科普需知:体外培养细胞的生长类型

摘要

细胞培养是指细胞在体外条件下的生长,可便捷观察活细胞的形态结构和生命活动。用于细胞学、遗传学、免疫学、实验医学和肿瘤学等多种学科研究,并且非常经济快捷的提供大量生物性状相似的实验对象。

体外培养细胞时,往往需要通过倒置显微镜来观察细胞的形态,从而初步的鉴定细胞种类及初步判断细胞生长的状况。虽然每种细胞都有其独特的形态,也有相似的规律可循。

 

如体外培养的细胞,按照其生长方式大体可分为黏附型悬浮型两大类。

 

一、黏附型细胞

黏附型细胞是必须附着在某一固相支持物表面才能生长的细胞。由于体内、外生长环境不同,故细胞在体内、外的黏附方式也存在差异。在体内,细胞的黏附是全方位的,细胞的各个部分都与周围环境相接触,因而细胞外形具有复杂的立体特征。当细胞被转移到体外环境中之后,能够提供附着面的只有培养器皿的壁,大多数情况下,细胞只有一个附着平面,因而培养细胞的外形一般与在体内时明显不同。

按照培养细胞的主要形态,可将黏附型细胞分为以下几大类型。

1、成纤维细胞型

成纤维细胞型的细胞外形与体内成纤维细胞形状相似,细胞呈梭形、长条形、多角形或不规则形,后两种情况下常具宽扁胞质突起(片状伪足);胞质近中央处有椭圆形胞核,胞体一般铺展很开。多数情况下,细胞之间排列疏松,有较大细胞间隙。有时也见相互平行排列,成群细胞呈现放射状、漩涡状等走行形式。如图1。

起源于中胚层的细胞在体外培养时一般表现为此型,如成纤维细胞、肌肉细胞、骨与软骨细胞以及血管内皮细胞等。

in-vitro cell

图1 黏附型生长细胞形态分类

注:①成纤维细胞型;②上皮细胞型;③游走细胞型;④多形细胞型。

 

2、上皮细胞型

上皮细胞型的细胞外形类似上皮细胞,细胞大体为扁平,形态较为规整,细胞大致呈多角形,胞体近中央处有扁圆的细胞核;细胞之间相互衔接或呈镶嵌状紧密排列;当细胞紧密排列时,细胞可为六角形或多角形,因为相互拥挤而呈现“铺路石样”,局部可构成单层的上皮样“膜片组织”。如图1。

起源于内、外胚层的细胞体外培养时可能呈现此型,如皮肤表皮及其衍生物、消化管上皮、肝胰、肺泡上皮等。

 

3、游走细胞型

体外培养中的游走型细胞具有类似巨噬细胞样的特征。细胞相互分散,一般不形成群落;细胞内易出现色暗的吞噬性颗粒,常具有胞质突起(伪足)。这类细胞在培养器皿生长的位置不固定,经常处于较活跃的变形及游走状态,因此外形不规则且不断变化。当细胞密度增大相互连接成片时,游走受限,形状上类似上皮型细胞或成纤维细胞型的细胞。如图1。

主要是具有吞噬作用的单核巨噬细胞系统的细胞,如颗粒性白细胞、淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞以及某些肿瘤细胞。

 

4、多形细胞型

多形型细胞是一些形态上不规则的细胞,不规则形态由宽扁的胞质突起所致。其细胞一般分胞体和胞突两部分。胞突为细长形,类似丝状伪足。胞体虽略呈多角形,但没有成纤维细胞型那样不规则。如图1。

体外培养中呈现多形型的细胞最常见的类型是神经元和神经胶质细胞。

 

上述四种形态学类型是黏附型培养细胞的常见形式,也是较为明显的几种形态学形式。然而许多情况下,所培养的细胞并不一定呈现典型的形态形式,而会出现一些过渡形态,甚至同一种细胞不同的培养阶段也会出现不同的培养形态。能够影响细胞形态学特征的主要因素包括血清成分、培养液中的添加成分、培养液的酸碱度、气相环境、温度等条件。

 

二、悬浮型细胞

悬浮型细胞在培养时不粘附于支持物上,而是呈悬浮生长状态,如某些癌细胞和血液白细胞。如图2。

悬浮生长的细胞胞体多为圆球形。适于大量繁殖,缺点是不方便观察。

suspension cell

图2
形态(K562人白血病细胞)

 

 

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