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科研戰(zhàn)神來(lái)了新蟲 (小有名氣)
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一文講清實(shí)驗(yàn)室各種常見的細(xì)胞模型
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做細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的科研人都懂，選對(duì)細(xì)胞模型是實(shí)驗(yàn)成功的一半。無(wú)論是基礎(chǔ)機(jī)制研究、藥物篩選，還是信號(hào)通路驗(yàn)證，不同的細(xì)胞模型各有其適用場(chǎng)景、優(yōu)勢(shì)與局限性。新手剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，常會(huì)被貼壁 / 懸浮、原代 / 永生化、正常 / 腫瘤細(xì)胞繞暈。今天這篇文章，一次性梳理實(shí)驗(yàn)室最常見的細(xì)胞模型，主要從細(xì)胞來(lái)源，生長(zhǎng)方式，呈現(xiàn)形態(tài)三個(gè)維度進(jìn)行介紹。01基礎(chǔ)分類基礎(chǔ)分類：按細(xì)胞來(lái)源與培養(yǎng)特性分類;①原代細(xì)胞：直接從動(dòng)物 / 人體組織中分離、通常通過(guò)酶消化或者機(jī)械的方式解離，培養(yǎng)的未經(jīng)過(guò)永生化的細(xì)胞，最大的優(yōu)勢(shì)是保留了原組織的細(xì)胞形態(tài)和生理功能，是最貼近體內(nèi)生理狀態(tài)的細(xì)胞模型。因?yàn)槠溥�保留著組織來(lái)源的生物學(xué)特性，比如分化狀態(tài)，代謝特征、還有信號(hào)反應(yīng)等。局限性是分離純化步驟繁瑣，壽命有限，會(huì)經(jīng)歷細(xì)胞衰老，傳代能力極弱（一般傳代 2-5 代就會(huì)衰老凋亡），不同批次間差異大，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性較差；部分原代細(xì)胞（如原代神經(jīng)元）培養(yǎng)難度高。 ②細(xì)胞系：細(xì)胞系指原代細(xì)胞培養(yǎng)物經(jīng)首次傳代成功后所繁殖的細(xì)胞群體。 其經(jīng)過(guò)多次穩(wěn)定傳代，適應(yīng)體外培養(yǎng)環(huán)境的細(xì)胞群體（引申出后來(lái)的有限細(xì)胞系和無(wú)限細(xì)胞系）有限細(xì)胞系：一般傳代一定次數(shù)后（30-50）就會(huì)衰老、停止分裂、凋亡；無(wú)限細(xì)胞系:細(xì)胞獲得永生化，可體外長(zhǎng)期、無(wú)限傳代（自發(fā)轉(zhuǎn)化（如腫瘤細(xì)胞）或 人工誘導(dǎo)永生化（轉(zhuǎn)染病毒基因、敲除抑癌基因等），如常見的293T細(xì)胞以及Hela 細(xì)胞總結(jié)：原代細(xì)胞 → 首次傳代 → 細(xì)胞系只能傳有限代、會(huì)衰老 → 有限細(xì)胞系能無(wú)限傳、不會(huì)自然衰老 → 無(wú)限 / 永生化細(xì)胞系。 02按照生長(zhǎng)方式分類①貼壁培養(yǎng)細(xì)胞：最常見的類型，多來(lái)自上皮組織/腫瘤上皮等，這類細(xì)胞需要附著在培養(yǎng)瓶/板的表面（包被明膠/多聚賴氨酸可提升貼壁率），呈單層生長(zhǎng)，傳代時(shí)需酶解消化。優(yōu)勢(shì)是細(xì)胞狀態(tài)易觀察、易判斷，實(shí)驗(yàn)可控性強(qiáng)，成像友好。局限是與體內(nèi)的真實(shí)環(huán)境差距比較大②懸浮細(xì)胞：這類細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)不需要貼附于支持基質(zhì)，可在培養(yǎng)基中呈懸浮狀態(tài)生長(zhǎng)。常見于血液來(lái)源細(xì)胞，如淋巴細(xì)胞、白血病細(xì)胞等。其主要優(yōu)勢(shì)在于適合搖瓶、生物反應(yīng)器等大規(guī)模懸浮擴(kuò)增培養(yǎng)，生長(zhǎng)密度高、操作簡(jiǎn)便，因此常被用于單克隆抗體制備、重組蛋白生產(chǎn)等生物制藥相關(guān)研究與工業(yè)生產(chǎn)。③ 3D培養(yǎng)細(xì)胞：細(xì)胞 3D 培養(yǎng)是相對(duì)傳統(tǒng)2D 貼壁培養(yǎng)（細(xì)胞在培養(yǎng)瓶 / 板單層生長(zhǎng)）的新型細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，其通過(guò)各類支架、基質(zhì)或培養(yǎng)體系，讓細(xì)胞在體外模擬體內(nèi)的三維立體微環(huán)境中生長(zhǎng)、增殖和相互作用，最終形成具有空間結(jié)構(gòu)的細(xì)胞球、類器官或組織樣結(jié)構(gòu)，最大程度還原細(xì)胞在體內(nèi)的天然形態(tài)、生理功能和細(xì)胞間 /細(xì)胞-基質(zhì)間的相互作用，彌補(bǔ) 2D 培養(yǎng)的固有缺陷。3D 培養(yǎng)因更貼近體內(nèi)狀態(tài)，成為腫瘤研究、藥物研發(fā)、再生醫(yī)學(xué)、類器官研究的關(guān)鍵技術(shù)。局限相比 2D 培養(yǎng)，3D 培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)體系、操作手法要求更高。 03按照細(xì)胞形態(tài)分類①上皮樣細(xì)胞：貼壁后呈多邊形、成片排列，形態(tài)更為規(guī)整，以貼附于基質(zhì)的方式生長(zhǎng)并形成離散的細(xì)胞集落實(shí)驗(yàn)室常用代表：HEK293（人胚腎上皮）、Hela（人宮頸癌細(xì)胞）、A549（人肺癌上皮細(xì)胞）等。 ②成纖維細(xì)胞樣：呈雙極或多極形態(tài)，細(xì)胞體細(xì)長(zhǎng)，且以貼附于基質(zhì)的方式生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)室常用代表：NIH/3T3（小鼠胚胎成纖維細(xì)胞）、原代小鼠/人成纖維細(xì)胞、MSC（間充質(zhì)干細(xì)胞，骨髓/脂肪 /臍帶來(lái)源） ③內(nèi)皮樣細(xì)胞：內(nèi)皮樣細(xì)胞貼壁后以短梭形、鵝卵石樣 / 鋪路石樣為核心形態(tài)，是成纖維樣梭形與上皮樣鋪路石樣的結(jié)合體。實(shí)驗(yàn)室常用代表：HUVEC，HUAEC等 |
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