论原代细胞培养：抗生素，是敌是友？

在细胞培养的过程中，各种的“入侵者”总是防不胜防，不仅影响了细胞的生长状态，还破坏了实验结果。对于很多实验员来说，应对方案就是往培养基里面加抗生素，例如青霉素 (Penicillin) ，庆大霉素 (Gentamicin）或两性霉素 ( Amphotericin) 等等。但很多人不知道的是， 不同抗生素会对细胞的代谢，增值，分化，甚至是基因表达都有不同程度的影响。因此抗生素的使用，虽然起到了抗污染，但同时也带来了新的问题。
早在1970年到1990年期间，就有不少报导指出β-内酰胺类抗生素，如青霉素，对于真核细胞培养有抑制增殖作用[1]。类似影响也有在氨基糖甙类抗生素上观察到。这种抑制增殖作用在原代细胞和干细胞上尤其明显[2-6]。由于细胞系具有永生性，因此抑制作用相对不明显。除此以外，抗生素的使用也可能会对基因表达有影响，最终影响实验结果。

在德国杜塞尔多夫Leibniz研究中心的Thomas Haarmann-Stemmann博士对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, 正常人表皮角质形成细胞) 了解紫外线对皮肤细胞造成的机制和如何预防。他们用同一批细胞分两组进行平行验证，一组不加抗生素，一组加庆大霉素和两性霉素。4到5天后，无抗生素组差不多铺满了培养皿，而加了抗生素的只覆盖了30%-40%

虽然抗生素抑制细胞增殖的机制至今未有明确解释，但是根据内共生理论 (endosymbiont theory)，细胞内的线粒体是来源于细菌的，意味着分子组成、结构和细菌接近，因此对抗生素敏感。线粒体是细胞能量的主要来源，当其活性被抑制，就会导致细胞增殖被抑制。其实在实验时，只要对相关仪器，耗材和试剂进行严格消毒，细胞处理按规范操作，细胞还是不容易受污染的。