在細胞培養的過程中,各種的“入侵者”總是防不勝防,不僅影響了細胞的生長狀態,還破壞了實驗結果。對于很多實驗員來說,應對方案就是往培養基里面加抗生素,例如青霉素 (Penicillin) ,慶大霉素 (Gentamicin)或兩性霉素 ( Amphotericin) 等等。但很多人不知道的是, 不同抗生素會對細胞的代謝,增值,分化,甚至是基因表達都有不同程度的影響。因此抗生素的使用,雖然起到了抗污染,但同時也帶來了新的問題。
早在1970年到1990年期間,就有不少報導指出β-內酰胺類抗生素,如青霉素,對于真核細胞培養有抑制增殖作用[1]。類似影響也有在氨基糖甙類抗生素上觀察到。這種抑制增殖作用在原代細胞和干細胞上尤其明顯[2-6]。由于細胞系具有永生性,因此抑制作用相對不明顯。除此以外,抗生素的使用也可能會對基因表達有影響,最終影響實驗結果。
在德國杜塞爾多夫Leibniz研究中心的Thomas Haarmann-Stemmann博士對抗生素的抑制增殖作用感同身受。Haarmann-Stemmann博士的研究方向是利用Normal human epidermal keratinocytes (NHEK, 正常人表皮角質形成細胞) 了解紫外線對皮膚細胞造成的機制和如何預防。他們用同一批細胞分兩組進行平行驗證,一組不加抗生素,一組加慶大霉素和兩性霉素。4到5天后,無抗生素組差不多鋪滿了培養皿,而加了抗生素的只覆蓋了30%-40%
雖然抗生素抑制細胞增殖的機制至今未有明確解釋,但是根據內共生理論 (endosymbiont theory),細胞內的線粒體是來源于細菌的,意味著分子組成、結構和細菌接近,因此對抗生素敏感。線粒體是細胞能量的主要來源,當其活性被抑制,就會導致細胞增殖被抑制。其實在實驗時,只要對相關儀器,耗材和試劑進行嚴格消毒,細胞處理按規范操作,細胞還是不容易受污染的。