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論原代細胞培養:抗生素,是敵是友?

版權所有,轉載請聯系基因市場部
2019-08-21

在細胞培養的過程中,各種的“入侵者”總是防不勝防,不僅影響了細胞的生長狀態,還破壞了實驗結果。對于很多實驗員來說,應對方案就是往培養基里面加抗生素,例如青霉素 (Penicillin) ,慶大霉素 (Gentamicin)或兩性霉素 ( Amphotericin) 等等。但很多人不知道的是, 不同抗生素會對細胞的代謝,增值,分化,甚至是基因表達都有不同程度的影響。因此抗生素的使用,雖然起到了抗污染,但同時也帶來了新的問題。


早在1970年到1990年期間,就有不少報導指出β-內酰胺類抗生素,如青霉素,對于真核細胞培養有抑制增殖作用[1]。類似影響也有在氨基糖甙類抗生素上觀察到。這種抑制增殖作用在原代細胞和干細胞上尤其明顯[2-6]。由于細胞系具有永生性,因此抑制作用相對不明顯。除此以外,抗生素的使用也可能會對基因表達有影響,最終影響實驗結果。


在德國杜塞爾多夫Leibniz研究中心的Thomas Haarmann-Stemmann博士對抗生素的抑制增殖作用感同身受。Haarmann-Stemmann博士的研究方向是利用Normal human epidermal keratinocytes (NHEK, 正常人表皮角質形成細胞) 了解紫外線對皮膚細胞造成的機制和如何預防。他們用同一批細胞分兩組進行平行驗證,一組不加抗生素,一組加慶大霉素和兩性霉素。4到5天后,無抗生素組差不多鋪滿了培養皿,而加了抗生素的只覆蓋了30%-40%(圖1)。

圖1:NHEK細胞分別在無抗生素(左)和有抗生素(右)的培養基中培養7天后的效果。


雖然抗生素抑制細胞增殖的機制至今未有明確解釋,但是根據內共生理論 (endosymbiont theory),細胞內的線粒體是來源于細菌的,意味著分子組成和結構和細菌接近,因此對抗生素敏感。線粒體是細胞能量的主要來源,當其活性被抑制,就會導致細胞增殖被抑制。其實在實驗時,只要對相關儀器,耗材和試劑進行嚴格消毒,細胞處理按規范操作,細胞還是不容易受污染的。

考慮到抗生素對細胞生長的負面影響,PromoCell的培養基均不添加抗生素,而且成分都是經過測試和優化,能讓細胞達到最好的生長狀態。如有必要,實驗員也可以自行添加抗生素。快聯系身邊的基因人,找到合適你的培養基,參加買9送1活動吧!

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參考文獻:

[1] Neftel, KLAUS A., and U. Hübscher. "Effects of beta-lactam antibiotics on proliferating eucaryotic cells." Antimicrobial agents and chemotherapy 31.11

[2] Llobet, Laura, et al. "Side effects of culture media antibiotics on cell differentiation." Tissue Engineering Part C: Methods 21.11 (2015): 1143-1147.

[3] Cooper, MATTHEW L., JULIE A. Laxer, and JOHN F. Hansbrough. "The cytotoxic effects of commonly used topical antimicrobial agents on human fibroblasts and keratinocytes." The Journal of trauma 31.6 (1991): 775-82.

[4] Cooper, Matthew L., et al. "Cytotoxicity to cultured human keratinocytes of topical antimicrobial agents." Journal of Surgical Research 48.3 (1990): 190-195.

[5] Divya S. Varghese, Shama Parween, Mustafa T. Ardah, Bright Starling Emerald, and Suraiya A. Ansari, “Effects of Aminoglycoside Antibiotics on Human Embryonic Stem Cell Viability during Differentiation In Vitro,” Stem Cells International, vol. 2017, Article ID 2451927, 18 pages, 2017

[6] Nygaard, Uffe H., et al. "Antibiotics in cell culture: friend or foe? Suppression of keratinocyte growth and differentiation in monolayer cultures and 3D skin models." Experimental dermatology 24.12 (2015): 964-965.



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