内毒素对细胞有什么危害？

我们常说，细胞培养过程中，在选购血清的时候，一定要看检测报告，关注上面一些很重要的指标。比如病毒、内毒素这些。

不难理解，血清中如果有：病毒存在，不仅细胞养不好，实验人员的安全也会受到威胁。

那这血清中内毒素的高低对细胞培养会有啥影响啊？为什么选血清要选内毒素含量低的呢？

所以今天我们就来聊聊，细胞培养中血清的内毒素问题。

内毒素是个啥？

内毒素是革兰氏阴性细菌细胞壁中的一种成分，叫做脂多糖。脂多糖对宿主是有毒性的。内毒素只有当细菌死亡溶解或用人工方法破坏后才释放出来，所以叫做内毒素。

人体对细菌内毒素极为敏感。

极微量（1-5ng/kg，而1ng≈2.5EU）内毒素就能引起体温上升，发热反应持续约4小时后逐渐消退。

自然感染时，因革兰氏阴性菌不断生长繁殖，同时伴有陆续死亡、释出内毒素，故发热反应将持续至体内病原菌全部消灭为止。

内毒素引起发热反应的原因是内毒素作用于体内的巨噬细胞、中性粒细胞等，使之产生IL-1、IL-6和TNF-α等细胞因子，这些细胞因子作用于宿主下丘脑的体温调节中枢，促使体温升高发热。

由于内毒素是细菌死亡裂解或自溶引起的，因此环境中大量存在内毒素。但是如果在细胞培养过程中，出现了大量内毒素，可不是一件好事。

内毒素对细胞有啥影响？

此前，有人做过实验，来观察内毒素对细胞培养的影响，记录的影响包括：刺激白细胞培养物产生组织因子、激活鼠巨噬细胞，以及通过极低水平（低于 1 ng/ml）的内毒素抑制鼠类红细胞集落形成等一系列指标。

随后，发表了许多关于内毒素对体外细胞功能和生长影响的论文。

细胞种类浓度(ng/mL)内毒素的效应

马巨噬细胞0.5诱导产生 IL-6

人体外受精胚胎细胞1体外受精成功率降低了 3-4 倍

主动脉内皮细胞10硫酸肝素蛋白聚糖出现剂量依赖性改变

鼠 B 淋巴瘤10免疫球蛋白轻链的产量增加 30-40 倍

重组CHO细胞10改变蛋白质生产

心肌细胞10诱发收缩功能障碍

人T细胞100在单核细胞存在下诱导增殖和淋巴因子产生

尿道上皮细胞5000改变克隆效率

Morris等人发现，只需暴露 6 小时，低至 0.5 ng/mL 的内毒素水平可以显着增加马腹膜巨噬细胞中IL-6的产生。Mattern等人发现， 100 ng/mL 内毒素可以刺激人类 T 细胞的增殖及其淋巴因子的产生，但这种刺激需要与先前暴露于内毒素的单核细胞直接物理接触。Sibley等人报道，10 到 200 ng/mL 内毒素刺激鼠 B 细胞肿瘤细胞系 (70Z/3) 完成 IgM 的产生，然后在细胞表面表达。

基于上述证据，很明显，内毒素对每种细胞的影响是不一样。接下来我们就看看产生这些影响的机制有哪些。

内毒素对细胞有啥影响？

关于内毒素与细胞培养物相互作用的机制仍有很多未知。

有一些研究报道：

在血清中发现了一种 60 kDa 的糖蛋白 LPS 结合蛋白 (LBP)，它通过脂质 A 结构域与 LPS 结合，大大增强了与免疫系统细胞相互作用的能力。这种增强似乎需要特定的 55 kDa 糖蛋白受体来辅助配合。这种蛋白可以膜锚定再多种免疫细胞上，当与 LPS-LBP 结合时，会启动一系列事件，导致细胞因子 mRNA 的产生和随后细胞释放多种细胞因子，但细胞内信号传导究竟是如何发生的尚不全部清楚。

LPS 也可能通过其他方式与细胞相互作用。一些缺乏 CD14 受体的细胞已被证明可以受到 LPS 的影响。LPS 可能通过未知受体、内吞作用或直接进入细胞膜进入细胞 。Risco 等人证明 LPS 可以与细胞骨架微管结合，并在高浓度下抑制微管聚合。这种结合是LPS 的某些细胞毒性作用的一种可能机制，但作用似乎不涉及细胞因子激活。

从现有的研究可以看出，内毒素对于细胞培养影响还是很大的：

改变细胞外形

活化细胞，产生讯息传递物质

抑制酶活性

抑制人工受精的成功率等

内毒素过高，有事甚至会直接改变我们的实验结果。所以要尽量避免内毒素的干扰。

一般来说，细胞或组织培养过程中内毒素污染源通常来自于血清、培养液及外加药物配制用水等。

所以选择内毒素含量低的血清就显得尤为重要。

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