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技术文章
内毒素对细胞的危害到底有多大？
点击次数：3989 发布时间：2021/10/25 12:04:23
我们常说，细胞培养过程中，在选购血清的时候，一定要看检测报告，关注上面一些很重要的指标。比如病毒、内毒素这些。
不难理解，血清中如果有病毒存在，不仅细胞养不好，实验人员的安全也会受到威胁。
那这血清中内毒素的高低对细胞培养会有啥影响啊？为什么选血清要选内毒素含量低的呢？??
所以我们就来聊聊，细胞培养中血清的内毒素问题。
内毒素是个啥？
内毒素是革兰氏阴性细菌细胞壁中的一种成分，叫做脂多糖。脂多糖对宿主是有毒性的。内毒素只有当细菌死亡溶解或用人工方法破坏后才释放出来，所以叫做内毒素。
人体对细菌内毒素为敏感。
微量（1-5ng/kg，而1ng≈2.5EU）内毒素就能引起体温上升，发热反应持续约4小时后逐渐消退。
自然感染时，因革兰氏阴性菌不断生长繁殖，同时伴有陆续死亡、释出内毒素，故发热反应将持续至体内病原菌消灭为止。
内毒素引起发热反应的原因是内毒素作用于体内的巨噬细胞、中性粒细胞等，使之产生IL-1、IL-6和TNF-α等细胞因子，这些细胞因子作用于宿主下丘脑的体温调节中枢，促使体温升高发热。
由于内毒素是细菌死亡裂解或自溶引起的，因此环境中大量存在内毒素。但是如果在细胞培养过程中，出现了大量内毒素，可不是一件好事。
内毒素对细胞有啥影响？
此，有人做过实验，来观察内毒素对细胞培养的影响，记录的影响包括：刺激白细胞培养物产生组织因子、激活鼠巨噬细胞，以及通过低水平（低于 1 ng/mL）的内毒素抑制鼠类红细胞集落形成等一系列指标。
随后，发表了许多关于内毒素对体外细胞功能和生长影响的论文。
编辑
Morris等人发现（1），只需暴露 6 小时，低至 0.5 ng/mL 的内毒素水平可以显着增加马腹膜巨噬细胞中IL-6的产生。Mattern等人发现（2）， 100 ng/mL 内毒素可以刺激人类 T 细胞的增殖及其淋巴因子的产生，但这种刺激需要与先暴露于内毒素的单核细胞直接物理接触。Sibley等人报道，10 到 200 ng/mL 内毒素刺激鼠 B 细胞肿瘤细胞系 （70Z/3） 完成 IgM 的产生，然后在细胞表面表达（3）。
基于上述证据，很明显，内毒素对每种细胞的影响是不一样。接下来我们就看看产生这些影响的机制有哪些。
内毒素对细胞有啥影响？
关于内毒素与细胞培养物相互作用的机制仍有很多未知（4，5，6，7）。
有一些研究报道：
- 在血清中发现了一种 60 kDa 的糖蛋白 LPS 结合蛋白 （LBP），它通过脂质 A 结构域与 LPS 结合，大大增强了与免疫系统细胞相互作用的能力。这种增强似乎需要特定的 55 kDa 糖蛋白受体来辅助配合。这种蛋白可以膜锚定在多种免疫细胞上，当与 LPS-LBP 结合时，会启动一系列事件，导致细胞因子 mRNA 的产生和随后细胞释放多种细胞因子，但细胞内信号传导究竟是如何发生的尚不wan全清楚。
- LPS 也可能通过其他方式与细胞相互作用。一些缺乏 CD14 受体的细胞已被证明可以受到 LPS 的影响。LPS 可能通过未知受体、内吞作用或直接进入细胞膜进入细胞 （16）。Risco 等人（8） 证明 LPS 可以与细胞骨架微管结合，并在高浓度下抑制微管聚合。这种结合是LPS 的某些细胞毒性作用的一种可能机制，但作用似乎不涉及细胞因子激活。
参考文献：
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）.
从现有的研究可以看出，内毒素对于细胞培养影响还是很大的：
改变细胞外形
活化细胞，产生讯息传递物质
抑制酶活性
抑制人工受精的成功率等
内毒素过高，有时甚至会直接改变我们的实验结果。所以要尽量避免内毒素的干扰。
一般来说，细胞或组织培养过程中内毒素污染源通常来自于血清、培养液及外加药物配制用水等。
所以选择内毒素含量低的血清就显得尤为重要。
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原创作者：北京缔一生物科技有限公司
