Cell kab lis kev cai yog nyob ntawm cov xwm txheej. Lawv sib txawv rau txhua hom ntawm tes, tab sis feem ntau muaj cov hlab ntsha uas tsim nyog nrog lub substrate lossis nruab nrab uas muab cov khoom noj tsim nyog (amino acids, carbohydrates, vitamins, minerals), cov khoom loj hlob, cov tshuaj hormones thiab gases (CO2, O2) thiab tswj lub physico. -chemical ib puag ncig. (tsis pH, osmotic siab, kub). Feem ntau cov hlwb xav tau ib qho chaw lossis cov khoom tsim tawm (nplaum lossis monolayer kab lis kev cai), thaum lwm tus tuaj yeem nthuav tawm dawb hauv kab lis kev cai nruab nrab (kev coj noj coj ua). Lub neej ntawm cov hlwb feem ntau yog txiav txim siab los ntawm caj ces, tab sis qee cov kab lis kev cai ntawm tes tau hloov mus rau hauv cov hlwb tsis txawj tuag uas yuav rov tsim dua tshiab tsis tu ncua yog tias tsim tau zoo.
Definition
Sqhov txhais ntawm no yog qhov yooj yim zoo nkauj. Hauv kev xyaum, lo lus "kev coj noj coj ua ntawm tes" tam sim no yog hais txog kev cog qoob loo ntawm cov hlwb tau los ntawm ntau lub cellular eukaryotes, tshwj xeeb tshaj yog cov tsiaj hlwb, tsis zoo li lwm hom kab lis kev cai. Keeb kwm kev loj hlob thiab kab lis kev cai txoj kev muaj feem cuam tshuam nrog cov ntaub so ntswg kab lis kev cai thiab kab lis kev cai ntawm lub cev. Kab lis kev cai kab mob kuj cuam tshuam nrog cov cell ua tus tswv rau cov kab mob.
History
Cov txheej txheem kuaj kom tau txais thiab kev cog qoob loo ntawm cov hlwb sib cais los ntawm cov ntaub so ntswg qub tau ua kom muaj zog dua nyob rau nruab nrab xyoo pua 20th. Qhov kev ua txhaum loj hauv cheeb tsam no tau tsim los ntawm cov kws tshawb fawb los ntawm Yale University.
Mid-Century Breakthrough
Keeb kwm, tau txais thiab cog cov hlwb tau xyaum txhawm rau txhawm rau nrhiav panacea rau ntau yam kab mob txaus ntshai. Ntau tus kws tshawb fawb tau tshawb pom tias ntau hom kab mob tuaj yeem ua neej nyob nyab xeeb, vam meej thiab sib npaug ntawm cov tsiaj txhu cog qoob loo lossis txawm tias tag nrho cov kab mob hauv nruab nrog cev uas khaws cia rau hauv cov dej tshwj xeeb. Raws li txoj cai, cov hlwb ntawm cov kabmob ntawm cov tsiaj uas nyob ze li qhov ua tau rau tib neeg tau siv rau cov kev sim no - piv txwv li, cov tsiaj loj dua li chimpanzees. Tag nrho cov kev tshawb pom no tau tsim nyob rau xyoo 1940, thaum kev sim rau tib neeg muaj feem cuam tshuam rau qee yam laj thawj.
Methodology
Cells tuaj yeem cais tawm ntawm cov ntaub so ntswg rau ex vivo kab lis kev cai hauv ntau txoj hauv kev. Lawv tuaj yeem tshem tau cov ntshav yooj yim, tab sis tsuas yog cov qe dawb xwb thiaj li muaj peev xwm loj hlob hauv kab lis kev cai. Cells tauraug cais tawm ntawm cov ntaub so ntswg los ntawm kev zom cov kab mob extracellular matrix siv cov enzymes xws li collagenase, trypsin, los yog pronase ua ntej agitating cov ntaub so ntswg tso tawm lub hlwb mus rau hauv kev ncua. Xwb, cov ntaub so ntswg tuaj yeem muab tso rau hauv cov xov xwm loj hlob thiab cov hlwb uas loj hlob muaj nyob rau kab lis kev cai. Txoj kev no hu ua kev cog qoob loo.
Cells uas yog kab lis kev cai ncaj qha los ntawm cov ntsiab lus yog lub npe hu ua thawj cov hlwb. Tsuas yog qee qhov muab tau los ntawm cov qog, feem ntau cov kab mob hauv lub cev muaj qhov txwv tsis pub muaj sia nyob.
Immortals thiab qia hlwb
Ib txoj kab tsim los yog tsis txawj tuag ntawm tes tau txais lub peev xwm los tsim tawm tsis tu ncua, los ntawm kev hloov pauv hloov pauv lossis txhob txwm hloov kho, xws li kev nthuav qhia ntawm cov noob telomerase. Ntau lub xov tooj ntawm tes tau paub zoo tias yog hom cell.
Cov kab lis kev cai ntau ntawm cov kab ntawm cov tsiaj yog qhov tseem ceeb rau kev tsim cov tshuaj tiv thaiv kab mob thiab lwm yam khoom siv biotechnology. Kab lis kev cai ntawm tib neeg qia hlwb yog siv los nthuav lawv cov lej thiab sib txawv ntawm cov hlwb mus rau ntau hom tsim nyog rau kev hloov pauv. Tib neeg (stem) kab lis kev cai ntawm tes kuj tseem siv los sau cov molecules thiab exosomes tso tawm los ntawm qia hlwb rau kev kho mob.
Kev sib txuas nrog noob caj noob ces
Cov khoom siv roj ntsha uas tsim los ntawm cov khoom siv DNA rov ua dua (rDNA) hauv tsiaj kab lis kev cai suav nrogenzymes, hluavtaws cov tshuaj hormones, immunobiological (monoclonal antibodies, interleukins, lymphokines) thiab anticancer agents. Txawm hais tias muaj ntau cov proteins yooj yim tuaj yeem ua tau siv rDNA hauv kab lis kev cai, ntau cov protein ntau uas glycosylated (hloov los ntawm carbohydrates) tam sim no yuav tsum tau ua hauv cov tsiaj txhu.
Ib qho piv txwv tseem ceeb ntawm xws li cov protein ntau yog cov tshuaj hormone erythropoietin. Tus nqi ntawm kev loj hlob ntawm cov kab lis kev cai ntawm tes yog siab, yog li kev tshawb fawb tab tom tsim los tsim cov protein ntau hauv cov kab kab lossis hauv cov nroj tsuag siab dua. Kev siv tib lub embryonic hlwb thiab somatic embryos ua ib qhov chaw ntawm cov noob ncaj qha hloov los ntawm particle bombardment, qhia txog cov noob hloov mus, thiab confocal microscopy yog ib qho ntawm nws daim ntawv thov. Cog kab lis kev cai yog hom kev coj ua no feem ntau.
Tissue cultures
Tissue kab lis kev cai yog kev cog qoob loo ntawm cov ntaub so ntswg lossis cov hlwb cais tawm ntawm lub cev. Cov txheej txheem no feem ntau yog yooj yim siv cov kua, semi-solid, los yog khoom loj hlob nruab nrab xws li broth los yog agar. Kab lis kev cai kab lis kev cai feem ntau yog hais txog kab lis kev cai ntawm cov tsiaj hlwb thiab cov ntaub so ntswg, nrog rau cov lus tshwj xeeb siv rau cov nroj tsuag, cog cell thiab kab lis kev cai. Lo lus "kev coj noj coj ua" yog tsim los ntawm American pathologist Montrose Thomas Burroughs.
History of tissue culture
Hauv xyoo 1885, Wilhelm Roux tshem tawm ib ntu ntawm medullarydaim hlau ntawm fetal qaib thiab tuav nws nyob rau hauv ib tug sov saline tov rau ob peb hnub, tsim kom muaj lub hauv paus ntsiab lus ntawm cov ntaub so ntswg kab lis kev cai. Xyoo 1907, tus kws kho tsiaj Ross Granville Harrison tau qhia txog kev loj hlob ntawm embryonic qav hlwb uas yuav ua rau cov paj hlwb hauv cov qog ntshav qog. Xyoo 1913, E. Steinhardt, C. Israel, thiab R. A. Lambert tau cog cov tshuaj tiv thaiv kab mob hauv cov kab mob guinea npua horn. Nws twb yog ib yam dab tsi ntau tshaj li cog cell kab lis kev cai.
Nyob rau yav tom ntej
Gotlieb Haberlandt yog thawj tus taw qhia txog qhov muaj peev xwm cog qoob loo cog cov ntaub so ntswg. Nws tau hais tias txoj kev no tuaj yeem txiav txim siab lub peev xwm ntawm tib neeg lub hlwb los ntawm kev coj noj coj ua ntawm cov ntaub so ntswg, nrog rau kev cuam tshuam ntawm cov ntaub so ntswg ntawm ib leeg. Raws li Haberland cov thawj coj tau lees paub, cov ntaub so ntswg thiab kab lis kev cai ntawm tes tau pib siv zog, ua rau muaj kev tshawb pom tshiab hauv biology thiab tshuaj. Nws thawj lub tswv yim, nthuav tawm xyoo 1902, hu ua totipotentiality: "Kev xav, txhua lub hlwb muaj peev xwm tsim tau cov nroj tsuag tiav." Kev cog qoob loo ntawm cov kab lis kev cai ntawm lub sijhawm ntawd tau nce siab heev.
Nyob rau hauv niaj hnub siv, cov ntaub so ntswg kab lis kev cai feem ntau yog hais txog kev loj hlob ntawm cov hlwb los ntawm cov ntaub so ntswg ntawm ib tug multicellular kab mob nyob rau hauv vitro. Cov kab mob cell kab lis kev cai tsis tseem ceeb heev hauv qhov no. Cov hlwb no yuav raug cais tawm los ntawm cov kab mob pub dawb, cov hlwb thawj, lossis cov kab ntawm tes tsis txawj tuag. Cells ntxuavkab lis kev cai nruab nrab uas muaj cov as-ham thiab lub zog qhov tsim nyog rau lawv txoj sia nyob. Lo lus "cov ntaub so ntswg kab lis kev cai" feem ntau siv interchangeably nrog cell culture.
Daim ntawv thov
Lub ntsiab lus ntawm cov ntaub so ntswg yog hais txog kev cog qoob loo ntawm cov ntaub so ntswg, piv txwv li kev cog qoob loo.
Tissue kab lis kev cai yog ib qho cuab yeej tseem ceeb rau kev kawm txog biology ntawm cov hlwb los ntawm ntau cov kab mob. Nws muab cov qauv hauv vitro cov ntaub so ntswg hauv ib puag ncig zoo uas tuaj yeem tswj tau yooj yim thiab tshuaj xyuas.
Hauv kab lis kev cai tsiaj, cov hlwb tuaj yeem loj hlob raws li 2D monolayers (cov kab lis kev cai) lossis hauv cov ntaub nplaum lossis cov gels kom ua tiav cov txheej txheem zoo li 3D cov ntaub so ntswg (3D kab lis kev cai). Eric Simon, hauv xyoo 1988 NIH SBIR daim ntawv tshaj tawm, qhia tias electrospinning tuaj yeem siv los tsim cov nano- thiab submicron-scale polymer fiber Scaffolds tshwj xeeb tsim los siv los ua cov cell thiab cov ntaub so ntswg substrates hauv vitro.
Qhov no thaum ntxov siv cov hluav taws xob hluav taws xob hluav taws xob rau cov kab lis kev cai ntawm tes thiab cov ntaub so ntswg engineering tau pom tias ntau hom hlwb yuav ua raws thiab loj hlob ntawm polycarbonate fibers. Nws tau raug pom tias, nyob rau hauv sib piv rau lub flattened morphology feem ntau pom nyob rau hauv 2D kab lis kev cai, hlwb zus nyob rau hauv hluav taws xob qaum fibers muaj ib tug ntau rounded 3D morphology feem ntau pom nyob rau hauv vivo cov ntaub so ntswg.
kab lis kev caicog cov ntaub so ntswg, tshwj xeeb, yog txuam nrog kev loj hlob tag nrho cov nroj tsuag los ntawm me me ntawm cov nroj tsuag fibers cultivated nyob rau hauv ib tug nruab nrab.
Qhov sib txawv ntawm cov qauv
Kev tshawb fawb hauv cov ntaub so ntswg engineering, qia hlwb thiab molecular biology feem ntau suav nrog kev loj hlob ntawm tes kab lis kev cai ntawm cov tais yas. Txoj kev no yog hu ua ob-dimensional (2D) cell kab lis kev cai thiab yog thawj zaug tsim los ntawm Wilhelm Roux, uas nyob rau hauv 1885 tshem tawm ib feem ntawm lub medullary phaj ntawm ib tug embryonic nqaij qaib thiab khaws cia nyob rau hauv sov saline rau ob peb hnub ntawm ca iav.
Los ntawm kev nce qib ntawm cov thev naus laus zis thev naus laus zis, niaj hnub txheej txheem yas tais rau ob sab ntawm tes kab lis kev cai, feem ntau hu ua petri tais, tau tshwm sim. Julius Richard Petri, tus kws kho mob German bacteriologist, feem ntau tau lees paub hauv cov ntaub ntawv tshawb fawb raws li tus neeg tsim khoom tsim, ua haujlwm ua tus pab Robert Koch. Niaj hnub no, ntau tus kws tshawb fawb kuj siv cov kab lis kev cai, lub khob hliav qab, thiab txawm tias cov hnab pov tseg zoo li cov khoom siv pov tseg bioreactors.
Dhau li ntawm kab lis kev cai ntawm cov kab ke uas tsis txawj tuag zoo, cov hlwb los ntawm kev cog qoob loo ntawm ntau yam kab mob tuaj yeem coj mus rau ib lub sijhawm tsawg kom txog thaum muaj kev cuam tshuam tshwm sim. Cultured thawj hlwb tau siv dav hauv kev tshawb fawb, xws li cov ntses keratocytes hauv kev tshawb fawb ntawm tes. Cell kab lis kev cai xov xwm yuav siv tau nyob rau hauv feem ntautxawv.
Cov kab lis kev cai cog ntawm tes feem ntau yog cog raws li cov kab lis kev cai ntawm tes ncua hauv cov kua xov xwm lossis hauv cov kab lis kev cai callus ntawm cov khoom siv xov xwm. Cov kab lis kev cai ntawm cov nroj tsuag tsis txawv txav thiab calli yuav tsum muaj qhov sib npaug ntawm cov nroj tsuag loj hlob hormones auxin thiab cytokinin.
