VIP標識 上網做生意,首選VIP會員| 設為首頁| 加入桌面| | 手機版| RSS訂閱
食品伙伴網,關注食品安全,探討食品技術
 
當前位置: 首頁 » 食品專題 » 生物實驗技術 » 細胞實驗技術 » 正文

腫瘤細胞培養(yǎng)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-07-08
腫瘤細胞在組織培養(yǎng)中占有核心的位置,首先癌細胞是比較容易培養(yǎng)的細胞。當前建立的細胞系中癌細胞系是最多的。另外腫瘤對人類是威脅最大的疾病。腫瘤細胞培養(yǎng)是研究癌變機理、抗癌藥檢測、癌分子生物學極其重要的手段。腫瘤細胞培養(yǎng)對闡明和解決癌癥將起著不可估量的作用。
一、組織培養(yǎng)腫瘤細胞生物學特性
腫瘤細胞與體內正常細胞相比,不論在體內或在體外,在形態(tài)、生長增值、遺傳性狀等方面都有顯著的不同。生長在體內的腫瘤細胞和在體外培養(yǎng)的腫瘤細胞,其差異較小,但也并非完全相同。培養(yǎng)中的腫瘤細胞具以下突出特點:
(-)形態(tài)和性狀
培養(yǎng)中癌細胞無光學顯微鏡下特異形態(tài),大多數腫瘤細胞鏡下觀察比二倍體細胞清晰,核膜、核仁輪廓明顯,核糖體顆粒豐富。電鏡觀察癌細胞表面的微絨毛多而細密,微絲走行不如正常細胞規(guī)則,可能與腫瘤細胞具有不定向運動和錨著不依賴性有關。
(二)生長增殖
腫瘤細胞在體內具有不受控增殖性,在體外培養(yǎng)中仍如此。正常二倍體細胞在體外培養(yǎng)中不加血清不能增殖,是因血清中含有很細胞增殖生長的因子,而癌細胞在低血清中(2%~5%)仍能生長。已證明腫瘤細胞有自泌或內泌性產生促增殖因子能力。正常細胞發(fā)生轉化后,出現能在低血清培養(yǎng)基中生長的現象,已成為檢測細胞惡變的一個指標。癌細胞或培養(yǎng)中發(fā)生惡性轉化后的單個細胞培養(yǎng)時,形成集落(克隆)的能力比正常細胞強。另外癌細胞增殖數量增多擴展時,接觸抑制消除,細胞能相互重疊向三維空間發(fā)展,形成堆積物。
(三)永生性
永生性也稱不死性。在體外培養(yǎng)中表現為細胞可無限傳代而不凋亡(Apoptosis)。體外培養(yǎng)中的腫瘤細胞系或細胞株都表現有這種性狀,體內腫瘤細胞是否如此尚無直接證明。因惡性腫瘤終將殺死宿主并同歸于盡,從而難以證明這一性狀的存在。體外腫癌細胞的永生性是否能反證它在體內時同樣如此?也尚難肯定。從近年建立細胞系或株的過程說明,如果永生性是體內琢魷赴??逃械模?琢魷赴?σ子諗嘌?J率瞪希?嗍?琢魷赴?醮?嘌?輩⒉荒敲慈菀住I?ぴ鮒巢⒉煌?ⅲ瘓??炕?傻ヒ換?魷赴?螅?泊蠖嘣鮒橙舾紗?螅?慍魷擲嗨貧?短逑赴?嘌?械耐V推。?私錐魏蟛嘔竦糜郎?裕?忱????は氯ァ4傭?得魈逋庵琢魷赴?撓郎?雜鋅贍蓯翹逋馀嘌?蠡竦玫。从一些具有永?遠?薅裥孕緣南赴?擔?鏝IH3T3、Rat-1、10T1/2等細胞證明,永生性和惡性(包括浸潤性)是兩種性狀,受不同基因調控,但卻有相關性?赡苡郎允羌毎麗鹤兊碾A段。至少在體外是如此。
(四)浸潤性
浸潤性是腫瘤細胞擴張性增殖行為,培養(yǎng)癌細胞仍持有這種性狀。在與正常組織混合培養(yǎng)時,能浸潤入其它組織細胞中,并有穿透人工隔膜生長的能力。
(五)異質性
所有腫瘤都是由有增殖能力、遺傳性、起源、周期狀態(tài)等性狀不同的細胞組成。異質性構成同一腫瘤內細胞的活力有差別的瘤組織;處于瘤體周邊區(qū)的細胞獲得血液供應多,增殖旺盛,中心區(qū)有的細胞衰老退化,有的處于周期阻滯狀態(tài),那些呈活躍增殖狀態(tài)的細胞稱干細胞(Stem Cells)、只有這些干細胞才是支持腫瘤生長的成分。腫瘤干細胞培養(yǎng)時易于生長增殖;把干細胞分離出來的培養(yǎng)方法稱干細胞培養(yǎng)。
(六)細胞遺傳
大多數腫瘤細胞有遺傳學改變,如失去二倍體核型、呈異倍體或多倍體等。腫瘤細胞群常由多個細胞群組成,有干細胞系和數個亞系,并不斷進行著適應性演變。
(七)其它
腫瘤細胞在體外不易生長的原因可能由于:①依賴性:腫瘤細胞雖有較強克隆生長力,但仍有一定的群體性或與其它細胞相依存關系。一是腫瘤細胞與腫瘤細胞的相互依存,二是腫瘤細胞與基質成纖維細胞的依賴。體外分散培養(yǎng)和排除成纖維細胞后也會同時消除或減弱這些依存關系,可能影響癌細胞增殖生長的活性;②腫瘤細胞的自泌也會因分散培養(yǎng)而被稀釋,達不到腫瘤生長的需求,降低腫瘤細胞的生長增殖力;③并非所有腫瘤細胞都有強的生長活力和長的Life Span,只有干細胞才有強的增殖生長能力,但這些細胞數量很少;④離體培養(yǎng)腫瘤細胞可能需求與體內相似的特殊生存條件。
二、培養(yǎng)方法
腫瘤細胞培養(yǎng)成功關鍵在于:取材、成纖維細胞的排除、選用適宜的培養(yǎng)液和培養(yǎng)底物等幾個方面。在具體培養(yǎng)方法方面,腫瘤細胞培養(yǎng)與正常組織細胞培養(yǎng)并無原則差別,初代培養(yǎng)應用組織塊和消化培養(yǎng)法均可。 (一)要點
1.取材:
人腫瘤細胞來自外科手術或活檢瘤組織。取材部位非常重要,體積較大的腫瘤組織中有退變或壞死區(qū),取材時盡量避免用退變組織,要挑選活力較好的部位。癌性轉移淋巴結或胸腹水是好的培養(yǎng)材料。取材后宜盡快進行培養(yǎng),如因故不能立即培養(yǎng),可貯存于4℃中,但不宜栽過24小時。
2.培養(yǎng)基:
腫瘤細胞對培養(yǎng)基的要求不如正常細胞嚴格,一般常用的 RPMIl640、 DMEM、Mc-Coy5A等培養(yǎng)基等皆可用于腫瘤細胞培養(yǎng)。腫瘤細胞對血清的需求比正常細胞低,正常細胞培養(yǎng)不加血清不能生長,腫瘤細胞在低血清培養(yǎng)基中也能生長。腫瘤細胞對培養(yǎng)環(huán)境適應性較大,是因腫瘤細胞有自泌(Autocrine)性產生促生長物質之故。但這并不說明腫瘤細胞完全不需要這些成分。按不同細胞需要不同的生長因子;腫瘤細胞與正常細胞之間、腫瘤細胞與腫瘤細胞之間對生長因子的需求都存在著差異。但大多數腫瘤細胞培養(yǎng)中仍需要生長因子。有的還需特異性生長因子〔如乳腺癌細胞等)。總之培養(yǎng)腫瘤細胞仍需加血清和相關生長因子培養(yǎng)更易成功。
3.成纖維細胞的排除:
成纖維細胞常與腫瘤細胞同時混雜生長,致難以純化腫瘤細胞。而且成纖維細胞常比腫瘤細胞生長得快,最終能壓制腫瘤細胞的生長。因此排除成纖維細胞成為腫瘤細胞培養(yǎng)中的關鍵。
(二)成纖維細胞排除法
1.機械刮除法:
是用不銹鋼絲末端插有橡膠刮頭(用膠塞剪成三角形插以不銹鋼絲)、或裹少許脫脂棉制成,裝入試管中高壓滅菌后備用(也可用特制電熱燒灼器刮除)。刮除程序為:
(1)標記:鏡下觀察,用不脫色筆在培養(yǎng)瓶皿的背面圈下生長腫瘤細胞的部位;
(2)刮除:棄掉培養(yǎng)液,把無菌膠刮伸入瓶皿中,肉眼或顯微鏡窺視下,刮除無標記空間;
(3)用Hanks液沖洗一兩次,洗除被刮掉的細胞;
(4)注入培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng),如發(fā)現仍有成纖維細胞殘留,可重復刮除至完全除掉為止
2.反復貼壁法:
根據腫瘤細胞比成纖維細胞貼壁速度慢的特點,并結合使用不加血清的營養(yǎng)液,把含有兩類細胞的細胞懸液反復貼壁,使兩類細胞相互分離,操作方法與傳代相同。
(1)待細胞生長達一定數量后,倒出舊培養(yǎng)液,用胰酶消化后,Hanks 沖洗2次,加入不含血清的培養(yǎng)液,吹打制成細胞懸液;
(2)取編號為此A、B、C三個培養(yǎng)瓶;首先把懸液接種入A培養(yǎng)瓶中。置溫箱中靜止培養(yǎng)5~20分鐘后,輕輕傾斜培養(yǎng)瓶,讓液體集中瓶角后慢慢吸出全部培養(yǎng)液,再接種入B培養(yǎng)瓶中后;向A瓶中補充少許完全培養(yǎng)液置溫箱中繼續(xù)培養(yǎng);
(4)培養(yǎng)B瓶中細胞5~20分鐘后,接處理A的方法,把培養(yǎng)液注入C培養(yǎng)瓶中;再向B瓶中補加完全培養(yǎng)基。
當三個瓶內都含有培養(yǎng)液后,均在溫箱中繼續(xù)培養(yǎng)。如操作成功,次日觀察可見A瓶主要為成纖維細胞,B瓶兩類細胞相雜,C瓶可能主要為癌細胞。必要時可反復處理多次,直至癌細胞純化為止。
3.消化排除法:
此法曾用于乳癌細胞的培養(yǎng),具體程序是:
(1)先是用0.5%胰蛋白酶和0.02%EDTA(1:1)混合液漂洗培養(yǎng)細胞一次,然后再換成新的混合液繼續(xù)消化,并在倒置顯微鏡下窺視和不時搖動培養(yǎng)瓶,到半數細胞脫落下來后,便立即停止消化;
(2)把消化液吸入離心管中,離心去上清,吸入另瓶中,加培養(yǎng)液置溫箱中培養(yǎng);向原瓶內也補加新的培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)。用此法處理后,成纖維細胞比腫瘤細胞易先脫落。經過幾次反復處理,可能把成纖維細胞除凈。
4.膠原酶消化法:
本法是利用成纖維細胞對膠原酶較為敏感的特點,通過消化進行選擇。
(1)可用0.5mg/ml的膠原酶消化處理,邊消化邊在倒置顯微鏡下窺視,當發(fā)現成纖維細胞被除掉后,即終止消化;
(2)用Hanks洗滌處理一次后,更換新培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng),可獲純凈腫瘤細胞。如成纖維細胞未被除凈,可再次重復。
5.其它方法:
有人發(fā)現聚丙烯酰胺有抑制成纖維細胞生長的作用;也有人用聚蔗糖制備成比重1.025~1.085的密度梯度離心液,加入細胞懸液后,在23℃中800g離心 10分種。在比重1.025~1.050層為成纖維細胞,在比重1.050~1.085層為上皮細胞,再經過分離進行培養(yǎng)。最近也有人應用特殊化學物如SOD抑制成纖維細胞生長的方法。
選用上述任何一種方法,都需進行試驗,取得必要經驗,找出適合的條件,才能獲得好的效果。
(三)提高腫瘤細胞培養(yǎng)存活率和生長率措施
根據人們的經驗,腫瘤細胞在體外不易培養(yǎng),建立能傳代的腫瘤細胞系更為困難。當腫瘤組織或細胞初代接種培養(yǎng)后,常出現以下幾種情況:
完全無細胞游出或移動;
有細胞移動和游出,但無細胞增殖,細胞長時間處于停滯狀態(tài)以致難以傳代;
有細胞增殖,傳若干代后停止生長或衰退死亡;
傳數代后細胞增殖緩慢,經過一段停滯期后,才又呈旺盛生長狀態(tài),形成穩(wěn)定生長的腫瘤傳代細胞系。
以上現象說明腫瘤細胞對體外生存條件有較高的要求,并需經過對新環(huán)境的適應才能生長,因此欲獲得好的培養(yǎng)效果,不能局限于一般培養(yǎng)法,必須采用一些特殊的措施。
1.適宜底物:
把經過純化的細胞接種在不同的底物上,如鼠尾膠原底層、飼細胞層等。
2.生長因子:
應用促細胞生長因子,向培養(yǎng)液中增加一種或幾種促細胞生長因子。根據細胞種類不同選用不同的促生長物,常用有胰島素、氫化可的松、雌激素以及其它生長因子。
為提高腫瘤細胞對體外培養(yǎng)環(huán)境的適應力和增加有活力癌細胞(干細胞)的數量,可采用動物體轉嫁接種成瘤后,再從動物體內取出進行培養(yǎng),能提高體外培養(yǎng)的成功率。受體動物以裸鼠最好。
3.動物體媒介培養(yǎng)方法:
(1)瘤塊接種:取新鮮瘤組織,用Hanks液洗凈血污,切成1~3毫米小塊,用穿刺針頭吸一小瘤塊,用酒精棉球擦拭動物腹部后,直接刺入皮下,注入瘤塊;
(2)飼養(yǎng)觀察,待腫瘤生長達較大體積后,剝取出瘤組織;
(3)進行體外培養(yǎng)。
(4)為防止失敗,仍取部分瘤組織繼續(xù)在裸鼠體內傳代。通過裸鼠媒介接種,有活力的腫瘤細胞數量增多,細胞培養(yǎng)易于成功。
腫瘤細胞培養(yǎng)方法與培養(yǎng)正常細胞完全相同,但成功率比正常細胞高。
(四)體外培養(yǎng)腫瘤細胞生物學檢測
一旦培養(yǎng)的腫瘤細胞生長成形態(tài)上單一的細胞群體或細胞系(或株)后,不論用于實驗研究還是建立細胞系,都需要做一系列的細胞生物學測定,主要的目的在于求得證明:
所培養(yǎng)的細胞系的確來源于原體內具有惡性的細胞,而非正常細胞或其它細胞。均具有瘤種特異性。闡明一般生物學性狀。測定項目數量無明確規(guī)定,根據需要而定,以下為常做的項目和要點。
【形態(tài)觀察】主要觀察細胞的一般形態(tài),如大體形態(tài)、核漿比例、染色質和核仁大小、多少等以及細胞骨架微絲微管的排列狀態(tài)等。
【細胞生長增殖】檢測細胞生長曲線、細胞分裂指數、倍增時間、細胞周期時間。
【細胞核型分析】檢測核型特點,染色體數量、標記染色體的有無、帶型等。
【凝集試驗】檢測凝集力。
【軟瓊脂培養(yǎng)】檢測集落形成能力。
【異體動物接種】向異體動物體內(皮下)接種細胞懸液,觀察成瘤能力。
【其它】除上述項目外,根據需要還可做同位素標記、組織化學成分分析,熒光顯微鏡觀察等。
 
[ 網刊訂閱 ]  [ 食品專題搜索 ]  [ ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 關閉窗口 ] [ 返回頂部 ]

 

 
推薦圖文
推薦食品專題
點擊排行
 
 
Processed in 0.144 second(s), 19 queries, Memory 0.89 M