細(xì)胞系和細(xì)胞株是細(xì)胞生物學(xué)中常用2種概念,它們都來源體外培養(yǎng)的細(xì)胞,并在細(xì)胞的生理、生化、遺傳和分子生物學(xué)方面發(fā)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(xì)胞株和細(xì)胞系怎么區(qū)分
細(xì)胞系是從原代細(xì)胞培養(yǎng)物中通過傳代培養(yǎng)獲得的,由單一細(xì)胞類型組成的細(xì)胞群體。細(xì)胞系可以在體外增殖一段時(shí)間,并表現(xiàn)出特定的性質(zhì)或表達(dá)某些特定的基因,但其壽命是有限的,最終會(huì)停止分裂。細(xì)胞株則是從細(xì)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(xì)胞群體。
相比于細(xì)胞系,細(xì)胞株的遺傳背景更加穩(wěn)定,能夠在連續(xù)傳代過程中保持相對(duì)一致的性狀、表型和功能,但并非完全不會(huì)發(fā)生基因突變或表型變化。值得注意的是,細(xì)胞系通常具有較高的異質(zhì)性,而細(xì)胞株則更加均一。
起源
細(xì)胞系是從原代細(xì)胞培養(yǎng)物中通過傳代培養(yǎng)獲得。而細(xì)胞株是從是從細(xì)胞系中通過克隆或其他篩選方法分離出來的。
傳代
細(xì)胞系可以連續(xù)傳代培養(yǎng),即從一個(gè)代際培養(yǎng)到下一個(gè)代際,通過提供適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件,細(xì)胞會(huì)繼續(xù)增殖。細(xì)胞株則是從細(xì)胞系中選擇出來的一部分細(xì)胞,經(jīng)過亞分化培養(yǎng)得到的。細(xì)胞株的傳代次數(shù)相對(duì)較低,因此在繼代培養(yǎng)中需要注意保持其特性和功能的穩(wěn)定性。
穩(wěn)定性
細(xì)胞系在培養(yǎng)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(huì)發(fā)生表型和基因型的變化,導(dǎo)致細(xì)胞系內(nèi)細(xì)胞呈現(xiàn)一定的異質(zhì)性。這使得在不同實(shí)驗(yàn)室或不同批次之間,同一細(xì)胞系的表現(xiàn)可能存在差異。相比之下,細(xì)胞株在一定傳代次數(shù)范圍內(nèi)具有相對(duì)較高的穩(wěn)定性。其細(xì)胞在傳代培養(yǎng)過程中能夠保持較為一致的性狀和功能,從而提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性和可靠性。然而,需要注意的是,即使是細(xì)胞株,隨著傳代次數(shù)的增加,仍有可能發(fā)生基因漂變或突變,因此定期進(jìn)行細(xì)胞株的鑒定和驗(yàn)證至關(guān)重要。
遺傳特征
由于細(xì)胞系經(jīng)過傳代培養(yǎng)過程可能會(huì)發(fā)生基因突變,因此細(xì)胞系中的細(xì)胞具有一定的遺傳變異。這些變異可能導(dǎo)致不同細(xì)胞間在基因表達(dá)、蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞功能方面存在差異。細(xì)胞株由于經(jīng)過選擇和分離,具有較高的同質(zhì)性,細(xì)胞株內(nèi)的細(xì)胞在遺傳特征上較為相似。
細(xì)胞系和細(xì)胞株在細(xì)胞生物學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用。細(xì)胞系常用于研究細(xì)胞的生理生化特性、細(xì)胞信號(hào)通路以及疾病機(jī)制等,并廣泛應(yīng)用于各種細(xì)胞和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn),例如藥物篩選、毒性測(cè)試等。細(xì)胞株由于其高度的均一性,可以用來產(chǎn)生大量的同質(zhì)細(xì)胞,滿足各種實(shí)驗(yàn)需求,例如基因表達(dá)分析、蛋白質(zhì)組學(xué)研究、基因編輯以及構(gòu)建疾病模型等。細(xì)胞株相對(duì)穩(wěn)定的性狀和功能也使其在長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)和工業(yè)化生產(chǎn)中具有優(yōu)勢(shì)。
以下實(shí)驗(yàn)案例可以幫助我們更好地理解細(xì)胞系和細(xì)胞株的應(yīng)用。例如,在研究人類乳腺癌的細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制時(shí),科研人員首先會(huì)從乳腺癌患者的腫瘤組織中提取細(xì)胞,建立一個(gè)原代細(xì)胞培養(yǎng)物,并通過傳代培養(yǎng)建立乳腺癌細(xì)胞系,例如MCF-7。為了研究某個(gè)特定基因(例如HER2)對(duì)乳腺癌發(fā)展的影響,科研人員可以利用例如熒光激活細(xì)胞分選(FACS)等技術(shù),從MCF-7細(xì)胞系中篩選并分離出高表達(dá)HER2的細(xì)胞。將這些篩選出來的細(xì)胞進(jìn)行克隆培養(yǎng),最終獲得一個(gè)穩(wěn)定的、高表達(dá)HER2的乳腺癌細(xì)胞株。利用這個(gè)細(xì)胞株,研究人員可以進(jìn)行更深入的研究,例如探究HER2基因在乳腺癌發(fā)展中的作用機(jī)制,或篩選靶向HER2的抗癌藥物。
區(qū)分細(xì)胞系和細(xì)胞株的關(guān)鍵在于它們的均一性和穩(wěn)定性。細(xì)胞株更高的均一性和穩(wěn)定性使其成為許多實(shí)驗(yàn)的理想選擇,而細(xì)胞系則更適用于研究細(xì)胞的異質(zhì)性。了解這些差異,有助于我們選擇合適的細(xì)胞模型,設(shè)計(jì)更合理的實(shí)驗(yàn)方案,并最終獲得更可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。