細胞培養物の汚染は、細胞培養研究室で最も一般的な問題となりやすく、場合によっては非常に深刻な結果を引き起こすことがあります。細胞培養汚染物質は、培地、血清、水の不純物、エンドトキシン、可塑剤、界面活性剤などの化学的汚染物質と、細菌、カビ、酵母、ウイルス、マイコプラズマ交差感染などの生物学的汚染物質の 2 つのカテゴリに分類できます。他の細胞株によって汚染されています。汚染を完全に排除することは不可能ですが、汚染源を徹底的に理解し、優れた無菌技術に従うことで、その頻度と深刻度を軽減することができます。
1.このセクションでは、生物学的汚染の主な種類について概説します。
細菌汚染
カビやウイルスの汚染
マイコプラズマ汚染
酵母の汚染
1.1細菌汚染
細菌は、遍在する単細胞微生物の大きなグループです。通常、直径はわずか数ミクロンで、球体から棒状、らせん状までさまざまな形があります。細菌は、その遍在性、大きさ、増殖速度の速さから、酵母やカビと並んで、細胞培養において最も一般的な生物学的汚染物質です。
1.1.1 細菌汚染の検出
細菌汚染は、感染後数日以内に培養液を目視検査することで簡単に検出できます。
感染した培養物は通常、曇って (つまり、濁って) 見えますが、表面に薄い膜が付いている場合もあります。
培地の pH が突然低下することもよくあります。
低倍率の顕微鏡では、細菌は細胞間を移動する小さな顆粒として見えますが、高倍率の顕微鏡で観察すると、個々の細菌の形状を解明できます。
1.2カビ・ウイルス汚染
1.2.1 カビの汚染
カビは、菌糸と呼ばれる多細胞フィラメントの形で成長する真菌界の真核微生物です。これらの多細胞フィラメントの結合ネットワークには、コロニーまたは菌糸体と呼ばれる遺伝的に同一の核が含まれています。
酵母の汚染と同様に、培養物の pH は汚染の初期段階では安定していますが、その後、培養物がより重度に感染し、濁るにつれて急速に上昇します。顕微鏡下では、菌糸体は通常糸状であり、時には胞子が密集した塊として存在します。多くのカビの胞子は、休眠期の間、非常に過酷で劣悪な環境でも生存することができ、適切な増殖条件が揃った場合にのみ活性化されます。
1.2.2 ウイルス汚染
ウイルスは、宿主細胞の生殖機構を引き継ぐ顕微鏡的な感染因子です。それらのサイズは非常に小さいため、培養中で検出したり、細胞培養研究室で使用される試薬から除去したりすることが困難になります。ほとんどのウイルスは宿主に対して非常に厳しい要件を持っているため、通常は宿主以外の種の細胞培養に悪影響を与えることはありません。
しかし、ウイルスに感染した細胞培養物の使用は、特にヒトまたは霊長類の細胞が研究室で培養されている場合、研究員の健康に重大なリスクをもたらす可能性があります。
細胞培養におけるウイルス感染は、電子顕微鏡、一連の抗体を使用した免疫染色、ELISA、または適切なウイルスプライマーを使用した PCR によって検出できます。
1.3マイコプラズマ汚染
マイコプラズマは細胞壁を持たない単純な細菌であり、自己複製生物の中で最も小さいと考えられています。マイコプラズマは、そのサイズが非常に小さいため (通常は 1 ミクロン未満)、非常に高密度に達して細胞培養の劣化を引き起こすまで検出するのは困難です。それまでは、通常、明らかな感染の兆候はありません。
1.3.1 マイコプラズマ汚染の検出
一部のゆっくりと増殖するマイコプラズマは、細胞死を引き起こさずに培養中に存続する場合がありますが、それらは培養中の宿主細胞の挙動と代謝を変化させます。
慢性マイコプラズマ感染は、浮遊培養における細胞増殖速度の低下、飽和密度の低下、および凝集を特徴とする場合があります。
ただし、マイコプラズマ汚染を検出する唯一の信頼できる方法は、蛍光染色 (例: Hoechst 33258)、ELISA、PCR、免疫染色、オートラジオグラフィー、または微生物検査を使用して培養物を定期的に検査することです。
1.4酵母の汚染
酵母は真菌界の単細胞真核生物であり、サイズは数ミクロン（通常）から 40 ミクロン（まれに）の範囲です。
1.4.1酵母汚染の検出
細菌汚染と同様、酵母で汚染された培養物は、特に汚染が進行した段階にある場合には濁る可能性があります。酵母で汚染された培養物の pH は、汚染がさらに深刻になるまでほとんど変化せず、その段階で通常 pH が上昇します。顕微鏡下では、酵母は個々の卵形または球形の粒子として見えますが、より小さな粒子を生成する場合もあります。
2.交差感染
微生物汚染ほど一般的ではありませんが、HeLa やその他の急速に成長する細胞株による多くの細胞株の広範な相互汚染は、重大な結果をもたらす明確に定義された問題です。信頼できる細胞バンクから細胞株を入手し、定期的に細胞株の特性をチェックし、優れた無菌技術を使用してください。これらの実践は、相互汚染を避けるのに役立ちます。DNA フィンガープリンティング、核型分析、およびアイソタイピングにより、細胞培養に相互汚染があるかどうかを確認できます。
微生物汚染ほど一般的ではありませんが、HeLa やその他の急速に成長する細胞株による多くの細胞株の広範な相互汚染は、重大な結果をもたらす明確に定義された問題です。信頼できる細胞バンクから細胞株を入手し、定期的に細胞株の特性をチェックし、優れた無菌技術を使用してください。これらの実践は、相互汚染を避けるのに役立ちます。DNA フィンガープリンティング、核型分析、およびアイソタイピングにより、細胞培養に相互汚染があるかどうかを確認できます。
投稿日時: 2023 年 2 月 1 日