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關(guān)于細(xì)胞培養(yǎng)中的“黑膠蟲”:
在細(xì)胞培養(yǎng)中??梢姷脚囵B(yǎng)液中出現(xiàn)大小不等、形態(tài)不同的黑色顆粒。只要這種黑色顆粒一出現(xiàn),我們的細(xì)胞不是停止生長就是陸續(xù)死亡。人們常稱這種顆粒為「黑膠蟲」。聽說,這種黑色顆粒還會「游動」?小編想想都雞皮疙瘩掉一地。難道真的是細(xì)胞長蟲子了嗎?
關(guān)于「黑膠蟲」的傳說
① 分類
關(guān)于「黑膠蟲」的分類,學(xué)術(shù)界沒有明確給予說法。
1. 部分認(rèn)為黑膠蟲污染是微生物感染,但是沒把它歸為某種特定的生物類型,目前「黑膠蟲」尚屬一種未知生物。根據(jù)中國病毒所和軍科院的鑒定,這可能是一種寄生于牛血清內(nèi)的原蟲,似乎和草履蟲和變形蟲有類似之處,但是由于課題經(jīng)費(fèi)不夠而不能繼續(xù)下去,終也沒有有力證明黑膠蟲是否為原蟲;
2. 同時(shí),另一部分學(xué)者不認(rèn)為所謂的「黑膠蟲」是一種生物污染,而認(rèn)為是細(xì)胞碎片,是在細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)由于細(xì)胞凋亡或死亡產(chǎn)生的;
3. 此外,還有學(xué)者認(rèn)為「黑膠蟲」是玻璃瓶中類似氧化硅的物質(zhì)。
② 形態(tài)
直徑約 0.5-1 μm,顯微鏡觀察為黑色,線狀、桿狀或橢圓形,不同人員觀察到的形態(tài)不一致。
③ 運(yùn)動
顯微鏡下有典型的布朗運(yùn)動(不規(guī)則的原地小距離抖動),即很多細(xì)胞培養(yǎng)者看到的,像黑色的小蟲游來游去。但是在物理學(xué)上來說,只要顆粒足夠小,即可在液體中呈布朗運(yùn)動,因此,呈「布朗運(yùn)動」并不足以說明「黑膠蟲」為生物體。
④ 抗性
耐高溫高壓,抗細(xì)菌和抗霉菌的藥物對「黑膠蟲」無效,可以保守的判定「黑膠蟲」不屬于細(xì)菌、霉菌。
⑤ 環(huán)境
可存在于細(xì)胞培養(yǎng)基中,可隨細(xì)胞傳代存在。
關(guān)于「黑膠蟲」的猜測
① 細(xì)胞碎片
隨著細(xì)胞培養(yǎng)的繼續(xù),部分細(xì)胞開始衰亡,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破裂,破裂之后的細(xì)胞內(nèi)容物泄露到培養(yǎng)液中。尤其是溶酶體的破壞,連續(xù)性地造成其他細(xì)胞和細(xì)胞器的損傷,如果換液不很勤,又會出現(xiàn)進(jìn)一步破壞和殘?jiān)某霈F(xiàn)。 假設(shè),這種黑點(diǎn)是某種生物,其大小及運(yùn)動狀況達(dá)到了用顯微鏡可以觀察出的程度,那么其營養(yǎng)代謝和能量需求也就可想而知,培養(yǎng)液中的養(yǎng)分消耗、酸堿含量程度等都應(yīng)發(fā)生明顯變化。然而,并沒有報(bào)道指出這些狀況出現(xiàn)在在所謂的「黑膠蟲」感染過程中,也沒有有力證據(jù)指出這種黑點(diǎn)的出現(xiàn)會對細(xì)胞狀態(tài)產(chǎn)生直接影響。當(dāng)細(xì)胞狀態(tài)下降時(shí),一些學(xué)者觀察到黑點(diǎn)明顯增多,這很有可能是細(xì)胞狀態(tài)下降時(shí),細(xì)胞衰亡產(chǎn)生的細(xì)胞碎片。
② 氧化硅類似物
有報(bào)道稱,這種黑點(diǎn)其實(shí)不是一種生物,是無機(jī)物,其本質(zhì)是玻璃培養(yǎng)瓶里的硅顆粒,會在一定程度上影響細(xì)胞生長。細(xì)胞狀態(tài)好時(shí),不明顯;細(xì)胞狀態(tài)較差、數(shù)量較少時(shí)才容易看到,因此建議使用一次性培養(yǎng)瓶。
③ 支原體
有人曾認(rèn)為這種黑點(diǎn)可能是支原體污染,理由是它通過濾膜,但已有充分的證據(jù)顯示它并不是支原體:
1. 這種黑點(diǎn)光鏡下可見,支原體在光鏡下不可見。
2. 這種黑點(diǎn)在多種染色后可見,HOECHST 即能將它染色,而支原體用普通染色法不易著色,姬姆薩染色淺,革蘭染色為陰性。因此,「黑膠蟲」是支原體的可能性很小。
④ 寄生蟲原蟲
有人認(rèn)為這種黑點(diǎn)屬于寄生類的原蟲,在 400 倍以上的高倍鏡下可以清楚的看到這種黑點(diǎn)有兩種不同形態(tài),一種較大,運(yùn)動較慢;另一種較小,運(yùn)動較快;個(gè)體小分布在大的周圍。同時(shí),這種黑點(diǎn)的存在不依賴于活細(xì)胞。有人做過這樣的試驗(yàn),單純培養(yǎng)有黑點(diǎn)污染的血清,直到滿視野遍布大小不一的黑點(diǎn)。據(jù)說,病毒所和軍科院曾開展過相關(guān)研究,然而由于課題經(jīng)費(fèi)不足沒有繼續(xù)進(jìn)行,目前,并沒有明確的證據(jù)顯示這種黑點(diǎn)為原蟲。
解析
從前面關(guān)于這種神秘的黑點(diǎn)的描述可以看出,人們遇到的黑點(diǎn)其實(shí)并不一樣,有像細(xì)胞碎片的、有像氧化硅的、有像支原體的、有像原蟲的等等。目前,國內(nèi)各實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、器材條件參差不齊,實(shí)驗(yàn)人員的操作質(zhì)量也不盡相同,很多人發(fā)現(xiàn)細(xì)胞被細(xì)菌污染了,不好處理,而卻描述出來的現(xiàn)象和流傳的「黑膠蟲」類似,一傳十,十傳百,「黑膠蟲」被傳說的變得越來越神秘,對「黑膠蟲」的描述也五花八門,眾口不一。很多實(shí)驗(yàn)人員細(xì)胞培養(yǎng)失敗,就會把失敗的原因歸結(jié)為有無法處理的黒膠蟲污染。其實(shí),黑膠蟲是否存在,還有待于科學(xué)的發(fā)展。但有一點(diǎn)可以肯定的,大部分人發(fā)現(xiàn)的「黒膠蟲」并不是真正那個(gè)未知的黒膠蟲,而是常見的細(xì)菌、真菌、原蟲等微生物污染。
報(bào)道
在《細(xì)胞生物學(xué)雜志》中《對細(xì)胞培養(yǎng)中一種黑色運(yùn)動顆粒性質(zhì)的研究》論文,文中經(jīng)過多種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后指出:「在組織培養(yǎng)中常觀察到一種大小不等、形態(tài)不同的黑色運(yùn)動顆粒,它對培養(yǎng)細(xì)胞的生長有不良影響,有時(shí)甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡,并能在一定條件下隨培養(yǎng)時(shí)間的增長而增加其數(shù)量。人們常稱這種顆粒為黑膠蟲或中毒顆粒,我們?nèi)〖?xì)胞培養(yǎng)用的血清、培養(yǎng)基和其他材料中的黑色運(yùn)動顆粒,應(yīng)用光學(xué)顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡對其形態(tài)學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)觀察;并用顯微攝影觀察其活動情況;用紫外分光及電泳透析進(jìn)行生化分析
結(jié)果證明:該顆粒為無膜式結(jié)構(gòu),無蛋白質(zhì)成分,中性環(huán)境下帶正電荷,能譜掃描電鏡分析為硅復(fù)合物,我們稱之為硅小體,證明其活動屬布朗運(yùn)動。本文進(jìn)一步用電感耦合等離子發(fā)射光譜分析了培養(yǎng)液及雙蒸水中可溶性的硅含量在不同質(zhì)量的容器及不同時(shí)間的變化,證明了硅小體的增多主要來源于培養(yǎng)液對玻璃器皿的侵蝕,或來源于被培養(yǎng)的細(xì)胞。