Різниця між первинною та вторинною культурою клітин

Ключова різниця - культура первинної та вторинної клітин
 

Перш ніж обговорити різницю між первинною та вторинною культурою клітин, давайте спочатку коротко визначимо, що таке культура клітин. Клітинна культура - це процес видалення клітин у тварини чи рослини та подальший ріст у штучно контрольованому середовищі. Клітини можуть бути безпосередньо вилучені з тканини і дезагреговані ферментативними або механічними методами або можуть бути отримані з культури, яка вже була створена. Ключова різниця між первинною та вторинною культурою клітин полягає в тому, що клітини для первинної клітинної культури отримують безпосередньо з тканини тварини або рослини, поки клітини для вторинної культури клітин отримують з уже створеної первинної культури. Тому вторинна культура - це нова культура, що виникла з первинної культури.

Давайте розглянемо далі значення первинної та вторинної клітинної культури, щоб краще їх диференціювати.

Що таке первинна культура клітин?

Первинна клітинна культура - це роз'єднання клітин від батьківської тканини тварини або рослини за допомогою ферментативних або механічних заходів та підтримання росту клітин у відповідному субстраті у скляній чи пластиковій тарі в контрольованих умовах навколишнього середовища. Клітини первинної культури мають той самий каріотип (кількість та поява хромосом у ядрі еукаріотичної клітини), що й ті клітини у вихідній тканині. Первинна культура клітин може бути класифікована на дві, виходячи з типу клітин, що використовуються в культурі.

• Закріплена залежна або прилягаюча клітина - ці клітини потребують прикріплення для зростання. Адгезивні клітини зазвичай виводяться з тканин органів, наприклад з нирок, де клітини нерухомі і вбудовані в сполучну тканину.

• Кріплення незалежних або підвісних клітин - Ці клітини не потребують кріплення для зростання. Іншими словами, ці клітини не прикріплюються до поверхні посудини культури. Усі суспензійні культури отримують з клітин системи крові; наприклад, лімфоцити лейкоцитів суспендовані в плазмі.

Клітини, отримані з первинних культур, мають обмежений термін життя. Клітини не можуть утримуватися нескінченно через декілька причин. Збільшення кількості клітин у первинній культурі призведе до виснаження субстрату та поживних речовин. Також клітинна активність поступово підвищить рівень токсичних метаболітів у культурі, гальмуючи подальший ріст клітин.

На цьому етапі необхідно здійснювати вторинну або субкультуру для забезпечення постійного росту клітин.

Що таке вторинна культура клітин?

Як описано вище, коли клітини в адгезивних культурах займають весь доступний субстрат або коли клітини суспензійних культур перевершують здатність середовища для подальшого росту, проліферація клітин починає зменшуватися або повністю припинятися. Для підтримки оптимальної щільності клітин для подальшого росту та стимулювання подальшої проліферації первинна культура повинна бути субкультурована. Цей процес відомий як вторинна культура клітин.

Під час вторинної культури клітин клітини з первинної культури переносяться в нову посудину зі свіжим ростовим середовищем. Процес передбачає видалення попередніх середовищ росту та роз'єднання приєднаних клітин в прилеглих первинних культурах. Вторинне культивування клітин періодично потрібно, щоб забезпечити клітинам зростаючий простір та свіжі поживні речовини, тим самим, подовжуючи життя клітин та розширюючи ряд клітин у культурі.

Вторинне культивування певного об'єму первинної культури в рівний об'єм свіжого середовища для зростання дозволяє довгостроково підтримувати клітинні лінії. Вторинне культивування у більший об'єм свіжого середовища для вирощування практикується для збільшення кількості клітин, наприклад, у промислових процесах або наукових експериментах.

Яка різниця між первинною культурою клітин та вторинною культурою клітин?

Як ми зараз зрозуміли два терміни окремо, порівняємо два, щоб знайти інші відмінності між ними.

Коли використовувати первинну та / або вторинну культуру клітин

Це залежить від того, що ви хочете навчитися та якого типу експерименту ви виконуєте.

Первинна культура клітин: Це процес, який слід використовувати для культивування клітин з батьківської тканини, яка стосується. Клітини первинної культури матимуть обмежений термін життя через виснаження субстрату та поживних речовин та накопичення токсинів із зростанням популяції. Первинна культура, незважаючи на методи поділу, що використовуються в процесі виділення, може містити кілька типів клітин. Однак це не може бути проблемою для всіх типів експериментів, і лише в таких випадках може використовуватися первинна культура.

Вторинна культура клітин:  Зазвичай кількість клітин, отриманих з первинної культури, є недостатньою в експериментах. Вторинна клітинна культура дає можливість розширити популяцію клітин, а також продовжити тривалість життя. Це дає можливість подальшого відбору клітин із застосуванням селективного середовища та дозволяє генотипічну та фенотипічну рівномірність у популяції. Цей процес використовується для отримання повторних культур для основної характеристики, збереження та експериментів.

Схожість з батьківською тканиною

Первинна культура клітин: Клітини для первинної клітинної культури отримують безпосередньо з тканини тварини або рослини. Отже, клітини первинної культури сильно нагадують її батьківську тканину, і відповідно біологічна реакція може бути ближчою до ситуації in vivo, ніж реакція вторинної культури клітин.

Вторинна культура клітин: Вторинна клітинна культура походить від первинної клітинної культури. Хоча субкультивація продовжує термін життя клітин, існує ймовірність, що через декілька фаз клітини можуть трансформуватися або втратити контроль над тим, щоб не ділитися більше певного часу. Це може бути пов’язано з мутаціями або генетичними змінами в первинних клітинах під час субкультирування. Наприклад, деякі мікроорганізми, як правило, пристосовуються до умов культури, що здебільшого відрізняється від природного середовища, змінюючи свою біологію.

Процес культивування - отримання клітин

Первинна культура клітин: У первинній клітинній культурі тканини тварин або рослин пройдуть фази промивання, розсічення та механічної чи ферментативної дезагрегації. Розчленована тканина буде містити безліч різних типів клітин, і це може зажадати прийняття методики поділу, щоб виділити цікаві клітини.

Вторинна культура клітин: У вторинній клітинній культурі, якщо первинна культура є прилеглою культурою, першим кроком є ​​від'єднання клітин від прикріплення (поверхні посудини) за допомогою механічних або ферментативних засобів. Потім клітини повинні бути від'єднані одна від одної, щоб утворити єдину клітинну суспензію.

Кількість клітин у культурі

Первинна культура клітин: Не бажано мати абсолютну одноклітинну суспензію, оскільки багато первинних клітин виживають краще в малих скупченнях.

Вторинна культура клітин: Достатньо для отримання одноклітинної суспензії.

Тривалість життя культури

Первинна культура клітин: Первинні клітинні культури мають обмежені терміни життя. Як було пояснено вище, це відбувається тому, що ріст клітин виснажує субстрат і поживні речовини і призводить до накопичення токсичних метаболітів. В результаті поступово швидкість росту клітин падає, що призводить до загибелі клітин.

Вторинна культура клітин: Вторинна клітинна культура продовжує термін життя клітин. Періодичне субкультирування може виробляти безсмертні клітини шляхом трансформації або генетичної зміни первинних клітин.

Ризик забруднення

Первинна культура клітин: Первинні клітинні культури складніше доглядати. Як правило, первинні клітинні культури потребують багатої суміші амінокислот, мікроелементів, певних гормонів та факторів росту. В результаті ризик зараження в культурах первинних клітин вище, ніж у вторинних клітинах.

Вторинна культура клітин: Вторинні клітинні культури порівняно прості в обслуговуванні, а ризик зараження нижчий, ніж у первинних клітинних культур.

У цій статті ми спробували зрозуміти терміни первинна культура клітин та культура вторинної клітини з подальшим порівнянням, щоб виділити ключові відмінності між ними. Основна відмінність полягає в тому, як клітини отримують з культури; клітини для первинної клітинної культури отримують безпосередньо з тканини тварини або рослини, тоді як клітини для вторинної культури клітин отримують з уже створеної первинної культури.

Список літератури: Основи клітинної культури - посібник Invitrogen та Gibco Freshney, R. I. (2006). Основні принципи культури клітин. Центр онкології та прикладної фармакології.   Зображення надано: "Культура клітин" Умберто Сальвагніна (CC BY 2.0) через Flickr