細胞はシャーレの中で増殖する。このシンプルな説明は、現代生物学の基盤となる技術を的確に表している。細胞培養とは、制御された実験室条件下で細胞を増殖させるプロセスである。細胞の種類は、細菌、酵母、昆虫細胞、哺乳類細胞など様々である。組織から直接採取した初代細胞の場合もあれば、無限に分裂する不死化細胞株の場合もある。培養は、小型のフラスコで行う場合もあれば、1000リットル規模のバイオリアクターで行う場合もある。

環境条件は重要です。細胞には栄養素、つまり糖類、アミノ酸、ビタミン、塩類が必要です。適切な温度、哺乳類細胞の場合は通常37℃が必要です。適切なpH、通常7.4前後が必要です。培養培地または気相を通して供給される酸素が必要です。汚染から保護する必要があるため、細胞培養は無菌フード内で行われ、培地に抗生物質が添加される場合もあります。

細胞培養には多くの用途がある。ワクチン、抗体、その他の生物製剤の生産、薬剤の毒性や有効性の試験、細胞がシグナルにどのように反応するか、病気がどのように発症するかの研究、移植用の組織の培養などが挙げられる。細胞培養は、様々な変数を操作できる制御された環境であるモデルシステムとしての役割も果たす。

この技術には限界もある。培養皿の中の細胞は、体内の細胞とは異なる振る舞いをする。細胞は本来の環境、周囲の細胞、血液供給を失う。細胞培養で効果を発揮する薬が、患者には効かない場合もある。細胞培養はあくまで出発点であり、最終的な答えではないのだ。