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부착 세포 배양
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대부분의 고형 조직 유래의 세포는 단층으로 부착하여 증식한다. |
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이러한 세포는 대부분 약한 음전하를 띤 유리 용기에 부착하여 증식하며 적당한 전하를 띄도록 |
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처리된 polystyrene과 같은 플라스틱 용기에 부착하여 증식하기도 한다. |
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세포의 부착은 *extracellular matrix (ECM) protein에 대한 specific cell surface receptor에 의해 매개되어진다. |
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세포의 spreading 이전에 세포로부터ECM protein과 proteoglycan이 먼저 분비되어 matrix를 형성하고, |
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이 matrix는 전하를 띤 물체에 부착한다. |
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세포는 세포 표면의 specific cell surface receptor를 통하여 이 matrix에 부착함으로 세포부착이 이루어진다. |
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따라서 기존에 배양에 사용했던 배양 용기가 부착에 더 좋은 표면을 제공하게 된다. |
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부착 세포에는 fibroblast-like cell, endothelial cell, epithelial cell, mesenchymal cell등이 해당되고 |
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어떤 경우에든 부착하기 전에 세포로부터ECM protein이 합성 및 분비되어야 하며 그렇지 않을 경우에는 |
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표면이 ECM protein으로 처리된 substrate가 제공되어야 한다. |
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Fibroblast-like cell들의 생존에 필요한 주요 요건은 ‘부착과 spreading’에 필요한 substrate이므로 |
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적합한 substrate만 제공된다면 세포 밀도가 낮아도 생존할 수 있다. |
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그러나, epithelial cell 같은 경우에는 최적의 생존과 성장을 위해서는 적당한 ‘cell-cell contact’를 필요로 |
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하며 이후에 patch형태로 증식하므로 세포 밀도가 비교적 높아야 한다. |
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앞에서도 설명한 바와 같이cell-cell그리고 cell-substrate의 부착은 cell surface receptor와 |
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ECM protein에 의해 이루어지며 이 과정에서 Ca2+ ion이 중요하게 작용한다. |
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또한 그외에 세포와 혈청 유래의 proteoglycan, 그리고 기타 protein들이 세포 표면과 배양 용기의 |
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표면에 association하여 세포 부착을 촉진시킨다. |
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따라서 계대 배양시에는 protein의 분해와Ca2+ chelation을 필요로 하는 경우가 많다. |
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그러나 chelate 제(EDTA 등)의 사용 여부 및 protein 분해제(trypsin, pronase 등)의 처리 강도와 방법은 |
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세포에 따라 다르므로 세포에 따라 적당한 방법을 취해야 한다. |
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일반적으로 부착 세포를 계대 배양할 경우에 배지를 제거하고 단층세포를 탈착하기 위해서 |
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trypsin을 처리하며 일부 부착 정도가 약한 세포는 shaking함으로써 탈착할 수 있다. |
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세포의 탈착 후 세포를 모아서 적합한 배양 배지에 희석하여 배양한다. |
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그러나 예외적으로 일부 단층 세포들은 trypsin 처리로 충분히 탈착되지 않는다. |
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이러한 단층 세포에는 pronase, dispase, collagenase와 같은 강력한 protease를 처리하여야 한다. |
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Extracellula Matrix (ECM)
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Cell-cell 그리고 cell-substrate adhesion에 관여하는 주요한 transmembrane protein은 3가지 group이 있다. |
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첫 번째로, cell-cell adhesion molecules, CAMs(cell adhesion molecules) (Ca2+-independent), |
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cadherins (Ca2+-dependent)이다. |
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이들 transmembrane protein은 homologous cell 간의 interaction에 우선적으로 관여한다. |
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두 번째로, integrin들이 있다. |
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Integrin은 fibronectin, laminin, collagen과 같은 ECM분자에 대한 receptor로 작용하여cell-substrate 간의 |
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interaction을 매개하는 cell surface receptor들에 대한 총체적인 용어로 사용한다. |
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Integrin은 ECM protein이 갖고 있는RGD (arginine, glycine, aspartic acid) sequence를 인식하여ECM에 |
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부착함으로써 cell-substrate간의 interation을 매개한다. Integrin은 α-subunit와 β-subunit로 이루어진 |
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heterodimer이며 이들 subunit들은 모두 매우polymorphic하여 integrin들간의 다양성을 부여한다. |
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세 번째 cell adhesion molecule group은 transmembrane proteoglycan으로써 proteoglycan이나 collagen과 같은 |
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matrix 구성성분과 interaction한다. Integrin과의 차이점은 RGD motif를 통하지 않는다는 점이다. |
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이들 transmembrane proteoglycan중 일부는 growth factor receptor로 작용하기도 하는데, |
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이때는 growth factor와 low-affinity를 가진다. |
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부유 세포 배양
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Leukemia와 murine ascite tumor cell들은 지속적으로 부유 상태로 증식하며, |
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필요에 따라서 부착 세포이더라도 기계적으로 부유 상태를 유지하며 증식시킬 수 있다. |
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부유 세포 배양은 세균과 유사하게 계대 배양을 한다. |
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즉, 탈착 과정(trypsin처리 등)을 필요로 하지 않으며 전체적으로 부착보다 시간이 더 적게 소요된다. |
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세포를 유지하기 위해서는 주로 배양 세포를 희석시킴으로서, 또는 계대 배양없이 단순히 배지의 양을 |
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증가시킴으로써 지속적으로 배양할 수 있다. 부유 배양에서는 배양액의 희석을 지속적으로 하여 세포 농도가 |
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항상 일정하도록 유지할 수 있다면 세포 증식의 steady state에 도달할 수 있는데 이 steady state의 달성은 |
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부착 세포 배양에서는 쉽게 이루어 질 수 없는 특징이다. |
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Cell dissociation
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1. Shake-off |
Mitotic or other loosely adherent cells |
2. Trypsin (0.01-0.5% trypsin) |
Most continuous cell lines |
3. Prewash with balanced salt solution
then 0.25% trypsin |
Some strongly adherent continuous cell lines and many cell
lines atearly passage stages |
4. Prewash with 1 mM EDTA then 0.25%
trypsin |
Some strongly adherent early passage cell lines |
5. Prewash with 1 mM EDTA, then EDTA
2nd rinse,andleave on, 1 ml/5 cm2 |
Epithelial cells, although some may be sensitive to EDTA. |
6. EDTA prewash, then 0.25% trypsin
with 1 mM EDTA |
Strongly adherent cells, particularly epithelial and
some tumor cells (note; EDTA can be toxic to some cells) |
7. 1 mM EDTA prewash, then 0.25% trypsin
and 200units/ml collagenase |
Thick cultures, multilayers, particularly
collagen-producing dense cultures |
8. Scrape |
Alll cultures, but may cause mechanical damage and
usually will not give a single cell suspension |
9. Add dispase (0.1-1.0 mg/ml) to medium
and incubate until cells detach |
Will dislodge most cells, but requires cetrifugation
step to remove enzyme not inactivated by serum.
May be harmful to some cells |
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