说实话,刚进实验室那会儿,我也觉得“细胞系”这词儿挺玄乎。
听起来高大上,实际上就是培养皿里那一坨肉乎乎的东西?
大错特错。
要是你将它视作平常的食材, 或者当作简易的生物组织, 那么你距离翻车就快要到了。
这里面的水,深得很。
今儿个咱不弄那些华而不实、徒有其表的定义, 就唠唠这东西究竟是个啥, 还有为啥它能把无数搞科研的人员折磨得头发稀疏。
什么是细胞系?
笼统来讲, 是从有生命的机体组织当中提取出来, 之后于离开了机体内的外环境, 能持续地按照一定传代方式不断进行培养的细胞集群, 有句号。
注意“一直”这两个字。
大多数正常细胞,分裂个几十次就死了,这叫海弗里克极限。
可细胞系并非相同, 它们仿若注入了鸡血, 抑或是被某种机制予以“永生”了。
这个过程通常伴随着基因突变,或者人为的改造。
比如, 那非常有名的HeLa细胞, 它来源于一位被称作Henrietta Lacks的女士。
于1951年, 她的细胞被取出来往后, 直至今日, 持续在全球各个地方的实验室里面, 疯狂地生长着。
没错,就是那个“永生”的HeLa。
其所贡献的乃是脊髓灰质炎疫苗, 促使了癌症研究得以推进, 甚至于还曾在太空中留存过。
但与此同时,它也引发了一系列伦理争议。
所以,当你提到细胞系时,你不仅仅是在谈论一种实验材料。
你所讲的, 是关于一段历史, 是有关一种生命形态的变异, 乃至是涉及科学伦理的灰色地带。
连续细胞系 vs 原代细胞
这是新手最容易混淆的地方。
原代细胞,就像是从果园里刚摘下来的苹果。
新鲜,真实,但娇贵,难伺候,寿命短。
你得从动物或者人体的组织里头把它们给分离出来, 它们留存下放它们的来源组织的众多特性。
但问题是,它们很快就开始衰老、死亡。
连续细胞系, 如同超市所售, 经保鲜处理, 甚至人工合成的苹果味糖果。
它们也许不会那样“原汁原味”了, 但是它们具备稳定性, 价格低廉, 使用起来便利, 并且能够实现无限量供应。
在药物筛选阶段,科学家更喜欢用连续细胞系。
因为变量少,结果可重复性强。
然而, 于研究疾病机制之际, 原代细胞常常更为可靠, 缘故在于, 它们与体内的实际情形更为贴近。
如此这般, 恰似你欲知晓一人之性格, 究竟是去看其于放松状态之时的呈现, 这指的是原代情形, 还是去瞧其于工作场合戴上伪装面具之后的反应, 此乃细胞系状况呢?
两者都很重要,但侧重点不同。
为什么细胞系会污染?
这是一个让所有PI(实验室负责人)噩梦成真的话题。
支原体污染。
可这一事物呢, 是无法用眼去看见的, 也没办法用手去触摸到, 然而它却能够于细胞之内悄然无息地去改变细胞的代谢情况, 以及细胞的生长速率, 甚至还会对细胞的基因表达产生影响。
诸多发表于顶级期刊之上的论文, 随后被发觉所使用的细胞系, 早就已然遭受支原体感染了。
结果呢?数据全是错的。
还有另一种污染,叫交叉污染。
比如,你的A细胞系不小心混入了B细胞系的细胞。
更讽刺的是,B细胞系长得比A快,最后把A给挤兑死了。
当你察觉到的时候, 你历经一年培育的“独特模型”, 实际上已然演变成了别样的事物。
为何会这样, 是因为当下越来越多的期刊, 要求作者在将论文发表之前, 去提供细胞系存在的STR鉴定图谱。
不是为了形式主义,是为了保命。
也是为了保住科学的信誉。
细胞系的标准化困境
虽然大家都在喊标准化,但现实很骨感。
有一个细胞系, 它在不同的实验室条件下, 在不同种类的培养基之中, 在不同血清批次的情形下, 其表现有可能是完全不一样的。
这个情况就如同, 你运用相同的一份菜谱, 在各个存在差异的厨房里去制作, 品味也许会全然不相同。
有些细胞系甚至存在“身份危机”。
举个例子, 你原本觉得自己养的是甲状腺癌细胞, 然而当进行基因检测之时, 却发觉实际上那是肝癌细胞。
这种情况在历史上发生过不止一次。
这导致了大量不可重复的研究。
科学界正在经历一场信任危机。
而细胞系的混乱,是罪魁祸首之一。
未来会怎样?
随该类器官技术也就是Organoids兴起, 那传统的二维细胞系正迎受挑战。
类器官,就是利用干细胞在体外培养出具有三维结构的微型器官。
它们更接近真实的人体组织,拥有复杂的细胞间相互作用。
但这并不意味着细胞系会消失。
相反,它们依然是基础研究的基石。
未来的趋势,可能是两者的结合。
用细胞系做高通量筛选,用类器官做验证。
或者, 借助单细胞测序技术, 来剖析传统细胞系于长期培养进程里所产生的异质性变化。
毕竟, 那些细胞, 它们在培养皿里存活了半个世纪, 其基因组已然面目全非。
了解这些变化,本身就是一种科学。
细胞系不是魔法,也不是万能药。
它们是工具,是桥梁,也是历史的见证者。
在使用它们之前,请多一点敬畏。
多问几个为什么,多做几次对照,多查几次文献。
终究, 于这般充斥着不确定性的世界当中, 唯有严谨之态度, 方可使我们距真相更近些。
哪怕只是一点点。