細胞傳代培養的基本原理?

更新時間：2020-11-25

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生物醫學實驗中常常會用到細胞系，因為它們可以快速生長和擴增提供實驗分析要用到的細胞，而細胞培養箱恰恰能提供培養所需的環境。細胞系與新分離的或原代細胞的培養條件相類似，但也有一些基本不同的地方：

（1）每個細胞系需要其特定的生長因子混合物。

（2）與原代細胞相比，它們的生長需要更嚴密的監測，因為使它們無限生長的突變同時也會造成它們很快達到過度生長。因此，當細胞系生長到了幾乎覆蓋整個培養器皿底部，也就是90%的密度時，細胞需要重懸洗滌用于實驗或凍存以備將來使用，或者重新接種到新的培養器皿進一步擴增。

細胞傳代或續代培養是將細胞從現有的培養物分開或分出來開始新的培養，并加入新鮮培養液來促進擴增的常用手段。盡管它的概念本身相對簡單，本短文中喆圖小編將分享能成功保存和擴增細胞系的一些更重要的步驟。

細胞傳代的基本原則

代謝的有毒物質會隨時間在細胞培養液中累積。當擴增細胞時，尤為重要的是經常更換培養液以維持細胞健康和監測細胞擴增情況以避免細胞生長過度。

傳代的細胞通常分為三個主要類型：腫瘤細胞系、永生化細胞系、干細胞系。

永生化細胞系是那些來自多細胞生物的細胞通過一些突變修飾改變了細胞周期調控從而可以無限繁殖的細胞。

與腫瘤永生化的細胞系相反，干細胞系通常從成人和胚胎組織的可自我更新的多能細胞中分離得到。這些細胞, 如您在短片中看到的人類胚胎干細胞 , 在適當的條件下也能無限傳代培養。

細胞在優化條件下可以懸浮培養，如從血液中分離到的永生化細胞, 或者貼壁培養，如許多從組織中分離的細胞系。

貼壁細胞的生長必須仔細監測以確保細胞保持健康。根據細胞類型，很多貼壁細胞在其達到70-90%密度，也就是覆蓋了培養容器表面的70-90%時需要傳代。

要謹記，這些細胞系雖然保留了原細胞源的很多特征，但是每次傳代也會使它們開始產生一些擴增細胞的*特性。因此，對任何一個特定細胞系，要考慮限制傳代的次數。

細胞傳代常用的儀器和試劑

傳代細胞時，使用無菌技術和合適的試劑及設備尤為重要。

針對您的細胞系選擇合適的培養液來得到適宜的生長和擴增很關鍵。每一個細胞系都有特定的生長營養組分配方，但是大多數細胞系起碼需要的添加物有以下這些：血清，如胎牛血清，需熱處理滅活其胎牛成分，它為細胞生長提供重要的生長因子。抗生素，如青霉素和鏈霉素用于防止細胞污染。其他的生長因子，如成纖維細胞生長因子，有助于延長細胞系的生長和擴增。不使用時，要將這些添加物或者“*”細胞培養液保存于4攝氏度。

首先要注意細胞培養液的顏色，富含營養的新鮮培養液由于添加了pH指示劑酚紅故為透明橙色。當細胞耗盡培養液中的營養成分時，開始在培養物中積累廢物和酸性物質，降低pH值。因此，許多細胞培養液含有酚紅，當培養物呈酸性時會將培養液顏色由橙色變為黃色。培養液需在變黃之前更換。當酚紅變為粉紅色時，說明培養基pH偏堿，不利于細胞健康生長。這時可能需要改變二氧化碳濃度并更換培養液。

很多貼壁細胞系可天然附著于無涂層的塑料上。因此，塑料細胞培養板如培養皿或六孔板經常用于傳代細胞。塑料的細胞培養瓶也經常用到，如T25的細胞培養瓶，常用于擴增培養數目少的細胞或者開始培養生長緩慢的細胞系。T75細胞培養瓶常用在培養擴增速度較快的細胞系或用于生長超過T25培養瓶容量的大量細胞。

在轉移貼壁細胞時，要先剪切掉細胞上與和塑料結合的蛋白。因此，消化酶胰酶常用于消化細胞。控制胰酶消化的時間很重要，因為如果處理時間過長會損壞細胞表面的蛋白。細胞培養液能中和胰酶。所以在胰酶消化前常用磷酸緩沖液或PBS洗滌細胞。EDTA，一種鈣螯合劑有時候也用于提高胰酶的蛋白水解功能。

為擴增細胞克隆，將新鮮傳代的細胞培養于細胞培養箱中，選擇適合該細胞生長條件，通常為溫度37度，二氧化碳5％和濕度95%。

如何傳代細胞

首先，重要的是要清楚細胞需要監測的頻繁程度，這取決于該細胞的擴增速度。

現在培養液為亮橙色，再觀察其它生長情況。如培養液是否渾濁-如渾濁則可能有污染, 細胞的大小和密度以及細胞的總體質量。

如果細胞密度達到90%，吸去細胞培養液，用無鈣離子和鎂離子的磷酸緩沖液洗滌。

然后加入胰酶，置于37攝氏度約5分鐘，確認細胞脫壁后，加入新鮮細胞培養液終止胰酶的水解。

將懸浮的細胞轉移到錐形管離心。細胞離心下來后，小心棄去上清，重懸細胞于新鮮培養液。計數收集到的細胞然后根據合適密度接種細胞立即進行擴增或用于將來擴增。

變化和應用

現在您知道了如何傳代細胞，讓我們再來看看傳代的一些不同應用。

前面已經提到，人胚胎干細胞是一類必須傳代的細胞。它們通常與小鼠成纖維細胞MEF共培養，后者能提供幫助干細胞保持其多能性的因子。