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內毒素對細胞的危害到底有多大?

提供者:上海威正翔禹生物科技有限公司   發布時間:2021/10/25 12:04:23  閱讀次數:47次   進入該公司店鋪

 我們常說,細胞培養過程中,在選購血清的時候,一定要看檢測報告,關注上面一些很重要的指標。比如病毒、內毒素這些。

不難理解,血清中如果有病毒存在,不僅細胞養不好,實驗人員的安全也會受到威脅。

 

那這血清中內毒素的高低對細胞培養會有啥影響啊?為什么選血清要選內毒素含量低的呢???

所以我們就來聊聊,細胞培養中血清的內毒素問題。

內毒素是個啥?

內毒素是革蘭氏陰性細菌細胞壁中的一種成分,叫做脂多糖。脂多糖對宿主是有毒性的。內毒素只有當細菌死亡溶解或用人工方法破壞后才釋放出來,所以叫做內毒素。

人體對細菌內毒素為敏感。

微量(1-5ng/kg,而1ng≈2.5EU)內毒素就能引起體溫上升,發熱反應持續約4小時后逐漸消退。

自然感染時,因革蘭氏陰性菌不斷生長繁殖,同時伴有陸續死亡、釋出內毒素,故發熱反應將持續至體內病原菌消滅為止。

內毒素引起發熱反應的原因是內毒素作用于體內的巨噬細胞、中性粒細胞等,使之產生IL-1、IL-6和TNF-α等細胞因子,這些細胞因子作用于宿主下丘腦的體溫調節中樞,促使體溫升高發熱。

由于內毒素是細菌死亡裂解或自溶引起的,因此環境中大量存在內毒素。但是如果在細胞培養過程中,出現了大量內毒素,可不是一件好事。

內毒素對細胞有啥影響?

此,有人做過實驗,來觀察內毒素對細胞培養的影響,記錄的影響包括:刺激白細胞培養物產生組織因子、激活鼠巨噬細胞,以及通過低水平(低于 1 ng/mL)的內毒素抑制鼠類紅細胞集落形成等一系列指標。

隨后,發表了許多關于內毒素對體外細胞功能和生長影響的論文。

編輯

Morris等人發現(1),只需暴露 6 小時,低至 0.5 ng/mL 的內毒素水平可以顯著增加馬腹膜巨噬細胞中IL-6的產生。Mattern等人發現(2), 100 ng/mL 內毒素可以刺激人類 T 細胞的增殖及其淋巴因子的產生,但這種刺激需要與先暴露于內毒素的單核細胞直接物理接觸。Sibley等人報道,10 到 200 ng/mL 內毒素刺激鼠 B 細胞腫瘤細胞系 (70Z/3) 完成 IgM 的產生,然后在細胞表面表達(3)。

基于上述證據,很明顯,內毒素對每種細胞的影響是不一樣。接下來我們就看看產生這些影響的機制有哪些。

內毒素對細胞有啥影響?

關于內毒素與細胞培養物相互作用的機制仍有很多未知(4,5,6,7)。

有一些研究報道:

  • 在血清中發現了一種 60 kDa 的糖蛋白 LPS 結合蛋白 (LBP),它通過脂質 A 結構域與 LPS 結合,大大增強了與免疫系統細胞相互作用的能力。這種增強似乎需要特定的 55 kDa 糖蛋白受體來輔助配合。這種蛋白可以膜錨定在多種免疫細胞上,當與 LPS-LBP 結合時,會啟動一系列事件,導致細胞因子 mRNA 的產生和隨后細胞釋放多種細胞因子,但細胞內信號傳導究竟是如何發生的尚不wan全清楚。
  • LPS 也可能通過其他方式與細胞相互作用。一些缺乏 CD14 受體的細胞已被證明可以受到 LPS 的影響。LPS 可能通過未知受體、內吞作用或直接進入細胞膜進入細胞 (16)。Risco 等人(8) 證明 LPS 可以與細胞骨架微管結合,并在高濃度下抑制微管聚合。這種結合是LPS 的某些細胞毒性作用的一種可能機制,但作用似乎不涉及細胞因子激活。

參考文獻:

1、Morris,D.D., Crowe, N., Moore, J.N.and Moldawer, L.L. Endotoxin-Induced Production ofInterleukin 6 by Equine Peritoneal Macrophages In Vitro. Am. J. Vet. Res.53:1298-1301 (1992).

2、Mattern, T.,Thanhauser, A., Reiling, N.,Toellner, K., Duchrow, M., Kusumoto, S.,Rietschel,E.T., Ernst, M., Brade, H.,Flad, H.D. and Ulmer, A.J. Endotoxin and Lipid A StimulateProliferation of Human T Cells In the Presence of Autologous Monocytes. J.Immunol. 153:2996-3004(1994).

3、Sibley, C.H.,Terry, A. and Raetz, C.R.H.Induction of K Light Chain Synthesis in 70Z/3 BLymphoma Cells by Chemically Defined Lipid A Precursors. J. Biol. Chem.263:5098-5103 (1988).

4、Morrison, D.C.,Dinarello, C.A., Munford,R.S., Natanson, C., Danner, R., Pollack,M., Spitzer,J.J., Ulevitch, R.J., Vogel,S.N., and McSweegan, E. Current Status of BacterialEndotoxins. ASM News,60:479-484 (1994).

5、Raetz, C.R.H.Biochemistry of Endotoxins.Annu. Rev. Biochem. 59:129-170 (1990).

6、Raetz,C.R.H. Bacterial Endotoxins:Extraordinary Lipids that Activate EucaryoticSignal Transduction. J. Bact.175:5745-5753 (1993).

7.、Raetz,C.R., Ulevitch, R.J., Wright, S.D.,Sibley, C.H., Ding, A., and Nathan, C.F. Gram-negativeEndotoxin: An Extraordinary Lipid with Profound Effects on Eukaryotic SignalTransduction. FASEB J. 5:2652-2660 (1991).

8、Risco, C.,Dominguez, J.E., Bosch, M.A.,and Carrascosa, J.L. Biochemical and

ElectronMicroscopy Analysis of the Endotoxin Binding to Microtubules in vitro. Mol.Cell. Biochem. 121:67-74(1993).

從現有的研究可以看出,內毒素對于細胞培養影響還是很大的:

改變細胞外形

活化細胞,產生訊息傳遞物質

抑制酶活性

抑制人工受精的成功率等

內毒素過高,有時甚至會直接改變我們的實驗結果。所以要盡量避免內毒素的干擾。

一般來說,細胞或組織培養過程中內毒素污染源通常來自于血清、培養液及外加藥物配制用水等。

所以選擇內毒素含量低的血清就顯得尤為重要。

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