在細胞培養(yǎng)中，細胞聚團是一個常見且復雜的問題，它可能會影響細胞正常的生長、形態(tài)和功能，甚至降低實驗結果的可靠性，給研究人員帶來不少困擾。
本期細胞學堂將深入探討細胞聚團對細胞培養(yǎng)的影響，分析細胞聚團形成的常見原因，并為您提供相應的解決方法，旨在助您優(yōu)化細胞培養(yǎng)條件，提高實驗的成功率。
細胞聚團對細胞培養(yǎng)的影響
01
抑制細胞的生長和增殖
聚團的形成限制了細胞之間的營養(yǎng)和氧氣交換，導致部分細胞因缺乏足夠的養(yǎng)分而無法進行正常的生長和分裂。此外，聚團細胞的生長狀態(tài)往往不均勻，有的細胞增殖旺盛，有的細胞則處于休眠狀態(tài)或瀕臨死亡。
02
改變細胞形態(tài)和功能
細胞在聚團后通常會失去正常的粘附狀態(tài)，這可能對其功能表現(xiàn)產(chǎn)生不良影響，如分泌能力和代謝活性等。在需要細胞與基質或其他細胞相互作用的實驗中，聚團的存在可能會干擾這些生物學過程。
03
降低實驗結果的可靠性
聚團可能導致細胞行為的不一致性，從而影響實驗結果的可重復性。在藥物篩選或功能研究中，聚團可能會改變細胞對藥物的反應，產(chǎn)生假陽性或假陰性結果，進而降低研究結論的準確性。
04
影響后續(xù)實驗操作
在細胞傳代過程中，聚團的存在使操作變得困難，增加細胞損傷的風險。此外，聚團還可能導致細胞死亡率上升，從而影響細胞的整體狀態(tài)。
細胞聚團常見原因和解決方法
細胞本身特性
對于初次接觸細胞培養(yǎng)的新手來說，他們可能對懸浮細胞的理解局限于細胞以單顆獨立的狀態(tài)懸浮于培養(yǎng)基中。但實際上，有一類懸浮細胞，它們由于自身的生長特性，常會以聚團的形式生長。例如，AtT-20細胞在正常生長過程中，會自然以聚大團的形式懸浮生長（如圖1所示）；而U2932細胞常以聚小團的形式懸浮生長（如圖2所示）。對于此類細胞，在初次培養(yǎng)時，建議參照權-威數(shù)據(jù)庫細胞正常生長圖片，了解并熟悉其易聚團生長的特性，無需做特殊處理。
圖1. AtT-20細胞聚大團生長
圖2. U2932細胞聚小團生長
對于無血清懸浮培養(yǎng)的細胞株（如HEK 293F和CHO-S），其在高密度培養(yǎng)時，細胞也容易出現(xiàn)聚團生長（如圖3所示）。高密度時聚團生長容易引起細胞過早死亡，最終導致蛋白表達產(chǎn)量顯著降低。為解決此類問題，可在培養(yǎng)基中添加適當?shù)?strong style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">抗細胞結團劑，能有效改善細胞聚團情況（如圖4所示），同時延長細胞在高密度培養(yǎng)條件下的高活率持續(xù)時間，進而提升蛋白表達產(chǎn)量。
圖3. CHO-S細胞未加
抗細胞結團劑
圖4. CHO-S細胞加入
抗細胞結團劑
細胞受到刺激
在培養(yǎng)貼壁不牢的細胞（如HEK 293系列）時，若細胞受到外界刺激（如換液時未預熱培養(yǎng)基、PBS或細胞受到震蕩等），可能會導致細胞脫落，聚團漂浮。另外，如購買細胞時選擇常溫運輸發(fā)貨，細胞在到貨時也可能出現(xiàn)脫落，聚團漂浮的情況。針對此類問題，可以通過收集聚團漂浮的細胞，經(jīng)過適當消化后，重新接種進行培養(yǎng)。
大鼠背根神經(jīng)元細胞是一株貼壁生長的細胞，在常溫運輸過程中同樣可能因為運輸刺激，導致細胞聚團漂?。ㄈ鐖D5所示）。在高倍鏡下觀察細胞團塊，大部分細胞是透亮光滑的（若不確定聚團細胞的存活狀態(tài)，可將細胞團消化成細胞懸液，用臺盼藍染色判斷死活細胞的比例），收集聚團細胞后用胰酶消化，重新鋪板，經(jīng)過24 h的培養(yǎng)，細胞開始貼壁，形態(tài)逐漸伸展開，繼續(xù)培養(yǎng)2天后，細胞形態(tài)恢復正常。
圖5. 大鼠背根神經(jīng)元細胞常溫運輸后的聚團處理
消化不當
在貼壁細胞的傳代過程中，消化不當與傳代后細胞聚團生長的現(xiàn)象密切相關。如果消化液的濃度過高或消化時間過長，細胞可能會受損，其正常的粘附能力會受到影響，進而容易導致細胞聚團。相反，如果消化時間過短，貼壁細胞只是大片地從培養(yǎng)皿底部脫落，而細胞間的粘附仍然較強。此時即便使用移液槍輕柔吹打，也難以將細胞團塊分散成單細胞懸液。這種消化不足的細胞懸液接種的細胞更易傾向于聚團生長。
為了應對因消化不當導致的細胞聚團問題，我們需要對培養(yǎng)的細胞消化時間進行更為精準的掌控。既要確保細胞能夠充分解離，又要避免對細胞狀態(tài)造成影響。如果在傳代后發(fā)現(xiàn)細胞呈現(xiàn)聚團生長，且細胞狀態(tài)良好的前提下，可以將細胞進行消化處理，以獲得單細胞懸液并重新進行接種鋪板。
血清影響
不同品牌的血清在成分上存在差異，尤其是生長因子的含量，這種差異可能會對細胞的粘附能力和生長狀態(tài)產(chǎn)生影響，進而引發(fā)細胞聚團的現(xiàn)象。此外，即使是同一品牌的不同批次血清，也可能因質量波動而對細胞狀態(tài)產(chǎn)生影響，使細胞更容易聚集。因此，在培養(yǎng)對血清敏感的細胞時，應盡量避免更換血清品牌和生產(chǎn)批次。如果確實需要更換血清，建議采取逐步替換的方式，這樣可以顯著提高血清替換的成功率，并降低細胞生長過程中出現(xiàn)聚團的風險。
普諾賽®抗細胞結團劑
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