第二章 细胞培养的生物学知识研究生.pptx

第二章 细胞培养的生物学知识;2.1 培养细胞的环境;环境影响培养细胞的途径;培养温度：37~38℃；避免高温。 细胞耐受低温的能力比抗热的能力强。 低温下，细胞的代谢活力及核分裂降低； 高温引起酶失活、类脂质破坏、核分裂破坏、产生凝固酶使细胞发生凝固、蛋白质变性。 辐射线和超声波 可见光：延长核分裂的间期，显著降低细胞的贴壁能力；避免日光直接照射 紫外线：不能进行完全的有丝分裂 放射线：X射线对细胞有明显损伤，β射线可影响细胞核的分裂。Γ射线使核分裂数减少并出现不正常的核分裂，可使细胞死亡。 超声波和振动：细胞破裂，染色体畸变。;2.2 细胞黏附;现在知道，细胞的黏附是通过特异的细胞表面受体与细胞外基质分子结合实现的。 在细胞铺展之前，细胞已分泌了细胞外基质蛋白和蛋白聚糖。细胞外基质先黏着到带电底面上，然后再通过特异的受体附着到基质上。 因此，细胞曾经生长过的玻璃或塑料表面更适合细胞附着，用基质成分，如纤连蛋白、胶原或其衍生物（如明胶）预处理培养器皿，有利于要求复杂培养条件的细胞附着和增殖。;细胞黏附分子（Cell Adhesion Molecules，CAMs）;主要有四类跨膜蛋白参与了细胞与细胞、细胞与底物的黏附。 不依赖Ca2+的细胞间黏附分子(CAMs)，如神经细胞粘附分子、免疫球蛋白，它们介导同种或异种细胞与细胞粘附。 依赖Ca2+的钙黏着蛋白（cadherins），主要参与同源细胞间的相互作用。包括粘附连接（adherens junctions，与微丝锚定）和桥粒（desmosomes，与中间纤维锚定）。 整合蛋白（integrins），介导细胞与基质之间的相互作用，是基质分子，如纤连蛋白、归巢素、层粘连蛋白、胶原的受体分子。 跨膜的蛋白聚糖（proteoglycans），能和基质成分如其他蛋白聚糖或胶原相互作用，具有稳定、活化和把生长因子转运到高亲和性受体上的作用。;;蛋白酶可消化细胞外基质，使组织细胞和培养的单层贴壁细胞彼此分离。 间充质细胞间结合更多地依赖基质的作用，因此容易分离。 上皮细胞培养时会形成桥粒或紧密连接复 合体，使细胞结合在一起，一般不易解离。 解离前通常要向胰蛋白酶中加入EDTA等 螯合剂。 内皮细胞，尤其是经基质长时间处理的培养器皿上生长的内皮细胞也有紧密连接，较难分离。;细胞外基质(Extracellular Matrix);附着在胞外基质上的细胞类型控制基质的组成，胞外基质的成分反过来又影响着细胞表型的表达。通常培养细胞本身可以产生胞外基质，但一些特化细胞的原代培养增殖及分化诱导需要人工提供外源的ECM。 可以通过胶原和纤连蛋白等纯化成分混合制备而成，也可由细胞直接分泌产生，然后冲洗掉产基质细胞，接种上要被研究的细胞。 ECM能提高细胞的生存、增殖和分化能力。;细胞骨架(Cytoskeleton);;细胞迁移(Cell Motility);2.3 细胞增殖(Cell Proliferation);细胞周期（Cell Cycle）;细胞增殖的控制;2.4 细胞分化（Differentiation）;;有助于诱导细胞分化的条件： 细胞密度高 细胞与细胞、细胞与基质之间作用强 培养基中存在各种分化因子 细胞分化常受到细胞增殖的拮抗;In vivo, a small stem cell pool gives rise to a proliferating progenitor compartment that produces the differentiated cell pool;细胞分化的维持;细胞去分化（Dedifferentiation）;2.5 细胞信号传递（Cell signaling）;同型（旁）分泌：某些细胞分泌的可溶性信号物质作用于同类型细胞。;体内都存在这些类型的细胞信号传递方式，而在体外（in vitro），在具有基本培养基的常规条件下，只有自分泌和同型分泌两种方式。 在低细胞密度条件下，很多培养基不能有效地接种细胞，部分归因于一种或多种自分泌或同型分泌信号物质被稀释，因此要选择条件培养基或饲养层来提高接种效率。 功能特异性细胞生存、增殖的维持以及分化诱导需要旁分泌和内分泌信号分子，所以需要向分化培养基中添加合适的信号物质。;2.6 能量代谢（Energy metabolism）;水：营养物质只有溶于水才能被细胞吸收，代谢产物也需溶于水才能排泄；生化反应须在溶液状态下作用；调节温度；表面张力保持细胞形态。 糖：大多数培养基含4-20mM 葡萄糖，主要用于作为糖酵解的碳源，以乳酸为终产物。谷氨酰胺也是碳的重要来源。 氨基酸：12种基本氨基酸和谷氨酰胺；作用：营养代谢、保护酶活、促生长增殖等。 维生素：酶的辅酶和辅基的组成部分，对细胞的代谢有重