细胞是怎样生长的?

细胞是怎样生长的?
细胞是怎样生长的?

细胞是怎样生长的?
发表于刚刚出版的《生物学》（Journal of Biology）的一项研究,挑战近代生物学中关于细胞生长的理论.研究人员表示,哺乳细胞并不会调控它们的大小,因而驳斥了科学家从70年代以来的假说.
　　研究人员Conlon 和Raff 做了一系列的试验,使用大鼠坐骨神经的Schwann细胞进行研究,建立哺乳细胞如何控制它们的大小并且决定于何时进行分裂.这种细胞决定大小、生长和分裂的过程,已经在酵母中普遍地研究了30年.当酵母和哺乳动物的细胞生长及分裂时,知道要维护恒定的细胞大小.
　　因此研究人员长久以来假设,酵母细胞可以确保分裂及生长时达到正确大小的机制,也适用于哺乳动物的细胞,但这项假说并未进行实验测试,直到这篇研究发表.
　　使用精确地测量方式,Conlon 和Raff 发现酵母和哺乳细胞生长上的重要区别.酵母细胞成指数地增长,在固定的时期大小加倍,但哺乳细胞则是线性地生长,每天增加的大小是一致的；这意味着,哺乳细胞增长的比率是相同的,但是酵母细胞中,较大的细胞生长得会比小的更为快速.
　　培养细胞生长过程：潜伏期→指数增生期→停滞期
　　一、潜伏期(latent phase)：
　　细胞接种后,先经过一个在培养液中呈悬浮状态的悬浮期.此时,细胞质回缩,胞体呈圆球形.然后细胞贴附于载体表面,称贴壁,悬浮期结束.细胞贴壁速度与细胞种类,培养基成分,载体的理化性质等密切相关.一般情况下,原代培养细胞贴壁速度慢,可达10-24 小时或更多,而传代细胞系贴壁速度快,通常10-30 分钟即可贴壁.细胞贴壁后还需经过一个潜伏阶段,才进入生长和增殖期.原代培养细胞潜伏期,约24-96 小时或更长,连续细胞系和肿瘤细胞潜伏期短,仅需6-24 小时.
　　二、指数增生期(logarithmic growth phase)
　　这是细胞增殖最旺盛的阶段,分裂相细胞增多.指数增生期细胞分裂相数量可作为判定细胞生长是否旺盛的一个重要标志.通常以细胞分裂相指数（Mitotic index,MI）表示,即细胞群中每1000 个细胞中的分裂相数.一般细胞的分裂指数介于0.1%-0.5%,原
　　代细胞分裂指数较低,而连续细胞和肿瘤细胞分裂相指数可高达3％－5％.
　　指数增生期的细胞是细胞活力最好时期,是进行各种实验最佳时期,也是冻存细胞的最好时机.在接种细胞数量适宜情况下,指数增生期持续3－5 天后,随着细胞数量不断增多、生长空间减少,最后细胞相互接触汇合成片.正常细胞相互接触后能抑制细胞运动,这种现象称接触抑制现象(contact inhibition).而恶性肿瘤细胞无接触抑制现象,能继续移动和增殖,导致细胞向三维空间扩展,使细胞发生堆积（piled up）.细胞接触汇合成片后,虽然发生接触抑制,但只要营养充分,细胞仍能进行增殖分裂,因此细胞数仍然在增多.但是,当细胞密度进一步增大,培养液中营养成分减少,代谢产物增多时,细胞因营养枯竭和代谢产物的影响,导致细胞分裂停止,这种现象称密度抑制现象（Density Inhibition）.
　　三、停滞期(Stagnate phase)
　　细胞数量达到饱和密度后,如不及时进行传代,细胞就会停止增殖,进入停止期.此时细胞数持平,故也称平台期（Plateau phase）.停滞期细胞虽不增殖,但仍有代谢活动.如不进行分离传代,细胞会因培养液中营养耗尽、代谢产物积聚、pH 下降等因素中毒,出现形态改变,贴壁细胞会脱落,严重的会发生死亡,因此,应及时传代.
　　培养细胞基本形态特点
　　培养细胞随贴附支持物形状不同而形态各异,最常见的是贴附于平面支持物细胞.在一般光镜下生存中的细胞是均质而透明的,结构不明显.细胞在生长期常有1-2 个核仁.
　　在细胞机能状态不良时,细胞轮廓会增强,反差增大.若胞质中时而出现颗粒、脱滴和腔泡等,表明细胞代谢不良.
　　体外培养细胞根据它们在培养器皿是否能贴附于支持物上生长特征,可分为贴附型生长和悬浮型生长两大类.贴附型细胞在培养时能贴附在支持物表面生长.如羊水细胞为贴附型细胞,常表现为成纤维型细胞和上皮细胞生长.悬浮型细胞在培养基中悬浮生长.
　　（1）成纤维型细胞
　　在培养中的细胞凡形态与成纤维细胞类似时,皆可称之为成纤维细胞.本型细胞由形态与体内成纤维细胞的形态相似而得名,细胞在支持物表面呈梭形或不规则三角形生长,细胞中央有卵园形核,胞质向外伸出2-3 厘米个长短不同的突起,除真正的成纤维细胞外,凡由中胚层间质起源的组织细胞常呈本类形态生长.
　　（2）上皮型细胞
　　此类型细胞在培养器皿支持物上生长具有扁平不规则多角形特征,细胞中央有园形核,细胞紧密相连单层膜样生长.起源于内、外胚层细胞如皮肤、表皮衍生物、消化管上皮等组织细胞培养时,皆呈上皮型形态生长.
　　（3）游走型细胞
　　本型细胞在支持物上散在生长,一般不连成片.细胞质经常伸出伪足或突起,呈活跃的游走或变形运动,速度快且不规则.此型细胞不很稳定,有时亦难和其它型细胞区别.在一定的条件下,由于细胞密度增大联成片后,可呈类似多角型或成纤维细腻包形态.常见于羊水细胞培养的早期.