蘇州千舍生物教你如何挽救細(xì)胞污染

以自建細(xì)胞系(laryngeal squamous carcinoma-1，LSC-1)第12代的某一被細(xì)菌污染的細(xì)胞株采取救治,，比較效果并分析細(xì)胞生物學(xué)特性,。

一、實(shí)驗(yàn)方法

1,、抗生素法：

細(xì)菌培養(yǎng)：用無(wú)抗生素*培養(yǎng)液培養(yǎng)細(xì)胞3 d,，收集上清離心后將沉淀物接種于血瓊脂培養(yǎng)基，35e培養(yǎng),。

所采用的抗生素包括臨床常用的15種抗生素,，抗生素zui適抑菌濃度篩選:根據(jù)細(xì)菌藥敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果選出敏感抗生素，每種抗生素從zui低抑菌濃度MIC到zui高耐藥濃度分別配制6個(gè)濃度梯度,。將LSC-1細(xì)胞按1*104/孔種96孔板,，細(xì)胞貼壁后加入含敏感抗生素的*培養(yǎng)液，24 h后換無(wú)抗生素培養(yǎng)液培養(yǎng)1 d,，如此重復(fù)3次,，連續(xù)7 d。

2,、抗生素聯(lián)合巨噬細(xì)胞吞噬法:

將上述抗生素處理過(guò)的細(xì)胞再用小鼠的巨噬細(xì)胞處理,。巨噬細(xì)胞的制備:將滅菌的玻璃粉與0. 9%氯化鈉注射液混和注入小鼠腹腔， 3 d后脫頸處死動(dòng)物,，無(wú)菌操作取小鼠腹腔液,，離心收集巨噬細(xì)胞，與LSC-1細(xì)胞混合培養(yǎng),， 3 d后換液,，棄去巨噬細(xì)胞。間隔一周后再用巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)一次,。

3,、裸鼠體內(nèi)接種法:

將LSC-1細(xì)胞按1*106個(gè)/mL接種裸鼠腋下皮下，連續(xù)觀察,，當(dāng)腫物長(zhǎng)至約1cm3后,，脫頸處死動(dòng)物，無(wú)菌操作取出腫物，采取組織塊法做組織細(xì)胞培養(yǎng),。

二,、效果鑒定

1、免疫組織化學(xué)鑒定

將上述3種方法處理的LSC-1細(xì)胞種植在直徑為15 mm的無(wú)菌圓形蓋玻片上,，貼壁后做角蛋白AE1 /AE3免疫組化染色,、HE染色

2、細(xì)胞周期鑒定

采用流式細(xì)胞儀測(cè)量碘化丙啶標(biāo)記細(xì)胞的熒光強(qiáng)度,，分析DNA含量,。測(cè)試3種方法處理的LSC-1細(xì)胞周期，并與該細(xì)胞建系初期的第3代細(xì)胞狀況做比對(duì),。

3,、抗生素撤離觀察

用無(wú)抗生素的*培養(yǎng)基培養(yǎng)3種方法處理的細(xì)胞，連續(xù)觀察3周,，取細(xì)胞上清做細(xì)菌培養(yǎng),。

Hyclone胎牛血清SH30084.03

Hyclone胎牛血清SH30406.02

Hyclone胎牛血清SH30406.05

Hyclone胎牛血清SH30396.03

Hyclone胎牛血清SH30070.03

特級(jí)胎牛血清 SH30070.03E

Hyclone胎牛血清 SH30370.03

活性炭/葡聚糖胎牛血清 SH30068.03

活性炭/葡聚糖處理胎牛血清，熱滅活 SH30068.03HI

馬血清SH30074.03

烏拉圭胎牛血清 SV30087. 03

Hyclone胎牛血清SH30071.03

Hyclone胎牛血清SV30160.03

BOVOGEN胎牛血清 SFBS

BOVOGEN新生牛血清 SNCS

PAA 普通胎牛血清FBS A15-101

PAA 優(yōu)等胎牛血清FBS A15-151

BI優(yōu)等胎牛血清 04-001-1ACS

BI ES級(jí)別胎牛血清 04-002-1A

BI 間充質(zhì)胎牛血清 04-400-1A

Corning胎牛血清 35-076-CV

PAN胎牛血清FBS P30-3302

PAN胎牛血清FBS ST30-3302

PAN ES級(jí)別胎牛血清 ST30-2602

PAN胎牛血清Plus ST30-3302P

NTC優(yōu)等胎牛血清 SFBE

Gemini優(yōu)等胎牛血清 900-108

Gemini特級(jí)胎牛血清 100-500

Gemini科研用人AB血清100-512

TCB胎牛血清 101ZC

Sigma 特級(jí)胎牛血清F2442

Sigma正常人AB血清 H4522

SBI 無(wú)外泌體血清 EXO-FBS-50A-1

胎牛血清盒裝A31608-02,、馬血清16050-122

雙抗15140-122,、SV30010

胰酶 25200-056、SH30042.01

GIBCO 胰酶 25200-072

MCF7/Taxol人乳腺癌紫杉醇耐藥株

HCT8/5-fu 人回腸直腸腺癌細(xì)胞五氟尿嘧啶耐藥株

LOVO/5-FU 人結(jié)腸癌細(xì)胞五氟尿嘧啶耐藥株

HCT116/L人結(jié)腸癌奧沙利鉑耐藥細(xì)胞

HL60/ADR人早幼粒急性白血病細(xì)胞耐阿霉素株

PC9GR(PC9R)人肺癌細(xì)胞耐吉非替尼

LOVO/ADR人結(jié)腸癌細(xì)胞阿霉素耐藥株

HNE1/DDP人鼻咽癌細(xì)胞順鉑耐藥株

SGC7901/5-fu人胃癌細(xì)胞五氟尿嘧啶耐藥株

A549/DDP人肺癌細(xì)胞順鉑耐藥株

MCF-7/DDP人乳腺癌細(xì)胞順鉑耐藥株

A549/ADR人肺癌細(xì)胞阿霉素耐藥株

SGC7901/DDP人胃癌細(xì)胞順鉑耐藥株

SKOV3/DDP人卵巢癌細(xì)胞順鉑耐藥株

HELA/DDP人宮頸癌耐順鉑細(xì)胞株

NCI-H1650 人肺支氣管癌細(xì)胞

RT4 人膀胱移行細(xì)胞乳頭瘤

SK-N-MC 人神經(jīng)上皮瘤細(xì)胞

SK-N-SH 人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞

SW982 人滑膜肉瘤細(xì)胞

T98G 人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤

U251MG(KO) 人類星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤細(xì)胞

U266 人骨髓瘤細(xì)胞

VCAP 人前列腺癌細(xì)胞

hTERT-HPNE 人胰腺導(dǎo)管細(xì)胞

ES-2 人卵巢透明細(xì)胞癌細(xì)胞

NCI-H1650人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞

H460 人大細(xì)胞肺癌細(xì)胞

HACAT 人永生化角質(zhì)形成細(xì)胞

HCT116 人結(jié)腸癌細(xì)胞

HEK293 人胚腎細(xì)胞

HEPG2 人肝癌細(xì)胞

HGC27 人胃癌細(xì)胞(未分化)

HT-29 人結(jié)腸癌細(xì)胞

HUVEC 人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞

KYSE150人食道癌細(xì)胞

L02(HL7702)人正常肝細(xì)胞  

LOVO 人結(jié)腸癌細(xì)胞

MCF-10A人正常乳腺上皮細(xì)胞

MCF7人乳腺癌細(xì)胞

LX-2 人肝星狀細(xì)胞

MDA-MB-468人乳腺癌細(xì)胞

三、細(xì)胞系的維持、凍存與復(fù)蘇:

將無(wú)抗生素培養(yǎng)3周的細(xì)胞按常規(guī)方法凍存,，并于1個(gè)月后復(fù)蘇，觀察細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài),。

四、結(jié)果

自建人喉癌細(xì)胞系LSC-1傳至第12代以后，細(xì)胞生長(zhǎng)速度變慢，已貼壁細(xì)胞變圓,、漂起、死亡,，細(xì)胞間隙出現(xiàn)可運(yùn)動(dòng)的微小生物,，但培養(yǎng)液依然清亮不渾濁，收取上清液離心,，將沉淀物行常規(guī)血瓊脂培養(yǎng)， 24 h結(jié)果為無(wú)菌生長(zhǎng),，培養(yǎng)5~7 d后開(kāi)始出現(xiàn)灰白色細(xì)小菌落,，光滑濕潤(rùn)，有透明溶血環(huán),，全自動(dòng)細(xì)菌鑒定儀生化鑒定條檢測(cè)為嗜麥芽寡養(yǎng)食單胞菌,，該菌為非發(fā)酵革蘭陰性桿菌。細(xì)菌藥敏結(jié)果:在15種抗生素中，該菌僅對(duì)頭孢他啶,、哌啦西林,、頭孢哌酮/舒巴坦3種藥物敏感，其余均耐藥,。

4.1 抗生素法除菌效果

經(jīng)篩選,， LSC-1細(xì)胞可耐受的抗生素zui佳抑菌濃度分別為:哌啦西林64 mg /L、頭孢他啶2 mg /L,、頭孢哌酮/舒巴坦32 mg /L,。LSC-1細(xì)胞在哌啦西林和頭孢他啶zui佳抑菌濃度中分別傳代一次，在頭孢哌酮/舒巴坦中傳代3次,，并每種細(xì)胞各凍存3株,。復(fù)蘇情況:哌啦西林3株均未貼壁，頭孢他啶兩株復(fù)蘇后貼壁,，但生長(zhǎng)一周后均出現(xiàn)細(xì)菌,，細(xì)胞死亡;另一株第二次凍存，再次復(fù)蘇后生長(zhǎng)良好,，但抗生素撤離后出現(xiàn)細(xì)菌,，經(jīng)鑒定仍為嗜麥芽寡養(yǎng)食單胞菌。頭孢哌酮/舒巴坦3株復(fù)蘇后均能存活,，但生長(zhǎng)緩慢,，一周傳代一次，仍有少量細(xì)菌,，抗生素撤離后重又出現(xiàn)細(xì)菌污染,。在3種抗生素中，頭孢哌酮/舒巴坦抗菌作用和細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)zui好,，頭孢他啶對(duì)細(xì)胞損傷較大,，細(xì)胞表面粗糙，狀態(tài)較差,。

4.2 抗生素聯(lián)合巨噬細(xì)胞吞噬法除菌效果

比較頭孢哌酮/舒巴坦和巨噬細(xì)胞先后使用和二者交替使用的除菌效果,，并觀察細(xì)胞凍存復(fù)蘇后的傳代次數(shù)，具體方法為:頭孢哌酮/舒巴坦32 mg /L培養(yǎng)1次,、2次,、4次后，再分別與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)2次,，各凍存1株;頭孢哌酮/舒巴坦和巨噬細(xì)胞交替培養(yǎng)3次,，凍存1株。復(fù)蘇后細(xì)胞狀態(tài):頭孢哌酮/舒巴坦和巨噬細(xì)胞依次使用者中,，抗生素使用次數(shù)較多的細(xì)胞傳代次數(shù)較多(5代);二者交替使用的細(xì)胞狀態(tài)更好于前3株細(xì)胞,，且傳代次數(shù)也zui多(6代)。然而所有細(xì)胞zui終因狀態(tài)不佳或污染重現(xiàn)而死亡。

4.3裸鼠體內(nèi)接種法除菌效果

腫瘤細(xì)胞接種裸鼠體內(nèi)40 d后開(kāi)始出現(xiàn)腫塊,， 60d長(zhǎng)至1 cm3左右,。處死動(dòng)物取出腫物，瘤體質(zhì)量0. 39 g,，體積為0. 8 cm*0. 6 cm*0. 4 cm,。將組織塊培養(yǎng)于含三抗的*培養(yǎng)基， 14 d后改用無(wú)抗生素培養(yǎng),，持續(xù)培養(yǎng)3周,，細(xì)胞生長(zhǎng)良好。之后自然傳代8次,，凍存1個(gè)月后復(fù)蘇,，細(xì)胞仍能貼壁生長(zhǎng)。取上清液做細(xì)菌培養(yǎng),，結(jié)果為無(wú)菌生長(zhǎng),。

五、 細(xì)胞形態(tài)及生物學(xué)特性

抗生素處理及裸鼠接種后的LSC-1細(xì)胞形態(tài)與LSC-1第三代基本相同,，細(xì)胞呈多邊形,，有鋪路石感。

免疫組織化學(xué)細(xì)胞角蛋白染色,，裸鼠接種后的和抗生素處理的細(xì)胞均有AE1 /AE3陽(yáng)性表達(dá),，但前者陽(yáng)性比例(圖1H)與第三代細(xì)胞(圖1G)接近，后者陽(yáng)性表達(dá)較少,。

HE染色,，接種裸鼠的LSC-1細(xì)胞具有高度的異型性:細(xì)胞形態(tài)及大小不等;核呈多形性:大小、形態(tài)及染色各異,，胞核與胞質(zhì)比例增大(接近1B1),，核仁粗大，數(shù)目增多,，核分裂象增多,，出現(xiàn)不對(duì)稱、多極性等病理性核分裂,，偶見(jiàn)巨核細(xì)胞,，胞質(zhì)有糖原顆粒，與LSC-1第三代細(xì)胞形態(tài)相一致,。

細(xì)胞倍體狀況及細(xì)胞增殖周期分析結(jié)果,。

用頭孢哌酮/舒巴坦處理3次后， LSC-1細(xì)胞周期直方圖雖為近二倍體圖像,，但S期、G2M期細(xì)胞峰較高，仍具有癌細(xì)胞的特點(diǎn),。裸鼠接種的LSC-1細(xì)胞呈現(xiàn)非整倍體圖像,，且二倍體和異倍體的S期、G2M期峰均較高,，更接近第3代LSC-1細(xì)胞周期DNA含量分布,。3種細(xì)胞各核型比例:裸鼠接種細(xì)胞仍保持二倍體和異倍體核型，分別占44. 92%和55. 08%,，與第3代細(xì)胞(二倍體41. 52%,、異倍體58. 48% )基本相同，而頭孢哌酮/舒巴坦處理的細(xì)胞全部為二倍體,，異倍體細(xì)胞消失,。

六、討論

挽救污染細(xì)胞的方法有抗生素除菌法,、巨噬細(xì)胞吞噬法和動(dòng)物接種除菌法,，其中較常使用的是抗生素沖擊法。清除效果的檢驗(yàn)應(yīng)包括無(wú)菌檢驗(yàn)和細(xì)胞性狀評(píng)估,。無(wú)菌檢驗(yàn)指細(xì)胞在無(wú)抗生素培養(yǎng)基中傳代3~4次,，顯微鏡下觀察無(wú)細(xì)菌、培養(yǎng)上清細(xì)菌無(wú)菌生長(zhǎng),，方可確定污染細(xì)菌被消除干凈,。細(xì)胞的組織來(lái)源鑒定和染色體分析是細(xì)胞系鑒定的兩個(gè)主要方面。LSC-1為喉鱗狀上皮來(lái)源細(xì)胞系,，參照相關(guān)文獻(xiàn),，我們選用角蛋白免疫組織化學(xué)鑒定和細(xì)胞周期DNA倍體分析方法評(píng)估細(xì)胞性狀。

細(xì)胞系中麥芽窄食單胞菌有可能來(lái)源于標(biāo)本本身,。由于該菌對(duì)氨基糖甙類和很多B-內(nèi)酰胺類(包括碳青霉烯類)天然耐藥,，故常規(guī)培養(yǎng)液中的青、鏈霉素不能*抑制其生長(zhǎng),。有研究顯示,，該菌僅對(duì)少數(shù)幾種抗生素如頭孢哌酮/舒巴坦、頭孢他啶等耐藥性較低,，本文得到了相同的結(jié)果,。本實(shí)驗(yàn)采用15種抗生素對(duì)該菌的抑菌效果進(jìn)行測(cè)定，找出其中有效的3種,，又分別對(duì)這3種抗生素的6個(gè)梯度濃度測(cè)試,，zui后確定抗菌效果zui好、細(xì)胞毒性zui小濃度為32 mg /L頭孢哌酮/舒巴坦,，其作用能控制細(xì)菌生長(zhǎng)并使細(xì)胞傳代2~3代,，當(dāng)聯(lián)合使用小鼠巨噬細(xì)胞后又使細(xì)胞傳代次數(shù)增加到5~6代,。然而，抗生素的作用主要是通過(guò)抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成達(dá)到抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的效果,，并不能直接殺死細(xì)菌,。有研究表明，單獨(dú)使用抗生素處理細(xì)菌污染的KB口腔上皮樣癌細(xì)胞系,，不能*清除細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌,。巨噬細(xì)胞在體外沒(méi)有其他免疫細(xì)胞和抗體等因素的參與下，其吞噬功能是有限的,，在這里僅起到輔助抗生素的作用,， (相關(guān)的報(bào)道有用于挽救支原體污染的細(xì)胞，但體外抗細(xì)菌的作用尚未見(jiàn)報(bào)道),，故當(dāng)抗生素撤離后以上2種方法處理的細(xì)胞中細(xì)菌再次出現(xiàn),。

另外，抗生素對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞的形態(tài)和性狀都有一定的影響,。本實(shí)驗(yàn)有效的3種抗生素中,，頭孢他啶毒性zui大，頭孢哌酮/舒巴坦雖然毒性相對(duì)弱一些,，但也使喉癌細(xì)胞角蛋白AE1 /AE3表達(dá)有所減少,、DNA倍體分析原有的異倍體細(xì)胞消失，接種裸鼠后不能成瘤,。因此可以認(rèn)為,，有針對(duì)性地使用抗生素或許可以短期控制住細(xì)胞系中污染細(xì)菌生長(zhǎng)，但同時(shí)可能伴隨有細(xì)胞生物學(xué)特性變化,。進(jìn)而推論,，抗生素沖擊法也難控制細(xì)菌再次暴發(fā)性生長(zhǎng)，而且對(duì)細(xì)胞更有損傷,。至于那些不做污染菌的分離和鑒定,、僅靠單一某種廣譜抗生素來(lái)對(duì)付所有污染細(xì)菌，或是僅參照臨床用藥劑量來(lái)設(shè)計(jì)抗生素濃度等做法更不可取,。

動(dòng)物體內(nèi)接種除菌法是利用動(dòng)物的免疫系統(tǒng)來(lái)消滅污染微生物的方法,。常用的動(dòng)物裸鼠是先天性胸腺缺陷的突變小鼠，其T細(xì)胞缺如致使特異性細(xì)胞免疫功能喪失,，但B細(xì)胞功能依然正常以及非特異性細(xì)胞免疫系統(tǒng)NK細(xì)胞活力強(qiáng),，故可用于腫瘤細(xì)胞的污染清除。細(xì)菌在裸鼠體內(nèi)可被巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞吞噬,、NK細(xì)胞殺滅,、IgM、IgG類抗體結(jié)合病菌后激活補(bǔ)體殺死或溶解等,。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,，接種BALB /c-nu裸鼠之后的LSC-1細(xì)胞形態(tài)良好,、生長(zhǎng)旺盛，細(xì)胞間沒(méi)有細(xì)小微生物,，傳代多達(dá)8次后,，細(xì)胞凍存和復(fù)蘇仍能正常生長(zhǎng)，并在抗生素撤離后細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)不變,，細(xì)菌培養(yǎng)為陰性。

細(xì)胞生物學(xué)特性上,，細(xì)胞角蛋白陽(yáng)性表達(dá)比例較高,，與第3代LSC-1接近，保持了原有上皮來(lái)源的性質(zhì),，組織病理學(xué)觀察仍具有高度的異型性及腫瘤細(xì)胞的特征,，細(xì)胞倍體及增殖周期分析結(jié)果顯示異倍體細(xì)胞及S期細(xì)胞的比例與第3代細(xì)胞相同。實(shí)驗(yàn)表明,，利用裸鼠去除腫瘤細(xì)胞系中的污染細(xì)菌是zui為理想的方法,，既能*清除污染細(xì)菌，又能保持腫瘤細(xì)胞的來(lái)源特征和惡性特性,。