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培養細胞生命期

養細胞的生長和增殖過程
    體內細胞生長在動態平衡環境中 ,而組織培養細胞的生存環境是培養瓶 、皿或其它容器 ,生存空間和營養是有限的 。當細胞增殖達到一定密度後 ,則需要分離出一部分細胞和更新營養液 ,否則將影響細胞的繼續生存 ,這一過程叫傳代(PassageSubculture) 。每次傳代以後 ,細胞的生長和增殖過程都會受一定的影響 。另外 ,很多細胞特別是正常細胞 ,在體外的生存也不是無限的 ,存在著一個發展過程 。所有這一切 ,使組織細胞在培養中有著一係列與體內不同的生存特點 。
    (一)培養細胞生命期(Life Span of Culture Cells
    所謂培養細胞生命期,是指細胞在培養中持續增殖和生長的時間 。體內組織細胞的生存期與完整機體的死亡衰老基本相一致 。組織和細胞在培養中生命期如何 ?這要看細胞的種類 、性狀和原供體的年齡等情況 。人胚二倍體成纖維細胞培養 ,在不凍存和反複傳代條件下 ,可傳3050代 ,相當於150300個細胞增殖周期 ,能維待一年左右的生存時間 ,最後衰老凋亡(Apoptosis) 。如供體為成體或衰老個體 ,則生存時間較短 ;如培養的為其它細胞如肝細胞或腎細胞 ,生存時間更短 ,僅能傳幾代或十幾代 。隻有當細胞發生遺傳性改變 ,如獲永生性或惡性轉化時 ,細胞的生存期才可能發生改變 。對此以後將詳述 。
  正常細胞培養時 ,不論細胞的種類和供體的年齡如何 ,在細胞全生存過程中 ,大致都經曆以下三個階段 :
    1.原代培養(Primary Culture)期 :
    也稱初代培養 ,即從體內取出組織接種培養到第一次傳代階段 ,一般持續14周 。此期細胞呈活躍的移動 ,可見細胞分裂 ,但不旺盛 。初代培養細胞與體內原組織在形態結構和功能活動上相似性大 。細胞群是異質的(Heterogeneous) ,也即各細胞的遺傳性狀互不相同 ,細胞相互依存性強 。如把這種細胞群稀釋分散成單細胞 ,在軟瓊脂培養基中進行培養時 ,細胞克隆形成率(Cloning Efficiency)很低 ,即細胞獨立生存性差 。克隆形成率即細胞群被稀釋分散成單個細胞進行培養時 ,形成細胞小群(克隆)的百分數 。初代培養細胞多呈二倍體核型 ;由於原代培養細胞和體內細胞性狀相似性大 ,是檢測藥物很好的實驗對象 。
    2.傳代期 :
    初代培養細胞一經傳代後便改稱做細胞係(Cell Line) 。在全生命期中此期的持續時間最長 。在培養條件較好情況下 ,細胞增殖旺盛 ,並能維持二倍體核型 ,呈二倍體核型的細胞稱二倍體細胞係(Diploid Cell Line) 。為保持二倍體細胞性質 ,細胞應在初代培養期或傳代後早期凍存 。當前世界上常用細胞均在不出十代內凍存 。如不凍存 ,則需反複傳代以維持細胞的適宜密度 ,以利於生存 。但這樣就有可能導致細胞失掉二倍體性質或發生轉化 。一般情況下當傳代1050次左右 ,細胞增殖逐漸緩慢 ,以至完全停止 ,細胞進入第三期 。
    3.衰退期 :
    此期細胞仍然生存 ,但增殖很慢或不增殖 ;細胞形態輪廓增強 ,最後衰退凋亡 。在細胞生命期階段 ,少數情況下 ,在以上三期任何一點(多發生在傳代末或衰退期) ,由於某種因素的影響 ,細胞可能發生自發轉化(Spontaneous Transformation) 。轉化的標誌之一是細胞可能獲得永生性(Immortality)或惡性性(Malignancy) 。細胞永生性也稱不死性 ,即細胞獲持久性增殖能力 ,這樣的細胞群體稱無限細胞係(Infinite Cell Line) ,也稱連續細胞係(Continuous Cell Line) 。在早期文獻中無限細胞係也稱已建立細胞係(Established Cell Line) ,現已不用 。無限細胞係的形成主要發生在第二期末 ,或第三期初階段 。細胞獲不死性後 ,核型大多變成異倍體(Heteroploid) 。細胞轉化亦可用人工方法誘發 ,轉化後的細胞也可能具有惡性性質 。細胞永生性和惡性性非同一性狀 。


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