人的生存離不開氧氣。如果你感覺很長一段時(shí)間里整天無精打采、昏昏欲睡,在排除睡眠不足的因素外,那么你有可能是血液中缺氧了。血液除了能在身體內(nèi)流動(dòng),攜帶能量、廢物等,最主要的功能就是攜帶氧氣,這是它的基本功能之一。如果血液缺氧,嚴(yán)重時(shí)就會(huì)導(dǎo)致器官病變,最常見的就是心梗、腦梗等。近年來,低氧(Hypoxic)于生物機(jī)體及細(xì)胞的生理作用及其分子機(jī)制研究越來越受到醫(yī)學(xué)科研學(xué)者的關(guān)注。
低氧培養(yǎng)的適用研究領(lǐng)域
近30年來與“低氧誘導(dǎo)”相關(guān)的文章統(tǒng)計(jì)(此項(xiàng)數(shù)據(jù)來源于Pubmed數(shù)據(jù)庫)
細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,細(xì)胞缺氧是缺血缺氧性疾病發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵環(huán)節(jié),所以建立細(xì)胞缺(低)氧模型是從細(xì)胞水平及分子水平動(dòng)態(tài)研究該類疾病的重要方法。目前,已經(jīng)建立了許多細(xì)胞缺氧模型,為缺血缺氧性疾病的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
下面,介紹一下體外培養(yǎng)細(xì)胞缺氧模型的方法。
正常情況下,細(xì)胞體外培養(yǎng)需5%CO2與95%空氣環(huán)境,然而,降低培養(yǎng)環(huán)境的氧分壓或使細(xì)胞用氧障礙可以造成缺氧狀態(tài),目前常用的缺氧方法有物理性缺氧法和化學(xué)性缺氧法。
物理性缺氧法 通過降低培養(yǎng)環(huán)境的氧分壓造成細(xì)胞缺氧性損傷,類似于體內(nèi)發(fā)生的低張性缺氧。
缺氧培養(yǎng)系統(tǒng)
化學(xué)性缺氧法 在培養(yǎng)基中加入化學(xué)物質(zhì),造成細(xì)胞用氧障礙或使培養(yǎng)基內(nèi)的氧氣耗盡,如在培養(yǎng)基內(nèi)加人cyanide、連二亞硫酸鈉等。化學(xué)缺氧模型制備簡單,但由于添加的物質(zhì)可能會(huì)改變培養(yǎng)基的化學(xué)成分,且添加劑本身對(duì)細(xì)胞有損傷作用,增加了實(shí)驗(yàn)的混雜因素,需慎重選用。Cyanide中的氰離子(CN- )可迅速與細(xì)胞內(nèi)氧化型細(xì)胞色素氧化酶的三價(jià)鐵結(jié)合形成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶,使之不能還原,電子傳遞中斷,造成細(xì)胞用氧障礙;Cyanide還阻斷線粒體氧化磷酸化,抑制細(xì)胞色素C氧化酶,呼吸鏈中斷,引起組織性缺氧。連二亞硫酸鈉又稱保險(xiǎn)粉,為氧結(jié)合劑,可在短時(shí)間內(nèi)結(jié)合液體培養(yǎng)基內(nèi)的氧氣,造成細(xì)胞低張性缺氧。還有用其他化學(xué)物質(zhì)如氧化鈷制作缺氧模型的。
聯(lián)合缺氧法 2種或2種以上方法聯(lián)合使用可使細(xì)胞缺氧更為明顯。例如:在培養(yǎng)基中添加連二亞硫酸鈉,然后,將細(xì)胞放入95%N2+5%CO2密閉容器中,連二亞硫酸鈉已使培養(yǎng)基內(nèi)氧氣耗盡,再置入無氧外環(huán)境即可造成穩(wěn)定的細(xì)胞缺氧。
常用于缺氧培養(yǎng)的細(xì)胞(舉例)
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