культура тканей

КУЛЬТУРА ТКАНЕЙ, тканевая культура, метод выращивания вне организма в искусственно созданных условиях клеток, тканей или органов. Б культурах тканей и органов (гл. обр. органы эмбрионов) поддерживают их жизнеспособность или рост при сохранении дифференциации ткани, структуры и функции органа.

Изолированный кусочек ткани или органа, используемый для культивирования вне организма, наз. эксплантатом. Культура клеток растёт вне организма без образования тканей.

В биол. исследованиях чаще применяют однослойные К. т. — популяции клеток, растущих на поверхности твёрдого субстрата (стекло, металл, пластмасса) в виде непрерывного слоя, и суспензионные К. т., в которых клетки сохраняют жизнеспособность или размножаются взвешенными в питат. среде. В зависимости от степени приспособления к условиям культивирования различают пять типов культур клеток: первичная культура клеток, получаемая из тканей или органов, взятых непосредственно из организма (культура считается первичной до тех пор, пока её не пересеяли), линия клеток — первичная культура со времени получения субкультуры (пересева); стабильная линия клеток — клетки, способные размножаться (пересеваться) in vitro до бесконечности; линия диплоидных клеток — линия клеток, в которой не менее 75% клеток сохранили нормальный исходный кариотип; штамм клеток — популяция однородных по одному или нескольким признакам диплоидных клеток, сохраняющая специфич. свойства в течение определённого периода (до 50 пассажей). В дальнейшем штамм клеток или погибает, или превращается в стабильную линию клеток; при этом нормальный кариотип сменяется гетероплоидным набором хромосом. В первичных К. т. сохраняется тканевая специфичность клеток. Этим объясняется морфологич. неоднородность таких К. т. (рис. 1). При длительном культивировании тканевая специфичность клеток выражена слабо, поэтому клетки мн. линий сходны друг с другом (рис. 2).

При культивировании наиболее прихотливы К.т. теплокровных животных, наименее — К. т. растений. Для выращивания культур, кроме факторов питания,необходимы соответствующие температура, осмотич. давление, рН, ионный и газовый состав среды. Для клеток большинства млекопитающих и птиц оптимальная t 36 — 38°C, для клеток насекомых и холоднокровных позвоночных — 20—25°C. Для клеток млекопитающих и птиц оптимальное осмотич. давление при t 38°C — 7,6 атм. Клетки большинства животных хорошо растут при рН 7,0—7,3. Оптимальная концентрация О2№№№ в К. т. близка к содержанию его в воздухе. В питательной среде должны присутствовать ионы натрия, калия, кальция, магния, хлориды, фосфаты и глюкоза. Потребность в питат. веществах определяется характером К. т. Для длительного роста и размножения клеток млекопитающих требуется по меньшей мере 13 аминокислот, витамины группы В и сыворотка крови. Среды для кратковременного культивирования К. т. могут содержать меньше питат. веществ, в их состав не входит сыворотка. Питат. среды, которые обеспечивают рост К. т., наз. ростовыми; среды, обеспечивающие сохранение жизнеспособности К. т., — поддерживающими.

Первичные культуры получают из клеток, выделенных из тканей с помощью протеолитич. ферментов (чаще трипсина). Их, как правило, выращивают в среде, состоящей из солевого раствора Эрла или Хенкса, 0,5% гидролизата лактальбумина, 0,1 % глюкозы и 5—10% сыворотки кр. рог, скота. Для выращивания линии клеток и штамма клеток используют синтетич. среды, содержащие аминокислоты, витамины и обогащённые сывороткой (среда Игла и др.) и др. важными метаболитами (среда 199 и др.). Такие же среды применяют при длительном культивировании тканей и органов зародышей. К. т. выращивают в стеклянных, пластмассовых или металлич. сосудах различной формы и ёмкости (рис, 3). Однослойные культуры чаще выращивают в стеклянных пробирках, матрасах Ру или в круглостенных флаконах.

Клетки растут на внутренней поверхности культурального сосуда, смачиваемой питат. средой. Так как диплоидные культуры растут только на поверхности твёрдого субстрата, для их массового выращивания предложены спец. аппараты, обладающие большой внутренней поверхностью. Стабильные линии клеток во мн. отношениях сходны с одноклеточными организмами и с успехом могут расти в перемешиваемой суспензии в металлич. реакторах, полуавтоматических аппаратах.

Тканевые эксплантаты или органы эмбрионов чаще всего помещают на сетчатую подставку (плот), расположенную в чашке Петри и полностью погружённую в питат. среду (рис. 4). Реже готовят суспензию тканевых эксплантатов в жидкой питат. среде.

Однослойные и суспензионные К. т. позволяют изучать различные вопросы биологии, в частности вирусологии, на клеточном уровне. С их помощью расшифрована этиология и разработана диагностика мн. заболеваний и созданы средства специфич. профилактики вирусных болезней человека и животных. К. т. используют как питательный субстрат для размножения вирусов, В производстве вакцин широко применяют первичные культуры клеток, штаммы клеток, суспензию тканевых эксплантатов и суспензию клеток трипсинизированной ткани. Тканевые эксплантаты и органы эмбрионов в основном используют при изучении морфогенеза и физиологии тканей. К. т. оказались весьма перспективным методом выведения безвирусных линий растений.

^{Лит.: Голубев Д. Б., Соминина А. А., Медведева М. Н., Руководство по применению клеточных культур в вирусологии, Л., 1976; Новые методы культуры животных тканей, пер. с англ., М., 1976.}