體外培養的細胞,按照生長方式可分為黏附型細胞和懸浮型細胞兩大類。
一、黏附型細胞
黏附型細胞是必須附著在某一固相支持物表面才能生長的細胞。由于體內、外生長環境不同,故細胞在體內、外的黏附方式也存在差異。在體內,細胞的黏附是的,細胞的各個部分都與周圍環境相接觸,因而細胞外形具有復雜的立體特征。當細胞被轉移到體外環境中之后,能夠提供附著面的只有培養器皿的壁,大多數情況下,細胞只有一個附著平面,因而培養細胞的外形一般與在體內時明顯不同。
按照培養細胞的主要形態,可將黏附型細胞分為以下幾大類型:
1、成纖維細胞型
成纖維細胞型的細胞外形與體內成纖維細胞形狀相似,細胞呈梭形、長條形、多角形或不規則形,后兩種情況下常具寬扁胞質突起(片狀偽足);胞質近中央處有橢圓形胞核,胞體一般鋪展很開。多數情況下,細胞之間排列疏松,有較大細胞間隙。有時也見相互平行排列,成群細胞呈現放射狀、漩渦狀等走行形式。起源于中胚層的細胞在體外培養時一般表現為此型,如成纖維細胞、肌肉細胞、骨與軟骨細胞以及血管內皮細胞等。
2、上皮細胞型
上皮細胞型的細胞外形類似上皮細胞,細胞大體為扁平,形態較為規整,細胞大致呈多角形,胞體近中央處有扁圓的細胞核;細胞之間相互銜接或呈鑲嵌狀緊密排列;當細胞緊密排列時,細胞可為六角形或多角形,因為相互擁擠而呈現“鋪路石樣”,局部可構成單層的上皮樣“膜片組織”。起源于內、外胚層的細胞體外培養時可能呈現此型,如皮膚表皮及其衍生物、消化管上皮、肝胰、肺泡上皮等。
3、游走細胞型
體外培養中的游走型細胞具有類似巨噬細胞樣的特征。細胞相互分散,一般不形成群落;細胞內易出現色暗的吞噬性顆粒,常具有胞質突起(偽足)。這類細胞在培養器皿生長的位置不固定,經常處于較活躍的變形及游走狀態,因此外形不規則且不斷變化。當細胞密度增大相互連接成片時,游走受限,形狀上類似上皮型細胞或成纖維細胞型的細胞。主要是具有吞噬作用的單核巨噬細胞系統的細胞,如顆粒性白細胞、淋巴細胞、單核細胞、巨噬細胞以及某些腫瘤細胞。
4、多形細胞型
多形型細胞是一些形態上不規則的細胞,不規則形態由寬扁的胞質突起所致。其細胞一般分胞體和胞突兩部分。胞突為細長形,類似絲狀偽足。胞體雖略呈多角形,但沒有成纖維細胞型那樣不規則。體外培養中呈現多形型的細胞常見的類型是神經元和神經膠質細胞。
上述四種形態學類型是黏附型培養細胞的常見形式,也是較為明顯的幾種形態學形式。然而許多情況下,所培養的細胞并不一定呈現典型的形態形式,而會出現一些過渡形態,甚至同一種細胞不同的培養階段也會出現不同的培養形態。能夠影響細胞形態學特征的主要因素包括血清成分、培養液中的添加成分、培養液的酸堿度、氣相環境、溫度等條件。
二、懸浮型細胞
懸浮型細胞在培養時不粘附于支持物上,而是呈懸浮生長狀態,如某些癌細胞和血液白細胞,懸浮生長的細胞胞體多為圓球形,適于大量繁殖。
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