Cultura pictată celulelor epiteliale. În fotografie cheratina (roșu) și ADN-ul (verde)
Cultura celulară este procesul prin care celulele individuale in vitro (sau celulă unică) procariote și eucariote cultivate în mod artificial în condiții controlate. În practică, termenul „cultură celulară“ se referă în general la cultivarea celulelor care aparțin aceluiași țesut derivat din eucariotelor multicelulare, majoritatea animalelor. Evoluția istorică a tehnologiei și a metodelor de culturi de celule în creștere sunt indisolubil legate de cultivarea culturilor de țesuturi și organe întregi.
Principiile de bază ale culturii
Izolarea de celule
Pentru cultivarea celulelor vii în afara organismului pot fi preparate în mai multe moduri. Celulele pot fi izolate din sânge, ci să crească în cultură poate doar leucocite. Celulele mononucleare pot fi izolate din țesuturi moi de enzime cum ar fi colagenaza, tripsina, pronazei, matricea extracelulara distruge [3]. In plus, mediul nutritiv poate fi plasat bucăți de țesut. Celulele prelevate direct dintr-un obiect, numit primar [4]. Cele mai multe celule primare, cu excepția tumorii, au o durată de viață utilă limitată. După un anumit număr de diviziuni celulare sunt supuse procesului de îmbătrânire și de a opri divizarea, dar nu pierd viabilitatea. Există linii de celule „nemuritoare“, capabile de multiplicare pe termen nelimitat. Această capacitate este rezultatul mutațiilor aleatorii. dobândite sau în mod artificial, prin suprimarea gena telomerazei [5].
celulele în creștere
Celulele au fost crescute în medii de cultură speciale, la o temperatură constantă și într-un mediu gazos special în incubator de cultură celulară [6] [7]. Medii de cultură pentru diferite culturi de celule diferă în compoziție, pH, concentrația de glucoză, factori de creștere și compoziția etc. [8]. Factorii de creștere utilizați în mediu nutritiv, cel mai adesea obținute din sânge. Unul dintre factorii de risc din aceasta este posibilitatea infectării cu viruși sau prioni celule de cultură. Prin cultivarea una dintre cele mai importante sarcini este de a elimina sau a reduce la minimum utilizarea ingredientelor contaminate. Cu toate acestea, în practică, acest lucru nu se realizează întotdeauna. Celulele pot fi cultivate în suspensie. sau în stare de adeziv. Unele celule (cum ar fi celule roșii din sânge), in vivo, există într-o stare suspendată. Există, de asemenea, linii de celule modificate în mod artificial în așa fel încât să nu poată fi atașate la suprafață, se face în scopul de a crește densitatea celulelor în cultură. Pentru cultivarea celulelor aderente necesită o suprafață, de exemplu, cultura de țesut, sau acoperite cu material plastic cu elemente ale matricei extracelulare pentru a îmbunătăți proprietățile de cuplare și pentru a stimula creșterea și diferențierea. Cele mai multe celule ale adhesively tesuturilor moi si tare. tip organotypic culturii celulare iese din tipul de adeziv de cultură, care este un mediu tridimensional, spre deosebire de sticlă de laborator obișnuit. Acest sistem de cultură este cel mai fizic și biochimic similar cu țesuturile vii, dar are unele dificultăți tehnice în service (de exemplu, care are nevoie de difuzie).
Contaminarea încrucișată a liniilor celulare
Atunci când se lucrează cu culturi de celule, oamenii de știință se pot confrunta cu problema contaminării încrucișate. Judecând după rezultatele cercetării, se poate presupune că 15-20% din celulele utilizate în experimentele au fost stricate sau au fost contaminate cu alte celule linii celulare [9].
Caracteristici cultivarea celulei
Atunci când creșterea celulelor, datorită diviziunii constante poate fi o overabundance lor în cultură. Ca urmare, este posibil să apară următoarele probleme:
- Acumularea în mediul de deșeuri, inclusiv toxice.
- Acumularea de celule moarte în cultură, funcțiile vitale au încetat.
- Acumularea unui număr mare de celule care au o influență negativă asupra ciclului celular, creșterea și diviziunea a încetinit, iar celulele încep să crească vechi și să moară (inhibarea de contact a creșterii).
- Din același motiv, poate incepe diferentierea celulelor.
Pentru a menține funcționarea normală a culturilor celulare precum și pentru a preveni fenomene negative înlocuirea periodică a mediului de cultură, și passazhirovanie transfecție celulele. Pentru a evita contaminarea culturilor de bacterii, drojdii sau alte linii celulare, toate manipulările sunt de obicei efectuate în condiții aseptice într-o cutie sterilă. antibiotice pentru a suprima microflorei în mediu nutritiv poate fi adăugat (penicilina. Streptomicina) și antifungicele (amfotericină B).
Unul dintre produsele de metabolism in celulele sunt acidul, prin care pH-ul mediului scade treptat. Pentru a controla aciditatea mediile nutritive, acestea adaugă indicatori de pH. Dacă o cultură de celule aderente, mediul de cultură poate fi complet înlocuit.
celule Passazhirovanie
Passazhirovanie (diviziune) a celulelor - o selecție a unui număr mic de celule sa creasca in alt recipient. Celulele de cultură pot fi folosite pentru mult timp, dacă transportați în mod regulat selecția materialului celular care ajuta la prevenirea imbatranirii premature a culturii din cauza densității de celule a crescut de decontare. Cultura suspensive pasate mai ușor, deoarece este suficient doar pentru a selecta numărul necesar de celule, le-a pus în alte recipiente, și se adaugă mediu proaspăt. Aceleași celule adezive înainte de a fi divizat. Cel mai des utilizate în acest scop un amestec de tripsină și EDTA sau alt amestec de enzime. Un număr mic de celule discrete pot fi utilizate pentru a popula o nouă cultură.
Transfecția și transductie
Celulele cresc la ADN-ul lor străin poate fi introdusă prin transfectare (o metodă non-virală). Adesea, această tehnologie este folosită pentru expresia controlată a genelor. Relativ recent, în aceste scopuri a fost pus în aplicare cu succes transfecția ARNi.
ADN-ul poate fi de asemenea introduse în genomul celulei printr-un virus sau bacteriofag. Ei, fiind paraziți intracelulari, este cel mai potrivit pentru acest scop, deoarece introducerea materialului genetic într-o celulă gazdă este o parte normala a ciclului lor de viață. [10] Această metodă se numește transductie.
O linie de celule umane
Una dintre cele mai vechi culturi de celule umane, obținute din Henrietta Lacks, care a murit de cancer de col uterin. nucleu de cultura de celule vopsite albastru.
Cultivarea celulelor umane este oarecum contrar normelor de bioetică. izolate și crescute ca celule pot supraviețui corpului părinte, și apoi utilizate pentru experimente sau pentru a dezvolta noi tratamente și să obțină un profit. Prima hotărâre în acest domeniu a fost făcută de către Curtea Supremă a statului California, în cazul „Dzhon Mur vs reprezentanții UCLA“, potrivit căreia pacienții nu au nici un drept de proprietate în liniile celulare derivate din organe îndepărtate cu acordul lor. [11]
Celula linie „hibridoma“
O linie de celule hibridoma a fost derivată din fuziunea celulelor normale „nemuritoare“. Folosit pentru producerea de anticorpi monoclonali. Celulele albe din sânge izolate din splină sau sânge de la animale imunizate, încrucișați cu linie de celule de mielom „nemuritoare“. Deoarece celulele canceroase mielom „nemuritoare“, care este capabil să împartă o cantitate mare de timp, după trecere și selectarea hibridoma corespunzătoare. producerea de anticorpi monoclonali împotriva antigenului. Acesta poate fi menținut pentru o lungă perioadă de timp.
Utilizarea culturilor celulare
Cultura în masă a celulelor este baza pentru producția industrială de vaccinuri virale, și diverse produse biotehnologice.
produse de biotehnologie
Metoda industrială a culturii celulare preparate produse, cum ar fi enzimele. hormoni sintetici. anticorp monoclonal. interleukine. limfokine, medicamente anticancer. Desi multe proteine mai simple pot fi produse relativ ușor folosind ADNr în culturi de bacterii, proteine mai complexe, cum ar fi glicoproteine, în prezent, pot fi obținute numai din celule animale. O astfel de proteină este cel mai important hormon eritropoietină. Costul de creștere culturi de celule de mamifer este destul de mare, astfel încât acum efectuat cercetări privind posibilitatea producerii proteinelor complexe in culturi de celule de insecte sau plante superioare.
cultura de țesuturi
Cultura celulară este o parte integrantă a tehnicilor de cultură de țesut și ingineria țesuturilor, deoarece determină elementele de bază ale celulelor în creștere și să le mențină într-o stare viabilă ex vivo.
Prin utilizarea tehnicilor de cultivare de celule în prezent vaccinurile polio disponibile. rujeolă. oreion. rubeola. varicela. Din cauza amenințării unei pandemii de gripa. cauzate, în momentul în care guvernul Statelor Unite ale Americii finanțează cercetarea privind producția de vaccinuri, folosind culturi de celule.
Cultura de celule non-mamifere
Cultura celulelor vegetale
Cultura celulelor vegetale sunt în general crescute în suspensie într-un mediu, cultură calus lichid sau pe o bază solidă de nutrienți. Cultivarea celulelor nediferențiate și calus necesită respectarea anumit echilibru al auxinei și plante cytokinin hormoni de creștere.
Bacteriene, cultură de drojdie
Pentru cultivarea unui număr mic de celule de bacterii si celule de drojdie sunt placate pe un mediu de cultură solid pe bază de gelatină sau agar-agar. Pentru producția de masă este utilizată în cultivarea de lichide (bulion).
cultură virală
viruși de cultură sunt crescute în culturi de celule de mamifere. plante. fungi sau bacterii. în funcție de gazda naturală a unui anumit tip de viruși. Dar, în anumite condiții, pot fi crescute în celulele de tip diferit.
În acest caz, cultura celulară însăși servește ca mediu pentru creșterea și replicarea virusului.
Tipuri de linii celulare
Listă de linii celulare
Vezi ce „cultură celulară“ în alte dicționare:
Cultura de celule - Embriologie de animale cm de cultură de țesut ... General Embriologie: Glosar.
cultura de tesut - EMBRIOLOGIE TISSUE ANIMAL CULTURA, CELL CULTURE - cultivarea animalelor Procedura în mediu special după scoaterea lor din organism. Este folosit în știința modernă ca o modalitate de studiere a proceselor biologice de bază: creșterea celulară, lor ... General Embriologie: Glosar
Linia de celule la tulpina - o linie de celule, la tulpina * kletachnaya lіnіya la tulpini * linie de celule sau c ... tulpina 1. Celulele derivate din explantele primare multicelulare, sunt cultivate in vitro prin pasaje) (pasaje, menținerea lor într-o stare de reproducere ... Genetics. Dicționar Collegiate
Cultura de celule - Vopsite cultura celulelor epiteliale. Foto keratina (roșu) și ADN-ul cultivarea celulelor (verde) este un proces prin care celulele individuale in vitro (sau doar rola standuri ... Wikipedia
cultura de tesut - (explantation), conservarea pe termen lung și cultivarea în medii de cultură speciale de celule, țesuturi, organe mici, sau părți ale acestora, izolate de organismul uman, animalele sau plantele. Este folosit în biologie la studiul tesuturilor, ontogenezei; ... Collegiate Dicționar
cultura de celule și țesuturi - metodă de conservare celulelor într-un stat viabil, părți de țesuturi, organe sau părți ale acestora în afara corpului. La etajul 2. 19. dezvoltarea de microbiologie, în special de sănătate (nevoie pentru izolarea si studiul de microbi care produc infectioase ... ... biologice Dicționarul Enciclopedic
Cultura Tissue - Cultura Metoda tќaney de înmulțire vegetativă a plantelor. Pe un mediu nutritiv este plasat un pic de celule de țesut de educație. Celulele încep să se împartă, și în curând plantei tinere pot fi plantate în sol. În esență, această clonare. ... ... Wikipedia
- Hidrogelul masca Hyalual. Peptid hidrogel se confruntă cu masca Hyalual® WOW masca cu complexe RMCP pentru uz profesional. Hyalual® WOW Masca -are toate proprietățile ... Citește mai mult Vand pentru 4950 de ruble
- Hidrogelul masca Hyalual. Peptid hidrogel se confruntă cu masca Hyalual® WOW masca cu complexe RMCP pentru uz profesional. Hyalual® WOW Masca -are toate proprietatile pentru ... Read More Cumpără pentru 995 de ruble