリーニング、検査に利用されている。
- よく特性化されている：この膠芽腫細胞株は、増殖特性、形態、遺伝子発現がよく特徴付けられており、貴重な研究ツールとなっている。
欠点
- 限られた適用性：U87 MGは膠芽腫細胞株であるため、その応用範囲は主に膠芽腫およびその根底にある分子メカニズムの研究に限定される。他のがん種の研究には適さないかもしれない。
U-87 MG細胞を用いた研究応用
U87MG 膠芽腫細胞株は、がん研究、特に膠芽腫研究で広く利用されている。U-87 MG細胞の研究応用には以下のようなものがある：
- がん生物学研究： U87細胞株は、がんの増殖と発生、基礎となる分子メカニズム、シグナル伝達経路、腫瘍微小環境の研究に使用される。2020年に発表された研究では、膠芽腫のin vitroモデルであるU-87 MG細胞株を用いて、治療標的としてのBMAL1（Basic Helix-Loop-Helix ARNT Like 1）遺伝子を調査した。その結果、BMAL1遺伝子は、サイクリンB1、メタロプロテアーゼ-9、ホスホ-AKT遺伝子の発現を抑制することにより、神経膠芽腫細胞の増殖、遊走、浸潤を阻害することが示された[1]。2019年に実施された別の研究では、U87細胞株を利用し、リポ多糖誘導腫瘍壊死因子α因子（LITAF）転写因子の発現をダウンレギュレートすることで、FOXO-1経路のアップレギュレーションを通じて神経膠腫細胞の放射線感受性を高めることができることを調査した。LITAFはp53誘導遺伝子7（PIG7）としても知られている [2] 。
- 創薬および薬剤開発： U-87 MG細胞は薬剤のスクリーニングや試験に使用することができ、研究者は新しい抗癌剤の候補を同定し、その有効性と毒性を評価することができる。研究としては、U-87 MG膠芽腫細胞株を用いて、イヌラヘレニウム（L.）抽出物の抗がん活性および抗酸化活性を評価した [3]。同様に、別の出版物では、植物抽出物の細胞毒性およびアポトーシス効果を試験するためにU87細胞株を使用したことに言及している[4]。さらに、2018年に発表された研究では、ヌファル植物から抽出したセスキテルペンアルカロイドの感受性および薬剤耐性U 87 MG細胞株に対する細胞毒性作用が研究されている[5]。
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U-87 MG細胞株研究発表
U87 MG細胞株を取り上げた著名な研究論文をご紹介します。
低酸素はPI3K/Akt/mTOR/HIF-1α経路を介してヒト膠芽腫U87細胞の遊走および浸潤を亢進する
Neuroreport 2018に掲載されたこの論文は、低酸素がPI3K/Akt/mTOR/HIF-1αシグナル伝達経路を制御することにより、ヒト膠芽腫細胞の遊走および浸潤を亢進させる可能性があることを提唱した。
エリオジチオールはPI3K/Akt/NF-κBシグナル経路を介して神経膠腫細胞の増殖、転移を抑制し、アポトーシスを誘導する
この研究は、2020年のFrontiers in Pharmacology誌に掲載される。研究結果によると、フラボノイドの一種であるエリオジクチオールは、U87細胞株に対して抗がん作用を示し、細胞の増殖と転移を抑制する。この化合物は、PI3K/Akt/NF-κB経路を調節することによって抗腫瘍特性を媒介する。
Xihuang錠剤は、活性酸素を介したAkt/mTOR/FOXO1経路を標的として、ヒト膠芽腫U-87 MG細胞のアポトーシスを誘導する。
Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine（2018年）に掲載されたこの研究は、Xihuang pillと呼ばれる漢方処方が、ROS活性化Akt/mTOR/FOXO1カスケードを標的とすることで、U87細胞のアポトーシスを誘導できることを示唆している。
LITAFはFoxO1経路を介してヒト神経膠腫細胞の放射線感受性を高める
この研究論文は、2019年のCellular and Molecular Neurobiology誌に掲載された。この研究では、転写因子LITAFが、FOXO-1シグナル伝達経路を制御することにより、神経膠腫細胞の放射線感受性をダウンレギュレートし、増強することが提案された。
クルクミン担持PLGAナノ粒子の調製とヒト膠芽腫U87MG細胞に対する細胞毒性効果の検討
この論文はBiointerface Research in Applied Chemistry（2019年）に掲載された。研究者らは、クルクミン担持PLGAナノ粒子の細胞毒性効果を調べるためにU 87 MG細胞を使用した。
U-87 MG細胞に関するリソース：プロトコル、ビデオ、その他
U87MG 膠芽腫細胞株は多くのがん研究室で使用されている。この細胞株を特集したリソースをいくつかご紹介します：
- U87細胞株のトランスフェクション：この資料では、U87 MG細胞のトランスフェクション・プロトコールについて説明します。
- U87 MG細胞株のトランスフェクション：このビデオは、U87細胞のトランスフェクション・プロトコルをステップ・バイ・ステップで説明するチュートリアルです。
U87細胞の細胞培養プロトコルのリソースを以下に示します：
- U87 MG細胞：このリンクにはU87 MG細胞株に関する基本情報が含まれています。簡単な細胞分割、凍結、解凍プロトコールが含まれています。
U87 MGグリオーマ研究への洞察：よくある質問
参考文献
- Gwon、D.H.、他、BMAL1は、サイクリンB1、ホスホ-AKT、メタロプロテアーゼ-9のダウンレギュレーションにより、U87MG細胞の増殖、遊走、浸潤を抑制する。Int J Mol Sci, 2020.21(7).
- Huang, C., et al.,LITAFはFoxO1経路を介してヒト神経膠腫細胞の放射線感受性を増強する。Cell Mol Neurobiol, 2019.39(6): p. 871-882.
- Koc, K., et al.、ヒトU-87 MG膠芽腫細胞株におけるイヌラヘレニウム（L.）抽出物の抗酸化活性および抗がん活性。J Cancer Res Ther, 2018.14(3): p. 658-661.
- Rezadoost, M.H., H.H. Kumleh, and A. Ghasempour,Cytotoxicity and apoptosis induction in breast cancer, skin cancer and glioblastoma cells by plant extracts.Mol Biol Rep, 2019.46(5): p. 5131-5142.
- 深谷真紀子、他、ヌファール植物由来セスキテルペンアルカロイドの感受性および薬剤耐性細胞株に対する細胞毒性.Food Funct, 2018.9(12): p. 6279-6286.