細胞培養中令人頭疼的問題之一是支原體的污染。在人們日常生活工作環境中,支原體無處不在,它可以通過人的毛發、口腔、穿著的衣服、動物的皮毛以及日常的細胞培養的操作環境造成對細胞污染。
據說有11%的細胞株均受到不同程度的支原體污染,更有統計細胞培養中支原體感染發生率達到63%,對實驗結果會產生不可預期的影響。而支原體污染的癥狀不如細菌、真菌、霉菌污染比較容易辨認,一般需要借助其他手段,如PCR、熒光染色試劑盒、培養菌落等方法。
造成細胞污染的支原體有很多,但主要有四種支原體:口腔支原體、精氨酸支原體、豬鼻支原體和萊氏無膽甾原體。由于支原體體積很小,直徑約在0.2-2.0um之間,可以通過濾膜而直接造成培養基或血清的污染。另外,被支原體污染的細胞培養基液體往往并不渾濁,細胞受損程度并不明顯,形態很少改變,這樣就更增加 了人們對其的防范難度。
從形態結構上,支原體形態多變,它多吸附在細胞表面或散于細胞與細胞之間。從其理化或生物學特性上講,所有支原體代謝均需膽固醇,部分需要精氨酸和葡萄糖。支原體的生存要求比細菌高,同時,除需基本營養物質外,還需10-20%血清,適pH值在7.8-8.0之間,多數支原體呈兼性厭氧,其繁殖方式主要是二分裂繁殖,分裂和其DNA復制不同步,可形成多核長絲體。
由于支原體是一類缺乏細胞壁的微生物,因此它對作用于細胞壁類的抗生素(如青霉素G)不敏感。支原體對熱的抵抗力和細菌相似,而對環境滲透壓的變化比較敏感。支原體對細胞的影響,可以從兩方面考慮。一方面是對細胞的直接影響,細胞被支原體污染后,增殖緩慢,部分細胞變圓,從瓶壁上脫落,部分細胞雖然表面變化不十分明顯,實際上潛伏著多方面的危險。另一方面,支原體可以通過消耗培養基中的精氨酸,抑制細胞DNA、RNA的合成,降低細胞的抵抗力。因此,支原體污染對細胞的影響是非常廣泛和深遠的。
由于支原體種類不同,應采取不同的方法進行檢測,常用的方法有如下幾種:
1、觀察細胞的形態和生長特征:支原體污染比較嚴重時可出現生長減慢,有的培養基pH明顯變酸,并出現細胞病變,其病變特征與病毒感染相似,因此不能準確診斷。
2、分離培養法:大多數支原體可出現特有的典型菌落。該方法準確、可靠,但時間長。 但其實驗周期較長,所以常用于進行對懷疑細胞的后甄別。
3熒光染色法(DNA染色法):此法快捷、簡便、價廉,但其靈敏度有一定欠缺,易造成漏檢,若細胞片制備不當則結果難以判斷。
4、PCR法檢測支原體:快速、靈敏,取樣量少,既可進行細胞檢測也可進行細胞上清的檢測,同時可以檢測8種支原體的污染,是目前常用的檢測手段。但其成本較高,條件要求嚴格,有時易出現假陽性。
5、電子顯微鏡和免疫電子顯微鏡法:此法非常直觀、準確,但對使用環境要求高,操作復雜,實驗周期較長,敏感性不高,常作為樣品的后定性檢測。
6、間接免疫熒光法和免疫印跡:簡便、快速、特異性強,如果應用單克隆抗體試劑,效果會更好。
7、其他方法 :放射性核素摻入法、放射自顯影法、基因探針法等。
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