OC 314細胞

OC 314細胞素爾細胞庫提供遺傳變異細胞系、正常組織來源細胞系、腫瘤細胞系、工程細胞系、干細胞系,涉及人類,大鼠、小鼠、鳥類、倉鼠、魚類、貓類、狗、牛、貂、豬、恒河猴、長鼻袋鼠等。...
素爾細胞庫提供遺傳變異細胞系、正常組織來源細胞系、腫瘤細胞系、工程細胞系、干細胞系,涉及人類,大鼠、小鼠、鳥類、倉鼠、魚類、貓類、狗、牛、貂、豬、恒河猴、長鼻袋鼠等。
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細胞培養(yǎng)的基本方法
一節(jié) 培養(yǎng)細胞的細胞生物學
一、基本概念通常,體外培養(yǎng)的生物成分無外乎兩種結(jié)構(gòu)形式:
其一是小塊組織或稱為組織塊(tissue block),一般稱為外植塊;
其二是將生物組織分散后制成的單個細胞,一般稱為分離的細胞(isolated cell)或者分散的細胞(dissociated cell)。
分散的過程通常在培養(yǎng)液或平衡鹽溶液中進行,分散的細胞被懸浮于培養(yǎng)液或平衡鹽溶液中。
單個細胞分散存在于培養(yǎng)液或其它平衡鹽溶液中、緩沖溶液中,就稱為細胞懸液(cell suspension)。
狹義的細胞培養(yǎng)(cell culture)主要是指分離(散)細胞培養(yǎng),廣義的細胞培養(yǎng)的概念還包括單(個)細胞培養(yǎng)(single cell culture)。一種是群體培養(yǎng)(mass culture),將含有一定數(shù)量細胞的懸液置于培養(yǎng)瓶中,讓細胞貼壁生長,匯合(confluence)后形成均勻的單細胞層;另一種是克隆培養(yǎng)(clonal culture),將高度稀釋的游離細胞懸液加入培養(yǎng)瓶中,各個細胞貼壁后,彼此距離較遠,經(jīng)過生長增殖每一個細胞形成一個細胞集落,稱為克隆(clone)。一個細胞克隆中的所有細胞均來源于同一個祖先細胞。
現(xiàn)今,用于疫苗生產(chǎn)的細胞基本有3類,即原代細胞、二倍體細胞株及傳代細胞系。經(jīng)過幾十年的研究和發(fā)展,目前我國已經(jīng)擁有了可以進行大規(guī)模疫苗生產(chǎn)的動物原代細胞、二倍體細胞和Vero細胞等生產(chǎn)技術(shù),用于生產(chǎn)多種人用、動物疫苗。其中二倍體細胞(如我國70年代建立的人胚肺二倍體細胞株KMB17和2BS)對多種病毒具有廣泛的敏感性,用其制備病毒性疫苗可以克服使用原代細胞時在其培養(yǎng)物中可能存在的各種潛在致病因子的危險,是當前病毒性疫苗生產(chǎn)較為理想的細胞基質(zhì)。Vero細胞是1962年由日本Chiba大學的Yasumura等人從成年非洲綠猴腎中分離獲得的,是一種貼壁依賴性成纖維細胞,核型為2n 60,高倍體率約為1.7%,可持續(xù)地進行培養(yǎng),不含任何污染因子。通常使用199培養(yǎng)基添加5%胎牛血清進行培養(yǎng)。該細胞可用于多種病毒的增殖,已被WHO批準廣泛用于人用、動物用疫苗生產(chǎn)。OC 314細胞
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二、體外培養(yǎng)細胞的分型
(一)貼附型:大多數(shù)培養(yǎng)細胞貼附生長,屬于貼壁依賴性細胞,大致分成以下四型:
1、成纖維細胞型:胞體呈梭型或不規(guī)則三角形,中央有卵圓形核,胞質(zhì)突起,生長時呈放射狀。除真正的成纖維細胞外,凡由中胚層間充質(zhì)起源的組織,如心肌、平滑肌、成骨細胞、血管內(nèi)皮等常呈本型狀態(tài)。培養(yǎng)中細胞的形態(tài)與成纖維類似時皆可稱之為成纖維細胞。
2、上皮型細胞:細胞呈扁平不規(guī)則多角形,中央有圓形核,細胞彼此緊密相連成單層膜。生長時呈膜狀移動,處于膜邊緣的細胞總與膜相連,很少單獨行動。起源于內(nèi)、外胚層的細胞如皮膚表皮及其衍生物、消化管上皮、肝胰、肺泡上皮等皆成上皮型形態(tài)。
3、游走細胞型:呈散在生長,一般不連成片,胞質(zhì)常突起,呈活躍游走或變形運動,方向不規(guī)則。此型細胞不穩(wěn)定,有時難以和其他細胞相區(qū)別。
4、多型細胞型:有一些細胞,如神經(jīng)細胞難以確定其規(guī)律和穩(wěn)定的形態(tài),可統(tǒng)歸于此類。
(二)懸浮型:見于少數(shù)特殊的細胞,如某些類型的癌細胞及白血病細胞。胞體圓形,不貼于支持物上,呈懸浮生長。這類細胞容易大量繁殖。OC 314細胞
三、培養(yǎng)細胞的生長和增殖過程:體內(nèi)細胞生長在動態(tài)平衡環(huán)境中,而組織培養(yǎng)細胞的生存環(huán)境是培養(yǎng)瓶、皿或其它容器,生存空間和營養(yǎng)是有限的。當細胞增殖達到一定密度后,則需要分離出一部分細胞和更新營養(yǎng)液,否則將影響細胞的繼續(xù)生存,這一過程叫傳代(Passage或Subculture)。每次傳代以后,細胞的生長和增殖過程都會受一定的影響。另外,很多細胞在體外的生存也不是的,存在著一個發(fā)展過程。所有這一切,使組織細胞在培養(yǎng)中有著一系列與體內(nèi)不同的生存特點。
(一)培養(yǎng)細胞生命期(Life Span of Culture Cells):所謂培養(yǎng)細胞生命期,是指細胞在培養(yǎng)中持續(xù)增殖和生長的時間。體內(nèi)組織細胞的生存期與完整機體的死亡衰老基本相一致。人胚二倍體成纖維細胞培養(yǎng),在不凍存和反復傳代條件下,可傳30~50代,相當于150~300個細胞增殖周期,能維待一年左右的生存時間,后衰老凋亡(Apoptosis)。如供體為成體或衰老個體,則生存時間較短;如培養(yǎng)的為其它細胞,如肝細胞或腎細胞,生存時間更短,僅能傳幾代或十幾代。只有當細胞發(fā)生遺傳性改變,如獲永生性或惡性轉(zhuǎn)化時,細胞的生存期才可能發(fā)生改變。正常細胞培養(yǎng)時,不論細胞的種類和供體的年齡如何,在細胞全生存過程中,大致都經(jīng)歷以下三個階段:
1、原代培養(yǎng)(Primary Culture)期:也稱初代培養(yǎng),即從體內(nèi)取出組織接種培養(yǎng)到一次傳代階段,一般持續(xù)1一4周。此期細胞呈活躍的移動,可見細胞分裂,但不旺盛。初代培養(yǎng)細胞與體內(nèi)原組織在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能活動上相似性大。細胞群是異質(zhì)的(Heterogeneous),也即各細胞的遺傳性狀互不相同,細胞相互依存性強。
2、傳代期:初代培養(yǎng)細胞一經(jīng)傳代后便改稱做細胞系(Cell Line)。在全生命期中此期的持續(xù)時間長。在培養(yǎng)條件較好情況下,細胞增殖旺盛,并能維持二倍體核型,呈二倍體核型的細胞稱二倍體細胞系(Diploid Cell Line)。為保持二倍體細胞性質(zhì),細胞應在初代培養(yǎng)期或傳代后早期凍存。當前上常用細胞均在不出十代內(nèi)凍存。如不凍存,則需反復傳代以維持細胞的適宜密度,以利于生存。但這樣就有可能導致細胞失掉二倍體性質(zhì)或發(fā)生轉(zhuǎn)化。一般情況下當傳代10~50次左右,細胞增殖逐漸緩慢,以至完全停止,細胞進入第三期。
3、衰退期:此期細胞仍然生存,但增殖很慢或不增殖;細胞形態(tài)輪廓增強,后衰退凋亡。
在細胞生命期階段,少數(shù)情況下,在以上三期任何一點(多發(fā)生在傳代末或衰退期),由于某種因素的影響,細胞可能發(fā)生自發(fā)轉(zhuǎn)化(Spontaneous Transformation)。轉(zhuǎn)化的標志之一是細胞可能獲得永生性(Immortality)或惡性性(Malignancy)。細胞永生性也稱不死性,即細胞獲持久性增殖能力,這樣的細胞群體稱細胞系(Infinite Cell Line),也稱連續(xù)細胞系(Continuous Cell Line)。細胞系的形成主要發(fā)生在第二期末,或第三期初階段。細胞獲不死性后,核型大多變成異倍體(Heteroploid)。細胞轉(zhuǎn)化亦可用人工方法誘發(fā),轉(zhuǎn)化后的細胞也可能具有惡性性質(zhì)。細胞永生性和惡性性非同一性狀。
(二)組織培養(yǎng)細胞一代生存期 所有體外培養(yǎng)細胞,包括初代培養(yǎng)及各種細胞系,當生長達到一定密度后,都需做傳代處理。傳代的頻率或間隔與培養(yǎng)液的性質(zhì)、接種細胞數(shù)量和細胞增殖速度等有關。接種細胞數(shù)量大、細胞基數(shù)大、相同增殖速度條件下,細胞數(shù)量增加與飽和速度相對要快(實際上細胞接種數(shù)量大時細胞增殖速度比稀少時要快)。連續(xù)細胞系和腫瘤細胞系比初代培養(yǎng)細胞增殖快,培養(yǎng)液中血清含量多時細胞增殖比少時快。以上情況都會縮短傳代時間。
所謂細胞“一代”一詞,系僅指從細胞接種到分離再培養(yǎng)時的一段時間,這已成為培養(yǎng)工作中的一種習慣說法,它與細胞倍增一代非同一含義。如某一細胞系為第153代細胞,即指該細胞系已傳代153次。它與細胞世代(Generation)或倍增〔Doubling〕不同;在細胞一代中,細胞能倍增3~6次。
細胞傳一代后,一般要經(jīng)過以下三個階段:
1、潛伏期(Latent Phase):細胞接種培養(yǎng)后,先經(jīng)過一個在培養(yǎng)液中呈懸浮狀態(tài)的懸浮期。此時細胞胞質(zhì)回縮,胞體呈圓球形。接著是細胞附著或貼附于底物表面上,稱貼壁,懸浮期結(jié)束。各種細胞貼附速度不同,這與細胞的種類、培養(yǎng)基成分和底物的理化性質(zhì)等密切相關。初代培養(yǎng)細胞貼附慢,可長達10~24小時或更多;連續(xù)細胞系和惡性細胞系快,10~30分鐘即可貼附。細胞貼附現(xiàn)象是一個非常復雜和與多種因素相關的過程。支持物能影響細胞的貼附;底物表面不潔不利貼附,底物表面帶有陽性電荷利于貼附。另外在貼附過程中,有一些特殊物質(zhì)如纖維連接素(Fibronectin),又稱LETS(Larger External Transformation Substance),細胞表面蛋白(Cell Surface Protein:CSP)等也參與貼附過程。這些物質(zhì)都是蛋白類成分,它們有的存在于細胞膜的表面(如CSP),有的則來自培養(yǎng)基中的血清(LETS)。近年又從各種不同組織和生物成分中提取出了很多促貼附物質(zhì)。貼附是貼附類細胞生長增殖條件之一。
細胞貼附于支持物后,除先經(jīng)過前述延展過程變成性細胞,還要經(jīng)過一個潛伏階段,才進入生長和增殖期。細胞處在潛伏期時,可有運動活動,基本無增殖,少見分裂相。細胞潛伏期與細胞接種密度、細胞種類和培養(yǎng)基性質(zhì)等密切相關。初代培養(yǎng)細胞潛伏期長,約24~96小時或更長,連續(xù)細胞系和腫瘤細胞潛伏期短,僅6~24小時;細胞接種密度大時潛伏期短。當細胞分裂相開始出現(xiàn)并逐漸增多時,標志細胞已進入指數(shù)增生期。
2、指數(shù)增生期(Logarithmic growth Phase):這是細胞增值旺盛的階段,細胞分裂相增多。指數(shù)增生期細胞分裂相數(shù)量可作為判定細胞生長旺盛與否的一個重要標志。一般以細胞分裂(Mitotic Index:MI)表示,即細胞群中每1000個細胞中的分裂相數(shù)。體外培養(yǎng)細胞分裂指數(shù)受細胞種類、培養(yǎng)液成分、pH、培養(yǎng)箱溫度等多種因素的影響。一般細胞的分裂指數(shù)介于0.1%~0.5%,初代細胞分裂指數(shù)低,連續(xù)細胞和腫瘤細胞分裂指數(shù)可高達3%~5%。pH和培養(yǎng)液血清含量變動對細胞分裂指數(shù)有很大影響。指數(shù)增生期是細胞一代中活力的時期,因此是進行各種實驗的和主要的階段。在接種細胞數(shù)量適宜情況下,指數(shù)增生期持續(xù)3~5天后,隨細胞數(shù)量不斷增多、生長空間漸趨減少、后細胞相互接觸匯合成片。細胞相互接觸后,如培養(yǎng)的是正常細胞,由于細胞的相互接觸能抑制細胞的運動,這種現(xiàn)象稱接觸抑制(Contact Inhibition)。而惡性細胞則無接觸抑制現(xiàn)象,因此接觸抑制可作為區(qū)別正常與癌細胞標志之一。腫瘤細胞由于無接觸抑制能繼續(xù)移動和增殖,導致細胞向三維空間擴展,使細胞發(fā)生堆積(Piled up)。細胞接觸匯合成片后,雖發(fā)生接觸抑制,只要營養(yǎng)充分,細胞仍然能夠進行增殖分裂,因此細胞數(shù)量仍在增多。但當細胞密度進一步增大,培養(yǎng)液中營養(yǎng)成分減少,代謝產(chǎn)物增多時,細胞因營養(yǎng)的枯竭和代謝物的影響,則發(fā)生密度抑制(Density Inhibition),導致細胞分裂停止。因此細胞接觸抑制和密度抑制是兩個不同的概念,不應混淆。
3、停滯期(Stagnate Phase):細胞數(shù)量達飽和密度后,細胞遂停止增殖,進入停滯期。此時細胞數(shù)量不再增加,故也稱平頂期(Plateau)。停滯期細胞雖不增殖,但仍有代謝活動,繼而培養(yǎng)液中營養(yǎng)漸趨耗盡,代謝產(chǎn)物積累、pH降低。此時需做分離培養(yǎng)即傳代,否則細胞會中毒,發(fā)生形態(tài)改變,重則從底物脫落死亡,故傳代應越早越好。傳代過晚(已有中毒跡象)能影響下一代細胞的機能狀態(tài)。在這種情況下,雖進行了傳代,因細胞已受損,需要恢復,至少還要再傳1~2兩代,通過換液淘汰掉死細胞和使受損輕微的細胞得以恢復后,才能再用。結(jié)果反而耽誤了時間,這是在實驗中應特別注意的。
四、原代培養(yǎng):即一次培養(yǎng),是指將培養(yǎng)物放置在體外生長環(huán)境中持續(xù)培養(yǎng),中途不分割培養(yǎng)物的培養(yǎng)過程。有幾方面含義:
培養(yǎng)物一經(jīng)接種到培養(yǎng)器皿(瓶)中就不在分割,任其生長繁殖;
原代培養(yǎng)中的“代”并非細胞的“代”數(shù),因為培養(yǎng)過程中細胞經(jīng)多次分裂已經(jīng)產(chǎn)生多代子細胞;
原代培養(yǎng)過程中不分割培養(yǎng)物不等于不更換培養(yǎng)液,也不等于不更換培養(yǎng)器皿。
正常細胞培養(yǎng)的世代數(shù)有限,只有癌細胞和發(fā)生轉(zhuǎn)化的細胞才能生長下去。所謂轉(zhuǎn)化即是指正常細胞在某種因子的作用下發(fā)生突變而具有癌性的細胞。目前上許多實驗室所廣泛傳用的HeLa細胞系就是1951年從一位名叫Henrietta Lacks的婦女身上取下的宮頸癌細胞培養(yǎng)而成。此細胞系一直延用至今。
原代培養(yǎng)的細胞一般傳至10代左右就不易傳下去了,細胞的生長就會出現(xiàn)停滯,大部分細胞衰老死亡。但是有少數(shù)的細胞能夠度過“危機”而繼續(xù)傳下去,這些存活的細胞一般能夠傳到40~50代,這種傳代細胞叫做細胞株。細胞株的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變,在培養(yǎng)過程中其特征始終保持。當細胞株傳至50代以后又會出現(xiàn)“危機”,不能再傳下去。但是有部分細胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,并且?guī)в邪┳兊奶攸c,有可能在培養(yǎng)條件下制地傳代下去,這種傳代細胞稱為細胞系。
OC 314細胞
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