抗体亲和力成熟细胞培养支原体污染来源、检测及去除
抗体亲和力成熟细胞培养支原体污染来源、检测及去除一、细胞培养支原体污染来源及主要支原体种类
支原体(Mycoplasma)是一种大小介于细菌和病毒之间(0.1 - 0.6μm),没有细胞壁、并独立生活原核生物,形态呈高度多形性,呈圆形、丝状或梨形。由于支原体直径较小,进行除菌过滤是,约1%的支原体可以直接穿过常规的0.22μm的微孔除菌滤膜,造成细胞的支原体污染。支原体污染的来源包括:(1)工作环境的污染,实验器材带来的污染;(2)操作者本身的污染(一些支原体在人体是正常菌群);(3)已受污染的培养基、血清,或用来制备细胞的原始组织或器官的污染;(4)污染支原体的细胞造成的交叉污染。
目前,已发现的支原体品种有100多种,但根据国内外相关研究发现,大约有二十多种支原体能污染细胞,有的细胞株可以同时污染两种以上的支原体。以下13种支原体污染在全部支原体污染中所占比例超过99%。(1)M. orale、(2)M.Arginini、(3)M.Hyorhinis、(4)A.Laidlawii、(5)M.Fermentans、(6)M. salivarium、(7)M.pirum、(8)M. hominis、(9)M. agalactiae、(10)M.bovis、(11)M. buccale、(12)M. arthritidis、(13)M. pulmonis。其中尤其是前四种:M.orale(口腔支原体)、M.arginini(精氨酸支原体)、M.hyorhinis(猪鼻支原体)和A.laidlawii(莱氏无胆甾原体)所占污染比例超过95%,前8种占比超过98%。
二、支原体污染对细胞培养的危害
1. 支原体污染的普遍性
支原体污染是细胞培养领域遇到的全球性问题,据文献报道,综合美国食品药品监督管理局(FDA)、美国模式菌种收集中心(ATCC)等机构收到的相关数据,世界各国细胞系支原体污染的平均比例为30-60%。该数据未统计中国大陆的数据,但可以确定,大陆地区的支原体污染比例与此相当,或更严重。
2. 支原体污染的危害
根据已发表的支原体污染研究文献,支原体污染细胞后,几乎能影响每一个细胞参数。
1) 支原体污染可能导致细胞染色体的异常和损伤,改变细胞的代谢、生长、形状、附着。
2) 支原体影响被污染细胞的基因表达。相关研究表明,支原体污染的细胞系与对照组比较,有多达200个基因表达差异达2倍以上。
3)导致MTT等细胞毒性实验结果严重错误。支原体对MTT有额外还原作用。
4)支原体污染能耗尽营养物,促进代谢积累,重度支原体污染导致pH改变。
5) 诱导或抑制细胞因子表达,并改变培养细胞的代谢、增殖特征及形态。支原体污染可以直接影响L-arginine的代谢
6) 支原体污染可以诱导树突状细胞成熟,这对于开展人体免疫细胞的肿瘤治疗的影响将是灾难性的。
3. 支原体污染的隐蔽性
支原体大小约0.1 - 0.6微米,体积比病毒稍大,轻度到中度的支原体污染不会明显改变细胞培养液的浑浊度和pH值,也不会导致细胞形态或生长速度的明显改变,所以科研人员很难及时发现体外培养的细胞已经被支原体污染,进而改变了基因表达谱,显示虚假的实验数据和实验结果。通常情况下,如果不排除支原体污染因素,很多实验结果往往缺乏说服力。2013年,国际顶级期刊《Nature》明确要求,在涉及细胞培养的科研工作中,必须进行支原体检测,并排除其影响。
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