體外培養(yǎng)細(xì)胞的功能表達(dá)（分化）

由于體外細(xì)胞培養(yǎng)的過程是不斷選擇具有分裂增殖能力細(xì)胞群的過程，所以細(xì)胞群一直處于變化中。體外的細(xì)胞培養(yǎng)物逐漸會(huì)變?yōu)樘幱趧?dòng)態(tài)平衡的由多能干細(xì)胞、未分化的定向前體細(xì)胞和成熟細(xì)胞組成的細(xì)胞群體，并且，這種平衡可隨著環(huán)境條件變化而改變。在細(xì)胞密度較低的情況下，連續(xù)傳代可促進(jìn)細(xì)胞增殖、限制細(xì)胞分化，而高細(xì)胞密度、低血清和合適的激素條件，則可促進(jìn)細(xì)胞分化、抑制細(xì)胞增殖。

培養(yǎng)細(xì)胞的來源可決定以后形成培養(yǎng)物的細(xì)胞組成。與來源于成熟組織的細(xì)胞系相比，從胚胎獲得的細(xì)胞系會(huì)包含相對較多的干細(xì)胞和前體細(xì)胞，有更強(qiáng)的自我更新能力。來源于體內(nèi)不斷更新組織（如表皮、黏膜、骨髓）的培養(yǎng)物仍可能存在干細(xì)胞。在適當(dāng)?shù)臈l件下，培養(yǎng)物的壽命可以很長。來源于增生能力有限組織（如肌肉、神經(jīng)膠質(zhì)、纖維組織）的培養(yǎng)物，可能存在定向分化的前體細(xì)胞。因此，在細(xì)胞鑒定時(shí)，不但要弄清細(xì)胞類型，還要明確其分化程度和所處生長

階段。

在細(xì)胞培養(yǎng)中，

所有采取的措施均是為了促進(jìn)細(xì)胞增殖以擴(kuò)大細(xì)胞群體，主要包括不斷提供更多的增殖空間、提供更多的豐富營養(yǎng)、保持更加穩(wěn)定良好的理化環(huán)境等。由于細(xì)胞群體處于不斷增殖的狀態(tài)，所以限制了細(xì)胞分化特性的表現(xiàn)。在研究細(xì)胞特化功能時(shí)，需加強(qiáng)其分化特性的表現(xiàn)。有助于誘導(dǎo)細(xì)胞分化特征的條件包括提高細(xì)胞密度、加強(qiáng)細(xì)胞與細(xì)胞及細(xì)胞與基質(zhì)之間的相互作用，以及在培養(yǎng)液中添加各種促分化因子。

近年來，人們認(rèn)識(shí)到，如果像器官培養(yǎng)那樣，使組織的三維結(jié)構(gòu)得到維持，那么細(xì)胞的特化功能就可以較長時(shí)間地保留下來。但器官培養(yǎng)時(shí)，內(nèi)部細(xì)胞不能增殖，細(xì)胞難以量化，且每次實(shí)驗(yàn)都得從頭開始。因此，許多研究者通過灌注單層細(xì)胞培養(yǎng)物及營造培養(yǎng)細(xì)胞的體內(nèi)環(huán)境條件和特定基質(zhì)條件（如膠原凝膠、纖維素或明膠海綿）或從天然組織基質(zhì)糖蛋白中得到相關(guān)物質(zhì)（如纖粘連蛋白、軟骨粘連蛋白和層粘連蛋白等）來重建三維結(jié)構(gòu)。也有許多商品化產(chǎn)品可供選用。但總的來說，其詳細(xì)成分尚不清楚，因此使用上還受到一定的限制。隨著對同型細(xì)胞間相互作用、細(xì)胞與基質(zhì)間相互作用及異型細(xì)胞間相互作用的了解，創(chuàng)造適于保持培養(yǎng)細(xì)胞特定組織功能的條件大有希望實(shí)現(xiàn)。分化表型的表達(dá)也需要合適培養(yǎng)液（如選擇培養(yǎng)液）的作用。在無血清的選擇培養(yǎng)液中加入合適的可溶性誘導(dǎo)劑，如氫化可的松、維A

酸(RA) 或平面極性成分，均可以保待培養(yǎng)細(xì)胞的分化特性。

總之，在體外培養(yǎng)的細(xì)胞常失去它們原有的特性，不表達(dá)來源細(xì)胞的體內(nèi)表型。一般有2 種情況可導(dǎo)致該現(xiàn)象的發(fā)生：

（1）同一譜系的未分化細(xì)胞快速生長；（2）缺乏適宜的誘導(dǎo)物（激素、細(xì)胞或基質(zhì)相互作用）。需要時(shí)，可將體外培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)分化。誘導(dǎo)細(xì)胞分化成功與否與細(xì)胞類型是否適當(dāng)有關(guān)。隨著細(xì)胞分離水平的提高和培養(yǎng)條件的改善，已經(jīng)可以分離純化多種細(xì)胞。使用匯合的飼養(yǎng)層或選擇培養(yǎng)液，能促進(jìn)表皮細(xì)胞生長。目前來看，只要有了合適的篩選方法，獲得特定表達(dá)功能的細(xì)胞是可以實(shí)現(xiàn)的。