Введение в культуры клеток

Под культурой клеток понимается удаление клеток у животного или растения и их последующий рост в благоприятной искусственной среде.  Клетки могут быть удалены из ткани непосредственно и дезагрегированы ферментативными или механическими средствами до культивирования, или же они могут быть получены из линии клеток или штамма клетки, который уже был создан.

Первичная культура

Первичная культура относится к стадии культуры после того, как клетки изолированы от ткани и пролиферированы в соответствующих условиях до тех пор, пока они не займут весь доступный субстрат (т.е. не достигнут слияния).  На этой стадии клетки должны быть субкультурированы путем переноса их в новый сосуд со свежей средой роста, чтобы обеспечить больше места для дальнейшего роста.

Клеточные линии

После первой субкультуры первичная культура становится известна как клеточная линия или субклон.  Клеточные линии, полученные от первичных культур, имеют ограниченный срок жизни, и по мере их прохождения преобладают клетки с наибольшей способностью к росту, что приводит к определенной степени генотипического и фенотипического единообразия в популяции.

Деформация клеток

Если подпопуляция клеточной линии выбрана из культуры путем клонирования или каким-либо другим способом, то эта клеточная линия становится клеточным штаммом.  Штамм часто приобретает дополнительные генетические изменения после инициации родительской линии.

Конечная или непрерывная клеточная линия

Нормальные клетки обычно делятся только ограниченное количество раз, прежде чем теряют способность к размножению, что является генетически детерминированным событием, известным как старение; эти клеточные линии известны как конечные. Однако, некоторые клеточные линии становятся бессмертными в результате процесса, называемого трансформацией, который может происходить спонтанно или может быть химически или вирусно индуцирован.  Когда конечная линия клетки претерпевает трансформацию и приобретает способность делиться бесконечно, она становится непрерывной линией.

Условия

• Субстрат или среда, снабжающая клетки необходимыми питательными веществами (аминокислотами, углеводами, витаминами, минералами).
• Факторы роста
• Гормоны
• Газы (O2, CO2)
• Регулируемая физико-химическая среда (pH, осмотическое давление, температура).

Реагенты для культивирования клеток вы можете найти в соответствующем разделе по ссылке. Большинство клеток зависят от анкоража и должны быть культивированы прикрепленными к твердому или полутвердому субстрату (адгезивная или монослойная культура), в то время как другие могут быть выращены плавающими в культуральной среде (суспензионная культура).

Криоконсервация

При наличии излишков клеток, образовавшихся в результате субкультурирования, их следует обрабатывать соответствующим защитным средством (например, ДМСО или глицерином) и хранить при температуре ниже -130C (криоконсервация) до тех пор, пока они не понадобятся.

Морфология клеток в культуре

Клетки в культуре можно разделить на три основные категории в зависимости от их формы и внешнего вида (т.е. морфологии).

• Фибробластические (или фибробластоподобные) клетки являются биполярными или многополярными, имеют удлиненные формы и растут прикрепленными к субстрату.
• Эпителиальные клетки полигональны по форме с более регулярными размерами и растут прикрепленными к подложке дискретными участками.
• Эпителиальные клетки имеют сферическую форму и, как правило, растут во взвешенном состоянии без прикрепления к поверхности.

Применение клеточной культуры

Культура клеток является одним из основных инструментов, используемых в клеточной и молекулярной биологии, обеспечивая превосходные модельные системы для изучения нормальной физиологии и биохимии клеток (например, изучение метаболизма, старение), воздействия лекарств и токсичных соединений на клетки, а также мутагенеза и канцерогенеза. Также они используются при скрининге и разработке лекарственных препаратов и крупномасштабном производстве биологических соединений (например, вакцин, терапевтических белков). Основным преимуществом использования клеточной культуры для любого из этих применений является последовательность и воспроизводимость результатов, которые могут быть получены при использовании партии клональных клеток.