為什麼在動物細胞培養中,細胞只有貼壁才能生長增殖呢?


首先,並非所有動物細胞都需要貼壁才能生長。可以懸浮生長的細胞包括部分間質幹細胞和腫瘤細胞(尤其是血液系統腫瘤)等。而上皮類的細胞通常需要貼壁培養。

1、所謂「貼壁才能生長」有一個專業名詞,叫「錨定依賴生長」(anchorage dependent growth)。許多動物細胞的體外培養,往往需要錨定在某種特殊的表面介質,包括細胞外基質提取物、多肽,及經過特殊處理的塑料、玻璃表面等,才能正常生長。否則,細胞會停止分裂,甚至死亡。

2、為什麼這些細胞依賴於錨定?有幾種假說:

a)錨定的細胞能「攤開」形成一個大的表面,並將生長因子受體集中到一起,最大程度與生長因子結合,從而維持了細胞正常的活性。懸浮的細胞並非是完美的球形,而是會形成許多絨毛狀的凸起,因此有些生長因子受體會被掩蓋在較裡層的空間,不利於和生長因子結合。尤其是上皮細胞具有極化的特點(細胞兩端的分子分布不同,有所謂的頂端和底端之分),更加需要錨定才能生長。

b)上皮類細胞的生存與增殖,依賴於junction信號,如gap junction和tight junction等(中文可以翻譯為縫隙連接和緊密連接)。而完整的junction功能結構,就包括了細胞外基質、細胞膜表面蛋白、細胞內骨架等幾個基本要素。如果沒有錨定在某個表面,這個junction信號通路就走不通,從而導致細胞周期阻滯、細胞死亡等後果。同時,相比3D懸浮生長,2D錨定生長還能顯著縮短細胞之間的距離,從而更加有利於細胞-細胞之間的junction信號傳導。

c)部分錨定依賴的細胞,其生存與增殖,還依賴於旁分泌信號。有細胞培養經驗的人就知道,對於一些非轉化的、錨定依賴生長細胞,假設細胞種植的密度太低,到最後往往就長不起來。這是因為細胞之間距離太遠,旁分泌信號很難傳遞。甚至一些已經惡性轉化的細胞,也會有類似的情況。

3、不是所有細胞都需要錨定才能生長。比如間質幹細胞是一類非極化的細胞,它們可以懸浮培養。一些iPSC(誘導多能幹細胞)和ESC(胚胎幹細胞),也可以懸浮培養。一些惡性轉化細胞,由於生長因子受體表達量升高、生長因子基因突變等原因,克服了懸浮生長時帶來的壓力,減少了對junction信號的依賴,甚至脫分化導致細胞極化減弱甚至消失,因此也可以懸浮培養。


高票說得好。

但也不是所有上皮、極性細胞都需要貼壁生長。

我以前養氣道上皮細胞,一般的培養方法是:一側與培養基接觸,一側與空氣接觸,隔個半透膜。

但我看文獻的時候發現了這個:

鼻腔上皮細胞連續單層懸浮培養纖毛形成後的正常擺動頻率[J]. 國外醫學.耳鼻咽喉科學分冊,1996,(02):99.

說明也有懸浮培養的。

很多細胞貼壁生長,是因為在人體它就是固著在細胞外基質網上的,體外培養的時候需要盡量還原它的生長環境。


你讓我們這些養懸浮細胞做白血病的人情何以堪?


好些動物細胞都能不貼壁培養生長增殖呢,例如以前在實驗室養過的Jurcat細胞系。一般用什麼方法培養,應該是以盡量接近體內的狀況為標準。

再說個別的,有些貼壁生長的細胞,用別的方法培養也是可以的,而且一些刺激還有可能導致出現比較正面的一些改變呢。例如間充質幹細胞(MSC),可以一滴一滴倒掛在培養皿蓋上,進行懸浮培養,形成 Three-dimensional (3D) spheroids of mesenchymal stromal cells (MSC) 。培養一段時間,會出現一些改變,包括一些乾性基因表達升高,細胞變小等。當然了,增殖速度是比不上貼壁時候的。


瀉藥...

抱歉可能不能幫到你,這是我完全沒有回答權利的領域呢..

我的生物學水平仍停留在高中生的樣子..

不過我猜測應該並不是所有動物細胞都需要貼壁才能夠繁殖,也或許是地心引力造成的貼壁也說不定。

以上完全是個人臆測,沒有任何研究根據..


不貼壁也能生長繁殖,只是相對於植物細胞,癌細胞,動物細胞分裂到一定數目時就會出現貼壁現象。貼滿了就停止分裂生長了


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