细胞培养(cell culture)技术是指选用各种细胞的最佳条件对活细胞进行培养和研究的技术,是广泛应用于生命科学领域的重要技术.用单层细胞培养法可以建立很多细胞系,通过单层细胞分离培养法又可建立细胞株.
细胞系(cell line)：原代培养经首次传代成功后即成细胞系,由原先存在于原代培养物中的细胞世系锁组成.
细胞株(cell strain):通过选择法或克隆形成法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特定性质或标志的细胞群.细胞株的这种特定性质或标志必须在整个培养期间始终存在.
生命科学研究中的体外培养泛指细胞培养、组织培养和器官培养.细胞培养是指用机械或化学的方法将组织分散成单个细胞而进行培养.培养方式有两种：一种是群体培养(mass culture),即将大量细胞置于培养瓶中,让其贴壁或悬浮生长,形成均匀的单细胞或单细胞悬液;另一种是克隆培养(clone culture),即将少数的细胞加入培养瓶中,贴壁后彼此间间隔距离较远,经过繁殖每一个细胞形成一个集落,称为克隆.细胞培养可建细胞系和细胞株.在培养瓶中,组织失败,只有细胞和派生细胞的关系,最后获得单层或悬浮细胞培养物.
组织培养(tissue culture)：是指把活体的组织取出分成小块,直接置于培养瓶底培养或将胶原纤维血浆支持物铺于培养瓶底来进行培养.其特点是组织不失散,细胞保持原有的组织关系.培养的结果是细胞从组织块周围长出,形成生长晕(cut growth)或形成由扁薄细胞构成的单层细胞培养物.当细胞由组织向外迁移时,组织功能逐渐消失.细胞培养与组织培养两种培养方式相互联系,区别不大.在细胞培养时,细胞分散不好,存在组织团块时也就包含了组织培养,而组织培养中也有细胞生长.
器官培养(organ culture)：是将或一部分器官取出,在体外生长、,并使其保持器官原有的结构和功能特征的培养,其特点是培养的器官在合适的条件下能生长和分化,存活数周至数年.其培养物用及显微镜观察均受限,只能用组织切片的方法观察或用透射电镜、扫描电镜观察.此种培养方法与细胞或组织培养有区别.
细胞或组织培养既是一种技术,也是一门科学.被培养的组织或细胞常好的实验对象.因此被广泛应用于医学、生物技术、基因工程等生命科学研究领域.细胞培养的优点和做很多,主要有以下几方面.
①由于其培养的对象是有生命的,所以只要培养条件控制得合适,就能长时间保持细胞的活力,并能长期地观察、、检测活细胞的形态结构和生命活动,可用于细胞学、遗传学、免疫学、肿瘤学、病毒学、实验医学等多种学科的研究.
②研究的条件可认为地空间.培养过程中可根据研究需要化学、物理、生物等因素作为条件而进行实验研究、观察;可用于药理学、毒理学等学科的研究工作.
③体外培养的细胞可采用各种技术和方法,如摄影、摄电影、闭电视、原子力显微镜、激光扫描共聚焦显微成像技术等来观察、检测和记录,直接观察活细胞的变化,分析细胞的超微结构,检测细胞内物质的合成、代谢的变化等.
④研究的范围广泛.培养的细胞来源广泛,从低等生物到哺乳动物以及人类,从胚胎到成体,从正常组织到肿瘤细胞.
⑤由于细胞培养有可能在同一时期、相同条件、相似性状的条件下提供大量的实验样本,所以相对耗资较少,因为也就成为生物制品、单克隆抗体和基因工程制品生产的重要手段.
细胞培养技术虽优点很多,用途广泛,但也有不足.如细胞或组织生长在人工培养中,与体内相比仍然存在一定的差异,培养的细胞或组织,其形态或功能会发生不同程度的改变.因此在利用培养细胞做实验对象时,不能将其与体内细胞完全一样看待,只能把它们视作一种既保持动物体内原细胞一定的性状、结构和功能又发生某些改变的特定的细胞群体.在进行研究、分析、做结论时应予注意.尤其须注意反复传代、称其培养者,可能发生染色体非二倍体改变等情况.
尽管细胞培养有这样那样的不足,但仍不失为研究活组织和活细胞的一种良好的方法.利用这一技术,可进行多方面的研究.
我国细胞培养技术自20世纪50年代起步,经20世纪80年代的发展,至目前已取得了长足的进步.已不再是个别研究室所拥有的技术,而成为生命科学研究中普遍应有的手段.细胞库的简称,细胞培养用品、培养基、血清、试剂及细胞株(系)的商品化,高技术的引进,实验室条件的改进等,极大地推动了培养技术的发展.加上各种新技术如点睛观察技术、放射性核素标记、单细胞显微注射、荧光标志、电泳、细胞融合杂交瘤、DNA转染和细胞、杂交、激光扫描共聚焦显微成像等技术的引进和使用,使实验研究从细胞水平深入到水平.
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