세포 배양/Cell culture

세포 배양 (Eng: Cell culture)

다세포 생물(다세포 진핵생물, 특히 동물)에서 세포를 분리하여, 체외에서 증식시키고 유지하는 일이다.

출처: https://www.genengnews.com/magazine/255/feng-shui-basics-for-3d-cell-culture/

<배양 조건>

세포를 체외에서 배양을 할 때에는 반드시 무균 환경 (clean bench나 무균실)에서 조작되어야 하고,

영양배지, 성장 인자, 호르몬, pH 버퍼, 삼투압, 인큐베이터 온도, 이산화탄소, 산소 조건을 맞춰주는 것이 중요하다. 

일반적으로 세포 배양 전용 인큐베이터에서 37ºC, 5% 이산화탄소 조건이며 영양배지나, 성장인자, 호르몬 등은 세포마다 조건이 다르다.

 

<세포 분류>

일반적으로 Cell line과 Primary cell 이 있다.

Cell line은 Immortalized (불멸화)되어 무한으로 증식할 수 있는 능력을 가진 세포이며, 국문으로 '세포주'라고 한다. 인간의 여러 기관 대부분이 cell line으로 구축되어 있다.

Primary cell은 이름 그대로 일차적으로 분리된 세포이며, 대상생물로부터 직접 분리된 세포이다. Fibroblast, NK cell등이 이 종류에 해당한다.

존재 형태에 따라서는 배양 접시에 붙어 자라는 접착 배양계 세포 (monolayered cell)와 배양 배지 속에 떠서 자라는 부유 배양계 세포 (suspended cell)로 분류할 수 있다.

 

<배양 방법>

계대 배양 (Eng: sub-culture) - 기존의 배양 세포를 새로운 배양 용기로 바꾸어 증식시키고 유지하는 것이다.

계대배양 주기는 2-3일이 적당하다. cell density를 적당히 유지시키면서 cell morphology가 변하지 않는 것이 중요하다. 

※ 10cm dish 기준 계대 배양

1. cell culture medium을 pasteur pipette으로 suction 후 1X PBS로 1회 wash

2. Trypsin-EDTA 처리 

3. cell이 detachment 된 것 확인 후 cell culture medium(이 때, FBS 첨가 된 medium)으로 cell 을 new tube에 collect.

4. centrifuge 후 suction

5. 새로운 10cm dish에 세포를 넣어줌.

 

Cell line 배양은 1달 주기로 동결해둔 세포를 녹여서 새로운 세포를 이용하여 실험을 진행하고,

Primary cell 배양은 세포마다 정해진 passage가 넘지 않도록 주의하며 배양한다.

(보통 passage 10 내외가 되면 버리고 early passage 세포를 이용하여 실험을 진행한다.)

 

<배양 배지>

1. 종류 - DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's medium), RPMI1640 등

2. Serum (혈청)

세포의 성장과 기능에 관여하는 호르몬 제공, 

세포의 부착과 증식 인자 제공,

중금속 지질등 운반 단백질 제공 등 

FBS (Fetal Bovine Serum) - 소 태아 혈청, Inactivation 과정을 거쳐야 함 (56ºC 30분, 물 중탕)

Horse serum - 말혈청

3. Penicillin-streptomycin (PS)

일반적인 세균 (gram-positive, gram-negative) 증식을 억제한다. 배양 배지에 넣어준다.

4. Amphotericin B

fungi 증식을 억제한다. 배양 배지에 넣어준다. 

5. Trypsin-EDTA (TE)

단백질에 의한 부착을 trypsin으로, Ca+에 의한 부착을 EDTA로 세포를 culture dish에서 떨어트린다. 

6. PBS

TE처리 전에 반드시 PBS로 washing 해주어야 한다. 세포에 배양 배지가 있다면, TE가 working하지 않는다. 

 

세포는 생물의 일부이기 때문에 배양세포를 이용한 연구를 통해 암과 같은 생명 현상의 해석을 하기도 하고, 각종 독성 실험 등에 이용되기도 한다.