Клітинна культура - це

Пофарбована культура клітин епітелію. На фото кератин (червоний) і ДНК (зелена)

Культивування клітин представляє собою процес, за допомогою якого in vitro окремі клітини (або єдина клітина) прокаріотів і еукаріот штучно вирощуються в контрольованих умовах. На практиці термін «культура клітин» відноситься в основному до вирощування клітин, що відносяться до однієї тканини, отриманих від багатоклітинних еукаріот, найчастіше тварин. Історичний розвиток технології і методик вирощування культур клітин нерозривно пов'язані з вирощуванням тканинних культур і цілих органів.

Основні принципи культивування

виділення клітин

Для культивування поза організмом живі клітини можуть бути отримані декількома способами. Клітини можуть бути виділені з крові, але до зростання в культурі здатні тільки лейкоцити. Моноядерних клітини можуть бути виділені з м'яких тканин за допомогою таких ферментів як коллагеназа, трипсин, проназа, що руйнують позаклітинний матрикс [3]. Крім того, в живильне середовище можна помістити шматочки тканин. Клітини, взяті безпосередньо від об'єкта, називаються первинними [4]. Більшість первинних клітин, за винятком пухлинних, мають обмежений термін використання. Після певної кількості поділів клітини піддаються процесу старіння і припиняють ділитися, але життєздатність втрачають. Існують «безсмертні» лінії клітин, здатні розмножуватися нескінченно. Ця здатність є результатом випадкової мутації. або придбана штучно, за допомогою придушення гена теломерази [5].

вирощування клітин

Клітини вирощують в спеціальних поживних середовищах, при постійній температурі і в спеціальній газовому середовищі в інкубаторі клітинних культур [6] [7]. Живильні середовища для різних культур клітин розрізняються за складом, pH, концентрації глюкози, складу чинників зростання і ін [8]. Фактори зростання, що використовуються в поживних середовищах, найчастіше отримують з крові. Одним з факторів ризику при цьому є можливість зараження культури клітин пріонами або вірусами. При культивуванні однієї з важливих завдань є виключення або зведення до мінімуму використання заражених інгредієнтів. Однак на практиці це буває досягнуто не завжди. Клітини можна вирощувати в суспензії. або в адгезивному стані. Деякі клітини (такі, як клітини крові) в природних умовах існують в підвішеному стані. Існують також лінії клітин, штучно змінених таким чином, щоб вони не могли прикріплятися до поверхні, це зроблено для того, щоб збільшити щільність клітин в культурі. Для вирощування адгезивних клітин потрібно поверхню, наприклад, культура тканини, або пластик, покритий елементами позаклітинного матриксу для поліпшення зчіпних властивостей, і для стимулювання росту і диференціювання. Більшість клітин з м'яких і твердих тканин Адгезивність. З адгезивного типу культури виділяється органотипових тип культури клітин, який являє собою тривимірну середу, на відміну від від звичайної лабораторного посуду. Цей система культивування фізично і біохімічно найбільш схожа з живими тканинами, але має деякі технічні складності в обслуговуванні (наприклад, потребує дифузії).

Перехресне забруднення клітинних ліній

При роботі з клітинними культурами вчені можуть зіткнутися з проблемою перехресного забруднення. Судячи з результатів досліджень, можна припустити, що в 15-20% випадків клітини, що використовуються в експериментах були зіпсовані, або були забруднені клітинами інших клітинних ліній [9].

Особливості вирощування клітин

При вирощуванні клітин, через постійне ділення може виникнути їх надлишок в культурі. В результаті чого можуть виникнути такі проблеми:

• Накопичення в живильному середовищі продуктів виділення, в тому числі токсичних.
• Накопичення в культурі клітин, що омертвіли, які припинили життєдіяльність.
• Скупчення великої кількості клітин робить негативний вплив на клітинний цикл, зростання і ділення сповільнюються, а клітки починають старіти і відмирати (контактна інгібіція росту).
• З тієї ж причини може початися клітинне диференціювання.

Для підтримки нормального функціонування культур клітин а також для запобігання негативних явищ періодично проводять заміну живильного середовища, пассажірованіе і трансфекція клітин. Щоб уникнути забруднення культур бактеріями, дріжджами, або іншими лініями клітин, всі маніпуляції зазвичай проводять з дотриманням правил асептики в стерильному боксі. Для придушення мікрофлори в живильне середовище можуть бути додані антибіотики (пеніцилін. Стрептоміцин) і протигрибкові препарати (амфотерицин Б).

Одним з продуктів метаболізму в клітинах є кислоти, внаслідок чого pH середовища поступово знижується. Для контролю кислотності поживних середовищ, в них додають індикатори pH. Якщо культура клітин адгезивная, живильне середовище можна повністю замінювати.

Пассажірованіе клітин

Пассажірованіе (поділ) клітин - це відбір невеликої кількості клітин для вирощування в іншому лабораторному посуді. Культуру клітин можна використовувати значно довше, якщо регулярно здійснювати відбір клітинного матеріалу, що дозволяє запобігти передчасному старінню культури внаслідок підвищення щільності заселення клітин. Суспензівное культури пассажіровать простіше, так як для цього достатньо всього лише відібрати необхідну кількість клітин, помістити їх в інші судини, і додати свіжої живильного середовища. Адгезивні ж клітини перед цим слід розділити. Найчастіше для цієї мети використовують суміш трипсину і ЕДТУ або інші ферментні суміші. Невелика кількість роздільних клітин може бути використано для заселення нової культури.

Трансфекція і трансдукція

В клітини при їх вирощуванні можна впроваджувати чужорідну ДНК шляхом трансфекції (невірусні метод). Часто дану технологію застосовують для керованої експресії генів. Порівняно недавно для цих цілей була успішно реалізована трансфекція іРНК.

ДНК також може бути впроваджена в геном клітини за допомогою вірусів або бактеріофагів. Вони, будучи внутрішньоклітинними паразитами, як не можна краще підходять для цих цілей, так як впровадження генетичного матеріалу в клітину-господаря є звичайною частиною їхнього життєвого циклу [10]. Цей метод називається трансдукция.

Лінії клітин людини

Одна з найбільш ранніх культур клітин людини, отримана від Генрієтти Лакс, яка померла від раку шийки матки. Культура клітин ядра пофарбовані в синій колір.

Культивування людських клітин дещо суперечить правилам біоетики. оскільки ізольовано вирощувані клітини можуть пережити батьківський організм, а потім використовуватися для проведення експериментів або для розробки нових методів лікування і вилучення з цього прибутку. Перше судове рішення в даній області було винесено у Верховному суді штату Каліфорнія у справі «Джон Мур проти представників Каліфорнійського університету», згідно з яким пацієнти не мають ніяких прав власності на лінії клітин, отриманих з органів, видалених з їх згоди [11].

Лінія клітин «Гібридома»

Лінія клітин Гібридома була отримана в результаті злиття нормальних клітин з «безсмертними». Використовується для отримання моноклональних антитіл. Лейкоцити, виділені з селезінки або крові імунізованих тварин, схрещуються з «безсмертної» лінією клітин мієломи. Оскільки ракові клітини мієломи «безсмертні», тобто здатні ділитися велику кількість разів, після схрещування і відповідної селекції Гібридома. виробляє моноклональні антитіла проти антигену. може підтримуватися довгий час.

Використання клітинних культур

Масове культивування клітин є основою для промислового виробництва вірусних вакцин і різноманітних продуктів біотехнології.

продукти біотехнології

Промисловим методом з культур клітин отримують такі продукти, як ферменти. синтетичні гормони. моноклональні антитіла. інтерлейкіни. лімфокіни, протипухлинні препарати. Хоча багато простих білки відносно просто можуть бути отримані з використанням РДНК в бактеріальних культурах, більш складні білки, такі як глікопротеїни, в даний час можуть бути отримані тільки з тварин клітин. Одним з таких найважливіших білків є гормон еритропоетин. Вартість вирощування культур клітин ссавців є досить високою, тому в даний час проводяться дослідження по можливості виробництва складних білків в культурах клітин комах або вищих рослин.

тканинні культури

Культивування клітин є невід'ємною частиною технології культивування тканин і тканинної інженерії, оскільки саме воно визначає основи вирощування клітин і підтримки їх в життєздатному стані ex vivo.

Із застосуванням методики культивування клітин в даний час випускаються вакцини проти поліомієліту. кору. епідемічного паротиту. краснухи. вітрянки. Внаслідок загрози пандемії грипу. викликається, зараз уряд Сполучених Штатів фінансує дослідження по отриманню вакцини проти з використанням клітинних культур.

Культури клітин НЕ ссавців

Культури клітин рослин

Культури клітин рослин як правило вирощуються у вигляді суспензії в рідкому поживному середовищі, або калусних культури на твердому живильному основі. Культивування недиференційованих клітин і каллуса вимагає дотримання певного балансу гормонів росту рослин ауксинов і цитокінінів.

Бактеріальні, дріжджові культури

Для культивування невеликої кількості клітин бактерій і дріжджів клітини висівають на тверду живильне середовище на основі желатину або агар-агар. Для масового виробництва застосовують вирощування в рідкому живильному середовищі (бульйонах).

вірусні культури

Культури вірусів вирощують на культурах клітин ссавців. рослин. грибів або бактерій. в залежності від природного господаря конкретного типу вірусів. Але при деяких умовах можуть бути вирощені і в клітинах іншого типу.

В цьому випадку культура клітин сама служить середовищем для зростання і реплікації вірусу.

Види клітинних ліній

Перелік клітинних ліній

Дивитися що таке "Клітинна культура" в інших словниках:

клітинна культура - ЕМБРІОЛОГІЯ ТВАРИН см. культура тканин ... Загальна ембріологія: Термінологічний словник

культура тканин - ЕМБРІОЛОГІЯ ТВАРИН КУЛЬТУРА ТКАНЕЙ, КЛІТИННА КУЛЬТУРА - методика вирощування тварин в спеціальному середовищі після вилучення їх з організму. Використовується в сучасній науці як спосіб вивчення основних біологічних процесів: зростання клітин, їх ... Загальна ембріологія: Термінологічний словник

Клітинна лінія до штам - клітинна лінія, к. Штам * клетачная лінія, к. Штам * cell line or c. strain 1. Клітини, отримані від багатоклітинного первинного експлантати, які культивують in vitro шляхом пассірованія (пересівань), підтримуючи їх у розмножуватися стані ... Генетика. енциклопедичний словник

Культура клітин - Пофарбована культура клітин епітелію. На фото кератин (червоний) і ДНК (зелена) Культивування клітин представляє собою процес, за допомогою якого in vitro окремі клітини (або єдина кліть ... Вікіпедія

культура тканини - (експлантація), тривале збереження і вирощування в спеціальних поживних середовищах клітин, тканин, невеликих органів або їх частин, виділених з організму людини, тварин або рослин. Застосовується в біології для вивчення тканин, онтогенезу; ... Енциклопедичний словник

культура клітин і тканин - метод збереження в життєздатному стані клітин, ділянок тканин, органів або їх частин поза організмом. У 2 й пол. 19 в. розвиток мікробіології, перш за все медичної (необхідність виділення і вивчення мікробів, що викликають інфекційні ... ... Біологічний енциклопедичний словник

Культура тканин - Культура тќаней спосіб вегетативного розмноження рослин. На живильне середовище поміщається трохи клітин освітньої тканини. Клітини починають ділитися, і незабаром молода рослина можна висаджувати в грунт. По суті справи це клонування. ... ... Вікіпедія

• Гідрогелева маска Hyalual. Гідрогелева пептидная маска для обличчя Hyalual® WOW Mask з RMCP комплексом для професійного використання. Hyalual® WOW Mask -Володіє всі властивості ... Детальніше Купити за 4950 руб
• Гідрогелева маска Hyalual. Гідрогелева пептидная маска для обличчя Hyalual® WOW Mask з RMCP комплексом для професійного використання. Hyalual® WOW Mask -Володіє усіма властивостями для ... Детальніше Купити за 995 руб