[理学]《细胞培养与实践》讲义讲.doc

《细胞培养与实践》讲义 第一章 细胞培养基本知识 组织培养工作始于本世纪之初（Harrison 1907, Carrel 1912），现已广泛应用于生物学、医学各个领域，成为重要的基础科学之一。这里仅讨论动物的组织或细胞培养，简称为组织或细胞培养。本名词泛指所有体外培养，其含义是指从动物活体体内取出组织，于模拟体内生理环境等特定的体外条件下，进行孵育培养，使之生存并生长。若以产生形成培养物的方法而言，可分为组织培养、细胞培养和器官培养。组织培养指把活体的一小片组织置于底物上孵育，细胞自其周围移出并生长。细胞培养是把取得之组织用机械或消化的方法分散成单个细胞悬液，然后进行培养、生长。由于主要成分均属细胞，而这些细胞在体外生长时，仍然是相互依存、互相影响的。因此，细胞培养与组织培养实际上区别不大，本书将细胞培养与组织培养以相同的含义使用。此外，体外培养中尚将活体中器官或一部分器官取出，置于体外生存并同时保持其一定的结构和功能特征，称为器官培养，与一般的细胞或组织培养相区别。 组织或细胞培养的主要优点： 研究的对象是活的细胞。在实验过程中，根据要求可始终保持细胞的活力，并可长时期地监控、检测甚至定量评估一部分活细胞的情况，包括其形态、结构和生命活动等。 研究的条件可以人为地控制。进行体外的细胞培养实验时，可以根据需要，控制包括pH、温度、O2、CO2张力等物理化学的条件，并且可能做到很精确以及保持其相对的恒定。同时可以施加化学、物理、生物等刺激，而进行实验、观察。 研究的样本可以达到均一性。取自一般的组织样本，其构成的细胞类型含有多种，即使是来源于同一组织，也不能做到均一性。但是，通过细胞培养一定的代数后，所得到的细胞系则可以达到均一性而属同一类型的细胞；需要时可采用克隆化等方法使细胞达到纯化。 研究的内容便于观察、检测和记录。体外培养的细胞可采用各种技术和方法来观察、检测和记录，充分地满足实验的要求。 研究的范围比较广泛。多种学科均可利用细胞培养进行研究，如：细胞学、免疫学、肿瘤学、生化学、遗传学、分子生物学等。可供实验的组织来源众多，包括各种动物的各类组织。 研究的费用相对较经济。由于细胞培养有可能大量提供在同一时期、条件相同、性状相似的实验样本，因此有时可比体内试验经济得多。 细胞培养存在的不足。其最根本的问题是尽管培养技术不断发展，并努力创造条件以模拟动物体内状况，但是体外培养的组织或细胞与体内相应者仍然存在差异。可以说，任何组织或细胞置于体外培养后，其细胞形态和功能都会发生一定程度的改变。因此，对于体外培养的细胞，应该把他们视作一种既保持动物体内原细胞一定的性状、结构和功能又具有某些改变的特定的细胞群体，而不能将之与体内的细胞完全等同。这一点，在进行研究、分析时应予注意。细胞培养存在一定的不稳定性也是其缺点之一。体外培养的细胞，尤其是反复传代、长期培养者，有可能发生染色体非二倍体改变等情况。另外，细胞培养对人员、设备等条件都要求较高。这些都影响细胞培养技术的更广泛应用。利用这一技术，可进行多方面的研究。 细胞与细胞之间的相互作用。 细胞内部与细胞外界之间的作用。 细胞内胞质的活动。 胞质与胞核之间流动。 可广泛应用于各个领域： 1．病毒学： 近年来病毒学中的很多发展与能在培养细胞中生长病毒的技术有关。如很多病毒疾病可用抗体血清治疗，因此需要。利用培养的细胞可获得大量病毒以产生疫苗及鉴定。 免疫学： 杂交瘤一单克隆抗体技术极大地促进了免疫学的发展，而这种技术就是在细胞培养技术的基础上发展起来的。 3．遗传学： 可以利用细胞培养技术进行染色体分析。由于细胞融合技术的引入，与遗传学技术相结合建立了体细胞遗传学，并已成为包括人在内的高等脊椎动物遗传学分析的一个重要的组成部分。 4．肿瘤学： 细胞培养技术已广泛应用于肿瘤学的领域，促进了对肿瘤的了解。有关内容在肿瘤细胞培养中介绍。 5．分化及发育： 高等动物真核细胞分化的研究是比较困难的，现在利用体外培养对分化进行研究，例如：经一已知的外界因素刺激后，有些细胞群体可发生改变，这些改变可以被确认并进行监测。 6．细胞毒试验： 虽然体外细胞培养的结果尚不能完全地反应出整个动物的情况；但可以说，若某一物质对几种不同的细胞系均产生有害影响，当把这物质使用于整个动物时，预期产生不良效应的可性极大。 7．临床医学及生物技术方面的应用： 例如：在合适的宿主细胞的培养可作病毒感染的定性及定量分析；以细胞培养作克隆、微量分析或其他体外检测分析方法检测药物的效应。此外，并已用于某些治疗目的，如将某些细胞体外培养，经适当处理后重新导入动物体内以达到治疗目的，例如：经体外刺激生长的淋巴细胞可用以改善对肿瘤的免疫反应。 一、培养细胞的特性 （