動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（animal cell culture）就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞（使用胰蛋白酶或膠原蛋白酶）然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。

細(xì)胞培養(yǎng)是指細(xì)胞在體外條件下的生長(zhǎng)，動(dòng)物細(xì)胞在單獨(dú)細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程中不再形成個(gè)體。

中文名

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

外文名

animal cell culture

分類

原代細(xì)胞培養(yǎng)，傳代細(xì)胞培養(yǎng)

歷史發(fā)展

哈里森為奠基人

歷史發(fā)展

1907年，哈里森（Harrison）在無(wú)菌條件下用淋巴液作培養(yǎng)基，培養(yǎng)蛙胚神經(jīng)組織存活數(shù)周，并觀察到神經(jīng)細(xì)胞突起的生長(zhǎng)過(guò)程，由此創(chuàng)建了蓋片覆蓋凹窩玻璃懸滴培養(yǎng)法，奠定了動(dòng)物組織體外培養(yǎng)的基礎(chǔ)。之后，又有人將懸滴培養(yǎng)法改良為雙蓋片培養(yǎng)，提高了傳代效率并減少了污染；1923年，卡雷爾（Carrel）設(shè)計(jì)了卡氏瓶培養(yǎng)法，擴(kuò)大了組織生存空間。 1951年，厄爾（Earle）發(fā)明了體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的人工合成培養(yǎng)基。1951年，波米拉（Pomerat）設(shè)計(jì)了灌流小室，使細(xì)胞生活在不斷更新的培養(yǎng)液中，便于作顯微攝影和細(xì)胞代謝的研究。1957年，格拉夫（Graff）用灌流技術(shù)進(jìn)一步提高了細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的效率。1957年，杜爾貝科（Dulbecco）等人采用胰蛋白酶消化處理和應(yīng)用液體培養(yǎng)基的方法，獲得了單層細(xì)胞培養(yǎng)。單層培養(yǎng)法的出現(xiàn)，對(duì)組織培養(yǎng)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用。此后單層培養(yǎng)成為組織培養(yǎng)普遍應(yīng)用的技術(shù)。20世紀(jì)60年代后，動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)開(kāi)始起步，并逐步發(fā)展。20世紀(jì)80年代后，隨著基因工程和其他細(xì)胞工程技術(shù)的發(fā)展，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)已成為轉(zhuǎn)基因技術(shù)、生物制藥及其他許多技術(shù)的基礎(chǔ)，在現(xiàn)代生物技術(shù)中發(fā)揮著重要的作用。

培養(yǎng)液成分

體外細(xì)胞培養(yǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)基本相同，例如，需要糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、促生長(zhǎng)因子、微量元素等。將細(xì)胞所需的上述物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基，稱為合成培養(yǎng)基。由于動(dòng)物細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境還有一些成分尚未研究清楚，所以需要加入動(dòng)物血清以提供一個(gè)類似生物體內(nèi)的環(huán)境，因此在使用合成培養(yǎng)基時(shí)，通常需加入血清、血漿等一些天然成分。

培養(yǎng)液特點(diǎn)

液體培養(yǎng)基、通常含動(dòng)物血清。

培養(yǎng)條件

1.無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無(wú)菌處理，通常還要在培養(yǎng)液中加入一定量的的抗生素，以防被污染。此外應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝產(chǎn)物防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物累積對(duì)細(xì)胞自身產(chǎn)生危害。

2.營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：無(wú)機(jī)物（無(wú)機(jī)鹽、微量元素等），有機(jī)物（糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子等）

3.血清和血漿 (提供細(xì)胞生長(zhǎng)必須的營(yíng)養(yǎng)成份)

4.溫度和pH（36.5±0.5℃，7.2～7.4）

5.氣體環(huán)境（95%的空氣+5%CO?的混合氣體）

其中5%CO?氣體是為保持培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定

基本過(guò)程

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

取動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物器官、組織。將材料剪碎，并用胰蛋白酶（或用膠原蛋白酶）處理（消化），形成分散的單個(gè)細(xì)胞，將處理后的細(xì)胞移入培養(yǎng)基中配成一定濃度的細(xì)胞懸浮液。懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到互相接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，出現(xiàn)接觸抑制。此時(shí)需要將出現(xiàn)接觸抑制的細(xì)胞重新使用胰蛋白酶處理。再配成一定濃度的細(xì)胞懸浮液。另外，原代培養(yǎng)就是從機(jī)體取出后立即進(jìn)行的細(xì)胞、組織培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞從動(dòng)植物中生長(zhǎng)遷移出來(lái)，形成生長(zhǎng)暈并增大以后，科學(xué)家接著進(jìn)行傳代培養(yǎng)，即將原代培養(yǎng)細(xì)胞分成若干份，接種到若干份培養(yǎng)基中，使其繼續(xù)生長(zhǎng)、增殖。通過(guò)一定的選擇或純化方法，從原代培養(yǎng)物或細(xì)胞系中獲得的具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞稱為細(xì)胞株。當(dāng)培養(yǎng)超過(guò)50代時(shí)，大多數(shù)的細(xì)胞已經(jīng)衰老死亡，但仍有部分細(xì)胞發(fā)生了遺傳物質(zhì)的改變出現(xiàn)了無(wú)限傳代的特性，即癌變。此時(shí)的細(xì)胞被稱為細(xì)胞系。

培養(yǎng)基添加胰島素可促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取

分類

1 根據(jù)細(xì)胞種類：原代細(xì)胞培養(yǎng)，傳代細(xì)胞培養(yǎng)

原代細(xì)胞：將動(dòng)物各種組織從機(jī)體中取出，經(jīng)各種酶(常用胰蛋白酶)、螯合劑(常用EDTA) 或機(jī)械方法處理，分散成單細(xì)胞，在合適的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使細(xì)胞得以生存、生長(zhǎng)和繁殖，這一過(guò)程稱原代培養(yǎng)。培養(yǎng)的細(xì)胞為正常的動(dòng)物細(xì)胞，一般培養(yǎng)10代后不再增殖，死亡。

傳代細(xì)胞：傳代培養(yǎng)是細(xì)胞培養(yǎng)常規(guī)保種方法之一，也是所有細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。當(dāng)細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中長(zhǎng)滿后就需要將其稀釋分種成多瓶，細(xì)胞才能繼續(xù)生長(zhǎng)，這一過(guò)程就叫傳代。傳代培養(yǎng)可獲得大量供實(shí)驗(yàn)所需細(xì)胞。細(xì)胞傳代要在嚴(yán)格的無(wú)菌條件下進(jìn)行，每一步都需要認(rèn)真仔細(xì)地?zé)o菌操作。培養(yǎng)的細(xì)胞為癌變或人為癌化的細(xì)胞，理論上可以無(wú)限增殖。癌化的方式有很多：進(jìn)行癌基因突變，感染病毒，從癌癥供體體內(nèi)分離，物理或化學(xué)方法（如紫外，化學(xué)試劑）等。

2 根據(jù)培養(yǎng)方式：貼壁細(xì)胞培養(yǎng)，半懸浮細(xì)胞培養(yǎng)，懸浮細(xì)胞培養(yǎng)

區(qū)別

1.培養(yǎng)基不同：植物細(xì)胞（固體培養(yǎng)基），動(dòng)物細(xì)胞（液體培養(yǎng)基）。

2.培養(yǎng)基的成分不同：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)必須利用動(dòng)物血清，植物組織培養(yǎng)則不需要，而需要加入植物生長(zhǎng)素。

3.產(chǎn)物不同：植物組織培養(yǎng)最后一般得到新的植物個(gè)體，而動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)因?yàn)閯?dòng)物體細(xì)胞一般不能表達(dá)其全能性，因此得到的是只含同一種的細(xì)胞的一個(gè)細(xì)胞系（或者叫細(xì)胞群）。

4.原理不同：植物組織培養(yǎng)的原理為植物細(xì)胞的全能性，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理為細(xì)胞的增殖分化。

5.過(guò)程不同：植物組織培養(yǎng)的過(guò)程為脫分化和再分化，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)

技術(shù)應(yīng)用

1.生物制品的生產(chǎn)(如制備單克隆抗體）

2.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培養(yǎng)

3.檢測(cè)有毒物質(zhì)并判斷其強(qiáng)弱

4.醫(yī)學(xué)研究（生理 病理 藥理）

5.器官移植培養(yǎng)

6.篩選抗癌藥物