U937細胞-単球性白血病研究のモデルと進歩
U937細胞株は、生物医学研究において広く利用されているin vitroモデルであり、親単球系に由来し、骨髄系細胞の細胞動態に関する貴重な洞察を提供している。この論文は、免疫細胞、特に急性骨髄性白血病（AML）の分子機構とシグナル伝達経路を理解する上で不可欠なU937細胞株の起源、一般的特徴、多様な用途について掘り下げている。
U937細胞の起源と一般的特徴
このセクションでは、U937細胞株の起源と基本的な特徴を明らかにする。U937白血病細胞株の本質、その細胞の同一性、その由来、そして研究において極めて重要なモデルとなっている主要な特徴を知ることができます。
U937細胞は、1976年にSundstromとNilssonによって汎発性組織球性リンパ腫の37歳の白人男性の胸水から樹立されたもので、ユニークな親単球性の表現型を示す[1]。これらの細胞は、単球-マクロファージ細胞型の典型的な形態を体現しており、丸い形をした構造と平均直径約14μmを持ち、ヒトDC-SIGNタンパク質のような表面マーカーを特徴とする。U937細胞株は、ある刺激にさらされると、単球、マクロファージ、さらには樹状細胞を含む様々な免疫細胞へと分化する能力を有しており、細胞の分化過程を研究するためのダイナミックなシステムを提供するものとして、大きな関心を集めている。
U937の細胞レパートリーには、循環前駆細胞や異常染色体（特に16番染色体の一部）の評価においてしばしば研究されるマーカーであるアメロゲニンを発現する能力も含まれており、がん細胞株百科事典における豊富なリソースとしての地位を支えている。U937細胞は、3次元細胞培養や高度なイメージングなどの技術により、研究者がより生理学的に適切な環境で細胞の挙動や相互作用を観察できるよう、生体内に近い状況を提供している。
U937細胞株培養情報
U937細胞の培養について、以下のポイントを知っておくと、培養がより簡単で効率的になります。以下のことを学びます：U937細胞の倍加時間は？U937細胞株は接着性か懸濁性か？U937培地とは何ですか？U937細胞の培養方法は？
U937細胞培養のポイント
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集団倍加時間： |
U937細胞の平均倍加時間は36時間です。しかし、48時間から72時間の間である場合もある。 |
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接着または懸濁状態： |
U937マクロファージは丸い形をしており、懸濁培養で増殖する。 |
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播種密度： |
U937細胞の播種密度は1 x105cells/mLが推奨される。浮遊細胞には継代液は必要ありません。必要な細胞密度で新しいフラスコに播種する。 |
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増殖培地： |
U937細胞培養はRPMI1640培地で維持される。この培地は、最適な細胞増殖のために、2.0mM L-グルタミン、2.0g/L NaHCO3、2.0g/L L-グルコース、および10% FBSが添加されている。培地は週に1～2回交換する。 |
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増殖条件（温度、CO2）： |
U937細胞の理想的な増殖には、37℃の加湿インキュベーターと5％のCO2供給が必要である。 |
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保存： |
U937細胞は、液体窒素の気相または-150℃以下の温度で保存し、細胞の生存率を長期間維持する。 |
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凍結プロセスと培地 |
ヒトマクロファージ細胞株U937の凍結には、CM-1またはCM-ACF凍結培地を使用する。細胞生存率を最大限に維持するため、緩慢凍結法（徐々に1℃ずつ温度を下げる）を推奨する。 |
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解凍プロセス： |
凍結したバイアルは、小さな氷の塊が残るまで37℃のウォーターバスに保つ。細胞に新鮮培地を加え、遠心分離する。培地を捨て、細胞ペレットを再懸濁し、新しいフラスコに注ぐ。U937細胞は比較的速い凍結回復を示す。 |
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バイオセーフティレベル |
U937細胞の培養には、バイオセーフティレベル1の実験室設定が推奨される。 |
U937細胞の長所と短所
U937細胞は、理想的な研究ツールとなる長所と短所がユニークに混在している。U937細胞培養の顕著な長所と短所を以下に述べる。
長所
U937細胞株の主な利点は以下の通りである：
- 安定性が高い： U937細胞株は組織球由来であるため、初代血液白血病細胞と比較して高い安定性を示す。さらに、これらの細胞は無期限に培養可能であり、遺伝学的に均質であるため、研究用のモデルとして便利である。
- 分化： U937細胞は刺激を受けると、単球、マクロファージ、樹状細胞などの他の免疫細胞に分化する能力を持つ。これは、免疫応答の生成に関与する細胞メカニズムの理解に役立つ。
- 維持が容易： U937細胞は研究室での培養や維持が容易である。U937細胞の培養には複雑な手順やプロトコルは必要ない。
欠点
以下はU937細胞株に関連するいくつかの欠点である。
- 染色体異常： U937細胞は転座を含む染色体異常を持っている。これは実験結果や結果の再現性に影響を与える可能性がある。
免疫学・血液学研究用U937単球細胞株
U937細胞株の研究への応用
組織球性リンパ腫細胞株であるU937細胞は、様々な生物学的研究応用のための貴重なモデルとして役立っている。U937細胞株は、特定の条件下でマクロファージ様細胞に分化する能力を持つことから、骨髄系細胞の研究、特にマクロファージモデルとしての役割が特に高く評価されている。U937細胞株は、炎症反応や免疫調節を理解する上で極めて重要な、貪食活性やサイトカインの神経生物学などのマクロファージ機能の研究を容易にする。この細胞株はまた、初代単球に似た性質を示すので、研究者は初代細胞のようなばらつきなしに、免疫細胞の行動のニュアンスを調べることができる。
- 細胞遺伝学：細胞遺伝学的特性解析の領域では、U937細胞は、特にセントロメアの捕捉や相同染色体の挙動に関して、11番染色体や16番染色体の一部を研究する上で極めて重要である。研究者たちは、U937細胞由来の組織球性リンパ腫を含め、癌の進行の基礎を理解するのに不可欠なゲノムの再編成やゲノムの不安定性を調べるのに、この細胞を頼りにしている。この細胞株は正確な核型情報を提供するため、染色体の異常や再配列染色体、特に20番染色体の再配列を伴う染色体異常の研究に優れたツールとなる。
- 単球／マクロファージ生物学：U937細胞株は、単球とマクロファージの機能と制御を解明する有力なモデルとして機能している。これには、貪食、抗原提示、サイトカイン産生などの側面の研究が含まれる。2023年の研究では、U937細胞を用いて、ヒトマクロファージ細胞の炎症反応に対するグリコマクロペプチドの影響を調べた。この研究では、グリコマクロペプチドの抗炎症特性が強調され、これらの細胞内のサイトカインレベルの減少が示された[2]。
- がん研究：癌学の領域では、U937細胞は癌の根底にある細胞メカニズムやシグナル伝達経路の解明に役立っている。U937細胞はまた、抗がん剤スクリーニングや新規がん治療法の評価においても極めて重要である。この用途を反映して、ある研究ではU937骨髄性白血病細胞株を用いて、ケールの生ジュースと蒸しジュースの両方の抗がん作用を評価した。この研究で得られた知見によると、ケールジュースはカスパーゼ依存性経路を介してがん細胞のアポトーシス活性を促進することが示された［3］。
- 毒性学的研究：U937細胞は、環境汚染物質や様々な化学物質の細胞毒性効果を調べるためにも使用されている。例えば、ある研究では、ポリエチレンマイクロプラスチックの潜在的な細胞毒性効果を評価するために、U937細胞株などが用いられた [4] 。この研究は、他の研究とともに、毒物学におけるU937細胞の重要性を強調しており、物質がヒト単球細胞とどのように相互作用し、ヒトの健康に及ぼす潜在的な影響を理解するためのモデルを提供している。
共焦点レーザー顕微鏡を用いることで、研究者はU937細胞の貪食活性を可視化・定量化することができ、感染性物質を含む様々な刺激に対する応答の表現型決定に役立つ。細胞株オントロジーと正確な核型情報は、このような研究の精度をさらに高める。
U937細胞研究発表
以下は、U937細胞を取り上げた興味深く著名な研究です。
マグノフロリンはU937マクロファージにおいてMyD88依存性経路を介してLPS活性化炎症反応を増強するPlanta Medica（2018年）に掲載されたこの研究は、ティノスポラ・クリスパ（Tinospora crispa）植物から得られる主要な生物活性代謝物が、U937マクロファージにおける免疫応答の増強に関して高い可能性を持つことを提案した。
U937単球およびマクロファージにおける一酸化窒素に対するPeganum harmala種子エキスの効果この研究論文は、2020年にInternational Journal of Medical Laboratoryに掲載された。この研究で研究者らは、U937単球およびマクロファージにおける一酸化窒素産生に対するPeganum harmala種子エキスの潜在的効果を評価した。
ポリエチレンマイクロプラスチックのヒト由来細胞株に対する潜在的毒性の評価Science of the Total Environment誌（2022年）に掲載されたこの研究は、環境汚染物質、すなわちポリエチレンマイクロプラスチックのU937、THP-1、および他の3つのヒト細胞株に対する潜在的な細胞毒性効果を評価した。
ヒトU937マクロファージにおけるサイトカイン産生に対するVitex trifolia L.葉抽出物および植物成分の効果この研究は2020年にBMC Complementary Medicine and Therapies誌に発表された。この研究では、Vitex trifolia L.の葉から調製したさまざまな抽出物が、U937マクロファージにおけるサイトカイン産生に及ぼす影響について検討した。
低用量電離放射線被曝は、in vitroヒト初代ケラチノサイトおよびU937細胞株において細胞周期およびタンパク質合成経路を抑制するPLOS One誌に掲載された本論文（2018年）は、U937細胞株および初代ケラチノサイトにおける低用量電離放射線の潜在的影響を探求した。
U937細胞株に関するリソース：プロトコル、ビデオ、その他
U937細胞は研究ツールとして広く使用されています。U937細胞の培養と分化のプロトコルを説明した貴重なリソースをいくつかご紹介します：
- U937分化プロトコールU937細胞の分化プロトコール。さらに、U937ヒト骨髄性白血病細胞の培養プロトコールもある。
- 浮遊細胞のサブカルチャー：U937のような懸濁細胞株をサブカルチャーするための一般的なプロトコルを示したビデオです。
- U937細胞株このウェブサイトにはU937細胞に関する多くの情報が掲載されています。U937単球とマクロファージのサブカルチャー、凍結、融解プロトコールが記載されています。
U937細胞株研究アプリケーションFAQ
参考文献
- Chanput, W., V. Peters, and H. Wichers,THP-1 and U937 Cells.The Impact of Food Bioactives on Health: in vitro and ex vivo models, 2015: p. 147-159.
- Córdova-Dávalos, L.E.ら、 U937 マクロファージの炎症反応に対するグリコマクロペプチドの保護効果。 Foods, 2023. 12(7): p. 1528.
- Pungpuag, S., S. Boonpangrak, and Y. Suwanwong,Chinese Kale JuiceのU937細胞株に対する抗白血病効果とカスパーゼ依存性経路を介したアポトーシス促進効果。食品, 2023.12(7): p. 1471.
- Gautam、R.、他、ヒト由来細胞株に対するポリエチレンマイクロプラスチックの潜在的毒性の評価。全環境科学、2022年。838: p. 156089.
- Chanput, W., J.J. Mes, and H.J. Wichers,THP-1 cell line: an in vitro cell model for immune modulation approach. International immunopharmacology, 2014.23(1): p. 37-45.