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細胞是如何生長的?

細胞生長也稱為細胞增殖,包括有絲分裂和無絲分裂。有絲分裂的過程是:間期(DNA分子復制,與蛋白質的合成有關);有絲分裂期:前期(染色質變成染色體,核仁解體核膜消失,紡錘體出現,染色體分散),中期(染色體的著絲粒排列在赤道板上,染色體形式的定數清晰),後期(著絲粒分裂,兩個染色單體變成兩個亞染色體,染色體平均向兩極移動),後期(染色體變成染色質,紡錘體消失,核仁核膜重新出現,細胞板變成細胞壁)。無絲分裂的過程是:核伸長→核收縮,質壁分離→兩個子細胞(即兩個細胞)。無絲分裂的特征是:無紡錘體和染色體改變。還有另壹種分裂方式——減數分裂:是壹種與性生殖細胞產生有關的細胞分裂方式。

培養細胞的生長過程:潛伏期→指數生長期→停滯期。

壹.潛伏期:

接種細胞後,它們經歷懸浮期,在此期間它們懸浮在培養基中。此時細胞質收縮,細胞體呈球形。然後細胞粘附在載體表面,這叫粘附,懸浮期結束。細胞的粘附速度與細胞類型、培養基的成分和載體的理化性質密切相關。壹般情況下,原代培養的細胞貼壁速度較慢,可達10-24小時以上,而傳代培養的細胞貼壁速度較快,壹般需要10-30分鐘。細胞貼壁後,需要經過壹個潛伏期,才能進入生長增殖期。原代培養細胞的潛伏期約為24-96小時或更長,而連續細胞系和腫瘤細胞的潛伏期較短,僅為6-24小時。

第二,指數增長階段。

這是細胞增殖最旺盛的階段,有絲分裂細胞較多。指數增殖期的有絲分裂期數目可作為判斷細胞生長是否旺盛的重要指標。通常用有絲分裂指數(MI)表示,即壹個細胞群體中每1000個細胞的有絲分裂相數。平均細胞分裂指數在0.1%-0.5%之間,與原

子代細胞的有絲分裂指數較低,而連續細胞和腫瘤細胞的有絲分裂指數可高達3%-5%。

指數增殖期的細胞是細胞活力的最佳時期,是進行各種實驗的最佳時期,也是冷凍細胞的最佳時機。當接種細胞數量合適時,指數增殖期持續3-5天,隨著細胞數量的增加和生長空間的減小,細胞最終相互接觸並融合成塊。正常細胞相互接觸後能抑制細胞運動,稱為接觸抑制。而惡性腫瘤細胞沒有接觸抑制,可以繼續移動增殖,導致細胞向三維空間擴張,細胞堆積。細胞接觸合並成塊後,雖然發生了接觸抑制,但只要營養充足,細胞仍能增殖分裂,所以細胞數量仍在增加。但當細胞密度進壹步增加,培養液中的營養物質減少,代謝產物增加時,由於營養物質耗竭和代謝產物的作用,細胞分裂停止,稱為密度抑制。

3.停滯期

細胞數量達到飽和密度後,如果不及時傳代,細胞將停止增殖,進入停止期。此時細胞數量持平,故又稱平臺期。停滯期的細胞雖然不增殖,但仍有代謝活動。如果細胞不進行分離和傳代,會受到營養耗竭、代謝物積累、pH下降等因素的毒害,導致形態改變,貼壁細胞脫落,嚴重者會出現死亡。所以要及時傳代。

培養細胞的基本形態特征

培養細胞的形狀隨附著支持物的形狀而變化,最常見的細胞附著在平面支持物上。普通光學顯微鏡下,活細胞均質透明,結構不明顯。生長期細胞常有1-2個核仁。

當細胞功能不好時,細胞輪廓會增強,對比度增加。如果細胞質中有時出現顆粒、液滴和空泡,說明細胞代謝不良。

根據體外培養的細胞能否貼附於支架上的生長特性,可分為貼附生長和懸浮生長兩大類。貼壁細胞可粘附於支持物表面並在培養中生長。比如羊水細胞是貼壁細胞,往往表現為成纖維細胞和上皮細胞的生長。懸浮細胞在培養基中懸浮生長。

(1)成纖維細胞

當細胞形態與成纖維細胞相似時,培養的細胞可稱為成纖維細胞。這類細胞因其形態與體內成纖維細胞相似而得名。細胞在支持物表面以梭形或不規則三角形生長。細胞中央有壹橢圓形細胞核,細胞質伸出2-3厘米,長短不壹。除了真正的成纖維細胞外,所有來源於中胚層基質的組織細胞都經常以這種形狀生長。

(2)上皮細胞

這類細胞在培養容器支架上的生長具有扁平、不規則多邊形的特點,細胞中央有壹圓形細胞核,細胞之間緊密相連,像單個膜壹樣生長。來源於內胚層和外胚層的細胞,如皮膚、表皮衍生物和消化道上皮,在培養時都以上皮形式生長。

(3)遊走細胞

這種類型的細胞分散在支持物上生長,並且通常不連接成塊。細胞質常伸出偽足或突起,呈主動遊走或變形運動,速度快且不規則。這類細胞不是很穩定,有時很難和其他類型的細胞區分開來。在壹定條件下,由於細胞密度的增加,它可以類似於多邊形或原纖化成精細的包裹。常見於羊水細胞培養早期。