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【吉锐生物】关于支原体的二三事

2019-09-30 作者:Genloci
支原体污染细胞的严重性

支原体又称霉形体,归属于柔膜体纲,共有6个属,120个种别,没有细胞壁,也不能合成细胞壁前体,有三层结构的单位膜,不能维持固定的形态而呈现多形性它广泛存在于自然界中,有80余种,污染细胞最常见的支原体包括发酵支原体、猪鼻支原体、口腔支原体、精氨酸支原体、梨支原体、唾液支原体和人型支原体。支原体通常附着在细胞的表面,并影响其宿主细胞的生理、遗传等多方面的正常功能,用这些污染后貌似正常的细胞做试验或生产,将会严重影响结果。

对细胞生长繁殖和形态的影响

细胞培养物被支原体污染后生长减慢,且产生细胞病变,表现为细胞体积增大,碎片增多,在细胞质中产生一些颗粒;细胞内病毒繁殖受阻,使细胞形成空斑。光镜下形成不正常密度生长的单层,贴壁细胞形成“流沙样”脱落、裂解。某些支原体可在侵入细胞8h使线粒体膨胀,继而被破坏,细胞核萎缩呈空泡化,细胞微管解聚,培养瓶中细胞与细胞间隙出现膜状沉积,细胞无法传代,甚至整个细胞群体溶解。

对细胞代谢和功能的影响

有些被污染后的细胞,虽形态上变化不明显,但培养液pH变化较大,培养基中的必需氨基酸被消耗掉,如谷氨酸或核苷前体,改变细胞代谢。支原体吸附在细胞表面,破坏细胞膜的完整性,影响细胞信号传递;消耗细胞的核苷库,引起细胞染色体异常;发酵型支原体能迅速降解简单糖类,代谢产生的酸能改变细胞的功能;利用精氨酸的支原体则发生精氨酸效应,从而影响蛋白质和核酸的合成、导致细胞的分裂和生长受阻;引起细胞酶谱改变;由于支原体对细胞膜的吸附,干扰膜受体的功能,改变信号传递,破坏膜的完整性。在单克隆抗体制备中,骨髓瘤或杂交瘤细胞因支原体的污染而导致融合失败或抗体分泌能力下降以至丧失。

引起染色体异常

改变染色体组型,通常可导致细胞染色体断裂、数目减少,出现双着丝点染色体、环状染色体等。
对免疫细胞产量的影响

支原体能影响巨噬细胞的活性,抑制干扰素的合成和降低其活性,加大了继发感染其他细菌和病毒的几率,同时,通过植物血凝素干扰淋巴细胞的刺激、分化。

细胞污染的处理

细胞一旦被支原体污染,彻底清除是非常困难的,若污染细胞价值较大,又难以重新得到,就需要采取一些清除支原体的措施。

裸鼠体内净化支原体

将被支原体污染的肿瘤细胞注射接种到4周龄~6周龄的裸鼠的腹腔或颈背皮下,在裸鼠体内自然净化30d后,将肿瘤组织取出重新培养,获得细胞系。该方法是利用宿主体内免疫系统的作用,杀死支原体。支原体大多是附着在细胞的表面,裸鼠体内具有非常活跃的巨噬细胞系统和体液性杀菌物质,如抗体、补体及溶菌酶等,以上因素对附着种植细胞表面的支原体起吞噬与杀灭作用,从而使接种的细胞得以“净化”。

体外支原体清除

由于体外培养的细胞自身没有抵抗污染的能力,多数细胞一旦发生污染,将无法挽回,而且很可能造成珍贵菌株丢失以及宝贵时间和昂贵培养基的浪费,目前市面常见的支原体清除试剂绝大对数以抗生素为主,目前已采用的抗生素有卡那霉素、四环素、庆大霉素、链霉素、金霉素等。但是细胞培养液中滥用抗生素,可能在无菌技术中造成混乱,导致支原体和其他微生物的污染,为避免这种情况的发生,抗生素只应用于特定情况或短期应用。

支原体清除剂(多肽)

吉锐生物研发的MycoplasmaOUT Treatment是一种可杀灭支原体的多肽类生物制剂,由于支原体没有细胞壁,只有简单的质膜,MycoplasmaOUT Treatment与支原体膜特异性结合,多肽带正电荷,支原体带负电荷,多肽因静电作用,作用于支原体细胞膜,改变支原体膜的渗透压,支原体对渗透压敏感,渗透压的改变可致支原体破裂死亡。而细胞膜由于其部分成分可与多肽上电荷进行中和,因此不会改变细胞的任何特性,故对细胞造成的毒性极低。支原体被杀死后,细胞能够很快恢复其正常的生长与繁殖状态。

除此以外,还有加温处理法、光灭活法 、血清处理、抗血清处理 、MPDR有限稀释法过滤法、金属盐表面活性剂、多烯抗真菌剂、巨噬细胞吞噬法等。但是由于这些方法在具体实施工程中有限制,因而使用的并不多见。

文章参考:武昱孜[1], et al. "支原体对细胞培养污染的研究概况." 动物医学进展34.9(2013):112-117.