在生物医学研究的细胞培养日常中,我们常常会遇到一些状况不佳的细胞:细胞变圆、漂浮、不附壁、颜色变暗、增殖缓慢等现象。很多时候,我们可能会误以为这些细胞无法继续存活,迅速选择放弃并更换新细胞。但其实,有些细胞的“垂死挣扎”只是暂时的状态,是可以被逆转的。本文将详细介绍在何种情况下细胞尽管状态不佳但依然有恢复希望,以帮助科研人员减少不必要的浪费,节约宝贵的细胞资源。
一、变圆、漂浮≠死亡:细胞贴壁差异需辨析
许多贴壁细胞,如HeLa、293T、MCF-7,在健康状态下应紧密附着于培养瓶底。然而,当它们出现变圆或漂浮的现象时,通常会被误判为死亡。
可能的原因包括:
- 换液或传代操作过于剧烈,导致机械扰动或胰酶消化时间过长,影响细胞附着;
- 刚复苏不久的细胞状态较差,可能需要更长时间才能正确贴壁(一般需12-24小时);
- 培养基不适或血清浓度过低,影响细胞粘附分子的表达。
抢救措施:
- 静置培养瓶观察24小时,避免频繁晃动;
- 增加血清浓度(如将其由10%提升至15%);
- 采用多聚赖氨酸或明胶包被以增强细胞贴壁能力。
二、颜色发暗、胞浆颗粒增多:可能是“应激状态”而非死亡
在显微镜下,细胞颜色发暗、胞浆颗粒增多,有时会被误认为是坏死的迹象,实际可能是细胞处于应激状态。
例如:
- 培养基pH变化(颜色发黄或变紫);
- 缺氧、营养不足;
- 感染轻度支原体/细菌;
- 代谢产物积累,未及时更换培养液。
抢救措施:
- 更换新鲜培养基,并必要时添加Hepes缓冲剂以维持pH;
- 检查是否有污染;
- 补加胰岛素、转铁蛋白、谷胱甘肽等抗应激因子以支持细胞恢复。
三、增殖迟缓甚至停滞:可能是休眠不是死亡
细胞状态不佳常表现为几天无增殖,尤其见于初代培养细胞、冻存复苏的原代细胞、iPSC类细胞及神经干细胞等敏感类型。
此类细胞常因胞内调控机制失衡而进入休眠状态,如G0期停滞。
抢救措施:
- 补加细胞因子或小分子化合物(如bFGF、EGF、Y-27632)以刺激细胞激活;
- 尝试低密度共培养与健康细胞,提高细胞间信号传导;
- 使用培养基优化试剂包(如StemFlex、Neurobasal-B27)对症下药。
四、看似死光的冻存细胞,或许只是复苏方法不当
冻存细胞复苏后如果贴壁率低,漂浮现象明显,甚至看似没有存活细胞,可能是操作手法的问题。
可能的原因:
- 复苏后直接离心,再更换培养基,造成细胞机械损伤;
- 去除DMSO不及时或操作缓慢,导致细胞暴露于毒性环境时间过长;
- 培养基温度不适合,细胞可能进入休眠或凋亡状态。
抢救措施:
- 在37℃水浴中快速复苏(<1分钟),并直接加入预热的培养基以稀释DMSO,避免立即离心;
- 添加ROCK抑制剂Y-27632(10μM)以显著提升复苏后的贴壁率与存活率,尤其对ES/iPS细胞效果显著。
五、染色看似“全死”的细胞也可能有生机
在使用台盼蓝(Trypan Blue)或PI染色判断细胞活性时,若染色阳性较多,通常被视为死亡,然而这也可能因细胞膜暂时性破裂或染色时间过长导致假阳性。
抢救措施:
- 使用流式细胞术结合Annexin V/PI染色,区分凋亡与坏死;
- 让细胞继续培养并观察其贴壁与增殖情况,切勿盲目丢弃;
- 考虑再培养12-24小时,部分细胞可能仍可恢复功能。
六、污染≠报废:部分污染是可控的
虽然严重污染,如真菌或细菌大量繁殖,确实应立即报废,但有些轻度污染或早期污染是可以通过处理保住的细胞。
抢救措施:
- 对培养瓶表面的霉点,可转瓶并添加抗生素进行密切观察;
- 偶发的颗粒状漂浮物可能是血清蛋白析出或培养基变质,并非污染。
许多细胞状态不佳的情况,实际上并非不可挽救。在生物医学研究中,我们不仅要依赖经验判断,还需进行科学观察和合理干预策略。正如对待科研中的问题一样,细胞看似不行并不意味着失败。只要方法得当、处理及时,许多情况下细胞都能“起死回生”。金年会金字招牌诚信至上,为您的生物医学研究提供更可靠的支持。