JMT日本干细胞中心-饲养细胞是什么？解析有培养细胞作用的饲养细胞的培养方法

日期：2021-04-07 09:53作者：admin

本文摘要

培养的细胞存储在细胞库中，并提供给需要使用它们的研究人员。
饲养细胞是与干细胞一起培养以创造适于诱导分化的环境的细胞。
饲养细胞是在培养细胞时用作准备增殖和分化所必需的环境的补充的细胞。

目录

1. iPS细胞的培养
2.培养细胞的便利性和局限性
3.使培养的细胞更接近体内的细胞
4.培养干细胞所需的饲养细胞

1.IPS细胞的培养

通过人工诱导分化为各种组织和器官的细胞，iPS细胞有望用于再生医学。诱导分化的方法因靶细胞而异，寻找“ iPS细胞应在何种条件下分化为靶细胞的培养方法”是非常重要的研究课题。

已经建立了几种诱导分化的方法，其中一种是与其他类型的细胞一起培养。这是通过在培养皿中存在iPS细胞和其他种类细胞的条件下培养iPS细胞来促进其分化的方法。

为什么与其他细胞一起培养时，分化诱导效果很好？其原因是应用了已经使用了很长时间的培养细胞的专门知识和研究知识。

2.培养细胞的便利性和局限性

当从人类或其他动物身上获得的细胞可以在实验室中，即在体外进行人工培养时，它们便被确立为培养细胞。目前，已经建立了许多细胞类型，例如健康细胞和癌细胞作为培养细胞。

这些培养的细胞存储在细胞库中，并提供给想要使用它们的研究人员。对于可以保证无限增殖的细胞（例如癌细胞），研究人员在收到细胞时对其进行培养并增加细胞数量的实验，研究人员会用液氮冷冻保存一些增殖的细胞，做为库存。

这是因为当再次需要它时，可以解冻并使用自己的冷冻库存，而不用从细胞库预定。对于不能保证无限期生长并且预期具有细胞分裂数目上限的细胞（例如癌细胞），将生长的细胞用于实验中，并在必要时从细胞库重新排序。

这些培养细胞在科学的发展中发挥了重要作用，并阐明了在伦理上不允许进行人类实验的情况下，有关疾病的细胞水平正在发生的变化。其结果就是通过使用这些培养细胞，已经开发了许多药物和治疗方法。

现在，与再生医学一样，我们现在处于可以人工使用细胞来制作构成所需的组织和器官的细胞，并进行移植的阶段。人类正在获得人工培养iPS细胞，ES细胞等以产生所需细胞的技术。

尽管培养细胞是这样方便，但它还有很大的缺点，那就是培养细胞有一部分的属性与构成身体时不同。

培养细胞分为漂浮型细胞和贴壁型细胞。贴壁型细胞附着在培养仪器和培养皿底部并增殖。漂浮型细胞和贴壁型细胞都需要在培养基中培养。当细胞在体内时，它们被细胞包围，并浸入一种侵入细胞间的称为间隙液的流体中。

周围细胞分泌的物质不断溶解在这种基质液中。细胞会根据人体和组织所处的环境改变它们分泌的物质和分泌的数量。同样，周围的细胞不一定总是相同的细胞。由于周围区域还存在不同类型的细胞，因此会分泌出各种物质。

另一方面，在人工培养细胞的环境中，周围细胞只有一种与自体相同的细胞。这是因为储存在细胞库和实验室中的细胞以确实仅存在那些细胞的状态以及容器中容纳一种细胞的状态进行存储。

在那种情况下，细胞分泌的唯一物质是一种细胞分泌的物质。另外，不能人为地再现被细胞包围并且用间隙液填充间隙的状态。培养的细胞被培养基包围，并且以它们不与如此多的细胞接触的状态进行培养。

由于这些环境差异，细胞非常容易改变其特性。因此，在最近的10到20年中，使培养的细胞的状态更接近体内环境的研究变得活跃。

3.使培养的细胞更接近体内的细胞

在粘附在培养皿底部的同时培养一些培养的细胞，而另一些则悬浮在培养基中。在这两种情况下，周围环境都与内部环境有很大不同。为了解决该问题，近来流行一种凝集多个培养细胞以形成细胞团并对其进行培养的方法。

体内大多数细胞的形状都像它们被嵌入细胞群的一部分中一样。这是一种人工繁殖细胞团的方法。实际上，已经相继报道了当通过这种方法培养时，体内细胞与培养细胞之间不同的特性和基因表达模式变得相似。

一个例子是肝细胞。肝脏是代谢药物的重要器官，而代谢药物的酶在细胞中表达。然而，当建立并培养培养的细胞系时，在培养的肝细胞中药物代谢酶的表达降低。

肝脏中药物代谢的研究是药物治疗的重要研究。但是，如果不能使用培养的细胞，则必须在动物实验中摸索它们。由于不可能使用人细胞进行实验，因此从理论上讲只有在实际进入临床试验时才可以预测当将药物施用于人时该药物将如何代谢，并且只有在进行尝试后才能知道将有很多部分。

在2015年，当使用肝癌细胞形成细胞团块并测量药物代谢酶的水平时，很明显其表达已恢复到体内接近肝癌细胞的水平。

在过去的几年中，研究已经开始通过混合其他细胞来复制体内的细胞团，以使该细胞团更接近人体。

4. 培养干细胞所需的饲养细胞

混合其他细胞以创造更接近人体的环境的方法已应用于分化iPS细胞的培养物中。通过培养iPS细胞和其他细胞的混合物，可以创建类似于体内环境的环境，并且可以平滑地诱导iPS细胞的分化。

用这些iPS细胞培养的细胞称为饲养细胞。饲养细胞不是指定义为存在的细胞的名称，而是指“与干细胞一起培养以创造适于诱导分化的环境的细胞”。换句话说，为了诱导分化而与iPS细胞和ES细胞一起培养的所有细胞被称为饲养细胞。

成纤维细胞用于这些饲养细胞，但是如果将它们原样一起培养，饲养细胞也会增殖，这可能会对iPS细胞和ES细胞的增殖产生不利影响。因此，调整饲养细胞，使其不会通过放治，药物治疗等增殖。

但是，尽管细胞不增殖，但iPS细胞和ES细胞以外的细胞仍然活着，所以分化诱导后收集并准备移植时，尽管饲养细胞有可能被污染但还是不舍得将其丢弃。

因此，理研正在开发一种化学固定饲养细胞并将其与iPS细胞和ES细胞一起培养的方法。当进行化学固定时，所有生化反应都在固定细胞中停止。由于组织在物理上是稳定的并保持其原始形状，因此在制备染色样本时使用此方法。

当进行化学固定时，细胞是“死亡的”，即饲养细胞是死亡的。由于所有维持细胞活性的生化反应都在细胞内停止，因此不能说是“活着的”。但是，理研团队发现，使用这些饲养细胞培养干细胞可以诱导分化。

通过这种方法，饲养细胞被混合入分化细胞并被移植的风险几乎为零，可以说安全性得到了提高。相信随着进一步的研究可以促进人造物质的发展，这些人造物质将替代饲养细胞本身。

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