第七章 动物细胞培养

培养基的设计对细胞培养工程影响：
1 影响原材料的要求和保存，培养基中含有化学 成分不确定的添加物（如血清）或对人体有特殊 作用的化合物（如青霉素），会给培养基的质量 控制和培养上清的下游处理带来不利影响，甚至 造成工艺的失败。
2 影响反应器的设计和操作，培养基的黏性（剪 切力）和发泡性（消泡系统）；
（四）温度
影响细胞生长
低温CO2溶解度增加，缓冲剂的离子化和pKa的变化， 影响pH
（五）粘度
受血清含量的影响，多数情况对细胞生长没影响。在搅 拌条件下，用羧甲基纤维素增加培养基的粘度，可减轻 细胞损害。
（六）表面张力和泡沫
培养基的表面张力可用来促进原代外植物贴附到介质上。 泡沫使蛋白质的变形速率增加，如果泡沫达到培养容器 的颈部，容易受污染。加入硅油消泡剂降低表面张力， 有助于防止泡沫产生。
成纤维细胞型（如图）：形态相似于体内成纤维 细胞，呈梭形或不规则三角形，中央有圆形核， 胞质向外伸出2－3个长短不同
的突起。细胞群常借原生质突连接成网，生长时 呈反射状、漩涡或火焰状发展。除真正的成纤维 细胞外，凡来自中胚层间质的其它组织细胞，如 血管内皮、心肌、平滑肌、成骨细胞等，也多成 纤维细胞状态。
4 肿瘤细胞
来自肿瘤组织的细胞或经肿瘤细胞与其他细胞融 合产生的细胞。肿瘤细胞生长速率高，对生长因 子的以来程度低，对培养环境的要求不苛刻。
第的培养基以维持细胞连续生长和替代 “天然”培养基，如胚胎提取物、蛋白质水解物、 淋巴液等。常用的Eagle和DMEM培养基如表所示。
2 正常细胞 正常的原代培养物进行传代形成继代培养物，在
一定的代数范围内，它们都是正常细胞。 正常动物细胞的特征： ①二倍体的染色体互补表明没有明显的基因改变；
②有限的寿命反映细胞的生长调节； ③细胞无恶性，表明将该细胞注入免疫抑制动物
不能形成肿瘤； ④贴壁依赖和密度抑制表明其增殖受到控制，当
上皮细胞型，细胞呈扁平的不规则多角形，中央 有圆形核，生长时彼此紧密连接成单层细胞群。 起源于外胚胎和内胚层组织的细胞，如皮肤表皮 及其衍生物、肠管上皮、肝、胰和肺泡上皮细胞 培养时呈上皮细胞型。
二 细胞培养物
1 原代培养物 原代培养物中含有各种不同分化的细胞类型，它
们的生长速率各不相同，成纤维细胞最易生长， 会在此后的传代培养中占优势。皮肤、鸡胚、淋 巴、鼠脑等是常用的原代培养物，用于研究、治 疗和生产疫苗等。
细胞在介质表面生长至汇合单层时增殖就停止。 正常细胞系由于安全而被用于人用疫苗的生产。
3 转化细胞 正常细胞在培养中可能获得无限的增殖能力，
成为连续细胞系。转化伴随着染色体模式的改 变，二倍体变成异倍体。 转化发生的途径： ①自发转化； ②化学转化； ③病毒转化； ④致瘤因子转化。 转化细胞有无限寿命，培养中更易生长，广泛 用于生产生物制品。
第一节 细胞培养物的特性
组织培养：动物组织在体外条件下的保存或生长，此 时可能有组织分化，并保持组织的结构和功能。
器官培养：器官的胚芽、整个器官或器官的一部分在 体外条件下的保存或生长，此时可能有器官的分化， 并保持器官的三维立体结构和功能。
原代培养：首次分离组织的培养 细胞系：原代培养物经成功传代 有限细胞系：细胞系不能继续传代或传代数有限 细胞株：通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细
（二）缓冲能力
培养基要在两种条件下具缓冲能力：1 开式皿中， CO2的释放引起pH升高；2 高细胞密度下，转化 细胞系大量产生CO2和乳酸，引起pH下降。
碳酸盐缓冲系统毒性小、成本低、对培养物有营 养作用，常用，但在生理pH下的缓冲能力差。
（三）渗透压
多数培养细胞对渗透压有很宽的耐受范围。
第四章 动物细胞培养
动物细胞培养：在无菌条件下，从机体中取出组 织或细胞，或利用已经建立的动物细胞系，模拟 机体内的正常生理状态下生存的基本条件，让细 胞在培养容器中生存、生长和繁殖的方法。
动物细胞体外培养简化环境条件，排除了体内实 验受到的各种复杂因素的影响，便于应用各种物 理、化学和生物等外界因素探索和揭示细胞生命 活动的基本规律；便于应用各种技术和方法研究 和观察细胞结构与功能的变化；可以在长时间内 研究和观察细胞遗传行为的变化；可以同时提供 大量生物性质相同的细胞，特别是人的活细胞作 为研究对象，不仅成本低，而且解决了不能用人 作实验的问题。动物细胞产品的医学应用，促进 动物细胞培养技术的发展，下表列出动物细胞培 养的产品及医学应用。
胞系中获得的具有特殊性质或标志的培养物。
一 细胞的贴壁依赖性生长
贴壁依赖性细胞：需要贴附到固体介质上 才能生存和生长的细胞。可分为成纤维细 胞型、上皮样细胞型、游走细胞型、多样 性细胞型和悬浮型细胞等。
解离组织和贴壁的细胞时，用蛋白酶消化 某些胞外基质，降解穿膜蛋白的某些胞外 基团，使细胞变成游离。解离的细胞呈规 则的圆形。细胞贴壁后，逐渐变成特有的 形状。
3 影响细胞系的稳定性，培养基的理性设计是提 高细胞培养密度和产物浓度的重要途径；
4影响产品的质量，如有的细胞系会分泌蛋白酶 等到培养上清中，水解或修饰产物分子成为低活 性或无活性的形式，需在培养基中添加蛋白酶抑 制剂；
5 降低成本。
一 培养基的物理性质
（一）pH
多数细胞系在pH7.4生长很好，正常的成 纤维细胞系以pH7.4-7.7，转化细胞pH7.07.4，上皮细胞以pH5.5最合适。
游走细胞型，需要在支持物上生长，一般不连接 成片，细胞质出现伪足或突起，呈活跃的游走和 变形运动，速度快且方向不规则。
多形性细胞型，难以确定细胞的稳定形态，如神 经组织的细胞等。
悬浮型细胞（非贴壁依赖性细胞），呈圆形，不 贴附在支持物上，呈现悬浮状态生长。如血液细 胞，淋巴组织细胞及肿瘤细胞。
二 培养基的组成
（一）水
高于注射水标准
（二）低相对分子质量营养物