細胞培養的幾個基本概念

細胞培養

品 名:細胞培養

拼音:xibaopeiyang

英文名稱：culture of cells

說明:包括微生物細胞、植物細胞和動物細胞培養。將動植物組織或細胞從機體取出，分散成單個細胞或直接以單細胞生物，使其在含有必要生長條件的培養基或培養瓶中繼續生長與增殖。細胞培養是細胞生物學研究方面十分重要的技術。細胞周期及其調控、癌變機理、衰老、基因表達與調控等重要進展都離不開細胞培養技術。植物細胞培養為植物育種開辟了一條嶄新的途徑。大規模的細胞培養為營養品、疫苗生產以及藥物研究、開發與腫瘤防治提供了全新的手段。原核生物、病毒培養為基因工程等現代生物工程提供了必要條件。

細胞培養的基礎知識

細胞培養 （cell culture）細胞培養的含義，簡單地說即是把來自機體的組織經分散成為單個細胞，放在類似于體內的體外環境中生存，使其不斷生長、繁殖或傳代，借以觀察細胞的生長、繁殖、衰老等生命現象。還可以利用細胞進行細胞工程與細胞癌變等重大問題的研究。細胞培養也是研究病毒與研制疫苗的基礎技術。因此細胞培養技術在遺傳學、免疫學、腫瘤學、病毒學、分子生物學等領域已得到廣泛的應用。下面介紹原代培養和傳代培養的基本概念。

原代培養 通過組織塊直接長出單層細胞或用酶或機械方法將組織分散成單個細胞開始培養，在首次傳代前的培養可認為是原代培養。原代培養最大的優點是，組織和細胞剛剛離體，生物性狀尚未發生很大變化，在一定程度上能反映體內狀態。特別是在細胞培養會合時，原代培養的某些特殊功能表達尤為強烈。在這樣的培養階段能更好地顯示與親體組織緊密結合的形態學特征。在供體來源充分、生物學條件穩定的情況下，采用原代培養做各種實驗，如藥物測試、細胞分化等，效果很好。但應注意，原代培養組織是由多種細胞成分組成的，比較復雜。即使全為同一類型的細胞，如上皮細胞或成纖維細胞，也仍具有異質性，在分析細胞生物學特性時比較困難。其次，由于供體的個體差異及其他一些原因，細胞群生長效果有時也不一致。

原代培養也是建立各種細胞系（株）必經的階段。假如原代培養能夠維持幾小時甚至更長，即可進行進一步篩選。有的細胞具有繼續增殖能力，有的細胞類型只是存活而不增殖，而另外一些細胞只是在特殊條件下應用而不存活，因而細胞類型的分布將會改變。在單層培養的情況下，瓶底全部鋪滿細胞，達到會合以后，對密度有依賴性的細胞則逐漸減少生長，而失去密度依賴敏感性的細胞則生長增加，天然或自發轉化的細胞則過度生長。借助于頻繁傳代，保持細胞低密度生長，有利于保存細胞的正常表型（如小鼠成纖維細胞）。而自發轉化則傾向于高細胞密度的過度生長。

傳代培養 原代培養形成的單層細胞匯合以后，需要進行分離培養，否則細胞會因生成空間不足或由于細胞密度過大引起營養枯竭，都將影響細胞的生長，這一程序常稱為傳代或傳代培養。原代培養在首次傳代時即為細胞系，能連續培養下去的為連續細胞系；不能連續培養的為有限細胞系。通常，傳代培養是指擴大培養，也就是將一份細胞一分為二或者一分為三進行培養等。但嚴格說來，不論稀釋與否，將細胞從一個培養瓶轉移或移植到另一個培養瓶即稱為傳代或傳代培養。可以理解，在任何時候，細胞從一個瓶子接種到另一個瓶子時總會丟失一部分，因此，在客觀上細胞必定有所稀釋。

傳代代數這一概念常常容易同“增殖代數”相混淆。細胞“一代”一詞僅指從細胞接種到分離再培養時的一段時間。如某一細胞系為第 153代，即指該細胞系已傳代 153次。它與細胞“增殖代數”（細胞世代或倍增）不同，在細胞一代中，細胞約能倍增 3～ 6次。由此可見，細胞代數與增殖代數相關，確切的代數則依賴于細胞株和培養條件的不同而異。但構成一個細胞系的生長條件必須是同樣的，因而細胞系應該表達近似的增殖代數或倍增代數