JMT日本干细胞-研究基础中的基础！关于培养ES细胞、IPS细胞进行详细说明
点击量：164 日期：2021-04-09 10:17 编辑：JMT日本医疗
本文摘要
·培养ES细胞和iPS细胞的机构需要符合既定标准
·培养ES细胞和iPS细胞需要饲养细胞
·如何培养ES细胞和iPS细胞
为了将ES细胞和iPS细胞投入实际使用，正在进行研究，但是仅用一个细胞无法做任何事情。需要培养和增殖。
培养是指“培养细胞”，“增殖细胞”和“维持细胞”，通常用于培养的容器中含有细胞存活必需物质的培养液以及要放入需要培养的细胞。
在本文中，我们将说明这种培养的方法和设备，尤其是ES细胞和iPS细胞的培养！
目录
1.ES细胞和iPS细胞培养所需的设施
1-1.防止外界细菌污染
2-2.防止样品之间的交叉污染
1-3.防止扩散到外部
2.培养ES细胞和iPS细胞的必要条件
3.如何培养ES细胞和iPS细胞
3-1.ES细胞的培养
3-2.iPS细胞的培养
4.总结
1.ES细胞和iPS细胞培养所需的设施
为了培养ES细胞和iPS细胞，需要有满足指定标准的设备。
在日本培养的话需要：
细胞培养设施（CPC：Cell Processing Center）
CPC是由细胞处理设施（CPF：Cell Processing Facility）和实验室建立的。
在国外，CPC这个名称并不常用，通常被称为CPF。
日文中，“细胞培养设施”的“培养”部分和“细胞处理设施”的“处理”部分不同。用英语进行比较时，是“Center”和“Facility”这两个部分不同，但是两者都具有“设施”的含义，因此无需区分。
不管怎么说，这个“设施”需要有防止污染的功能。这个防止污染的功能有以下3个。
1-1.防止外界细菌污染
在培养ES细胞、iPS细胞的时候，如果从外部进入杂菌的话，会出现损坏研究的正确性、细胞无法分化、死亡等现象。为了防止这种情况发生，需要能够从外部将细菌、病毒等截断的设备。
2-2.防止样品之间的交叉污染
在处理多个样品的时候，为了防止弄错样品，需要采取必要的措施。另外，在容纳样品的容器中，需要填写样品名、批次号、采集日期或处理日期。
1-3.防止扩散到外部
当将果蝇，大鼠和小鼠等基因进行修饰以制成转基因动物时，如果它们从实验设备中逃脱出来，自然界中将存在人工修饰的动物。通过和同类野生动物进行繁殖，自然界中就会出现本来并不存在基因类型的物种。
ES细胞、iPS细胞也同样需要采取不向外释放的措施。
在这里，需要做到
·制定拿到外面的规则
·防止泄漏到外部的设备和设施
ES细胞和iPS细胞被培养在具有这种功能的设施和建筑物中。根据目的，将设施进一步划分为诸如细胞培养室之类的房间，并确定可以带入房间的内容和不能带入房间的内容。换句话说，ES细胞和iPS细胞在每个房间以及整个设施的环境中进行培养，在该环境中哪些东西可以进出完全受到控制。
CPC和CPF需要进行环境监视，以检查它们是否被控制在适当的环境中，并且始终处于监视。
2.培养ES细胞和iPS细胞的必要条件
构成我们身体的细胞，通过生物的恒常性维持机构供给氧气、营养等来生存。但是，因为培养细胞没有血管等，所以需要人工提供营养。
虽然包含细胞必须成分的是培养液，但是动物的细胞有各种各样的种类，适合的细胞培养液也各不相同。另外，ES细胞、iPS细胞大多是以分化成某种细胞为目的进行培养，因此必须准备符合目的的培养液。
为了调整ES细胞、iPS细胞的分化、促进增殖的培养条件，可以在与ES细胞、IPS细胞相同的培养容器内培养细胞。
详细说明
饲养细胞经过处理，不会通过伽马射线进行增殖处理。
这是为了防止饲养细胞的增殖与培养容器中的ES细胞和iPS细胞的增殖竞争，并且阻止饲养细胞的增殖威胁ES细胞和iPS细胞的存活。
例如，在ES细胞中，小鼠纤维芽细胞被用作饲养细胞。
另外，细胞生长所必需的各种因子和激素没有添加到培养基中。因此，在细胞培养期间，添加胎牛血清（FBS：Fetal Bovine Serum）以向细胞提供粘附因子、生长因子、激素等。也可以使用牛血清白蛋白（BSA：Bovine Serum Albumin）。
FBS将从一只胎儿中提取的血清作为一个批次来处理。是以1只为单位，从别的胎儿身上取的血清会造成批量发生变化。这个血清成分根据个体差异等，每批含有的成分都有微妙的差异，为了防止实验结果的偏差，购买FBS的时候要以1批、1只为单位购买。
如果在其他批次进行实验，可能会出现不同的结果。为了防止这种情况发生，最近也有使用人工合成的不含动物成分（不含任何动物源性物质）的培养基。
3.如何培养ES细胞和iPS细胞
ES细胞和iPS细胞的很大区别在于，ES细胞必须购买，而iPS细胞则可以自己制作。ES细胞需要受精卵开始细胞分裂，变成胚泡细胞时的内部细胞块。因为采集这个有伦理性的问题，所以一般的研究室是不可能实施。
3-1.ES细胞的培养
为了培养ES细胞，首先要准备使用明胶的培养基。然后添加诱导分化、增殖的饲养细胞，使细胞稳定。然后在上面植入购买的ES细胞进行培养。
3-2.iPS细胞的培养
iPS细胞可以自己制作。为了变成iPS细胞，需要将细胞初始化的遗传因子放入细胞内。
将包含用于基因重组的质粒引入收集到的血细胞中。从该质粒中可以观察到初始化所需的基因时就代表细胞已经初始化了，然后细胞就会成为iPS细胞。
这个方法的话，细胞本来就有的染色体里不能导入基因。
首先开发了一种通过使用病毒载体修饰原始基因序列来创建iPS细胞的方法。这是一种将转基因整合到染色体中的方法，但是对于每个实验，都必须在严格控制的实验室中进行。
但是，由于通过质粒导入产生的iPS细胞不会修饰染色体，因此可以在控制程度稍低的实验室中定期进行。该方法的发展在普及iPS细胞培养中起着重要作用。
已将质粒导入并重组的细胞成为iPS细胞。之后，植入培养液然后进行培养。
ES细胞、iPS细胞的性质各不相同，所以在培养过程中维护的方法不同。另外，为了除去细胞中的废物，提供新的营养和必要的因子，必须定期更换培养液。
4.总结
1981年使用小鼠成功建立了ES细胞，并在1998年制成了人类ES细胞。这些发现得到了广泛认可，然后仅仅在八年后，就宣布制成了iPS细胞。
ES细胞需要从胚胎中提取，人体ES细胞采集需要从受精卵到胚泡的初始胚胎。也就是说，有必要停止使用可能成为胎儿并在分娩时成为新生儿的细胞发育，如果在受精时就认定为生命的话，在伦理上有着很大的障碍。
另一方面，需要从正常分化的细胞中建立iPS细胞。然而，ES细胞不是不必要的，并且需要在比较和检查ES细胞和iPS细胞两者的同时进行研究，以确保科学证据。
关于这两种细胞培养方法，为了分化和增殖，陆续宣布了新的培养方法。对新的培养方法的研究对于再生医学的未来发展是必不可少的，并且世界各地都开始进行了重点研究。
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