第二十章 細(xì)胞培養(yǎng)

1、第一篇組成人體的細(xì)胞第四章細(xì)胞培養(yǎng)人體是由多細(xì)胞構(gòu)成的整體，在整體條件下要研究單個(gè)細(xì)胞或某一群細(xì)胞在體內(nèi)（invivo）的功能活動(dòng)是十分困難的。但是如果把活細(xì)胞拿到體外（invitro）培養(yǎng)進(jìn)行觀察和研究，則要方便得多。活細(xì)胞離體后于模擬體內(nèi)生理環(huán)境等特定的體外條件下，進(jìn)行孵育培養(yǎng)使之生存并增殖和進(jìn)行生理活動(dòng)，這一過程就稱為細(xì)胞培養(yǎng)（cellculture）或細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)（cellculturetechnique）。第一節(jié)細(xì)胞培養(yǎng)概述一

2、、細(xì)胞培養(yǎng)的基本概念細(xì)胞培養(yǎng)是從體內(nèi)組織取出細(xì)胞并在體外模擬體內(nèi)環(huán)境下，使之生存、生長(zhǎng)、繁殖，并維持其結(jié)構(gòu)和功能的一種培養(yǎng)技術(shù)。二、體外培養(yǎng)細(xì)胞的條件模擬細(xì)胞在體外能否生存以及生活質(zhì)量的好壞嚴(yán)格依賴于所提供的這種人工模擬環(huán)境是否與體內(nèi)的生理環(huán)境一致或相似。概括說來，這種人工模擬的生存環(huán)境主要包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH等幾方面的因素。（一）營(yíng)養(yǎng)需求體外培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)，營(yíng)養(yǎng)需求是滿足其生存、生長(zhǎng)增殖的首要條件。而細(xì)胞培養(yǎng)基便是在體外培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)

3、供給細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)和促使細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的基礎(chǔ)物質(zhì)。1細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求離體培養(yǎng)細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求基本上與在體相同，主要包括氨基酸、糖類、無機(jī)鹽類、維生素、蛋白質(zhì)、脂類等幾個(gè)方面。（1）氨基酸既是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的原料，也是細(xì)胞重要的能量來源，氨基酸的種類及數(shù)量影響著細(xì)胞的密度、增殖、活力等諸多方面。幾乎所有的細(xì)胞均需要下列12種氨基酸：精氨酸、纈氨酸、酪氨酸、組氨酸、色氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、胱氨酸。（2）用于細(xì)胞培

4、養(yǎng)糖類物質(zhì)主要有葡萄糖和半乳糖，其中以葡萄糖最為多用。糖類物質(zhì)是細(xì)胞最主要的能量來源，同時(shí)也是生物合成核酸、氨基酸、脂培養(yǎng)基是一種不需要添加血清就可維持培養(yǎng)細(xì)胞存活、生長(zhǎng)、增殖的合成培養(yǎng)基。③無蛋白培養(yǎng)基。目前，這種無蛋白培養(yǎng)基的研制是對(duì)通過添加植物水解物來代替動(dòng)物激素、生長(zhǎng)因子等的作用來飼養(yǎng)細(xì)胞的；④限定化學(xué)成分培養(yǎng)基。限定化學(xué)成分培養(yǎng)基同樣是一種不含動(dòng)物蛋白的培養(yǎng)基，和無蛋白培養(yǎng)基不同點(diǎn)在于其沒有添加植物水解物，而是使用了一些已知結(jié)

5、構(gòu)和功能的小分子化合物。因此，這種培養(yǎng)基的所有成分都是明確的，是目前研究細(xì)胞分泌產(chǎn)物的一種最佳培養(yǎng)基。（二）溫度體外培養(yǎng)的細(xì)胞需要在一定的溫度條件下才能存活，不同細(xì)胞適宜的培養(yǎng)溫度常由動(dòng)物種類所決定。比如，哺乳類動(dòng)物細(xì)胞包括人類細(xì)胞的理想培養(yǎng)溫度多在36℃～37℃；鳥類細(xì)胞適宜的培養(yǎng)溫度在38.5℃；昆蟲細(xì)胞的培養(yǎng)溫度在25℃；冷血脊椎動(dòng)物的培養(yǎng)溫度在18℃～25℃。培養(yǎng)溫度的不適當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響細(xì)胞的存活及生長(zhǎng)狀態(tài)。通常，細(xì)胞對(duì)低溫可有較

6、長(zhǎng)時(shí)間的忍耐限度，甚至可在低于適宜溫度一定范圍內(nèi)生長(zhǎng)，但如果培養(yǎng)溫度高于適宜溫度時(shí)（如在39℃條件下培養(yǎng)人類細(xì)胞），細(xì)胞常會(huì)在幾h內(nèi)便死亡。因此，定期檢查細(xì)胞培養(yǎng)箱的溫度非常重要。（三）滲透壓離體的細(xì)胞必須生長(zhǎng)在等滲的液體環(huán)境中才能維持細(xì)胞的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)，并有助于細(xì)胞對(duì)出入細(xì)胞的物質(zhì)進(jìn)行調(diào)控。滲透壓的大小主要由培養(yǎng)基中各種鹽成分的濃度決定。盡管大多數(shù)細(xì)胞對(duì)滲透壓都有一定的耐受性，但適宜的滲透壓常會(huì)因細(xì)胞的種類及物種來源不同而異。例如，培

7、養(yǎng)人類細(xì)胞的理想滲透壓為290mOsmkg；培養(yǎng)大多數(shù)哺乳類動(dòng)物細(xì)胞的理想滲透壓多在260mOsmkg～320mOsmkg范圍內(nèi)；培養(yǎng)小鼠細(xì)胞的理想滲透壓多在320mOsmkg左右。（四）氣相及pH體外培養(yǎng)的細(xì)胞對(duì)氣體環(huán)境也有一定的要求。多數(shù)細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)需要O2的存在，但O2的分壓多維持在略低于大氣中的O2分壓的水平，這是因?yàn)檫^高的O2分壓會(huì)造成細(xì)胞的損傷。CO2也是細(xì)胞培養(yǎng)所需要的，其與培養(yǎng)基pH值的維持密切相關(guān)，CO2濃度的升高會(huì)引