長期以來，科學家多依賴永生化的細胞系來進行各種研究，但在過去十年，隨著細胞生物學的發(fā)展，細胞培養(yǎng)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，新型的技術(shù)和培養(yǎng)試劑讓使用原代細胞作為研究對象成為可能。相比于細胞系，原代細胞更多保留了體內(nèi)原始組織的生物學特征，如生長和衰老，因此通過原代細胞可建立更好的細胞疾病模型。
原代細胞（Primary cells）是指來源活體組織，經(jīng)過特定分離方法制備而成的初始細胞。
原代細胞離體時間短且不經(jīng)過永生化過程，其生物學特性未發(fā)生很大變化，仍保持原有的遺傳特征，可更好地反映細胞在體內(nèi)的生長狀態(tài)，從而獲得與體內(nèi)生理功能更接近的數(shù)據(jù)，很適合用于藥物測試、細胞分化和轉(zhuǎn)化等實驗研究。
01 原代細胞與細胞系該如何選？
原代細胞生長緩慢，一般認為，原代細胞培養(yǎng)的第1代和傳代到第10代以內(nèi)統(tǒng)稱為原代培養(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。但是有極少數(shù)的細胞能夠度過“危機”而繼續(xù)傳下去，這些存活的細胞一般能夠傳到40-50代，這種傳代細胞叫做細胞株。當細胞傳至50代以后又會出現(xiàn)“危機”，這時有部分細胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變且?guī)в邪┳兊奶攸c，從而可能無限制地傳代下去，這種傳代細胞稱為細胞系。
細胞系因其容易培養(yǎng)、種類多、產(chǎn)量可觀的優(yōu)點一直是細胞水平研究，且價格相對低廉，但細胞系“價廉卻不一定物美”。研究發(fā)現(xiàn)，細胞系在連續(xù)培養(yǎng)的過程會不斷發(fā)生突變，長時間的多次傳代可能會導致細胞系的基因型和表型都發(fā)生變化，從而影響實驗結(jié)果。例如有研究報道，HEK293經(jīng)腺病毒轉(zhuǎn)染后得到的細胞更接近未成熟神經(jīng)元細胞；MDA-435作為乳腺癌細胞被廣泛用于各種研究，但近年來越來越多證據(jù)表明其可能為一種黑色素瘤細胞。
原代細胞則不存在這些問題，雖然原代細胞分離和培養(yǎng)的成本可能相對更高，但原代細胞作為更接近體內(nèi)環(huán)境的研究模型，可讓你的研究結(jié)論更加接近“事實”，且原代細胞的使用可減少動物實驗所需的成本開支。另外在某些人體體內(nèi)無法進行的實驗，原代細胞因其高度保持了在體內(nèi)的生物學特性，可在一定程度解決這個問題。
由于永生化的細胞系與體內(nèi)組織細胞的生物特性相差甚遠，導致許多生理和病理的過程難以重復，近年來，原代細胞正逐步成為細胞和分子生物學研究的工具，為疾病機制、藥物研發(fā)等提供了高質(zhì)量的模型。但不可能否認的是，細胞系在科研中的地位仍十分重要，例如在標準化方案的確立上細胞系是良好的工具，某些需要大量細胞的研究如全基因組遺傳篩選，由于原代細胞數(shù)量有限且對培養(yǎng)條件要求苛刻，細胞系也是。
02 原代細胞的分離與培養(yǎng)
原代細胞是出了名的難養(yǎng)，對培養(yǎng)環(huán)境和實驗操作的要求更苛刻。原代細胞在體外通常只能傳代少數(shù)幾次，某些原代細胞（如神經(jīng)元細胞）甚至無法進行傳代。對于研究人員來說，如何才能經(jīng)濟高效地培養(yǎng)好原代細胞，并圍繞這有限幾次傳代的細胞設計實驗，是更大的一個挑戰(zhàn)。
原代細胞是取材于切除的動物組織，通過酶處理，在適當?shù)臈l件下培養(yǎng)直至達到足夠的數(shù)量。分離的原代細胞有兩種類型：貼壁細胞（錨定依賴性生長）和懸浮細胞（錨定非依賴性），貼壁細胞多來自器官組織，而懸浮細胞多來自血液系統(tǒng)的細胞。
從組織制備原代細胞，即使捱過了極其嚴苛的解離步驟，不嚴謹?shù)姆蛛x操作可能會導致細胞生長緩慢、表型不一致甚至細胞污染，特別是由于組織中可能含有細菌等微生物，污染問題對于原代細胞的分離和培養(yǎng)是一個很大的隱患。而為了讓研究人員不再為這些問題頭疼，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了一些細胞公司可供應現(xiàn)成的原代細胞，并對應配有充分優(yōu)化的培養(yǎng)基和實驗方案，這使得原代細胞的培養(yǎng)和研究比以往要輕松得多。
而對于具備自主從組織中獲取原代細胞的實驗室，也建議以商業(yè)化的原代細胞作為對照，采用均一性和穩(wěn)定性更好的P2/P3代次進行實驗，并用專門的原代細胞培養(yǎng)基進行培養(yǎng)，大限度提高原代細胞的生長。
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