把活组织带入可观察的环境
组织培养并不是把组织固定、染色后保存,而是使离开机体的活细胞或组织在适宜环境中继续存活,必要时生长或分化。它可以保留一定组织块,也可以把细胞分散培养。这里以动物材料为例,重点是体外模型如何帮助观察与比较。
材料离开原有位置以后,营养供应、支撑表面及周围细胞关系都会改变。培养体系的价值在于可以较清楚地控制部分条件,但“能够在培养器皿中生活”并不意味着细胞仍完整复制了原来器官的全部状态。
哈里森观察生长中的神经
哈里森1907年的报告试图解决一个具体问题:怎样在活着的状态下观察神经纤维伸长。他将蛙胚的相关组织置于体外支撑环境中,观察到纤维从神经组织伸出,以及末端形态不断变化并伴随纤维延长。
这些观察使生长不再只能由不同时间固定下来的切片间接拼接。报告还比较了不同来源的胚胎组织,并指出组织块整体并不一定按正常形态变化,而某些组织成分仍能发生特征性分化。这是方法的力量,也是作者已经察觉到的体外环境限制。
参考:[1]
原代培养与连续细胞系
原代培养直接来源于生物组织,往往较接近其来源细胞的某些生理特征,但数量、供体差异和可维持的增殖次数都可能限制实验。把细胞转移到新的培养容器继续培养称为传代;发生过传代,并不等于材料已经获得无限增殖能力。
连续细胞系可以在适宜条件下长期增殖,便于提供较稳定、充足的实验材料。然而,其遗传组成和生物学表现仍可能随传代改变。原代材料也有批次和供体差异,不能简单断言一种材料永远“更真实”,另一种便没有研究价值。
参考:[2]
培养结果怎样成为可靠证据
细胞来源、培养条件和传代经历会影响比较结果。细胞是否存活、是否增殖、是否保持特定功能,是需要分别检验的问题。观察到细胞铺满表面,仅说明覆盖程度,不足以证明原组织的分化状态或功能已经完整恢复。相应的功能读出必须与具体研究问题对应。
污染、材料一致性和实验条件差异也会妨碍重复研究。体外模型适合拆解某些细胞相互作用和反应,却缺少完整机体的多层调节。由此得到的结果受所研究的模型和条件限制,并不直接证明对整个人体有效,培养成功也不等同于临床治疗成功。