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细胞培养基

添加38字节, 2017年3月15日 (三) 01:08
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培养细胞的[[完全培养基]]由基础培养基(如MEM)和添加剂(如血清或无血清培养用的某些确定的[[激素]]及[[生长因子]])组成,培养基的配方一直在改进,其中包括[[抗生素]]和抗[[有丝分裂]]剂等等。
=== 基础培养基===
绝大多数培养基是建立在[[平衡]]盐[[溶液]](BSS)基础上,添加了[[氨基酸]]、[[维生素]]和其它与血清中浓度[[相似]]的营养物质。最广泛应用的培养基是Eearle`s MEM 的[[混合物]],其中含有13种必须氨基酸、8种维生素。而Ham`s F12 也包括非必须氨基酸,维生素的范围亦很广,另外常规含有无机盐和[[代谢]]添加剂(例如[[核苷酸]])。MEM/F12 这两种培养基各取1/2,形成[[神经生物学]]最通用的培养基。Dulbecco`s改良培养基——DMEM,现应用于快速生长的细胞,同MEM含有相同的[[营养成分]],但浓度高出2~4倍。选择某种培养基,应仔细了解成分表,应知道大多数情形下培养基都有不足。例如,有些培养基在氨基酸中包括有[[谷氨酸]],而这种培养基虽广泛用于神经生物学领域,但它对某些对谷氨酸[[敏感]]的可能有细胞外[[毒性]][[损伤]]的[[神经元]]而言,则并非最佳选择,特别是如果神经元生长在缺乏胶质的环境中时。F12中含有[[硫酸亚铁]],据报道也有[[神经]][[毒效应]]。
原则上,HEPES作为缓[[冲剂]]可用来代替碳酸氢盐,以解除[[需要]]高浓度CO2培养环境的限制。实际操作中并非如此简单。显然,[[溶解]]的CO2与碳酸氢盐对良好的细胞生长是重要的。Leiboviz`s L15培养基可用来在[[大气]]环境中令[[神经细胞]]生长,该培养基采用了与众不同的BSS作基础,它含有高浓度的氨基酸来提高缓冲[[能力]],培养基中使用[[半乳糖]]作碳源,以阻止培养基中[[乳酸]]形成,少量溶解的CO2由丙酮酸代谢产生。这一培养基的优点是明显的,特别是在[[保持]]较高CO2有困难时,例如在长时间的[[显微操作]]及[[生理学]]研究中。L15培养基已用来成功的培养了外周神经元,但尚未在CNS神经元的[[发育]]研究中全面[[检测]]过。
=== 血清===
细胞在单纯的基础培养基中不能存活,在特殊类型的细胞培养中必须提供某些痕量营养物质及生长因子才能使细胞得以生长并维持生长状态。基础培养基常常要添加血清,血清终浓度多为5~20%。特殊用途的血清来源须用[[经验]]确定,广泛应用的血清种类有马血清与胎[[牛血]]清。胎牛血清中富含有丝分裂因子,常选其作增殖细胞用的血清,也用于细胞系和原代培养。而马血清常常用来作有丝分裂后的神经元培养。然而,很多人也将胎牛血清用于神经元培养,也有人用马血清来培养胶质细胞。用大鼠进行神经元培养的某些研究者喜欢使用同型血清;人类的[[胎盘]]血清,亦曾用于[[神经组织]]的[[器官]]类型的培养,也用在一些特殊培养种[[类中]]。
血清的不同[[批号]]含有不同的成分,所以许多人发现,应该在使用前对血清进行测试。大多数试剂商提供[[样品]],所满意的批号即可选用,这样可以一次得到足够一年用量的血清,血清在使用前通常在56℃加热30分钟,这一过程称为[[灭活]]。
=== 无血清培养基===
1979年神经细胞培养出现了一个重要进展,用化学添加剂即可维持神经细胞存活与生长而不需要在培养基中添加血清。其工作基础是用合适的激素、营养物和促贴壁的物质的[[组合]][[置换]]培养基中的成分,最后找到了适合大多数细胞培养的试剂配方,该配方称为N2,专门用于神经细胞培养,最早是用在B104大鼠神经母细胞瘤细胞系的培养。它的基础培养基是1:1的DMEM与H12的混合液,添加了[[胰岛素]]、[[转铁蛋白]]、[[黄体酮]]、腐胺和硒。胰岛素和胰岛素样生长因子对于大多数类型细胞的存活和生长有重要[[作用]],硒是[[谷胱甘肽]]产生的合作因子,可能有助于[[过氧化物]]和超[[氧化物]]的水解,有报道说还能防止细胞的光照损伤。随后的其他配方如N1N3则含有较低浓度的转铁蛋白。
现有的证据已表明,CNS神经元的营养需求比PNS的更复杂。对[[脊髓]][[运动神经元]]与视网膜节细胞神经元的研究表明,这些神经元与外周神经元相比能对更为广泛的营养因子起反应。例如,至少发现了15种不同的分子可在离体条件下增加神经元的存活。而且,已观察到运动神经元与视网膜对任何单独的营养因子的存活反应,与PNS中所观察到的典型反应相比,都要小得多。因此,大多数影响运动神经元及视网膜节细胞的营养因子仅仅只能支持神经元的亚群,而神经元的最佳存活要求诸多因子的结合。在视网膜节细胞的培养中,因子的最佳组合(如BDNF、CNTF、IGF、bFGF)包括了来自不同生长因子家族的代表。这一结果的普遍性尚待进一步的证实,但敲除单一的营养因子[[基因]]之后,没有表现出对CNS大多类群的神经元的存活产生太大影响,这一观察与上述的事实是一致的。现已知[[少突胶质细胞]]的长期存活也需要众多营养因子的[[相互作用]]。
=== 抗生素===
在细胞培养中最常用的抗生素是[[青霉素]](常用浓度是25~100ui/ml)与[[链霉素]](25~100μg/ml)。这两种抗生素常混合使用。在一些实验室里,它们常规加入所有的培养基中。[[庆大霉素]](10~100μg/ml)通常有广谱[[抗菌]]效应,并具有溶液稳定性,故也被一些实验室使用,特别是当有低水平的[[污染]]存在时更是这样。以上这些试剂对[[霉菌]]与[[酵母菌]]的污染均无效。
尽管很多实验室在细胞系的培养基中常规加入抗生素作[[继代培养]],但仍建议不要在原代培养中加入抗生素,其理由之一是获得的细胞是[[无菌]]的,原代培养时的[[细菌]]污染很少[[发生]]。其次,尽管认为抗生素对细胞代谢的影响可忽略,但最好避免使用它们,以免细胞生长环境的不稳定。最重要的是要[[意识]]到培养中主要污染物的类型,它们通常[[暗示]]了问题的来源。
=== 抗有丝分裂剂===
某些[[DNA]]合成[[抑制]]剂对分裂细胞有毒,但对没有DNA合成的细胞仅有轻微影响。由于神经元通常缺乏DNA合成能力,因此对抗有丝分裂剂没有多大反应。这样的试剂常常用于神经元的培养,以消除或减少非神经元群体。若要杀死所有的非神经元细胞,可以先加入血清或生长因子来保证有高比例的非神经元细胞进行DNA合成,此时再加入抗有丝分裂剂。但是,某些细胞在它的[[细胞周期]]的某些时相时对抗有丝分裂剂是不敏感的。不过,可以重复的将抗有丝分裂剂使用于增殖的细胞群体。在CNS神经元的培养中抗有丝分裂剂常常在星形细胞形成单层后加入,此时,星形细胞由于接触抑制而终止了DNA的合成(即细胞停止增殖),它们不会因抗有丝分裂剂的加入而死亡。原代培养中用这种方法阻止[[成纤维细胞]]的过度增殖是十分必要的。有两种抗有丝分裂剂常用于神经元的培养:Fluorodexyuridine,是[[胸苷]]合成酶抑制剂,一般使用浓度为~10μM。尿苷(10μM)也常使用,可阻止不分裂细胞的RNA合成。另外,[[阿糖胞苷]]也常被使用,其使用浓度为5~50μM。使用任何一种抗有丝分裂剂,都必须考虑它的神经原毒性,应该确定最低效应的使用浓度。阿糖胞苷在很低的浓度下,也会对某些种类的神经元有毒性,可以造成特[[定神]]经原的死亡。其他的抗有丝分裂剂尚未表现出这种毒性。
=== 培养的保持===
培养物是应该保持在孵箱中的。孵箱可以自动将O2与CO2混合很快达到培养基的设计要求,空[[气中]]的氧浓度比[[血液]]和[[脑脊液]]中要高得多。对于某些细胞的生长,包括神经原,应使[[氧含量]]处在一个较低的水平。可以用孵箱达到这个标准,但这样的孵箱并未广泛使用。
CRFK 上皮细胞 猫 肾 MEM, 10% 胎牛血清 和 NEAA
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