कोशिका संवर्धन

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एक छोटी पेट्री डिश में सेल कल्चर
संस्कृति में उपकला कोशिकाएं, केराटिन (लाल) और डीएनए (हरा) के लिए धुंधलापन (जीव विज्ञान)

सेल कल्चर या टिशू कल्चर वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिका (जीव विज्ञान) को नियंत्रित परिस्थितियों में, आमतौर पर उनके प्राकृतिक वातावरण के बाहर विकसित किया जाता है। टिशू कल्चर शब्द अमेरिकी रोगविज्ञानी मोंट्रोस थॉमस बरोज़ द्वारा गढ़ा गया था।[1] इस तकनीक को सूक्ष्म भी कहा जाता है। रुचि की कोशिकाओं को कोशिका पृथक्करण के बाद, बाद में उन्हें सावधानीपूर्वक नियंत्रित परिस्थितियों में बनाए रखा जा सकता है। उन्हें इनक्यूबेटर में शरीर के तापमान (37°C) पर रखा जाना चाहिए।[2] ये स्थितियाँ प्रत्येक कोशिका प्रकार के लिए अलग-अलग होती हैं, लेकिन आम तौर पर इसमें सब्सट्रेट या समृद्ध विकास माध्यम के साथ एक उपयुक्त पोत शामिल होता है जो आवश्यक पोषक तत्वों (एमिनो एसिड , कार्बोहाइड्रेट, विटामिन, खनिज), विकास कारक, हार्मोन और गैसों की आपूर्ति करता है। (कार्बन डाइऑक्साइड|CO2, ऑक्सीजन|ओ2), और भौतिक-रासायनिक वातावरण (बफर समाधान, आसमाटिक दबाव, तापमान) को नियंत्रित करता है। अधिकांश कोशिकाओं को एक मोनोलेयर (एक एकल-कोशिका मोटी) के रूप में एक अनुवर्ती संस्कृति बनाने के लिए एक सतह या कृत्रिम सब्सट्रेट की आवश्यकता होती है, जबकि अन्य को एक निलंबन संस्कृति के रूप में एक माध्यम में स्वतंत्र रूप से तैरते हुए उगाया जा सकता है।[3] यह आम तौर पर तरल, अर्ध-ठोस, या ठोस विकास माध्यम, जैसे शोरबा या अगर के उपयोग के माध्यम से सुविधाजनक होता है। टिशू कल्चर आमतौर पर पशु कोशिकाओं और ऊतकों की संस्कृति को संदर्भित करता है, पौधों के लिए अधिक विशिष्ट शब्द पादप ऊतक संवर्धन का उपयोग किया जाता है। अधिकांश कोशिकाओं का जीवनकाल आनुवंशिक रूप से निर्धारित होता है, लेकिन कुछ कोशिका-संवर्धन कोशिकाओं को अमर कोशिकाओं में "रूपांतरित" कर दिया गया है, जो इष्टतम स्थिति प्रदान किए जाने पर अनिश्चित काल तक प्रजनन करेंगी।

व्यवहार में, सेल कल्चर शब्द अब बहुकोशिकीय यूकेरियोट्स, विशेष रूप से पशु कोशिकाओं से प्राप्त कोशिकाओं के संवर्धन को संदर्भित करता है, जो अन्य प्रकार के कल्चर के विपरीत है जो कोशिकाओं को भी विकसित करते हैं, जैसे कि पौधे के ऊतक संवर्धन, कवक संवर्धन और सूक्ष्मजीवविज्ञानी संवर्धन (रोगाणुओं का)। ). कोशिका संवर्धन के ऐतिहासिक विकास और तरीकों का ऊतक संवर्धन और अंग संवर्धन से गहरा संबंध है। वायरल संस्कृति भी वायरस के मेजबान के रूप में कोशिकाओं से संबंधित है।

अपने मूल ऊतक स्रोत से अलग की गई जीवित अमर कोशिका रेखा (एक ही कोशिका से निकली और समान आनुवंशिक संरचना वाली कोशिकाओं की आबादी) को बनाए रखने की प्रयोगशाला तकनीक 20वीं सदी के मध्य में और अधिक मजबूत हो गई।[4][5]

इतिहास

19वीं सदी के अंग्रेजी फिजियोलॉजिस्ट सिडनी रिंगर ने सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम के क्लोराइड युक्त लैक्टेटेड रिंगर का घोल विकसित किया, जो शरीर के बाहर एक पृथक हृदय (जीव विज्ञान) की धड़कन को बनाए रखने के लिए उपयुक्त था।[6] 1885 में विल्हेम रॉक्स ने एक भ्रूणीय मुर्गे की मज्जा प्लेट के एक हिस्से को हटा दिया और इसे कई दिनों तक गर्म खारे घोल में रखा, जिससे ऊतक संवर्धन का मूल सिद्धांत स्थापित हुआ। 1907 में प्राणीविज्ञानी रॉस ग्रानविले हैरिसन ने मेंढक भ्रूण कोशिकाओं के विकास का प्रदर्शन किया जो थक्केदार लसीका के माध्यम में तंत्रिका कोशिकाओं को जन्म देगा। 1913 में, ई. स्टीनहार्ट, सी. इज़राइली, और आर. ए. लैंबर्ट ने गिनी पिग कॉर्निया ऊतक के टुकड़ों में चेचक वाइरस विकसित किया।[7] 1996 में, पुनर्योजी ऊतक का पहला उपयोग मूत्रमार्ग की एक छोटी लंबाई को बदलने के लिए किया गया था, जिससे यह समझ में आया कि ऊतक के नमूने प्राप्त करने, इसे बिना मचान के शरीर के बाहर विकसित करने और इसे फिर से लगाने की तकनीक का उपयोग किया जा सकता है। केवल 1 सेमी से कम की छोटी दूरी।[8][9][10] जॉन्स हॉपकिन्स मेडिकल स्कूल और फिर येल विश्वविद्यालय में कार्यरत रॉस ग्रानविले हैरिसन ने 1907 से 1910 तक अपने प्रयोगों के परिणाम प्रकाशित किए, जिससे ऊतक संवर्धन की पद्धति स्थापित हुई।[11] गॉटलीब हैबरलैंड्ट ने सबसे पहले पृथक ऊतकों के संवर्धन, पादप ऊतक संवर्धन की संभावनाओं की ओर इशारा किया।[12] उन्होंने सुझाव दिया कि ऊतक संवर्धन के माध्यम से व्यक्तिगत कोशिकाओं की क्षमता के साथ-साथ एक दूसरे पर ऊतकों के पारस्परिक प्रभाव को इस विधि द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। हैबरलैंड्ट के मूल दावों के बाद से, ऊतक और कोशिका संवर्धन के तरीकों को साकार किया गया है, जिससे जीव विज्ञान और चिकित्सा में महत्वपूर्ण खोजें हुई हैं। 1902 में प्रस्तुत उनके मूल विचार को टोटिपोटेंशियलिटी कहा गया: "सैद्धांतिक रूप से सभी पादप कोशिकाएँ एक पूर्ण पौधे को जन्म देने में सक्षम हैं।"[13][14][15] वाइरालजी में अनुसंधान का समर्थन करने के लिए 1940 और 1950 के दशक में सेल कल्चर तकनीकों को काफी उन्नत किया गया था। सेल कल्चर में बढ़ते वायरस ने टीकों के निर्माण के लिए शुद्ध वायरस तैयार करने की अनुमति दी। जोनास साल्क द्वारा विकसित इंजेक्टेबल साल्क पोलियो वैक्सीन सेल कल्चर तकनीकों का उपयोग करके बड़े पैमाने पर उत्पादित पहले उत्पादों में से एक था। यह टीका जॉन फ्रैंकलिन एंडर्स, थॉमस हकल वेलर और फ्रेडरिक चैपमैन रॉबिंस के सेल कल्चर अनुसंधान द्वारा संभव बनाया गया था, जिन्हें बंदर किडनी सेल संस्कृतियों में वायरस को बढ़ाने की एक विधि की खोज के लिए नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। सेल कल्चर ने कई बीमारियों के टीकों के विकास में योगदान दिया है।[2]

आधुनिक उपयोग

संवर्धित कोशिकाएँ विकास माध्यम में बढ़ रही हैं

आधुनिक उपयोग में, टिशू कल्चर आम तौर पर इन विट्रो में एक बहुकोशिकीय जीव के ऊतकों से कोशिकाओं के विकास को संदर्भित करता है। ये कोशिकाएँ दाता जीव (प्राथमिक कोशिका संवर्धन) या अमर कोशिका रेखा से पृथक कोशिकाएँ हो सकती हैं। कोशिकाओं को एक कल्चर माध्यम में नहलाया जाता है, जिसमें कोशिकाओं के अस्तित्व के लिए आवश्यक आवश्यक पोषक तत्व और ऊर्जा स्रोत होते हैं।[16] इस प्रकार, अपने व्यापक अर्थ में, ऊतक संवर्धन का उपयोग अक्सर कोशिका संवर्धन के साथ परस्पर विनिमय के लिए किया जाता है। दूसरी ओर, टिशू कल्चर का सख्त अर्थ ऊतक के टुकड़ों के संवर्धन यानी संस्कृति की व्याख्या करें से है।

बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाओं के जीव विज्ञान के अध्ययन के लिए ऊतक संवर्धन एक महत्वपूर्ण उपकरण है। यह एक अच्छी तरह से परिभाषित वातावरण में ऊतक का एक इन विट्रो मॉडल प्रदान करता है जिसे आसानी से हेरफेर और विश्लेषण किया जा सकता है। पशु ऊतक संवर्धन में, कोशिकाओं को अधिक प्राकृतिक त्रि-आयामी ऊतक-जैसी संरचनाएं (3डी संस्कृति) प्राप्त करने के लिए दो-आयामी मोनोलेयर (पारंपरिक संस्कृति) के रूप में या रेशेदार मचान या जैल के भीतर विकसित किया जा सकता है। एरिक साइमन ने 1988 एनआईएच एसबीआईआर अनुदान रिपोर्ट में दिखाया कि इलेक्ट्रोस्पिनिंग का उपयोग नैनो- और सबमाइक्रोन-स्केल पॉलिमरिक रेशेदार मचानों का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है जो विशेष रूप से इन विट्रो सेल और ऊतक सब्सट्रेट्स के रूप में उपयोग के लिए हैं। सेल कल्चर और टिशू इंजीनियरिंग के लिए इलेक्ट्रोस्पून रेशेदार लैटिस के इस शुरुआती उपयोग से पता चला कि विभिन्न प्रकार की कोशिकाएँ पॉलीकार्बोनेट फाइबर से चिपक जाएंगी और बढ़ेंगी। यह नोट किया गया कि आम तौर पर 2डी संस्कृति में देखी जाने वाली चपटी आकृति विज्ञान के विपरीत, इलेक्ट्रोस्पन फाइबर पर विकसित कोशिकाओं ने अधिक गोल 3-आयामी आकृति विज्ञान का प्रदर्शन किया जो आमतौर पर विवो में ऊतकों में देखा जाता है।[17]

विशेष रूप से पादप ऊतक संवर्धन का संबंध पौधों के ऊतकों के छोटे-छोटे टुकड़ों से संपूर्ण पौधों को उगाने से है, जिन्हें माध्यम में संवर्धित किया जाता है। रेफरी>उरी, एल.ए., कैंपबेल, एन.ए., कैन, एम.एल., रीस, जे.बी., वासरमैन, एस. (2007)। जीवविज्ञान। यूनाइटेड किंगडम: बेंजामिन-कमिंग्स पब्लिशिंग कंपनी। पी। 860</ref>

स्तनधारी कोशिका संवर्धन में अवधारणाएँ

कोशिकाओं का अलगाव

Main article: Cell isolation

कोशिकाओं को पूर्व विवो संस्कृति के लिए ऊतकों से कई तरीकों से कोशिका अलगाव किया जा सकता है। रक्त से कोशिकाओं को आसानी से शुद्ध किया जा सकता है; हालाँकि, केवल श्वेत रक्त कोशिकाएँ ही संस्कृति में वृद्धि करने में सक्षम हैं। कोशिकाओं को निलंबन में छोड़ने के लिए ऊतक को उत्तेजित करने से पहले, मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनेज, ट्रिप्सिन, या संपत्ति ़ जैसे एंजाइमों का उपयोग करके बाह्य मैट्रिक्स को पचाकर कोशिकाओं को ठोस ऊतकों से अलग किया जा सकता है।[18][19] वैकल्पिक रूप से, ऊतक के टुकड़ों को विकास माध्यम में रखा जा सकता है, और जो कोशिकाएं विकसित होती हैं वे संस्कृति के लिए उपलब्ध होती हैं। इस विधि को एक्सप्लांट कल्चर के नाम से जाना जाता है।

वे कोशिकाएँ जो सीधे किसी विषय से संवर्धित की जाती हैं, प्राथमिक कोशिकाएँ कहलाती हैं। ट्यूमर से प्राप्त कुछ को छोड़कर, अधिकांश प्राथमिक कोशिका संस्कृतियों का जीवनकाल सीमित होता है।

एक स्थापित या अमर कोशिका रेखा ने या तो यादृच्छिक उत्परिवर्तन या जानबूझकर संशोधन के माध्यम से अनिश्चित काल तक फैलने की क्षमता हासिल कर ली है, जैसे कि टेलोमिरेज जीन की कृत्रिम जीन अभिव्यक्ति। अनेक कोशिका रेखाएँ विशेष कोशिका प्रकारों के प्रतिनिधि के रूप में अच्छी तरह से स्थापित हैं।

संस्कृति में कोशिकाओं का रखरखाव

अधिकांश पृथक प्राथमिक कोशिकाओं के लिए, वे बुढ़ापे की प्रक्रिया से गुजरते हैं और आम तौर पर अपनी व्यवहार्यता बनाए रखते हुए एक निश्चित संख्या में आबादी दोगुनी होने के बाद विभाजित होना बंद कर देते हैं (हेफ्लिक सीमा के रूप में वर्णित)।

डीएमईएम सेल कल्चर माध्यम की एक बोतल

तापमान और गैस मिश्रण के अलावा, संवर्धन प्रिओन में सबसे आम तौर पर विविध कारक कोशिका वृद्धि माध्यम है। विकास मीडिया के लिए व्यंजन पीएच, ग्लूकोज एकाग्रता, विकास कारक और अन्य पोषक तत्वों की उपस्थिति में भिन्न हो सकते हैं। मीडिया को पूरक करने के लिए उपयोग किए जाने वाले विकास कारक अक्सर जानवरों के रक्त के सीरम से प्राप्त होते हैं, जैसे कि भ्रूण गोजातीय सीरम (एफबीएस), गोजातीय बछड़ा सीरम, घोड़े का सीरम और पोर्सिन सीरम। इन रक्त-व्युत्पन्न अवयवों की एक जटिलता वायरस या प्रियन के साथ संस्कृति के दूषित होने की संभावना है, विशेष रूप से चिकित्सा जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों में। वर्तमान प्रथा जहां भी संभव हो इन सामग्रियों के उपयोग को कम करना या समाप्त करना है और मानव प्लेटलेट लाइसेट (एचपीएल) का उपयोग करना है।[20] यह मानव कोशिकाओं के साथ एफबीएस का उपयोग करते समय क्रॉस-प्रजाति संदूषण की चिंता को समाप्त करता है। एचपीएल एफबीएस या अन्य पशु सीरम के सीधे प्रतिस्थापन के रूप में एक सुरक्षित और विश्वसनीय विकल्प के रूप में उभरा है। इसके अलावा, किसी भी सीरम ट्रेस (मानव या जानवर) को खत्म करने के लिए रासायनिक रूप से परिभाषित माध्यम का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह हमेशा विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं के साथ पूरा नहीं किया जा सकता है। वैकल्पिक रणनीतियों में संयुक्त राज्य अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया और न्यूजीलैंड जैसे न्यूनतम बोवाइन स्पॉन्गॉर्मॉर्म एन्सेफैलोपैथी/ट्रांसमिसिबल पागल गायों को होने वाला रोग वाले देशों से पशु रक्त का स्रोत शामिल है।[21] और कोशिका संवर्धन के लिए संपूर्ण पशु सीरम के स्थान पर सीरम से प्राप्त शुद्ध पोषक तत्व सांद्रण का उपयोग करना।[22]

चढ़ाना घनत्व (संस्कृति माध्यम की प्रति मात्रा कोशिकाओं की संख्या) कुछ कोशिका प्रकारों के लिए महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, कम चढ़ाना घनत्व ग्रैनुलोसा कोशिकाओं को एस्ट्रोजेन उत्पादन प्रदर्शित करता है, जबकि उच्च चढ़ाना घनत्व उन्हें प्रोजेस्टेरोन-उत्पादक थेका ल्यूटिन कोशिकाओं के रूप में प्रकट करता है।[23] कोशिकाओं को या तो सस्पेंशन कल्चर या अनुवर्ती संस्कृतियों में विकसित किया जा सकता है।[24] कुछ कोशिकाएँ किसी सतह से जुड़े बिना, स्वाभाविक रूप से निलंबित अवस्था में रहती हैं, जैसे कि रक्तप्रवाह में मौजूद कोशिकाएँ। ऐसी कोशिका रेखाएँ भी हैं जिन्हें निलंबन संस्कृतियों में जीवित रहने में सक्षम होने के लिए संशोधित किया गया है ताकि उन्हें अनुवर्ती स्थितियों की तुलना में अधिक घनत्व में विकसित किया जा सके। अनुवर्ती कोशिकाओं को एक सतह की आवश्यकता होती है, जैसे टिशू कल्चर प्लास्टिक या सूक्ष्मवाहक , जिसे आसंजन गुणों को बढ़ाने और विकास और भेदभाव के लिए आवश्यक अन्य संकेत प्रदान करने के लिए बाह्य मैट्रिक्स (जैसे कोलेजन और लेमिनिन) घटकों के साथ लेपित किया जा सकता है। ठोस ऊतकों से प्राप्त अधिकांश कोशिकाएँ चिपकी हुई होती हैं। अनुवर्ती संस्कृति का एक अन्य प्रकार ऑर्गेनोटाइपिक संस्कृति है, जिसमें द्वि-आयामी संस्कृति व्यंजनों के विपरीत त्रि-आयामी (3-डी) वातावरण में कोशिकाओं को बढ़ाना शामिल है। यह 3डी संस्कृति प्रणाली जैव रासायनिक और शारीरिक रूप से इन विवो ऊतक के समान है, लेकिन कई कारकों (जैसे प्रसार) के कारण इसे बनाए रखना तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है।[25]

सेल कल्चर बेसल मीडिया

विभिन्न प्रकार के सेल कल्चर मीडिया हैं जिनका जीवन विज्ञान में नियमित रूप से उपयोग किया जा रहा है जिनमें निम्नलिखित शामिल हैं:

सेल कल्चर मीडिया के घटक

Component Function
Carbon source (glucose/glutamine) Source of energy
Amino acid Building blocks of protein
Vitamins Promote cell survival and growth
Balanced salt solution An isotonic mixture of ions to maintain optimum osmotic pressure within the cells and provide essential metal ions to act as cofactors for enzymatic reactions, cell adhesion etc.
Phenol red dye pH indicator. The color of phenol red changes from orange/red at pH 7–7.4 to yellow at acidic (lower) pH and purple at basic (higher) pH.
Bicarbonate /HEPES buffer It is used to maintain a balanced pH in the media

विशिष्ट विकास स्थितियाँ

Parameter
Temperature 37  °C
CO2 5%
Relative Humidity 95%

सेल लाइन क्रॉस-संदूषण

Main article: List of contaminated cell lines

सुसंस्कृत कोशिकाओं के साथ काम करने वाले वैज्ञानिकों के लिए सेल लाइन क्रॉस-संदूषण एक समस्या हो सकती है।[26] अध्ययनों से पता चलता है कि 15 से 20% मामलों में, प्रयोगों में प्रयुक्त कोशिकाओं की गलत पहचान की गई है या वे किसी अन्य कोशिका रेखा से दूषित हो गई हैं।[27][28][29] एनसीआई-60 पैनल की लाइनों में भी सेल लाइन क्रॉस-संदूषण की समस्याओं का पता लगाया गया है, जिनका उपयोग दवा-स्क्रीनिंग अध्ययन के लिए नियमित रूप से किया जाता है।[30][31] एटीसीसी (कंपनी) (एटीसीसी), यूरोपियन कलेक्शन ऑफ सेल कल्चर (ईसीएसीसी) और जर्मन कलेक्शन ऑफ माइक्रोऑर्गेनिज्म एंड सेल कल्चर (डीएसएमजेड) सहित प्रमुख सेल लाइन रिपॉजिटरी को शोधकर्ताओं से सेल लाइन सबमिशन प्राप्त हुए हैं, जिनकी उनके द्वारा गलत पहचान की गई थी।[30][32] इस तरह का संदूषण सेल कल्चर लाइनों का उपयोग करके उत्पादित अनुसंधान की गुणवत्ता के लिए एक समस्या पैदा करता है, और प्रमुख रिपॉजिटरी अब सभी सेल लाइन सबमिशन को प्रमाणित कर रहे हैं।[33] एटीसीसी अपनी सेल लाइनों को प्रमाणित करने के लिए लघु अग्रानुक्रम दोहराव (एसटीआर) डीएनए प्रोफाइलिंग का उपयोग करता है।[34] सेल लाइन क्रॉस-संदूषण की इस समस्या का समाधान करने के लिए, शोधकर्ताओं को सेल लाइन की पहचान स्थापित करने के लिए प्रारंभिक चरण में अपनी सेल लाइनों को प्रमाणित करने के लिए प्रोत्साहित किया जाता है। सेल लाइन स्टॉक को फ्रीज करने से पहले, सक्रिय संवर्धन के दौरान हर दो महीने में और सेल लाइनों का उपयोग करके उत्पन्न अनुसंधान डेटा के किसी भी प्रकाशन से पहले प्रमाणीकरण दोहराया जाना चाहिए। सेल लाइनों की पहचान करने के लिए कई तरीकों का उपयोग किया जाता है, जिसमें आइसोएंजाइम विश्लेषण, मानव लिम्फोसाइट प्रतिजन (एचएलए) टाइपिंग, क्रोमोसोमल विश्लेषण, कैरियोटाइपिंग, आकृति विज्ञान और एसटीआर विश्लेषण शामिल हैं।[34]

एक महत्वपूर्ण सेल-लाइन क्रॉस संदूषक अमर पूरा सेल लाइन है। हेला संदूषण पहली बार 1960 के दशक की शुरुआत में संयुक्त राज्य अमेरिका में गैर-मानवीय संस्कृति में देखा गया था। सत्तर के दशक में उन्नीस कोशिका रेखाओं में अंतःप्रजातीय संदूषण की खोज की गई थी। 1974 में, सोवियत संघ की पाँच मानव कोशिका रेखाएँ हेला पाई गईं। 50-विषम सेल लाइनों का विश्लेषण करने वाले एक अनुवर्ती अध्ययन से संकेत मिलता है कि आधे में हेला मार्कर थे, लेकिन संदूषक हेला मूल सेल लाइनों के साथ संकरणित हो गया था। हवा की बूंदों से हेला सेल संदूषण की सूचना मिली है। 1978 के वैक्सीन परीक्षण में जोनास साल्क द्वारा हेला को अनजाने में मानव विषयों में इंजेक्ट किया गया था।[35]

अन्य तकनीकी मुद्दे

चूँकि कोशिकाएँ आम तौर पर संस्कृति में विभाजित होती रहती हैं, वे आम तौर पर उपलब्ध क्षेत्र या आयतन को भरने के लिए बढ़ती हैं। इससे कई समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं:

  • विकास माध्यम में पोषक तत्वों की कमी
  • विकास माध्यम के पीएच में परिवर्तन
  • apoptosis /गल जाना (मृत) कोशिकाओं का संचय
  • सेल-टू-सेल संपर्क कोशिका चक्र की गिरफ्तारी को उत्तेजित कर सकता है, जिससे कोशिकाएं विभाजित होना बंद कर देती हैं, जिसे संपर्क अवरोध के रूप में जाना जाता है।
  • सेल-टू-सेल संपर्क सेलुलर भेदभाव को उत्तेजित कर सकता है।
  • आनुवंशिकता और एपिजेनेटिक परिवर्तन, परिवर्तित कोशिकाओं के प्राकृतिक चयन के साथ संभावित रूप से असामान्य, संस्कृति-अनुकूलित कोशिकाओं की अत्यधिक वृद्धि होती है, जिससे विभेदन में कमी आती है और प्रसार क्षमता में वृद्धि होती है।[36]

पोषक तत्वों की संरचना और सांद्रता में अंतर के कारण संवर्धन माध्यम का चुनाव कोशिका संवर्धन प्रयोगों के निष्कर्षों की शारीरिक प्रासंगिकता को प्रभावित कर सकता है।[37] उत्पन्न डेटासेट में एक व्यवस्थित पूर्वाग्रह हाल ही में सीआरआईएसपीआर और आरएनएआई जीन साइलेंसिंग स्क्रीन के लिए दिखाया गया था,[38] और कैंसर कोशिका रेखाओं की चयापचय प्रोफाइलिंग के लिए।[37]ऐसे विकास माध्यम का उपयोग करना जो पोषक तत्वों के शारीरिक स्तर का बेहतर प्रतिनिधित्व करता है, कृत्रिम परिवेशीय अध्ययनों और हाल ही में प्लाज़मैक्स जैसे मीडिया प्रकारों की शारीरिक प्रासंगिकता में सुधार कर सकता है।[39] और मानव प्लाज्मा जैसा माध्यम (एचपीएलएम),[40] विकसित किए गए।

संवर्धित कोशिकाओं का हेरफेर

कल्चर कोशिकाओं पर किए जाने वाले सामान्य जोड़-तोड़ में मीडिया परिवर्तन, पासिंग कोशिकाएं और ट्रांसफ़ेक्टिंग कोशिकाएं शामिल हैं। ये आमतौर पर टिशू कल्चर विधियों का उपयोग करके किया जाता है जो सड़न रोकने वाली तकनीक पर निर्भर होते हैं। सड़न रोकनेवाली तकनीक का उद्देश्य बैक्टीरिया, यीस्ट या अन्य कोशिका रेखाओं से संदूषण से बचना है। दूषित सूक्ष्म जीवों को बाहर करने के लिए हेरफेर आम तौर पर जैव सुरक्षा कैबिनेट या लामिना प्रवाह कैबिनेट में किया जाता है। एंटीबायोटिक दवाओं (जैसे पेनिसिलिन और स्ट्रेप्टोमाइसिन) और एंटीफंगल (जैसे एम्फोटेरिसिन बी और एंटीबायोटिक-एंटीमायोटिक सॉल्यूशन) को भी ग्रोथ मीडिया में जोड़ा जा सकता है।

जैसे-जैसे कोशिकाएं चयापचय प्रक्रियाओं से गुजरती हैं, एसिड का उत्पादन होता है और पीएच कम हो जाता है। अक्सर, पोषक तत्वों की कमी को मापने के लिए माध्यम में एक पीएच संकेतक जोड़ा जाता है।

मीडिया परिवर्तन

अनुवर्ती संस्कृतियों के मामले में, मीडिया को सीधे आकांक्षा द्वारा हटाया जा सकता है, और फिर प्रतिस्थापित किया जा सकता है। गैर-अनुयायी संस्कृतियों में मीडिया परिवर्तनों में संस्कृति को सेंट्रीफ्यूज करना और ताजा मीडिया में कोशिकाओं को फिर से निलंबित करना शामिल है।

पैसेजिंग कोशिकाएं

Main article: Passaging

पासेजिंग (जिसे उपसंस्कृति या विभाजन कोशिकाओं के रूप में भी जाना जाता है) में कम संख्या में कोशिकाओं को एक नए बर्तन में स्थानांतरित करना शामिल है। यदि कोशिकाओं को नियमित रूप से विभाजित किया जाए तो उन्हें लंबे समय तक सुसंस्कृत किया जा सकता है, क्योंकि यह लंबे समय तक उच्च कोशिका घनत्व से जुड़ी जीर्णता से बचाता है। सस्पेंशन कल्चर को ताजा मीडिया की एक बड़ी मात्रा में पतला कुछ कोशिकाओं वाले कल्चर की थोड़ी मात्रा के साथ आसानी से पारित किया जाता है। अनुवर्ती संस्कृतियों के लिए, कोशिकाओं को पहले अलग करने की आवश्यकता होती है; यह आमतौर पर ट्रिप्सिन-ईडीटीए के मिश्रण के साथ किया जाता है; हालाँकि, अन्य एंजाइम मिश्रण अब इस उद्देश्य के लिए उपलब्ध हैं। फिर एक नई संस्कृति का बीजारोपण करने के लिए थोड़ी संख्या में अलग की गई कोशिकाओं का उपयोग किया जा सकता है। कुछ सेल कल्चर, जैसे कि RAW सेल को यांत्रिक रूप से रबर स्क्रेपर्स के साथ उनके बर्तन की सतह से खुरच दिया जाता है।

ट्रांसफ़ेक्शन और ट्रांसडक्शन

Main articles: Transfection and Transformation (genetics)

कोशिकाओं में हेरफेर करने की एक अन्य सामान्य विधि में अभिकर्मक द्वारा विदेशी डीएनए की शुरूआत शामिल है। यह अक्सर कोशिकाओं में रुचि की जीन अभिव्यक्ति के लिए किया जाता है। हाल ही में, आरएनएआई संरचनाओं के ट्रांसफ़ेक्शन को एक विशेष जीन/प्रोटीन की अभिव्यक्ति को दबाने के लिए एक सुविधाजनक तंत्र के रूप में महसूस किया गया है। डीएनए को पारगमन (आनुवांशिकी) , संक्रमण या परिवर्तन (आनुवांशिकी) नामक तरीकों से वायरस का उपयोग करके कोशिकाओं में भी डाला जा सकता है। वायरस, परजीवी एजेंट के रूप में, कोशिकाओं में डीएनए डालने के लिए उपयुक्त हैं, क्योंकि यह उनके प्रजनन के सामान्य पाठ्यक्रम का एक हिस्सा है।

स्थापित मानव कोशिका रेखाएँ

संवर्धित हेला कोशिकाओं को होइचस्ट दाग से दाग दिया गया है, जिससे उनकी कोशिका नाभिक नीला हो गया है, और यह हेनरीएटा लैक्स के वंशज सबसे प्रारंभिक मानव कोशिका रेखाओं में से एक है, जिनकी गर्भाशय ग्रीवा के कैंसर से मृत्यु हो गई थी, जहां से इन कोशिकाओं की उत्पत्ति हुई थी।

मनुष्यों से उत्पन्न होने वाली कोशिका रेखाएं जैवनैतिकता में कुछ हद तक विवादास्पद रही हैं, क्योंकि वे अपने मूल जीव से अधिक जीवित रह सकती हैं और बाद में आकर्षक चिकित्सा उपचार की खोज में उपयोग की जा सकती हैं। इस क्षेत्र में अग्रणी निर्णय में, कैलिफ़ोर्निया के सुप्रीम कोर्ट ने मूर बनाम कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय के रीजेंट्स मामले में कहा कि मानव रोगियों के पास उनकी सहमति से निकाले गए अंगों से प्राप्त सेल लाइनों में कोई संपत्ति अधिकार नहीं है।[41]

Further information: Hybridoma

सामान्य कोशिकाओं को अमर कोशिका रेखा के साथ संलयन करना संभव है। इस विधि का उपयोग मोनोक्लोनल ऐंटीबॉडी का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। संक्षेप में, एक प्रतिरक्षी जानवर के प्लीहा (या संभवतः रक्त) से अलग किए गए लिम्फोसाइट्स को एक हाइब्रिडोमा उत्पन्न करने के लिए एक अमर मायलोमा सेल लाइन (बी सेल वंश) के साथ जोड़ा जाता है जिसमें प्राथमिक लिम्फोसाइट की एंटीबॉडी विशिष्टता और मायलोमा की अमरता होती है। चयनात्मक वृद्धि माध्यम (एचए या एचएटी) का उपयोग अप्रयुक्त मायलोमा कोशिकाओं के खिलाफ चयन करने के लिए किया जाता है; प्राथमिक लिम्फोक्टीज़ कल्चर में जल्दी मर जाते हैं और केवल जुड़ी हुई कोशिकाएँ ही जीवित रहती हैं। आवश्यक एंटीबॉडी के उत्पादन के लिए इनकी जांच की जाती है, आम तौर पर शुरुआत में पूल में और फिर एकल क्लोनिंग के बाद।

कोशिका उपभेद

सेल स्ट्रेन या तो प्राथमिक संस्कृति या सेल लाइन से विशिष्ट गुणों या विशेषताओं वाली कोशिकाओं के चयन या क्लोनिंग द्वारा प्राप्त किया जाता है जिन्हें परिभाषित किया जाना चाहिए। कोशिका उपभेद वे कोशिकाएँ हैं जिन्हें संवर्धन के लिए अनुकूलित किया गया है, लेकिन कोशिका रेखाओं के विपरीत, उनमें विभाजन की सीमित क्षमता होती है। गैर-अमर कोशिकाएं 40 से 60 जनसंख्या दोगुनी होने के बाद विभाजित होना बंद कर देती हैं[42] और, इसके बाद, वे फैलने की अपनी क्षमता खो देते हैं (एक आनुवंशिक रूप से निर्धारित घटना जिसे बुढ़ापा कहा जाता है)।[43]

सेल कल्चर के अनुप्रयोग

पशु कोशिका रेखाओं का बड़े पैमाने पर संवर्धन वायरल टीकों और जैव प्रौद्योगिकी के अन्य उत्पादों के निर्माण के लिए मौलिक है। मानव स्टेम कोशिकाओं के कल्चर का उपयोग कोशिकाओं की संख्या बढ़ाने और प्रत्यारोपण के लिए कोशिकाओं को विभिन्न दैहिक कोशिका प्रकारों में विभेदित करने के लिए किया जाता है।[44] स्टेम सेल कल्चर का उपयोग उन अणुओं और एक्सोसोम की कटाई के लिए भी किया जाता है जिन्हें स्टेम कोशिकाएं चिकित्सीय विकास के प्रयोजनों के लिए छोड़ती हैं।[45] पशु कोशिका संवर्धन में पुनः संयोजक डीएनए (आरडीएनए) तकनीक द्वारा उत्पादित जैविक उत्पादों में एंजाइमों, सिंथेटिक हार्मोन, इम्युनोबायोलॉजिकल (मोनोक्लोनल प्रतिरक्षी, इंटरल्यूकिन्स, लिम्फोकाइन्स) और कैंसर विरोधी एजेंट शामिल हैं। यद्यपि जीवाणु संवर्धन में आरडीएनए का उपयोग करके कई सरल प्रोटीन का उत्पादन किया जा सकता है, लेकिन अधिक जटिल प्रोटीन जो ग्लाइकोसिलेशन (कार्बोहाइड्रेट-संशोधित) हैं, वर्तमान में पशु कोशिकाओं में बनाए जाने चाहिए। ऐसे जटिल प्रोटीन का एक महत्वपूर्ण उदाहरण हार्मोन एरिथ्रोपीटिन है। स्तनधारी कोशिका संवर्धन को बढ़ाने की लागत अधिक है, इसलिए कीट कोशिकाओं या उच्च पौधों में ऐसे जटिल प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए अनुसंधान चल रहा है, कण बमबारी, पारगमन के माध्यम से प्रत्यक्ष जीन स्थानांतरण के स्रोत के रूप में एकल भ्रूण कोशिका और दैहिक (जीव विज्ञान) भ्रूण का उपयोग किया जाता है। जीन अभिव्यक्ति और संनाभि माइक्रोस्कोपी अवलोकन इसके अनुप्रयोगों में से एक है। यह दैहिक भ्रूण की एकल कोशिका उत्पत्ति और पहले कोशिका विभाजन की विषमता की पुष्टि करने की भी पेशकश करता है, जो प्रक्रिया शुरू करता है।

सेल कल्चर सेलुलर कृषि के लिए भी एक प्रमुख तकनीक है, जिसका उद्देश्य कोशिकाओं और सूक्ष्मजीवों से दूध, संवर्धित मांस, सुगंध और गैंडे के सींग जैसे मौजूदा कृषि उत्पादों के उत्पादन के नए उत्पाद और नए तरीके दोनों प्रदान करना है। इसलिए इसे पशु-मुक्त कृषि प्राप्त करने का एक साधन माना जाता है। यह कोशिका जीव विज्ञान पढ़ाने का एक केंद्रीय उपकरण भी है।[46]

दो आयामों में कोशिका संवर्धन

ऊतक इंजीनियरिंग, मूल कोशिका और आणविक जीवविज्ञान में अनुसंधान में मुख्य रूप से फ्लैट प्लास्टिक व्यंजनों पर कोशिकाओं की संस्कृतियां शामिल होती हैं। इस तकनीक को द्वि-आयामी (2डी) सेल कल्चर के रूप में जाना जाता है, और इसे सबसे पहले विल्हेम रॉक्स द्वारा विकसित किया गया था, जिन्होंने 1885 में एक भ्रूण चिकन की मेडुलरी प्लेट के एक हिस्से को हटा दिया था और इसे एक फ्लैट ग्लास पर कई दिनों तक गर्म नमकीन पानी में रखा था। तश्तरी। पॉलीमर प्रौद्योगिकी की प्रगति से 2डी सेल कल्चर के लिए आज के मानक प्लास्टिक डिश का उदय हुआ, जिसे आमतौर पर पेट्री डिश के रूप में जाना जाता है। जूलियस रिचर्ड पेट्री, एक जर्मन जीवाणुविज्ञानी, को आमतौर पर रॉबर्ट कोच के सहायक के रूप में काम करते हुए इस आविष्कार का श्रेय दिया जाता है। विभिन्न शोधकर्ता आज कल्चरिंग प्रयोगशाला फ्लास्क, शंक्वाकार और यहां तक ​​कि डिस्पोजेबल बैग का भी उपयोग करते हैं जैसे कि एकल-उपयोग बायोरिएक्टर में उपयोग किया जाता है।

पेट्री डिश के अलावा, वैज्ञानिक लंबे समय से कोलेजन या फ़ाइब्रिन जैसे जैविक रूप से व्युत्पन्न मैट्रिक्स के भीतर और हाल ही में पॉलीएक्रिलामाइड या पीईजी जैसे सिंथेटिक हाइड्रोजेल पर कोशिकाएं विकसित कर रहे हैं। वे ऐसा फेनोटाइप प्राप्त करने के लिए करते हैं जो पारंपरिक रूप से कठोर सब्सट्रेट्स पर व्यक्त नहीं होते हैं। मैट्रिक्स कठोरता को नियंत्रित करने में रुचि बढ़ रही है,[47] एक अवधारणा जिसने निम्नलिखित क्षेत्रों में खोजों को जन्म दिया है:

  • स्टेम सेल स्व-नवीनीकरण[48][49]
  • वंश विशिष्टता[50]
  • कैंसर कोशिका फेनोटाइप[51][52][53]
  • फाइब्रोसिस[54][55]
  • हेपेटोसाइट फ़ंक्शन[56][57][58]
  • मैकेनोसेंसिंग[59][60][61]

तीन आयामों में कोशिका संवर्धन

3डी सेल कल्चर को जीव विज्ञान के नए आयाम के रूप में देखा गया है।[62] वर्तमान में, सेल कल्चर का अभ्यास 2डी में एकल या एकाधिक सेल संरचनाओं के विभिन्न संयोजनों पर आधारित है।[63] वर्तमान में, दवा खोज, कैंसर जीव विज्ञान, पुनर्योजी चिकित्सा, नेनो सामग्री मूल्यांकन और बुनियादी जीवन-विज्ञान अनुसंधान सहित अनुसंधान क्षेत्रों में 3डी सेल संस्कृतियों के उपयोग में वृद्धि हुई है।[64][65][66] 3डी सेल कल्चर को मचान या मैट्रिक्स का उपयोग करके या मचान-मुक्त तरीके से उगाया जा सकता है। पाड़ आधारित संस्कृतियाँ एक अकोशिकीय 3डी मैट्रिक्स या तरल मैट्रिक्स का उपयोग करती हैं। मचान-मुक्त विधियाँ सामान्यतः निलंबन में उत्पन्न होती हैं।[67] त्रि-आयामी सेलुलर संरचनाओं के विकास को सुविधाजनक बनाने के लिए विभिन्न प्रकार के प्लेटफार्मों का उपयोग किया जाता है, जिनमें हाइड्रोजेल मैट्रिसेस जैसे मचान सिस्टम शामिल हैं।[68] और ठोस मचान, और मचान-मुक्त प्रणालियाँ जैसे कम-आसंजन प्लेटें, चुंबकीय उत्तोलन द्वारा 3डी सेल संवर्धन,[69] लटकी हुई ड्रॉप प्लेटें,[70][71] और रोटरी सेल कल्चर सिस्टम|रोटरी सेल कल्चर। कोशिकाओं को 3डी में संवर्धित करने से जीन अभिव्यक्ति हस्ताक्षरों में व्यापक भिन्नता आती है और आंशिक रूप से शारीरिक अवस्थाओं में ऊतकों की नकल होती है।[72] एक 3डी सेल कल्चर मॉडल ने मोनोलेयर कल्चर की तुलना में विवो में सेल वृद्धि के समान दिखाया, और सभी तीन संस्कृतियां सेल वृद्धि को बनाए रखने में सक्षम थीं।[73] जैसा कि 3डी कल्चर विकसित किया गया है, इसमें ट्यूमर मॉडल डिजाइन करने और घातक परिवर्तन और मेटास्टेसिस की जांच करने की एक बड़ी क्षमता है, 3डी कल्चर परिवर्तन, इंटरैक्शन और सेलुलर सिग्नलिंग को समझने के लिए समग्र उपकरण प्रदान कर सकता है।[74] मचानों में 3डी सेल कल्चर

एरिक साइमन ने 1988 एनआईएच एसबीआईआर अनुदान रिपोर्ट में दिखाया कि इलेक्ट्रोस्पिनिंग का उपयोग नैनो- और सबमाइक्रोन-स्केल पॉलीस्टाइनिन और पॉली कार्बोनेट रेशेदार मचानों का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है जो विशेष रूप से इन विट्रो सेल सब्सट्रेट के रूप में उपयोग के लिए हैं। सेल कल्चर और टिश्यू इंजीनियरिंग के लिए इलेक्ट्रोस्पून रेशेदार लैटिस के इस शुरुआती उपयोग से पता चला है कि ह्यूमन फोरस्किन फाइब्रोब्लास्ट (एचएफएफ), रूपांतरित ह्यूमन कार्सिनोमा (एचईपी-2), और मिंक लंग एपिथेलियम (एमएलई) सहित विभिन्न प्रकार की कोशिकाएं पॉलीकार्बोनेट फाइबर से चिपक जाएंगी और बढ़ेंगी। . यह नोट किया गया कि, आम तौर पर 2डी संस्कृति में देखी जाने वाली चपटी आकृति विज्ञान के विपरीत, इलेक्ट्रोस्पून फाइबर पर विकसित कोशिकाओं ने अधिक हिस्टोटाइपिक गोल 3-आयामी आकृति विज्ञान का प्रदर्शन किया जो आमतौर पर इन विवो में देखा जाता है।[17]

हाइड्रोजेल में 3डी सेल कल्चर

चूंकि प्राकृतिक बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) कोशिकाओं के अस्तित्व, प्रसार, विभेदन और प्रवासन में महत्वपूर्ण है, प्राकृतिक ईसीएम संरचना की नकल करने वाले विभिन्न हाइड्रोजेल कल्चर मैट्रिक्स को विवो-जैसे सेल संवर्धन के संभावित दृष्टिकोण के रूप में देखा जाता है।[75] हाइड्रोजेल उच्च जल प्रतिधारण के साथ परस्पर जुड़े हुए छिद्रों से बने होते हैं, जो पोषक तत्वों और गैसों जैसे पदार्थों के कुशल परिवहन को सक्षम बनाता है। 3डी सेल कल्चर के लिए प्राकृतिक और सिंथेटिक सामग्रियों से कई अलग-अलग प्रकार के हाइड्रोजेल उपलब्ध हैं, जिनमें पशु ईसीएम अर्क हाइड्रोजेल, प्रोटीन हाइड्रोजेल, पेप्टाइड हाइड्रोजेल, पॉलिमर हाइड्रोजेल और लकड़ी आधारित नैनोसेल्यूलोज हाइड्रोजेल में 3डी सेल कल्चर शामिल हैं।

चुंबकीय उत्तोलन द्वारा 3डी सेल संवर्धन

चुंबकीय उत्तोलन विधि (एमएलएम) द्वारा 3डी सेल संवर्धन, नियोडिमियम चुंबकीय चालकों का उपयोग करके स्थानिक रूप से अलग-अलग चुंबकीय क्षेत्रों में चुंबकीय नैनोकण संयोजनों से उपचारित कोशिकाओं को प्रेरित करके 3डी ऊतक को विकसित करने और कोशिकाओं को हवा में ऊपर उठाकर सेल से सेल इंटरैक्शन को बढ़ावा देने का अनुप्रयोग है। एक मानक पेट्री डिश का तरल इंटरफ़ेस। चुंबकीय नैनोकण असेंबलियों में चुंबकीय आयरन ऑक्साइड नैनोकण, सोने के नैनोकण और पॉलिमर पॉलीसीन शामिल होते हैं। 3डी सेल कल्चर स्केलेबल है, जिसमें 500 सेल्स को लाखों सेल्स तक या सिंगल डिश से हाई-थ्रूपुट कम वॉल्यूम सिस्टम में संवर्धित करने की क्षमता है।

ऊतक संस्कृति और इंजीनियरिंग

सेल कल्चर टिशू कल्चर और टिशू इंजीनियरिंग का एक मूलभूत घटक है, क्योंकि यह इन विट्रो में कोशिकाओं को बढ़ाने और बनाए रखने की मूल बातें स्थापित करता है। मानव कोशिका संवर्धन का प्रमुख अनुप्रयोग स्टेम सेल उद्योग में है, जहां मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं को भविष्य में उपयोग के लिए संवर्धित और क्रायोप्रिजर्व किया जा सकता है। ऊतक इंजीनियरिंग संभावित रूप से सालाना सैकड़ों हजारों रोगियों के लिए कम लागत वाली चिकित्सा देखभाल में नाटकीय सुधार प्रदान करती है।

टीके

पोलियो, खसरा, कण्ठमाला, रूबेला और छोटी माता के टीके वर्तमान में सेल संस्कृतियों में बनाए जाते हैं। H5N1 महामारी के खतरे के कारण, इन्फ्लूएंजा टीकों के लिए सेल कल्चर का उपयोग करने के अनुसंधान को संयुक्त राज्य सरकार द्वारा वित्त पोषित किया जा रहा है। इस क्षेत्र में नवीन विचारों में पुनः संयोजक डीएनए-आधारित टीके शामिल हैं, जैसे कि एक वेक्टर के रूप में मानव एडेनोविरिडे (एक सामान्य सर्दी वायरस) का उपयोग करके बनाया गया,[76][77] और उपन्यास सहायक।[78]

कोशिका सह-संस्कृति

सह-संवर्धन की तकनीक का उपयोग एक प्लेट पर या 3डी मैट्रिक्स में दो या दो से अधिक प्रकार की कोशिकाओं के बीच सेल क्रॉसस्टॉक का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। विभिन्न स्टेम कोशिकाओं की खेती और प्रतिरक्षा कोशिकाओं की परस्पर क्रिया की जांच जैविक ऊतक के समान इन विट्रो मॉडल में की जा सकती है। चूँकि अधिकांश ऊतकों में एक से अधिक प्रकार की कोशिकाएँ होती हैं, इसलिए उनकी अंतःक्रिया की बेहतर समझ हासिल करने और नकल ऊतकों को पेश करने के लिए 3डी संस्कृति वातावरण में उनकी अंतःक्रिया का मूल्यांकन करना महत्वपूर्ण है। सह-संस्कृति दो प्रकार की होती है: प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष। जबकि प्रत्यक्ष अंतःक्रिया में एक ही संस्कृति मीडिया या मैट्रिक्स में एक-दूसरे के साथ सीधे संपर्क में रहने वाली कोशिकाएं शामिल होती हैं, अप्रत्यक्ष बातचीत में विभिन्न वातावरण शामिल होते हैं, जिससे सिग्नलिंग और घुलनशील कारकों को भाग लेने की अनुमति मिलती है।[1][79] कोशिकाओं के बीच परस्पर क्रिया के दौरान ऊतक मॉडल में कोशिका विभेदन का अध्ययन कैंसर ट्यूमर का अनुकरण करने, चिकित्सीय परीक्षणों पर दवाओं के प्रभाव का आकलन करने और चिकित्सीय परीक्षणों पर दवाओं के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए सह-संवर्धित प्रणाली का उपयोग करके किया जा सकता है। यदि सूक्ष्म वातावरण कोशिकाओं के लिए जैविक ऊतक को परिभाषित करता है, तो 3डी मॉडल में सह-संस्कृति प्रणाली कीमोथेरेपी और अंतःस्रावी चिकित्सा की प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी कर सकती है।

कई कोशिकाओं के सीधे संपर्क के साथ ऊतक निर्माण उत्पन्न करने के लिए ऊतक इंजीनियरिंग में सह-संस्कृति विधि का उपयोग किया जाता है।[80]

2डी संस्कृति, 3डी संस्कृति, ऑर्गन-ऑन-ए-चिप और विवो अध्ययन का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व

माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस में सेल कल्चर

Main article: Microfluidic cell culture

माइक्रोफ्लुइडिक्स तकनीक विकसित प्रणाली है जो एक प्रक्रिया को प्रवाह में निष्पादित कर सकती है जो आमतौर पर माइक्रोन के पैमाने में होती है। माइक्रोफ्लुइडिक्स चिप को लैब-ऑन-ए-चिप के रूप में भी जाना जाता है और वे अतिरिक्त मात्रा में अभिकारकों और स्थान के साथ निरंतर प्रक्रिया और प्रतिक्रिया चरण करने में सक्षम हैं। उपयुक्त जैविक परख और उच्च-संवेदनशीलता का पता लगाने वाली तकनीकों के साथ संयुक्त होने पर ऐसी प्रणालियाँ व्यक्तिगत कोशिकाओं और अणुओं की पहचान और अलगाव को सक्षम बनाती हैं।[81][82]

ऑर्गन-ऑन-ए-चिप

Main article: Organ-on-a-chip

OoC प्रणालियाँ माइक्रोफ्लुइडिक्स में ऊतकों को विकसित करके कोशिकाओं के सूक्ष्म वातावरण की नकल और नियंत्रण करती हैं। ऊतक इंजीनियरिंग, बायोमटेरियल्स फैब्रिकेशन और सेल बायोलॉजी का संयोजन, यह प्रयोगशाला में मानव रोगों के अध्ययन के लिए बायोमिमेटिक मॉडल स्थापित करने की संभावना प्रदान करता है। हाल के वर्षों में, 3डी सेल कल्चर विज्ञान ने महत्वपूर्ण प्रगति की है, जिससे ओओसी का विकास हुआ है। ओओसी को एक प्रीक्लिनिकल कदम माना जाता है जो फार्मास्युटिकल अध्ययन, दवा विकास और रोग मॉडलिंग को लाभ पहुंचाता है।[83][84] OoC एक महत्वपूर्ण तकनीक है जो पशु परीक्षण और नैदानिक ​​​​अध्ययनों के बीच के अंतर को पाट सकती है और विज्ञान ने जो प्रगति हासिल की है वह दवा वितरण और पैथोफिजियोलॉजिकल अध्ययनों के लिए विवो अध्ययनों की जगह ले सकती है।[85]

गैर-स्तनधारी कोशिकाओं की संस्कृति

अच्छी तरह से स्थापित अमर कोशिका रेखाओं के संवर्धन के अलावा, अनेक जीवों के प्राथमिक खोजकर्ताओं की कोशिकाओं को बुढ़ापा आने से पहले एक सीमित अवधि के लिए सुसंस्कृत किया जा सकता है (हेफ्लिक की सीमा देखें)। अनुसंधान में संवर्धित प्राथमिक कोशिकाओं का बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया है, जैसा कि कोशिका प्रवास अध्ययन में मछली केराटोसाइट्स के मामले में होता है।[86][46][87]

पादप कोशिका संवर्धन विधियाँ

Main article: Plant tissue culture
See also: Tobacco BY-2 cells

पादप कोशिका संवर्धन को आम तौर पर तरल माध्यम में कोशिका निलंबन संवर्धन के रूप में या ठोस माध्यम पर कैलस (कोशिका जीवविज्ञान) के रूप में उगाया जाता है। अविभाजित पादप कोशिकाओं और कैली के संवर्धन के लिए पादप वृद्धि हार्मोन ऑक्सिन और साइटोकिनिन के उचित संतुलन की आवश्यकता होती है।

कीट कोशिका संवर्धन

Main article: Insect cell culture

ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर (सबसे प्रमुख रूप से, श्नाइडर 2 कोशिकाएं) से प्राप्त कोशिकाओं का उपयोग उन प्रयोगों के लिए किया जा सकता है जो जीवित मक्खियों या लार्वा पर करना मुश्किल हो सकता है, जैसे जैव रसायन या siRNA का उपयोग करके अध्ययन। आर्मी वर्म स्पोडोप्टेरा फ्रुगिपेर्डा से प्राप्त सेल लाइनें, जिनमें एसएफ9 (कोशिकाएं) और एसएफ21 शामिल हैं, और गोभी लूपर ट्राइकोप्लुसिया है, हाई फाइव कोशिकाएं शामिल हैं, आमतौर पर baculovirus का उपयोग करके पुनः संयोजक प्रोटीन की अभिव्यक्ति के लिए उपयोग की जाती हैं।[88]

जीवाणु और खमीर संवर्धन विधियाँ

Main article: Microbiological culture

बैक्टीरिया और यीस्ट के लिए, छोटी मात्रा में कोशिकाएं आमतौर पर एक ठोस समर्थन पर उगाई जाती हैं जिसमें पोषक तत्व शामिल होते हैं, आमतौर पर अगर जैसे जेल, जबकि बड़े पैमाने पर संस्कृतियां पोषक तत्व शोरबा में निलंबित कोशिकाओं के साथ उगाई जाती हैं।

वायरल कल्चर विधियाँ

Main article: Viral culture

वायरस के संवर्धन के लिए वायरस की वृद्धि और प्रतिकृति के लिए मेजबान के रूप में स्तनधारी, पौधे, कवक या जीवाणु मूल की कोशिकाओं के संवर्धन की आवश्यकता होती है। संपूर्ण जंगली प्रकार के वायरस, पुनः संयोजक डीएनए वायरस या वायरल उत्पाद सही परिस्थितियों में अपने प्राकृतिक मेजबान के अलावा अन्य प्रकार की कोशिका में उत्पन्न हो सकते हैं। वायरस की प्रजाति के आधार पर, संक्रमण और वायरल प्रतिकृति के परिणामस्वरूप मेजबान कोशिका का क्षय हो सकता है और वायरल पट्टिका का निर्माण हो सकता है।

सामान्य कोशिका रेखाएँ

मानव कोशिका रेखाएँ
रहनुमा कोशिका रेखाएँ
[[ चूहा ]] कोशिका रेखाएँ
चूहे की ट्यूमर कोशिका रेखाएँ
पौधे कोशिका रेखाएँ
अन्य प्रजाति कोशिका रेखाएँ

सेल लाइनों की सूची

Cell line Meaning Organism Origin tissue Morphology Links
3T3-L1 "3-day transfer, inoculum 3 x 10^5 cells" Mouse Embryo Fibroblast ECACC Cellosaurus
4T1 Mouse Mammary gland ATCC Cellosaurus
1321N1 Human Brain Astrocytoma ECACC Cellosaurus
9L Rat Brain Glioblastoma ECACC Cellosaurus
A172 Human Brain Glioblastoma ECACC Cellosaurus
A20 Mouse B lymphoma B lymphocyte Cellosaurus
A253 Human Submandibular duct Head and neck carcinoma ATCC Cellosaurus
A2780 Human Ovary Ovarian carcinoma ECACC Cellosaurus
A2780ADR Human Ovary Adriamycin-resistant derivative of A2780 ECACC Cellosaurus
A2780cis Human Ovary Cisplatin-resistant derivative of A2780 ECACC Cellosaurus
A431 Human Skin epithelium Squamous cell carcinoma ECACC Cellosaurus
A549 Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
AB9 Zebrafish Fin Fibroblast ATCC Cellosaurus
AHL-1 Armenian Hamster Lung-1 Hamster Lung ECACC Cellosaurus
ALC Mouse Bone marrow Stroma PMID 2435412[89] Cellosaurus
B16 Mouse Melanoma ECACC Cellosaurus
B35 Rat Neuroblastoma ATCC Cellosaurus
BCP-1 Human PBMC HIV+ primary effusion lymphoma ATCC Cellosaurus
BEAS-2B Bronchial epithelium + Adenovirus 12-SV40 virus hybrid (Ad12SV40) Human Lung Epithelial ECACC Cellosaurus
bEnd.3 Brain Endothelial 3 Mouse Brain/cerebral cortex Endothelium Cellosaurus
BHK-21 Baby Hamster Kidney-21 Hamster Kidney Fibroblast ECACC Cellosaurus
BOSC23 Packaging cell line derived from HEK 293 Human Kidney (embryonic) Epithelium Cellosaurus
BT-20 Breast Tumor-20 Human Breast epithelium Breast carcinoma ATCC Cellosaurus
BxPC-3 Biopsy xenograft of Pancreatic Carcinoma line 3 Human Pancreatic adenocarcinoma Epithelial ECACC Cellosaurus
C2C12 Mouse Myoblast ECACC Cellosaurus
C3H-10T1/2 Mouse Embryonic mesenchymal cell line ECACC Cellosaurus
C6 Rat Brain astrocyte Glioma ECACC Cellosaurus
C6/36 Insect - Asian tiger mosquito Larval tissue ECACC Cellosaurus
Caco-2 Human Colon Colorectal carcinoma ECACC Cellosaurus
Cal-27 Human Tongue Squamous cell carcinoma ATCC Cellosaurus
Calu-3 Human Lung Adenocarcinoma ATCC Cellosaurus
CGR8 Mouse Embryonic stem cells ECACC Cellosaurus
CHO Chinese Hamster Ovary Hamster Ovary Epithelium ECACC Cellosaurus
CML T1 Chronic myeloid leukemia T lymphocyte 1 Human CML acute phase T cell leukemia DSMZ Cellosaurus
CMT12 Canine Mammary Tumor 12 Dog Mammary gland Epithelium Cellosaurus
COR-L23 Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
COR-L23/5010 Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
COR-L23/CPR Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
COR-L23/R23- Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
COS-7 Cercopithecus aethiops, origin-defective SV-40 Old World monkey - Cercopithecus aethiops (Chlorocebus) Kidney Fibroblast ECACC Cellosaurus
COV-434 Human Ovary Ovarian granulosa cell carcinoma PMID 8436435[90] ECACC Cellosaurus
CT26 Mouse Colon Colorectal carcinoma Cellosaurus
D17 Dog Lung metastasis Osteosarcoma ATCC Cellosaurus
DAOY Human Brain Medulloblastoma ATCC Cellosaurus
DH82 Dog Histiocytosis Monocyte/macrophage ECACC Cellosaurus
DU145 Human Androgen insensitive prostate carcinoma ATCC Cellosaurus
DuCaP Dura mater cancer of the Prostate Human Metastatic prostate carcinoma Epithelial PMID 11317521[91] Cellosaurus
E14Tg2a Mouse Embryonic stem cells ECACC Cellosaurus
EL4 Mouse T cell leukemia ECACC Cellosaurus
EM-2 Human CML blast crisis Ph+ CML line DSMZ Cellosaurus
EM-3 Human CML blast crisis Ph+ CML line DSMZ Cellosaurus
EMT6/AR1 Mouse Mammary gland Epithelial-like ECACC Cellosaurus
EMT6/AR10.0 Mouse Mammary gland Epithelial-like ECACC Cellosaurus
FM3 Human Lymph node metastasis Melanoma ECACC Cellosaurus
GL261 Glioma 261 Mouse Brain Glioma Cellosaurus
H1299 Human Lung Lung carcinoma ATCC Cellosaurus
HaCaT Human Skin Keratinocyte CLS Cellosaurus
HCA2 Human Colon Adenocarcinoma ECACC Cellosaurus
HEK 293 Human Embryonic Kidney 293 Human Kidney (embryonic) Epithelium ECACC Cellosaurus
HEK 293T HEK 293 derivative Human Kidney (embryonic) Epithelium ECACC Cellosaurus
HeLa "Henrietta Lacks" Human Cervix epithelium Cervical carcinoma ECACC Cellosaurus
Hepa1c1c7 Clone 7 of clone 1 hepatoma line 1 Mouse Hepatoma Epithelial ECACC Cellosaurus
Hep G2 Human Liver Hepatoblastoma ECACC Cellosaurus
High Five Insect (moth) - Trichoplusia ni Ovary Cellosaurus
HL-60 Human Leukemia-60 Human Blood Myeloblast ECACC Cellosaurus
HT-1080 Human Fibrosarcoma ECACC Cellosaurus
HT-29 Human Colon epithelium Adenocarcinoma ECACC Cellosaurus
J558L Mouse Myeloma B lymphocyte cell ECACC Cellosaurus
Jurkat Human White blood cells T cell leukemia ECACC Cellosaurus
JY Human Lymphoblastoid EBV-transformed B cell ECACC Cellosaurus
K562 Human Lymphoblastoid CML blast crisis ECACC Cellosaurus
KBM-7 Human Lymphoblastoid CML blast crisis Cellosaurus
KCL-22 Human Lymphoblastoid CML DSMZ Cellosaurus
KG1 Human Lymphoblastoid AML ECACC Cellosaurus
Ku812 Human Lymphoblastoid Erythroleukemia ECACC Cellosaurus
KYO-1 Kyoto-1 Human Lymphoblastoid CML DSMZ Cellosaurus
L1210 Mouse Lymphocytic leukemia Ascitic fluid ECACC Cellosaurus
L243 Mouse Hybridoma Secretes L243 mAb (against HLA-DR) ATCC Cellosaurus
LNCaP Lymph Node Cancer of the Prostate Human Prostatic adenocarcinoma Epithelial ECACC Cellosaurus
MA-104 Microbiological Associates-104 African Green Monkey Kidney Epithelial Cellosaurus
MA2.1 Mouse Hybridoma Secretes MA2.1 mAb (against HLA-A2 and HLA-B17) ATCC Cellosaurus
Ma-Mel 1, 2, 3....48 Human Skin A range of melanoma cell lines ECACC Cellosaurus
MC-38 Mouse Colon-38 Mouse Colon Adenocarcinoma Cellosaurus
MCF-7 Michigan Cancer Foundation-7 Human Breast Invasive breast ductal carcinoma ER+, PR+ ECACC Cellosaurus
MCF-10A Michigan Cancer Foundation-10A Human Breast epithelium ATCC Cellosaurus
MDA-MB-157 M.D. Anderson - Metastatic Breast-157 Human Pleural effusion metastasis Breast carcinoma ECACC Cellosaurus
MDA-MB-231 M.D. Anderson - Metastatic Breast-231 Human Pleural effusion metastasis Breast carcinoma ECACC Cellosaurus
MDA-MB-361 M.D. Anderson - Metastatic Breast-361 Human Melanoma (contaminated by M14) ECACC Cellosaurus
MDA-MB-468 M.D. Anderson - Metastatic Breast-468 Human Pleural effusion metastasis Breast carcinoma ATCC Cellosaurus
MDCK II Madin Darby Canine Kidney II Dog Kidney Epithelium ECACC Cellosaurus
MG63 Human Bone Osteosarcoma ECACC Cellosaurus
MIA PaCa-2 Human Prostate Pancreatic Carcinoma ATCC Cellosaurus
MOR/0.2R Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
Mono-Mac-6 Human White blood cells Myeloid metaplasic AML DSMZ Cellosaurus
MRC-5 Medical Research Council cell strain 5 Human Lung (fetal) Fibroblast ECACC Cellosaurus
MTD-1A Mouse Epithelium Cellosaurus
MyEnd Myocardial Endothelial Mouse Endothelium Cellosaurus
NCI-H69 Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
NCI-H69/CPR Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
NCI-H69/LX10 Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
NCI-H69/LX20 Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
NCI-H69/LX4 Human Lung Lung carcinoma ECACC Cellosaurus
Neuro-2a Mouse Nerve/neuroblastoma Neuronal stem cells ECACC Cellosaurus
NIH-3T3 NIH, 3-day transfer, inoculum 3 x 105 cells Mouse Embryo Fibroblast ECACC Cellosaurus
NALM-1 Human Peripheral blood Blast-crisis CML ATCC Cellosaurus
NK-92 Human Leukemia/lymphoma ATCC Cellosaurus
NTERA-2 Human Lung metastasis Embryonal carcinoma ECACC Cellosaurus
NW-145 Human Skin Melanoma ESTDAB Archived 2011-11-16 at the Wayback Machine Cellosaurus
OK Opossum Kidney Virginia opossum - Didelphis virginiana Kidney ECACC Cellosaurus
OPCN / OPCT cell lines Human Prostate Range of prostate tumour lines Cellosaurus
P3X63Ag8 Mouse Myeloma ECACC Cellosaurus
PANC-1 Human Duct Epithelioid Carcinoma ATCC Cellosaurus
PC12 Rat Adrenal medulla Pheochromocytoma ECACC Cellosaurus
PC-3 Prostate Cancer-3 Human Bone metastasis Prostate carcinoma ECACC Cellosaurus
Peer Human T cell leukemia DSMZ Cellosaurus
PNT1A Human Prostate SV40-transformed tumour line ECACC Cellosaurus
PNT2 Human Prostate SV40-transformed tumour line ECACC Cellosaurus
Pt K2 The second cell line derived from Potorous tridactylis Long-nosed potoroo - Potorous tridactylus Kidney Epithelial ECACC Cellosaurus
Raji Human B lymphoma Lymphoblast-like ECACC Cellosaurus
RBL-1 Rat Basophilic Leukemia-1 Rat Leukemia Basophil cell ECACC Cellosaurus
RenCa Renal Carcinoma Mouse Kidney Renal carcinoma ATCC Cellosaurus
RIN-5F Mouse Pancreas ECACC Cellosaurus
RMA-S Mouse T cell tumour Cellosaurus
S2 Schneider 2 Insect - Drosophila melanogaster Late stage (20–24 hours old) embryos ATCC Cellosaurus
SaOS-2 Sarcoma OSteogenic-2 Human Bone Osteosarcoma ECACC Cellosaurus
Sf21 Spodoptera frugiperda 21 Insect (moth) - Spodoptera frugiperda Ovary ECACC Cellosaurus
Sf9 Spodoptera frugiperda 9 Insect (moth) - Spodoptera frugiperda Ovary ECACC Cellosaurus
SH-SY5Y Human Bone marrow metastasis Neuroblastoma ECACC Cellosaurus
SiHa Human Cervix epithelium Cervical carcinoma ATCC Cellosaurus
SK-BR-3 Sloan-Kettering Breast cancer 3 Human Breast Breast carcinoma DSMZ Cellosaurus
SK-OV-3 Sloan-Kettering Ovarian cancer 3 Human Ovary Ovarian carcinoma ECACC Cellosaurus
SK-N-SH Human Brain Epithelial ATCC Cellosaurus
T2 Human T cell leukemia/B cell line hybridoma ATCC Cellosaurus
T-47D Human Breast Breast ductal carcinoma ECACC Cellosaurus
T84 Human Lung metastasis Colorectal carcinoma ECACC Cellosaurus
T98G Human Glioblastoma-astrocytoma Epithelium ECACC Cellosaurus
THP-1 Human Monocyte Acute monocytic leukemia ECACC Cellosaurus
U2OS Human Osteosarcoma Epithelial ECACC Cellosaurus
U373 Human Glioblastoma-astrocytoma Epithelium ECACC Cellosaurus
U87 Human Glioblastoma-astrocytoma Epithelial-like ECACC Cellosaurus
U937 Human Leukemic monocytic lymphoma ECACC Cellosaurus
VCaP Vertebral Cancer of the Prostate Human Vertebra metastasis Prostate carcinoma ECACC Cellosaurus
Vero From Esperanto: verda (green, for green monkey) reno (kidney) African green monkey - Chlorocebus sabaeus Kidney epithelium ECACC Cellosaurus
VG-1 Human Primary effusion lymphoma Cellosaurus
WM39 Human Skin Melanoma ESTDAB Cellosaurus
WT-49 Human Lymphoblastoid ECACC Cellosaurus
YAC-1 Mouse Lymphoma ECACC Cellosaurus
YAR Human Lymphoblastoid EBV-transformed B cell Human Immunology[92] ECACC Cellosaurus


यह भी देखें

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अग्रिम पठन


बाहरी संबंध

Library resources about
कोशिका संवर्धन
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