血液からの細胞分離
細胞の濃縮と細胞分離法の最適化は、多くの研究者にとって 決定的な役割を果たしている。様々なタイプの細胞を分離するための様々なアプローチが存在し、適切な方法の選択はしばしば細胞タイプや細胞サブセットに依存する。細胞を分離するための、より迅速で費用効果の高い方法の一つは、密度勾配遠心分離である。我々の記事「細胞分離と細胞分離法」では、血液のような異種混合物から細胞を濃縮するための様々なオプションを要約した。
細胞分離の補助としての細胞密度
個々の血液成分の密度の違いに基づいて、適切な密度勾配培地を用いた一段遠心分離で分離することができる。 この技術は、密度の異なる粒子は遠心分離中の沈降速度が異なるという事実に基づいている。赤血球のような重い粒子は早く沈降し、血小板のような軽い細胞はゆっくり沈降する。 下図は血液中の最も重要な細胞集団の分布を示す。赤血球の密度が最も高く、血小板の密度が最も低い。
密度の関数としての血液細胞の分布
図1：密度の関数としての血液中の細胞集団の図解
血小板(1)、単球(2)、リンパ球(3)、好塩基球顆粒球(4)、好中球顆粒球(5)、好酸球顆粒球(6)、赤血球(7)の細胞集団は、密度と細胞数が異なる。細胞集団の異なる密度は、密度勾配培地を用いた濃縮に用いられる。
表：血液細胞の密度範囲
タイプ | 血球 | 密度(g/ml) |
1 | 血小板 | 1,050 - 1,070 |
2 | 単球 | 1,060 - 1,068 |
3 | リンパ 球 | 1,067 - 1,077 |
4 | 好塩基性顆粒球 | 1,072 - 1,081 |
5 | 好中球顆粒球 | 1,079 - 1,098 |
6 | 好酸球顆粒球 | 1,089 - 1,095 |
7 | 赤血球 | 1,090 - 1,100 |
タイプ | 血球 | 密度(g/ml) |
1 | 血小板 | 1,050 - 1,070 |
2 | 単球 | 1,060 - 1,068 |
3 | リンパ 球 | 1,067 - 1,077 |
4 | 好塩基性顆粒球 | 1,072 - 1,081 |
5 | 好中球 | 1,079 - 1,098 |
6 | 好酸球顆粒球 | 1,089 - 1,095 |
7 | 赤血球 | 1,090 - 1,100 |
図と表からわかるように、細胞または細胞集団の密度は平均 値を中心とした分布である。加えて、異なる細胞集団の密度は重複している。平均値を中心とした分布と同様に範囲も固定値ではない。密度の変動は様々な要因に影響される。細胞の密度に影響する最も重要な要因の一つは、細胞の 水和である。全血球の密度に影響するもう一つの重要な因子は、ドナーの生体外での時間である。
密度勾配遠心分離における密度勾配培地の使用
血液細胞の密度に関する知識があれば、異なる細胞集団を特異的に濃縮することが可能である。密度勾配培地（密度が定義された溶液）がこの目的に使用される。この密度が分離限界（カットオフ）を決定する。カットオフより低密度の細胞は培地の上に層として集まり、高密度の細胞は分離培地を通過してチューブの底に沈殿する。下図は、末梢血単核球（略してPBMC）濃縮用分離培地を用いた全血分離の典型的なイメージです。
図2：PBMCスピン培地を用いた全血の密度勾配遠心後の層分布。PBMC （2）は血漿（1）と密度培地（3）の間に集まる。赤血球、顆粒球および死細胞は培地を通過し、チューブの底に濃縮される(4)。
異なる細胞集団に対応する密度培地
PBMCスピン培地、密度勾配培地
新鮮な試料からヒトPBMCをin vitroで分離するための滅菌済みですぐに使用できる溶液
PBMC 24+スピン培地、密度勾配培地
12時間以上経過した試料からヒトPBMCをin vitroで分離するための滅菌済みですぐに使用可能な溶液
ロイコ・スピン培地、密度勾配培地
新鮮なヒト試料からすべての白血球をin vitroで分離するための、滅菌済みですぐに使用可能な溶液
Leuko 24+ Spin Medium、密度勾配培地
12時間以上経過したヒト試料からすべての白血球をin vitroで分離するための、滅菌済みですぐに使用可能な溶液。
単球スピン培地、密度勾配培地
新鮮な試料からヒト単球をin vitroで分離するための、滅菌済みですぐに使用できる溶液。
PLTスピン培地、密度勾配培地
新鮮な試料からヒト血小板（PLT）をin vitroで分離するための、無菌ですぐに使用可能な溶液。