これからはじめる 細胞増殖/細胞毒性測定
細胞増殖/毒性の指標
細胞増殖/毒性の測定には、細胞数のカウント、[3H] チミジン取り込み法、 MTT法、WST法、遊離LDH活性測定法など様々な測定法が利用されています。本項では、実験に合った測定法を選択頂くための基礎情報として、細胞増殖/毒性測定の各種指標を大きく3つに分けて解説します。下記内容は「細胞増殖/毒性試験 試薬の選び方セミナー」の動画(ページ下部)でもご確認いただけます。
細胞増殖能力 / Proliferation
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サンプル中の細胞数を測定し細胞の生存状態を解析
細胞分裂に伴う細胞数を反映したもので、目視による細胞数のカウントやDNA量を測定(ヌクレオシド取り込み法など)することにより、生細胞数や細胞増殖の有無を解析します。
細胞生存能力 / Viability
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細胞全体の健康状態を測定し、間接的に細胞数、毒性を解析
細胞全体の健康状態を測定する指標を指しており、NADHやATPなど生細胞特有の代謝生成物の量やエステラーゼ活性など酵素活性を測定します。細胞生存能力の測定は操作が簡便であること、特殊な装置を必要としないこと、細胞増殖能力や細胞毒性を間接的に評価できることから、最も汎用されている指標となります。
細胞毒性 / Cytotoxicity
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死細胞の指標を測定することで細胞に対する毒性を解析
死細胞における指標として細胞膜損傷を測定する方法が一般的に用いられており、細胞内物質の漏出や細胞膜不透過性色素での染色などにより直接的に死細胞を検出します。
細胞増殖/毒性試験 試薬選択ガイド
「細胞増殖/毒性の指標」の項で解説しましたが、測定法には細胞増殖や毒性を直接的に解析する「細胞増殖能力」と「細胞毒性」に対し、間接的に細胞数や毒性を解析する「細胞生存能力」があります。これらの中から特に汎用されている「細胞生存能力」と「細胞毒性」の測定試薬を一覧でご紹介します。
細胞生存能力測定用試薬の比較
MTT法やWST※法は、還元発色試薬と生細胞中の脱水素酵素活性を利用して吸光度測定により細胞数を計測する方法で、測定の手軽さ、安全性、再現性などの点から細胞増殖試験や細胞毒性試験など幅広く利用されています。その他、細胞生存能力測定用試薬の比較をまとめています。
※ WST法の色素(WST)群は、㈱同仁化学研究所が開発しました。 そのWST-8を用いたCell Counting Kit-8は、細胞増殖・毒性試験のスタンダードな製品として世界中で利用されています。 |
製品名 | MTT | Cell Counting Kit-8 | ATP Assay Kit | |
測定指標 |
ミトコンドリア内脱水素酵素活性 |
細胞内脱水素酵素活性 | ATP量 | エステラーゼ活性 |
検出装置 |
プレートリーダー (吸光度) |
プレートリーダー (吸光度) |
プレートリーダー (発光) |
プレートリーダー、FCM、 蛍光顕微鏡(蛍光) |
メリット | ・価格が安い |
・操作が簡便 (MTTに比べばらつきを抑制) ・試薬安定性が高い |
・感度が高い ・反応時間が短い(15分程度) ・操作が簡便 |
・様々な装置に対応 ・反応時間が短い(15分程度) |
注意点 |
・酸化還元物質の影響あり ・反応後に試薬溶解が必要 |
・酸化還元物質の影響あり |
・発光後の半減期に注意が必要 ・価格が高い |
・血清によるバックグラウンド上昇 ・試薬の漏れ出しに注意が必要 |
製品コード |
※各測定法の測定原理は「細胞増殖/毒性試験 試薬の選び方セミナー」の動画で解説しています。
<細胞毒性測定用試薬の比較>
Cytotoxicity LDH Assay Kit-WSTは、細胞膜損傷により細胞外に漏れ出した酵素(Lactate Dehydrogenase:LDH)を指標に細胞毒性を測定する方法です。他試薬と比較して多検体処理が可能であること、吸光度法かつ操作が簡便であることから細胞毒性試験の中でも汎用されている測定法です。その他、細胞毒性測定用試薬の比較をまとめています。
製品名 | Cytotoxicity LDH Assay Kit-WST | PI | Trypan Blue | |
測定指標 | 細胞内酵素の漏出 |
生細胞染色色素の漏出 (Calcein-Release Assay) |
膜不透過性色素 | 色素排除法 |
検出装置 (検出) |
プレートリーダー (吸光度) |
プレートリーダー、FCM、顕微鏡 (蛍光) |
顕微鏡、FCM (蛍光) |
顕微鏡 (比色) |
メリット |
・操作が簡便 ・多検体処理が可能 |
・2種以上の細胞毒性実験に便利 |
・価格が安い ・操作が簡便 |
・価格が安い ・特別な装置を必要としない |
注意点 | ・血清によるバックグラウンド上昇 | ・生細胞からの試薬漏れ出し | ・多検体処理ができない |
・細胞毒性による擬陽性 ・多検体処理ができない |
製品コード | CK12 | ー |
※各測定法の測定原理は「細胞増殖/毒性試験 試薬の選び方セミナー」の動画で解説しています。
細胞毒性試験における複数指標での測定
細胞毒性を測定する際、WST法やMTT法による生細胞の脱水素酵素活性を指標とした測定に併せて、遊離LDH活性測定による細胞膜損傷を指標とした死細胞の測定が行われています。これは例えば、WST法を用いた試験だと、一見、細胞毒性が認められる結果が得られた場合、細胞数が減少しているのか?もしくは細胞の脱水素酵素活性が低下しているのか?の違いが分かりません。そこで、遊離LDH活性など別の指標を同じ実験で併用することにより、信頼性の高い結果を得ることができます。
※ Cell Counting Kit-8 と Cytotoxicity LDH Assay Kit-WST をセットにした、お得な Viability/Cytotoxicity Multiplex Assay Kit |
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細胞増殖/毒性測定における試薬の選び方について解説したセミナーです。これから細胞増殖/毒性実験を始める方だけでなく、既に実験をされている方にもお役立て出来る内容です。
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ネクロプトーシスについて
ネクロプトーシスは非アポトーシス細胞死の一つで、タンパク質がシグナル伝達や細胞死実行に関わっており、マウスモデルからウィルス感染や病態時の組織損傷に関与することが示されています。その基礎から学べる資料※です、学びの機会にお役立てください。
※ 本資料は過日開催した細胞死セミナー「ネクロプトーシスについて」の講演資料です。第三者への配布、転載利用等はお控えください。
本資料は講演いただいた東邦大学 中野裕康先生より資料をご提供いただきました。
東邦大学 医学部医学科 生化学講座
中野 裕康 教授