哺乳動物細胞培養(yǎng)系統(tǒng)可以根據(jù)幾種不同的特征進行細分。上一期我們介紹了其顯著的分類特征——形態(tài)，而另一個區(qū)別就是細胞類型。根據(jù)其來源，細胞可以細分為永生化細胞，原代細胞和干細胞（包括患者特異性細胞）。

細胞類型

永生化細胞

使用中常見的細胞類型可以追溯到永生化細胞，這些細胞要么來源于腫瘤組織，要么已被癌基因轉(zhuǎn)染。由于其惡性背景，它們會無限分裂。這以特性使它們非常適合作為細胞系進行培養(yǎng)，而且功能強大且價格適中。其他常用的永生化細胞系是HEK，A549，Jurkat，MDCK，COS或Vero細胞。

原代細胞

原代細胞直接取自活體組織。為了培養(yǎng)，將原始組織片段通過酶、化學或機械方法解離為單個細胞，然后將其接種到培養(yǎng)瓶中。原代細胞比永生細胞系更難培養(yǎng)，他們的生存率很低，而且許多沒有分裂。此外，它們的基因操作可能具有挑戰(zhàn)性。盡管如此，還是值得付出努力的，因為它們的特性更接近自然細胞。換句話說，用原代細胞獲得的實驗結(jié)果可以更有信心地轉(zhuǎn)化到體內(nèi)。

干細胞

干細胞是人體的原始細胞。它們可以從非專能細胞分化為具有特征和功能的組織細胞。因此，它們可以分為幾類。多能干細胞（pluripotent stem cells）是用途廣泛的干細胞，能夠分化為任何種類的人體細胞。與多能干細胞相比，專能干細胞（multipotent stem cells）顯示出有限的分化范圍。雙能干細胞只能發(fā)育成兩種不同的細胞類型。干細胞除了分化成特殊的細胞類型外，還可以自我更新。

細胞培養(yǎng)模式

上面提到的所有細胞類型都擁有不同的生長方式。例如，一次細胞培養(yǎng)可以僅由單個細胞類型或多種細胞類型組成，并且可以進行2D或3D培養(yǎng)。

另一方面，2D單培養(yǎng)也是維持細胞生長人工的方式，主要原因有兩個：細胞在生物體中呈3D生長，而且它們并不會與其他類型細胞分開生長。

想要進入3D世界，細胞生物學家必須運用某些技巧。其中之一是消除細胞粘附在培養(yǎng)基上的機會，可以通過使用帶有特殊涂層的細胞培養(yǎng)容器、使用凝膠培養(yǎng)基（例如Matrigel™），或通過“懸滴”培養(yǎng)細胞來實現(xiàn)。這種物體更接近更真實組織，包括天然組織中常見的代謝和增殖梯度。這也是球狀體通常被用于藥物開發(fā)的原因之一，因為它們模擬了血管腫瘤。

在更逼真的3D細胞培養(yǎng)的另一種方法是使用支架。可以利用由金屬，聚合物或陶瓷制成的培養(yǎng)基來幫助細胞蠕變成三維形。這些支架可以用作臨床植入，也可應(yīng)用于實驗室。

另一個非常真實的細胞培養(yǎng)組織是基于在細胞外基質(zhì)凝膠內(nèi)部存在不同生長因子的情況下培養(yǎng)的干細胞。根據(jù)生長因子的類型（eg：FGF，EGF等）和其他組分，干細胞會發(fā)育成稱為類器官的微型器官。

生長條件

哺乳動物細胞培養(yǎng)必須保持在37°C，通常在具有各種形狀和大小的一次性塑料容器中進行培養(yǎng)。

其中小的是96孔板，通常用于篩選應(yīng)用。

另一方面，有一些細胞工廠被用于大規(guī)模生產(chǎn)疫苗或蛋白質(zhì)。

與細胞培養(yǎng)物一起工作意味著在無菌條件下操作，例如在超凈工作臺上并使用抗生素。而且，必須向提供包含營養(yǎng)物和生長因子的適宜培養(yǎng)基，包括：葡萄糖、丙酮酸鈉、氨基酸、維生素、無機鹽、水、由于其不穩(wěn)定性，因此經(jīng)常添加氨基酸谷氨酰胺。蛋白質(zhì)，脂質(zhì)或生長因子通常添加在胎牛血清中補充。

細胞的代謝產(chǎn)物使培養(yǎng)基酸化。因此，緩沖液系統(tǒng)可用于維持pH穩(wěn)定（?7.4）。通常通過酚紅指示劑監(jiān)測pH，并使用碳酸氫鹽（HCO3-）緩沖液，它們結(jié)合H+的能力取決于周圍的CO2水平。因此，通常向細胞培養(yǎng)箱提供CO2。HEPES緩沖液獨立于CO2，通常用于無法進行CO2孵育的活細胞顯微鏡應(yīng)用中。

顯微鏡

說到用于細胞培養(yǎng)的顯微鏡，其必須具備某些基本特征。哺乳動物細胞在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)就意味著顯微鏡必須具有倒置配置。在這種配置中，物鏡安裝在培養(yǎng)皿下方，培養(yǎng)皿放置在顯微鏡載物臺上，聚光鏡安裝在上方。只有通過這種設(shè)置，物鏡才能足夠接近樣品。此外，通過這種構(gòu)造，研究人員在樣品周圍具有更多的自由空間。

想要大致了解細胞培養(yǎng)的總體狀況，放大倍率為100x~200x足矣。哺乳動物細胞固有的低對比度要求顯微鏡提供特定的對比度方法。相差和調(diào)制相差是常見的，而微分干涉（DIC）與通常用于細胞培養(yǎng)的塑料容器不兼容。

借助這種基本設(shè)備，研究人員可以判斷細胞數(shù)量和融合度。根據(jù)融合情況，將細胞傳代培養(yǎng)至其他容器中。