初級的(primary)和二次細胞培養(secondary cell culture)的區別
在討論初級和次級細胞培養的區別之前，讓我們先簡單地定義什麼是細胞培養。細胞培養是從動物或植物中取出細胞，然後在人工控制的環境中生長的過程。細胞可以直接從組織中取出，用酶或機械方法分解，也可以從已經建立的培養基中獲得。原代和二級細胞培養的關鍵區別在於，用於原代細胞培養的細胞是直接從動物或植物組織中獲得的，而用於二級細胞培養的細胞則是從已經建立的原代培養物中獲得的。因此，二次文化是在原始文化基礎上發展起來的一種新文化。
為了更好地分化它們，讓我們更深入地瞭解原代和次級細胞培養的意義。
什麼是原代細胞培養(primary cell culture)？
原代細胞培養是指通過酶或機械措施使細胞與親本動物或植物組織分離，並在受控環境條件下，在玻璃或塑料容器中的合適基質中保持細胞生長。原代培養的細胞與原始組織中的細胞具有相同的核型（真核細胞細胞核中染色體的數目和外觀）。原代細胞培養按培養所用細胞的種類可分為兩類。
- 錨定依賴性或粘附性細胞-這些細胞需要附著物才能生長。粘附細胞通常來源於**的組織，例如來自腎臟的細胞不動，嵌入結締組織中。
- 非錨定細胞或懸浮細胞-這些細胞生長不需要附著物。換句話說，這些細胞不附著在培養血管的表面。所有懸浮培養物都來自血液系統的細胞；例如，白細胞淋巴細胞懸浮在血漿中。
原代培養的細胞壽命有限。由於多種原因，細胞不能無限期地保持。原代培養中細胞數量的增加會導致底物和營養物質的枯竭。此外，細胞活性會逐漸增加培養物中毒性代謝物的水平，從而抑制細胞的進一步生長。
At this stage, a secondary or a subculture has to be performed to ensure continuous cell growth.
什麼是二次細胞培養(secondary cell culture)？
如上所述，當貼壁培養中的細胞佔據所有可用的底物或當懸浮培養中的細胞超過培養基支持進一步生長的能力時，細胞增殖開始減少或完全停止。為了保持最佳的細胞密度以繼續生長和**進一步的增殖，必須對原代培養進行繼代培養。這個過程被稱為二次細胞培養。
在第二次細胞培養過程中，原代培養的細胞被轉移到一個新的血管中。這個過程包括去除先前的生長培養基和分離粘附的原代培養細胞。細胞二次培養是週期性地為細胞提供生長空間和新鮮的營養物質，從而延長細胞的壽命，使培養的細胞數量增加。
二次培養將一定體積的原代培養物放入等量的新鮮生長培養基中，可以長期維持細胞系。例如在工業過程或科學實驗中，二次培養到更大體積的新鮮生長介質中以增加細胞數量。
原代細胞培養(primary cell culture)和二次細胞培養(secondary cell culture)的區別
由於我們現在已經分別理解了這兩個術語，我們將比較這兩個術語，以便找出它們之間的其他差異。
何時使用原代和/或二級細胞培養
這取決於你想學什麼和你做什麼樣的實驗。
原代細胞培養：這是一個從父母組織中培養細胞的過程。原代培養的細胞由於基質和營養物質的耗盡和毒素的積累，其壽命將是有限的。儘管在分離過程中使用了分離技術，原代培養可能包含幾種類型的細胞。然而，在所有類型的實驗中，這可能不是一個問題，在這種情況下，可以單獨使用原代培養。
二次細胞培養：通常實驗中，原代培養獲得的細胞數量不足。二次細胞培養為擴大細胞數量和延長壽命提供了機會。它可以使用選擇性培養基進一步選擇細胞，並允許群體中基因型和表型的一致性。此過程用於產生複製培養基，用於基本特性鑑定、保存和實驗。
與親本組織相似
原代細胞培養：用於原代細胞培養的細胞直接從動物或植物組織中獲得。因此，與親代細胞在體內培養時的反應更接近於原代培養。
二次細胞培養：二次細胞培養源於原代細胞培養。雖然亞培養可以延長細胞的壽命，但在幾個階段之後，細胞可能會發生轉化，或者可能會失去對分裂不超過一定次數的控制。這可能是因為原代細胞在亞培養過程中發生突變或基因改變。例如，一些微生物傾向於通過改變其生物學特性來適應與自然環境大不相同的培養條件。
培養過程-獲得細胞
原代細胞培養：在原代細胞培養中，動物或植物組織將經歷沖洗、分離、機械或酶分解等階段。分解的組織將包含各種不同類型的細胞，這可能需要採用分離技術來分離感興趣的細胞。
二次細胞培養：在二次細胞培養中，如果原代培養是貼壁培養，第一步是通過機械或酶的方法將細胞從附著物（培養管表面）分離出來。然後，這些細胞必須彼此分離，形成一個單細胞懸浮液。
培養細胞數
原代細胞培養：不希望有一個絕對的單細胞懸浮液，因為許多原代細胞在小集群中生存得更好。
二次細胞培養：產生單細胞懸浮液就足夠了。
文化壽命
原代細胞培養：原代細胞培養的壽命是有限的。如上所述，這是因為細胞的生長耗盡了底物和營養物質，導致有毒代謝物的積累。結果，細胞生長速度逐漸下降，導致細胞死亡。
二次細胞培養：二次細胞培養延長細胞壽命。週期性亞培養可通過原代細胞的轉化或遺傳改變產生永生細胞。
汙染風險
原代細胞培養更難進行原代培養。一般來說，原代細胞培養需要富含氨基酸、微量營養素、某些激素和生長因子的混合物。因此，在原代細胞培養物中汙染的風險比二級細胞培養物高。
二次細胞培養：二次細胞培養相對容易維持，汙染風險低於原代細胞培養。
在這篇文章中，我們試圖理解原代細胞培養和次級細胞培養這兩個術語，然後進行比較，以突出它們之間的主要區別。基本的區別在於細胞是如何從培養中獲得的；用於原代細胞培養的細胞是直接從動物或植物組織中獲得的，而用於二次細胞培養的細胞則是從已經建立的原代培養物中獲得的。
References: Cell Culture Basics – A Handbook by Invitrogen and Gibco Freshney, R. I. (2006). Basic Principles of Cell Culture. Centre for Oncology and Applied Pharmacology. Image Courtesy: “Cell Culture” by Umberto Salvagnin (CC BY 2.0) via Flickr
