HT-29
ヒト大腸癌細胞株

HT-29は生物学や癌研究で広く使用されているヒト大腸癌 細胞株です。[1]

特徴

HT-29細胞株は、1964年にメモリアル・スローン・ケタリングがんセンターのヨルゲン・フォグ博士によって、大腸腺癌を患う44歳の白人女性の腫瘍から樹立されました。[2] HT-29細胞は密な単層で増殖し、小腸上皮細胞と類似した特徴を有しています。グルコース欠乏や酪酸ナトリウムなどの分化誘導剤への曝露などの特定の条件下では、これらの細胞は微絨毛と明確なタイトジャンクションを特徴とする上皮細胞形態を発達させます。[3]

遺伝的特徴と突然変異

HT-29細胞は、大腸癌に共通するいくつかの遺伝子変異を有しており、特に腫瘍抑制遺伝子TP53とAPC、そして癌遺伝子 BRAFの変異が顕著である。[4]具体的には、HT-29細胞はp53 腫瘍抗原を過剰産生するが、p53遺伝子の273番目のアミノ酸に変異が生じており、アルギニンがヒスチジンに置換されている。この変異は、腫瘍抑制機能の変化、細胞増殖の増加、そしてアポトーシス抵抗性と関連している。[5]

HT-29細胞はc-mycがん遺伝子の発現も調節不全に陥っている。c -mycの発現は調節不全ではあるものの、成長因子や栄養素の利用可能性に対する応答性と密接に関連しており、がん遺伝子シグナル伝達経路と増殖能の間に関連があることを示唆している。[6]

これらの細胞におけるBRAF V600E変異は、MAPキナーゼシグナル伝達経路を持続的に活性化します。これは細胞の増殖、生存、そして様々な治療薬に対する耐性に寄与します。[7]これらの特性により、HT-29細胞は大腸癌の病因と治療戦略を研究するための貴重なモデルとなっています。[7]

培養

成長要件

HT-29細胞は培養と維持が比較的容易であるため、in vitro大腸癌モデルとして広く用いられています。上皮様形態を有する接着性単層細胞として増殖し、最適な増殖、細胞生存率、そして実験結果の再現性を得るには特定の条件が必要です。HT-29細胞は増殖因子を欠く細胞培養では約4日間の倍加時間で増殖しますが、ウシ胎児血清を添加することで倍加時間を1日に短縮できます。[6]この細胞はグルコース消費量が多く、25 mMグルコースと10%血清を含む標準培地では未分化のままです。[1]

メディアと環境

HT-29細胞は通常、汚染を防ぐために10%のウシ胎児血清とペニシリン・ストレプトマイシンなどの抗生物質を添加した培地であるDMEMで培養されます。 [8]約4.5 g/Lのグルコース濃度を含む標準的なDMEMは、細胞の高い代謝活性をサポートします。[引用が必要]通常、細胞は5% CO2、pH約7.4の加湿インキュベーター内で37°Cで維持されます。 [引用が必要]これらの条件下では、HT-29細胞の倍加時間は約20～30時間です。[9]

継代

HT-29細胞は、最適な増殖を維持するために、通常2～3日ごとに約70～80%のコンフルエンシーで継代されます。 [9] 継代は、リン酸緩衝生理食塩水（PBS）で細胞を洗浄し、0.25%トリプシン溶液で短時間剥離することで行われます。トリプシンは血清含有培地で中和し、適切な分割比率（通常は1:3～1:6）で細胞を再び播種します。細胞に過剰なトリプシン処理を施すと、長期間の曝露により細胞生存率に悪影響を与える可能性があります。[8]

差別化

HT-29細胞は標準的な培養条件下では自発的に分化しません。しかし、特定の培養改変や化学処理によって腸管上皮様細胞への分化を誘導することができ、腸管上皮の生理機能をよりよく再現することが可能になります。[1] HT-29細胞を分化誘導する一般的な方法には、以下のものがあります。

  • グルコース欠乏：グルコース制限培地（約1 g/Lグルコース）で培養すると、HT-29細胞は極性腸管上皮細胞様細胞へと分化します。この条件下では、細胞はタイトジャンクション、微絨毛を伴う頂端刷子縁、そして典型的な腸管酵素の発現を示します。[1]
  • 酪酸ナトリウム処理：酪酸ナトリウム（2～5 mM）処理は分化を刺激し、腸刷子縁酵素の発現、分化、微絨毛形成の増加を引き起こします。[10] このモデルは成熟した結腸上皮細胞の分化特徴を模倣しています。[11]
  • メトトレキサート（MTX）による選択：メトトレキサートによる治療は、HT29-MTXと呼ばれる粘液分泌細胞群を選択します。これらの細胞は円柱状の粘液産生上皮細胞へと分化します。この細胞群は、腸管バリア機能、粘膜生物学、そして微生物叢との相互作用を研究するための貴重なモデルとなり得ます。[3]

これらの分化方法により、研究者は HT-29 細胞を胃腸生理学、医薬品研究、マイクロバイオームの研究に応用することができます。

凍結保存

適切な凍結保存により、HT-29細胞の長期保存が可能になり、進行中の研究での利用可能性と遺伝的安定性が確保されます。[8]解凍後の細胞生存率を最大化するために、凍結保存を最適化することが重要です。HT-29細胞は、90%のウシ胎児血清と10%のジメチルスルホキシド（DMSO）からなる凍結培地を使用して凍結保存されます。DMSOは凍結中の氷結晶形成と細胞損傷を最小限に抑えるための凍結保護剤です。[8]細胞は、通常、制御速度凍結装置またはイソプロパノールベースの容器を使用して、制御された速度（約1°C /分）でゆっくりと凍結する必要があります。[12]凍結した細胞は、 -196°Cの液体窒素で保存されます。 [8]

アプリケーション

試験管内研究

前臨床研究において、HT-29細胞は、誘導分化を通じてin vitroで結腸組織を模倣する能力が高く評価されています。 [13] HT-29細胞は、細胞培養においてグルコースをガラクトースに置換することで腸管上皮細胞へと最終的に分化します。酪酸または酸で処理すると、分化経路と周囲の環境への依存性を詳細に研究することができます。[1] HT-29細胞の研究では、フォルスコリン、コルヒチン、ノコダゾール、タキソールに対する誘導分化も示されており、[14]ガラクトースを介した分化は接着結合を強化することも示されています。[15]

異種移植モデル

HT-29細胞は、免疫不全げっ歯類への異種移植により生体内で試験することも可能です。これらのモデルは、制御された生物学的に適切な環境下での腫瘍の増殖、上皮機能、および薬物動態の研究に有用です。[7]

がん研究

HT-29細胞は、大腸腺癌に典型的な遺伝学的・分子学的特徴を忠実に再現していることから、大腸癌生物学における基礎研究モデルとして利用されています。これらの細胞が有する重要な変異、例えばTP53変異、APC変異、c-mycの発現異常などは、大腸癌の発生と進行に大きく寄与しています。[5]

HT-29細胞はげっ歯類に異種移植されると腫瘍を形成する能力があるため、腫瘍の成長動態、腫瘍血管新生、転移挙動、および腫瘍-宿主相互作用に関するin vivo研究を促進する。[7]最近の研究では、異種移植モデルでHT-29細胞を用いて大腸腫瘍の回避戦略を調べたところ、これらの腫瘍が、制御性T細胞、骨髄由来抑制細胞（MDSC）の動員と活性化、および免疫チェックポイント経路の調節を特徴とする免疫抑制性微小環境を促進することが示された。[16]炎症性サイトカインおよびケモカインに対するHT-29細胞の反応は、腫瘍の進行と免疫回避に大きく寄与するため、大腸腫瘍の炎症を研究する上で重要な役割を果たしている。これらの知見は、大腸腫瘍を標的とした新しい抗炎症性または免疫調節性癌治療の開発に影響を与える。[16]

参考文献

  1. ^ abcde Martinez-Maqueda D, Miralles B, Recio I (2015). 「HT29細胞株」.食品生理活性物質の健康への影響. Springer. pp.  113– 124. doi :10.1007/978-3-319-16104-4_11. ISBN 978-3-319-15791-7. PMID  29787047。
  2. ^ 「HT-29：ヒト大腸腺癌細胞株（ATCC HTB-38）」メモリアル・スローン・ケタリングがんセンター。
  3. ^ ab Lesuffleur T, Barbat A, Dussaulx E, Zweibaum A (1990年10月). 「HT-29ヒト結腸癌細胞のメトトレキサートに対する増殖適応は、円柱状の吸収細胞および粘液分泌細胞への分化能と関連している」. Cancer Research . 50 (19): 6334– 6343. PMID  2205381.
  4. ^ Rodrigues NR, Rowan A, Smith ME, Kerr IB, Bodmer WF, Gannon JV, et al. (1990年10月). 「大腸癌におけるp53変異」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 87 (19): 7555–9 . doi :10.1073/pnas.87.19.7555. PMC 54786. PMID 1699228  . 
  5. ^ ab Ahmed D、Eide PW、Eilertsen IA、Danielsen SA、Eknæs M、Hektoen M、他。 (2013 年 9 月)。 「24 の結腸癌細胞株のエピジェネティックおよび遺伝的特徴」。発癌。2 (9): e71。土井：10.1038/oncsis.2013.35。PMC 3816225。PMID  24042735。 
  6. ^ ab Forgue-Lafitte ME, Coudray AM, Bréant B, Mester J (1989年12月). 「ヒト結腸癌細胞株HT29の増殖：オートクリン増殖とc-myc癌遺伝子の脱制御発現」（PDF） . Cancer Research . 49 (23): 6566– 6571. PMID  2684395.
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  9. ^ ab Svihálková-Sindlerová L、Foltinová V、Vaculová A、Horváth V、Soucek K、Sova P、他。 （2010年4月）。 「LA-12 は、Pt (II) 化合物に対する HT-29 結腸癌細胞のコンフルエンス依存性の耐性を克服します。」抗がん研究。30 (4)  : 1183–1188。PMID 20530425 。
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  • HT-29のセルロサウルスのエントリ
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