第二十章 細胞培養(yǎng)

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

2、、細胞培養(yǎng)的基本概念細胞培養(yǎng)是從體內(nèi)組織取出細胞并在體外模擬體內(nèi)環(huán)境下，使之生存、生長、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)細胞的條件模擬細胞在體外能否生存以及生活質(zhì)量的好壞嚴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)境主要包括營養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH等幾方面的因素。（一）營養(yǎng)需求體外培養(yǎng)細胞時，營養(yǎng)需求是滿足其生存、生長增殖的首要條件。而細胞培養(yǎng)基便是在體外培養(yǎng)細胞時

3、供給細胞營養(yǎng)和促使細胞生長增殖的基礎(chǔ)物質(zhì)。1細胞對營養(yǎng)的需求離體培養(yǎng)細胞對營養(yǎng)的需求基本上與在體相同，主要包括氨基酸、糖類、無機鹽類、維生素、蛋白質(zhì)、脂類等幾個方面。（1）氨基酸既是細胞合成蛋白質(zhì)的原料，也是細胞重要的能量來源，氨基酸的種類及數(shù)量影響著細胞的密度、增殖、活力等諸多方面。幾乎所有的細胞均需要下列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)是細胞最主要的能量來源，同時也是生物合成核酸、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)細胞存活、生長、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)基的研制是對通過添加植物水解物來代替動物激素、生長因子等的作用來飼養(yǎng)細胞的；④限定化學成分培養(yǎng)基。限定化學成分培養(yǎng)基同樣是一種不含動物蛋白的培養(yǎng)基，和無蛋白培養(yǎng)基不同點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)的細胞需要在一定的溫度條件下才能存活，不同細胞適宜的培養(yǎng)溫度常由動物種類所決定。比如，哺乳類動物細胞包括人類細胞的理想培養(yǎng)溫度多在36℃～37℃；鳥類細胞適宜的培養(yǎng)溫度在38.5℃；昆蟲細胞的培養(yǎng)溫度在25℃；冷血脊椎動物的培養(yǎng)溫度在18℃～25℃。培養(yǎng)溫度的不適當會嚴重影響細胞的存活及生長狀態(tài)。通常，細胞對低溫可有較

6、長時間的忍耐限度，甚至可在低于適宜溫度一定范圍內(nèi)生長，但如果培養(yǎng)溫度高于適宜溫度時（如在39℃條件下培養(yǎng)人類細胞），細胞常會在幾h內(nèi)便死亡。因此，定期檢查細胞培養(yǎng)箱的溫度非常重要。（三）滲透壓離體的細胞必須生長在等滲的液體環(huán)境中才能維持細胞的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)，并有助于細胞對出入細胞的物質(zhì)進行調(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)細胞對滲透壓都有一定的耐受性，但適宜的滲透壓常會因細胞的種類及物種來源不同而異。例如，培

7、養(yǎng)人類細胞的理想滲透壓為290mOsmkg；培養(yǎng)大多數(shù)哺乳類動物細胞的理想滲透壓多在260mOsmkg～320mOsmkg范圍內(nèi)；培養(yǎng)小鼠細胞的理想滲透壓多在320mOsmkg左右。（四）氣相及pH體外培養(yǎng)的細胞對氣體環(huán)境也有一定的要求。多數(shù)細胞在培養(yǎng)時需要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，這是因為過高的O2分壓會造成細胞的損傷。CO2也是細胞培養(yǎng)所需要的，其與培養(yǎng)基pH值的維持密切相關(guān)，CO2濃度的升高會引