什么是细胞空泡化？

细胞空泡化变性细胞的胞质、胞核内出现大小不一的空泡(水泡)，细胞呈蜂窝状或网状的现象。变性严重者，小水泡相互融合成大水泡，细胞核悬于中央，或被挤于一侧，细胞形体显著肿大，胞质空白，外形如气球状。细胞内的空泡一般来源于细胞内所有膜结构的细胞器，比如线粒体、内质网、溶酶体、高尔基体、自噬溶酶体等细胞器。这些空泡通常具有不同于细胞质的光学特征，因此在显微镜下可以清晰观察到。如下图通过CELLImage Mini全自动活细胞成像仪采集到的细胞空泡化图像所示：

细胞空泡化图像1

细胞空泡化图像2

细胞空泡化图像3

细胞空泡化图像4

导致细胞空泡化的因素：

细胞空泡化有一部分可以是可逆的，这类型的空泡化一般存在于暴露在诱导剂的情况下。诱导剂引起细胞状态的改变或者细胞周期停滞，表现为细胞空泡化。合理控制诱导剂使用范围，在脱离诱导剂后，细胞通常会回复正常表型。细胞空泡化也有一部分是不可逆的。这种情况下，一般会导致细胞死亡，许多外源化合物、细菌、病毒感染后均会出现不可逆的胞空泡化。常见因素有以下几点：

1.药物诱导：

一些特定的诱导剂处理，是细胞空泡化的原因，一般是需要观察细胞变化而对细胞进行的特殊处理。

2.细胞老化：

原代细胞培养的过程中有时会出现此类情况。一些细胞处于终末分化状态，不会再分裂，时间长了就会空泡化而死亡。对于永生化的细胞系进行反复传代，导致细胞严重老化，也会出现这一现象。

3.渗透压和pH值：

在细胞培养过程中，如果培养基渗透压或pH发生比较大的改变，或培养基的初始pH值与细胞正常所需pH值差别巨大，也容易使细胞生长收到刺激，发生空泡化。

4.胰酶消化：

胰酶消化时间过长，或是在吹打细胞时太过大力而产生太多气泡，都容易导致细胞状态受损，长期如此，可能引起细胞质空泡化。

5.细胞代谢：

在细胞培养过程中，由于血清质量差或是浓度过低等情况下，可能导致细胞代谢出现问题，如内质网应激从而引起细胞空泡化的现象。

6.细胞自噬：

当细胞缺乏营养处于饥饿状态时，也容易因细胞自噬而产生空泡，形成自噬小体，但是自噬小体仅能在电镜下观察到，光学显微镜下是观察不到的。

7.细胞污染：

（1）支原体污染：支原体污染的初期，细胞是没有什么明显症状的，而且也无法通过光学显微镜观察到，只有在严重的时候会导致细胞状态变差，出现细胞空泡化的现象，细胞膜上也会出现小黑点附着，以及培养基变色速度加快这类症状；

（2）病毒污染：一些文献上也有记录，观察到病毒污染也会导致细胞出现空泡化的情况。

细胞空泡化怎么解决？

1.对于细胞老化引起的空泡化，可以使用代数较靠前的细胞进行实验。

2.调整培养基至合适的pH来解决因pH差异大而导致的细胞空泡问题。

3.在细胞消化和传代过程中，选择适当浓度的胰酶和消化时间，并避免过度吹打操作以保护细胞完整性。

4.在细胞消化和传代过程中，选择适当浓度的胰酶和消化时间，并避免过度吹打操作以保护细胞完整性。

5.要保证细胞培养所需的营养充足，通常每2-3天更换一次新鲜培养基，可以根据情况，适当增加血清浓度以及谷氨酰胺。

6.严格执行无菌操作规范，使用无菌试剂和耗材，并定期检测细胞是否受到污染。一旦发现污染，立即采取适当的处理措施。

 

综上所述，细胞空泡化是一个复杂的现象，其产生原因多种多样。在细胞培养和生物学研究中需要仔细分析并采取相应措施来预防和解决细胞空泡化问题。观察细胞空泡化现象可以通过我们CELLImage Mini全自动活细胞成像仪进行实时采集图像观察，帮助实验人员根据不同实验情况更好的去调整实验细节。