動物細胞與組織培養
| 動物細胞與組織培養 |
動物細胞培養（animal cell culture）就是從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞（使用胰蛋白酶或膠原蛋白酶）然後，放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和增殖。
細胞培養是指細胞在體外條件下的生長，動物細胞在單獨細胞培養的過程中不再形成個體。
目錄
分類
原代細胞培養，傳代細胞培養
目錄
歷史發展
培養液成分
培養液特點
培養條件
基本過程
分類
區別
技術應用
歷史發展
1907年，哈里森（Harrison）在無菌條件下用淋巴液作培養基，培養蛙胚神經組織存活數周，並觀察到神經細胞突起的生長過程，由此創建了蓋片覆蓋凹窩玻璃懸滴培養法，奠定了動物組織體外培養的基礎。之後，又有人將懸滴培養法改良為雙蓋片培養，提高了傳代效率並減少了污染；1923年，卡雷爾（Carrel）設計了卡氏瓶培養法，擴大了組織生存空間。
1951年， 厄爾 （Earle） 發明了體外培養動物細胞的人工合成培養基。1951年，波米拉（Pomerat）設計了灌流小室，使細胞生活在不斷更新的培養液中，便於作顯微攝影和細胞代謝的研究。1957年，格拉夫（Graff）用灌流技術進一步提高了細胞懸浮培養的效率。1957年，杜爾貝科（Dulbecco）等人採用胰蛋白酶消化處理和應用液體培養基的方法，獲得了單層細胞培養。單層培養法的出現，對組織培養的發展起了很大的推動作用。此後單層培養成為組織培養普遍應用的技術。20世紀60年代後，動物細胞大規模培養技術開始起步，並逐步發展。20世紀80年代後，隨着基因工程和其他細胞工程技術的發展，細胞培養技術已成為轉基因技術、生物製藥及其他許多技術的基礎，在現代生物技術中發揮着重要的作用。
培養液成分
體外細胞培養所需營養物質與體內基本相同，例如，需要糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素等。將細胞所需的上述物質按其種類和所需數量嚴格配製而成的培養基，稱為合成培養基。由於動物細胞生活的內環境還有一些成分尚未研究清楚，所以需要加入動物血清以提供一個類似生物體內的環境，因此在使用合成培養基時，通常需加入血清、血漿等一些天然成分。
培養液特點
液體培養基、通常含動物血清。
培養條件
無菌、無毒的環境：對培養液和所有培養用具進行無菌處理，通常還要在培養液中加入一定量的的抗生素，以防被污染。此外應定期更換培養液，以便清除代謝產物防止細胞代謝產物累積對細胞自身產生危害。
營養物質：無機物（無機鹽、微量元素等），有機物（糖、氨基酸、促生長因子等）
血清和血漿 (提供細胞生長必須的營養成份)
溫度和pH（36.5±0.5℃，7.2～7.4）
氣體環境（95%的空氣+5%CO₂的混合氣體）
其中5%CO₂氣體是為保持培養液的pH穩定
基本過程
取動物胚胎或幼齡動物器官、組織。將材料剪碎，並用胰蛋白酶（或用膠原蛋白酶）處理（消化），形成分散的單個細胞，將處理後的細胞移入培養基中配成一定濃度的細胞懸浮液。懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。當貼壁細胞分裂生長到互相接觸時，細胞就會停止分裂增殖，出現接觸抑制。此時需要將出現接觸抑制的細胞重新使用胰蛋白酶處理。
再配成一定濃度的細胞懸浮液。另外，原代培養就是從機體取出後立即進行的細胞、組織培養。當細胞從動植物中生長遷移出來，形成生長暈並增大以後，科學家接着進行傳代培養，即將原代培養細胞分成若干份，接種到若干份培養基中，使其繼續生長、增殖。通過一定的選擇或純化方法，從原代培養物或細胞系中獲得的具有特殊性質的細胞稱為細胞株。當培養超過50代時，大多數的細胞已經衰老死亡，但仍有部分細胞發生了遺傳物質的改變出現了無限傳代的特性，即癌變。此時的細胞被稱為細胞系。
培養基添加胰島素可促進細胞對葡萄糖的攝取
分類
1 根據細胞種類：原代細胞培養， 傳代細胞培養
原代細胞：將動物各種組織從機體中取出，經各種酶(常用胰蛋白酶)、螯合劑(常用EDTA) 或機械方法處理，分散成單細胞，在合適的培養基中培養，使細胞得以生存、生長和繁殖，這一過程稱原代培養。培養的細胞為正常的動物細胞，一般培養10代後不再增殖，死亡。
傳代細胞：傳代培養是細胞培養常規保種方法之一，也是所有細胞生物學實驗的基礎。當細胞在培養瓶中長滿後就需要將其稀釋分種成多瓶，細胞才能繼續生長，這一過程就叫傳代。傳代培養可獲得大量供實驗所需細胞。細胞傳代要在嚴格的無菌條件下進行，每一步都需要認真仔細地無菌操作。培養的細胞為癌變或人為癌化的細胞，理論上可以無限增殖。癌化的方式有很多：進行癌基因突變，感染病毒，從癌症供體體內分離，物理或化學方法（如紫外，化學試劑）等。
2 根據培養方式：貼壁細胞培養，半懸浮細胞培養，懸浮細胞培養
區別
培養基不同：植物細胞（固體培養基），動物細胞（液體培養基）。
培養基的成分不同：動物細胞培養必須利用動物血清，植物組織培養則不需要，而需要加入植物生長素。
產物不同：植物組織培養最後一般得到新的植物個體，而動物細胞培養因為動物體細胞一般不能表達其全能性，因此得到的是只含同一種的細胞的一個細胞系（或者叫細胞群）。
原理不同：植物組織培養的原理為植物細胞的全能性，動物細胞培養的原理為細胞的增殖分化。
過程不同：植物組織培養的過程為脫分化和再分化，動物細胞培養的過程為原代培養和傳代培養
技術應用
生物製品的生產(如製備單克隆抗體） 轉基因動物的培養 檢測有毒物質並判斷其強弱 醫學研究（生理 病理 藥理） 器官移植培養[1] 篩選抗癌藥物