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DIY判斷細(xì)胞的支原體污染

2021-09-24 16:13

在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,病原污染可以算得上是科研工作者的噩夢(mèng)了。其中支原體污染更像是一個(gè)無(wú)形的殺手,時(shí)刻威脅著細(xì)胞的安全。

細(xì)菌真菌污染還有跡可循,起碼顯微鏡下能夠清晰地看到,但是支原體個(gè)子小,不易觀察,由于繁殖速度比較慢,前期感染幾乎沒(méi)有癥狀。經(jīng)常稍不留意,就中了支原體的「陰招」。統(tǒng)計(jì)顯示,全球大約有60%左右的細(xì)胞培養(yǎng)存在或曾經(jīng)存在過(guò)支原體污染

那到底如何判斷細(xì)胞究竟有沒(méi)有感染支原體?今天我們就來(lái)從原理上深扒一下,網(wǎng)傳的肉眼判斷是否感染支原體大法到底正不正確!



支原體感染癥狀1:細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢甚至死亡?

被廣泛使用的細(xì)胞培養(yǎng)基,不僅給細(xì)胞提供支持和養(yǎng)分,對(duì)于支原體而言,也是天堂一般的存在。


適宜的溫度(37℃)

合適的PH(7-8之間都可生存)

充足的養(yǎng)分(各種氨基酸、生長(zhǎng)因子等)

一定的二氧化碳(5%左右)


與細(xì)胞培養(yǎng)高度重合的培養(yǎng)條件,注定了支原體要與細(xì)胞共同競(jìng)爭(zhēng)有限的生存資源


早有研究表明[1],一些支原體(包括最為常見(jiàn)的人型支原體、發(fā)酵支原體、精氨酸支原體等),通過(guò)精氨酸脫亞胺酶分解精氨酸來(lái)供能。當(dāng)這些支原體混入細(xì)胞培養(yǎng)體系后,會(huì)與細(xì)胞爭(zhēng)搶精氨酸,導(dǎo)致細(xì)胞「吃不飽飯」,出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)不良的癥狀:生長(zhǎng)速率異常、活力下降、易脫壁等等。

而精氨酸又是細(xì)胞組蛋白的重要組成成分,缺乏精氨酸會(huì)嚴(yán)重影響組蛋白合成,引起染色體斷裂。再加上細(xì)胞處于長(zhǎng)期饑餓的狀態(tài),最終導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)變慢甚至死亡



支原體感染癥狀2:細(xì)胞變形、碎片增加、易聚團(tuán)、有小黑點(diǎn)?


支原體通過(guò)黏附作用與細(xì)胞結(jié)合,獲取細(xì)胞膜表面的脂質(zhì)和膽固醇,破壞細(xì)胞膜的完整性,同時(shí)影響細(xì)胞間的信號(hào)傳遞。支原體會(huì)趁機(jī)侵入細(xì)胞,增加細(xì)胞中核酸內(nèi)切酶的含量[2],導(dǎo)致細(xì)胞染色體異常進(jìn)而死亡

經(jīng)過(guò)支原體的這一番操作,細(xì)胞結(jié)構(gòu)已經(jīng)被嚴(yán)重破壞,隨之而來(lái)的就是細(xì)胞形態(tài)改變、細(xì)胞易聚團(tuán)、大面積細(xì)胞凋亡制造的蛋白碎片(也就是培養(yǎng)基中的碎片和小黑點(diǎn))[3]。



支原體感染癥狀3:培養(yǎng)基易變黃?


我們都知道,正常情況下,培養(yǎng)基中養(yǎng)分會(huì)逐漸耗盡,細(xì)胞代謝廢物會(huì)逐漸累積,上清液會(huì)變成黃色,因此要定期更換培養(yǎng)基。


支原體也是如此——當(dāng)培養(yǎng)體系中感染了支原體并大量繁殖的時(shí)候,會(huì)向外排放代謝產(chǎn)物,影響體系中的PH,加快培養(yǎng)基變黃的速度。



綜上所述,如果你培養(yǎng)的細(xì)胞出現(xiàn)以下情況,基本可以確定是支原體感染了,不放心的話(huà)可以再配合支原體檢測(cè)試劑檢測(cè)神器幫你揪出培養(yǎng)基中的支原體!進(jìn)一步確認(rèn)。

細(xì)胞被支原體污染后的表現(xiàn)

①細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢

②細(xì)胞變形

③培養(yǎng)基中碎片增加

④細(xì)胞易聚團(tuán)

⑤鏡下觀察有小黑點(diǎn)

⑥培養(yǎng)基提前變色


除了影響細(xì)胞活力,支原體還會(huì)給細(xì)胞帶來(lái)的幾百種基因表達(dá)的改變,包括編碼受體、離子通道、生長(zhǎng)因子的基因和癌基因等方面[4]。它包含高度富含免疫原性的脂蛋白,可以錨定在胞膜的外表面,被TLR2等免疫細(xì)胞的受體識(shí)別。激活NF-kB途徑,進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞活化[5],偏離最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果


今天的細(xì)胞培養(yǎng)小課堂到這里就結(jié)束了,希望可以幫你解決實(shí)驗(yàn)上的一些疑惑!



參考文獻(xiàn):


[1] Fenske, J. D. , &   Kenny, G. E. . (1976). Role of arginine deiminase in growth of mycoplasma hominis. Journal of Bacteriology, 126(1), 501-10.

[2] Sokolova, I. ,   Vaughan, A. , &   Khodarev, N. . (1998). Mycoplasma infection can sensitize host cells to apoptosis through contribution of apoptotic-like endonuclease(s). Immunology & Cell Biology, 76(6), 526-534.

[3] Lincoln, C. K. , &   Gabridge, M. G. . (1998). Chapter 4 cell culture contamination: sources, consequences, prevention, and elimination. Methods in Cell Biology, 57, 49-65.

[4] Miller, C. J. ,   Kassem, H. S. ,   Pepper, S. D. ,   Hey, Y. ,   Ward, T. H. , &   Margison, G. P. . (2017). Mycoplasma infection significantly alters microarray gene expression profiles. China Modern Medicine, 35(4), 812-814.

[5]倪博, 白方方, 劉茂軍, 馮志新, 熊祺琰, & 魏建忠等. (2013). 支原體脂蛋白及其變異與宿主互作研究進(jìn)展. 生物技術(shù)通報(bào), 1(002), 49-54.





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