胚性幹細胞
1964年、研究者らは現在は生殖細胞由来であることが知られている腫瘍であるテラトカルシノーマから単一の種類の細胞を単離した。テラトカルシノーマから単離されたこれらの細胞は、幹細胞として培地中で複製、成長し、現在は胚性腫瘍 (EC; embryonic carcinoma) 細胞として知られている[1]。形態学的ならびに分化能（多能性）の類似から、EC細胞は初期マウス発生のin vitroモデルとして使われるようになったが[2]、EC細胞は遺伝子変異やテラトカルシノーマの発達の間に蓄積する異常な核型をしばしば有している。これらの遺伝的異常は、内部細胞塊から直接的に多能性細胞を培養できるようになる必要性をさらに強調した。 1981年、胚性幹細胞（ES細胞）が、マウスの胚から2つの研究グループによって独立に樹立された。ケンブリッジ大学遺伝学部門のマーティン・エヴァンズおよびマシュー・カウフマンが7月に初めて報告し、子宮内のマウス胚を培養し、ES細胞を樹立する新たな技術を明らかにした[3]。カリフォルニア大学サンフランシスコ校解剖学部門のゲイル・R・マーティンは12月に論文を発表し、「胚性幹細胞」という用語を作った[4]。彼女は、胚がin vitroで培養できること、これらの胚からES細胞を樹立できることを示した。1998年、ウィスコンシン大学マディソン校のによって率いられた研究者らが、ヒト胚性幹細胞を単離・培養する技術を初めて開発した[5]。
フィブロネクチン
1940年代に確立した動物細胞培養法では、アミノ酸、糖、pH緩衝液成分、ビタミン、無機塩類などの合成培地に、10%程度の動物血清（ウシ胎児血清を多用）を添加し、培地としていた。動物血清を添加しないと、動物細胞は増殖できなかった。動物血清は、細胞増殖因子の供給、pH緩衝作用、細胞傷害因子の中和などの役割を果たすが、細胞接着分子の供給もその1つである。というのは、多くの動物細胞は、培養容器の底に接着し伸展なければ増殖できない。培養細胞のこの性質は足場依存性（anchorage dependence）と呼ばれている。 ゼナ (豚)
ゼナによる体細胞クローン豚の作出技術の確立は、遺伝子組換え技術と組み合わせることで、世界で初めて非ウイルスベクターによる緑色蛍光タンパク質を発現するブタの開発（2003年）や、医療研究用のモデル豚として臓器移植モデル、再生医療モデル、疾患モデルとして、10種類以上の遺伝子組換えブタの作出に成功につながっている。 若山照彦
1996年に、ハワイ大学に留学し、柳町隆造・ハワイ大学医学部教授の下で世界初の体細胞クローンマウスの誕生に成功、その後もクローンからクローンを続けることに成功。マウスのフリーズドライ精子による受精にも成功し、また2008年には、16年間冷凍保存していたマウスのクローン作製にも成功した。 造血幹細胞移植
トーマスらはイヌを用いた骨髄移植の研究を行い、主要組織適合遺伝子複合体（MHC: ヒトのHLA）適合性や前処置、免疫抑制剤の投与方法などを検討・開発し、イヌ同士の骨髄移植に成功した。これを踏まえ、1970年代中ごろにはHLA適合ドナーによる、前処置（高用量抗がん剤と全身放射線）およびGVHD予防（この時期にはメソトレキセートのみ）を行う、現在実施されているものとほぼ同様の近代的骨髄移植方法が確立された[7]。また白血病患者に対する骨髄移植を非寛解期に実施する[注釈 3]ことで、長期生存率が50%以上と大きく向上し[8]、治癒的治療法として位置づけられるようになった。 人工多能性幹細胞
膵臓 2011年3月、東京大学の宮島篤らのチームが、マウス実験レベルながら、ランゲルハンス島の元になる細胞を培養する方法を開発し、iPS細胞をランゲルハンス島にすることに成功した[116]。このランゲルハンス島をマウスに移植することで、血糖値を低く保つことにも成功した[116]。これらの研究は2011年3月の日本再生医療学会で発表された[116]。 iPS細胞から、膵臓のもとになる細胞である膵芽細胞、その後膵臓を構成するいろいろな細胞に分化する。まず、膵芽細胞を安定的に効率よくつくりだす方法が模索されている。 2015年には、膵芽細胞をマウスに移植しその細胞がβ細胞に分化して、血糖値に反応してインスリンを分泌することが確認された。 2016年現在の研究は、インスリンがつくれないタイプの糖尿病をターゲットにしている。いろいろなタイプの糖尿病があるが、このタイプだと、β細胞の移植で、食事のたびにインスリンを打つ必要がなくなると考えられるためだ。体液などは通すことのできる袋に、iPS細胞からつくった膵臓の細胞をつめ、移植をおこなうというような構想はあるが、実際に臨床研究に進むのは2020年ごろを目標にしている。 胚性幹細胞
2006年にAdvanced Cell Technology社のRobert Lanzaらのグループは、マウス[7]およびヒト[8][9]において、胚盤胞期以前の卵割期の胚の単一割球のみを用いて、胚の発生能を損なうことなく、ES細胞を樹立することに成功した。この技術開発により受精卵を破壊せずにES細胞の樹立を行うことが可能になった。同年、ニューキャッスル大学のMiodrag Stojkovicらのグループが、発生停止したヒトの胚からES細胞を樹立することに成功した[10]。これにより、不妊治療において廃棄されていた過剰な卵を用いることが可能になった。 植物細胞
木部細胞は、リグニンで肥大した二次壁を持つ細長い細胞である。木部細胞は水の伝導に特化しており、シルル紀の4億2500万年以前に、最初に地上に進出した植物（クックソニア参照）に初めて現れた。木部の存在は維管束植物の共有派生形質である。木部の仮道管は、方向の揃った細長い木部細胞であり、その最も単純なものでは、連続した一次壁とリグニン化した二次壁が環状、輪状、網状のネットワークを形成している。裸子植物は、有縁壁孔と呼ばれる弁のような孔のある、より複雑な仮道管を持つ。シダ植物や裸子植物は仮道管しか持たないが、被子植物は道管も持つ。道管では、端壁のない空洞の木部細胞が端同士で繋がって配列し、長い管を形成している。コケ植物は真の木部細胞を欠くが、細長い細胞でできた単純な構造の導水組織 (hydrome) を持つ。 ウイルス学の歴史
19世紀の末にはウイルスは、感染性、濾過される性質、そして生きた宿主の必要性によって定義されていた。この頃まではウイルスは植物または動物の生体内でのみ生育が可能だったが、1906年 (1870–1959) はリンパ中で組織を培養する手法を開発し[42]、1913年に E. Steinhardt、C. Israeli、R. A. Lambert はこの手法を用いてモルモットの角膜組織片でを培養した[43]。1928年、H. B. Maitland と D. I. Magrath は細かく刻んだ雌鶏の腎臓の懸濁液でワクシニアウイルスを培養した[44]。彼らの手法は1950年代、ワクチン生産のためのポリオウイルスの大規模培養に採用されると、広く利用されるようになった[45]。1941年から42年にかけて、 (1909–1994) は、広範囲のウイルス、または血清中のウイルス特異的抗体を定量するためのに基づいたアッセイ (hemagglutination assay) を開発した[46][47]。 ゲノム編集
遺伝子工学の歴史は1972年にポール・バーグらが細菌に感染するウイルスのDNAを、サルに感染するウイルスのDNAに挿入することに成功したことに始まる。その次年に、ハーバート・ボイヤーとスタンリー・ノルマン・コーエンがその遺伝子工学を生物に応用した。1970年台後半には、遺伝子工学によりインスリンが量産されるまでになった。しかし、これら従来の遺伝子工学には大きな欠点があった。一つは正確性の欠如であり、もう一つは応用性の欠如である。 細胞接着
1950年代後半、モスコーナは、高等動物の培養細胞を用いて、細胞を浮遊状態で旋回培養すると、もとの組織に近い細胞の集塊を作ることを発見した。例えば、肝臓からの細胞浮遊液と腎臓からの細胞浮遊液を混合して旋回培養すると、一度、均一な細胞集塊をつくるが、徐々に、肝臓の細胞は肝臓の細胞同士、腎臓の細胞は腎臓の細胞同士と、同種の細胞同士の集塊を作る。これを細胞選別と呼ぶと前述した。一方、同じ種類の細胞だが、異なる動物種だと、均一の細胞集塊を作る（キメラになっている）。例えば、ニワトリの軟骨形成細胞とマウスの軟骨形成細胞の細胞浮遊液を混合して旋回培養すると、均一な細胞集塊をつくり、時間が経過しても、ニワトリ由来細胞とマウス由来細胞に分離することがない。 ゲノム編集
2015年にはCRISPR/Cas9を用いて、世界初のヒト受精卵の遺伝子操作が中華人民共和国で行われ、国際的に物議を醸した。この実験を主導したJunjiu Huang（黄軍就）らが使ったのは、不妊治療の過程で体外受精により作られた受精卵であった。全ての受精卵について、2つの精子が受精した異常なもので、正常には発育しないため廃棄されるものであった。狙った遺伝子を思い通りに書きかえられたのは86個中たった4個で、望んでいない書きかえ、つまりオフターゲットが起きていた受精卵もみられた。そのため、Huangらの論文では技術的な改善の必要性を結論づけている。前年の2014年にCRISPR/Cas9によって世界初の遺伝子改変サルをつくることに中国では成功していた。倫理的問題はともかくとして、HuangはNature誌により2015年の10人に選ばれた。これにより2015年からヒト受精卵に対するゲノム編集技術の倫理的規制が新たな課題となっている。2016年にも世界で2例目のヒト受精卵のゲノム編集が中国で行われている。同年10月に世界初のゲノム編集の人体応用となる臨床試験、翌年2017年3月には世界初の正常なヒト受精卵へのゲノム編集も中国で行われた。 ミューズ細胞
骨髄移植: ミューズ細胞は骨髄単核球成分の一部(～0.03%)として骨髄細胞集団中に存在する[1][29]。これは、ミューズ細胞が1958年より行われている「骨髄移植」の一部としてこれまで投与されてきたことを意味している[36]。 間葉系幹細胞移植: ミューズ細胞は培養された骨髄由来間葉系細胞や脂肪由来幹細胞といった間葉系細胞にも数パーセントの割合で存在している。この間葉系幹細胞もまた肝臓・心臓・神経組織・気道・皮膚・骨格筋・腸などの治療のためにヒトに移植されている[37]。したがってこれら培養した間葉系細胞の代わりに純化もしくは濃縮されたミューズ細胞を使用すれば、再生効果が改善する可能性がある[3]。 ミューズ細胞は生体に投与しても腫瘍形成の危険が低いため、再生医療や細胞ベースの治療における多能性幹細胞のソースとして実現可能性が高いと期待されている。 細胞説
なお、細胞分裂はデュモルティエ(B. Ch. Dumortier 1797-1878)が藻類で最初に発見(1832)、モールは葉の細胞で観察している(1838)が、シュライデンもシュワンもこの現象を重視しなかったようである。 ウナギ
ウナギの人工孵化は1973年に北海道大学において初めて成功し、2002年には三重県の水産総合研究センター養殖研究所（現「増養殖研究所」）が仔魚をシラスウナギに変態させることに世界で初めて成功した。しかし人工孵化と孵化直後養殖技術はいまだ莫大な費用が掛かり、成功率も低いため研究中で、養殖種苗となるシラスウナギを海岸で捕獲し、成魚になるまで養殖する方法しか商業的には実現していない。自然界における個体数の減少、稚魚の減少にも直接繋がっており、養殖産業自身も打撃を受けつつある。そうした中での2010年、水産総合研究センターが人工孵化したウナギを親ウナギに成長させ、さらに次の世代の稚魚を誕生させるという完全養殖に世界で初めて成功したと発表。25万個余りの卵が生まれ、このうち75%が孵化したと報じており、先に述べた稚魚の漁獲高減少もあって、期待を集めている。だが、孵化直後の稚魚の餌の原料にサメの卵が必要で、毎日水を入れ替えなければならず、人工環境ではほとんどオスしか生まれないため産卵のためにホルモンによるメス化が必要など、コスト面で課題が多く残されている。2013年には、プランクトンの糞や死骸が餌となることが突き止められた。また、鶏卵やヤマメの精巣も餌になることが判明し、幼生は約9割が育つまでになった。しかし、2013年の現状ではシラスウナギ1匹にかかるコストは飼料代、設備投資、人件費、光熱費など1000円以下では無理だといわれている。水産庁は、完全養殖の商業化の目標年を2020年としている。 細胞核
1877年から1878年の間に、はウニの卵の孵化に関するいくつかの研究を発表し、精子の核が卵母細胞に進入し、その核と融合することを示した。これは、個体が1個の有核細胞から発生することを初めて示唆したものであった。またこれは、種の系統発生は胚の発生中に完全に反復され、原始的な粘液体 ("Urschleim") の構造化されていない塊 ("monerula") から最初の有核細胞が発生する、としていたエルンスト・ヘッケルの理論と矛盾するものであった。しかし、ヘルトヴィヒは両生類や軟体動物など、他の動物群を用いて自身の観察を確証した。エドゥアルト・シュトラスブルガーは、1884年に植物でも同じ結果を得た。ここから、遺伝における重要な役割を核へ割り当てる道が開かれた。1873年にアウグスト・ヴァイスマンは、遺伝に関しては母系と父系の生殖細胞が等価であると予想した。核の遺伝情報の保持機能は、有糸分裂が発見され、メンデルの法則が20世紀の初めに再発見されるまで明らかにされなかった。その後、遺伝の染色体説が発展した。 膜電位感受性色素
Grinvald, RossとFarber (1981)は10×10-素子photodiode arrayを用いて培養されたNIE-115ニューロブラストーマから電位活動を記録したが、これが、光学的測定を培養神経細胞へ適用したものとしては最初である。細胞体に電極を刺して刺激を行い、そこから活動電位を電気的に記録するとともに細胞の多数部位から光学的シグナルを同時記録した。活動電位のシグナルは細胞体を含めて神経突起に沿って各部位から検出され、それらのスパイクは部位ごとに異なった形状を示している。また、活動電位は刺激部位から神経突起に沿って伝播し、その速度は比較的小さく、約0.1m/秒という値が得られている。さらに、Grinvaldら (1980) はレーザーのマイクロビームを用いて、NIE-115ニューロブラストーマ細胞体と成長円錐 (growth cone) からカルシウム活動電位を同時記録している。
その後、培養細胞での光学的測定は Bill Rossに引き継がれ、活発な研究が行われているが、彼らは、膜電位感受性色素とカルシウム指示薬を組み合わせた測定というもう1つの方向をひらいた (Ross, et al, 1987, 1989)。 組織培養
動物と違い植物の細胞には分化全能性が備わっているため多くの組織培養方法が研究されている。葉などの器官を培養する器官培養。茎頂を培養する茎頂培養（成長点培養）。未熟胚を培養する胚培養。葯を培養する葯培養。プロトプラストを培養するプロトプラスト培養などがある。通常のクローン繁殖である挿し木や株分けよりも突然変異が現れやすい傾向があるとされている。 フランキア属
1800年代終わりまでに、根粒が形成された"Alnus glutinosa"（セイヨウヤマハンノキ）は大気中の窒素を利用して生育できること、根粒細胞内には菌糸が含まれることなどが知られていた。当時は共生菌の素性は明らかでなく、カビや粘菌ではないかと考えられていた。その後50年程のあいだ詳細な顕微鏡観察がなされ、根粒内の共生菌は放線菌（バクテリア）だとわかった。根粒からの共生菌の単離培養は長らく成功しなかったことから、絶対共生菌ではないかと考えられていた。共生菌の単離培養の試みは続けられ、1959年にPommerが"Alnus glutinosa"から共生菌を単離培養したという論文を発表したが、彼は培養菌体を失ってしまった。しかし、ついに1978年にTorreyらのグループがヤマモモ科の"Comptonia peregrina"から共生菌の単離培養に成功した。一般的にはこれがフランキアの単離培養の最初の成功例とみなされている。彼らはこの株をCpI1と名付けたが、これはComptonia peregrina Isolate No. 1の略である。フランキアの単離培養が困難を極めた理由は、生育が非常に遅いため根粒表面が十分に殺菌処理されなければ雑菌が優先的に増殖してしまうこと、生育に適切な組成の培地の確立が困難だったことがあげられる。この成功以降さまざまな宿主樹木から数百種の株が単離培養され、形態学・生化学・生理学・遺伝学的な側面から研究がなされるようになった。しかしながら、バラ科やダティスカ科、ドクウツギ科、クロウメモドキ科の"Ceanothus"属の植物と共生するフランキアの単離培養は現在でも成功していない。 後成説
また、ほぼ同時期の細胞説の成立も、発生学に大きな影響を与えている。細胞説が広まるやまもなく、R. A. ケリカーは、精子が精巣で作られる1個の細胞であることを1841年に報告、卵についてもカール・ゲーゲンバウアーが1861年にこれを確認し、発生は細胞レベルで調べられるようになった。また、これによって種子や蛹を卵と見なすような過ちも解消された。なお、ヴォルフは細胞説以前にある程度それに近い考えを持っていたらしく、彼が後成説を強く主張したのはそこにも一因があったようである。 ウイルス学の歴史
1949年、ジョン・フランクリン・エンダース (1897–1985)、トーマス・ハックル・ウェーラー (1915–2008)、そしてフレデリック・チャップマン・ロビンス (1916–2003) は、ヒト胚の培養細胞を用いて初めてポリオウイルスを培養し、固形の動物組織や卵を用いずになされた最初のウイルス培養となった。ポリオウイルスによる感染はほとんどの場合極めて穏やかな症状しか引き起こさない。このことはウイルスが培養細胞から単離されるまで知られておらず、多くの人々がポリオの発症に至らない穏やかな感染を経験していることが示された。他のウイルス感染症とは反対に、ポリオの発症 (稀で深刻な感染の形態) は20世紀に入って増加し、1952年頃にピークに達した。ポリオの発症はジョナス・ソーク (1914–1995) による効果的なワクチンの製造もあって減少に転じたが、それが可能になったのもウイルスを生育する細胞培養システムの発明によるものである[54]。 幹細胞治療
2004年に、キングズ・カレッジ・ロンドンの科学者は、マウスで完全な歯を育てる方法を発見し[41] 、生物工学的に歯を実験室で生育させることがでた。歯の再生技術を使い、ヒトの患者に、生きた歯を生やすことができるようになると自信をもっている研究者もいる。 澁谷工業
澁谷弘利社長が三洋電機バイオメディカ（2005年に三洋電機と合併）の経営トップと顔を合わせてから話が進んでバイオテクノロジーの分野に参入し、再生医療で必要とされる細胞培養技術において、安価で小型かつ使いやすい装置の開発に乗り出した。製薬企業向けに作っていたアイソレーターを改良し、2004年3月、産業技術総合研究所ティッシュエンジニアリング研究センター（当時）と三洋電機バイオメディカと共同で小型の「閉鎖型ヒト細胞培養システム」を開発し、国立病院大阪医療センターへ納めた。 クロレラ
日本では、1929年に東北帝国大学（現・東北大学）教授の柴田萬年がクロレラの純粋分離に成功し、1949年にはアメリカのスポアとGHQから東京大学教授の田宮博にクロレラの大量培養の要請があり、翌1951年、徳川生物学研究所において屋外大量培養を行い、成功している。 肝移植
世界で初めての施行は、1963年に米国コロラド大学のThomas Starzlによって死体肝移植が施行された。1988年にブラジルサンパウロ大学のSilvano Raiaによって初めて生体肝移植手術が施行され、その後、英国ケンブリッジ大学のRoy Yorke Calneによって移植後の拒絶反応に対しての免疫抑制としてシクロスポリン施行が導入され成績が向上してきた。 岡田善雄
1957年に発表した細胞融合に関する世界初の論文は、欧米で大きな反響を呼び画期的大発見と最高の評価が下された。これ以後、人間とネズミとの細胞融合をはじめ、色々な組み合わせの融合ができることが分かり、細胞レベルでの遺伝学やウイルスによる発ガンの研究が飛躍的に進展した。また2種類の細胞の性質が混じった細胞を作る方法は、遺伝子組み換えなどとともにバイオテクノロジーの柱の一つになった。新薬や医療技術の開発、新しい植物の開発、農作物の品種改良、有用微生物の改良など、様々な分野で利用されている。生命科学や基礎医学の発展に及ぼした影響は計り知れない。近年、万能細胞として脚光を浴びる山中伸弥京都大学教授の人工多能性幹（iPS）細胞も、この系譜上にあるといえる。岡田は現代のバイオテクノロジーの発展につながる先駆者となったが、当時の国内ではその意義を理解する人は少なく、環境の整った欧米で研究は花開き生命科学の発展に繋がっていった。 万能細胞
2011年8月、人工多能性幹細胞（iPS細胞）の開発者である山中伸弥教授とは別の京都大学の研究グループが、iPS細胞を使って精子を作り出し、それを卵子と体外受精させてマウスを誕生させることに成功した。これにより、発生のメカニズムの解明や、不妊症の原因究明や治療への可能性ができたが、その一方で、ヒトの生殖細胞作製に繋がる技術であることから、生命倫理的問題が生じると考えられている。例えば、男性から卵子、女性から精子を作製することも可能なこの技術は、女性がいなくてもキメラ生物の子宮を借りることで子孫を残せたり、男性がいなくても子孫が残せることになり、同性配偶者の間の子の誕生が可能になるため、技術的適用範囲には十分な議論が必要となる。 細胞接着分子
発生生物学の材料として、ウニやイモリが多用されていたが、1950年代、ニワトリ、マウス、ヒトなどの動物細胞を用いた細胞培養法が確立されていく。米国・シカゴ大学のイスラエル系米国人・モスコーナ（）が、トリプシンなどのタンパク質分解酵素による細胞解離法を開発し、細胞培養法を確立していく。継代培養（英：)が可能な哺乳類細胞系（cell line）、細胞株（cell strain）、細胞クローン（cell clone）が次々と樹立されていく。 カプセル化細胞
1998年に、膵臓がんのマウスのモデルを用いて、腫瘍の治療のために硫酸セルロースでカプセル化された遺伝子改変シトクロムP450発現ネコ上皮細胞を移植する効果を研究した。[93] このアプローチは、化学療法剤をプロドラッグとして投与し、P450で活性化させるものだが、化学療法剤の活性化酵素を発現した細胞の応用の、初めての試みだった。これらの結果に基づいて、カプセル化細胞であるNovaCapsを膵臓がん患者治療として第I / IIフェーズの臨床試験が行われ[94][95] 現在では、欧州医薬品局（EMEA）希少疾病用医薬品として欧州で認められている。同じ製品を使用ったさらなる第I / IIフェーズの臨床試験が行われ、膵臓がん第４ステージの患者の生存期間が２倍になった第一の臨床試験の結果を確認した。。[96] 明確な抗腫瘍効果に加えて、硫酸セルロースのカプセルは十分に耐久性があり、カプセルに対する免疫応答などの有害反応は見られず、硫酸セルロースカプセルの生体適合性を実証した。患者の一人では、2年間カプセルの副作用はなかった。 培養細胞
生体から取り出して、最初の植え替えを行うまでの培養は初代培養と呼ばれる。初代培養細胞は、生体内での細胞の性質が比較的よく保たれているが、細胞の純度、性質などがもとの生物の状態や実験条件に左右されるため、均一な条件を整えるのは困難である。既存の培養あるいはその一部を新しい培地を含む培養容器に移し替えて増殖、維持するものを継代培養（英：subculture)と呼ぶ。長期間にわたって、体外で維持され、一定の安定した性質をもつに至った細胞は、細胞株と呼ばれる。様々な生物種の様々な組織に由来する細胞株が存在する。同一の組織あるいは細胞に由来するものから同一の細胞株が得られるわけではない。また、同じ細胞株であっても異なる施設の細胞株とは性質が異なることがある。 笹井芳樹
また、2007年にはES細胞の大量培養法の開発や、神経系細胞の効率的な作成を発表。ES細胞の培養方法においてバラバラにしたヒトES細胞の死が問題になるが、笹井のチームはRhoキナーゼ（ROCK）というリン酸化酵素の活性化が原因であることを発見。Rhoキナーゼ阻害剤（ROCK-Inhibitor）を培養液に添加することにより、ES細胞を大量培養することに成功している（従来1%の生存確率が27%に向上）。 細胞
英語「（=小さな部屋）」の命名はロバート・フック著「顕微鏡図譜」「」が始まりとされる。
1665年、彼はコルクガシのコルク層の小片を自作の顕微鏡で観察している時にこの構造を初めて発見し、生物は細胞から作られていると考えた。ただし彼が実際に観察したものは、内容物を失ったあとの細胞壁であった。その後、アントニ・ファン・レーウェンフックが発明した高性能の顕微鏡で細胞観察を行った。 ルイーズ・ブラウン
父ジョンと母レズリーは9年間子供を授かろうと努めていたものの、レズリーの卵管に異常があったため自然妊娠はかなわず、体外受精に望みを託した[1]。この体外受精技術は、ケンブリッジ大学のロバート・エドワーズ教授と婦人科医パトリック・ステップトーが12年に渡る研究の末に完成させたもので、1977年11月10日に母体から採取された卵子を体外受精させ、2日半後、受精卵を母の子宮へ移し、その後は普通に成長した。 多細胞生物
生物は進化の過程において複数回にわたって多細胞体制を獲得してきた。動物、菌類、植物はそれぞれ独立に多細胞化したと考えられている。比較的最近になって多細胞化した生物としては群体ボルボックスが知られている。化石の記録によると最初の多細胞生物は約10億年前に誕生したとされており、生物の誕生が35億年前であるから、多細胞化には25億年近くを必要としたことになる（地質時代参照）。多細胞化においては細胞同士の接着や、周りの細胞との協調が必要とされることから細胞間での情報伝達（シグナル伝達）が発達する必要があり、単細胞真核生物にこれらの機能が備わるまでに時間がかかったと考えられている。 培養
レーウェンフックが微生物を発見してから19世紀までは、微生物の研究は天然から直接採取されたものを中心になされてきた。野外で採集される原生生物や菌類以外では、微生物観察のための素材として肉スープの腐敗したものがよく用いられた。ただし、これは能動的な培養とは区別する必要がある。 細胞培養
細胞培養（さいぼうばいよう、）は、多細胞生物から細胞を分離し、体外で増殖、維持すること。生体外で培養されている細胞のことを培養細胞と呼ぶ。生体から分離し、最初の植え替えを行うまでを初代培養、既存の培養細胞を新たな培養容器へと移し替えて増殖、維持することを継代培養と呼ぶ。細胞を培養するために用いられる組織間液を模した液体を培地と呼ぶ。一般に、間葉系細胞は培養が容易であるのに対して、上皮系組織の細胞の培養は困難である。また、正常細胞に比較して癌細胞は容易に培養することができる。細胞培養における存在形態により培養細胞は接着培養系細胞と浮遊培養系細胞に分類することができる。接着培養系細胞は培養容器に付着し増殖する培養細胞であり、継代には培地交換を行う。浮遊培養系細胞は培地内で浮遊状態で増殖する培養細胞であり、継代の際には培地交換は行わず、希釈培養を行う。特殊な培養法として三次元培養がある。細胞培養において培養を目的としている生物因子以外の生物因子の混入をコンタミネーションと呼び（混入したものが細胞の場合はクロスコンタミネーションと呼ばれる）、細胞の増殖や機能、実験結果に影響を及ぼすため、細胞培養の際は無菌操作が行われる。細胞は生体の一部であるため、培養細胞の研究を介して生命現象の解析をすることができる。また、モノクローナル抗体などのようにある種の物質の生産手段としても細胞培養は利用される。 ハンス・シュペーマン
シュペーマンはこの困った問題を解明するため、微小手術の名手として両生類の眼に関する研究に取り組んだ。1902年までには、ジャック・レーブやアウグスト・ヴァイスマンの研究を元に、最初の細胞分裂の研究に取りかかっていた。彼が20世紀初頭に発表した論文は実験的な形態形成分野の発展に大きく寄与し、彼自身も微少手術の真の発明者として科学界でもてはやされた。彼は細胞をでして分割することに成功した。彼は、2割球期のイモリ胚を新生児の毛で結紮し、人工的な双子形成を行う実験などで成功を収めている。シュペーマンは半分の割合で完全な胚ができることを報告し、分割面が重要との事実を発見した。この事実は前成説を追いやり、シュペーマンがポール・ワイスから学んだ "" との概念を支持した。またこれらの結紮実験やその他の他細胞胚実験を通じて、胚の割球には、初期発生に重要な遺伝情報が全て含まれていることを証明した。 カプセル化細胞
30年後の1964年に、超薄型高分子膜のマイクロカプセル内に細胞を封入することで、細胞に免疫に対しての防御を与えるというアイデアが、Thomas Changによって提案された。[2] カプセル化された細胞は、免疫拒絶から保護されるだけでなく、体積に対する表面積が大きくなり、それが酸素と栄養素の良好な移動を可能にすることも、示唆している。[2]20年後、このアプローチは、小動物をモデルにし、実践された。すい臓のランゲルハンス島（膵島）の細胞を、アルギン酸塩 - ポリリジン - アルギン酸（APA）マイクロカプセルで、固定化し、異種間移植された。[3] この研究では、マイクロカプセル化したすい臓のランゲルハンス島を、糖尿病のラットに移植すると、細胞が生存し、数週間にわたって血糖を制御し続けたことを実証した。カプセル化された細胞を利用したヒトへの試験は1998年に実施された。[4][5][6] 進行性の切除不能なすい臓がんの臨床試験として、抗腫瘍効果を局所的に発揮するために、シトクロムP450酵素を発現するカプセル化細胞が腫瘍部位に移植され、シトクロムP450に分解されて抗腫瘍効果を発揮するプロドラッグが患者に投与された。対照と比較して約2倍の生存期間が示された。 造血幹細胞移植
1939年にOsgoodが骨髄液を再生不良性貧血の患者に輸注した報告がある[3]が、これは後述する前処置を伴わないものであった。現在の治療法に準じる、抗がん剤と全身放射線照射を前処置としては、1957年にトーマスによって白血病の治療に骨髄移植が行われた[4]のが嚆矢と言える。1958年には、同年発生したユーゴスラビア[注釈 1]での原子炉事故の被爆者6名に対して骨髄移植が行われ5名の一時的救命に成功した[5]。これに続いて1968年までに203例の骨髄移植が施行されたが、生着例はわずか11例であった(全体の5.4%)[6]。当時はまだヒト白血球型抗原（HLA）適合性が考慮されず[注釈 2]、また生着不全や移植片対宿主病（GVHD）対策に有効な免疫抑制剤が無かったためである。この成功例の少なさから、骨髄移植の実施はいったん減少する[6]。 染色体説
メンデルの法則は1865年に報告されたが、長い間歴史に埋もれ、「再発見」されたのは35年後の1900年である（詳しくはメンデルの項目を参照）。遺伝の連続性が保証される背景には細胞説があり、これに基づく古典的な細胞学は、染色・観察技術の発達とともに19世紀末までには発展を遂げていた。またアウグスト・ヴァイスマン（August Weismann）は遺伝因子は生殖細胞にあるとする生殖質説を提唱しており、移植実験などからは細胞核に遺伝物質があることが予測されていた。1842年に発見された染色体に関しても、続く研究でさまざまな生物種における種類や数、細胞分裂において母細胞から二つの娘細胞へと受け継がれる様子などの知見が蓄積しつつあった（ヴァルター・フレミング (Walther Flemming）の項参照）。 グレゴール・ヨハン・メンデル
この結果は口頭での発表は1865年にブリュン自然協会で、論文発表は1866年に『ブリュン自然科学会誌』で行われた。タイトルは（植物雑種に関する実験）であった。さらにメンデルは当時の細胞学の権威カール・ネーゲリに論文の別刷りを送ったが、数学的で抽象的な解釈が理解されなかった。メンデルの考えは、「反生物的」と見られてしまった。ネーゲリが研究していたミヤマコウゾリナによる実験を勧められ、研究を始めたがこの植物の形質の要素は純系でなく結果は複雑で法則性があらわれなかったことなどから交配実験から遠ざかることになった。 胚性幹細胞
2006年8月10日、京都大学再生医科学研究所の山中伸弥らは、マウスの胚性線維芽細胞に4つの因子 (Oct3/4 ,Sox2, c-Myc, Klf4) を導入することでES細胞のように分化多能性を持つ人工多能性幹細胞（iPS細胞; induced pluripotent stem cells）が樹立できることを科学雑誌セルで発表した[19]。 エミール・アドルフ・フォン・ベーリング
1884年に、フリードリヒ・レフラーがジフテリア菌の純粋培養に成功。当時ジフテリアは、感染すると死亡率40%にもなり、一刻も早い治療方法の確立が望まれていた。当初、薬物で殺菌を試みたが思うような効果をあげられなかった。感染しても死に至らないものもいる為、血液中には殺菌を行う化学物質があり、それらをコッホの4原則に基づき、純粋培養し感受性宿主へ接種できないかと転換した。 近畿大学
2009年7月29日に水産研究所は、オーストラリアの養殖関連企業「クリーン・シーズ・ツナ」社との共同研究で、世界で初めてミナミマグロの人工孵化から稚魚サイズまでの飼育（種苗生産）に成功したと発表した。これは、グリーン・シーズ・ツナ社単独では実現できなかったミナミマグロの飼育を、クロマグロの完全養殖に成功した水産研究所との共同研究により成し遂げたものである。 人工多能性幹細胞
こうした遺伝子発現パターンの違いを解析し、人為的に切り替えることができれば、分化した体細胞を未分化な分化万能細胞へと戻すこと（初期化［リプログラミング］）ができると考えられていた。この仮説を裏付けていたのが、1962年にジョン・ガードンが核移植技術を用いてアフリカツメガエルのクローン胚作製に成功した事例にはじまるクローン動物の存在である。すなわち、体細胞の核を取り出し、核を取り除いた未受精卵[注 4]内に移植することによって、核内の遺伝子発現パターンが未分化な細胞のパターンにリプログラムされることが示されている。また、体細胞をES細胞と融合させることにより、体細胞の遺伝子発現がES細胞様に変化することも知られていた。これはつまり、卵やES細胞の中に、核内のエピジェネティックな情報をリプログラムすることが可能な因子が含まれていることを意味している。ただし、その因子が一体何であるのかは、長い間謎に包まれていた。 細胞
1857年にはミトコンドリアが、1898年にはカミッロ・ゴルジによってゴルジ体が発見された。1950年代頃から電子顕微鏡による観察が盛んに行われ、細胞膜や細胞骨格が観察された。さらに、多細胞生物の組織内部にある細胞についても1951年にHeLa細胞で細胞培養と不死化が成功して以来、観察が可能となった。技術は進み、均一な細胞集団の早い増殖技術、生化学や遺伝学の研究技法の導入、遺伝子組み換え技術や細胞工学的技術の発展、発生生物学技術の進歩などを取り込みながら、細胞の研究は進展している。 コラーゲン
コラーゲンが地球で初めて誕生したのは、原生代後期の全球凍結後（6億〜8億年前）と考えられている。コラーゲンの産生には大量の酸素の供給が必要であるが、全球凍結以前は地球においてはコラーゲンを作り出せるだけの高濃度の酸素が蓄積されていなかった。そのためそれまでの生物の進化は単細胞生物までに留まっていた。そして全球凍結の状態が終わり、急激な気候変動の影響で大量に酸素が作られ地球に蓄積した。この影響により単細胞生物がコラーゲンを作り出す事に成功し、細胞同士の接着に利用され、単細胞生物の多細胞化が促進された。今日に見られる多細胞生物（動物・植物・原生生物・真菌類）は全てこのコラーゲンの生産に成功した種の子孫であると考えられている。（ただしその子孫である植物は細胞間接着にコラーゲンを用いず、セルロースを用いており、コラーゲンを細胞間接着として利用している生物は動物と一部の原生生物に限られている） 細胞培養
確立されたまたは不死化された細胞株は、ランダムな変異または人工的なテロメラーゼ遺伝子の発現のような意図的な改変によって、無限に急速に増殖する能力を獲得している。多くの細胞株が特定の細胞型の代表型として確立されている。 胚性幹細胞
2014年12月24日、英ケンブリッジ大学などのグループが、ヒトのES細胞、iPS細胞を使って精子や卵子の基になる「始原生殖細胞」を安定的に作ることに成功したと発表し、米科学誌セル電子版に掲載された[15][16]。マウスでは既に京都大学のチームが作製し、正常な精子や卵子を作ることにも成功している[15][16]。ヒトの始原生殖細胞を作ったとする報告は既にあったが、形成過程は十分に解明されておらず、ヒトでは安定して作ることが難しかった[15][16]。ケンブリッジ大学のグループは、ヒトの場合マウスと違って「SOX17」という遺伝子が重要な役割を果たすことを突き止め、安定的に製作することに成功した[15][16]。将来的に不妊の原因解明にも役立つ可能性があるとしている[15][16]。 エピジェネティクス
両生類においては、1950年代には胚細胞の核を、1960年代には体細胞の核を除核卵に移植して発生させクローン個体を得ることができていた。これらでは移植により細胞核がリプログラムされることを示している。一方、哺乳類でも核移植クローンの作成が試みられたが、1980年代に行われた生殖細胞の核の移植では発生が停止し、雄ゲノムまたは雌ゲノム単独では発生が不可能であることが示唆されるに至った。このことが哺乳類におけるゲノムインプリンティング機構の発見につながった。 バイオベンチャー
1976年に遺伝子組み換えの大腸菌を利用したインスリン製剤の大量生産に成功したジェネンテックがアメリカ合衆国で創業。これがバイオベンチャーの第一号である。これに次いで1970年代後半から1980年代にかけてアムジェン、バイオジェンなどのバイオベンチャーが創業。製薬会社とのアライアンスを構築し、大企業に成長していった。1990年代にはヒトゲノム計画の進展に合わせ、ゲノム関係のベンチャーが数多く創業した。日本でバイオベンチャーの設立が盛んになったのは1990年代後半から2000年代前半にかけてで、2002年がピークであった。この背景には、政府のバイオテクノロジー振興策や、マザーズやヘラクレスなどベンチャー向け株式市場が開設されたことがある。株式公開は2000年12月のインテック・ウェブ・アンド・ゲノム・インフォマティクスが第一号であった（2011年にインテックに吸収合併）。 細胞接着分子
1908年、米国・ノースカロライナ大学のウィルソン（HV. Wilson）は、色の異なる2種類の海綿を1つ1つの細胞までバラバラにしてから混ぜると、同じ色同士の細胞が集塊を作ることを発見した。この現象を細胞選別と呼ぶ。 人工多能性幹細胞
2015年2月10日、国立成育医療研究センターなどからなる研究グループが、ヒトのiPS細胞（人工多能性幹細胞）から神経線維(軸索)を有する視神経細胞の作製に世界で初めて成功したと公表し、同時に電子版の英科学誌に論文を掲載した[95][96]。成功したのは、眼球と脳をつなぐ視神経細胞で、細胞本体から軸索が1〜2cm伸びている特徴を持つ。最初は立体で培養した後に、途中で平面培養に切り替え、約1ヶ月かけて視神経細胞に分化させる手法を確立、その結果作製された視神経細胞が神経としての機能を持つことを電気反応などで確認した。研究グループは、緑内障に伴う視神経の障害、視神経炎などの治療薬開発、視神経が冒される疾患の病態解明などにつながることが期待されるとしている[96][97]。 誘導
1969年、ニューコープは両生類の初期胞胚の動物極側、外胚葉になるべき部分（アニマルキャップとも呼ばれる）と、植物極側の内胚葉になるべき部分を切り出し、これえらを接触させて培養する実験を行った。これらの部分は単独で培養した場合、前者は表皮的な細胞に、後者は内胚葉性の細胞を生じる。つまり、中胚葉は生じない。ところが、両者を接触させて培養した場合、その間に筋肉や血管など中胚葉性の細胞を生じた。これは明らかに誘導が存在したことを示すものである。さらに、中胚葉性の細胞は動物極側の細胞から形成されたことが確認されたため、内胚葉側が誘導をしているものと判断された。中胚葉誘導は胚誘導の最初の段階にあたり、桑実胚から初期の胞胚の時期に起こる。 生物学における不老不死
細胞は分裂を繰り返してその系統を存続するが、実際には多細胞生物の細胞は無限に分裂を繰り返すわけではない。これは普通は個体の寿命が有限であるからである。しかし、その一部の細胞を取り出して培養した場合、この制約はなくなる。そのような方法で、どうやら無限に分裂を繰り返して系統を維持できそうな細胞が得られる場合がある。ヒトの細胞でのそのような細胞株の最初の例がHeLa細胞であった。 胚性幹細胞
ES細胞を樹立するには、受精卵ないし受精卵より発生が進んだ胚盤胞までの段階の初期胚が必要となる[6]。ヒトの場合には、受精卵を材料として用いることで、生命の萌芽を滅失してしまうために倫理的な論議を呼んでいる（一般的に、卵子が受精して発生を開始した受精卵以降を生命の萌芽として倫理問題の対象となるとみなしている。神経系が発達した以降の胚を生命の萌芽とみなす考え方もある。）。先進国においては、例えば米国ブッシュ政権が2001年8月に公的研究費による新たなヒトES細胞の樹立を禁止しているように、いずれヒトになりうる受精卵を破壊することに対する倫理的問題から現段階でのヒトES細胞の作製を認めない国がある。一方、パーキンソン病などの神経変性疾患、脊髄損傷、脳梗塞、糖尿病、肝硬変、心筋症など根治の無かった疾患を将来的に治療できる可能性から、その研究を認める国などに対応が分かれている。日本においては体外受精による不妊治療において母体に戻されなかった凍結保存されている胚の内、破棄されることが決定した余剰胚の利用に限って、ヒトES細胞の作成が認められている。米国においても、公的研究費を用いない形での研究がハーバード大学幹細胞研究所などで行われているほか、カリフォルニア州においては、アーノルド・シュワルツェネッガー知事が認める方向を打ち出すなど大きな社会的議論になっている。また、受精卵を用いるES細胞の新たな作製に伴う倫理的問題を回避するために、次の項に述べるような方法も開発されている。 幹細胞治療
2009年1月23日、米国食品医薬品局（FDA）は、ヒトに対する胚性幹細胞に基づく治療の最初の臨床試験の開始について、Geron Corporationに認可を与えた。 試験では、急性脊髄損傷を有する患者に対して、ES細胞由来の希突起膠細胞前駆細胞であるGRNOPC1を評価した。 この試験は、2011年11月に中止され、同社は「現在の資本不足および不確実な経済環境」としている。2013年にバイオ・再生医療企業BioTime（NYSE MKT：BTX）は、Geronの幹細胞を取得し、臨床試験の再開を目指している[61] [62]。 細胞培養
単離された初代細胞は、一般的に生存能力を保持しながらも、一定回数の細胞分裂の後に老化と分裂停止のプロセスへと至る。これはヘイフリック限界と呼ばれている。 柳町隆造
哺乳類の受精過程について一連の機構を明らかにした。生殖医療に広く用いられる体外受精（IVF）・顕微授精（ICSI）などの開発者として知られ、これらの技術は今日世界中で広く臨床応用されている。また哺乳類におけるクローン動物作製においてもその先駆者の一人である。1997年、世界初のクローンマウスを作製することに成功し、開発地（ハワイ大学マノア校）にちなみその方法は「Honolulu technique」と呼ばれている。最初に生まれたクローンマウスはその由来体細胞（cumulus cells: 卵丘細胞）にちなみ「Cumulina」と名付けられた。 毛包
毛髪移植は1950年代、
摘出した毛包細胞の培養は1980年代初頭に遡るが、
医学的文献で毛包単位移植が初めて見られるのは1995年のことである。 カプセル化細胞
1933年にVincenzo Bisceglieは、ポリマーの膜に細胞をカプセル化する最初の試みを行った。彼は、ブタの腹腔に移植されたポリマー膜の中の腫瘍細胞は、免疫系によって拒絶されることなく、長期間生存可能であることを実証した。[1] A549細胞
A549細胞（A549さいぼう）は、ヒト肺胞基底上皮腺癌細胞である。A549細胞株は、D. J. Giardらによってコーカソイド人種の58歳男性の肺がん組織から、1972年に初めて樹立された。本来はこれらの細胞は扁平上皮細胞であり、水や電解質といった物質の肺胞を越える拡散に関与している。A549細胞をin vitroで培養すると、単層細胞として成長し、培養フラスコに接着する。 胚発生
ドイツのハンス・シュペーマンはイモリ胚での移植実験（1924年）から、原口背唇部（げんこうはいしんぶ）に分化を引き起こす作用を発見し、原口背唇部を形成体（オーガナイザー）と名付け、未分化の細胞群に分化を促す形成体の作用を誘導と呼んだ。 細胞融合
細胞融合現象は、1957年に岡田善雄によって発見された。この時、センダイウイルス (HVJ) に細胞を融合させる作用があることを見出した。現在までに人工細胞融合が可能となり、品種改良やモノクローナル抗体の生産などに利用されている。ウイルスを介するだけでなく、プロトプラスト-PEG法や電気刺激によっても細胞融合を起こし目的の細胞を作ることができる。 カプセル化細胞
この目的に向けた最初の試みは、1980年にLimらによってなされた。[3] 初代培養
初代培養（primary cell culture）とは、生体から採取した組織や細胞を最初に播種して培養すること。あるいはその播種された細胞のこと（初代培養細胞）。通常は継代操作を行う前の培養状態を指す。広義には、特に樹立されていない、有限寿命の細胞の場合、生体から採取され数継代以内のものを初代培養細胞と呼ぶことがある。初代培養細胞は多くの場合、単一の細胞ではなく種々の細胞が混在している。初代培養細胞を継代したものは継代細胞と呼ばれ、継代により増殖を維持している一連の細胞は細胞株と呼ばれる。 人工多能性幹細胞
山中ら京大グループは、マウスiPS細胞の樹立に用いた4遺伝子のヒト相同遺伝子であるOCT3/4・SOX2・KLF4・C-MYCを、ヒト由来線維芽細胞（36歳女性の顔面の皮膚由来の線維芽細胞、69歳男性由来の滑膜細胞、および新生児包皮由来の線維芽細胞）に導入してヒトiPS細胞の樹立に成功した[16]。また、世界で初めてヒトES細胞を樹立したことで知られるらのグループも、山中らがマウスiPS細胞を初めて樹立した時と同じ戦略を用い、14個の候補遺伝子の中からOCT3/4・SOX2・NANOG・LIN28の4遺伝子を選び出してヒトiPS細胞の樹立に別個に成功した[17]。両グループの研究成果は、2007年11月20日、山中らの報告がセル誌に、トムソンらの報告がサイエンス誌にそれぞれ同日発表された[注 8]。そのわずか後の12月には、ハーバード幹細胞研究所のジョージ・デイリー (George Daley) らのグループも、OCT3/4・SOX2・KLF4・C-MYCの4遺伝子にhTERT・SV40 large Tを加えた6遺伝子を用いてヒトiPS細胞の樹立に別個に成功しており[18]、競争の激しさが窺える。この報告では、山中らやトムソンらが市販されている培養細胞を用いたのとは異なり、成人男性の手掌の皮膚から採取した細胞をもとにiPS細胞を樹立しており、実際にヒトの個体からiPS細胞を樹立可能であることが示された。 人工多能性幹細胞
2012年10月、京都大学の斎藤通紀らのグループがマウスにおいてiPS細胞から精子と卵子を作製し、それらを元に受精、出産に成功したと発表した。これにより、不妊治療への応用の道が開かれた半面、「同性愛者間での妊娠・出産の是非」や、「同一人物の精子と卵子を受精させ、出産させる」ことが可能であるという倫理的問題が浮上している。 胚培養
胚培養（はいばいよう、）とは、受精後の胚を培養すること。「種の壁」を越えて植物同士を交配しても、胚は途中で死んでしまう。胚が死ぬ前に試験管内に取り出して培養すると、雑種の植物体にまで成長する。ハクサイとキャベツの雑種ハクランや、キャベツとコマツナの雑種千宝菜などがすでに市販されている。植物同士が遠縁で受精が起こらない場合には、胚珠を取り出して試験管内で受精、培養する胚珠培養という方法も開発されている。 ハンス・シュペーマン
1928年には両生類の胚を使い、初のを成功させた（これはクローン技術の始まりとも言える業績である）。彼は1935年に、ノーベル生理学・医学賞を授与された。オーガナイザーの胚誘導に関する彼の理論は、1938年に出版された本 に記されている。この本では、ヒトを含めた哺乳類の体細胞核移植の可能性も示唆されている。 コンピテントセル
大腸菌がカルシウムイオンによってDNA取り込み能を獲得することは、1970年MandelとHiga(比嘉昭子)によって初めて示された。この時は50mMのカルシウムイオンを含んだバッファー中で0まで冷却するという単純な方法だった。武藤にはじまる数多くの改善の後、Hanahanの方法が高い形質転換効率と長期保存を実現する方法として普及した。これはカルシウム以外にもマンガン・ルビジウムなどの2価陽イオンや、カリウム・ヘキサアンミンコバルト・DMSO・DTTなどを添加したバッファ中で冷却するかなり複雑な方法である。その後、培養を低温（18）で行いカルシウム・マンガン・カリウムという比較的単純な組成のバッファで処理する井上らの方法で、安定的に高い形質転換効率が得られるようになった。 成体幹細胞
2008年、Paolo Macchiarini によって、結核により気管が損傷したコロンビア人女性に初めての幹細胞から培養された器官が移植された。パドヴァ大学、ブリストル大学、およびミラノ工科大学のチームがドナーから気管の一部を採取し、免疫反応を起こしうる細胞を除去した。この脱細胞気管に患者の骨髄から得られた幹細胞を播種し、4日かけて実験室で新しい気管が培養された。新たな気管は患者の左主気管支に移植された。
免疫抑制剤は投与されなかったが、免疫反応が見られなかったことがのちに報告されている。 刺激惹起性多能性獲得細胞
従来、遺伝子の導入などによらず、外的刺激を与えることのみで、動物細胞の分化した状態を無効にして初期化（リプログラミング）し、万能細胞にすることはできないとされていたため、STAP細胞の発見は生命科学の常識を覆す大発見とされ、細胞初期化原理の解明や医療への応用が期待された。ここで外的刺激とは細胞を弱酸性溶液（pH5.7）に短時間浸すというような簡単な処理であるとされた。
また、発表当初はiPS細胞と比較したSTAP幹細胞の優位性についても強調された。しかし、iPS細胞の発見者である山中伸弥により反論され、理化学研究所も「誤解を招く表現があった」として、3月18日には当初の主張を撤回している。しかし、最初の会見時に記者に配布された解説図は iPS 細胞の樹立確率を1%としており、これを「牛が無理やり細胞を引きずる」絵で表現しているのに対し、STAP 細胞の樹立については「魔法使いが簡単に高い確率で一瞬で STAP 細胞を作った」絵を用いており、誤解というよりは、明らかに iPS 細胞に対する優位性を主張していた。 細胞培養
組織から直接培養された細胞は初代培養と呼ばれる。腫瘍から得られる例外をのぞいて、ほとんどの初代培養株の寿命は限られている。 ロバート・G・エドワーズ
1960年頃からヒトの受精に関する研究を始め、ケンブリッジ大学に移ってからも後の体外受精につながる基礎研究を続けた。1968年、実験室におけるヒト卵細胞の受精に成功し、オールダムの産婦人科学外科医であるパトリック・ステプトーとの共同研究を開始した。エドワーズは人工授精や初期胚の培養を可能にするための培養基を開発し、ステプトーは卵管性不妊症患者の卵母細胞を腹腔鏡を用いて採取した。彼らの研究には生命倫理や宗教の観点から反対意見も根強かった 。 ウイルス学の歴史
1881年キューバの医師 (1833–1915) は、蚊が黄熱の原因を媒介していることを示す研究を発表し[6]、その理論は1900年に (1851–1902) が率いる委員会によって証明された。1901年から1902年にかけて、 (1854–1920) はキューバの蚊の繁殖地の破壊を計画し、この病気の蔓延を劇的に減少させた[7]。ゴーガスは後にパナマからの蚊の根絶を計画し、それによってパナマ運河の開通は1914年に成し遂げられた[8]。黄熱のウイルスは最終的に1932年にマックス・タイラー (1899–1972) によって単離され、彼はワクチンの開発に成功した[9]。 万能細胞
ヒトを含めた哺乳類においては、原則として受精卵以外に万能細胞は存在しないが、この受精卵を人工的に培養開発させた万能細胞で、人類が最初に手にしたのはES細胞である。1981年にイギリスでマウスのES細胞が作られ、万能細胞の代名詞のように呼ばれた。培養したES細胞を正常な胚盤胞の中に注入させ、胚と細胞が混ざり合ったものを、仮親の子宮に入れると正常な胎仔を作ることができるが、この仔マウスは全身にES細胞と同じ遺伝子を持ち、正常な孫マウスを産むこともできる。このような異個体の細胞を持つマウスはキメラマウスと呼ばれている。胚の中であらゆる器官に分化できるES細胞は、子宮の中の条件に近い環境を整えさえすれば試験管内で様々な器官へと分化できる可能性を含み、人工臓器を作って移植に利用することが可能となる。1998年にはアメリカでヒトES細胞の作製が達成され、ヒトES細胞を、欲しい器官や臓器に任意に誘導分化させる条件への応用研究が進められた。 細胞接着
1908年、米国・ノースカロライナ大学のウィルソン（HV. Wilson）は、色の異なる2種類の海綿を1つ1つの細胞までバラバラにしてから混ぜると、同じ色同士の細胞が集塊を作ることを発見した。この現象を細胞選別と呼ぶ。 細胞
1838年にはマティアス・ヤーコプ・シュライデンが植物組織を、翌年にはテオドール・シュワンが動物組織を観察した結果から、生物は基本的に細胞から構成されているとし、細胞は生物共通の構造で発生の基本単位であるとする「細胞説」を提唱した。細胞説は、細胞がどのように発生するかを説明していなかったが、1855年にルドルフ・ルートヴィヒ・カール・ウィルヒョーが「細胞は分裂して増える」という説を発表し、1860年にルイ・パスツールが生物の自然発生説を否定し、生物は細胞増殖で成長すると考えられるようになった。 細胞接着
1955年、米国・ロチェスター大学のドイツ系アメリカ人・ホルトフレーター（）の有名な実験では、黒イモリの予定表皮と白イモリの神経板を、1つ1つの細胞までバラバラにしてから混ぜると、両者は混ざり合って細胞集塊を作るが、細胞集塊の中で1つ1つの細胞は移動し、やがて予定表皮細胞は予定表皮細胞同士、神経板細胞は神経板細胞同士が集まる。つまり、細胞選別の結果、同じ細胞同士を選んで細胞接着する。 人工生命
2010年、アメリカのクレイグ・ベンター博士のチームはmycoplasmaのゲノムを表すほぼ完全なDNAを、酵母の中で合成し、本来のDNAを除去された近縁種の細菌の細胞に、合成したDNAを移植する手法で、自立的に増殖する人工細菌を作成することに成功している。　（この手法では、分裂の前段階で天然由来の細菌の細胞に頼ってはいるが、2回目の細胞分裂以降の細菌は人工的に合成された生物であると解釈している。） 子宮移植
2010年に東京大学や慶應義塾などの研究チームが行ったカニクイザルでの自家子宮移植実験では、実験に使われた2匹中1匹が手術に成功した。1匹は移植の翌日死亡したが、1匹は移植後すでに2回月経があり、子宮が機能していることが確認されている。
東京大学形成外科三原研究チームより、2011年11月に新しい子宮移植方法に関し、2012年8月に霊長類を用いた自家子宮移植後の世界初の自然妊娠・出産が海外医学誌に発表され、子宮移植の基礎研究が大幅に進んだ。2013年5月には、日本産科婦人科学会学術講演会にて慶應大学産婦人科木須伊織助教らがカニクイザルでの自家移植後の妊娠出産を発表し、世界で初めて霊長類での子宮移植後の妊娠出産に成功したことを報告した。また、2014年3月には子宮移植を研究している慶応大・京大・東大らのチームが、倫理的課題などを議論するために研究会を設立し、国内で臨床応用を進める上での留意点をまとめた指針案を公表した。2014年8月には、慶応大や京都大などのグループが、国内での移植実施に向け、子宮提供者の自発的な意思決定や安全を確保し、生まれた子の福祉に配慮するとした指針（案）をまとめた。 また、2018年5月に慶應大学産婦人科木須伊織らの研究グループが、霊長類動物において免疫抑制剤を使用しながら子宮移植を行い、世界で初めて霊長類動物における子宮同種移植後の妊娠に成功したことを報告した。 人工多能性幹細胞
精子・卵子 2014年12月24日、英ケンブリッジ大学などのグループが、ヒトのiPS細胞、ES細胞を使って精子や卵子のもとになる「始原生殖細胞」を安定的につくることに成功したと発表し、米科学誌セル電子版に掲載された[133][134]。マウスでは既に京都大学のチームが作製し、正常な精子や卵子を作ることにも成功している[133][134]。ヒトの始原生殖細胞を作ったとする報告は既にあったが、形成過程は十分に解明されておらず、ヒトでは安定してつくることが難しかった[133][134]。ケンブリッジ大学のグループは、ヒトの場合マウスと違って「SOX17」という遺伝子が重要な役割を果たすことを突き止め、安定的に製作することに成功した[133][134]。将来的に不妊の原因解明にも役立つ可能性があるとしている[133][134]。 生物学
17世紀にロバート・フックが顕微鏡を用いた観察で細胞を発見し、18世紀のカール・フォン・リンネによる生物の系統的分類の発表を経て、チャールズ・ダーウィンの進化論やグレゴール・ヨハン・メンデルの遺伝子法則などが認められるに及び、それまでの博物学の一領域に過ぎなかった生物についての知識が、ひとつの学問分野を成り立たせるに充分にまで蓄積された事で成立した。19世紀前半には、細胞の中心組織が重要な役割を持つという認識が広がった。1838年と1839年、マティアス・ヤーコプ・シュライデンとテオドール・シュワンは、(1)有機体の基本単位は細胞であり、(2)個別の細胞がそれぞれ生きて、多くの否定的意見があったが(3)全ての細胞は分裂によって生じるという考えを促進する役割を果たした。1860年代には、ロベルト・レーマクとルドルフ・ルートヴィヒ・カール・ヴィルヒョウの仕事によって細胞説として知られる上記3説は多くの支持を受けるようになった。 体外受精
イギリスの生理学者ロバート・G・エドワーズが1978年に最初に成功し、女児（ルイーズ・ブラウン）が生まれた。エドワーズはこの業績により2010年度のノーベル生理学・医学賞を受賞した。日本では1983年に東北大学の鈴木雅洲らが成功した。 黄禹錫
2004年2月に体細胞由来のヒトクローン胚から胚性幹細胞（ES細胞）を作製することに世界で初めて成功したと発表した（サイエンス誌2004年3月12日号・電子版同年2月12日付）。それまでヒツジ（ドリー）、ウシなどの哺乳類においては体細胞由来クローン技術はある程度確立されていた。しかし、ヒトはおろか、サルなどの霊長類においてすら体細胞由来クローンの成功例はなく、世界中の生物学会を驚愕させた。 破傷風菌
1889年にエミール・フォン・ベーリングと北里柴三郎が初めて純粋培養に成功した。 実験発生学
具体的な例として、ルーによるごく初期の有名なカエルの半胚の実験を挙げてみよう。1884年、彼はカエルの2細胞期に、熱した針を使って片方の細胞を焼き殺す、という実験を行った。そのままでこの卵を育てたところ、神経胚の段階まで育ったものは死亡した卵の半分をその場に置いた、残り半分の形のものであった。つまり体の片半身だけの胚ができた。 ウィリアム・サマーリン
1974年、サマーリンはニューヨーク市のにおいて、世界初の骨髄移植を成功させた免疫学者でスローン・ケタリング研究所所長のの下で移植免疫学の研究を行っていた。彼は、遺伝的に無関係の動物間の皮膚移植は、数週間特別な培地で皮膚を培養することによって成功率が高まることを示したと主張した。それが本当ならば、この研究は、移植組織の免疫学的拒絶反応を抑制するための手段として大きな意味を持っていた。しかし、彼自身や他の研究者による追試により実験結果を再現することはできなかった。 器官培養
2006年4月、科学者らは、7人の患者から細胞を取り出し、培養し、膀胱の移植に成功した試験を報告した。この研究は、米国のノースカロライナ州のでAnthony Atalaによってなされた。顎骨もコロンビア大学で培養され、肺はイェール大学で培養された。拍動するラットの心臓は、ミネソタ大学のDoris Taylorによって培養された。人工腎臓はミシガン大学のH. David Humesによって培養された。 HeLa細胞
増殖性が高いため培養は容易である。ただし細胞密度が高くなりすぎると、形質が変化したり細胞死を起こすことがある。多くの研究室で独立に継代維持されている培養細胞には、研究室ごとに性質の違いを生じていることが見られる。HeLa細胞は最も古いヒト培養細胞であるため特にこのような違いが多いと言われている。このような問題を避けるため、必要に応じて、ATCCなどの細胞バンクで維持されている素性の明らかな細胞株を入手して利用する。 HeLa細胞
ジョージ・ゲイは、1940年にウィルトン・アール (Wilton Earle) とともに世界初の株化細胞（安定して増殖を繰り返す細胞）であるL細胞をマウスから作製することに成功した、当時の細胞培養研究の第一人者であった。彼もまた、ヒト細胞の培養に挑戦していたが、1951年2月8日、勤務していたジョンズ・ホプキンス病院で1つの小さな病理切片を入手した。子宮頸癌で診察を受けた、ヘンリエッタ・ラックスのものであった。彼は、この切片から世界初となるヒト細胞株の培養に成功し、彼女の名からアルファベット2文字ずつを取って、HeLa細胞と名付けて発表した。 マラリアの歴史
動物に依存しないシステムによる原虫の肝臓ステージの生育は、1980年代にヒト胚の肺細胞の細胞株 wI38 での前赤内期 (pre-erythrocytic) の "P. berghei" の生育によって達成された。それに続いてヒトの肝がんの細胞株 HepG2 でも生育が行われた。"P. falciparum" と "P. vivax" の双方がヒトの肝細胞で生育し、"P. ovale" についても部分的な成長が達成されている。"P. malariae" はチンパンジーと[[ヨザル]]の肝細胞で生育が行われた。 ベロ細胞
ベロ細胞株は1962年5月27日に、千葉大学医学部細菌学教室の安村美博によって健康な成体のアフリカミドリザル ("Cercopithecus aethiops") の腎臓上皮細胞から分離・樹立された。彼は細胞株にエスペラント語で「緑色の腎臓」を意味する"Verda Reno"を略して、同時にエスペラント語で「真理」を意味する単語でもある、"Vero"「ヴェーロ」と名づけた。この細胞株は、1964年6月15日に清水文七によって93世代目のものが、アメリカ国立アレルギー感染症研究所 (NIAID) の熱帯ウイルス学研究所にもたらされた。その後、研究者たちの手によってさまざまな研究室に分与され、世界中で広く使われるようになった。ベロ細胞株はアメリカ細胞銀行 (ATCC) に付託され、CCL81という番号が付けられている。 人工多能性幹細胞
iPS細胞樹立の成功により、ES細胞の持つ生命倫理上の問題を回避することができるようになり、免疫拒絶の無い再生医療の実現に向けて大きな一歩となった。2007年11月には宗教界からの評価の一例として、ローマ教皇庁（ローマ法王庁）の生命科学アカデミー所長の司教（肩書きはいずれも当時のもの。なお、同司教は2010年11月に枢機卿に親任されている）は「難病治療につながる技術を受精卵を破壊する過程を経ずに行えることになったことを称賛する」との趣旨の発表を行った[28][29][注 9]。 マラリアの歴史
1976年に William Trager と James B. Jensen によって初めて連続的なマラリアの培養法が確立され、寄生虫の分子生物学的な研究や新規薬剤の開発が促進された。培養液の容積を増やすことにより、"P. falciparum" のより高い寄生レベル (10%以上) で生育が達成された。 人工多能性幹細胞
2018年11月9日、京都大学の高橋淳らのグループが、iPS細胞から育てたドーパミンを分泌する神経細胞を作製し、2018年10月に患者の脳の左側に約240万個の細胞を、特殊な注射針で移植したと発表した[77][78][79][80]。iPS細胞から作った神経細胞をパーキンソン病患者に移植した手術は世界初の成果となり、日本国内でのiPS細胞の移植は加齢黄斑変性に続いて2番目となる[77][78][79][80]。また本研究は「臨床研究」ではなく、保険収載を念頭においた「臨床試験（治験）」であり、iPS細胞の移植の臨床試験は日本国内において初となる[77][78][79][80]。研究チームは今後2年をかけて安全性と治療効果を評価するとしている[77][78][79][80]。 HeLa細胞
この細胞は、患者であるヘンリエッタ・ラックスに断りなく培養されたものであった。1950年代当時には、切除された組織や外科手術、治療・診断中に得られた材料は医師及び（または）医療研究所のものであると考えられていたので、患者やその家族に対して説明し、同意を得る必要がなかったからである。このため、最初その細胞株は、ラックスの名前を隠すため、「ヘレン・レーン」あるいは「ヘレン・ラーソン」にちなんで命名されたとされていた。ヘンリエッタ・ラックスは1951年10月4日に子宮頸癌でこの世を去ったが、彼女の子供がこの細胞のことを偶然知ったのは、20年以上経ってからのことであった。この間にも、HeLa細胞はさまざまな実験室で用いられ、また商業的にも扱われていたが、その利益の一部を彼女の家族が受けることもなかった。この問題は、後にジョン・ムーア対カリフォルニア大学の指導教授の訴訟 (en)がカリフォルニア州最高裁判所に提訴された際の参考事例となり、法廷は摘出された組織、細胞はその人のものではなく商業的に扱って構わないと裁定した。 三次元細胞培養
三次元細胞培養（さんじげんさいぼうばいよう、）とは、人工的に作製された環境で、細胞をその周囲の環境と3次元的に相互作用させながら培養させる手法である。 二次元環境（例えばペトリ皿）とは異なり、三次元細胞培養では、"in vivo"での細胞と同様に、"in vitro"で細胞をあらゆる方向に増殖させることが可能である。これらの三次元培養は、通常、バイオリアクターで細胞を成長させ、スフェロイドといわれる三次元的な細胞のコロニーに成長させることができる。バイオリアクターあたり約300個のスフェロイドが通常培養される。 ヘイフリック限界
ヘイフリック限界は、1961年にカリフォルニア大学やスタンフォード大学で解剖学の教授を務めていたらによって初めて発見された。その後多くの研究者によって追試され、ヒトの様々な臓器から得られた細胞を培養すると由来臓器に固有な分裂回数で増殖を停止すること、年齢の高いヒトからの細胞は分裂可能回数が少ないこと、遺伝的早老症患者から提供された細胞は健常者のそれより分裂可能回数が少ないことなど、多くの発見が生まれた。なおこの発見は、アレクシス・カレルの唱えた「普通の細胞は不死である。」という説を覆すこととなった。 細胞内共生説
細胞内共生説（さいぼうないきょうせいせつ）とは、1967年マーギュリスが提唱した、真核生物細胞の起源を説明する仮説。ミトコンドリアや葉緑体は細胞内共生した他の細胞（それぞれ好気性細菌、藍藻に近いもの）に由来すると考える。