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組織培養(yǎng)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與體內(nèi)細(xì)胞基本相同，但在大體形態(tài)以及某些細(xì)微結(jié)構(gòu)方面仍存在著一定的差異。
一、形態(tài)分類
根據(jù)細(xì)胞是否貼附于支持物上生長，形態(tài)有所不同。呈懸浮生長時(shí)，不論細(xì)胞原來源于體內(nèi)何種類型細(xì)胞，由于生長在液體環(huán)境中，胞體基本呈圓形。大多數(shù)細(xì)胞是貼附型生長的。當(dāng)細(xì)胞貼附在支持物上后，細(xì)胞分化現(xiàn)象常變得不顯著，易失去它們在體內(nèi)時(shí)的原有特征，在形態(tài)上表現(xiàn)單一化的現(xiàn)象。貼附于支持物表面后，開始仍為圓形，但為時(shí)很短，很快便經(jīng)過形態(tài)演變過渡成扁平形態(tài)。
1. 成纖維細(xì)胞型：此細(xì)胞形態(tài)與體內(nèi)成纖維細(xì)胞的相似而得名，胞體呈梭形或不規(guī)則三角形，中央有卵圓形核，胞質(zhì)向外伸出2～3個(gè)長短不齊的突起。細(xì)胞在生長時(shí)呈放射狀火焰狀或旋渦狀走行，除真正的成纖維細(xì)胞外，凡由中胚層間充質(zhì)起源的組織，如心肌、平滑肌、成骨細(xì)胞、血管內(nèi)皮等細(xì)胞常呈此形態(tài)。
2. 上皮組織型：本型細(xì)胞呈扁平不規(guī)則多角形，中有圓形核。細(xì)胞彼此緊密相連成單層膜，生長時(shí)呈膜狀移動(dòng)；處于上皮膜邊緣的細(xì)胞總與膜相連，很少脫離細(xì)胞群單獨(dú)活動(dòng)；起源于內(nèi)、外胚層細(xì)胞如皮膚表層、消化層上皮、肝、胰、肺泡上皮等皆呈上皮型形態(tài)。
3. 游走細(xì)胞型：此型細(xì)胞在支持物上散在生長，一般不連接成片，細(xì)胞質(zhì)經(jīng)常伸出偽足或突起，呈活躍地游走或變形運(yùn)動(dòng)。此型細(xì)胞不是很穩(wěn)定，有時(shí)很難和其他型細(xì)胞相區(qū)別，在一定條件下，如培養(yǎng)基化學(xué)性質(zhì)變動(dòng)等，它們也可能呈成纖維細(xì)胞形態(tài)。
4. 多形細(xì)胞型：有一些組織和細(xì)胞，如神經(jīng)組織的細(xì)胞等，難以確定它們規(guī)律和穩(wěn)定的形態(tài)，可通歸人多形細(xì)胞型。
(二)顯措絲袖
在一般光學(xué)顯微鏡下直接觀察體外培養(yǎng)健康活細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞是均質(zhì)而透明的，結(jié)構(gòu)極不明顯。只有用相差顯微鏡才能看清細(xì)胞輪廓和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)中細(xì)胞一般有1～2個(gè)核仁，用固定染色法和特殊技術(shù)可顯示出細(xì)胞器等結(jié)構(gòu)，但在生活時(shí)的細(xì)胞中卻不易觀察到。在細(xì)如機(jī)能狀態(tài)不良時(shí)，細(xì)胞輪廓會增強(qiáng)，反差增大。在胞質(zhì)中時(shí)而出現(xiàn)顆粒、脂滴和空泡等，是細(xì)胞代謝不良的表現(xiàn)；反差很大的暗色小顆粒是變形的線粒體。細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與細(xì)胞在體外生存時(shí)間的長短、細(xì)胞種類等有直接關(guān)系。初代培養(yǎng)的正常二倍體細(xì)胞，除大體形態(tài)外，在構(gòu)造和生物學(xué)性狀上與原體內(nèi)細(xì)胞近似性大，細(xì)胞均質(zhì)性和透明度都很強(qiáng)。隨細(xì)胞在體外生活時(shí)間的延長和反復(fù)傳代。正常二倍體細(xì)胞會發(fā)生一定的變化。其核型發(fā)生變化時(shí)則產(chǎn)生多倍體或異倍體細(xì)胞。形態(tài)上輪廓增強(qiáng)、核仁增多、有時(shí)出現(xiàn)雙核或多核巨細(xì)胞等。如細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化，它們的形態(tài)發(fā)生的變化更大。
培養(yǎng)細(xì)胞形態(tài)學(xué)上的特征只可以在接種對象明確的情況下，大致表明出細(xì)胞的類型。如果要確認(rèn)培養(yǎng)物細(xì)胞的種類，必須借助特異性的鑒別方法加以識別。常用細(xì)胞的某種特異性蛋白質(zhì)或肽的抗體進(jìn)行免疫細(xì)胞化學(xué)染色鑒定。
(三)超微結(jié)構(gòu)
透射電鏡下，一般看不到培養(yǎng)細(xì)胞與體內(nèi)的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)方面的明顯差異。培養(yǎng)細(xì)胞膜亦分為三層結(jié)構(gòu)，總厚度約7.5nm，由雙層類脂分子組成，雙層分子間嵌有蛋白質(zhì)分子。細(xì)胞膜向外凸出形成泡狀、葉狀、絲狀和指狀突起，長度比較一致，稱微絨毛。隨細(xì)胞類型、正?；虍惓?腫瘤細(xì)胞)，以及處于周期階段不同，微絨毛的形狀和數(shù)量均有差別。細(xì)胞間存在著一定的間隙，成纖維細(xì)胞之間的間隙不恒定，上皮細(xì)胞相互之間一般有1.5～15nm的間隙。細(xì)胞相互接觸部并可見到橋粒。細(xì)胞膜表面常附有由細(xì)胞分泌形成的糖蛋白膜，即細(xì)胞外衣。在細(xì)胞膜下面有一層厚100～500nm的胞質(zhì)區(qū)，稱為膜下皮質(zhì)層，該層具有中等電子密度，其中常見有直徑5～7nm的微絲。微絲在膜下皮質(zhì)層中分布甚廣，它們主要由多聚肌纖蛋白組成。線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基氏復(fù)合體、中心體和溶酶體等多集中在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)與體內(nèi)細(xì)胞相似，但常隨細(xì)胞生長狀態(tài)不同有很大變化。細(xì)胞核超微結(jié)構(gòu)與體內(nèi)細(xì)胞無大差別。永生性細(xì)胞系和腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞核一般比較大，染色質(zhì)比較豐富，核仁大而多。
