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來源:武漢尚恩生物技術有限公司   2025年04月21日 10:17  

一、原代細胞的定義

原代細胞(primary culture cell)是指從機體的組織(如人源組織、鼠源組織和兔源組織等)經(jīng)蛋白酶或其它的方法獲得單個細胞并在體外進行模擬機體培養(yǎng)的初始細胞,稱為原代細胞。

原代細胞相比較細胞系遺傳物質未改變,更能反應機體原有的特性,用于科學研究時更具有針對性和說服力。原代細胞生長緩慢,一般認為,培養(yǎng)的原代的第1代細胞和傳代到第10代以內的細胞統(tǒng)稱為原代細胞培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細胞一般傳至10代左右就不容易傳下去了,細胞的生長會出現(xiàn)停滯,大部分細胞衰老死亡。


研究中常用的細胞系/株系是現(xiàn)成的,我們只需要進行細胞傳代和種子保存。然而,這些細胞系往往因長期體外培養(yǎng)而可能失去原有的某些生物學特性,對藥物治療的反應差距越來越大。因此,越來越多的人選擇原代細胞。在人工條件下使其原代細胞生存、生長、繁殖和傳代,進行細胞生命過程、細胞癌變、細胞工程等問題的研究。原代細胞是接近和最能反映體內生長特性的細胞,適用于藥敏試驗、細胞分化等實驗研究。


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二、原代細胞的特點


  • 離體時間短:原代細胞從活體組織中取出后立即進行培養(yǎng),因此其離體時間短。

  • 生物學特性未發(fā)生很大變化:由于離體時間短,原代細胞仍保留原有的遺傳特征和生物學特征,能夠很好地反映細胞在體內的生長狀態(tài)。

  • 生長緩慢:原代細胞生長相對緩慢,一般繁殖到10代左右就停止生長。因此,通常將第1代到第10代內的細胞統(tǒng)稱為原代細胞。

  • 應用廣泛:原代細胞廣泛應用于分子、細胞生物學和生物醫(yī)學基礎研究,如蛋白質組學、基因組學、細胞株(系)研究、DNA、RNA和遺傳學研究等。同時,它們還可應用于生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè),如藥物篩選、藥物代謝和毒理研究、癌癥藥物的研究等。


三、原代細胞和細胞系的比較

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1. 定義與來源


原代細胞:

定義:原代細胞是指直接從新鮮機體組織(如組織器官、外周血及胚胎等)中取出,經(jīng)過特定分離方法在體外培養(yǎng)而成的初始細胞。

來源:通常來源于活體組織,具有明確的組織來源和生物學特性。

細胞系:

定義:細胞系是指原代細胞培養(yǎng)物經(jīng)*次傳代成功后所繁殖的細胞群體,也指可長期連續(xù)傳代的培養(yǎng)細胞。

來源:由原代細胞經(jīng)過*次傳代培養(yǎng)后形成,可以進一步分為有限細胞系和連續(xù)細胞系。


2. 增殖能力與傳代次數(shù)

原代細胞:

增殖能力較弱,一般只能傳10代以內。

隨著傳代次數(shù)的增加,細胞可能會逐漸失去原有的特性。

細胞系:

增殖能力強,可以無限增殖(對于連續(xù)細胞系而言)。

有限細胞系通??膳囵B(yǎng)到40~50代后停止增殖并衰老;連續(xù)細胞系則具有無限增殖的能力,可以在適宜條件下持續(xù)傳代。


3. 生物學特性與遺傳物質

原代細胞:

保留了從其來源組織或器官中獲取的特異性和生物學真實性。

遺傳物質未發(fā)生改變,能夠很好地反映細胞在體內的生長狀態(tài)。

細胞系:

由于長期體外培養(yǎng),可能會逐漸失去某些生物學特性。

遺傳物質可能發(fā)生改變,特別是連續(xù)細胞系,其遺傳物質通常已經(jīng)發(fā)生了顯著變化。


4. 培養(yǎng)條件與應用領域

原代細胞:

培養(yǎng)較為困難,需要特定的培養(yǎng)基和條件。

適用于細胞模型的建立、藥物測試、細胞分化和轉化等研究。

細胞系:

培養(yǎng)相對容易,種類多,產(chǎn)量可觀。

常用于大規(guī)模實驗和藥物篩選,特別是連續(xù)細胞系在生物制藥和疫苗研發(fā)中發(fā)揮著重要作用。



四、原代細胞的分類

根據(jù)細胞來源和特性的不同,原代細胞可以分為多個類別。以下是一些常見的原代細胞分類:

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  • 上皮細胞:覆蓋人體表面和外界開口管腔直接接觸外入物質的表面細胞,具有分泌和吸收等功能。原代上皮細胞可以從上皮組織中分離并培養(yǎng),用于研究上皮細胞的生理和病理過程。

  • 內皮細胞:主要位于血管、淋巴管的內膜,是形成無外界開口且不直接接觸外入物質的管腔內壁細胞。它們沿著整個循環(huán)系統(tǒng)分布。原代內皮細胞可以從血管等組織中分離并培養(yǎng),用于研究內皮細胞的生理和病理過程。

  • 肌細胞:肌細胞具有維持肌肉細胞內的穩(wěn)定性、收縮肌肉等作用,依據(jù)肌細胞的形態(tài)結構、功能和分布,肌肉組織分三種類:橫紋肌、平滑肌、心肌。?

    橫紋肌細胞也稱骨骼肌細胞,肌細胞呈纖維狀,不分支,有明顯橫紋,核很多,且都位于細胞膜下方;平滑肌細胞中的細肌絲有同骨骼肌類似的分子結構,但不含肌鈣蛋白;心肌細胞的結構特征與骨骼肌的結構基本相似,也有橫紋。

  • 成纖維細胞:廣泛存在于人體的各個組織中,具有合成膠原蛋白和彈性纖維的功能,對于維持組織結構和修復受損組織起著重要作用。成纖維細胞可以用于體外實驗研究,如細胞增殖和遷移等。

  • 間充質干細胞:其具有多向分化的潛能,能夠分化為多種細胞類型,如成骨細胞、軟骨細胞和脂肪細胞等。間充質干細胞在組織工程和再生醫(yī)學中具有廣泛應用前景。

  • 軟骨髓核細胞:構成軟骨組織的基本細胞,負責合成和分泌軟骨基質,維持軟骨的彈性和韌性;髓核細胞的主要作用是維持椎間盤的穩(wěn)定性,減緩震蕩沖擊,緩解壓迫,支持脊柱運動,以及促進脊柱的靈活性?。

  • 星狀細胞:可作為慢性胰腺炎新藥的細胞篩選模型,目前研究發(fā)現(xiàn):組織受損時,在各種刺激因子作用下使星狀細胞活化,導致細胞形態(tài)、功能發(fā)生變化,促使基質增生、膠原蛋白的大量生成及不規(guī)則沉積。

  • 神經(jīng)元細胞:神經(jīng)系統(tǒng)的主要功能單位,負責傳遞和處理神經(jīng)信號。原代神經(jīng)細胞可以從神經(jīng)組織中分離并培養(yǎng),用于研究神經(jīng)發(fā)育、神經(jīng)信號傳導、神經(jīng)退行性疾病等方面。

  • 膠質細胞:廣泛存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng),對神經(jīng)元起支持、營養(yǎng)、保護和調節(jié)等作用。

  • 神經(jīng)干細胞:具有分裂潛能和自更新能力的母細胞,它可以通過不對等的分裂方式產(chǎn)生神經(jīng)組織的各類細胞。

  • 淋巴細胞:免疫系統(tǒng)中的重要細胞類型,包括B細胞和T細胞。它們能夠識別和記憶病原體,并發(fā)揮免疫效應。淋巴細胞的原代細胞可以從淋巴組織或外周血中獲得,用于研究免疫細胞的功能和免疫反應機制。

  • 巨噬細胞:這是一種大型的白細胞,具有強大的吞噬能力,能夠吞噬和消化病原體、細胞碎片和其他有害物質。巨噬細胞在免疫防御和組織修復中發(fā)揮著重要作用。

  • 骨細胞:包括成骨細胞、破骨細胞、骨原細胞和骨細胞,負責合成和分泌骨基質,參與骨骼的形成和修復。

  • 其他細胞

    此外,還有卵巢顆粒細胞、睪丸間質細胞、角質形成細胞、黑色素細胞、脂肪細胞、滑膜細胞、毛囊細胞、血細胞、干細胞等多種類型的原代細胞,它們各自具有*特的生物學特性和應用價值。


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