动物细胞培养 - 定义，类型，细胞系，程序，应用

什么是动物细胞培养?

动物细胞培养是一种生物技术技术在哪里动物细胞都是在良好的环境中人工种植的。

用于动物细胞培养的细胞通常来自多细胞真核生物及其建立的细胞系。
动物细胞培养是在人工条件下进行细胞分离和培养的一种常用和广泛应用的技术。
这项技术是作为一项专门研究的实验室技术而发展起来的;然而，它已经被开发用来维持活细胞系作为一个独立于原始来源的实体。
动物细胞培养技术的发展是由于基本组织培养基的发展，使各种细胞在不同的条件下工作。
不同动物分离细胞的体外培养有助于发现不同细胞的不同功能和作用机制。
动物细胞培养的大部分应用领域包括癌症研究、疫苗生产和基因治疗。
动物细胞在人工培养基上的生长比微生物在人工培养基上的生长困难，因此需要更多的营养和生长因子。
然而，培养基的进步使得可以在人工介质上培养未分化的和分化细胞。
动物细胞培养可以从不同复杂的细胞中进行，因为像器官这样复杂的结构也可以用来启动体外器官培养。
根据技术的目的和应用，细胞、组织或器官可以用于培养过程。

动物细胞培养的类型

动物细胞培养可以根据过程中发生的细胞分裂的数量分为两组;

1.主细胞培养

原代细胞培养是通过机械和化学分解或酶法直接从动物组织中获得的第一次培养。
原代细胞培养的细胞是生长缓慢的细胞，具有原始组织或细胞的所有特征。
由于这些培养物是直接从起源处获得的，它们与原始细胞具有相同数量的染色体。
原代细胞培养是为了在特定条件下在人工培养基上保持和维持细胞的生长。
原代细胞培养可继代获得其他培养物，这些培养物要么继续无限生长，要么在几次继代后死亡。
原代细胞培养的继代培养结果是引入突变进入细胞，这可能导致细胞系。
原代细胞培养的细胞形态可能不同且多样，最常见的形态结构有上皮型、上皮样型、成纤维细胞型等结缔组织类型。
原代细胞培养很难获得，而且通常寿命较短。此外，它们容易受到细菌和病毒的污染。
原代细胞培养中细胞数量的增加会导致基质和营养物质的耗竭，从而影响细胞活性。
通常，原代细胞培养达到汇合阶段后，为了保持细胞的持续生长，需要进行传代培养。

原代细胞培养物可以进一步分为两组，这取决于培养物中细胞的种类;

一种。锚固依赖性/粘附细胞

培养物中的细胞需要稳定的生物惰性表面以粘附和生长。
表面应该是固体和无毒的，因为这些细胞很难在细胞悬浮液中生长。
这些细胞通常从结缔组织内固定的器官组织中获得。
粘附细胞的实例包括肾细胞和小鼠成纤维细胞STO细胞。

湾锚定无关/悬浮细胞

这些细胞可以作为细胞悬浮液有效生长，不需要固体表面附着。
这些可以在液体培养基上连续生长，以获得新鲜的亚培养物。
作为悬浮液的细胞生长的能力取决于细胞来源，作为剩余作为体内悬浮液是有效悬浮细胞的细胞。
悬浮细胞的例子包括血管细胞，悬浮在血浆中。

2.辅助细胞培养

在原代细胞培养物在新鲜培养基中继代培养一段时间后获得继代细胞培养物。
次级细胞培养的细胞是持久的，因为这些细胞有一个较高的寿命，由于在定期的时间间隔的适当营养的可用性。
二次细胞培养物在原发性细胞培养物上受到青细胞培养物，因为这些更容易获得并且易生长和保持。
它们由粘附细胞的酶处理形成，然后通过在特定的新鲜介质中洗涤和重新悬浮细胞。
当原代培养的细胞数量超过培养基支持生长的能力时，就准备次级细胞培养物。
继代培养有助于维持持续生长所需的最佳细胞密度。
继代细胞培养的细胞可能与亲代组织上的细胞突变不同，在传代过程中可能引入基因改变。
可以将细胞转化为在某些情况下，连续的亚培养物可以导致不朽的细胞。
随着细胞的转化，细菌和病毒感染的风险降低。
与次级细胞培养相关的一个重要缺点是，细胞可能会在很长一段时间内形成分化的趋势，并导致异常细胞。

细胞系

细胞系是一组细胞，该细胞由由纯细胞纯培养物组成的初级培养的亚栽培组形成。细胞系通常表现出接近原代细胞的功能特征，但细胞的基因型和表型可以被修改。一个细胞系由几个具有相似或不同表型的细胞系组成。

根据细胞的生长情况，可进一步将细胞系分为两组;

a.有限细胞系

有限细胞系是指细胞在培养液中分裂有限次数后最终死亡的细胞系。
有限细胞系中的细胞可以分裂20到100次，然后最终死亡，不再分裂。
细胞分裂的数量和寿命取决于许多因素，如细胞系差异、物种、培养条件和培养基。
有限细胞系的细胞以附着细胞的形式生长在固体表面。

b.连续细胞系

连续细胞系是通过后续的传代培养呈现无限生长的细胞。
连续细胞系中的细胞生长更快，形成独立的培养物。这些细胞是永生的，可以无限分裂。
连续细胞系中的细胞可以通过遗传改变转化，并且也是致瘤的。
转化细胞是由正常的原代细胞培养物经化学致癌物处理或致癌病毒感染后形成的。
细胞能够生长以制备更高的细胞密度，并可以在液体介质上以悬浮液的形式生长。
这些细胞甚至可以在彼此顶部生长以在培养容器上形成多层结构。

常见细胞系的例子

以下是细胞系的一些常见例子;

a. HeLa细胞系

Hela细胞是宫颈癌细胞的第一连续培养人细胞系之一。
这些细胞用于病毒培养和临床前药物评估等过程。

b. HL 60(白血病)

c. MCF-7(乳腺癌细胞)

动物细胞培养的程序或方案

1.生长条件

动物细胞培养需要使用比用于微生物生长的基础培养基更复杂和特异性的特异性培养基。
培养基的一些重要基本成分是无机盐、氮源、能量源、维生素、脂肪和脂溶性维生素、生长因子和激素。在某些情况下，还会添加pH缓冲系统和抗生素。
生长的温度取决于细胞的来源，因为不同的生物对细胞生长和分裂的温度要求不同。
温血动物细胞的最佳培养温度为37°C，而冷血动物细胞的培养温度为15°C-25°C。

2.原发性细胞培养

原代细胞培养是在无菌剃刀的帮助下从器官中取出的新鲜组织中获得的。
在某些情况下，细胞被化学分解剂或蛋白水解酶清除。
得到的细胞悬浮液用缓冲液洗涤，以去除蛋白水解酶。
将细胞悬液倒在一个可以是培养容器或无菌培养皿的平面上。
将能粘附在容器基部的细胞覆以适当的培养基，在室温下培养。

3.细胞解冻

在后续继代培养的情况下，可能必须使用保存的细胞培养物。
将水浴加热到37°C，并将细胞培养液加热。
将温的培养基加入培养容器中。然后将装有冷冻细胞的小瓶放入水浴中直到解冻。
解冻后，用70%的酒精清洗外皮。将细胞悬浮液移到细胞培养容器中，轻轻旋转使所有物质混合。
然后培养基在通常的生长条件下培养过夜。第二天更换生长培养基。

4.使胰蛋白酶化细胞

胰蛋白酶化是在蛋白水解酶的帮助下将粘附细胞与培养皿表面分离的方法。当细胞用于传递，计数或其他目的时，它是完成的。
去除培养基，恢复细胞。然后用磷酸盐缓冲液清洗细胞。
在容器中加入温胰蛋白酶- edta以覆盖单层膜。可以摇晃血管，以确保单层膜被覆盖。
容器在一氧化碳中培养₂37℃培养1-3分钟。
从培养箱中取出容器，烧瓶牢固地敲击手掌侧面以辅助脱离。
一旦细胞被移出，它们被重悬在适当的含有一定量血清的生长培养基中。
然后通过破坏细胞团块并相应地使用注射针头并相应使用细胞。

动物细胞培养的应用

以下是动物细胞培养的一些应用;

a.疫苗生产

动物细胞培养是开发病毒疫苗生产的一项重要技术。
该技术已被用于研制抗乙型肝炎和脊髓灰质炎病毒的重组疫苗。
不朽细胞系用于大规模或工业化的病毒疫苗生产。

b。重组蛋白

动物细胞培养物还可用于生产重组治疗蛋白，如细胞因子，造血生长因子，生长因子，激素，血液制品和酶。
用于生产这些蛋白质的一些常见的动物细胞系是婴儿仓鼠肾脏和CHO细胞。

c。基因治疗

动物细胞培养的发展对基因治疗的进展至关重要。
有缺陷基因的细胞可以被功能基因所替代，以消除这些缺陷和疾病。

天。模型系统

从细胞培养中获得的细胞可以作为研究细胞生物学、宿主-病原体相互作用、药物效应以及细胞组成变化引起的效应的模型系统进行研究。

e。癌症研究

动物细胞培养可以用来研究癌细胞和正常细胞的差异，因为癌细胞也可以培养。
这些差异使我们能够对不同致癌物质的潜在原因和影响进行更详细的研究。
正常细胞可以通过使用某些化学物质、病毒和辐射培养成癌细胞。
癌细胞也可以被用作与癌症治疗中药物和技术的效率相关的研究的测试系统。

F。生物农药的生产

由于其增长率更快和更高的细胞密度，SF21和SF9等动物细胞系可用于生产生物农药。
杆状病毒等生物也可以通过动物细胞培养生产。

动物细胞培养的优点

以下是动物细胞培养的一些优点;

细胞培养优于其他类似的生物技术方法，因为它允许改变不同的生理和生理条件，如温度，pH，和渗透压。
动物细胞培养使得研究与细胞代谢相关，并理解细胞的生物化学。
它还可以观察各种化合物如蛋白质和药物对不同细胞类型的影响。
如果使用单细胞类型，动物细胞培养物的结果是一致的。
该技术还能根据分子等标记物的存在或通过核型鉴定不同的细胞类型。
使用动物细胞培养物进行测试和其他方法可防止在实验中使用动物。
动物细胞培养物可用于生产大量蛋白质和抗体，否则将需要大量投资。

动物细胞培养的缺点

尽管动物细胞培养已经被用作一种技术先进的方法，但这种方法也有一些缺点。

这是一项专门的技术，需要训练有素的人员和无菌条件。这项技术是一个昂贵的过程，因为它需要昂贵的设备。
细胞培养的继代培养可能导致与原始菌株相比的不同性质。
这种方法产生的重组蛋白量极小，这进一步增加了该过程的费用。
支原体污染和病毒感染经常发生，且难以检测和治疗。
这种技术产生的细胞由于发生非整倍体染色体结构而导致不稳定。

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