Ключевая разница – первичная и вторичная клеточная культура
Прежде чем обсуждать разницу между первичной и вторичной клеточной культурой, давайте сначала кратко определим, что такое клеточная культура. Культура клеток - это процесс удаления клеток животного или растения и последующего выращивания в искусственно контролируемой среде. Клетки могут быть непосредственно удалены из ткани и дезагрегированы ферментативными или механическими методами или могут быть получены из уже укоренившейся культуры. Ключевое различие между первичной и вторичной клеточной культурой заключается в том, что клетки для первичной клеточной культуры получают непосредственно из ткани животного или растения, а клетки для вторичной клеточной культуры получают из уже установленной первичной культуры. Следовательно, вторичная культура - это новая культура, возникшая из первичной культуры.
Давайте рассмотрим значение терминов «первичная» и «вторичная» культура клеток, чтобы лучше их различать.
Что такое первичная клеточная культура?
Первичная культура клеток представляет собой отделение клеток от родительской ткани животного или растения с помощью ферментативных или механических мер и поддержание роста клеток в подходящем субстрате в стеклянных или пластиковых контейнерах в контролируемых условиях окружающей среды. Клетки в первичной культуре имеют тот же кариотип (количество и внешний вид хромосом в ядре эукариотической клетки), что и клетки исходной ткани. Первичные клеточные культуры можно разделить на две группы в зависимости от типа клеток, используемых в культуре.
Зависимая от привязки или прикрепляющаяся клетка – этим клеткам требуется прикрепление для роста. Адгезивные клетки обычно происходят из тканей органов, например из почек, где клетки неподвижны и встроены в соединительную ткань
Независимые или подвесные ячейки Anchorage – эти ячейки не требуют прикрепления для роста. Другими словами, эти клетки не прикрепляются к поверхности культурального сосуда. Все суспензионные культуры получены из клеток системы крови; например, лимфоциты лейкоцитов взвешены в плазме
Клетки, полученные из первичных культур, имеют ограниченную продолжительность жизни. Ячейки не могут удерживаться бесконечно по нескольким причинам. Увеличение числа клеток в первичной культуре приведет к истощению субстрата и питательных веществ. Кроме того, клеточная активность будет постепенно повышать уровень токсичных метаболитов в культуре, подавляя дальнейший рост клеток.
На этом этапе необходимо провести вторичную или пересевную культуру, чтобы обеспечить непрерывный рост клеток.
Что такое вторичная культура клеток?
Как описано выше, когда клетки в адгезивных культурах занимают весь доступный субстрат или когда клетки в суспензионных культурах превосходят способность среды поддерживать дальнейший рост, пролиферация клеток начинает снижаться или полностью прекращается. Чтобы поддерживать оптимальную плотность клеток для продолжения роста и стимулировать дальнейшую пролиферацию, первичную культуру необходимо пересева. Этот процесс известен как вторичная культура клеток.
Во время вторичной клеточной культуры клетки из первичной культуры переносят в новый сосуд со свежей питательной средой. Процесс включает удаление предыдущей питательной среды и диссоциацию прилипших клеток в прилипших первичных культурах. Периодически требуется вторичное культивирование клеток, чтобы обеспечить клетки пространством для роста и свежими питательными веществами, тем самым продлевая жизнь клеток и увеличивая число клеток в культуре.
Вторичное культивирование определенного объема первичной культуры в равном объеме свежей питательной среды позволяет поддерживать клеточные линии в течение длительного времени. Вторичное культивирование в больший объем свежей питательной среды практикуется для увеличения количества клеток, например, в промышленных процессах или научных экспериментах.
В чем разница между первичной культурой клеток и вторичной культурой клеток?
Поскольку мы теперь поняли эти два термина по отдельности, мы сравним их, чтобы найти другие различия между ними.
Когда использовать первичную и/или вторичную клеточную культуру
Это зависит от того, что вы хотите узнать и какой тип эксперимента вы проводите.
Первичная клеточная культура: это процесс, используемый для культивирования клеток из исходной ткани. Клетки в первичной культуре будут иметь конечную продолжительность жизни из-за истощения субстрата и питательных веществ и накопления токсинов по мере роста популяции. Первичная культура, несмотря на методы разделения, используемые в процессе выделения, может содержать несколько типов клеток. Однако это не может быть проблемой во всех типах экспериментов, и в таких случаях можно использовать только первичную культуру.
Вторичная культура клеток: Обычно количество клеток, полученных из первичной культуры, недостаточно в экспериментах. Вторичная культура клеток дает возможность увеличить популяцию клеток, а также увеличить продолжительность жизни. Это дает возможность дальнейшей селекции клеток с использованием селективной среды и обеспечивает генотипическую и фенотипическую однородность в популяции. Этот процесс используется для создания копий культур для базовой характеристики, сохранения и экспериментов.
Сходство с родительской тканью
Первичная клеточная культура: Клетки для первичной клеточной культуры получают непосредственно из тканей животных или растений. Следовательно, клетки в первичной культуре очень похожи на исходную ткань, и, соответственно, биологическая реакция может быть ближе к ситуации in vivo, чем реакция вторичной клеточной культуры.
Вторичная клеточная культура: Вторичная клеточная культура происходит из первичной клеточной культуры. Хотя субкультивирование продлевает срок жизни клеток, существует вероятность того, что после нескольких фаз клетки могут быть трансформированы или могут потерять контроль над тем, чтобы не делиться более определенного количества раз. Это может быть связано с мутациями или генетическими изменениями в первичных клетках во время субкультивирования. Например, некоторые микроорганизмы имеют тенденцию приспосабливаться к условиям культивирования, которые в основном отличаются от их естественной среды, изменяя свою биологию.
Процесс культивирования – получение клеток
Первичная клеточная культура: В первичной клеточной культуре ткани животных или растений проходят этапы промывки, рассечения и механической или ферментативной дезагрегации. Дезагрегированная ткань будет содержать множество различных типов клеток, и это может потребовать принятия метода разделения, чтобы изолировать интересующие клетки.
Вторичная культура клеток: Во вторичной культуре клеток, если первичная культура представляет собой адгезивную культуру, первым шагом является отделение клеток от прикрепления (поверхности сосуда для культивирования) механическими или ферментативными средствами. Затем клетки должны быть отделены друг от друга, чтобы сформировать единую клеточную суспензию.
Количество клеток в культуре
Первичная клеточная культура: нежелательно иметь абсолютную суспензию отдельных клеток, так как многие первичные клетки лучше выживают в небольших кластерах.
Вторичная клеточная культура: Достаточно получить суспензию отдельных клеток.
Продолжительность жизни культуры
Первичная клеточная культура: Первичные клеточные культуры имеют конечную продолжительность жизни. Как объяснялось выше, это связано с тем, что рост клеток истощает субстрат и питательные вещества и приводит к накоплению токсичных метаболитов. В результате постепенно скорость роста клеток падает, что приводит к гибели клеток.
Вторичная культура клеток: Вторичная культура клеток продлевает срок жизни клеток. Периодическое субкультивирование может привести к получению бессмертных клеток путем трансформации или генетического изменения первичных клеток.
Риск загрязнения
Первичная клеточная культура. За первичными клеточными культурами труднее ухаживать. Как правило, первичные клеточные культуры нуждаются в богатой смеси аминокислот, питательных микроэлементов, определенных гормонов и факторов роста. В результате риск заражения первичных клеточных культур выше, чем вторичных клеточных культур.
Вторичная клеточная культура: Вторичные клеточные культуры относительно просты в обслуживании, а риск заражения ниже, чем первичные клеточные культуры.
В этой статье мы попытались понять термины первичная клеточная культура и вторичная клеточная культура с последующим сравнением, чтобы выделить ключевые различия между ними. Основное различие заключается в том, как клетки получают из культуры; клетки для первичной клеточной культуры получают непосредственно из тканей животных или растений, а клетки для вторичной клеточной культуры получают из уже установленной первичной культуры.
