在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，了解不同類型細(xì)胞的特征和需求，采取相應(yīng)的培養(yǎng)條件和技術(shù)手段是確保細(xì)胞在體外保持其生物學(xué)功能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。今天，上海通蔚帶大家了解下細(xì)胞類型和培養(yǎng)特征。

  細(xì)胞類型

  永生化細(xì)胞系

  連續(xù)永生化細(xì)胞系由單一細(xì)胞類型組成，可以在培養(yǎng)物中連續(xù)繁殖有限次數(shù)的細(xì)胞分裂（大約三十次）或無(wú)限期地進(jìn)行。有限壽命的細(xì)胞系通常是二倍體并保持一定程度的分化。事實(shí)上，此類細(xì)胞系在大約三十個(gè)分裂周期后就會(huì)衰老，這意味著有必要建立主庫(kù)和工作庫(kù)系統(tǒng)，以便長(zhǎng)期維持此類細(xì)胞系。

  可以無(wú)限增殖的連續(xù)永生化細(xì)胞系一般都具有這種能力，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞系通常源自實(shí)際的臨床腫瘤，但也可以使用病毒癌基因或通過(guò)化學(xué)處理誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的細(xì)胞系具有幾乎無(wú)限的可用性的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是保留了很少的原始體內(nèi)特征。

  原代細(xì)胞系

  原代細(xì)胞系直接源自切除的組織和培養(yǎng)物，作為外植體培養(yǎng)物或通過(guò)酶消化解離成單細(xì)胞懸浮液。這種培養(yǎng)物最初是異質(zhì)的，但后來(lái)變成以成纖維細(xì)胞為主。原代培養(yǎng)物的制備是勞動(dòng)密集型的，并且它們只能在體外維持有限的時(shí)間。在其相對(duì)有限的壽命期間，原代細(xì)胞通常保留體內(nèi)細(xì)胞的許多分化特征。重要提示：根據(jù)定義，原代培養(yǎng)物尚未傳代，一旦傳代，它們就成為細(xì)胞系，不再是原代細(xì)胞。

  干細(xì)胞系

  最近，干細(xì)胞系因其無(wú)限的生長(zhǎng)特性和可塑性而成為研究中常用的細(xì)胞模型。這些細(xì)胞具有獨(dú)特的自我更新或分化成各種細(xì)胞類型的能力，以響應(yīng)體內(nèi)適當(dāng)?shù)男盘?hào)。這些特性為干細(xì)胞提供了獨(dú)特的組織修復(fù)、替換和再生能力。

  細(xì)胞形態(tài)類型

  就生長(zhǎng)模式而言，細(xì)胞培養(yǎng)物采用兩種形式之一：懸浮生長(zhǎng)（作為單細(xì)胞或小的自由漂浮團(tuán)塊）或作為附著在組織培養(yǎng)瓶上的單層生長(zhǎng)。細(xì)胞系所采取的形式反映了其來(lái)源的組織。例如，源自血液的細(xì)胞系（白血病、淋巴瘤）傾向于在懸浮液中生長(zhǎng)，而源自實(shí)體組織（肺、腎）的細(xì)胞傾向于單層生長(zhǎng)。貼壁細(xì)胞系可分為 1) 內(nèi)皮細(xì)胞系，例如 BAE-1；2) 上皮細(xì)胞系，例如 HeLa；3) 神經(jīng)細(xì)胞系，例如 SH-SY5Y；或 4) 成纖維細(xì)胞，例如 MRC-5。

  圖 1. 貼壁細(xì)胞類型示例。根據(jù)總體形態(tài)，細(xì)胞分為 4 種不同的細(xì)胞類型：1) 上皮細(xì)胞，2) 內(nèi)皮細(xì)胞，3) 神經(jīng)元細(xì)胞或 4) 成纖維細(xì)胞。

  細(xì)胞生長(zhǎng)的階段

  在開(kāi)始任何實(shí)驗(yàn)之前，了解并記錄所用細(xì)胞系的生長(zhǎng)特征（包括細(xì)胞活力和增殖率）非常重要。細(xì)胞生長(zhǎng)的改變可能表明細(xì)胞系內(nèi)存在重大問(wèn)題，如果未被發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不利影響。

  培養(yǎng)細(xì)胞的典型生長(zhǎng)曲線顯示出 S 形增殖模式。與正常細(xì)胞相關(guān)的生長(zhǎng)期定義為：

  滯后期——在此階段細(xì)胞不分裂。在此期間，細(xì)胞適應(yīng)培養(yǎng)條件，并且該階段的長(zhǎng)度將取決于傳代培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞系的生長(zhǎng)期和接種密度。

  對(duì)數(shù)（Log）生長(zhǎng)期——細(xì)胞活躍增殖，細(xì)胞密度呈指數(shù)增長(zhǎng)。該階段的細(xì)胞群被認(rèn)為是最具活力的；因此，建議在此階段評(píng)估細(xì)胞功能。每個(gè)細(xì)胞系在對(duì)數(shù)期都會(huì)表現(xiàn)出不同的細(xì)胞增殖動(dòng)力學(xué)，因此它是確定群體倍增時(shí)間的最佳階段。細(xì)胞通常也在對(duì)數(shù)晚期傳代。細(xì)胞傳代太晚會(huì)導(dǎo)致過(guò)度擁擠、細(xì)胞凋亡和衰老。

  平臺(tái)（或穩(wěn)定）階段——由于細(xì)胞群匯合，細(xì)胞增殖減慢。在此階段，活躍細(xì)胞周期的細(xì)胞數(shù)量下降至 0-10%，細(xì)胞最容易受到損傷。

  衰退期——此階段細(xì)胞死亡為主，活細(xì)胞數(shù)量減少。細(xì)胞死亡不是由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的減少，而是由于細(xì)胞周期的自然進(jìn)展。

  細(xì)胞培養(yǎng)的體外年齡

  主要使用兩個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)定義細(xì)胞培養(yǎng)物的年齡：(i) 傳代數(shù) - 表示細(xì)胞系傳代培養(yǎng)的次數(shù)；(ii) 群體倍增 (pd) 數(shù) - 表示細(xì)胞代數(shù)細(xì)胞系經(jīng)歷了即細(xì)胞群加倍的次數(shù)。細(xì)胞培養(yǎng)物的體外年齡對(duì)于了解具有有限壽命或在連續(xù)培養(yǎng)中隨時(shí)間變化的不穩(wěn)定特性的細(xì)胞系特別有用。