国立感染症研究所

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12.余談

 

余談1:Vero細胞というネーミング

この日本人離れしたセンスのネーミングのため、日本人にはVero細胞が国産だとかえって気づかれにくいともいわれております。例えば、Midori細胞とかFujiyama細胞とかだったら日本産だとすぐに気づくでありましょう。

なお、欧米におけるVeroの発音はヴロゥもしくはヴロゥに近いようです。一方、岩波書店の生物学辞典なども含めて日本語としては「ベロ」と記載されるので、日本人は(欧米人が聞くと)Belloと発音してしまうので注意が必要です。

 

余談2:染色体chromosome

19世紀の中頃、ドイツのWalter Flemmingは塩基性色素のアニリンで染色される細胞核中の構造体をギリシャ語の色chromaから派生した用語としてchromatin(クロマチン、染色質)と名付け、また、19世紀の終わりころ、Wilhelm von Waldeyer-Hartzは、この染色性構造が細胞分裂期に棒状になることをに注目してchromaと体somaを合わせた学術用語であるchromosomeと名付けました。今の知識から考えればchromatinchromosomeも物質的には同じもの(核DNAとタンパク質の複合体)を指しているのですが、上述した名付け方の出自を反映して、クロマチンchromatinは構造を主眼にした用語(例えば、真正クロマチンeuchromatin vs 異質クロマチンheterochromatin)、染色体chromosomeは棒状構造体として区別する用語(例えば、常染色体autosomal chromosome vs 性染色体sex chromosomeとして使い分けされています。

 

余談3:アフリカミドリザルとVero細胞との核型の違い

正常個体の染色体数が安定なのに対して、Vero細胞に限らず不死化された培養細胞の染色体は一般に不安定です。それは、染色体の数が異なるといった大きな変化は、個体レベルでは多くの場合致死であり、培養細胞レベルでさえ細胞死を引き起こすのですので、自然に淘汰されます。一方、培養皿中で無限に分裂増殖できるというような生理的な意味では異常ともいえる性質を得るには、染色体の本数が少々変化しても細胞が死なないような性質を獲得することが前段階としてあり、この染色体の不安定性によって無限増殖性を獲得するのに必要なさらなる突然変異が起こりやすくなっていると考えられています[27, 28]。関連して、余談6もご覧ください。

 

余談4:Vero細胞はメス由来

 現在知られている数多くの連続継代性細胞株continuous cell linesのなかで、特に広範囲で使用されていて応用面も含めて人類へ大きな貢献をしてきた(そして、これからもするであろう)ビッグ・スリーは、ヒト子宮頸がん由来HeLa細胞[2]、チャイニーズハムスター卵巣由来CHO細胞[29]、そしてVero細胞と私は考えますが、これらはどれも女性もしくはメス由来です。他にも有名な連続継代性細胞株で、ヒト急性骨髄性白血病由来HL60細胞[30], マウス・マクロファージ様J774細胞[31]は女性もしくはメス由来です。イヌ腎臓由来MDCK細胞も細胞の核型からみるとメス由来のようです[22, 32]。基礎研究の現場で頻繁に使用されているHEK293細胞(ヒト胎児腎臓細胞を5型アデノウイルスDNAの導入によって不死化させた細胞)[33]は、ATCCのカタログ情報によれば全体的な核型はおよそ3倍体であってX染色体も3本あるということなので、女性由来であろうと推測できます。正常細胞が不死化するに至るまでに起こるいろいろなゲノム変化に耐えるには、もともとX染色体が一本しかないオス由来細胞より二本もつメス由来細胞が有利なのかもしれません。男性もしくはオス由来の連続継代性細胞株も数多くありますので(例えば、ヒト肝がん由来Huh-7細胞[34]、ヒト急性リンパ芽球性白血病由来Jurkat細胞[35]、ラット腎臓褐色細胞種由来PC12細胞[36]など)私の思い過ごしでしょうか。

 なお、HeLa細胞とCHO細胞の全ゲノム配列決定は、これら細胞株の重要性が広く認識されているせいか、それぞれに複数の研究チームから報告がなされています[37-41]

 

余談5:Vero細胞の染色体転座部位をゲノム配列レベルで決定することは諦めた

この問題を解決するには、二本の相同染色体の配列を別々に決定する必要があります。相同染色体上のそれぞれの遺伝子を別々に解析することを半数体解析haplotype analysisと呼び、昨今の技術革新によってヒト全ゲノム配列の半数体解析も実現可能な時代に突入してきています[42]

 

余談6:細胞の特性変化とゲノムの変異が表裏一体で起こっている

簡単な事象であれば、ゲノムの変異が原因でその結果として細胞の性質が変化していると考えるのが一般的ですし、私もそのように考えます。しかし、不死化や癌化といった複雑な形質の獲得は、ゲノム変化と細胞の性質変化が複数の段階で連携して起こった結果です。例えば、ある遺伝子の変異で増殖休止が破綻しても、それだけでは細胞死を引き起こすのでその遺伝子変異が「生き残る」には不十分です。細胞死を免れる性質を与える変異も別途生じることで細胞が生き残れるようになって、その細胞は「増殖休止破綻変異」を獲得しえるわけです。また、ある遺伝子変異で染色体が不安定になれば、その後に起こる染色体転座で新たなゲノム変異が誘発されます。細胞の構造や性質の変化がその後のゲノムの変化に不可欠な過程となるといったように連続のサイクルでものごとが進む場合、それらは相互に依存する表裏一体の出来事と捉えられると思います。「卵が先か鶏が先か」という問いに対して「表裏一体な事象なので今となっては後先はない」と答えざるをえないことと似ています。関連して、余談3もご覧ください。

 

余談7:培養細胞の取違い

 ヒト咽頭がんから樹立されたものとしてATCCにも寄託されたHEp-2細胞(ATCC CCL-23)KB細胞(ATCC CCL-17)は、1998-2000年の間にMedline300回以上の被引用論文をもつ細胞株でありながら、実はどこかで(おそらく最初の樹立の際に)コンタミして置き変わってしまっていたHeLa細胞そのものであることが判明しています[43, 44]。その他にもWISH細胞、AV3細胞、FL細胞、L132細胞、INT407細胞、Chang liver細胞と名付けられていた細胞なども今やHeLa細胞亜株(sub-lines)という位置づけになっていますのでご注意を[44]ATCCでは誤認細胞をホームページに明記しています。

細胞の品質管理の専門家を中心にして2012年に立ち上げられたInternational Cell Line Authentication CommitteeICLACは、相互コンタミしていたり、間違って命名されている培養細胞の情報をデータベース化して公開しており、この問題に関する包括的情報源となっています。また、医薬基盤研・細胞バンクのホームページで、この問題を含めて培養細胞株とその品質管理に関することを日本語でわかりやすく解説しています。

 

注1:

AGMゲノム配列決定の原著論文は2015年末になって以下のように上梓されました。

Warren et al: The genome of the vervet (Chlorocebus aethiops sabaeus), Genome Research (2015) 25: 1921-1933.

論文タイトル中にあるChlorocebus aethiops sabaeusという三名表記から鑑みて、当研究グループは、Chlorocebus aethiopsの亜種としてsabaeusを見なしておりますが、以下の引用文献リスト#18でも述べられているようにAGMの分類および表記法はまだ決着がついていないと思われます。ちなみに本論文で報告されたChlorocebus aethiops sabaeusのゲノムサイズは2.78 Gbであり、タンパク質をコードした遺伝子数は21,128です。我々がVero細胞で報告したゲノム配列は2.97 Gbで遺伝子数は25,877です。二つの結果に差がある原因として、染色体重複がVero細胞では起こっていることなどが考えられうるものの正確な原因はわかりません。

 

13.引用文献リスト

 

[1] Osada N, Kohara A, Yamaji T, Hirayama N, Kasai F, Sekizuka T, Kuroda M, Hanada K (2014) The genome landscape of the african green monkey kidney-derived vero cell line, DNA Res, 21, 673-683.

[2] Gey GO, Coffman WD, Kubicek MT (1952) Tissue culture studies of the proliferative capacity of cervical carcinoma and normal epithelium, Cancer Research, 12, 264-265.

[3] レベッカ・スクルート, (訳)中里京子, 不死細胞ヒーラ ヘンリエッタ・ラックスの永遠なる人生, 講談社, 2011.

[4] 安村美博, 川喜田愛郎 (1963) 組織培養によるSV40の研究, 日本臨床, 21, 1201-1215.

[5] Yasumura Y, Kawakita Y (1988) Studies on SV40 in tissue culture: preliminary step for cancer research in vitro, in: B. S, Terasima T (Eds.), VERO Cells: Origin, Properties and Biomedical Applications, Department of Microbiology School of Medicine Chiba University, pp. 1-19.

[6] 清水文七, ウイルスの正体を捕らえる ヴェーロ細胞と感染症, 朝日新聞社, 2000.

[7] Barrett PN, Mundt W, Kistner O, Howard MK (2009) Vero cell platform in vaccine production: moving towards cell culture-based viral vaccines, Expert Rev. Vaccines, 8, 607-618.

[8] Montomoli E, Khadang B, Piccirella S, Trombetta C, Mennitto E, Manini I, Stanzani V, Lapini G (2012) Cell culture-derived influenza vaccines from Vero cells: a new horizon for vaccine production, Expert Rev. Vaccines, 11, 587-594.

[9] Horimoto T, Kawaoka Y (2006) Strategies for developing vaccines against H5N1 influenza A viruses, Trends Mol Med, 12, 506-514.

[10] Ellis DS, Stamford S, Tvoey DG, Lloyd G, Bowen ET, Platt GS, Way H, Simpson DI (1979) Ebola and Marburg viruses: II. Thier development within Vero cells and the extra-cellular formation of branched and torus forms, J Med Virol, 4, 213-225.

[11] Zaki AM, van Boheemen S, Bestebroer TM, Osterhaus AD, Fouchier RA (2012) Isolation of a novel coronavirus from a man with pneumonia in Saudi Arabia, N Engl J Med, 367, 1814-1820.

[12] 佐久間哲史, 山本卓 (2014) ゲノム編集ツールの開発の歴史, in: 山本卓 (Ed.) 今すぐ始めるゲノム編集, 羊土社, pp. 8-12.

[13] Yamaji T, Hanada K (2014) Establishment of HeLa cell mutants deficient in sphingolipid-related genes using TALENs, PLoS One, 9, e88124.

[14] Earley EM, Johnson KM (1988) The lineage of the Vero, Vero 76 and its clone C1008 in the United States, in: B. S, Terasima T (Eds.), VERO Cells: Origin, Properties and Biomedical Applications, Department of Microbiology School of Medicine Chiba University, pp. 26-29.

[15] Mizusawa H (1988) Cell line Vero deposited to Japanese Cancer Research Resources Bank, in: B. S, Terasima T (Eds.), VERO Cells: Origin, Properties and Biomedical Applications, Department of Microbiology School of Medicine Chiba University, pp. 24-25.

[16] Ohara H (1988) Cytogenetic examination of VERO cells derived from the present stock, VERO Cells: Origin, Properties and Biomedical Applications (B. Simizu and T. Terasima, eds), Department of Microbiology School of Medicine Chiba University, Chiba, Japan, 36-38.

[17] Grubb P, Butynski T, Oates J, Bearder S, Disotell T, Groves C, Struhsaker T (2003) Assessment of the diversity of African primates, Int J Primatol, 24, 1301-1357.

[18] Haus T, Akom E, Agwanda B, Hofreiter M, Roos C, Zinner D (2013) Mitochondrial diversity and distribution of African green monkeys (Chlorocebus gray, 1870), Am J Primatol, 75, 350-360.

[19] Diaz MO, Ziemin S, Le Beau MM, Pitha P, Smith SD, Chilcote RR, Rowley JD (1988) Homozygous deletion of the alpha- and beta 1-interferon genes in human leukemia and derived cell lines, Proc Natl Acad Sci U S A, 85, 5259-5263.

[20] Kim WY, Sharpless NE (2006) The regulation of INK4/ARF in cancer and aging, Cell, 127, 265-275.

[21] Popov N, Gil J (2010) Epigenetic regulation of the INK4b-ARF-INK4a locus: in sickness and in health, Epigenetics, 5, 685-690.

[22] Omeir R, Thomas R, Teferedegne B, Williams C, Foseh G, Macauley J, Brinster L, Beren J, Peden K, Breen M, Lewis AM, Jr. (2015) A novel canine kidney cell line model for the evaluation of neoplastic development: karyotype evolution associated with spontaneous immortalization and tumorigenicity, Chromosome Res,

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[42] Peters BA, Kermani BG, Sparks AB, Alferov O, Hong P, Alexeev A, Jiang Y, Dahl F, Tang YT, Haas J, Robasky K, Zaranek AW, Lee JH, Ball MP, Peterson JE, Perazich H, Yeung G, Liu J, Chen L, Kennemer MI, Pothuraju K, Konvicka K, Tsoupko-Sitnikov M, Pant KP, Ebert JC, Nilsen GB, Baccash J, Halpern AL, Church GM, Drmanac R (2012) Accurate whole-genome sequencing and haplotyping from 10 to 20 human cells, Nature, 487, 190-195.

[43] Chen TR (1988) Re-evaluation of HeLa, HeLa S3, and HEp-2 karyotypes, Cytogenet Cell Genet, 48, 19-24.

[44] Masters JR (2002) HeLa cells 50 years on: the good, the bad and the ugly, Nat Rev Cancer, 2, 315-319.

 

花田賢太郎(感染研 品質保証・管理部、細胞化学部併任)

2015619日)2016119「注1」追加、図2修正)2016727 項目10-(5)への追加と修文

2020年94 項目8へのURL情報の追加202141日 所属更新)

花田の研究テーマなど

I. 私の志向する生化学、細胞生物学、そして体細胞遺伝学

II. スフィンゴ脂質について

III. 哺乳動物細胞におけるセラミド輸送に関する研究

IV. 病原体による宿主脂質ハイジャック機序の解明と創薬への応用

V. 動物培養細胞に関する用語など

VI. Vero細胞の物語 ~その樹立からゲノム構造の決定、そして未来へ~(このページ)

 

花田研究業績

 

その他の記事

1.生命、細胞、生体膜

2.リン脂質、スフィンゴ脂質およびセラミドの命名事始め

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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