培养细胞的共同特征

培养细胞的共同特征

无论上皮细胞或成纤维样细胞，无论其来源是正常组织或是肿瘤组织，在体外培养条件下，由于生存环境大体相似，通过适应和修饰，原来在体内差异很大的各种细胞可以变得在形态、代谢、功能、结构（特别是表面结构、细胞内骨架的分布以及气体交换的方式）等方面非常相似，致使彼此难以鉴别。体外培养细胞具备一系列共同的特征。其中特别值得一提的是，任何培养细胞均倾向于去分化；细胞与细胞之间的相互作用有所减弱；生长能力、有丝分裂活动有所激发；细胞的活动能力、吞噬能力及胞饮能力则有所增强。一切侥幸得以传代下去的细胞株系，实际上都是一些经过选择后的细胞群体，均已有所变异。

培养基

培养基的选择和配制是体外培养技术的一个关键问题。培养基由3部分组成：基础培养基、血清和基质。

基础培养基　自行配制或用现成的化学合成培养基，常用的化学合成培养基有Eagle（包括BME、MEM、DME等）、F₁₀、F₁₂、199、RPMI1640、EBSS、HBSS等。这些化学合成培养基具有适当的渗透压、能源、氨基酸、维生素、微量元素及缓冲pH值，可以满足许多类型培养细胞的最基本的需要，它虽可维持细胞一段时间的存活，但由于缺乏细胞有丝分裂所必需的各种激素和生长因子，细胞不能在这类相当于平衡盐溶液的体系中进行分裂。

血清　可以提供细胞生长所需的各种激素和生长因子，目前已成为维持细胞有丝分裂不可缺少的物质。常用的血清有胎牛血清、新生牛血清、小牛血清、人血清和马血清等。培养基中血清的浓度范围为5%～20%，以10%浓度最为常用。但血清有一系列缺点，特别是它的易变性和非限定性，给实验工作带来了难以精确定量和难以重复等困难。因此，尽管它的应用已有相当长久的历史，但决不是理想的培养基成分。

20世纪60年代利伯曼和奥维等首先进行了无血清培养的尝试，经山根、佐藤春太郎等发展，目前无血清培养基（又称无血清限定培养基或简称限定培养基）已在全世界广泛应用和发展，是组织培养技术近年的重大进展。这类培养基主要以各种激素（如胰岛素、各种前列腺素、生长激素等）、生长因子（如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、神经生长因子、MSA等）、维生素、载体蛋白如转铁蛋白（铜蓝蛋白等）、微量元素（镉、硒等）、乙醇胺以及贴壁与展开因子（如昆布氨酸、纤维网素等）取代含血清培养基中的血清部分。这样，不但排除了血清的干扰，而且，还可以在更接近体内的条件下维持细胞的功能和活力。山根等发现，不同组织学类型的细胞所需要的活性物质完全不同，而不同动物的同一组织学类型的细胞所需要的活性物质则极为类似，仅在量上有所区别。据此，他们提出“组织定型专一培养基”的概念，以图设计出专一地适用于各种细胞类型的无血清培养基。可以预料，由于无血清培养基的发展，许多有关细胞培养的生物学研究工作将由定性研究进展到定量研究。

基质　也是必不可少的，一般培养用的器皿都是塑料的或玻璃的，足可构成理想的培养细胞的基质以供贴壁之需。血清也能在培养瓶的底面形成一层由附着蛋白分子构成的吸附层，亦有助于细胞贴壁。对于某些细胞还需要在培养基中添加纤维网素、昆布氨酸、白明胶之类的贴壁因子以维持它们体外的生机或增殖力。

体外细胞的保存

鉴于用长期传代的方法来保存细胞株系不但十分困难，而且有可能出现变异，所以培养物应保存在液氮（或－70℃冰箱）中，以10%二甲亚砜或15%甘油作为保存液。目前除了各实验室自己保存细胞外，还设有各种类型的细胞库，随时可以供应实验用的细胞株系。

污染问题

细菌、真菌、病毒或它种细胞均可导致培养物的污染。含抗菌素的培养基固然对细菌和霉菌的污染的控制和预防有一定的作用，但抗菌素本身对细胞也有一定的毒性，抑菌引起的共生现象亦可导致实验的假象。枝原体尤其易与细胞共生，又极难检测，由于部分枝原体需要特殊的氨基酸如精氨酸，枝原体的生长还可以导致培养基中营养成分的专一性丢失。体外培养中的许多难以解释的事件可能就是活跃的或隐伏的枝原体污染所致。其他细胞的交叉污染是一种更为严重的污染，现在，据报告许多细胞系已被HeLa或其他快速生长的细胞系所污染，这些细胞系过度生长并取代原先的培养物。