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細(xì)胞學(xué)堂 | 超全的細(xì)胞培養(yǎng)常見(jiàn)抗生素盤點(diǎn)
來(lái)源:Pricella 瀏覽量: 發(fā)布時(shí)間:2024-10-10 14:31:00
細(xì)胞培養(yǎng)作為生命科學(xué)研究探索的至關(guān)重要的技術(shù)之一,其無(wú)菌環(huán)境的維護(hù)直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性與可靠性。在此過(guò)程中,抗生素的使用尤為關(guān)鍵??股啬軌蛴行Х乐辜?xì)菌等微生物的污染,確保細(xì)胞的健康生長(zhǎng)。與此同時(shí),抗生素還可用于篩選和保留特定遺傳修飾的細(xì)胞群體,在轉(zhuǎn)染、基因編輯等實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮著重要作用??股氐暮侠硎褂?,不僅有助于維持細(xì)胞培養(yǎng)的穩(wěn)定性,還確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性和準(zhǔn)確性,為科研人員提供了可靠的實(shí)驗(yàn)保障。
本期,我們將為大家?guī)?lái)常見(jiàn)細(xì)胞污染防治用抗生素、常見(jiàn)細(xì)胞抗性篩選用抗生素的介紹以及使用注意事項(xiàng)的解析,幫助您輕松掌握抗生素的選用技巧,確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。
常見(jiàn)細(xì)胞污染防治用抗生素
青-鏈霉素(Penicillin-Streptomycin)
青-鏈霉素即“雙抗”,是青霉素和鏈霉素的混合溶液,是體外培養(yǎng)中為預(yù)防微生物污染最常用的抗生素,常配制成100倍濃度母液使用,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和陰性細(xì)菌具有聯(lián)合抗菌作用。
-作用機(jī)制-
青霉素能夠干擾細(xì)菌細(xì)胞壁的合成,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌特別有效;鏈霉素能與細(xì)菌核糖體的30S亞單位結(jié)合,抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成,對(duì)革蘭氏陰性和陽(yáng)性菌均有效,但對(duì)革蘭氏陰性菌效果更加顯著。
兩性霉素B,是一種多烯類抗真菌藥物,抗真菌譜廣,幾乎對(duì)絕大部分真菌均有效,對(duì)其敏感的真菌有念珠菌屬、新型隱球菌、球孢子菌屬等,耐藥菌株少見(jiàn)。常與雙抗聯(lián)合使用,被稱為“三抗”,可預(yù)防細(xì)胞培養(yǎng)中可能出現(xiàn)的絕大部分細(xì)菌和真菌污染。
-作用機(jī)制-
兩性霉素B能與真菌細(xì)胞膜上的麥角甾醇結(jié)合,導(dǎo)致細(xì)胞膜受損,通透性提高,細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外漏,破壞正常代謝而起抑菌作用,但對(duì)細(xì)菌無(wú)效。
氨芐青霉素,是一種β-內(nèi)酰胺類抗生素,可廣譜抑制革蘭氏陽(yáng)性菌、陰性菌和厭氧菌。除可用于抑制細(xì)菌污染,氨芐青霉素在分子生物學(xué)中也用來(lái)選擇性篩選成功轉(zhuǎn)化氨芐抗性基因的細(xì)菌克隆。
-作用機(jī)制-
氨芐青霉素通過(guò)干擾青霉素結(jié)合蛋白(PBP)活性,進(jìn)而影響細(xì)菌肽聚糖合成,導(dǎo)致無(wú)法形成五甘氨酸交聯(lián),破壞細(xì)胞壁的完整性,最終殺死細(xì)菌。
羧芐青霉素是青霉素衍生物,對(duì)革蘭氏陰性和陽(yáng)性細(xì)菌均有抑制作用。在農(nóng)桿菌介導(dǎo)的植物遺傳轉(zhuǎn)化試驗(yàn)中,羧芐青霉素可用于植物組織共培養(yǎng)之后殺滅農(nóng)桿菌。
-作用機(jī)制-
羧芐青霉素和氨芐青霉素作用機(jī)制相同,但理化性質(zhì)更穩(wěn)定、價(jià)格略高。
多粘菌素B是多粘菌素中最常見(jiàn)的一種,對(duì)幾乎所有革蘭氏陰性菌(除變形桿菌屬)具有顯著殺傷效果,尤其是銅綠假單胞菌。但同時(shí)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞有一定的毒性,使用前需要測(cè)試劑量-毒性曲線,找到對(duì)于目標(biāo)細(xì)胞安全無(wú)毒的濃度。
-作用機(jī)制-
多粘菌素B通過(guò)與細(xì)菌脂多糖的脂質(zhì)體A結(jié)合,改變細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)使之通透性變強(qiáng),致使細(xì)菌胞內(nèi)的小分子物質(zhì)外漏,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。
卡那霉素是一種氨基糖苷類抗生素,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和陰性菌均有效。在分子生物學(xué)中,卡那霉素也可用來(lái)選擇性篩選成功轉(zhuǎn)化卡那霉素抗性基因的細(xì)菌克隆。
-作用機(jī)制-
卡那霉素通過(guò)與30S核糖體結(jié)合致使mRNA密碼誤讀,從而抑制蛋白質(zhì)的合成。
常見(jiàn)細(xì)胞抗性篩選用抗生素
在穩(wěn)定轉(zhuǎn)染過(guò)程中,抗性標(biāo)記基因會(huì)隨著目的基因一并由載體運(yùn)入細(xì)胞,賦予細(xì)胞目的基因的同時(shí),也賦予了細(xì)胞抗性標(biāo)記。因此,轉(zhuǎn)染成功的細(xì)胞在含有抗生素的選擇培養(yǎng)基中依然可以正常生長(zhǎng),未轉(zhuǎn)染或未整合到基因組的細(xì)胞則會(huì)被殺死,最終篩選獲得穩(wěn)定的帶抗性細(xì)胞株。由此可見(jiàn),抗生素抗性篩選是構(gòu)建穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞的重要步驟。
嘌呤霉素(Puromycin)
嘌呤霉素是一種氨基核苷類抗生素,通過(guò)模擬氨?;痶RNA(aa-tRNA)的3’末端,代替正常氨基酸,通過(guò)核糖體肽基轉(zhuǎn)移酶中心(PTC)催化摻入新生鏈的C末端,阻止氨基酸鏈的正常延伸,導(dǎo)致翻譯提前終止,干擾蛋白質(zhì)合成。嘌呤霉素抗性基因(PuroR或Pac基因)編碼一種嘌呤霉素-N-乙酰轉(zhuǎn)移酶(PAC),它能將嘌呤霉素分子乙酰化,從而使細(xì)胞對(duì)嘌呤霉素產(chǎn)生抗性。
G418是一種氨基糖苷類抗生素,通過(guò)抑制核糖體功能,阻斷蛋白質(zhì)合成,導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在細(xì)胞培養(yǎng)中,G418用于篩選和維持轉(zhuǎn)染了新霉素抗性基因(NeoR)或G418抗性基因(NPT II)的細(xì)胞群體。該抗性基因編碼氨基糖苷磷酸轉(zhuǎn)移酶(APRT),能使細(xì)胞對(duì)G418產(chǎn)生抗性,保護(hù)核糖體不受抗生素的抑制。
潮霉素B是一種氨基糖苷類抗生素,通過(guò)干擾70S核糖體易位和誘導(dǎo)對(duì)mRNA模板的錯(cuò)讀,進(jìn)而抑制蛋白合成,從而殺死原核(如細(xì)菌)、真核(如酵母菌,真菌)和哺乳動(dòng)物細(xì)胞。潮霉素B抗性基因(hph基因)編碼潮霉素B磷酸轉(zhuǎn)移酶,這種酶通過(guò)將潮霉素B的氨基糖部分磷酸化來(lái)使其失活,從而解除潮霉素B對(duì)細(xì)胞的毒性。
細(xì)胞培養(yǎng)中抗生素使用注意事項(xiàng)
01
抗生素選擇
根據(jù)抗菌譜的廣泛性和效力強(qiáng)度,合理選擇適合的抗生素組合。例如雙抗主要針對(duì)革蘭陽(yáng)性和陰性菌,遇到特殊污染可選用其他抗生素。
02
濃度控制
抗生素濃度控制至關(guān)重要,過(guò)低抑菌效果差,過(guò)高會(huì)損傷細(xì)胞。因此,需要調(diào)控至最佳濃度范圍。
03
配伍注意
聯(lián)合使用抗生素時(shí),應(yīng)避免藥物間的相互拮抗或靶位競(jìng)爭(zhēng),以免削弱抗菌效果或產(chǎn)生不利影響。
04
儲(chǔ)存條件
抗生素應(yīng)存放于避光、-20℃的環(huán)境中,以維持其生物活性。
05
避免依賴
長(zhǎng)期依賴抗生素預(yù)防污染可能導(dǎo)致耐藥性增加及污染源的掩蓋。常規(guī)培養(yǎng)應(yīng)避免依賴抗生素,良好操作和無(wú)菌環(huán)境才是預(yù)防污染的關(guān)鍵。
06
抗生素篩選濃度
使用前需確定合適的篩選濃度,通過(guò)梯度實(shí)驗(yàn)確定既能有效篩選抗性細(xì)胞,又不造成細(xì)胞大量死亡的最佳濃度。
07
抗生素作用時(shí)間
抗生素的作用時(shí)間需充分,確保非抗性細(xì)胞被徹底清除,但同時(shí)也要避免時(shí)間過(guò)長(zhǎng),對(duì)抗性細(xì)胞產(chǎn)生不必要的應(yīng)激反應(yīng)。
08
無(wú)抗環(huán)境檢測(cè)
定期在無(wú)抗生素環(huán)境中培養(yǎng)篩選出的抗性細(xì)胞,以驗(yàn)證其抗性基因的穩(wěn)定表達(dá)。
09
抗生素交叉耐藥性
需注意所用抗生素是否與其他常用抗生素存在交叉耐藥性,以免影響后續(xù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和篩選策略。
普諾賽?青霉素-鏈霉素溶液
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