细胞周期同步化

2.细胞同步化 细胞同步化 在一般培养条件下， 在一般培养条件下，群体中的细胞处 于细胞周期不同的时相之中， 于细胞周期不同的时相之中，不同阶段的 细胞其形态学和生化特性均有所不同， 细胞其形态学和生化特性均有所不同，为 了研究某一时相的细胞， 了研究某一时相的细胞，常需采取一些方 法使细胞处于细胞周期的同一时相， 法使细胞处于细胞周期的同一时相，这就 是细胞同步化技术。 是细胞同步化技术。
（二）人工同步化 概念：人为地将处于不同时期的细胞分离开来， 概念：人为地将处于不同时期的细胞分离开来， 从而获得不同时期的细胞群体。 从而获得不同时期的细胞群体。 方式： 方式： 1.选择同步化： 选择同步化： 选择同步化 选择同步化是根据细胞的体积 是根据细胞的体积、 选择同步化是根据细胞的体积、黏附性等的 时相特征来对不同时相的细胞进行选择和分离， 时相特征来对不同时相的细胞进行选择和分离， 从而实现细胞的同步化。 从而实现细胞的同步化。 2.诱导同步化： 诱导同步化： 诱导同步化 诱导同步化是在培养液中添加或去除某些成 诱导同步化是在培养液中添加或去除某些成 或者改变培养温度， 分，或者改变培养温度，从而对细胞的生长进行 阻滞或回复， 阻滞或回复，将不同步生长的细胞调整为同步生 获得时相较为均一的细胞群。 长，获得时相较为均一的细胞群。
细Hale Waihona Puke 周期同步化细胞周期：• 由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程，叫 由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程， 细胞周期。分为 个期 个期： 细胞周期。分为4个期： • G1期(gap1)，指从有丝分裂完成到期 期 ，指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙 复制之前的间隙 时间。 时间。 – S期(synthesis phase)，指DNA复制的时期。 期 复制的时期。 ， 复制的时期 – G2期(gap2)，指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的 期 ， 复制完成到有丝分裂开始之前的 一段时间。 一段时间。 – M期又称 期(mitosis or division)，细胞分裂开始到结 期又称D期 ， 期又称 束。
诱导同步化：
DNA合成阻断法 选用 合成阻断法 选用DNA合成抑制剂，可逆地抑制 合成抑制剂， 合成， 合成抑制剂 可逆地抑制DNA合成，而不影响其 合成 他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在S期或 期或G 交界处。 ，／S— 他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在 期或 ／s交界处。常用 G，／ 交界处 ，／ TdR双阻断法诱导细胞同步化，在细胞处于对数生长期的培养基中加入过量的 双阻断法诱导细胞同步化， 双阻断法诱导细胞同步化 TdR，S期细胞立刻被抑制，其他细胞继续运转，最后停在 ／S交界处。移去 期细胞立刻被抑制， 交界处。 ， 期细胞立刻被抑制 其他细胞继续运转，最后停在G 交界处 TdR，洗涤细胞并加入新鲜培养液，细胞又开始分裂。当释放时间大于 时，所 ，洗涤细胞并加入新鲜培养液，细胞又开始分裂。当释放时间大于T 有细胞均脱离S期 再次加入过量TdR，细胞继续运转至 ，／ 交界处，被过量 ，／S交界处 有细胞均脱离 期，再次加入过量 ，细胞继续运转至G，／ 交界处， TdR抑制而停止。 抑制而停止。 抑制而停止 优点：同步化程度高，适用于任何培养体系，可将几乎所有的细胞同步化。 优点：同步化程度高，适用于任何培养体系，可将几乎所有的细胞同步化。 缺点：产生非均衡生长，个别细胞体积增大。 缺点：产生非均衡生长，个别细胞体积增大。
细胞同步化的应用
1.肿瘤治疗 肿瘤治疗 2.染色体带型分析 染色体带型分析
肿瘤治疗： 肿瘤治疗： 肿瘤组织中有不同生长时期的肿瘤细胞， 肿瘤组织中有不同生长时期的肿瘤细胞， 而不同时期的细胞对化疗药与放疗的敏感程 度是不一样的。因此， 度是不一样的。因此，治疗中就会使用细胞 同步化的药物，使细胞同步在某一时期， 同步化的药物，使细胞同步在某一时期，然 后使用敏感的药物治疗， 后使用敏感的药物治疗，或者同步化后进行 放疗，这样会使治疗效果达到最大化。 放疗，这样会使治疗效果达到最大化。
选择同步化：
通过培养使单层的细胞处于对数增殖期， 有丝分裂选择法 通过培养使单层的细胞处于对数增殖期， 此时的细胞分裂活跃，细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低。 此时的细胞分裂活跃，细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低。 若轻轻振荡， 期细胞则易脱离器壁 悬浮于培养液中， 期细胞则易脱离器壁， 若轻轻振荡，M期细胞则易脱离器壁，悬浮于培养液中，可收 集培养液而获得所需细胞。然后再加入新鲜培养液， 集培养液而获得所需细胞。然后再加入新鲜培养液，依法继续 收集，则可获得一定数量的M期细胞 期细胞。 收集，则可获得一定数量的 期细胞。 优点：操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害。 优点：操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害。 缺点：获得的细胞数量较少。 缺点：获得的细胞数量较少。 不同时期的细胞体积不同， 细胞沉降分离法 不同时期的细胞体积不同，而细胞在给 定离心场中沉降的速度与其半径的平方成正比， 定离心场中沉降的速度与其半径的平方成正比，因此可用离心 的方法分离。 的方法分离。 优点：可用于任何悬浮培养的细胞。 优点：可用于任何悬浮培养的细胞。 缺点：同步化程度较低。 缺点：同步化程度较低。
中期阻断法 利用破坏微管的药物将细胞 阻断在中期， 阻断在中期，常用的药物有秋水仙素和秋水 仙酰胺，后者毒性较小。 仙酰胺，后者毒性较小。 优点：无非均衡生长现象。 优点：无非均衡生长现象。 缺点： 较差。 缺点：可逆性 较差。 另外， 另外，条件依赖性突变株在细胞周期同步 化中的应用： 化中的应用：将与细胞周期调控有关的条件 依赖性突变株转移到限定条件下培养， 依赖性突变株转移到限定条件下培养，所有 细胞便被同步化在细胞周期中某一特定时期。 细胞便被同步化在细胞周期中某一特定时期。 细胞周期同步化的意义 使细胞大量的处于同一细胞时期， 使细胞大量的处于同一细胞时期，以便 获得某一时期大量的物质， 获得某一时期大量的物质，如细胞中期时的 染色体、 染色体、某一时期的某种物质
细胞同步化: 细胞同步化 （一）自然同步化 1．多核体 ． 如粘菌只进行核分裂，而不发生胞质分裂，形成多核体。 如粘菌只进行核分裂，而不发生胞质分裂，形成多核体。 数量众多的核处于同一细胞质中，进行同步化分裂， 数量众多的核处于同一细胞质中，进行同步化分裂，使细 胞核达108，体积达5~6cm。疟原虫也具有类似的情况。 胞核达 ，体积达 。疟原虫也具有类似的情况。 2．某些水生动物的受精卵 ． 如海胆卵可以同时授精，最初的3次细胞分裂是同步的 次细胞分裂是同步的， 如海胆卵可以同时授精，最初的 次细胞分裂是同步的， 再如大量海参卵受精后， 再如大量海参卵受精后，前9次细胞分裂都是同步化进行 次细胞分裂都是同步化进行 的。 3．增殖抑制解除后的同步分裂 ． 如真菌的休眠孢子移入适宜环境后，它们一起发芽， 如真菌的休眠孢子移入适宜环境后，它们一起发芽，同 步分裂。 步分裂。
染色体带型： 染色体带型： 运用显带技术可以相当准确地辨 认出每一对染色体和染色体上的片段， 认出每一对染色体和染色体上的片段，从而把染色 体的研究工作推向一个新的水平。然而， 体的研究工作推向一个新的水平。然而，早期的各 种带型研究都是建立在中期染色体基础上的， 种带型研究都是建立在中期染色体基础上的，而单 套中期染色体一般只能显示320条左右的条带，给 条左右的条带， 套中期染色体一般只能显示 条左右的条带 进一步分析染色体的细节带来一定的障碍，因此存 进一步分析染色体的细节带来一定的障碍， 在着一些局限性。 在着一些局限性。利用细胞同步化技术则可获得大 量晚前期、早中期和中期分裂相细胞， 量晚前期、早中期和中期分裂相细胞，在此基础上 可制备出早期显带核型， 可制备出早期显带核型，单套晚前期染色体的条带 数可增加到843～1256条。这种高分辨率的染色体 数可增加到 ～ 条 显带技术，能观察到更微小的染色体缺陷和正确定 显带技术， 位结构重组的断裂点。 位结构重组的断裂点。