內毒素對細胞的危害到底有多大？

　　我們常說，細胞培養過程中，在選購血清的時候，一定要看檢測報告，關注上面一些很重要的指標。比如病毒、內毒素這些。

　　不難理解，血清中如果有病毒存在，不僅細胞養不好，實驗人員的安全也會受到威脅。

　　那這血清中內毒素的高低對細胞培養會有啥影響啊？為什么選血清要選內毒素含量低的呢？

　　所以今天我們就來聊聊，細胞培養中血清的內毒素問題。

　　內毒素是個啥？

　　內毒素是革蘭氏陰性細菌細胞壁中的一種成分，叫做脂多糖。脂多糖對宿主是有毒性的。內毒素只有當細菌死亡溶解或用人工方法破壞后才釋放出來，所以叫做內毒素。

　　人體對細菌內毒素極為敏感。

　　極微量（1-5ng/kg，而1ng≈2.5EU）內毒素就能引起體溫上升，發熱反應持續約4小時后逐漸消退。

　　自然感染時，因革蘭氏陰性菌不斷生長繁殖，同時伴有陸續死亡、釋出內毒素，故發熱反應將持續至體內病原菌完全消滅為止。

　　內毒素引起發熱反應的原因是內毒素作用于體內的巨噬細胞、中性粒細胞等，使之產生IL-1、IL-6和TNF-α等細胞因子，這些細胞因子作用于宿主下丘腦的體溫調節中樞，促使體溫升高發熱。

　　由于內毒素是細菌死亡裂解或自溶引起的，因此環境中大量存在內毒素。但是如果在細胞培養過程中，出現了大量內毒素，可不是一件好事。

　　內毒素對細胞有啥影響？

　　此前，有人做過實驗，來觀察內毒素對細胞培養的影響，記錄的影響包括：刺激白細胞培養物產生組織因子、激活鼠巨噬細胞，以及通過極低水平（低于 1 ng/ml）的內毒素抑制鼠類紅細胞集落形成等一系列指標。

　　隨后，發表了許多關于內毒素對體外細胞功能和生長影響的論文。

　　細胞種類濃度(ng/mL)內毒素的效應

　　馬巨噬細胞0.5誘導產生 IL-6

　　人體外受精胚胎細胞1體外受精成功率降低了 3-4 倍

　　主動脈內皮細胞10硫酸肝素蛋白聚糖出現劑量依賴性改變

　　鼠 B 淋巴瘤10免疫球蛋白輕鏈的產量增加 30-40 倍

　　重組CHO細胞10改變蛋白質生產

　　心肌細胞10誘發收縮功能障礙

　　人T細胞100在單核細胞存在下誘導增殖和淋巴因子產生

　　尿道上皮細胞5000改變克隆效率

　　Morris等人發現，只需暴露 6 小時，低至 0.5 ng/mL 的內毒素水平可以顯著增加馬腹膜巨噬細胞中IL-6的產生。Mattern等人發現， 100 ng/mL 內毒素可以刺激人類 T 細胞的增殖及其淋巴因子的產生，但這種刺激需要與先前暴露于內毒素的單核細胞直接物理接觸。Sibley等人報道，10 到 200 ng/mL 內毒素刺激鼠 B 細胞腫瘤細胞系 (70Z/3) 完成 IgM 的產生，然后在細胞表面表達。

　　基于上述證據，很明顯，內毒素對每種細胞的影響是不一樣。接下來我們就看看產生這些影響的機制有哪些。

　　內毒素對細胞有啥影響？

　　關于內毒素與細胞培養物相互作用的機制仍有很多未知。

　　 有一些研究報道：

　　在血清中發現了一種 60 kDa 的糖蛋白 LPS 結合蛋白 (LBP)，它通過脂質 A 結構域與 LPS 結合，大大增強了與免疫系統細胞相互作用的能力。這種增強似乎需要特定的 55 kDa 糖蛋白受體來輔助配合。這種蛋白可以膜錨定再多種免疫細胞上，當與 LPS-LBP 結合時，會啟動一系列事件，導致細胞因子 mRNA 的產生和隨后細胞釋放多種細胞因子，但細胞內信號傳導究竟是如何發生的尚不完全清楚。

　　LPS 也可能通過其他方式與細胞相互作用。一些缺乏 CD14 受體的細胞已被證明可以受到 LPS 的影響。LPS 可能通過未知受體、內吞作用或直接進入細胞膜進入細胞 。Risco 等人證明 LPS 可以與細胞骨架微管結合，并在高濃度下抑制微管聚合。這種結合是LPS 的某些細胞毒性作用的一種可能機制，但作用似乎不涉及細胞因子激活。

　　從現有的研究可以看出，內毒素對于細胞培養影響還是很大的：

　　改變細胞外形

　　活化細胞，產生訊息傳遞物質

　　抑制酶活性

　　抑制人工受精的成功率等

　　內毒素過高，有事甚至會直接改變我們的實驗結果。所以要盡量避免內毒素的干擾。

　　一般來說，細胞或組織培養過程中內毒素污染源通常來自于血清、培養液及外加藥物配制用水等。

　　所以選擇內毒素含量低的血清就顯得尤為重要。

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