内毒素对细胞培养的影响与来源及应对策略有哪些？

 

内毒素（Endotoxin）是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分，主要为脂多糖（LPS）。在细胞培养中，即使极低浓度的内毒素污染也可能对细胞功能、增殖和实验结果产生显著影响。以下是内毒素的影响及应对策略的详细分析：

 

一、内毒素对细胞培养的影响

 

1、细胞毒性作用

 

内毒素可通过结合细胞表面的Toll样受体4，激活NF-κB等信号通路，诱导细胞凋亡或坏死，尤其对原代细胞、干细胞和免疫细胞（如巨噬细胞）毒性显著。

 

高浓度内毒素会导致细胞膜损伤，细胞形态改变（如收缩、脱落）。

 

2、免疫反应激活

 

在免疫相关细胞（如树突状细胞、单核细胞）中，内毒素会触发炎症因子的分泌，干扰实验的免疫学结果。

 

可能掩盖实验处理的真实效应，导致假阳性或假阴性结果。

 

3、干扰细胞功能

 

影响细胞增殖、分化和代谢活性（如抑制胚胎干细胞分化）。

 

改变基因表达谱，干扰信号通路研究。

 

4、实验体系污染

 

内毒素可吸附在塑料器皿或培养基成分中，长期累积污染，影响实验可重复性。

 

二、内毒素污染的来源

 

细胞培养试剂（如血清、培养基、胰酶）。

 

实验耗材（如移液管、培养皿）生产过程中灭菌不彻底。

 

实验操作环境或人员操作引入的细菌污染。

 

三、应对策略

 

1、预防内毒素污染

 

严格质量控制

 

选择“内毒素无/极低”（如＜0.1 EU/mL）的试剂（如胎牛血清、培养基），优先选用经认证的无内毒素耗材。

 

无菌操作规范

 

避免手部或环境中的细菌污染，使用层流超净台并定期消毒。

 

去内毒素处理

 

对可能污染的试剂，可通过以下方法去除内毒素：

 

亲和层析法：使用多粘菌素B或重组内毒素结合蛋白的层析柱。

 

过滤法：0.22 μm滤膜联合去内毒素滤器。

 

高温处理：干热250 30分钟（仅适用于耐高温材料）。

 

2、检测内毒素

 

鲎试剂法（LAL试验）

 

凝胶法：定性检测内毒素是否存在（如形成凝胶）。

 

显色法/比浊法：定量检测内毒素浓度（灵敏度可达0.01 EU/mL）。

 

体外细胞模型检测

 

使用对LPS敏感的细胞检测培养液中炎症因子的释放。

 

3、污染后的补救措施

 

更换试剂与耗材：立即停用污染批次，更换无内毒素的培养基和血清。

 

清洗细胞：用无内毒素PBS多次洗涤细胞，更换新鲜培养基。

 

添加抑制剂：在实验需求允许时，可加入TLR4抑制剂或多粘菌素B（需注意其细胞毒性）。

 

重新制备样本：若污染严重，建议丢弃污染细胞并重新培养。

 

四、注意事项与误区

 

高压灭菌无法去除内毒素：内毒素耐高温（需≥250干热30分钟才能灭活）。

 

血清中的内毒素：胎牛血清（FBS）是常见污染源，需选择经透析或过滤处理的产品。

 

内毒素吸附性：内毒素易吸附在塑料表面，常规清洗难以彻底去除，需使用专用去内毒素试剂。

 

五、总结

 

内毒素污染是细胞培养中隐蔽性强、危害大的问题，需通过严格预防、定期检测和科学处理来规避风险。对于高敏感性实验（如干细胞培养、免疫学研究或药物筛选），建议建立内毒素监控流程，确保实验数据的可靠性。

 

北京百欧博伟生物技术有限公司的微生物菌种查询网提供微生物菌种保藏、测序、购买等服务,是中国微生物菌种保藏中心的服务平台，并且是集微生物菌种、菌种,ATCC菌种、细胞、培养基为一体的大型微生物查询类网站，自设设备及技术的微生物菌种保藏中心！欢迎广大客户来询！