一、為什么要了解細(xì)胞形態(tài)

定期檢查培養(yǎng)細(xì)胞的形態(tài)（即形狀和外觀）對(duì)于取得細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)成功至關(guān)重要。每次用眼睛和顯微鏡檢查細(xì)胞，除了確認(rèn)細(xì)胞的健康狀況，我們還可以及早發(fā)現(xiàn)任何污染的跡象，避免污染擴(kuò)散至實(shí)驗(yàn)室其他細(xì)胞。

 

二、細(xì)胞形態(tài)變化的跡象

• 細(xì)胞核旁顆粒的堆積

• 細(xì)胞質(zhì)中有空泡

• 細(xì)胞團(tuán)縮并從平板上脫離

• 外形變化

三、細(xì)胞形態(tài)變化原因

• 培養(yǎng)基改變

• 細(xì)胞污染

• 細(xì)胞老化

• 有毒物質(zhì)

 

四、哺乳動(dòng)物細(xì)胞形態(tài)

大多數(shù)培養(yǎng)的哺乳動(dòng)物細(xì)胞根據(jù)其形態(tài)可分為四大類(lèi)。

• 成纖維細(xì)胞（或成纖維細(xì)胞樣）：細(xì)胞是雙極或多極的，狹長(zhǎng)型，貼壁細(xì)胞；

  

• 上皮細(xì)胞呈多角形，尺寸更為規(guī)則，貼附在基質(zhì)上呈散斑片狀生長(zhǎng)；

  

• 淋巴細(xì)胞，呈球形，通常懸浮生長(zhǎng)，不貼附在基質(zhì)表面；

  

• 神經(jīng)元細(xì)胞體（貼壁細(xì)胞）。

  

神經(jīng)元有多種形狀和大小，可以粗略地劃分為兩個(gè)基本形態(tài)類(lèi)別。I型具有很長(zhǎng)的軸突，可長(zhǎng)距離傳遞信號(hào)，II型則沒(méi)有軸突。典型的神經(jīng)元會(huì)從胞體部發(fā)出具有許多分支的細(xì)胞伸展結(jié)構(gòu)，因此被稱(chēng)為樹(shù)突樹(shù)。神經(jīng)元可以是單極或假單極細(xì)胞，即：樹(shù)突和軸突發(fā)自同一突起，可以是雙極細(xì)胞，即：軸突和單個(gè)樹(shù)突發(fā)自胞體（有核細(xì)胞的中心部分）上相對(duì)的兩端，也可以是多極細(xì)胞，即：細(xì)胞具有兩個(gè)以上的樹(shù)突。
 

五、細(xì)胞污染

1. 細(xì)菌污染

常見(jiàn)的細(xì)菌污染有枯草桿菌（Bacillus Subtilis）、大腸桿菌（Escherichia Coli）、假單胞菌（Pseudomonas）、白色葡萄球菌（Staphylococcus Albus）等，其中革蘭氏陽(yáng)性菌較為多見(jiàn)。

圖片來(lái)源：Bing

細(xì)菌污染會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基1~2d出現(xiàn)黃色或白色渾濁、顏色改變以及pH值急劇變化，受污染的貼壁細(xì)胞在幾天內(nèi)會(huì)逐漸脫壁死亡；有些狀況下培養(yǎng)基顏色改變不明顯但細(xì)胞形態(tài)會(huì)變異（出現(xiàn)多角，多核）；顯微鏡觀察培養(yǎng)液中有大量圓球形顆粒物漂浮，呈細(xì)沙狀。

主要來(lái)源：

操作不當(dāng)或器材消毒不嚴(yán)；細(xì)胞培養(yǎng)試劑污染細(xì)菌未被檢測(cè)出來(lái)。

解決辦法：

產(chǎn)品列表

 

2. 真菌污染

常見(jiàn)的真菌污染為煙曲霉，黑曲霉，毛霉菌，孢子霉，白色念珠菌，酵母菌等。

圖片來(lái)源：Bing

真菌污染后短期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)培養(yǎng)液的渾濁，培養(yǎng)基中會(huì)漂浮白色、淺黃色或黑色的小點(diǎn)，4d左右可以在高倍鏡下觀察到絲狀，管狀或者串珠狀的菌絲。有些真菌開(kāi)始很像死細(xì)胞碎片，但是與之不同的是，它有很多很多的小塊，很清楚，像珊瑚狀，不像死細(xì)胞碎片分不清。酵母菌污染，顯微鏡下常見(jiàn)成串的珠狀物，形態(tài)呈卵形，大約比細(xì)胞小5~10倍。當(dāng)其進(jìn)行出芽生殖時(shí)，會(huì)聚集成連體結(jié)構(gòu)。

圖片來(lái)源：Bing

主要來(lái)源：

實(shí)驗(yàn)人員（實(shí)驗(yàn)服），并且具有季節(jié)性，像長(zhǎng)蘑菇的季節(jié)很容易感染這種菌類(lèi)。

解決辦法：

產(chǎn)品列表

 

3. 支原體污染

支原體是一種大小介于細(xì)菌和病毒之間（直徑0.15 μm~0.2 μm）并獨(dú)立生活的微生物，所以能透過(guò)一般的細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)濾方法，0.22 μm的過(guò)濾膜。支原體無(wú)細(xì)胞壁，形態(tài)呈高度多形性�？蔀閳A形、絲狀或梨形。支原體形態(tài)多變，在光學(xué)顯微鏡下不易看清內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

圖片來(lái)源：Bing

細(xì)胞培養(yǎng)（特別是傳代細(xì)胞）被支原體污染是個(gè)世界性問(wèn)題。在細(xì)胞培養(yǎng)中支原體感染發(fā)生率達(dá)到63%。支原體早期污染，培養(yǎng)液也不渾濁。后期污染會(huì)出現(xiàn)培養(yǎng)基變色、細(xì)胞生長(zhǎng)受抑、細(xì)胞成團(tuán)、鏡下有小顆粒甚至死亡。研究表明，支原體能耗盡營(yíng)養(yǎng)物，促進(jìn)代謝積累，導(dǎo)致pH改變，對(duì)細(xì)胞造成多種影響，包括生長(zhǎng)狀況、生化特性、代謝、免疫、以及細(xì)胞存活等多方面的改變，繼而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，或造成無(wú)法解釋的差異。

 

支原體污染的來(lái)源：

工作環(huán)境的污染、操作者本身的污染（一些支原體在人體是正常菌群）、培養(yǎng)基的污染、污染支原體的細(xì)胞造成交叉污染、實(shí)驗(yàn)器材帶來(lái)的污染和用來(lái)制備細(xì)胞的原始組織或器官的污染。

 

解決辦法：

逍鵬生物可提供：支原體檢測(cè)/處理/預(yù)防全套解決方案。
1. 即用型細(xì)胞培養(yǎng)中支原體檢測(cè)PCR試劑盒

檢測(cè)結(jié)果如圖：

大家可自行根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

 

2. 支原體處理試劑

3. 支原體預(yù)防噴霧

支原體檢測(cè)/處理/預(yù)防全套解決方案：

 

4. 病毒污染：

病毒感染可能來(lái)自宿主動(dòng)物細(xì)胞或病人，病毒感染及傳播具有細(xì)胞專(zhuān)一性，在細(xì)胞培養(yǎng)污染物中是相對(duì)較難檢測(cè)的。然而一旦細(xì)胞遭受污染后顯微鏡下能明顯觀察到細(xì)胞碎片增多、腫大、圓縮、脫落等病態(tài)變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)在單層細(xì)胞上觀察到局部破損空斑。

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污染來(lái)源：

可能來(lái)源于血清，胰酶及其他動(dòng)物源試劑。如BSA，HSA等。

 

解決辦法：

逍鵬生物提供的解決方案：選用輻照血清以殺滅病毒。

 

5. 黑膠蟲(chóng)污染

目前科學(xué)界對(duì)黑膠蟲(chóng)并無(wú)定論，認(rèn)為是不明沉淀現(xiàn)象或多種未知生物污染現(xiàn)象的通稱(chēng)。Dr.Cell 目前檢測(cè)的黑膠蟲(chóng)樣本，62%為細(xì)菌，38%為支原體。

在顯微鏡的高倍鏡下可見(jiàn)培養(yǎng)液中有小黑點(diǎn)狀顆粒（卵圓狀、球狀、桿狀等），并做活躍的布朗運(yùn)動(dòng)或原地顫動(dòng)，即可大致判斷為黑膠蟲(chóng)污染。黑膠蟲(chóng)比細(xì)胞體積小很多，主要分布在細(xì)胞間隙。黑膠蟲(chóng)污染前期細(xì)胞無(wú)明顯變化，培養(yǎng)液中有少許做布朗運(yùn)動(dòng)的小黑點(diǎn)，污染后期小黑點(diǎn)會(huì)迅速增殖導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)裂解死亡。細(xì)胞勤換液可以稍微緩解黑膠蟲(chóng)增殖速度，但無(wú)法擺脫污染。

 

污染主要來(lái)源：

因?yàn)槟壳翱茖W(xué)界對(duì)于黑膠蟲(chóng)并無(wú)準(zhǔn)確定論，因此主要來(lái)源也無(wú)法進(jìn)行斷論。根據(jù)Dr.Cell檢測(cè)的黑膠蟲(chóng)樣本可以看出，黑膠蟲(chóng)的來(lái)源是多樣性的，試劑，耗材，人為等都有可能。

 

解決辦法：

逍鵬生物可提供以下解決方案：

使用三抗（貨號(hào)：03-032-1B）結(jié)合支原體處理試劑（貨號(hào)：03-036和03-037或03-038）有效清除實(shí)驗(yàn)室黑膠蟲(chóng)污染。

 

6. 細(xì)胞交叉污染和錯(cuò)誤辨識(shí)

做實(shí)驗(yàn)遭遇細(xì)胞系污染的心情無(wú)異于得知追了很久的女神（男神）已經(jīng)有了另一半。更糟糕的是，這兩件事情發(fā)生的概率都比想象的高。

HeLa 細(xì)胞，堪稱(chēng)細(xì)胞界的“隔壁老王”。目前，世界上已有幾十種細(xì)胞都被HeLa細(xì)胞所污染，致使許多實(shí)驗(yàn)宣告無(wú)效。據(jù)統(tǒng)計(jì)約30%細(xì)胞系被交叉污染或錯(cuò)誤辨識(shí)。Science雜志2014年12月發(fā)表了一篇題為“Cell Biology. Fixing problems with cell lines”的專(zhuān)題文章闡述細(xì)胞交叉污染和錯(cuò)誤辨識(shí)，2個(gè)月后Science一篇題為“Line of attack”文章描述在學(xué)術(shù)界中培養(yǎng)的細(xì)胞發(fā)生交叉污染或被錯(cuò)誤辨識(shí)的嚴(yán)重性。2015年4月Nature通知：Nature旗下雜志將從5月開(kāi)始要求作者鑒定論文中所用細(xì)胞系。

細(xì)胞株的交叉污染，常因不經(jīng)意的實(shí)驗(yàn)疏忽（不同細(xì)胞株分盤(pán)時(shí)，共享一瓶培養(yǎng)基；槍頭、移液管忘記更換，而造成不同細(xì)胞株之間的混合污染；實(shí)驗(yàn)操作人員錄入錯(cuò)誤細(xì)胞株名稱(chēng)；傳代時(shí)的培養(yǎng)皿；冷凍細(xì)胞時(shí)的凍存管）而發(fā)生，繼而造成后續(xù)數(shù)據(jù)搜集錯(cuò)誤。

 

主要原因：

標(biāo)記錯(cuò)誤和細(xì)胞間的交叉污染。

 

解決辦法：

Dr.Cell可提供：（點(diǎn)擊名稱(chēng)鏈接可進(jìn)入詳情頁(yè)）

1. 人源細(xì)胞系STR鑒定（STR Authentication）

2. 細(xì)胞物種鑒定（Species Identification）-15種常見(jiàn)種屬的物種鑒定

掌握好這些細(xì)胞污染的鑒別，找到導(dǎo)致自己細(xì)胞狀態(tài)不好的“元兇”，相信您培養(yǎng)的細(xì)胞一定越來(lái)越好！
 

REFERENCES

【1】Morozkin ES, Sil Nikov VN, Rykova EY, Vlassov VV, LaktionovPP. Extracellular DNA in culture of primary and transformed cells, infected and not infected with mycoplasma. Bull Exp BiolMed 2009; 147(1): 63-5.

【2】Kenny GE. CHAPTER 5-contamination of mammalian cells in culture by mycoplasmata. Contamination in Tissue Culture 1973;49(10): 107-29.

【3】 Rottem S, Barile MF. Beware of mycoplasmas. Trends Biotechnol 1993; 11(4): 143-51.

【4】陳琳, 陳鯉群. 細(xì)胞污染及檢測(cè)鑒定[J]. 中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào), 2017(04):496-503.

【5】http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0170384#pone-0170384-t001

 

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