Культура клеток или культура тканей — это процесс, с помощью которого клетки выращиваются в контролируемых условиях, как правило, за пределами их естественной среды. Термин «культура ткани» был придуман американским патологом Монтроузом Томасом Берроузом . [1] Этот метод также называется микроразмножением . После того как интересующие клетки были выделены из живой ткани , их впоследствии можно хранить в тщательно контролируемых условиях. Их необходимо хранить при температуре тела (37°С) в инкубаторе. [2] Эти условия различаются для каждого типа клеток, но обычно состоят из подходящего сосуда с субстратом или богатой средой , которая поставляет необходимые питательные вещества ( аминокислоты , углеводы , витамины , минералы ), факторы роста , гормоны и газы ( CO 2 ) . , O 2 ), а также регулирует физико-химическую среду ( рН буфера , осмотическое давление , температуру ). Большинству клеток требуется поверхность или искусственный субстрат для формирования прикрепившейся культуры в виде монослоя (толщиной в одну клетку), тогда как другие можно выращивать в свободном плавании в среде в виде суспензионной культуры . [3] Обычно этому способствуют использование жидкой, полутвердой или твердой питательной среды , такой как бульон или агар . Культура тканей обычно относится к культуре клеток и тканей животных, при этом для растений используется более конкретный термин « культура тканей растений ». Продолжительность жизни большинства клеток детерминирована генетически, но некоторые клетки, культивируемые в клетках, «превратились» в иммортализованные клетки, которые будут воспроизводиться бесконечно, если будут обеспечены оптимальные условия.
На практике термин «культура клеток» теперь относится к культивированию клеток, полученных из многоклеточных эукариот , особенно клеток животных , в отличие от других типов культур, которые также выращивают клетки, таких как культура растительных тканей , культура грибов и микробиологическая культура . микробов ) . Историческое развитие и методы культивирования клеток тесно связаны с культурой тканей и культурой органов . Вирусная культура также связана с клетками, являющимися хозяевами вирусов.
Лабораторный метод поддержания линий живых клеток (популяция клеток, произошедших от одной клетки и содержащих один и тот же генетический состав), отделенных от исходного источника ткани , стал более надежным в середине 20 века. [4] [5]
Английский физиолог XIX века Сидней Рингер разработал солевые растворы , содержащие хлориды натрия, калия, кальция и магния, пригодные для поддержания биения изолированного сердца животного вне тела. [6] В 1885 году Вильгельм Ру удалил часть мозговой пластинки куриного эмбриона и подержал ее в теплом солевом растворе в течение нескольких дней, установив основной принцип культуры тканей. В 1907 году зоолог Росс Грэнвилл Харрисон продемонстрировал рост эмбриональных клеток лягушки, которые давали начало нервным клеткам в среде свернувшейся лимфы . В 1913 г. Э. Стейнхардт, К. Израэль и Р. А. Ламберт вырастили вирус коровьей оспы во фрагментах ткани роговицы морской свинки . [7] В 1996 году впервые была использована регенеративная ткань для замены небольшой длины уретры, что привело к пониманию того, что техника получения образцов ткани, выращивания ее вне тела без каркаса и повторного применения может использовать только на небольших расстояниях менее 1 см. [8] [9] [10] Росс Грэнвилл Харрисон , работавший в Медицинской школе Джонса Хопкинса , а затем в Йельском университете , опубликовал результаты своих экспериментов с 1907 по 1910 год, установив методологию культуры тканей . [11]