細(xì)胞中的空泡是指在光學(xué)顯微鏡下清晰可見的一種泡狀結(jié)構(gòu)，其光學(xué)特性與細(xì)胞質(zhì)形成鮮明對(duì)比。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)部出現(xiàn)這種具有獨(dú)-特光學(xué)特征的泡狀結(jié)構(gòu)時(shí)，我們稱之為細(xì)胞空泡化現(xiàn)象。
本期細(xì)胞學(xué)堂，我們就來聊一聊細(xì)胞空泡化現(xiàn)象產(chǎn)生原因以及如何解決。
細(xì)胞空泡的來源
細(xì)胞空泡的來源廣泛，主要源自細(xì)胞內(nèi)的多種膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、高爾基體等。這些細(xì)胞器在特定的生理或病理?xiàng)l件下，可能經(jīng)歷一系列復(fù)雜的生物化學(xué)過程，都可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部形成空泡。
圖1. 光學(xué)顯微鏡下的細(xì)胞空泡
細(xì)胞產(chǎn)生空泡的原因及解決辦法
1
細(xì)胞老化
在原代細(xì)胞培養(yǎng)的過程中，由于細(xì)胞老化而出現(xiàn)空泡的情況較為常見。原代細(xì)胞體外增殖能力有限，當(dāng)細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)間過長，會(huì)因自發(fā)老化而產(chǎn)生空泡，甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡。同樣的，對(duì)于細(xì)胞系來說，隨著傳代次數(shù)的不斷增加，細(xì)胞也可能因老化而產(chǎn)生空泡。
2
更換培養(yǎng)基或血清或培養(yǎng)基理化性質(zhì)改變
更換細(xì)胞使用的培養(yǎng)基或血清，細(xì)胞可能會(huì)出現(xiàn)不適應(yīng)的情況，導(dǎo)致空泡的產(chǎn)生；細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基，若因配制錯(cuò)誤、儲(chǔ)存不當(dāng)、過期仍使用或是血清質(zhì)量不過關(guān)等，均可能引發(fā)培養(yǎng)基的理化性質(zhì)如pH、滲透壓等發(fā)生改變，進(jìn)而影響細(xì)胞狀態(tài)，甚至導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)空泡。
3
細(xì)胞消化不當(dāng)
在處理如貼壁細(xì)胞等需要消化的細(xì)胞時(shí)，解離試劑的選擇、消化時(shí)間的控制、操作力度的把握等都至關(guān)重要。解離試劑選擇不當(dāng)，消化時(shí)間過長或操作力度過大等均可能導(dǎo)致細(xì)胞受損，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞空泡的產(chǎn)生。
4
傳代或換液不及時(shí)
細(xì)胞長滿后未及時(shí)傳代或細(xì)胞長時(shí)間未換液，會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)過程中細(xì)胞代謝副產(chǎn)物的累積和營養(yǎng)物質(zhì)的耗盡，可能誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的發(fā)生，進(jìn)而細(xì)胞出現(xiàn)空泡化。
5
細(xì)胞污染
在細(xì)胞培養(yǎng)的過程中，若出現(xiàn)細(xì)菌、支原體、黑膠蟲等污染，將會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞狀態(tài)明顯變差，并可能引發(fā)細(xì)胞產(chǎn)生空泡等異?，F(xiàn)象。
6
細(xì)胞藥物處理
在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，研究人員可能會(huì)加入特定的藥物（如氯喹、氨基糖苷類抗生素、細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)劑等）對(duì)細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)處理。這些藥物通過影響細(xì)胞的代謝過程誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生特定的生物學(xué)變化，但也可能產(chǎn)生細(xì)胞毒性，進(jìn)而可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)空泡甚至引發(fā)細(xì)胞死亡。
細(xì)胞空泡化是否可逆
細(xì)胞空泡化是否可逆主要取決于空泡形成的原因和細(xì)胞狀態(tài)。具體而言：
如果空泡形成是由短期的培養(yǎng)環(huán)境變化（如溫度波動(dòng)、運(yùn)輸過程中的刺激等）所誘發(fā)的細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)，當(dāng)不利因素消除時(shí)并恢復(fù)細(xì)胞至其適宜的生長環(huán)境后，細(xì)胞可能會(huì)恢復(fù)到正常的形態(tài)和功能。
如購買常溫發(fā)貨的細(xì)胞，因快遞運(yùn)輸刺激，細(xì)胞到貨時(shí)可能出現(xiàn)空泡（見圖2）?；謴?fù)正常培養(yǎng)條件并穩(wěn)定傳代后，細(xì)胞空泡會(huì)消失（見圖3）。
圖2. MC3T3-E1 Subclone 14細(xì)胞經(jīng)過快遞運(yùn)輸刺激收貨時(shí)細(xì)胞狀態(tài)
圖3. MC3T3-E1 Subclone 14細(xì)胞穩(wěn)定傳代后
當(dāng)細(xì)胞因狀態(tài)變差、培養(yǎng)條件改變、污染等不利因素而出現(xiàn)空泡化時(shí)，意味著細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)遭受了嚴(yán)重的破壞，其空泡化過程往往呈現(xiàn)出不可逆性，最終可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
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