さまざまな培養培地の高さによるHEPG2細胞におけるゾーン様肝機能勾配の誘導

ほとんどの実験室規模の哺乳類細胞培養では、培養細胞への酸素送達の主要なモードは、培養培地の薄い層を通る受動的拡散によるものであり、したがって、選択された培地の高さは、酸素感受性の表現型に有意な効果がある可能性があります。細胞タイプ。肝細胞によって実行される肝機能の多くは、局所酸素濃度によってゾーンに調節されると考えられています。in vitro毒物学者にとって特に興味深いものである解毒酵素のシトクロムP450ファミリーは、低い（頻度のある）酸素濃度の肝細胞によって優先的に発現することが知られています。12ウェルプレート形式のさまざまな培地のアレイを使用して、培地の高さがシトクロムP450 1A1解毒活性、グルコース代謝、およびHEPG2肝細胞癌培養の細胞形態に大きな影響を与えることを示します。特に、シトクロムP450活性は、透過性の酸素濃度に対応する中程度の高さで最大を示します。この作業は、細胞培養のパフォーマンスを最適化することは、酸素送達を最大化することと必ずしも同じではないことを示しています。

In most laboratory-scale mammalian cell cultures, the primary mode of oxygen delivery to cultured cells is by passive diffusion through a thin layer of culture medium, and the height of culture medium chosen may therefore have a significant effect on the phenotype of oxygen-sensitive cell types. Many of the liver functions performed by hepatocytes are thought to be regulated into zones by the local oxygen concentration; of particular interest to in vitro toxicologists, the cytochrome P450 family of detoxification enzymes is known to be preferentially expressed by hepatocytes at low (perivenous) oxygen concentrations. Using an array of different medium heights in a 12-well plate format, we show that the height of culture medium has a significant effect on cytochrome P450 1A1 detoxification activity, glucose metabolism, and cell morphology of HepG2 hepatocellular carcinoma cultures. In particular, cytochrome P450 activity exhibits a maximum at medium heights corresponding to perivenous oxygen concentrations. This work demonstrates that optimizing cell culture performance is not always the same as maximizing oxygen delivery.