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细胞学堂 | 人软骨细胞传代后变形原因揭秘

来源:Pricella  浏览量:  发布时间:2022-06-08 09:15:16

软骨组织由软骨细胞、基质及纤维构成,人软骨细胞就分离自软骨组织。软骨细胞位于软骨陷窝内。

电镜下,软骨细胞有突起和皱褶,细胞质内有大量的粗面内质网和发达的高尔基复合体及少量的线粒体。在组织切片中,软骨细胞收缩为不规则形,在软骨囊和细胞之间出现较大的腔隙。

体外培养的软骨细胞,对于研究其生理功能、药物作用以及各种致病因素作用下的病理生理改变具有重要意义。


基础信息


培养基:含FBS、生长添加剂、双抗等

换液频率每2~3天换液一次

生长特性:贴壁

细胞形态梭形、多角形

传代特性可传5代左右,3代以内状态最佳

培养条件气相:空气,95%;CO2,5%


软骨细胞传代后变形,可能是大多数老师在培养过程中都会遇到的问题。不过,传代时形态发生变化,这是正常现象。下面详解该细胞形态的变化过程:


第1代的细胞形态

第1代人软骨细胞,细胞形态呈梭形、多角形(如图1)。

第1代人软骨细胞状态图

图1. 第1代人软骨细胞状态图(图片来源于客户,仅供参考)


第2代的细胞形态

传了1代后,细胞形态开始发生改变,细胞伸出丝状伪足,形态似成纤维细胞(如图2)。

第2代人软骨细胞状态图

图2. 第2代人软骨细胞状态图(图片来源于客户,仅供参考)


从第1代到第2代,细胞就发生了形态上的改变。那么,继续传代下去,细胞形态是否会继续发生改变呢?

答案是肯定的。第3代的软骨细胞形态成纤维化会更为明显,细胞形态出现长梭形,并且生长速度开始下降。4代后较为明显,到第6代细胞形态几乎全部变为长梭形,似成纤维细胞样。所以,建议最好选择2代或3代的软骨细胞进行实验




既然人软骨细胞传代时,形态会发生变化,那究竟是什么原因造成的呢?


在体外培养人软骨细胞时,软骨细胞呈贴壁生长,原代细胞大多呈椭圆形和多角形。随着传代次数增加,细胞逐渐变成长梭形,向纤维样细胞转化。同时,该细胞的功能也会发生变化:软骨标志性蛋白Ⅱ胶原合成分泌减少,而Ⅰ、Ⅲ型胶原合成分泌增多。

Ⅱ胶原的合成和分泌,是软骨细胞维持其分化表型的特征性指标,其在透明软骨中占胶原的85%~90%,提供了软骨特有的张力和硬度。

其次,软骨中的其他分子与胶原蛋白结合,会形成网状结构,使软骨具有一定的弹性,同时对于维持软骨形状,承载外来负荷起着非常重要的作用。所以,随着传代次数的增加,维持细胞形态的物质会逐渐减少,细胞的形态就会发生改变。

这种形态和功能的变化称之为反分化现象,也是单层传代细胞的普遍现象。




培养小贴士:

1. 低密度培养的软骨细胞易发生去分化现象,一般最适接种密度为2~10×104/cm2;

2. 软骨细胞代谢较为缓慢,换液频度的增加无益于细胞的增殖,反而可能破坏由细胞分泌而形成的群体化学环境。


参考文献

[1] 魏钰, 魏民. 人骨关节炎软骨细胞的体外分离与培养[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(25):6.

[2] 张艳, 曹谊林. 人软骨细胞的体外培养[J]. 组织工程与重建外科杂志, 2005(5):4.

[3] 王勇平, 蒋垚. 软骨细胞体外培养及鉴定[J]. 生物骨科材料与临床研究, 2012, 9(4):3.

[4] 唐新, 郑果, 黄强,等. 人骨关节炎软骨细胞的体外培养及细胞形态学分析[J]. 实用骨科杂志, 2015, 21(7):5.

[5] Claus S ,  Aubert-Foucher E ,  Demoor M , et al. Chronic exposure of bone morphogenetic protein-2 favors chondrogenic expression in human articular chondrocytes amplified in monolayer cultures[J]. Journal of Cellular Biochemistry, 2010, 111(6).


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