细胞培养 是一种在实验室中分离和培养感兴趣细胞的技术。 尽管原理 适用于原核生物和其他真核细胞 , 但术语“细胞”通常指哺乳动物
在细胞培养中,动物细胞从组织切片中分离出来,并在最佳条件下培养,包括温度、pH 值和二氧化碳与氧气的比率。 它们以培养基中的营养物质和生长因子为食。
原代细胞 是来自已被酶解离或消化的组织切片的个体化细胞。
非癌性原代细胞通常生长缓慢。当它们增殖至 80% 汇合 时,原代细胞被传代培养或传代 ,以便它们可以继续分裂。大多数原代细胞都是 有限的 ——它们在传代培养到衰老前的某一代后可以分裂。 相反,癌原代细胞可以无限地传代培养。
原代细胞被认为是起源组织的最接近的代表。 最初,它们的遗传和表型特性是异质的,因为组织切片中的细胞组成是混合的。 因此,原代细胞的身份在每次传代后都会发生变化。然而,如果一种细胞类型的生长和增殖率优于另一种细胞类型,则原代细胞身份可能会变得更加纯合。
次生细胞 是在新鲜培养基中经过多次传代和培养的原代细胞。
通常,次级细胞是不死的 。当定期提供营养物和新鲜培养基时,它们可以无限期培养。 与原代细胞相比,它们生长快速,并且具有更同质的基因型特征,并且在世代中保持一致。然而,二次细胞在长时间生长时 往往会分化成 异常细胞。
辅助细胞比原代细胞更容易处理。通常培养它们以产生具有相似特性的细胞群,用于病毒、免疫学和毒理学测试。
细胞系 是来自已传代至少一次的聚集 或单层 原代细胞的细胞
细胞系的基因型和表型特性源自其来源的原代细胞。 它们的身份更加同质,因为 细胞 聚集体 和单层 通常代表一组具有相似身份的细胞。
细胞系是研究和开发的首选细胞,而原代细胞则用于确认研究。 市售细胞系的例子是来自宫颈癌细胞(HeLa)的人上皮细胞系和仓鼠卵巢细胞系(CHO)。
细胞培养使用户能够繁殖特定细胞以进行组织再生或获得细胞产品,例如基因工程蛋白质和减毒疫苗。
此外,细胞培养可以适应测试或研究平台。例如, 在动物研究和临床试验之前,在相关细胞培养物中对候选化合物进行 体外评估。
它筛选化合物毒性和靶细胞对候选化合物的反应,使研究人员能够仅选择有希望的化合物进行进一步测试。 同样,细胞培养可用于模拟和证明假设的基因功能、癌症、遗传或病毒性疾病病理学和发病机制 。
无菌和生物安全实践是运行安全高效的细胞培养实验室的关键。 无菌操作可保持细胞培养物无菌,并防止工人和工作区域受到污染。生物安全实践通过减少暴露于可能具有传染性的细胞培养物期间的威胁来创造一个安全的环境。
大多数细胞培养工作在生物安全级别至少为2 级 (BSL-2) 的实验室中进行, 只有经过培训的人员才能进入工作区域。对于非传染性细胞系来说已经足够了,但对于涉及原代细胞的工作来说就不够了。 大多数涉及原代细胞的实验室工作均在 BSL-3 或 BSL-4 实验室中进行,具体取决于潜在风险、相关疗法和疫苗的可用性。
除了生物安全和无菌操作设备外,细胞培养实验室还需要以下设备:
此外,细胞培养实验室还需要微量离心机、实验室冰箱、冰柜 等生命科学实验室通用设备。
细胞培养实验室中的大多数耗材都是通用的,除了一些与细胞培养物接触的耗材。 塑料耗材和 玻璃器皿的使用和处理方式 与大多数生命科学实验室中的类似。
例如:
细胞培养是在实验室中分离和培养动物细胞的技术。 它需要专门的设备,如 II 级柜、CO 2培养箱和倒置显微镜。 运行和维护细胞培养实验室的关键部分是无菌和生物安全实践,可防止污染并为工人创造安全的工作环境。