동물세포 배양

 

동물세포 배양

 

동물세포를 배양하기 위해서는 동물 조직으로부터 세포를 분리하여 배양액이 담긴 배양 접시에 옮깁니다. 섬유아세포, 상피세포 등 대부분의 동물세포는 세포배양 접시 바닥에 부착하여 성장합니다. 배아, 종양 조직은 매우 빠른 속도로 분열하는 세포가 존재하므로 동물세포 배양에 적합합니다. 배아의 섬유아세포는 특히 생체외 배양에서 잘 성장하므로 가장 널리 사용되고 있습니다. 그러나 적절한 조건만 갖춰주면 분화된 특정 세포도 생체외 배양을 할 수 있어서 그 세포의 특성을 연구할 수 있습니다. 배아줄기세포는 초기 배아에서 분리한 세포로 특정 세포형으로 분화를 유도할 수 있는 세포입니다. 따라서 배아줄기세포를 이용하여 생쥐 발생에서 유전자의 역할을 연구할 수 있으며 나아가 배아줄기세포는 장기 및 조직 이식으로 인간의 질병을 치료할 경우 그 장기 및 조직을 만드는 데 사용될 수 있을 것입니다.

 

 

 

동물세포의 배양 배지는 세균이나 효모의 최소 배양 배지보다 훨씬 복잡합니다. 동물세포 배양을 처음 시작한 시기에는 배지에 혈장, 혈청, 배아 추출물 등을 첨가해 사용하였으며, 이후 염류와 포도당 이외에 세포가 합성하지 못하는 여러 아미노산, 비타민을 첨가하였습니다. 이 밖에도 동물세포 배양 배지에는 세포분열을 촉진하도록 성장 호르몬들이 들어있는 혈청을 넣어줍니다. 성장 호르몬은 대부분 폴리펩티드이며 그중 일부는 성분이 규명되었습니다. 성장 호르몬은 다세포 생물에서 여러 세포들이 서로 신호 전달하면서 세포 성장과 분화를 조절합니다. 세포 성장에 필요한 성장 호르몬을 규명한 결과 많은 동물 세포를 무혈청 배지(동물세포 배양 배지에 첨가하는 혈청이 세포 성장에 필요한 특정 성장호르몬으로 대체된 배지)에서 배양할 수 있게 되었습니다.

동물 조직으로부터 처음으로 세포를 분리하여 배양할 경우 이를 일차배양(primary culture)이라고 합니다. 일차 배양에서 세포는 일반적으로 배양 접시 표면을 완전히 덮을 때까지 성장을 계속합니다. 그러면 배양 접시에서 세포 일부를 떼어내어 새 배양 접시에 낮은 농도로 옮겨 배양을 계속하면 2차 배양이 됩니다. 이 과정을 여러 번 반복할 수는 있으나 대부분의 정상 세포는 무한히 분열하지는 않습니다. 예를 들면 정상 인간의 섬유아세포는 약 50~100회 분열을 한 후에는 분열을 멈추고 죽게 됩니다. 반면에 배아줄기 세포 및 종양에서 분리한 세포는 생체외 배양에서 무한정 증식할 수 있는데 이를 영구적인 세포주(cell line)라고 합니다. 많은 설치류 세포주가 정상 섬유아세포 배양 과정에서 얻어졌습니다. 대부분의 세포가 죽는 반면에 몇몇 세포들은 종양에서 분리한 세포처럼 계속 증식할 수 있습니다. 이러한 세포주는 연속적이며 균질한 세포 집단을 제공할 수 있으므로 실험적 조작, 클론화, 증식 등의 연구에 매우 유용하게 사용되어 왔습니다.

 

@ primary cell culture & cell line

동물세포는 최적 조건 하에서도 세포분열시간이 약 20시간으로 효모의 10배입니다. 따라서 동물세포를 이용한 실험은 세균이나 효모를 이용한 실험보다 더 어렵고 시간도 많이 소요됩니다. 예를 들면 1개의 세포로부터 콜로니를 만드는데 세균과 효모는 1일 밤이면 되지만 동물 세포의 경우는 1주일 이상 걸립니다. 그렇지만 세포의 구조와 기능을 연구하는 데 있어 동물세포 배양은 없어서는 안 될 중요한 실험 방법이라고 할 수 있습니다.