动物细胞培养的若干问题
1、动物组织块一定要经剪碎然后酶解为细胞悬液才能培养吗?
细胞分散成单个细胞容易培养,因为细胞所需的营养容易供应,其代谢废物也容易排出,但这并不意味着动物细胞培养时非得分散成单个细胞才行,有时候培养的细胞甚至还不能分散。
1.1组织块培养跟植物组织培养一样,动物组织块也可直接培养,而且是最常用、简便易行和成功率较高的原代培养方法,早期的动物细胞的培养多采用此法,将剪成的组织团块(1mm3的小块)接种(间距0.2~0.5 cm)于培养瓶(或皿)壁即可。
1.2细胞悬液培养如果是上皮组织,获得细胞悬液的最佳方案还不是酶解,而是用EDTA(乙二胺四乙酸)来分散,因为该化学物质能与细胞膜上的钙、镁离子结合成螯合物,利用结合后的机械力使细胞变圆而分散或使贴壁细胞从瓶壁上脱离。
1.3器官培养有时整个器官不进行组织分离而直接在体外特定环境条件下也能培养,当然,为确保器官中心不发生因缺乏营养和氧气而坏死的现象,其厚度或直径不宜太厚,另外,除仍保持5%CO,外,一般要加注纯氧,使氧分压达到90%。
2为什么会有接触抑制现象?所有细胞都有这种特性吗?
接触抑制是细胞在生长过程中达到相互接触时停止分裂的现象,是一种密度依赖性的生长抑制,但其原因目前也不是十分清楚,一般认为这是细胞间的一种识别作用,当细胞增殖到一定程度而互相挨在一起的时候,细胞膜上的糖蛋白就识别了这种信息,进而使细胞停止繁殖。
当然,接触抑制现象跟细胞贴壁生长一样,也不是所有细胞都必须的,当其中的少数细胞获得了不死性或癌变了,也会在相同培养条件下对密度依赖性生长抑制失去敏感性,不会在形成单层时停止生长,而是可以相互堆积形成多层生长的聚集体。另外,原本可以悬浮生长的细胞更谈不上接触抑制了。
3 动物细胞为什么会贴壁生长
以鳞翅目昆虫斜纹夜蛾(Spodoptera litura)为例,其血细胞在体内是分散的,但是如果将这些血细胞分离出来进行原代培养,就会发现这些原本分散的细胞出现了贴壁生长的现象"。
为什么同样的细胞在体内是分散的而在体外却出现贴壁生长的现象呢?想一想,如果体内生活的血细胞是彼此连接,那么势必会堵塞血管,但如果将这些细胞转移到培养瓶中制成细胞悬液,则由于细胞的密度稍大于培养液的密度,而会在重力作用下造成这些细胞沉积到培养瓶的底部。
同时,由于细胞生活的内环境发生改变,遂使细胞会向外表达产生一些黏连分子,如基膜黏连蛋白和Ⅰ型、IV型胶原蛋白等。这些黏连蛋白一方面与细胞外基质相连,另一方面与培养瓶(招)发生黏连作用,结果导致体外培养的细胞发生贴璧生长的现象",可见,导致细胞贴璧最主要的原因是基因选择性表达所产生的相应的黏连蛋白。
4胰蛋白酶与胶原蛋白酶作用一样吗?
要使细胞相互分离,可以用酶将细胞间粘连着的蛋白质(如胶原蛋白、层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性蛋白等)消化了。
教材采用的酶是胰蛋白酶或胶原蛋白酶,这里的“或”不是任意选择的意思,因为这2种酶的作用对象并不一样。
胰蛋白酶是一种胰脏制品,能强烈地消化细胞间质较少的软组织如肝、肾、甲状腺﹑羊膜、胚胎组织等,而对含结缔组织较丰富的如乳腺、滑膜、子宫、纤维肉瘤﹑肿瘤组织等则无效,而且如果消化时间过长,还会损害细胞的呼吸酶和细胞膜蛋白,对细胞有损伤作用,因此,消化后要马上对培养细胞进行洗涤。
胶原蛋白酶则是一种从细菌中提取出来的酶,适于消化纤维性组织、上皮组织以及癌组织,它对细胞间质中的胶原成分有较好的消化作用,虽然作用缓慢但因对细胞本身影响不大,故还是能达到分散细胞的目的。
5肉眼及一般的光学显微镜可以观察吗?
不管是原代培养还是传代培养,一般都得经过悬浮、贴壁伸展后,很快进入潜伏期、对数生长期最后逐渐相连成片而长满瓶底,一旦发现细胞长满瓶底80%就应该及时传代,应该说整个过程是精彩的,但观察却是有难度的。
5.1肉眼观察肉眼观察很简便但基本上无法看清未经染色的活细胞,只能通过观察培养液的颜色和透明度的变化来判断培养液pH的高低。正常情况下,培养液pH为7.2~7.4,呈桃红色清亮透明,如果培养液pH值下降,会引起颜色变浅变黄,此时若不及时通过换液来调节pH ,便会导致细胞退变死亡。
5.2显微镜观察显微镜观察虽然明亮清晰但不是用一般的光学显微镜,因为活细胞对光线是透明的,光线通过活细胞时,波长和振幅几乎没有改变。大学实验室用于观察的是一种特殊的相差显微镜,它是20世纪30年代荷兰物理学家Zernike设计的,其原理是把透过标本的可见光的光程差变成振幅差,从而提高了各种结构间的对比度,使标本的各种结构变得更清晰可见。
6核型发生变化是什么意思?
核型是指染色体组在有丝分裂中期的表型,是染色体数目、大小、形态特征的总和。
体外培养的细胞由于血清质量、温度不恒定,pH不稳定、病毒污染等的影响,由原来的正常二倍体核型会变成多倍体或异倍体核型,细胞的生长特性也随之发生改变获得永生化,失去接触抑制,可无限制繁殖传代,但核型的改变不仅时间长(超过3个月)、出现频率低(10-6~10-4),而且还要直接涉及到细胞DNA或基因发生改变,因而这种变化可稳定地遗传下去,代代相传。
7培养动物细胞全部用血清可以吗?用猪血清行吗?
动物细胞培养所用的合成培养基的配制对于中学来说其实是一大难题,购买也不很方便,要是能全部用血清且是猪、鸡等动物的血清的话则难题就攻克了。
然而,血清虽对细胞生长极为重要,但其成分复杂,作用机制尚未完全了解,其中有些成分对细胞生物学反应是不利甚至是有害的,所以,在培养液中血清使用的浓度一般为10%~20%。
另外,所用血清最常用的是小牛(6个月小牛或出生5 d内新生小牛或210~300 d胎牛)血清,因为,除了其营养价值较其他动物血清高以外,关键还在于牛的胎盘能阻止母体的免疫球蛋白进入胎牛而没有抗体等的抑制效应物质,
因此,我们纵然有足够的猪、鸡等动物的血清,全用血清培养恐怕难获成功。
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