內毒素對細胞的危害到底有多大？

我們常說，細胞培養過程中，在選購血清的時候，一定要看檢測報告，關注上面一些很重要的指標。比如病毒、內毒素這些。

不難理解，血清中如果有病毒存在，不僅細胞養不好，實驗人員的安全也會受到威脅。

那這血清中內毒素的高低對細胞培養會有啥影響啊？為什么選血清要選內毒素含量低的呢？

所以今天我們就來聊聊，細胞培養中血清的內毒素問題。

人體對細菌內毒素極為敏感。

極微量（1-5ng/kg，而1ng≈2.5EU）內毒素就能引起體溫上升，發熱反應持續約4小時后逐漸消退。

自然感染時，因革蘭氏陰性菌不斷生長繁殖，同時伴有陸續死亡、釋出內毒素，故發熱反應將持續至體內病原菌完全消滅為止。

內毒素引起發熱反應的原因是內毒素作用于體內的巨噬細胞、中性粒細胞等，使之產生IL-1、IL-6和TNF-α等細胞因子，這些細胞因子作用于宿主下丘腦的體溫調節中樞，促使體溫升高發熱。

由于內毒素是細菌死亡裂解或自溶引起的，因此環境中大量存在內毒素。但是如果在細胞培養過程中，出現了大量內毒素，可不是一件好事。

此前，有人做過實驗，來觀察內毒素對細胞培養的影響，記錄的影響包括：刺激白細胞培養物產生組織因子、激活鼠巨噬細胞，以及通過極低水平（低于 1 ng/mL）的內毒素抑制鼠類紅細胞集落形成等一系列指標。

隨后，發表了許多關于內毒素對體外細胞功能和生長影響的論文。

Morris等人發現（1），只需暴露 6 小時，低至 0.5 ng/mL 的內毒素水平可以顯著增加馬腹膜巨噬細胞中IL-6的產生。Mattern等人發現（2）， 100 ng/mL 內毒素可以刺激人類 T 細胞的增殖及其淋巴因子的產生，但這種刺激需要與先前暴露于內毒素的單核細胞直接物理接觸。Sibley等人報道，10 到 200 ng/mL 內毒素刺激鼠 B 細胞腫瘤細胞系 (70Z/3) 完成 IgM 的產生，然后在細胞表面表達（3）。

基于上述證據，很明顯，內毒素對每種細胞的影響是不一樣。接下來我們就看看產生這些影響的機制有哪些。

關于內毒素與細胞培養物相互作用的機制仍有很多未知（4，5，6，7）。

參考文獻：

1、Morris,D.D., Crowe, N., Moore, J.N.and Moldawer, L.L. Endotoxin-Induced Production ofInterleukin 6 by Equine Peritoneal Macrophages In Vitro. Am. J. Vet. Res.53:1298-1301 (1992).

2、Mattern, T.,Thanhauser, A., Reiling, N.,Toellner, K., Duchrow, M., Kusumoto, S.,Rietschel,E.T., Ernst, M., Brade, H.,Flad, H.D. and Ulmer, A.J. Endotoxin and Lipid A StimulateProliferation of Human T Cells In the Presence of Autologous Monocytes. J.Immunol. 153:2996-3004(1994).

3、Sibley, C.H.,Terry, A. and Raetz, C.R.H.Induction of K Light Chain Synthesis in 70Z/3 BLymphoma Cells by Chemically Defined Lipid A Precursors. J. Biol. Chem.263:5098-5103 (1988).

4、Morrison, D.C.,Dinarello, C.A., Munford,R.S., Natanson, C., Danner, R., Pollack,M., Spitzer,J.J., Ulevitch, R.J., Vogel,S.N., and McSweegan, E. Current Status of BacterialEndotoxins. ASM News,60:479-484 (1994).

5、Raetz, C.R.H.Biochemistry of Endotoxins.Annu. Rev. Biochem. 59:129-170 (1990).

6、Raetz,C.R.H. Bacterial Endotoxins:Extraordinary Lipids that Activate EucaryoticSignal Transduction. J. Bact.175:5745-5753 (1993).

7.、Raetz,C.R., Ulevitch, R.J., Wright, S.D.,Sibley, C.H., Ding, A., and Nathan, C.F. Gram-negativeEndotoxin: An Extraordinary Lipid with Profound Effects on Eukaryotic SignalTransduction. FASEB J. 5:2652-2660 (1991).

8、Risco, C.,Dominguez, J.E., Bosch, M.A.,and Carrascosa, J.L. Biochemical and

ElectronMicroscopy Analysis of the Endotoxin Binding to Microtubules in vitro. Mol.Cell. Biochem. 121:67-74(1993).

從現有的研究可以看出，內毒素對于細胞培養影響還是很大的：

改變細胞外形

活化細胞，產生訊息傳遞物質

抑制酶活性

抑制人工受精的成功率等

內毒素過高，有事甚至會直接改變我們的實驗結果。所以要盡量避免內毒素的干擾。

一般來說，細胞或組織培養過程中內毒素污染源通常來自于血清、培養液及外加藥物配制用水等。

所以選擇內毒素含量低的血清就顯得尤為重要。

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