動物細胞培養(yǎng)技術研究現(xiàn)狀與思考

孟兆璐

摘要：動物細胞培養(yǎng)技術已經(jīng)在生物學、醫(yī)療等科學研究中有著非常廣泛的應用。培養(yǎng)途徑包括附著性培養(yǎng)、懸浮式培養(yǎng)和固定性培養(yǎng)。除了給動物體內(nèi)細胞成長提供了不定時間、溫度環(huán)境外，還必須給予充足的營養(yǎng)。動物細胞培養(yǎng)技術具備了很大可能和光明未來。本文通過分析細胞培養(yǎng)技術的發(fā)展與進步，探索了動物細胞培養(yǎng)既存的課題及動物細胞今后發(fā)展的方向。

關鍵詞：動物細胞培養(yǎng)，研究，細胞系，組織培養(yǎng)技術，現(xiàn)狀分析.

一、引言

十八世紀末成立了一個由中國共產(chǎn)黨員所領導的組織來培訓技術隊伍。之后，1907年，美國著名的生物學家哈里森以青蛙胚作為主要的培養(yǎng)基地，用淋巴結來培養(yǎng)青蛙胚的神經(jīng)組織。之后，逐漸從體內(nèi)組織中采集細胞，在無菌，適當?shù)臏囟龋?ph ，特定營養(yǎng)條件下模擬各種微生物環(huán)境，開發(fā)了一系列可以維持細胞生長，再生，結構和機械性功能的實驗技術。該項技術在人類對于細胞學、遺傳學、病毒學、免疫學等領域的研究與應用都有著巨大的貢獻。隨著近年來我國現(xiàn)代生物學的快速進步發(fā)展，通過分子移植技術已經(jīng)實現(xiàn)了，諸如核移植、細胞混合、 dna 中介基因導入等一系列分子生物學的實驗。但是，在各種動物界，細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的開發(fā)都無法取得均衡，動物細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的科學研究效率和應用也很高。

二、動物細胞培養(yǎng)技術研究現(xiàn)狀

2.1、動物細胞培養(yǎng)的基本概念

細胞培養(yǎng)主要是從人體組織中提取出有機細胞，以適當?shù)臏囟群?ph 在無菌環(huán)境中給予他們足夠的營養(yǎng)，使它們得以成長、再現(xiàn)，是維護基本結構與功能的一種新型細胞培養(yǎng)方法。從作為初代細胞培養(yǎng)而廣泛被人們所知的身體中提取出來細胞進行初代培養(yǎng)。第一代細胞培養(yǎng)是該細胞的一個重要組成部分。一次培養(yǎng)細胞在一定的時間內(nèi)形成后，由于受到環(huán)境的影響，它們不得不轉移到其他容器中。這樣的文化稱為亞文化。如果初代通過后動物細胞形狀與初代培養(yǎng)時動物細胞形狀相同或者是不完全相同的話，那就可以說這個通道將成功。

2.2、動物細胞培養(yǎng)技術的內(nèi)容

由于培養(yǎng)這些動物細胞的生物學特征并非具備細胞壁的結構，而且其機械強度較低，對剪切力敏感，因此不能夠很好地適應 環(huán)境。另外，培養(yǎng)的細胞已經(jīng)喪失神經(jīng)液調節(jié)與細胞-激素相互作用。他們不但喪失了原始的組織機理和結構，而且很難維持其原始細胞的形態(tài)。在這種缺少動態(tài)平衡的生活條件下，其分化和代謝的能力亦被大大地降低到了細胞中。因此， 動物細胞培養(yǎng)工作者應密切地關注細胞狀況，是否適用于動物和微生物等被培養(yǎng)的環(huán)境，以及它是否適合其生存。無菌和非毒性操作環(huán)境是確保動物細胞培養(yǎng)成功的一個重要前提。培養(yǎng)細胞面臨微生物感染或受其自身代謝物影響的問題。因此，在細胞培養(yǎng)中，需要及時地去除由細胞產(chǎn)物生成的新陳代謝廢棄物，這是為培養(yǎng)細胞提供不孕無毒的生活環(huán)境所必需的氣體環(huán)境，氣體主要是O和CO2。但是，這是自己的代謝物。另外，CO2可以調節(jié)培養(yǎng)介質的pH

2.3、細胞培蕎方式

粘合性高的細胞一般采用粘合培養(yǎng)。一般來說，這樣需要附著在非化學物質的表面上生長，最終成長為表面上的單層。當整個表面被覆蓋時，細胞不需要接觸抑制現(xiàn)象，懸浮培養(yǎng)細胞、腫瘤細胞以及其他非粘結細胞的生長表面。細胞在液體培養(yǎng)地懸浮，可以大量繁殖。因此，懸浮培養(yǎng)是大規(guī)模細胞培養(yǎng)的理想方法。動物細胞培養(yǎng)有各種各樣的困難，但是研究人員提高了分子生物學的研究水平，繼續(xù)擴大研究范圍。動物細胞培養(yǎng)技術是學際研究領域的重要工具，因此可以通過固定化培養(yǎng)粘合或非粘合細胞來進行培養(yǎng)。固定培養(yǎng)屬于埋入培養(yǎng)。目前，固定培養(yǎng)法是微載體培養(yǎng)，空心線培養(yǎng)，微膠囊培養(yǎng)。固定培養(yǎng)不僅具有較低的剪切力和更好的傳輸效果，而且易于收集和精制細胞產(chǎn)品。這樣培養(yǎng)的細胞，防污性強，細胞增殖集中，生長密度高。

2.4、脊椎動物細胞培養(yǎng)現(xiàn)狀及應用

脊椎動物可分為魚類、兩棲類、爬行動物、鳥類和哺乳動物。魚類細胞培養(yǎng)始于20世紀60年代，建立了世界上第一條魚類細胞鏈，即彩虹RTG-2的生殖細胞單元，1994年以前至少建立了159個魚類細胞系，其中包括21科125個不同組織和125個可追蹤的。魚類細胞培養(yǎng)技術是目前廣泛應用于病毒學、環(huán)境毒理學、細胞生物學、腫瘤學和資源保護等領域的重要研究方法。該裝置無需大型投料設備進行系統(tǒng)的維護，大量的水交換和通風以及適當?shù)目刂茖嶒灄l件，詳細考察了魚細胞系統(tǒng)在理論研究和實際應用中具有重要意義。目前，國內(nèi)對兩棲動物細胞培養(yǎng)的研究較少，國內(nèi)也有相關資料，爬行動物卵巢細胞的增殖和增殖已被我國卵巢上皮細胞的原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)所證實，與其它低等脊椎動物如兩棲動物和魚類相比，它來自水邊，是真正的陸地動物。因此，在細胞培養(yǎng)中必須考慮爬行動物的特殊生境，特別是溫度和滲透壓，成年壁虎脊髓細胞的原代培養(yǎng)和繼代培養(yǎng)在我國是最早的，其中一些已經(jīng)鑒定。鳥類細胞培養(yǎng)的原始歷史可以延續(xù)到19世紀末。威廉·魯克斯是第一個用鳥類進行組織培養(yǎng)實驗的人。1885年，他將鳥胚的延髓放入熱鹽中保存了幾天。此后，作為一名外科醫(yī)生，卡雷爾培養(yǎng)了鳥心肌，關于家禽細胞培養(yǎng)，國內(nèi)外對家禽細胞培養(yǎng)的研究很多，但目前對家禽細胞培養(yǎng)的研究很少，對家禽細胞培養(yǎng)的研究也很少，組織細胞培養(yǎng)發(fā)展迅速。許多研究者通過改進文化方法、操作方法等進行了大量的研究。同時，鳥胚的體外培養(yǎng)也為生物學、生態(tài)學、致畸學、免疫學、遺傳學和病毒學的研究服務。哺乳動物細胞培養(yǎng)的研究很多。它們的生物學特性是人類的天然產(chǎn)物，特別是人體的免疫功能遠遠低于原核生物和其他類似物。哺乳動物細胞培養(yǎng)是一種有效的哺乳動物細胞培養(yǎng)方法，在藥物遺傳因子的研究和開發(fā)中發(fā)揮著重要作用。生物技術藥物的研究和開發(fā)在這一領域取得了很大進展。據(jù)目前統(tǒng)計，生物技術藥物市場70%左右是由哺乳動物細胞生產(chǎn)的，克隆和利用哺乳動物有著廣闊的前景，特別是在以下幾個方面：幫助不育的人生育后代。

三、動物細胞培養(yǎng)技術研究的思考

3.1、動物細胞培養(yǎng)存在的問題及展望

上個世紀，隨著研究人員的不斷發(fā)展，動物細胞培養(yǎng)技術取得了進步，但目前的技術水平還不能完全滿足細胞生物學產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的需要;二是細胞培養(yǎng)不能長期排除細胞代謝物對自身的影響。培養(yǎng)在細胞生長、分化等過程中起著重要作用，動物細胞培養(yǎng)過程中使用的昂貴設備和微型冰箱增加了研究成本，極大地制約了我國動物細胞培養(yǎng)的發(fā)展。

四、小結

今后動物細胞培養(yǎng)技術的發(fā)展方向應著眼于優(yōu)化細胞環(huán)境和提高細胞特性，提高生物產(chǎn)品的產(chǎn)量，擴大生產(chǎn)規(guī)模。動物細胞培養(yǎng)存在各種各樣的困難，不過，研究人員改善分子生物學的研究水平，持續(xù)擴大研究的范圍。在不久的將來，許多生物實驗材料和產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)需要動物細胞培養(yǎng)技術，進行獨自的研究開發(fā)工作。

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