細胞克隆實驗精講，一文解決科研汪的焦慮

細胞克隆實驗

當單個細胞在體外增殖6代以上，其後代所組成的細胞群體，成為集落或克隆。每個克隆含有50以上的細胞，大小在0.3-1.0mm之間。集落形成率表示細胞的獨立生存能力。克隆形成率反映細胞兩個重要性狀：細胞群體依賴性、增殖能力。由於細胞生物學性狀不同，細胞克隆形成率差別也很大：

a）.初代培養細胞克隆形成率弱，傳代細胞系強；

b）.二倍體細胞克隆形成率弱，轉化細胞系強；

c）.正常細胞克隆形成率弱，腫瘤細胞強。

實驗方法

1.平板集落形成實驗：本法適用於貼壁生長的細胞和正常培養的細胞。

註：適宜底物為玻璃的、塑料瓶皿。試驗成功的關鍵是細胞懸液的製備和接種密度。細胞一定要分散得好，不能有細胞團，接種密度不能過大。

2.軟瓊脂集落形成實驗：本法適用於非錨著依賴性生長的細胞，如骨髓造血幹細胞、腫瘤細胞株、轉化細胞系。

註：正常細胞在懸浮狀態下不能增殖，不適用於軟瓊脂克隆形成試驗。

實驗步驟

一、平板克隆形成實驗基本步驟：

1.取對數生長期的各組細胞，分別用0.25%胰蛋白酶消化並吹打成單個細胞，並把細胞懸浮在10%胎牛血清的DMEM培養液中備用。

2.將細胞懸液作梯度倍數稀釋，每組細胞分別以每皿50、100、200個細胞的梯度密度分別接種含10mL 37℃預溫培養液的皿中，並輕輕轉動，使細胞分散均勻。置37℃ 5% CO2及飽和濕度的細胞培養箱中培養2～3周。

3.經常觀察，當培養皿中出現肉眼可見的克隆時，終止培養。棄去上清液，用PBS小心浸洗2次。加4%多聚甲醛固定細胞5mL固定15分鐘。然後去固定液，加適量GIMSA應用染色液染10～30分鐘，然後用流水緩慢洗去染色液，空氣乾燥。

4.將平皿倒置併疊加一張帶網格的透明膠片，用肉眼直接計數克隆，或在顯微鏡（低倍鏡）計數大於10個細胞的克隆數。最後計算克隆形成率。

克隆形成率 =（克隆數/接種細胞數）×100%

二、軟瓊脂培養克隆形成試驗基本步驟：

1.取對數生長期細胞，用0.25%胰蛋白酶消化並輕輕吹打，使之成為單細胞，作活細胞計數，用含20%胎牛血清的DMEM培養液調整細胞密度至1×106細胞/L。然後根據實驗要求作梯度倍數稀釋。

2.用蒸餾水分別製備出1.2%和0.7%兩個濃度的低溶點瓊脂糖液，高壓滅菌後，維持在40℃中不會凝固。

3.按1:1比例使1.2%的瓊脂糖和2×DMEM培養基(含有2×抗生素和20%的小牛血清)混合後，取3mL混合液注入直徑6cm平皿中(10cm平皿加7～10mL)，冷卻凝固，可作底層瓊脂置CO2溫箱中備用。

4.按1:1比例讓0.7%的瓊脂糖和2×DMEM培養基在無菌試管中相混以後，再向管中加入0.2mL的細胞懸液，充分混勻，注入鋪有1.2%瓊脂糖底層平皿中，逐形成雙瓊脂層。待上層瓊脂凝固後，置入37℃ 5%CO2溫箱中培養10～14天。

5.把平皿放置在倒置顯微鏡下，觀察細胞克隆數。計算形成率。 軟瓊脂培養法常用檢測腫瘤細胞和轉化細胞系。試驗中瓊脂與細胞相混時，瓊脂溫度不宜超過40℃。接種細胞的密度每平方厘米不超過35個，一般6cm的平皿接種1000個細胞。

注意事項

1.接種時細胞密度適度，不可過高。

2.軟瓊脂與細胞混合時溫度不能超過40℃，否則將會燙傷/死細胞；

3.瓊脂對熱和酸不穩定，若反覆加熱，容易降解而產生毒性，且硬度下降。因此高壓滅菌後應進行分裝；

4.細胞在進行克隆形成實驗時要求有95%以上的分散度，否則結果的準確度會受到很大影響；

5.細胞在低密度、非貼壁狀態條件下培養，生存率明顯下降，永生細胞系/株克隆形成率可達到10%以上，但初代培養細胞和有限傳代細胞系克隆形成率僅為0.5%-5%，甚至無法形成單個克隆。因此，為了提高克隆形成率，有時需要在培養基中添加胰島素、地塞米松等促克隆形成物質。

6.細胞接種存活率只表示接種細胞後貼壁的細胞數，但貼壁後的細胞不一定每個都能增殖和形成克隆。做克隆形成率測定時，接種細胞一定要分散成單細胞懸液，直接接種在碟皿中，持續一周，隨時檢查，到細胞形成克隆時終止培養。