支原体是一大群微生物,有150多个物种,它们共同特点是大小介于细菌和病毒之间,无细胞壁,形态呈高度多形性,可为圆形、丝状或梨形。因而它们也被归为柔膜体。
支原体直径仅有0.1~0.3μm,并且变形能力大,故能通过滤菌器。支原体与其他细菌不同之处还在于其胞膜中含有胆固醇或其他甾醇,这种特性使支原体膜更具柔顺性, 对于物理因素, 如压力、渗透压、脱水的抵抗力很大。
支原体多吸附或散在于细胞表面和细胞之间。自Robinson1956年shou次报道细胞培养中存在支原体污染以来,国内外关于支原体污染细胞和疫苗等生物制品的报道屡见不鲜。其中95%以上的污染支原体为口腔支原体(M.orale)、精氨酸支原体(M.arginini)、发酵支原体(M.fermentans)、莱氏无胆甾原体(Acholeplasma laidlawii)和猪鼻支原体(M.hyorhinitiS)五种。
支原体倍增时间是1至9小时。在体外培养基中生长缓慢。
大部分支原体能吸附在细胞表面,有个别支原体物种能进入到细胞内,如发酵支原体、生殖支原体和肺炎支原体,不仅是可被吞噬到单核细胞中,而且可存在于上皮细胞。并且在1992年发现存在有渗透支原体M. penetrans。
支原体污染细胞培养物后,使细胞发生病变,这主要是因为支原体消耗了营养和细胞代谢的基础成分,包括核酸前体、氨基酸、维生素、脂质、胆固醇。由于支原体的低代谢能力和高数量,这些化合物会非常快地被消耗掉。由于这些成分的非氧化性降解和产酸的积累,培养基的pH会发生下降。还有些支原体(如精氨酸支原体、猪鼻支原体)能水解精氨酸,产氨导致pH值升高。支原体中由于存在精氨酸脱氨酶活性,会使细胞生长变慢甚至发生凋亡。
由于细胞的精氨酸被支原体剥夺,细胞的染色体会发生畸变,因为精氨酸是组蛋白的组成成分。同时,真核细胞的DNA和RNA会被支原体产生的核酸外切酶和内切酶降解,这在支原体污染的淋巴细胞和肿瘤上皮细胞中被观察到。支原体还会干扰病毒的产生和复制。
支原体还会破坏细胞膜的完整性,影响细胞信号传递,干扰膜受体的功能,改变信号传递。在单克隆抗体制备中,骨髓瘤或杂交瘤细胞因支原体的污染而导致融合失败或抗体分泌能力下降以至丧失。
细胞培养物被支原体污染后生长减慢,产生细胞病变,表现为细胞体积增大,碎片增多,在细胞质中产生一些颗粒;细胞内病毒繁殖受阻,使细胞形成空斑。光镜下形成不正常密度生长的单层,贴壁细胞形成“流沙样”脱落、裂解。某些支原体可在侵入细胞8h使线粒体膨胀,继而被破坏,细胞核wei缩呈空泡化,细胞微管解聚。
以上可见,无论是细胞科研,生物药生产,还是细胞工业,支原体检查都是重要一环。其中,支原体PCR检测试剂盒和支原体qPCR检测试剂盒是常用方法,灵敏度高,覆盖支原体物种广泛,操作简便,节省时间,在确保细胞无污染和产品质控方面,具有无可ti代的意义。
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