JMT日本干細胞飼養細胞是？解析有培養細胞作用的飼養細胞的培養

本文摘要

培養的細胞存儲在細胞庫中，并提供給需要使用它們的研究人員。

飼養細胞是與干細胞一起培養以創造適于誘導分化的環境的細胞。

飼養細胞是在培養細胞時用作準備增殖和分化所必需的環境的補充的細胞。

目錄

1. iPS細胞的培養

2.培養細胞的便利性和局限性

3.使培養的細胞更接近體內的細胞

4.培養干細胞所需的飼養細胞

1.IPS細胞的培養

通過人工誘導分化為各種組織和器官的細胞，iPS細胞有望用于再生醫學。誘導分化的方法因靶細胞而異，尋找“ iPS細胞應在何種條件下分化為靶細胞的培養方法”是非常重要的研究課題。

已經建立了幾種誘導分化的方法，其中一種是與其他類型的細胞一起培養。這是通過在培養皿中存在iPS細胞和其他種類細胞的條件下培養iPS細胞來促進其分化的方法。

為什么與其他細胞一起培養時，分化誘導效果很好？其原因是應用了已經使用了很長時間的培養細胞的專門知識和研究知識。

2.培養細胞的便利性和局限性

當從人類或其他動物身上獲得的細胞可以在實驗室中，即在體外進行人工培養時，它們便被確立為培養細胞。目前，已經建立了許多細胞類型，例如健康細胞和癌細胞作為培養細胞。

這些培養的??細胞存儲在細胞庫中，并提供給想要使用它們的研究人員。對于可以保證無限增殖的細胞（例如癌細胞），研究人員在收到細胞時對其進行培養并增加細胞數量的實驗，研究人員會用液氮冷凍保存一些增殖的細胞，做為庫存。

這是因為當再次需要它時，可以解凍并使用自己的冷凍庫存，而不用從細胞庫預定。對于不能保證無限期生長并且預期具有細胞分裂數目上限的細胞（例如癌細胞），將生長的細胞用于實驗中，并在必要時從細胞庫重新排序。

這些培養??細胞在科學的發展中發揮了重要作用，并闡明了在倫理上不允許進行人類實驗的情況下，有關疾病的細胞水平正在發生的變化。其結果就是通過使用這些培養細胞，已經開發了許多藥物和治療方法。

現在，與再生醫學一樣，我們現在處于可以人工使用細胞來制作構成所需的組織和器官的細胞，并進行移植的階段。人類正在獲得人工培養iPS細胞，ES細胞等以產生所需細胞的技術。

盡管培養細胞是這樣方便，但它還有很大的缺點，那就是培養細胞有一部分的屬性與構成身體時不同。

培養細胞分為漂浮型細胞和貼壁型細胞。貼壁型細胞附著在培養儀器和培養皿底部并增殖。漂浮型細胞和貼壁型細胞都需要在培養基中培養。當細胞在體內時，它們被細胞包圍，并浸入一種侵入細胞間的稱為間隙液的流體中。

周圍細胞分泌的物質不斷溶解在這種基質液中。細胞會根據人體和組織所處的環境改變它們分泌的物質和分泌的數量。同樣，周圍的細胞不一定總是相同的細胞。由于周圍區域還存在不同類型的細胞，因此會分泌出各種物質。

另一方面，在人工培養細胞的環境中，周圍細胞只有一種與自體相同的細胞。這是因為儲存在細胞庫和實驗室中的細胞以確實僅存在那些細胞的狀態以及容器中容納一種細胞的狀態進行存儲。

在那種情況下，細胞分泌的唯一物質是一種細胞分泌的物質。另外，不能人為地再現被細胞包圍并且用間隙液填充間隙的狀態。培養的細胞被培養基包圍，并且以它們不與如此多的細胞接觸的狀態進行培養。

由于這些環境差異，細胞非常容易改變其特性。因此，在最近的10到20年中，使培養的細胞的狀態更接近體內環境的研究變得活躍。

3.使培養的細胞更接近體內的細胞

在粘附在培養皿底部的同時培養一些培養的細胞，而另一些則懸浮在培養基中。在這兩種情況下，周圍環境都與內部環境有很大不同。為了解決該問題，近來流行一種凝集多個培養細胞以形成細胞團并對其進行培養的方法。

體內大多數細胞的形狀都像它們被嵌入細胞群的一部分中一樣。這是一種人工繁殖細胞團的方法。實際上，已經相繼報道了當通過這種方法培養時，體內細胞與培養細胞之間不同的特性和基因表達模式變得相似。

一個例子是肝細胞。肝臟是代謝藥物的重要器官，而代謝藥物的酶在細胞中表達。然而，當建立并培養培養的細胞系時，在培養的肝細胞中藥物代謝酶的表達降低。

肝臟中藥物代謝的研究是藥物治療的重要研究。但是，如果不能使用培養的細胞，則必須在動物實驗中摸索它們。由于不可能使用人細胞進行實驗，因此從理論上講只有在實際進入臨床試驗時才可以預測當將藥物施用于人時該藥物將如何代謝，并且只有在進行嘗試后才能知道將有很多部分。

在2015年，當使用肝癌細胞形成細胞團塊并測量藥物代謝酶的水平時，很明顯其表達已恢復到體內接近肝癌細胞的水平。

在過去的幾年中，研究已經開始通過混合其他細胞來復制體內的細胞團，以使該細胞團更接近人體。

4. 培養干細胞所需的飼養細胞

混合其他細胞以創造更接近人體的環境的方法已應用于分化iPS細胞的培養物中。通過培養iPS細胞和其他細胞的混合物，可以創建類似于體內環境的環境，并且可以平滑地誘導iPS細胞的分化。

用這些iPS細胞培養的細胞稱為飼養細胞。飼養細胞不是指定義為存在的細胞的名稱，而是指“與干細胞一起培養以創造適于誘導分化的環境的細胞”。換句話說，為了誘導分化而與iPS細胞和ES細胞一起培養的所有細胞被稱為飼養細胞。

成纖維細胞用于這些飼養細胞，但是如果將它們原樣一起培養，飼養細胞也會增殖，這可能會對iPS細胞和ES細胞的增殖產生不利影響。因此，調整飼養細胞，使其不會通過放治，藥物治療等增殖。

但是，盡管細胞不增殖，但iPS細胞和ES細胞以外的細胞仍然活著，所以分化誘導后收集并準備移植時，盡管飼養細胞有可能被污染但還是不舍得將其丟棄。

因此，理研正在開發一種化學固定飼養細胞并將其與iPS細胞和ES細胞一起培養的方法。當進行化學固定時，所有生化反應都在固定細胞中停止。由于組織在物理上是穩定的并保持其原始形狀，因此在制備染色樣本時使用此方法。

當進行化學固定時，細胞是“死亡的”，即飼養細胞是死亡的。由于所有維持細胞活性的生化反應都在細胞內停止，因此不能說是“活著的”。但是，理研團隊發現，使用這些飼養細胞培養干細胞可以誘導分化。

通過這種方法，飼養細胞被混合入分化細胞并被移植的風險幾乎為零，可以說安全性得到了提高。相信隨著進一步的研究可以促進人造物質的發展，這些人造物質將替代飼養細胞本身。