細胞學(xué)堂 | 一文揭秘細胞空泡之謎

更新時間：2024-07-05 | 點擊率：1703

細胞中的空泡是指在光學(xué)顯微鏡下清晰可見的一種泡狀結(jié)構(gòu)，其光學(xué)特性與細胞質(zhì)形成鮮明對比。當細胞內(nèi)部出現(xiàn)這種具有獨-特光學(xué)特征的泡狀結(jié)構(gòu)時，我們稱之為細胞空泡化現(xiàn)象。

本期細胞學(xué)堂，我們就來聊一聊細胞空泡化現(xiàn)象產(chǎn)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(nèi)的多種膜結(jié)構(gòu)細胞器，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、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(jīng)歷一系列復(fù)雜的生物化學(xué)過程，都可能導(dǎo)致細胞內(nèi)部形成空泡。

圖1. 光學(xué)顯微鏡下的細胞空泡

細胞產(chǎn)生空泡的原因及解決辦法

細胞老化

在原代細胞培養(yǎng)的過程中，由于細胞老化而出現(xiàn)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(yǎng)時間過長，會因自發(fā)老化而產(chǎn)生空泡，甚至導(dǎo)致細胞死亡。同樣的，對于細胞系來說，隨著傳代次數(shù)的不斷增加，細胞也可能因老化而產(chǎn)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(yǎng)，以減少細胞老化和空泡形成的風險；對于細胞系，應(yīng)嚴格控制傳代次數(shù)，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(chǎn)生空泡等問題。

更換培養(yǎng)基或血清或培養(yǎng)基理化性質(zhì)改變

更換細胞使用的培養(yǎng)基或血清，細胞可能會出現(xiàn)不適應(yīng)的情況，導(dǎo)致空泡的產(chǎn)生；細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基，若因配制錯誤、儲存不當、過期仍使用或是血清質(zhì)量不過關(guān)等，均可能引發(fā)培養(yǎng)基的理化性質(zhì)如pH、滲透壓等發(fā)生改變，進而影響細胞狀態(tài)，甚至導(dǎo)致細胞出現(xiàn)空泡。

-解決方法-

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

配制新鮮培養(yǎng)基，并調(diào)整到合適的pH和滲透壓，再進行細胞培養(yǎng)。推薦您使用普諾賽^®細胞培養(yǎng)基，產(chǎn)品種類齊全，擁有嚴格的質(zhì)控體系，并可根據(jù)需求提供定制化服務(wù)，幫助您有效規(guī)避因培養(yǎng)基質(zhì)量問題導(dǎo)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(guān)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(dǎo)致細胞受損，進而引發(fā)細胞空泡的產(chǎn)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(chǎn)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(dǎo)致培養(yǎng)過程中細胞代謝副產(chǎn)物的累積和營養(yǎng)物質(zhì)的耗盡，可能誘導(dǎo)細胞自噬的發(fā)生，進而細胞出現(xiàn)空泡化。

-解決方法-

定期觀察細胞生長狀態(tài)，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(yǎng)基。

細胞污染

在細胞培養(yǎng)的過程中，若出現(xiàn)細菌、支原體、黑膠蟲等污染，將會導(dǎo)致細胞狀態(tài)明顯變差，并可能引發(fā)細胞產(chǎn)生空泡等異常現(xiàn)象。

-解決方法-

細胞培養(yǎng)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(fā)生污染。及時發(fā)現(xiàn)，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(dǎo)劑等）對細胞進行誘導(dǎo)處理。這些藥物通過影響細胞的代謝過程誘導(dǎo)細胞發(fā)生特定的生物學(xué)變化，但也可能產(chǎn)生細胞毒性，進而可能導(dǎo)致細胞內(nèi)出現(xiàn)空泡甚至引發(fā)細胞死亡。

-解決方法-

在使用藥物進行細胞誘導(dǎo)處理時，可根據(jù)實驗設(shè)計需要，調(diào)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(tài)。具體而言：

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

如購買常溫發(fā)貨的細胞，因快遞運輸刺激，細胞到貨時可能出現(xiàn)空泡（見圖2）?；謴?fù)正常培養(yǎng)條件并穩(wěn)定傳代后，細胞空泡會消失（見圖3）。