支原体的特征及污染对细胞功能的主要影响

支原体是最小和最简单的自我复制生命体。由于支原体体积小（100 nm），缺乏刚性的细胞壁，因此肉眼无法检测到支原体，它们可以透过一般过滤膜，并对很多抗生素都具有抵抗力。支原体污染是细胞培养中的一个主要问题，不止影响实验结果的有效性，更会影响细胞工程制药的质量和安全性。

支原体的特征：

支原体属于柔膜菌纲，其成员特征为缺乏细胞壁以及拥有多变的形态。支原体对包括原代细胞在内的所有真核细胞类型具有高度传染性。成百上千的支原体可以附着在一个细胞上，与细胞膜融合、繁殖，最终数量可以超过培养细胞1000倍。支原体可以彻底改变细胞特性和扭曲研究结果。而支原体脂蛋白可被Toll样受体2（TLR2）识别并激活免疫细胞。支原体没有细胞壁的特点使它们对常用的抗生素（如青霉素和链霉素）产生抗性。此外，它们的尺寸微小（~100nm），能够穿透过0.2μm的标准过滤膜。因此，我们需要采取预防措施来防止细胞培养物受到污染。

支原体污染对细胞功能的主要影响：

支原体与宿主细胞竞争营养素和代谢物前体。因此，它们能改变许多细胞功能，影响到细胞代谢和细胞生长，最终导致细胞死亡。通过对受污染的人源细胞进行微阵列分析，科学家发现支原体严重影响数百个基因的表达，当中包括受体、离子通道、生长因子和致癌基因。一旦与宿主细胞膜粘附或融合，支原体可以通过干扰信号级联和细胞因子产生，进一步损害细胞。这些有害效应会强烈干扰实验数据，导致研究结果无效，特别是当涉及表达TLR2的免疫细胞时，如巨噬细胞。

检测支原体的 5 大原因：

1.珍贵细胞系的损失

2.对数据可靠性和再现性的严重影响

3.大多数学术期刊都要求进行测试

4.全球高达35%的污染率，包括细胞库

5.时间和金钱的损失

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细菌污染概述&如何检测细菌污染？

细菌是广泛存在的单细胞微生物。它们的直径通常只有几微米，形状各异，从球状、棒状到螺旋状。细菌是细胞培养中最常见的生物污染物。尽管可以用光学显微镜进行检测，在污染的早期阶段，细菌很容易被误认为是细胞碎片。

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“污染嫌疑者”

常见的污染源？

实验室操作人员

葡萄球菌的主要源头。

脏水浴、恒温箱、玻璃器皿……

假单胞菌和黄杆菌的主要源头。

从动物组织分离出的细胞

共生菌群和/或无症状感染的源头。

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如何检测细菌污染？

在污染的早期阶段，因为细菌比真核细胞（10-100μm）小得多（1-10μm），它们可能被误认为是细胞碎片。因此，在显微镜下使用相位对比（100x-400x）检查细胞培养是很重要的。您有没有看到小黑点、棒状物、螺旋状物？它们可以是单独存在，成链存在，或者成簇存在。它们是能活动的吗？如果答案是肯定的，您的细胞培养可能受到了污染。

由于细菌生长速度快，它们能在48小时内引起培养基的变化，细菌污染从105cfu/ml起变得肉眼可见，培养基呈浑浊状态。细菌代谢导致培养基pH值下降，如果含有酚红，培养基会从红色变到黄色表示pH值下降。最终，培养环境不再适合真核细胞导致其死亡。这些受污染的培养物应该被废弃，但如果它们是不可替代的话，

可使用InvivoGen的复合抗生素处理（见细菌污染的清除跟预防一文）。

1. Ryan J. 2008., 2.  Lincoln C. & Gabridge M. 1998., 3. Fogh J. 1973., 4. McGarrity 

GJ. & Coriell LL. 1971., 5. Gray JS. et al. 2010., 6 McGowan JE Jr., 2006.

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如何检测细胞培养中的真菌污染？

与支原体和细菌不同，真菌是真核生物。真菌可以作为圆形或椭圆形体（酵母）存在，可以形成链或簇，也可以是长的细丝（菌丝）24。菌丝在污染的后期呈现模糊斑块状形成霉菌24。真菌污染是细胞培养中的一个严重问题，能够影响实验结果的有效性。更重要的是，这类型的污染极难根除，因为真菌可以通过孢子随空气流动传播。许多真菌种类的休眠孢子能在极端恶劣和不良环境中存活，一旦它们遇到合适的生长条件时就会被激活。

如何检测细胞培养中的真菌污染？

酵母是最小的真菌（3-10 μm）。它们可以透过光学显微镜看到。依据大小和生长阶段的不同，菌丝在一些情况下可以用肉眼或光学显微镜检测到。在大量污染的情况下，菌落形成的霉菌会浮在细胞培养表面。在这种情况下，不要打开容器并丢弃培养物，以免传播孢子。有时候，培养基的pH值可能增加，导致含酚红的培养基呈现粉红色。

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