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細胞學堂 | 一文揭秘細胞空泡之謎
細胞中的空泡是指在光學顯微鏡下清晰可見的一種泡狀結構，其光學特性與細胞質形成鮮明對比。當細胞內部出現這種具有獨-特光學特征的泡狀結構時，我們稱之為細胞空泡化現象。
本期細胞學堂，我們就來聊一聊細胞空泡化現象產生原因以及如何解決。
細胞空泡的來源
細胞空泡的來源廣泛，主要源自細胞內的多種膜結構細胞器，如線粒體、內質網、溶酶體、高爾基體等。這些細胞器在特定的生理或病理條件下，可能經歷一系列復雜的生物化學過程，都可能導致細胞內部形成空泡。
圖1. 光學顯微鏡下的細胞空泡
細胞產生空泡的原因及解決辦法
1
細胞老化
在原代細胞培養的過程中，由于細胞老化而出現空泡的情況較為常見。原代細胞體外增殖能力有限，當細胞在體外培養時間過長，會因自發老化而產生空泡，甚至導致細胞死亡。同樣的，對于細胞系來說，隨著傳代次數的不斷增加，細胞也可能因老化而產生空泡。
2
更換培養基或血清或培養基理化性質改變
更換細胞使用的培養基或血清，細胞可能會出現不適應的情況，導致空泡的產生；細胞培養所用的培養基，若因配制錯誤、儲存不當、過期仍使用或是血清質量不過關等，均可能引發培養基的理化性質如pH、滲透壓等發生改變，進而影響細胞狀態，甚至導致細胞出現空泡。
3
細胞消化不當
在處理如貼壁細胞等需要消化的細胞時，解離試劑的選擇、消化時間的控制、操作力度的把握等都至關重要。解離試劑選擇不當，消化時間過長或操作力度過大等均可能導致細胞受損，進而引發細胞空泡的產生。
4
傳代或換液不及時
細胞長滿后未及時傳代或細胞長時間未換液，會導致培養過程中細胞代謝副產物的累積和營養物質的耗盡，可能誘導細胞自噬的發生，進而細胞出現空泡化。
5
細胞污染
在細胞培養的過程中，若出現細菌、支原體、黑膠蟲等污染，將會導致細胞狀態明顯變差，并可能引發細胞產生空泡等異常現象。
6
細胞藥物處理
在細胞實驗中，研究人員可能會加入特定的藥物（如氯喹、氨基糖苷類抗生素、細胞凋亡誘導劑等）對細胞進行誘導處理。這些藥物通過影響細胞的代謝過程誘導細胞發生特定的生物學變化，但也可能產生細胞毒性，進而可能導致細胞內出現空泡甚至引發細胞死亡。
細胞空泡化是否可逆
細胞空泡化是否可逆主要取決于空泡形成的原因和細胞狀態。具體而言：
如果空泡形成是由短期的培養環境變化（如溫度波動、運輸過程中的刺激等）所誘發的細胞應激反應，當不利因素消除時并恢復細胞至其適宜的生長環境后，細胞可能會恢復到正常的形態和功能。
如購買常溫發貨的細胞，因快遞運輸刺激，細胞到貨時可能出現空泡（見圖2）。恢復正常培養條件并穩定傳代后，細胞空泡會消失（見圖3）。
圖2. MC3T3-E1 Subclone 14細胞經過快遞運輸刺激收貨時細胞狀態
圖3. MC3T3-E1 Subclone 14細胞穩定傳代后
當細胞因狀態變差、培養條件改變、污染等不利因素而出現空泡化時，意味著細胞的結構和功能已經遭受了嚴重的破壞，其空泡化過程往往呈現出不可逆性，最終可能導致細胞死亡。
以上就是關于細胞空泡產生原因及解決方法詳解，更多細胞培養干貨，請持續關注公眾號細胞學堂專欄~
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