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細胞培養中的支原體污染常為人所忽視，原因在于它不易被發現。支原體污染憑肉眼和光學顯微鏡觀察，沒有明顯的特征。本文締一生物/締一生物為您分析支原體污染細胞的危害有多大？
恰恰不是！支原體對細胞的危害比人們想象的要大得多。并進而對實驗結果產生影響，實在不能令人忽視。事實上，在培養基中支原體的數量很容易超過細胞，以1000:1的比例甚至更高3。支原體影響到培養細胞的幾乎每一個方面。細胞不再像以往它們所應該表現的那樣。例如，支原體會和宿主細胞競爭營養，改變 細胞DNA、RNA和蛋白質合成狀態，降低培養液中氨基酸和ATP水平，誘導細胞染色體改變，改變細胞膜抗原結構等。其結果是細胞增殖受到抑制，細胞死亡增加，DNA發生片段化，產生類似凋亡的形態特征5。
有人列表總結出支原體對細胞產生的一系列影響（見表1）1，7。
表1：支原體導致的細胞改變
細胞代謝 | DNA、RNA和蛋白合成 |
培養基營養的攝取，特別是氨基酸和核酸前體 | |
ATP水平 | |
細胞性能 | 酶活性與酶表達量 |
生長速率、存活率和培養效率 | |
膜結構組成，受體表達、結合和信號轉導 | |
核酸合成導致的非整倍體和其他染色體的畸變 | |
巨噬細胞和淋巴細胞活化和增殖反應 | |
干擾素的產生和活性 | |
病毒活性 | 感染率 |
病毒繁殖和產量 |
雖然到目前為止，這些效應并不同時發生，但單就個別效應看，其影響也是驚人的。例如，支原體的過度生長可導致細胞培養液營養的損失和真核細胞不可逆的損傷。很早就有人指出，支原體存在的精氨酸脫亞胺酶以及對生長培養基的攝取和耗竭，能抑制細胞增殖，并誘導細胞系凋亡1。精氨酸是一些支原體（包括人型支原體、發酵支原體、精氨酸支原體等）的主要能量來源。支原體的精氨酸脫亞胺酶能代謝精氨酸并產生能量2。其結果使培養基中的精氨酸減少，導致真核細胞生長速率異常，細胞活力下降，貼壁細胞從培養容器表面脫離，以及細胞出現顆粒物。另外，染色體畸變也會發生，這源于作為組蛋白主要成分的精氨酸的缺乏。染色體斷裂，多重易位和染色體數目的變化是支原體污染造成的其他幾種效應。支原體產生的核酸外切酶和核酸內切酶還能降解真核細胞的DNA和RNA1。 另發現，發酵支原體可引發單核細胞系DNA的片段化和染色體DNA的丟失，這種殺細胞效應進一步導致了蛋白碎片的產生。6
圖：電鏡下的支原體
有人用生物芯片檢測到了支原體給細胞帶來的幾百種基因表達的改變,包括編碼受體、離子通道、生長因子的基因和癌基因等方面4。
另有人發現，支原體包含有高度富含免疫原性的脂蛋白。這些脂蛋白錨定在胞膜的外表面，并可被TLR2等免疫細胞的受體識別。TLR與抗原結合后，可激活NF-kB途徑，進一步導致細胞活化，并偏離zui終的實驗結果。
支原體造成的細胞污染，其副作用除了帶來個人的尷尬和生物安全的風險外，還包括損失時間、金錢、寶貴的細胞和發表被誤導的論文，使研究的數據受到質疑。它對疫苗、單克隆抗體、重組蛋白等生物制品的質量和數量也產生了負面影響。因此，各國FDA都制定了關于支原體檢測的指南和條令。
從上面可以看出，支原體帶來的負面結果實在不容忽視。因此，建立正確的支原體防治和檢測對于生物醫學領域的科研和生產工作者來說，是非常重要的。
參考文獻：
（1）Bionique® Testing Laboratories http://www.bionique。。ｃｏｍ/mycoplasma-resources/faq/consequences-of-mycoplasma-contamination.html
（2）Fenske JD, Kenny GE.Role of arginine deiminase in growth of Mycoplasma hominis. J Bacteriol. 1976 Apr;126(1):501-10.
（3）Shlomo Rottem, Michael F.Barile. Beware of mycoplasmas.Trends in Biotechnology. 1993,11(4) :143–151
(4) Miller CJ. et al., 2003. Mycoplasma infection significantly alters microarray gene expression profiles. Biotechniques. 35(4):812-4
(5) MF Barile.MYCOPLASMA CONTAMINATION OF CELL CULTURES: A STATUS REPORT.Cell Culture & Its Application, 1977 :291-334
(6) CK Lincoln，MG Gabridge.Chapter 4 Cell Culture Contamination: Sources, Consequences, Prevention, and Elimination.Methods in Cell Biology,1998,57(57):49-65
(7) HG Drexler，CC Uphoff. Mycoplasma contamination of cell cultures: Incidence, sources, effects, detection, elimination, prevention.Cytotechnology, 2002,39(2):75-90
綜上所述，您是不是已經對支原體污染細胞的危害有多大，有所了解。如果還有其他疑問，請咨詢締一生物/締一生物資深專家。
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