動物細(xì)胞原代培養(yǎng)系統(tǒng)是從動物體內(nèi)獲取組織或細(xì)胞,在體外模擬體內(nèi)環(huán)境進(jìn)行無菌、適溫和適宜營養(yǎng)條件下的培養(yǎng),使細(xì)胞生存、擴(kuò)增并維持其正常結(jié)構(gòu)與功能的系統(tǒng)。以下是對該系統(tǒng)的詳細(xì)介紹:
一、基本概念與類型
原代培養(yǎng):從動物體內(nèi)獲取的組織或細(xì)胞,在體外模擬體內(nèi)環(huán)境下建立無菌、適溫和適宜營養(yǎng)條件,使細(xì)胞生存和擴(kuò)增,并維持其正常結(jié)構(gòu)與功能的方法。接種組織塊直接長出單層細(xì)胞或?qū)⒔M織分散成單個細(xì)胞再進(jìn)行培養(yǎng),在首次傳代前的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。
傳代培養(yǎng):將原代培養(yǎng)的細(xì)胞繼續(xù)轉(zhuǎn)接培養(yǎng)的過程。細(xì)胞的體外大量增殖以及細(xì)胞系的建立是通過傳代培養(yǎng)實現(xiàn)的。
細(xì)胞系:指原代細(xì)胞培養(yǎng)物經(jīng)首次傳代成功后所繁殖的細(xì)胞群體。根據(jù)增殖能力是否有限分為有限細(xì)胞系和無限細(xì)胞系。
細(xì)胞株:從一個經(jīng)過生物學(xué)鑒定的細(xì)胞系用單細(xì)胞分離培養(yǎng)或通過篩選的方法,由單細(xì)胞增殖形成的細(xì)胞群。
二、培養(yǎng)方法
組織塊培養(yǎng)法:將剪成的小組織團(tuán)塊接種于培養(yǎng)瓶(或皿)中,瓶壁可預(yù)先涂以膠原薄層,以利于組織塊粘著于瓶壁,使周邊細(xì)胞能沿瓶壁向外生長。此法適用于組織量少的培養(yǎng),是常用、簡便易行和成功率較高的原代培養(yǎng)方法。
酶消化法:使用胰蛋白酶或膠原蛋白酶等將組織分散成單個細(xì)胞,然后進(jìn)行培養(yǎng)。此法適用于大量組織的培養(yǎng),可以快速得到大量的原代細(xì)胞。
懸浮培養(yǎng)法:對于懸浮生長的細(xì)胞,如白血病細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、胸水和腹水中的癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞等,無需消化,可采用低速離心分離,直接培養(yǎng),或經(jīng)淋巴細(xì)胞分層液分離后接種培養(yǎng)。
器官培養(yǎng)法:從供體取得器官或組織塊后,不進(jìn)行組織分離而直接在體外的特定環(huán)境條件下培養(yǎng)。器官培養(yǎng)可保持器官組織的相對完整性,可用于重點觀察細(xì)胞間的聯(lián)系、排列情況和相互影響,以及局部環(huán)境的生物調(diào)節(jié)作用。
三、培養(yǎng)條件
無菌環(huán)境:對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理,通常還要在培養(yǎng)液中加入一定量的抗生素,以防被污染。此外應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝產(chǎn)物防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物累積對細(xì)胞自身產(chǎn)生危害。
營養(yǎng)物質(zhì):包括無機(jī)物(無機(jī)鹽、微量元素等)、有機(jī)物(糖、氨基酸、促生長因子等)以及血清和血漿(提供細(xì)胞生長必須的營養(yǎng)成份)。
溫度和pH:溫血動物細(xì)胞培養(yǎng)的最適溫度為37℃,冷血動物的生長溫度為15℃-25℃。培養(yǎng)液的pH通常維持在7.2-7.4之間。
氣體環(huán)境:通常為95%的空氣+5%CO?的混合氣體,其中5%CO?氣體是為保持培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
基礎(chǔ)研究:原代細(xì)胞培養(yǎng)可用于遺傳疾病和先天畸形的產(chǎn)前診斷,以及癌癥的早期預(yù)防和治療研究。
藥物篩選和毒性測試:原代細(xì)胞培養(yǎng)可用于研究新藥的效果和安全劑量,以及藥物載體的細(xì)胞毒性。
疫苗生產(chǎn):利用動物細(xì)胞培養(yǎng)來生產(chǎn)病毒,而這些病毒用于生產(chǎn)疫苗,如脊髓灰質(zhì)炎、狂犬病、水痘、麻疹和乙肝等致命疾病的疫苗。
基因工程:原代細(xì)胞培養(yǎng)物可用于生產(chǎn)商業(yè)上重要的基因工程蛋白質(zhì),如單克隆抗體、胰島素、激素等。
組織或器官置換:利用原代細(xì)胞重建受損組織或替換無功能的細(xì)胞或組織的研究正在進(jìn)行中。