細胞培養表面の進化

細胞培養表面とは、細胞を自然環境から離れた制御された条件下で培養する表面のことである。研究対象の細胞は組織から分離され、注意深く制御された条件下で維持・保存される。 

細胞培養表面の歴史

過去100年の間に、細胞培養、増殖、分化は、縁の下の力持ち的な実験から、広く使われる生物生産ツールへと移行した。この間、細胞培養表面そのものも、研究要件の調整とともに進化してきた。 

細胞培養表面は、1954年のポリオウイルスワクチンのように、多くの実験的手順において重要な役割を果たしてきた。これは、商業製品の開発に細胞培養が使用された最初の例であり、研究・生産ツールとしての細胞培養の急成長が始まった。  

細胞培養表面の歴史的課題

プライマリー細胞培養は、歴史的にガラスへの接着が困難であった。このため、細胞研究において細胞の接着と成長を促進するために、ラット尾部コラーゲンを使用してガラス表面を覆うようになった。細胞培養表面に使用されるガラスは、洗浄剤の残留物が実験を危険にさらすことのないよう、広範囲かつ厳密な洗浄を必要とする。 

このような工程を経るよりも、科学者たちは、ポリスチレンで作られた使い捨てのプラスチック製細胞培養面を使い始めた。ポリスチレンの表面が選ばれたのは、この素材が優れた光学的透明性を持ち、成形可能で、放射線照射で簡単に滅菌できるからである。表面はより親水性になるように加工され、細胞接着タンパク質が表面に沿って広がり、細胞が接着しやすい環境を作る。 

時が経つにつれて、ポリスチレンは無血清培地での細胞増殖が困難なため、研究者の間で好まれなくなった。ポリスチレンの細胞培養表面は、細胞株において分化した細胞の機能を維持することも困難であった。 

研究者たちは、培養容器の性能と接着性を高めるために、次のようなさまざまな材料を使ったコーティングを始めた:

  • コラーゲン
  • ラミニン 
  • 接着タンパク質 
  • フィブロネクチン 
  • ヒアルロニデート 
  • 硫酸ヘパリン 
  • コンドロイチン硫酸 

これらのコーティングは、細胞の接着と成長を改善し、加工中も接着を維持する。 

細胞培養表面の主な用途

細胞培養研究は、ワクチンやヒト臓器移植の製造に不可欠である。また、いくつかの抗がん剤や細胞農業においても重要な役割を担っている。 

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