支原體(mycoplasma):又稱霉形體,在分類學(xué)上是處于細(xì)菌和病毒之間的一種微生物,是目前發(fā)現(xiàn)的最小的最簡(jiǎn)單的原核生物。支原體細(xì)胞中唯一可見的細(xì)胞器是核糖體。支原體直徑一般在0.2-0.8 ?m之間,呈高度多形性,有球形、桿形、絲狀、分枝狀等多種形態(tài)。支原體缺乏細(xì)胞壁,有變形能力,能通過濾菌器、可在無生命培養(yǎng)基中生長(zhǎng)繁殖,在自然界分布極為廣泛??蓪?duì)人、動(dòng)物、植物、昆蟲等治病,造成極大危害。 支原體是細(xì)胞培養(yǎng)中常見的一種污染源。細(xì)胞培養(yǎng)中的支原體污染可能來自培養(yǎng)基、血清或?qū)嶒?yàn)操作者,會(huì)影響細(xì)胞生長(zhǎng)率、細(xì)胞形態(tài)、基因表達(dá)、細(xì)胞代謝和細(xì)胞活力。支原體對(duì)細(xì)胞的影響,主要從兩方面考慮:一方面是對(duì)細(xì)胞的直接影響,細(xì)胞被支原體污染后,增殖緩慢,部分細(xì)胞變圓,從瓶壁上脫落,部分細(xì)胞雖然表面變化不十分明顯,實(shí)際上潛伏著多方面的危險(xiǎn);另一方面,支原體可以通過消耗培養(yǎng)基中的精氨酸,抑制細(xì)胞DNA、RNA的合成,降低細(xì)胞的抵抗力??偟膩碚f,支原體污染對(duì)細(xì)胞造成的影響是多方面的:包括代謝、免疫或生化特性、生長(zhǎng)狀況、酶的作用途徑、細(xì)胞膜的組成、染色體結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)染效率、以及細(xì)胞存活等多方面的改變。 支原體能輕易地通過標(biāo)準(zhǔn)濾膜,同時(shí)也能拮抗絕大多數(shù)的抗生素。而且,支原體污染細(xì)胞后,培養(yǎng)液可不發(fā)生混濁,多數(shù)情況下細(xì)胞病理變化輕微或不顯著,細(xì)微變化也可由于傳代、換液而緩解,因此易被忽視。因此,在細(xì)胞培養(yǎng)過程中,對(duì)支原體的防范、檢測(cè)和去除非常棘手,也非常重要。污染實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)細(xì)胞的支原體主要有八種,通常用于細(xì)胞培養(yǎng)的絕大多數(shù)抗生素都對(duì)其無效。例如青霉素主要作用于細(xì)菌細(xì)胞壁,但支原體沒有細(xì)胞壁因此就不受影響。無懈可擊的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)始終是預(yù)防支原體污染的最佳方式,另外及時(shí)找出受到支原體污染的培養(yǎng)物也很重要,這樣才能在污染擴(kuò)散前快速采取有效措施。以下就為您介紹幾種在細(xì)胞培養(yǎng)中檢測(cè)支原體的常用方法。
1, 分離培養(yǎng)法
分離培養(yǎng)法是支原體檢測(cè)的金標(biāo)方法,其檢測(cè)精確度最高。這種方法是從可疑的細(xì)胞培養(yǎng)體系中取樣,并接種到最適宜支原體生長(zhǎng)的瓊脂平板上。如果樣本中含有支原體,它們就會(huì)在這種瓊脂平板上瘋狂生長(zhǎng),最終形成明顯可見的特征性菌落。分離培養(yǎng)法基本不會(huì)出現(xiàn)假陰性結(jié)果,因此被譽(yù)為支原體檢測(cè)金標(biāo)準(zhǔn)。不過分離培養(yǎng)法也存在兩個(gè)弊端,一是檢測(cè)時(shí)間太長(zhǎng),支原體要長(zhǎng)出明顯克隆至少需要4周時(shí)間。二是盡管可以檢測(cè)絕大多數(shù)支原體種類,分離培養(yǎng)法也有力所不及的時(shí)候,例如支原體M. hyorhinis尚不能在體外進(jìn)行培養(yǎng),因而不能使用這個(gè)方法。如果你實(shí)在不想等這么久,或者希望在分離培養(yǎng)法的等待過程中先拿到初步結(jié)果,你可以試一試DNA、PCR或酶學(xué)檢測(cè)方法。不過需要注意的是,上述檢測(cè)方法都不能單獨(dú)檢出所有類型的支原體,而且靈敏度也沒有分離培養(yǎng)法高,所以最好結(jié)合使用兩種方法以獲得最可靠的檢測(cè)結(jié)果。
2, 熒光法DNA檢測(cè)熒光法DNA檢測(cè)一般需要幾天時(shí)間。將可疑樣品與指示細(xì)胞共同培養(yǎng),DNA檢測(cè)所用的指示細(xì)胞通常是細(xì)胞質(zhì)區(qū)域較大的Vero細(xì)胞,如果原樣本中含有支原體,那么當(dāng)細(xì)胞DNA被熒光染料(如Hoechst染料)染色時(shí),就可以在指示細(xì)胞核周圍以及細(xì)胞膜周圍、培養(yǎng)基中觀察到熒光斑點(diǎn)或熒光顆粒。分離培養(yǎng)法用來檢測(cè)支原體M. hyorhinis菌株并不可靠,而DNA法可以準(zhǔn)確的將其檢測(cè)出來。這個(gè)方法的缺點(diǎn)是死亡細(xì)胞釋放出來的DNA會(huì)造成很大干擾,使得判斷誤差發(fā)生率大約在30%左右,因此使用這個(gè)方法需要一定的經(jīng)驗(yàn)。
3, PCR法
PCR法可以檢測(cè)所有種類的菌株,包括M. hyorhinis菌株。PCR法檢測(cè)支原體只需幾個(gè)小時(shí),是最靈敏的支原體檢測(cè)方法。該方法采用針對(duì)支原體DNA的引物用PCR檢測(cè)可疑樣本,其中PCR引物通常針對(duì)支原體的16S rRNA基因的保守區(qū)域。在凝膠電泳過程中,支原體DNA會(huì)顯示為特異性條帶,以此指示支原體的存在。PCR法可以檢測(cè)所有種類的支原體,快速,靈敏度最高,缺點(diǎn)是不能區(qū)分支原體的死活。而且因?yàn)镻CR法過于靈敏,在操作過程中容易產(chǎn)生假陽性,所用的器具、槍頭、管壁等也都可能因?yàn)閿y帶微量的支原體DNA而導(dǎo)致假陽性現(xiàn)象。
4, 酶學(xué)檢測(cè)和ELISA
酶學(xué)檢測(cè)是將可疑樣本添加到特定底物中,在這一體系內(nèi)支原體的酶可以將ADP轉(zhuǎn)化為ATP,隨后能利用ATP發(fā)光的luciferase酶就可以指示支原體的存在。這個(gè)方法的檢測(cè)速度最快,大概半小時(shí)即可完成,死亡的支原體不會(huì)造成干擾。缺點(diǎn)是靈敏度比PCR法低,而且需要的檢測(cè)發(fā)光的儀器尚未普及。ELISA也能用于支原體檢測(cè),以ELISA法為基礎(chǔ)的支原體檢測(cè)一般使用針對(duì)支原體16S rRNA基因的帶標(biāo)記探針或抗體,來檢測(cè)培養(yǎng)物中是否含有支原體。這個(gè)方法現(xiàn)在已較少使用。 支原體定期檢測(cè)支原體污染會(huì)使培養(yǎng)細(xì)胞慢慢枯萎,因此對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞定期進(jìn)行支原體檢測(cè)非常重要。一般來說每1至3個(gè)月就應(yīng)該進(jìn)行一次例行支原體檢測(cè)。將定期支原體檢測(cè)常規(guī)化堅(jiān)持下去,是細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)支原體污染的關(guān)鍵。對(duì)新引進(jìn)的細(xì)胞系應(yīng)進(jìn)行檢測(cè),防止引入外來的污染源。對(duì)于凍存的細(xì)胞,在凍存之前或者放入液氮之前進(jìn)行檢測(cè),以免以將含支原體的細(xì)胞作為種源保存。如何預(yù)防支原體污染支原體污染的來源包括工作環(huán)境的污染、操作者本身的污染(一些支原體在人體是正常菌群)、培養(yǎng)基的污染、污染支原體的細(xì)胞造成的交叉污染、實(shí)驗(yàn)器材帶來的污染和用來制備細(xì)胞的原始組織或器官的污染。胞培養(yǎng)工作中,主要從以下幾個(gè)方面來預(yù)防支原體的污染:控制環(huán)境污染;嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)操作;細(xì)胞培養(yǎng)基和器材要保證無菌;在細(xì)胞培養(yǎng)基中加入適量的抗生素。最好的預(yù)防支原體污染的方法就是嚴(yán)格操作,避免污染。