在细胞体外培养中全国最大的配资公司,污染如同潜伏的“隐形杀手”,时刻威胁着实验的准确性与稳定性。在最常见的三大污染源——支原体、细菌和真菌中,支原体污染以 30%-60% 的超高污染率,成为科研人员最头疼的难题之一。本期细胞学堂,我们将全方位解析支原体污染的防治要点,助你轻松应对这一实验室“顽疾”,为细胞培养实验保驾护航。
什么是支原体?
支原体(Mycoplasma),又称霉形体,属于柔膜体纲(Mollicutes),是目前已知的最小的原核生物之一。其结构由脂蛋白膜、核糖体和圆形双链DNA组成(图1),基因组大小为580-2,200 kb。
支原体虽可在无生命培养基上生长,但其生物合成能力有限(如无法自主合成胆固醇等物质),必须依赖外源营养成分的补充。细胞培养体系为其提供了适宜的生长条件,是支原体繁殖的理想环境。此外,支原体还可以附着于宿主细胞表面长期繁殖并存活。同时,由于支原体对多种常见抗生素具有耐药性,这也为其在细胞培养过程中滋生并引发污染埋下隐患。
展开剩余79%图1. 支原体模式图
支原体污染的表现
自然界中支原体种类超过120种,而细胞培养中常见污染菌株主要包括牛精氨酸支原体、发酵支原体、猪鼻支原体、人口腔支原体、牛无胆甾支原体等。这些菌株污染细胞后,会引发细胞一系列特征性改变,包括:
1、细胞生长速率异常,增殖减慢或停滞;
2、形态改变,贴壁细胞贴壁性变差、易脱落;
3、染色体数目或结构异常,核型不稳定;
4、细胞膜抗原性改变,细胞黏附能力异常;
5、代谢通路紊乱,糖酵解、氨基酸代谢速率变化;
6、细胞复苏后存活率降低。
这些变化缺乏特异性,但会干扰细胞正常生理状态,导致实验结果失真甚至错误。由于支原体的直径仅0.1-0.3 μm,远小于常规细胞,且无细胞壁,折光性极低,因此难以通过普通光学显微镜识别。加之其对青霉素等常用抗生素具有耐药性,进一步增加了污染检测和清除的难度。因此,上述细胞表型的异常改变往往成为污染的早期预警信号—— 当细胞出现不明原因的生长或形态异常时,需优先排查支原体污染可能。
支原体污染检测
精准检测是防治支原体污染的关键。当前常见的支原体检测方法包括观察法、培养法、免疫法、DNA荧光染色法、分子法和发光法(表1)。其中,培养法和DNA荧光染色法是《中国药典》推荐的支原体污染检测方法。培养法是检测支原体的金标准,但操作周期长,而qPCR是灵敏度最高的支原体快速检测方法。
表1. 支原体检测方法对比
支原体清除方法
在细胞培养过程中,发现支原体污染后,及时有效的清除至关重要。支原体清除的核心是破坏其脂蛋白膜结构、抑制关键代谢途径(如蛋白质或DNA合成)。由于支原体与细胞在培养特性上相似,如何在清除支原体的同时保持细胞的活性是很大的挑战。
01 热处理法
支原体的耐受温度范围在35-37℃,将污染的细胞置于41℃处理5-10 h(最长不超过18 h),可以杀灭支原体。但不同的细胞对高温的耐受程度不同,此方法可能损伤细胞,需要慎重使用。
02 抗生素法
支原体对部分抗生素(如卡那霉素、庆大霉素、多西环素、四环素、环丙沙星等)具有一定的敏感性。将细胞培养在含抗生素的培养基中传代培养,连续多次检测支原体为阴性,即清除成功。但过度使用抗生素可能诱导耐药或毒性反应,需谨慎操作。
03 复合型支原体清除试剂
推荐使用复合型支原体清除试剂,其通常含有抗生素和支原体脂蛋白膜穿透剂,能破坏支原体的脂蛋白膜、干扰其代谢途径、抑制DNA复制,从而达到清除支原体的目的。推荐产品:普诺赛Anti-Myc 支原体清除试剂(货号:P-CMR-001)。按照说明书将适量试剂加入细胞培养基孵育,即可清除支原体。该方法操作简便、效果显著,且对细胞的毒性相对较小,能较好地保持细胞的活性。
对清除支原体后的细胞,需通过 qPCR、DNA荧光染色等方法进行检测,确认支原体是否已被完全清除,避免试剂残留或支原体复苏导致假阴性结果。
支原体虽小,却是细胞培养中破坏性极大的污染源。唯有了解其特性、及时发现污染信号,并掌握合适的检测与清除手段,才能真正守护细胞实验的可靠性与稳定性。
以上是关于支原体污染防治的全攻略。更多细胞培养干货,请持续关注细胞学堂专栏~
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