原代细胞培养在药物测试的使用与注意事项

长期以来，科学家多依赖永生化的细胞系来进行各种研究，但在过去十年，随着细胞生物学的发展，细胞培养领域发生了巨大变化，新型的技术和培养试剂让使用原代细胞作为研究对象成为可能。相比于细胞系，原代细胞更多保留了体内原始组织的生物学特征，如生长和衰老，因此通过原代细胞可建立更好的细胞疾病模型。

原代细胞（Primary cells）是指来源活体组织，经过特定分离方法制备而成的初始细胞。

原代细胞离体时间短且不经过永生化过程，其生物学特性未发生很大变化，仍保持原有的遗传特征，可更好地反映细胞在体内的生长状态，从而获得与体内生理功能更接近的数据，很适合用于药物测试、细胞分化和转化等实验研究。

01 原代细胞与细胞系该如何选？

原代细胞生长缓慢，一般认为，原代细胞培养的第1代和传代到第10代以内统称为原代培养。原代培养的细胞一般传至10代左右就不容易传下去了，细胞的生长会出现停滞，大部分细胞衰老死亡。但是有极少数的细胞能够度过“危机”而继续传下去，这些存活的细胞一般能够传到40-50代，这种传代细胞叫做细胞株。当细胞传至50代以后又会出现“危机”，这时有部分细胞的遗传物质发生了改变且带有癌变的特点，从而可能无限制地传代下去，这种传代细胞称为细胞系。

细胞系因其容易培养、种类多、产量可观的优点一直是细胞水平研究，且价格相对低廉，但细胞系“价廉却不一定物美”。研究发现，细胞系在连续培养的过程会不断发生突变，长时间的多次传代可能会导致细胞系的基因型和表型都发生变化，从而影响实验结果。例如有研究报道，HEK293经腺病毒转染后得到的细胞更接近未成熟神经元细胞；MDA-435作为乳腺癌细胞被广泛用于各种研究，但近年来越来越多证据表明其可能为一种黑色素瘤细胞。

原代细胞则不存在这些问题，虽然原代细胞分离和培养的成本可能相对更高，但原代细胞作为更接近体内环境的研究模型，可让你的研究结论更加接近“事实”，且原代细胞的使用可减少动物实验所需的成本开支。另外在某些人体体内无法进行的实验，原代细胞因其高度保持了在体内的生物学特性，可在一定程度解决这个问题。

由于永生化的细胞系与体内组织细胞的生物特性相差甚远，导致许多生理和病理的过程难以重复，近年来，原代细胞正逐步成为细胞和分子生物学研究的工具，为疾病机制、药物研发等提供了高质量的模型。但不可能否认的是，细胞系在科研中的地位仍十分重要，例如在标准化方案的确立上细胞系是良好的工具，某些需要大量细胞的研究如全基因组遗传筛选，由于原代细胞数量有限且对培养条件要求苛刻，细胞系也是。

02 原代细胞的分离与培养

原代细胞是出了名的难养，对培养环境和实验操作的要求更苛刻。原代细胞在体外通常只能传代少数几次，某些原代细胞（如神经元细胞）甚至无法进行传代。对于研究人员来说，如何才能经济高效地培养好原代细胞，并围绕这有限几次传代的细胞设计实验，是更大的一个挑战。

原代细胞是取材于切除的动物组织，通过酶处理，在适当的条件下培养直至达到足够的数量。分离的原代细胞有两种类型：贴壁细胞（锚定依赖性生长）和悬浮细胞（锚定非依赖性），贴壁细胞多来自器官组织，而悬浮细胞多来自血液系统的细胞。

从组织制备原代细胞，即使捱过了极其严苛的解离步骤，不严谨的分离操作可能会导致细胞生长缓慢、表型不一致甚至细胞污染，特别是由于组织中可能含有细菌等微生物，污染问题对于原代细胞的分离和培养是一个很大的隐患。而为了让研究人员不再为这些问题头疼，现在已经出现了一些细胞公司可供应现成的原代细胞，并对应配有充分优化的培养基和实验方案，这使得原代细胞的培养和研究比以往要轻松得多。

而对于具备自主从组织中获取原代细胞的实验室，也建议以商业化的原代细胞作为对照，采用均一性和稳定性更好的P2/P3代次进行实验，并用专门的原代细胞培养基进行培养，大限度提高原代细胞的生长。