細胞系和細胞株是細胞生物學中常用2種概念,它們都來源體外培養的細胞,并在細胞的生理、生化、遺傳和分子生物學方面發揮著重要的作用。盡管2者相似,遺傳和表型特征的均一性上存在顯著差異。
細胞株和細胞系怎么區分
細胞系是從原代細胞培養物中通過傳代培養獲得的,由單一細胞類型組成的細胞群體。細胞系可以在體外增殖一段時間,并表現出特定的性質或表達某些特定的基因,但其壽命是有限的,最終會停止分裂。細胞株則是從細胞系中通過克隆或其他篩選方法分離出來的,具有高度均一的基因型和表型特征的細胞群體。
相比于細胞系,細胞株的遺傳背景更加穩定,能夠在連續傳代過程中保持相對一致的性狀、表型和功能,但并非完全不會發生基因突變或表型變化。值得注意的是,細胞系通常具有較高的異質性,而細胞株則更加均一。
起源
細胞系是從原代細胞培養物中通過傳代培養獲得。而細胞株是從是從細胞系中通過克隆或其他篩選方法分離出來的。
傳代
細胞系可以連續傳代培養,即從一個代際培養到下一個代際,通過提供適當的培養條件,細胞會繼續增殖。細胞株則是從細胞系中選擇出來的一部分細胞,經過亞分化培養得到的。細胞株的傳代次數相對較低,因此在繼代培養中需要注意保持其特性和功能的穩定性。
穩定性
細胞系在培養和傳代過程中,由于基因突變、表觀遺傳修飾等因素的影響,可能會發生表型和基因型的變化,導致細胞系內細胞呈現一定的異質性。這使得在不同實驗室或不同批次之間,同一細胞系的表現可能存在差異。相比之下,細胞株在一定傳代次數范圍內具有相對較高的穩定性。其細胞在傳代培養過程中能夠保持較為一致的性狀和功能,從而提高實驗結果的可重復性和可靠性。然而,需要注意的是,即使是細胞株,隨著傳代次數的增加,仍有可能發生基因漂變或突變,因此定期進行細胞株的鑒定和驗證至關重要。
遺傳特征
由于細胞系經過傳代培養過程可能會發生基因突變,因此細胞系中的細胞具有一定的遺傳變異。這些變異可能導致不同細胞間在基因表達、蛋白質合成和細胞功能方面存在差異。細胞株由于經過選擇和分離,具有較高的同質性,細胞株內的細胞在遺傳特征上較為相似。
細胞系和細胞株在細胞生物學研究中有著廣泛的應用。細胞系常用于研究細胞的生理生化特性、細胞信號通路以及疾病機制等,并廣泛應用于各種細胞和分子生物學實驗,例如藥物篩選、毒性測試等。細胞株由于其高度的均一性,可以用來產生大量的同質細胞,滿足各種實驗需求,例如基因表達分析、蛋白質組學研究、基因編輯以及構建疾病模型等。細胞株相對穩定的性狀和功能也使其在長期實驗和工業化生產中具有優勢。
以下實驗案例可以幫助我們更好地理解細胞系和細胞株的應用。例如,在研究人類乳腺癌的細胞生物學機制時,科研人員首先會從乳腺癌患者的腫瘤組織中提取細胞,建立一個原代細胞培養物,并通過傳代培養建立乳腺癌細胞系,例如MCF-7。為了研究某個特定基因(例如HER2)對乳腺癌發展的影響,科研人員可以利用例如熒光激活細胞分選(FACS)等技術,從MCF-7細胞系中篩選并分離出高表達HER2的細胞。將這些篩選出來的細胞進行克隆培養,最終獲得一個穩定的、高表達HER2的乳腺癌細胞株。利用這個細胞株,研究人員可以進行更深入的研究,例如探究HER2基因在乳腺癌發展中的作用機制,或篩選靶向HER2的抗癌藥物。
區分細胞系和細胞株的關鍵在于它們的均一性和穩定性。細胞株更高的均一性和穩定性使其成為許多實驗的理想選擇,而細胞系則更適用于研究細胞的異質性。了解這些差異,有助于我們選擇合適的細胞模型,設計更合理的實驗方案,并最終獲得更可靠的實驗結果。