细胞建系及建株establishment of cellline and strain培养细胞系与细胞株的技术。原代细胞经过第一次传代后的细胞群称细胞系;培养细胞经过选择或克隆化,建立起能连续传代、有特殊性质或特殊标记的细胞群称细胞株。此概念是美国组织培养协会1978年提出的,根据这一定义,细胞系由来自原代培养的许多细胞世系所组成,而细胞株则需特殊性质或标记,并能在培养、传代中长期保存。一旦失去这些特性或标记,细胞株便又回到了细胞系。但在实际工作中细胞系与细胞株名称仍有混用情况,且究竟传一代还是传几代才算建立细胞系,看法也不尽一致。 方法 主要包括以下几个步骤。 原代培养 用严格的无菌操作从寄主体内取出需要培养的组织,并对组织进行适当处理,如切成小块或制成细胞悬液,然后接种于含培养基的培养瓶内,在适宜温度的二氧化碳培养箱或普通培养箱中培养。培养器材及培养用液的要求十分严格(见细胞培养)。应定时在倒置显微镜下观察细胞的生长情况,及培养基pH值的变化以决定采取的措施,如细胞不生长可保存一段时间后舍弃。 传代培养 当贴壁细胞长成一定程度的单层时,或者悬浮细胞长到一定密度时应进行传代培养。单层细胞用机械冲刮或消化液消化使之与瓶壁脱离。再用培养基将细胞稀释至适当浓度,将原来一瓶细胞分装成数瓶。悬浮细胞可直接加入培养基,并根据细胞计数分装成数瓶。尔后随时观察生长情况,当细胞长到一定密度时即行传代,并随时记录细胞的代数。 当细胞旺盛生长并传到若干代时,常出现一危险阶段。细胞生长缓慢、停滞,甚至最后死亡。但有时个别样品的细胞会突然生长,终于建系。在细胞生长停滞时,应减少搅动,并可把数瓶细胞集中于一瓶以增加密度而有利于渡过危险期,建系、建株工作的失败常出现于这一阶段。 克隆系的建立 克隆系是指从一个单细胞分裂而形成的细胞系。建立克隆系即用克隆化方法使所有细胞都来自同一个细胞,目的是达到细胞在形态、生化、免疫、遗传等特性的一致,以适应某些实验的需要。克隆化的方法有多种,如毛细管法,饲养层法,琼脂培养法,稀释法等,以稀释法最为方便和常用。 基本要求 在细胞建系建株工作中,为防止传代细胞发生变异,或培养工作中的意外丢失,保证稳定可靠的细胞来源,应从早期开始定期取细胞置于低温中冻存。冻存方法以液氮最为常用。细胞建系或建株以后,为了解该细胞系或株的生物学特性; 特殊标志;变异情况并排除其他细胞的交叉污染及微生物污染,需对细胞特性进行检测,为该细胞系或株的实际应用提供完整资料。 生长速度 检测群体细胞的生长周期; 绘制生长曲线图以便掌握细胞的对数生长期; 检测细胞的群体倍增时间和分裂指数。 形态描述 利用光镜测定活体细胞的核质比例,描述各种细胞类型及百分比,记录活体及染色细胞的形态特征; 利用透射及扫描电子显微镜观察细胞超微结构及表面形状。 核型分析 通过染色体分析确定细胞系或株的众数染色体数,染色体的变异,是否有标志染色体等以确定细胞来源、细胞属于正常范围或已恶变等。 组织化学或细胞化学反应 了解细胞是否保持原有的特性及功能。 同功酶谱分析 同功酶谱分析是细胞特性和种系鉴定的重要方法。如对乳酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶、核苷磷酸化酶等的同功酶谱分析可进行种间鉴定,也可借其他酶谱分析进行种内鉴定。 癌变检查 检查细胞系或细胞株是否发生癌变转化,除了常规的生长行为、形态学和核型检查可供判断外,细胞在琼脂中的集落形成率是重要的指标,动物接种后是否形成肿瘤在某些实验中是必要的指标。 特殊检测 利用生化,免疫学以及分子生物学方法如分子杂交技术,检查细胞株所具有的特殊性质和标志,如特殊的化学物质、特殊抗原、特殊基因等。 污染检测 除了排除细胞间的交叉污染外,还须检查微生物污染,尤其是枝原体污染来源,必须用特殊的枝原体检查法。 应用 至今为止,已经建立了许多来自哺乳动物、人类、禽类、鱼类以及昆虫的细胞系或细胞株,它们为生物学、医学、农业以及其他相关领域的研究提供了稳定可靠的实验材料,有力地促进了这些学科的发展。 细胞生物学研究 对细胞系或细胞株在体外生长、运动、分裂、分化等生命过程的了解以及对细胞的代谢特征、遗传性状及对不同环境的反应等的探索极大地丰富了人类对生物体以及对生物的基本单位——细胞的认识,这方面的研究尚在不断深入。 病毒学研究 细胞株或细胞系是病毒的良好寄主。它不仅来源稳定,操作简便,而且可以避免从动物分离病毒时混有其他微生物以及动物的个体差异,因此细胞系和株已被广泛应用于病毒学研究,是病毒分离、抗原和疫苗制备、病毒性细胞病变及病毒发生机制等研究的重要材料。很多病毒可借特定的细胞系或株获得大量繁殖,只有少数病毒尤其是新出现的病毒缺乏敏感的细胞,对此需要建立新的易感细胞系或株。 肿瘤生物学研究 目前已建立了很多来自各种不同肿瘤的细胞株或细胞系,如Hela细胞(宫颈癌)、HEP-2(喉癌)、J-11(单核白血病细胞)、小鼠S-180肉瘤子等,它们为肿瘤的生物学、免疫学、分子生物学、肿瘤的早期诊断和治疗等研究提供了理想的材料和模型。 环境毒理检测 利用细胞株或细胞系进行病理观察及遗传毒理测试,可以检测环境中的有毒或有害物质,如农药、食品添加剂、化学药品、工业废水以及辐射等对水体、大气和土壤等的污染情况,并对污染源的毒性及危害作出较客观的评价,以便及时采取措施防止污染物对人畜的危害,或对生态平衡的破坏。 杂交瘤细胞株 杂交细胞株或细胞系目前已获得广泛应用。如建立产生某些特定的激素、分泌物等的杂交细胞,在实验上已获得成功,有的已投入生产。近几年来,在利用杂交细胞产生单克隆机体方面取得成果,单克隆抗体由于高度的免疫专一性而在免疫诊断、特异抗原检测等方面得到了独特的应用。用抗肿瘤细胞的单克隆抗体挂上抗肿瘤药物制成“生物导弹”,它能特异性地识别机体内的肿瘤细胞,并用所挂的药物单独杀死肿瘤细胞而不侵害正常细胞以达到治疗肿瘤的目的。 细胞建系及建株establishment of cell line and strain培养细胞系与细胞株的技术。原代细胞经过第一次传代后的细胞群称细胞系;培养细胞经过选择或克隆化,建立起能连续传代、有特殊性质或特殊标记的细胞群称细胞株。按此定义,细胞系由来自原代培养的许多细胞世系所组成;而细胞株则需特殊性质或标记,并能在培养、传代中长期保存,一旦失去这些特性或标记,细胞株便又回到了细胞系。至今已建立了许多来自哺乳动物、人类、禽类、鱼类以及昆虫的细胞系或细胞株,它们为生物学、医学、农业及其他相关领域的研究提供了稳定可靠的实验材料,有力地促进了这些学科的发展。 |