细胞支原体污染.docx

1、细胞支原体污染细胞支原体污染一般情况及预防措施细胞株若受到细菌、真菌、支原体、或是特定病毒等之污染时，会严重的影响实验的结果。而细菌、真菌等之微生物污染时，较易自培养基等的外观变化察觉。但是若受到支原体之污染时，细胞之外观较无明显变化，但是其污染会造成细胞之生长速率缓慢、细胞产生病变之型态改变等等变化。各国细胞库支原体污染的统计表，如下：国家 受支原体污染(%) 报告年度USAFDA 15 1993(past 30 years)USAATCC 15-20 1992Japan(IFO，RIKEN，JCR 803022 1981 1987-19931998GermanyDSM 36 1990-19

2、94Argentina 65 1987Israel 32 1986-1993China 95 1990造成支原体高污染率的原因为： 1.支原体size 0.10.8 um，无细胞壁，可透过一般过滤膜（0.22-0.45 um） 2.支原体污染时，没有明显的肉眼或一般光学显微镜可观察到的特征变化 3.过去缺乏简单、快速且可靠的检测方式 4.细胞流通间缺乏品管，造成实验室间的相互污染 5.研究或操作人员忽略污染问题 而支原体污染了来源: 1.已受污染的细胞 2.操作人员的疏失 3.已受污染的培养基、血清 4.操作环境不良、实验器具不洁等 由于支原体为人体口腔中之正常菌丛，实验室之操作人员的污染亦可

3、能为污染源，须十分注意。而万一细胞已受支原体污染时，最佳的处理原则为将细胞高压灭菌后丢弃，以免污染其它洁净的细胞株。但是若是坚持要作去除支原体污染，有以下几种方法，只不过结果会与原始的细胞特性有差异。去除支原体污染： 1. 抗生素处理：BM-cyclin（Roche），MRA（mycoplasma removal agent，ICN），Ciprofloxcin（Bayer），Enrofloxacin（Bayer） 2. Nucleic acid metabolites：5-bromouracil，Hoechst 33258，bromodeoxyuridine 3. Anti-sera 预防与控

4、制方面可从以下各点加强注意：G 设备方面： 1.使用已作支原体测试ok之细胞株 2.于另一隔离之区域操作未知是否有支原体污染之细胞 3.使用不添加抗生素的培养基培养细胞 G 检测方面：定期以标准的支原体检测方法检测细胞、培养基、血清、ddH2O有否被支原体污染。G 实验操作人员之无菌观念与无菌操作技术之要求 有关支原体污染之问题与回答：o 应如何避免细胞污染？细胞污染的种类可分成细菌、酵母菌、霉菌、病毒和支原体。 主要的污染原因为无菌操作技术不当、操作室环境不佳、污染之血清和污染之细胞等。 严格之无菌操作技术、清洁的环境、与品质良好之细胞来源和培养基配制是减低污染之最好方法。o 如果细胞发生微

5、生物污染时， 应如何处理？直接灭菌后丢弃之。o 支原体 (mycoplasma) 污染的细胞， 是否能以肉眼观察出异状？不能。 除极有经验之专家外， 大多数遭受支原体污染的细胞株， 无法以其外观分辨之。o 支原体污染会对细胞培养有何影响？支原体污染几乎可影响所有细胞之生长参数，代谢及研究之任一数据。故进行实验前，必须确认细胞为 mycoplasma-free，实验结果之数据方有意义。o 侦测出细胞株有支原体污染时， 该如何处理？直接灭菌后丢弃，以避免污染其它细胞株。 支原体之检测：*直接培养法 *原理：直接培养支原体于培养基中，观察其生长及菌落生成。 特点：是目前最直接与灵敏之步骤，亦是用来评

6、估其它侦测新步骤之标准步骤。 缺点：培养时间长，须35星期才能判断。有些支原体不能在培养基培养出来 (例如M. hyorhinis)。需同时培养支原体株作为正反应对照组，可能会造成污染。 材枓：dextrose、L-arginine HCl、Difco PPLO broth (Difco 0554-17-1) horse serum、15% yeast extract solution (autoclaved)、Bacto agar、无菌有盖螺旋试管(autoclaved)、无菌培养皿60x15mm、L-玻棒、37培养箱、厌氧缸（厌氧缸长期培养易有污染，所以厌氧包应用无菌水，每次打开厌氧缸后，

7、用70% ethanol擦拭内壁。） 培养基制备：基本配方为Difco PPLO broth(60%), 马血清(20%), 15% yeast extreat solution (10%), 10x stock solution (10%)。由于培养时间长，可加入penicillin(50u/ml)至10x stock solution或加入thallium acetate (1：2000)至培养基中以防止其它细菌污染。 10x stock solution (1 liter) ：称取50 g dextrose，10 g L-arginine HCl，溶于1 liter蒸馏水中。以0.22m

8、无菌过滤膜过滤灭菌。分装100 ml至瓶中，保存于 -70。 液体培养基 (1 liter) ：称取21 g之Difco PPLO broth，0.02 g phenol red 于600ml蒸馏水中，加热搅拌溶解之。灭菌121，15分钟。待温度降低至室温后，于无菌操作台内加入200ml马血清，100ml之15% yeast extract solution，及100ml解涷之10x stock solution，混合均匀后，分装至已灭菌之有盖螺旋试管中，10ml/管。保存于4，期限1个月。 固体培养基 (1 liter )：称取21 g之Difco PPLO broth，0.02 g phe

9、nol red，15g Bacto agar于600ml蒸馏水中，加热溶解之。灭菌121，15分钟。放在50水中浴中，待温度降低至50时，于无菌操作台内加入200ml马血清，100ml之15% yeast extract solution 及100ml解冻之10x stock solution，混合均匀后，倒入60x50之无菌培养皿中，5ml/培养皿。保存于4，期限1个月。 步骤： 取1 ml细胞培养液或0.2ml细胞悬浮液，接种于液体培养基中，置于37培养二周，观察是否有混浊或是pH值改变之情形。培养一周及二周后，分别取0.1 ml液体培养液涂在agar plate上，将其倒放置于37厌氧箱

10、培养，培养至少3星期，持续观察是否有支原体之菌落出现。 另取1 ml细胞培养液或0.2ml细胞悬浮液，涂抹在agar plate上，37厌氧培养3星期，持续观察是否支原体菌落出现。 另作正负反应对照组，正反应对照组为Acholeplasma laidlawii (ATCC 23206) 与M. arginini (ATCC 23838)。负反应对照组为待测细胞之新鲜培养基。 结果判读： 支原体生长较慢，所以先在液体培养基培养12周增殖后，再培养于agar plate上。需至少培养3星期后，才可断定是否有支原体污染。所以整个测试需5个星期才知正确结果。 典型之支原体菌落类似荷包蛋(fried-

11、egg like)，乃是由于支原体往agar下层生长所致，为圆形无色透明菌落，大小约10-55m。但是并非所有的支原体皆为似荷包蛋菌落，有些是圆形菌落或是类似粘菌类形态（slime）。 若要区分细胞或是气泡造成的类似菌落，可将其自agar plate上切下，重新培养于液体培养基中，培养一星期后再种入agar plate，若是细胞则不会生长。 DNA萤光染色法 原理利用萤光染剂（bisbenzimide, Hoechst 33258）侦测支原体污染。此染剂会结合到DNA之Adenosine-Thymidine (A-T) rich区域，因为支原体之DNA中A-T含量占多数（5580%），所以可将

12、其染色而侦测。被支原体污染之细胞经染色后，在细胞核外与细胞周围可看到许多大小均一之萤光小点，即为支原体之DNA，证明有支原体之污染。 测试步骤用间接步骤，将待测细胞悬浮液或细胞培养液接种于指示细胞培养液中（indicator cell，例如Vero cell or 3T6 cell），然后培养指示细胞再作萤光染色。正负反应对照组亦可以接种于indicator cell内作为对照。 待测细胞亦可作直接测试，但需为吸附型细胞，培养后直接作萤光染色。有些细胞易有萤光背景，而干扰结果判读，则建议使用接种于指示细胞之步骤。 特点简单、经济与灵敏，广泛使用，可作为例行之侦测步骤。可以侦测不易培养之支原体，

13、例如M. hyorhinis，较直接培养法快，约一星期即可知道结果。 缺点：有时仍会有萤光背景，影响判读。 材料 Hanks balanced salt solution without NaHCO3 or phenol red (HBSS, GibcoBRL 21250-014、bisbenzimide (Hoechst No.33258, Sigma B-2883)、thimerosol (Sigma T-5125)、0.1M citric acid、02M disodium phosphate、glycerol、glacial acetic acid、methanol、strerile

14、H2O、chamber slide (Nunc 177380)或chamber slide替代物：35 or 60mm sterile plate内放置无菌22x22mm盖玻片浸于酒精内，使用前过火灭菌，一般吸附型细胞均能吸附在盖玻片上。染色后取出盖玻片，细胞面朝下放在玻片上观察。 Indicator cells: Vero (African green monkey kidney, ATCC CCL-81 or CCRC 60013) or 3T6(mouse fibroblast, ATCC CCL-96 or CCRC 60070)，细胞须先测试无污染。MEM with 10%FBS (

15、 medium for Vero cell) 配制试剂: 无菌HBSS配制Hanks balanced salt solution，以0.22mm无菌过滤膜过滤灭菌。勿用高压蒸汽灭菌。 Hoechst 33258 stock solution（100X）称取5.0 mg bisbenzimide和10.0 mg thimersol溶于100 ml无菌HBSS，置于棕色瓶中，室温下以电磁搅拌器搅拌30分钟至完全溶解后，以1ml分装至1.5ml小离心管中，贮存于-20。 Hoechst 33258 working reagent取1 ml Hoechst 33258 stock solution，

16、加入sterile 100 ml HBSS中，室温下搅拌45分钟，置于棕色瓶中并以铝箔纸包覆，避免光照，贮存于4。 mounting solution22.2 ml 0.1 M citric acid和27.8 ml 0.2 M Na2HPO4加入于50 ml glycerol中混合，以1 N NaOH调整pH至5.5（pH很重要），贮存于4。 固定溶液（fixative）冰醋酸与甲醇以13之体积比例混合，使用前才配制。 步骤： 培养Vero细胞： Vero细胞可作长期培养或制作多个冷冻保存管，测试前解冻培养。测试前一周培养Vero细胞。 在接种测试样品前一日，以trypsin-EDTA溶液处

17、理Vero细胞，制成细胞悬浮液，以12x104 cellsml培养于chamber slide中，每个well加入1ml细胞悬浮液，于37, 5CO2培养。隔日确定生长良好后，即可接种测试样品。 接种测试样品：样品种类：1ml待测之培养基，1ml待测细胞培养液（可将细胞稍微刮下，0.050.1ml冷冻管之细胞悬浮液。 将测试样品加入chamber slide内，培养5天后，进行Hoechst 33258的萤光染色观察。 以Acholeplasma laidlawii ATCC 23206 感染Vero细胞作为正反应对照组或是已感染支原体之细胞培养液或冷冻细胞液，负反应对照组为Vero cell

18、之新鲜培养基( MEM +10%FBS)。 DNA萤光染色检测 取出培养5日之Vero细胞，吸除培养液。于每个well中加入2 ml 1:3混合的冰醋酸/甲醇固定液，静置10 min后，吸除固定液。重复上述之步骤，风干10分钟。 于每个well中，加入1 ml Hoechst 33258 working solution，室温下静置30 min。 吸掉Hoechst 33258染液后，以无菌水洗涤3次，风干后加入1滴的mounting solution，并以盖玻片覆盖之。 以100x-400x萤光显微镜观察。打开水银光源10 min后，以UV激发光束(330380 nm)之滤光镜，观察细胞核外是否有蓝色萤光小点或是丝状点之萤光物产生。 结果判读若有支原体污染，在Vero细胞核外与细胞表面会出现蓝色萤光小点或是丝状点。其形状一致，与细胞残片染成之不规则点状物不同。其萤光可维持数星期。图例 (A)为negative result : 萤光显微镜下，只观察到Vero细胞的细胞核，测试样品没有支原体的污染。(为positive result : 在Vero细胞核外与细胞表面会出现蓝色萤光小点和丝状点，表示测试样品有支原体的污染。