在细胞培养中，细胞聚团是一个常见且复杂的问题，它可能会影响细胞正常的生长、形态和功能，甚至降低实验结果的可靠性，给研究人员带来不少困扰。
本期细胞学堂将深入探讨细胞聚团对细胞培养的影响，分析细胞聚团形成的常见原因，并为您提供相应的解决方法，旨在助您优化细胞培养条件，提高实验的成功率。
细胞聚团对细胞培养的影响
01
抑制细胞的生长和增殖
聚团的形成限制了细胞之间的营养和氧气交换，导致部分细胞因缺乏足够的养分而无法进行正常的生长和分裂。此外，聚团细胞的生长状态往往不均匀，有的细胞增殖旺盛，有的细胞则处于休眠状态或濒临死亡。
02
改变细胞形态和功能
细胞在聚团后通常会失去正常的粘附状态，这可能对其功能表现产生不良影响，如分泌能力和代谢活性等。在需要细胞与基质或其他细胞相互作用的实验中，聚团的存在可能会干扰这些生物学过程。
03
降低实验结果的可靠性
聚团可能导致细胞行为的不一致性，从而影响实验结果的可重复性。在药物筛选或功能研究中，聚团可能会改变细胞对药物的反应，产生假阳性或假阴性结果，进而降低研究结论的准确性。
04
影响后续实验操作
在细胞传代过程中，聚团的存在使操作变得困难，增加细胞损伤的风险。此外，聚团还可能导致细胞死亡率上升，从而影响细胞的整体状态。
细胞聚团常见原因和解决方法
细胞本身特性
对于初次接触细胞培养的新手来说，他们可能对悬浮细胞的理解局限于细胞以单颗独立的状态悬浮于培养基中。但实际上，有一类悬浮细胞，它们由于自身的生长特性，常会以聚团的形式生长。例如，AtT-20细胞在正常生长过程中，会自然以聚大团的形式悬浮生长（如图1所示）；而U2932细胞常以聚小团的形式悬浮生长（如图2所示）。对于此类细胞，在初次培养时，建议参照权-威数据库细胞正常生长图片，了解并熟悉其易聚团生长的特性，无需做特殊处理。
图1. AtT-20细胞聚大团生长
图2. U2932细胞聚小团生长
对于无血清悬浮培养的细胞株（如HEK 293F和CHO-S），其在高密度培养时，细胞也容易出现聚团生长（如图3所示）。高密度时聚团生长容易引起细胞过早死亡，最终导致蛋白表达产量显著降低。为解决此类问题，可在培养基中添加适当的抗细胞结团剂，能有效改善细胞聚团情况（如图4所示），同时延长细胞在高密度培养条件下的高活率持续时间，进而提升蛋白表达产量。
图3. CHO-S细胞未加
抗细胞结团剂
图4. CHO-S细胞加入
抗细胞结团剂
细胞受到刺激
在培养贴壁不牢的细胞（如HEK 293系列）时，若细胞受到外界刺激（如换液时未预热培养基、PBS或细胞受到震荡等），可能会导致细胞脱落，聚团漂浮。另外，如购买细胞时选择常温运输发货，细胞在到货时也可能出现脱落，聚团漂浮的情况。针对此类问题，可以通过收集聚团漂浮的细胞，经过适当消化后，重新接种进行培养。
大鼠背根神经元细胞是一株贴壁生长的细胞，在常温运输过程中同样可能因为运输刺激，导致细胞聚团漂浮（如图5所示）。在高倍镜下观察细胞团块，大部分细胞是透亮光滑的（若不确定聚团细胞的存活状态，可将细胞团消化成细胞悬液，用台盼蓝染色判断死活细胞的比例），收集聚团细胞后用胰酶消化，重新铺板，经过24 h的培养，细胞开始贴壁，形态逐渐伸展开，继续培养2天后，细胞形态恢复正常。
图5. 大鼠背根神经元细胞常温运输后的聚团处理
消化不当
在贴壁细胞的传代过程中，消化不当与传代后细胞聚团生长的现象密切相关。如果消化液的浓度过高或消化时间过长，细胞可能会受损，其正常的粘附能力会受到影响，进而容易导致细胞聚团。相反，如果消化时间过短，贴壁细胞只是大片地从培养皿底部脱落，而细胞间的粘附仍然较强。此时即便使用移液枪轻柔吹打，也难以将细胞团块分散成单细胞悬液。这种消化不足的细胞悬液接种的细胞更易倾向于聚团生长。
为了应对因消化不当导致的细胞聚团问题，我们需要对培养的细胞消化时间进行更为精准的掌控。既要确保细胞能够充分解离，又要避免对细胞状态造成影响。如果在传代后发现细胞呈现聚团生长，且细胞状态良好的前提下，可以将细胞进行消化处理，以获得单细胞悬液并重新进行接种铺板。
血清影响
不同品牌的血清在成分上存在差异，尤其是生长因子的含量，这种差异可能会对细胞的粘附能力和生长状态产生影响，进而引发细胞聚团的现象。此外，即使是同一品牌的不同批次血清，也可能因质量波动而对细胞状态产生影响，使细胞更容易聚集。因此，在培养对血清敏感的细胞时，应尽量避免更换血清品牌和生产批次。如果确实需要更换血清，建议采取逐步替换的方式，这样可以显著提高血清替换的成功率，并降低细胞生长过程中出现聚团的风险。
普诺赛®抗细胞结团剂
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