不懂細胞質(zhì)量控制，如何真正養好細胞？

正如人有喜怒哀樂(lè )，細胞也是如此，細胞的活力和狀態(tài)是不斷變化的，而非一成不變的。在細胞體外培養的過(guò)程中，離開(kāi)機體保護的細胞是很脆弱的，在陌生的生長(cháng)環(huán)境下即便是培養條件的輕微改變，也可能對細胞產(chǎn)生無(wú)法預估的影響。在原代細胞培養過(guò)程中，即使保持培養條件全部一致，在傳代過(guò)程中，細胞的存活質(zhì)量也是逐漸下降的。

以人臍靜脈內皮細胞（HUVEC細胞）為例，HUVEC細胞是研究?jì)绕ぜ毎δ艿慕?jīng)典體外細胞模型。在心血管疾病的研究中，主要用于研究?jì)绕ぜ毎δ芨淖兓驌p傷后其衍生細胞因子對血壓的影響；在腫瘤研究中，主要用于實(shí)體瘤中血管生成的研究。然而，HUVEC在傳代培養過(guò)程中，其活力是逐漸衰退的，因此細胞傳代最多不超過(guò)10代。

傳統的細胞培養主要是通過(guò)顯微鏡下形態(tài)學(xué)變化以及傳代培養周期的變化預估細胞生長(cháng)生存狀態(tài)。這種主觀(guān)判斷既無(wú)法量化，也無(wú)法進(jìn)行統計學(xué)分析。因此，目前對細胞存活質(zhì)量的判斷并沒(méi)有準確、客觀(guān)的統一標準，并且對體外培養細胞的存活質(zhì)量控制往往被科研工作者們“忽略"，從而導致實(shí)驗結果的不穩定。

體外細胞的有效培養新概念——“細胞質(zhì)控"。通過(guò)細胞活力、細胞凋亡、細胞周期、細胞增殖及DNA損傷五方面對細胞生長(cháng)生存狀態(tài)進(jìn)行多方面的監控。

在這五個(gè)方面中，影響最大的便是細胞活力，下面咱們專(zhuān)門(mén)來(lái)談一談細胞活力如何判斷。在體外細胞培養的過(guò)程中，細胞總有一些因各種原因而死亡，總細胞中活細胞所占的百分比，即是我們常說(shuō)的細胞活力?！凹毎|(zhì)控"中最基礎的指標便是細胞活力。常見(jiàn)的流式細胞設備及部分細胞計數儀器都可以對細胞進(jìn)行絕對計數，還可以提供準確、客觀(guān)的細胞活力數據，為“細胞質(zhì)控"提供準確、客觀(guān)的統計學(xué)依據，細胞活力評估并不困難！

只要滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件就可以進(jìn)行細胞活力檢測

√-正常細胞的細胞膜是完整的。

Propidium iodide（PI碘化丙啶）是一種核酸染料，常用于細胞凋亡(apoptosis)或細胞壞死(necrosis)的檢測和流式細胞儀分析。PI不能通過(guò)正常完整的細胞膜，故細胞在處于壞死或晚期凋亡時(shí)細胞膜被破壞，這時(shí)可為PI著(zhù)紅色，可以用來(lái)分辨壞死細胞/正常細胞。

√-加入另一種可以透過(guò)細胞膜的核酸染料，就可以通過(guò)兩種染料將活細胞和死細胞區分開(kāi)。

PI經(jīng)常被用來(lái)與Calcein-AM或者FDA等熒光探針一起使用，能同時(shí)對活細胞和死細胞染色。PI-DNA復合物的激發(fā)和發(fā)射波長(cháng)分別為535 nm和615 nm。

細胞活力的技術(shù)標準界定

應用案例：納米藥物毒性測試

納米藥物的研究是近年來(lái)新藥研發(fā)的熱點(diǎn)。納米藥物載體篩選的首要標準是檢測其對細胞的毒性。而在細胞毒性測試中，首先要排除的是基底培養過(guò)程中產(chǎn)生的死細胞，即“噪音信號"。在對新型納米藥物載體SEONLA的研究中，Zaloga等人認為只有活細胞比例超過(guò)90%方可進(jìn)行細胞毒性研究，細胞質(zhì)控的重要性由此可見(jiàn)一斑。

細胞毒性的入門(mén)級指標是細胞活力。判斷一種物質(zhì)（化合物、小分子藥物或蛋白質(zhì)等）對細胞的毒性首先要觀(guān)察的是其是否或誘導細胞死亡，即細胞活力的變化。以維生素C為例，研究發(fā)現，高濃度維生素C對眼癌細胞Y79 Retinoblastoma Cells具有殺傷作用。文章中，作者以眼癌常用化療藥Melphalan作為對照，對經(jīng)過(guò)處理的細胞活性進(jìn)行檢測，發(fā)現，隨著(zhù)濃度的升高，維生素C對Y79 Retinoblastoma Cells殺傷作用逐漸增強，并且維生素C對眼癌細胞的殺傷作用優(yōu)于Melphalan。這一實(shí)驗結果為眼癌更安全、更有效的治療方案的提出提供了理論依據。

▲細胞質(zhì)控儀測得數據

除了細胞毒性研究，細胞質(zhì)控在病毒感染或者RNA轉染的研究中也是非常重要的。在這一類(lèi)研究中，轉染/感染試劑或多或少都會(huì )對細胞有一定殺傷作用。因此，在轉染之前，活細胞需要達到一定的比例才可以保證在轉染之后有足夠數量的細胞進(jìn)行后續的研究。而這一比例需要實(shí)驗條件摸索才能確定。