太平洋牡蛎血细胞在血浆培养基中的体外动态研究:21天形态、功能与代谢特征解析

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:Experimental Cell Research 3.3

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  本研究针对海洋双壳类血细胞(hemocytes)体外培养周期短、功能表征不完整的问题,创新性地采用牡蛎自身血淋巴血浆(hemolymph plasma)培养三倍体长牡蛎(Crassostrea gigas)血细胞长达21天。通过活细胞成像、代谢检测(ATP/ROS)和吞噬功能实验,首次证实粒细胞(granulocytes)亚群在长期培养中保持稳定活性,揭示其运动模式(pseudopod/lamellipodium依赖)与功能异质性,为无脊椎动物细胞生物学研究提供了突破性技术平台。

  

海洋双壳类作为"海洋哨兵",其免疫系统核心效应细胞——血细胞(hemocytes)的功能研究长期受限于体外培养技术瓶颈。传统方法仅能维持细胞存活1-2天,严重制约了对这类原始免疫细胞动态生物学过程的探索。法国布列塔尼大学等机构的研究团队在《Experimental Cell Research》发表突破性成果,通过独创的血浆培养基系统,首次实现长牡蛎血细胞21天原代培养,绘制出完整的细胞亚群动态图谱。

研究采用三倍体长牡蛎(86-110g)血淋巴样本,关键技术创新包括:1) 多聚-D-赖氨酸(poly-D-lysine)包被培养器皿优化细胞贴附;2) 16±1°C恒温培养模拟自然环境;3) Alamar Blue法动态监测细胞活力;4) 高内涵成像系统记录细胞运动行为;5) ATP生物发光法量化代谢活性。

A subpopulation of hemocytes remains viable and metabolically active in plasma-based culture for at least 21 days
实验证实培养7天后仍保留粒细胞、透明细胞(hyalinocytes)和类母细胞(blast-like cells)三类形态亚群,其中粒细胞展现最强生存韧性。第21天时,尽管细胞总数减少50%,存活细胞仍维持稳定线粒体膜电位(ΔΨm)和ATP水平(>80%初始值),吞噬活性在14天后反而显著增强(p<0.05)。

Discussion
该研究破解了血细胞体外培养的两大难题:1) 首次证实天然血浆能支持细胞完成完整生命周期;2) 揭示粒细胞亚群具有独特的代谢可塑性(metabolic plasticity),其ROS生成模式从第7天起转为选择性降低基础水平,同时中性脂质储存增加,提示适应性能量重编程。特别值得注意的是,运动性分析发现两类伪足延伸模式:丝状伪足(pseudopod)主导的快速探索型和片状伪足(lamellipodium)介导的持久粘附型,这种运动异质性与吞噬功能呈非必然关联性。

Concluding remarks and perspectives
该技术体系为海洋无脊椎动物细胞生物学研究树立了新范式:1) 建立首个可模拟体内微环境的长期培养平台;2) 揭示血细胞亚群选择性消亡规律,为细胞衰老研究提供模型;3) 开发的FSOP(Filter-Sterilized Oyster Plasma)培养基避免外源添加剂干扰,特别适用于生态毒理学(ecotoxicology)研究。研究团队特别指出,该平台可用于评估气候变化背景下海洋酸化对贝类免疫力的影响,并为开发基于血细胞功能的生物标志物(biomarkers)检测体系奠定基础。

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