細胞學堂 | 一文揭秘細胞空泡之謎

更新時間：2024-07-05 | 點擊率：4090

細胞中的空泡是指在光學顯微鏡下清晰可見的一種泡狀結構，其光學特性與細胞質形成鮮明對比。當細胞內部出現這種具有獨-特光學特征的泡狀結構時，我們稱之為細胞空泡化現象。

本期細胞學堂，我們就來聊一聊細胞空泡化現象產生原因以及如何解決。

細胞空泡的來源

細胞空泡的來源廣泛，主要源自細胞內的多種膜結構細胞器，如線粒體、內質網、溶酶體、高爾基體等。這些細胞器在特定的生理或病理條件下，可能經歷一系列復雜的生物化學過程，都可能導致細胞內部形成空泡。

圖1. 光學顯微鏡下的細胞空泡

細胞產生空泡的原因及解決辦法

細胞老化

在原代細胞培養的過程中，由于細胞老化而出現空泡的情況較為常見。原代細胞體外增殖能力有限，當細胞在體外培養時間過長，會因自發老化而產生空泡，甚至導致細胞死亡。同樣的，對于細胞系來說，隨著傳代次數的不斷增加，細胞也可能因老化而產生空泡。

-解決方法-

對于原代細胞，建議使用較低代次的細胞實驗，并盡量避免長時間的體外培養，以減少細胞老化和空泡形成的風險；對于細胞系，應嚴格控制傳代次數，避免使用高代次細胞，以防止細胞因過度傳代而老化，進而產生空泡等問題。

更換培養基或血清或培養基理化性質改變

更換細胞使用的培養基或血清，細胞可能會出現不適應的情況，導致空泡的產生；細胞培養所用的培養基，若因配制錯誤、儲存不當、過期仍使用或是血清質量不過關等，均可能引發培養基的理化性質如pH、滲透壓等發生改變，進而影響細胞狀態，甚至導致細胞出現空泡。

-解決方法-

細胞剛到貨時不建議直接更換培養基和血清，為了避免細胞不適應，可以將原瓶培養基和自配培養基過渡使用。

配制新鮮培養基，并調整到合適的pH和滲透壓，再進行細胞培養。推薦您使用普諾賽^®細胞培養基，產品種類齊全，擁有嚴格的質控體系，并可根據需求提供定制化服務，幫助您有效規避因培養基質量問題導致的細胞空泡化甚至死亡的風險。

細胞消化不當

在處理如貼壁細胞等需要消化的細胞時，解離試劑的選擇、消化時間的控制、操作力度的把握等都至關重要。解離試劑選擇不當，消化時間過長或操作力度過大等均可能導致細胞受損，進而引發細胞空泡的產生。

-解決方法-

針對不同細胞選擇合適的解離試劑、控制消化時間，在消化過程中操作輕柔，最-大程度降低消化過程對細胞的損傷。推薦您使用普諾賽^®細胞解離試劑，產品種類眾多，總有一款滿足您的細胞消化需求。

傳代或換液不及時

細胞長滿后未及時傳代或細胞長時間未換液，會導致培養過程中細胞代謝副產物的累積和營養物質的耗盡，可能誘導細胞自噬的發生，進而細胞出現空泡化。

-解決方法-

定期觀察細胞生長狀態，及時傳代和換液。通常細胞匯合度80%左右時傳代，2~3天需更換一次新鮮培養基。

細胞污染

在細胞培養的過程中，若出現細菌、支原體、黑膠蟲等污染，將會導致細胞狀態明顯變差，并可能引發細胞產生空泡等異常現象。

-解決方法-

細胞培養過程中，增強無菌操作意識，使用無菌試劑、耗材。對于支原體、黑膠蟲等不易察覺的污染，可以定期檢測或空培確定是否發生污染。及時發現，及時處理，有效防止污染范圍的擴大。

細胞藥物處理

在細胞實驗中，研究人員可能會加入特定的藥物（如氯喹、氨基糖苷類抗生素、細胞凋亡誘導劑等）對細胞進行誘導處理。這些藥物通過影響細胞的代謝過程誘導細胞發生特定的生物學變化，但也可能產生細胞毒性，進而可能導致細胞內出現空泡甚至引發細胞死亡。

-解決方法-

在使用藥物進行細胞誘導處理時，可根據實驗設計需要，調整藥物的濃度和處理時間，降低藥物對細胞的毒性作用。

細胞空泡化是否可逆

細胞空泡化是否可逆主要取決于空泡形成的原因和細胞狀態。具體而言：

如果空泡形成是由短期的培養環境變化（如溫度波動、運輸過程中的刺激等）所誘發的細胞應激反應，當不利因素消除時并恢復細胞至其適宜的生長環境后，細胞可能會恢復到正常的形態和功能。

如購買常溫發貨的細胞，因快遞運輸刺激，細胞到貨時可能出現空泡（見圖2）。恢復正常培養條件并穩定傳代后，細胞空泡會消失（見圖3）。

圖2. MC3T3-E1 Subclone 14細胞經過快遞運輸刺激收貨時細胞狀態

圖3. MC3T3-E1 Subclone 14細胞穩定傳代后

當細胞因狀態變差、培養條件改變、污染等不利因素而出現空泡化時，意味著細胞的結構和功能已經遭受了嚴重的破壞，其空泡化過程往往呈現出不可逆性，最終可能導致細胞死亡。

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