動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)組織，經(jīng)過處理后在適宜的培養(yǎng)基中進(jìn)行的細(xì)胞生長和增殖過程。這種培養(yǎng)是在體外條件下進(jìn)行的，且在單獨(dú)細(xì)胞培養(yǎng)過程中不會形成完整的個(gè)體。
歷史沿革
1907年，哈里森（Harrison）在無菌條件下使用淋巴液作為培養(yǎng)基，成功培養(yǎng)蛙胚神經(jīng)組織數(shù)周，并觀察到了神經(jīng)細(xì)胞突起的生長過程。他創(chuàng)立了蓋片覆蓋凹窩玻璃懸滴培養(yǎng)法，為動(dòng)物組織體外培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。隨后，人們改進(jìn)了懸滴培養(yǎng)法，提高傳代效率并減少污染。1923年，卡雷爾（Carrel）設(shè)計(jì)了卡氏瓶培養(yǎng)法，擴(kuò)展了組織生存空間。1951年，厄爾（Earle）發(fā)明了人工合成培養(yǎng)基，用于體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞。同年，波米拉（Pomerat）設(shè)計(jì)了灌流小室，使得細(xì)胞能夠生活在不斷更新的培養(yǎng)液中，方便顯微攝影和細(xì)胞代謝研究。1957年，GRAEFF（Graff）通過灌流技術(shù)進(jìn)一步提升了細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的效率。同年，雷納托·杜爾貝科（Dulbecco）等人采用了胰蛋白酶消化處理和液體培養(yǎng)基的方法，實(shí)現(xiàn)了單層細(xì)胞培養(yǎng)。單層培養(yǎng)法的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了組織培養(yǎng)的發(fā)展。自20世紀(jì)60年代以來，動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)逐漸起步并不斷發(fā)展。20世紀(jì)80年代后，隨著基因工程和其他細(xì)胞工程技術(shù)的進(jìn)步，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)成為了轉(zhuǎn)基因技術(shù)、生物制藥等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。
培養(yǎng)液成分
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)相似，包括糖、氨基酸、無機(jī)鹽、促生長因子、微量元素等。為了模擬生物體內(nèi)的環(huán)境，通常會在合成培養(yǎng)基中加入動(dòng)物血清或其他天然成分。
培養(yǎng)液特點(diǎn)
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所使用的培養(yǎng)液通常是液體形式，并含有動(dòng)物血清。
培養(yǎng)條件
- 無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)工具均需進(jìn)行無菌處理，并加入適量抗生素預(yù)防污染。定期更換培養(yǎng)液以去除代謝產(chǎn)物，避免對細(xì)胞造成傷害。
- 營養(yǎng)物質(zhì)：包括無機(jī)化合物（無機(jī)鹽、微量元素等）、有機(jī)化合物（糖、氨基酸、促生長因子等）以及血清和血漿。
- 溫度和pH值：維持在36.5±0.5℃和7.2~7.4之間。
- 氣體環(huán)境：95%空氣加5%二氧化碳的混合氣體，以保持培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定性。
培養(yǎng)過程
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程包括獲取胚胎或幼齡動(dòng)物的器官、組織，經(jīng)過切割和胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）處理后，制成單個(gè)細(xì)胞懸浮液。這些細(xì)胞會很快貼附于培養(yǎng)容器壁上，形成細(xì)胞貼壁。當(dāng)細(xì)胞達(dá)到接觸抑制狀態(tài)時(shí)，需要再次處理并重新配制成懸浮液。原代培養(yǎng)指的是直接從機(jī)體取得的細(xì)胞、組織培養(yǎng)，而傳代培養(yǎng)則是將原代培養(yǎng)細(xì)胞分為幾份，接種至多個(gè)培養(yǎng)基中，以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的持續(xù)生長和增殖。通過特定的選擇或純化方法，可以從原代培養(yǎng)物或細(xì)胞系中獲得特殊的細(xì)胞株。如果培養(yǎng)超過50代，大部分細(xì)胞會衰老死亡，但有部分細(xì)胞會發(fā)生遺傳物質(zhì)變化，表現(xiàn)出無限傳代特性，即癌變，此時(shí)形成的細(xì)胞群體稱為細(xì)胞系。
分類
根據(jù)細(xì)胞種類分類
原代細(xì)胞培養(yǎng)
原代細(xì)胞培養(yǎng)是指將動(dòng)物的各種組織從機(jī)體中取出，經(jīng)過酶處理或機(jī)械方法分散成單細(xì)胞，在合適的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使細(xì)胞得以生存、生長和繁殖。通常情況下，原代培養(yǎng)的細(xì)胞在10代后不再增殖，最終死亡。
傳代細(xì)胞培養(yǎng)
傳代培養(yǎng)是一種常用的細(xì)胞保存方法，也是細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。當(dāng)細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中長滿后，需要將其稀釋分種至多個(gè)培養(yǎng)基中，以允許細(xì)胞繼續(xù)生長。這個(gè)過程稱為傳代。傳代培養(yǎng)應(yīng)在嚴(yán)格的無菌條件下進(jìn)行，每個(gè)步驟都需謹(jǐn)慎執(zhí)行。傳代培養(yǎng)所得的細(xì)胞為癌變或人為癌化的細(xì)胞，理論上可以無限增殖。
根據(jù)培養(yǎng)方式分類
貼壁細(xì)胞培養(yǎng)
半懸浮細(xì)胞培養(yǎng)
懸浮細(xì)胞培養(yǎng)
差異
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)在培養(yǎng)基類型、成分、產(chǎn)物、原理和過程等方面存在顯著差異。具體表現(xiàn)為：
- 培養(yǎng)基類型：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)使用液體培養(yǎng)基，而植物組織培養(yǎng)使用固體培養(yǎng)基。
- 培養(yǎng)基成分：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)必須使用動(dòng)物血清，而植物組織培養(yǎng)則不需要，而是需要加入植物生長素。
- 產(chǎn)物：植物組織培養(yǎng)最終得到新植物個(gè)體，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)得到的是單一類型的細(xì)胞群。
- 原理：植物組織培養(yǎng)基于植物細(xì)胞的全能性，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基于細(xì)胞的增殖分化。
- 過程：植物組織培養(yǎng)經(jīng)歷脫分化和再分化階段，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)涉及原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)。
應(yīng)用
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于生物制品生產(chǎn)、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物培育、毒性物質(zhì)檢測、醫(yī)學(xué)研究、器官移植培養(yǎng)以及抗癌藥物篩選等多個(gè)領(lǐng)域。
參考資料 >
細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)流程.賽默飛.2024-11-02
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng).高考圈.2024-11-02
關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的分類的介紹.分析測試百科網(wǎng).2024-11-02