內(nèi)毒素對細胞培養(yǎng)的影響與來源及應對策略有哪些？
小楊 / 2025-05-14 09:18:04
內(nèi)毒素（Endotoxin）是革蘭氏陰性菌細胞壁的主要成分，主要為脂多糖（LPS）。在細胞培養(yǎng)中，即使極低濃度的內(nèi)毒素污染也可能對細胞功能、增殖和實驗結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。以下是內(nèi)毒素的影響及應對策略的詳細分析：
一、內(nèi)毒素對細胞培養(yǎng)的影響
1、細胞毒性作用
內(nèi)毒素可通過結(jié)合細胞表面的Toll樣受體4，激活NF-κB等信號通路，誘導細胞凋亡或壞死，尤其對原代細胞、干細胞和免疫細胞（如
巨噬細胞）毒性顯著。
高濃度內(nèi)毒素會導致細胞膜損傷，細胞形態(tài)改變（如收縮、脫落）。
2、免疫反應激活
在免疫相關(guān)細胞（如
樹突狀細胞、
單核細胞）中，內(nèi)毒素會觸發(fā)炎癥因子的分泌，干擾實驗的免疫學結(jié)果。
可能掩蓋實驗處理的真實效應，導致假陽性或假陰性結(jié)果。
3、干擾細胞功能
影響細胞增殖、分化和代謝活性（如抑制胚胎干細胞分化）。
改變基因表達譜，干擾信號通路研究。
4、實驗體系污染
內(nèi)毒素可吸附在塑料器皿或培養(yǎng)基成分中，長期累積污染，影響實驗可重復性。
二、內(nèi)毒素污染的來源
細胞培養(yǎng)試劑（如血清、培養(yǎng)基、胰酶）。
實驗耗材（如移液管、培養(yǎng)皿）生產(chǎn)過程中滅菌不徹底。
實驗操作環(huán)境或人員操作引入的細菌污染。
三、應對策略
1、預防內(nèi)毒素污染
嚴格質(zhì)量控制
選擇“內(nèi)毒素無/極低”（如＜0.1 EU/mL）的試劑（如
胎牛血清、
培養(yǎng)基），優(yōu)先選用經(jīng)認證的無內(nèi)毒素耗材。
無菌操作規(guī)范
避免手部或環(huán)境中的細菌污染，使用層流超凈臺并定期消毒。
去內(nèi)毒素處理
對可能污染的試劑，可通過以下方法去除內(nèi)毒素：
親和層析法：使用多粘菌素B或重組內(nèi)毒素結(jié)合蛋白的層析柱。
過濾法：0.22 μm濾膜聯(lián)合去內(nèi)毒素濾器。
高溫處理：干熱250℃ 30分鐘（僅適用于耐高溫材料）。
2、檢測內(nèi)毒素
鱟試劑法（LAL試驗）
凝膠法：定性檢測內(nèi)毒素是否存在（如形成凝膠）。
顯色法/比濁法：定量檢測內(nèi)毒素濃度（靈敏度可達0.01 EU/mL）。
體外細胞模型檢測
使用對LPS敏感的細胞檢測培養(yǎng)液中炎癥因子的釋放。
3、污染后的補救措施
更換試劑與耗材：立即停用污染批次，更換無內(nèi)毒素的培養(yǎng)基和血清。
清洗細胞：用無內(nèi)毒素PBS多次洗滌細胞，更換新鮮培養(yǎng)基。
添加抑制劑：在實驗需求允許時，可加入TLR4抑制劑或多粘菌素B（需注意其細胞毒性）。
重新制備樣本：若污染嚴重，建議丟棄污染細胞并重新培養(yǎng)。
四、注意事項與誤區(qū)
高壓滅菌無法去除內(nèi)毒素：內(nèi)毒素耐高溫（需≥250℃干熱30分鐘才能滅活）。
血清中的內(nèi)毒素：胎牛血清（FBS）是常見污染源，需選擇經(jīng)透析或過濾處理的產(chǎn)品。
內(nèi)毒素吸附性：內(nèi)毒素易吸附在塑料表面，常規(guī)清洗難以徹底去除，需使用專用去內(nèi)毒素試劑。
五、總結(jié)
內(nèi)毒素污染是細胞培養(yǎng)中隱蔽性強、危害大的問題，需通過嚴格預防、定期檢測和科學處理來規(guī)避風險。對于高敏感性實驗（如干細胞培養(yǎng)、免疫學研究或藥物篩選），建議建立內(nèi)毒素監(jiān)控流程，確保實驗數(shù)據(jù)的可靠性。
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