沒有細胞培養(yǎng)，科學進步是不可想象的。這種研究工具在生命科學中已經變得不可替代，自20世紀初細胞培養(yǎng)史開始以來，它已經得到了極大的發(fā)展。如今，生物醫(yī)學研究越來越依賴于新的方法，包括3D細胞培養(yǎng)、原代細胞培養(yǎng)、組織工程和再生療法。即使你每天都在處理細胞培養(yǎng)，我們也很可能發(fā)現了一些你不知道的關于細胞培養(yǎng)的事實。你準備好學習新東西了嗎？

1：塑料會污染細胞培養(yǎng)物

除了病毒、細菌、支原體和內毒素等“已知”污染物外，從塑料儀器或水中存在的一系列物質中洗脫的增塑劑也會污染培養(yǎng)中的細胞并影響其形態(tài)和生長（Yao和Asayama，2017）。

2：青蛙神經纖維是第一批成功培養(yǎng)的細胞

1907年，美國動物學家羅斯·格蘭維爾·哈里森是第一位成功在體外培養(yǎng)動物細胞的研究人員。他將細菌學中的“懸滴”方法用于組織培養(yǎng)，并設法在淋巴培養(yǎng)基中培養(yǎng)青蛙神經母細胞（Abercrombie，1961）。

3:超過32000篇論文依賴于沒有已知原始庫存的細胞系

使用錯誤識別的細胞系是生命科學中一個非常相關的問題。研究估計，超過32000篇論文報道了使用錯誤細胞獲得的結果。不僅如此，還有多達50萬篇其他論文引用了這些報告，使文獻的“污染”成為一個非常嚴重的問題（Horbach和Halffman，2017）。

4:超過一半的研究人員未能重復自己的實驗

《自然》雜志對1500多名研究人員進行的一項調查顯示，70%的研究人員無法復制另一位科學家的實驗，其中一半的研究人員甚至無法復制自己的實驗。

5:第一個“不朽”細胞系HeLa在未經捐贈者同意的情況下建立

1951年，亨麗埃塔·拉克斯（Henrietta Lacks）是一位被診斷為子宮頸癌癥的非裔美國女性，她通過腫瘤活檢獲得的細胞被用于建立第一個人類細胞系。然而，組織樣本是在未經她的許可或知情的情況下采集的，直到1975年，她的家人才知道這個細胞的存在。這一問題引起了人們對生物醫(yī)學研究中隱私和患者權利的擔憂。直到2013年，也就是她去世60多年后，美國國立衛(wèi)生研究院和拉克斯的后代才就她的細胞和遺傳信息的使用達成一致。這一安排開創(chuàng)了細胞培養(yǎng)史和研究倫理的先河。

6:幾乎25%的細胞系污染是由HeLa細胞引起的

1967年，美國科學家斯坦利·邁克爾·加特勒檢查了他為華盛頓大學的一個項目收集的20個個體人類細胞系。他通過電泳分析了葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）和磷酸葡萄糖變位酶（PGM）的多態(tài)性，發(fā)現所有細胞系都表現出相同的表型，因此在遺傳上是相同的。此外，檢測到的G6PD等位基因僅在非洲人后裔中發(fā)現，盡管原始細胞系來自高加索血統(tǒng)的供體。這一觀察結果促使Gartler得出結論，所有細胞都是被污染并生長在其他細胞之上的HeLa細胞（Gartler，1968）。這一認識造成了巨大的科學困境，并給之前20年細胞培養(yǎng)史上基于細胞培養(yǎng)的發(fā)現打上了一個很大的問號。時至今日，人類細胞系中24%的污染都是由HeLa細胞引起的（Lin et al.，2019）。

7：細胞培養(yǎng)史：第一種現代培養(yǎng)基誕生于60多年前

培養(yǎng)基199由J.F.Morgan于1950年開發(fā)，是第一批用于培養(yǎng)哺乳動物細胞的合成培養(yǎng)基之一（Morgan等人，1950）。當時設計一種不含動物成分的化學定義培養(yǎng)基的想法使培養(yǎng)基199成為疫苗生產的理想培養(yǎng)基。它還允許大規(guī)模生產用于1955年脊髓灰質炎疫苗接種細胞的疫苗。摩根九年后，科學家哈里·伊格爾開發(fā)了最低必需培養(yǎng)基（MEM），其中含有葡萄糖、鹽、氨基酸和維生素的混合物（伊格爾，1959年）。

8：培養(yǎng)基的成分可以相互作用并影響培養(yǎng)的細胞

當你試圖優(yōu)化你的培養(yǎng)基時，要考慮到：培養(yǎng)基的各個組成部分并不是單獨行動的。成分可以相互作用，它們對細胞的影響并不總是可以預測的。當在培養(yǎng)基中替換動物血清時，這一點尤為重要。你可能需要使用數學算法來優(yōu)化多種化合物的組合，并為細胞生長建立最佳條件（Yao和Asayama，2017；Kim和Audet，2019）。

9：“迷你大腦”可以從多能干細胞中生長出來

在2013年發(fā)表在《自然》雜志上的一篇開創(chuàng)性論文中，馬德琳·蘭卡斯特博士和她的團隊開發(fā)了一種在體外產生大腦類器官或“迷你大腦”的方案，從多能干細胞開始，使用3D支持矩陣和旋轉生物反應器。這些類器官含有不同類型的神經細胞，其結構與哺乳動物的大腦非常相似。此外，它們顯示了早期人類大腦發(fā)育的特征（Lancaster等人，2013）。同一研究團隊通過在腦類器官中引入致癌突變，成功創(chuàng)建了腦腫瘤模型（Bian et al.，2018）。

10:2003年是生物打印的里程碑

得克薩斯大學埃爾帕索分校的生物工程師托馬斯·博蘭德在使用噴墨打印機時，注意到墨滴的大小與人體細胞的大小大致相同。這一觀察結果促使他在墨盒中填充活牛細胞、營養(yǎng)素和其他生物相容性物質，以產生能夠打印活組織的“生物墨水”（Patel，2016）。

11:以色列研究人員成功地用脂肪組織制作了一個3D打印的人類心臟

2019年4月，特拉維夫大學分子細胞生物學和生物技術學院的研究員Tal Dvir和他的團隊發(fā)表了一篇論文，介紹了一種新方案的成功，該方案通過對人類網膜組織的活檢來3D打印厚的、血管化的、可灌注的心臟。這些心臟不會跳動，只有兔子的心臟大小，但它們完全符合患者的免疫、細胞、生化和解剖特性。這些結果代表著在尋找心臟病新療法的道路上向前邁出了一大步（Noor等人，2019）。

12：工程師和癌癥研究人員合作開發(fā)新的3D支架

密歇根大學的一個跨學科研究小組創(chuàng)建了一個纖連蛋白纖維網絡，該網絡交錯在微型隔間的網格上。這種結構可以為單個患者的癌癥細胞生長和癌癥藥物測試提供自然環(huán)境，這是個性化治療方法的兩個先決條件（Jordahl等人，2019）。

13：過冷可以延長人體器官的保存時間

《自然生物技術》雜志最近的一篇文章報道了一種在-4oC下過冷卻和儲存人類肝臟而不結冰的新方法。這種方法可以將器官的離體壽命從目前的12小時延長到27小時，這將擴大肝移植的機會（de Vries等人，2019）。

14：人工智能可能會解釋你的下一個細胞生物學大數據集

人工智能的重大進展正在將深度學習轉變?yōu)樯镝t(yī)學和細胞生物學的研究伙伴。最近，深度學習成功地促進了熒光染色預測、細胞類型分化、細菌耐藥性和超分辨率顯微鏡等應用（Waisman等人，2019）。

15:2021年3D細胞培養(yǎng)市場可能達到近40億美元

根據英國廣播公司的研究，2016年全球3D類器官細胞培養(yǎng)市場的價值為10億美元，2021年幾乎翻四番，因此年增長率約為30%。研發(fā)投資的增加、技術的快速進步以及消費者醫(yī)療保健的改善，都推動了市場的增長。

為什么類器官發(fā)展如此迅速？

類器官可高度模擬原位組織的生理結構、功能以及發(fā)育和分化過程，可廣泛用于藥物開發(fā)、疾病建模、癌癥研究、發(fā)育生物學、再生機制、精準醫(yī)療和器官移植等研究領域,它的出現可以減少對實驗動物的虐殺。

類器官培養(yǎng)基以無血清無動物源組分干擾為基礎，主要為杜絕血清里不明生長因子及動物源支原體，衣原體和病原體的帶入影響類器官形成以及實驗結果

上海啟達生物科技有限公司提供的無血清無動物源類器官培養(yǎng)基如下：