内毒素对细胞的危害到底有多大？

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。

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完全消灭为止。

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。

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。

Morris等人发现（1），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（2）， 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（3）。

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。

关于内毒素与细胞培养物相互作用的机制仍有很多未知（4，5，6，7）。

参考文献：

1、Morris,D.D., Crowe, N., Moore, J.N.and Moldawer, L.L. Endotoxin-Induced Production ofInterleukin 6 by Equine Peritoneal Macrophages In Vitro. Am. J. Vet. Res.53:1298-1301 (1992).

2、Mattern, T.,Thanhauser, A., Reiling, N.,Toellner, K., Duchrow, M., Kusumoto, S.,Rietschel,E.T., Ernst, M., Brade, H.,Flad, H.D. and Ulmer, A.J. Endotoxin and Lipid A StimulateProliferation of Human T Cells In the Presence of Autologous Monocytes. J.Immunol. 153:2996-3004(1994).

3、Sibley, C.H.,Terry, A. and Raetz, C.R.H.Induction of K Light Chain Synthesis in 70Z/3 BLymphoma Cells by Chemically Defined Lipid A Precursors. J. Biol. Chem.263:5098-5103 (1988).

4、Morrison, D.C.,Dinarello, C.A., Munford,R.S., Natanson, C., Danner, R., Pollack,M., Spitzer,J.J., Ulevitch, R.J., Vogel,S.N., and McSweegan, E. Current Status of BacterialEndotoxins. ASM News,60:479-484 (1994).

5、Raetz, C.R.H.Biochemistry of Endotoxins.Annu. Rev. Biochem. 59:129-170 (1990).

6、Raetz,C.R.H. Bacterial Endotoxins:Extraordinary Lipids that Activate EucaryoticSignal Transduction. J. Bact.175:5745-5753 (1993).

7.、Raetz,C.R., Ulevitch, R.J., Wright, S.D.,Sibley, C.H., Ding, A., and Nathan, C.F. Gram-negativeEndotoxin: An Extraordinary Lipid with Profound Effects on Eukaryotic SignalTransduction. FASEB J. 5:2652-2660 (1991).

8、Risco, C.,Dominguez, J.E., Bosch, M.A.,and Carrascosa, J.L. Biochemical and

ElectronMicroscopy Analysis of the Endotoxin Binding to Microtubules in vitro. Mol.Cell. Biochem. 121:67-74(1993).

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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