關(guān)于細(xì)胞培養(yǎng)中的“黑膠蟲”：

在細(xì)胞培養(yǎng)中常可見到培養(yǎng)液中出現(xiàn)大小不等、形態(tài)不同的黑色顆粒。只要這種黑色顆粒一出現(xiàn)，我們的細(xì)胞不是停止生長(zhǎng)就是陸續(xù)死亡。人們常稱這種顆粒為「黑膠蟲」。聽說(shuō)，這種黑色顆粒還會(huì)「游動(dòng)」？小編想想都雞皮疙瘩掉一地。難道真的是細(xì)胞長(zhǎng)蟲子了嗎？

關(guān)于「黑膠蟲」的傳說(shuō)

① 分類

關(guān)于「黑膠蟲」的分類，學(xué)術(shù)界沒有明確給予說(shuō)法。

1. 部分認(rèn)為黑膠蟲污染是微生物感染，但是沒把它歸為某種特定的生物類型，目前「黑膠蟲」尚屬一種未知生物。根據(jù)中國(guó)病毒所和軍科院的鑒定，這可能是一種寄生于牛血清內(nèi)的原蟲，似乎和草履蟲和變形蟲有類似之處，但是由于課題經(jīng)費(fèi)不夠而不能繼續(xù)下去，終也沒有有力證明黑膠蟲是否為原蟲；

2. 同時(shí)，另一部分學(xué)者不認(rèn)為所謂的「黑膠蟲」是一種生物污染，而認(rèn)為是細(xì)胞碎片，是在細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)由于細(xì)胞凋亡或死亡產(chǎn)生的；

3. 此外，還有學(xué)者認(rèn)為「黑膠蟲」是玻璃瓶中類似氧化硅的物質(zhì)。

② 形態(tài)

直徑約 0.5-1 μm，顯微鏡觀察為黑色，線狀、桿狀或橢圓形，不同人員觀察到的形態(tài)不一致。

③ 運(yùn)動(dòng)

顯微鏡下有典型的布朗運(yùn)動(dòng)（不規(guī)則的原地小距離抖動(dòng)），即很多細(xì)胞培養(yǎng)者看到的，像黑色的小蟲游來(lái)游去。但是在物理學(xué)上來(lái)說(shuō)，只要顆粒足夠小，即可在液體中呈布朗運(yùn)動(dòng)，因此，呈「布朗運(yùn)動(dòng)」并不足以說(shuō)明「黑膠蟲」為生物體。

④ 抗性

耐高溫高壓，抗細(xì)菌和抗霉菌的藥物對(duì)「黑膠蟲」無(wú)效，可以保守的判定「黑膠蟲」不屬于細(xì)菌、霉菌。

⑤ 環(huán)境

可存在于細(xì)胞培養(yǎng)基中，可隨細(xì)胞傳代存在。

關(guān)于「黑膠蟲」的猜測(cè)

① 細(xì)胞碎片

隨著細(xì)胞培養(yǎng)的繼續(xù)，部分細(xì)胞開始衰亡，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破裂，破裂之后的細(xì)胞內(nèi)容物泄露到培養(yǎng)液中。尤其是溶酶體的破壞，連續(xù)性地造成其他細(xì)胞和細(xì)胞器的損傷，如果換液不很勤，又會(huì)出現(xiàn)進(jìn)一步破壞和殘?jiān)某霈F(xiàn)。 假設(shè)，這種黑點(diǎn)是某種生物，其大小及運(yùn)動(dòng)狀況達(dá)到了用顯微鏡可以觀察出的程度，那么其營(yíng)養(yǎng)代謝和能量需求也就可想而知，培養(yǎng)液中的養(yǎng)分消耗、酸堿含量程度等都應(yīng)發(fā)生明顯變化。然而，并沒有報(bào)道指出這些狀況出現(xiàn)在在所謂的「黑膠蟲」感染過(guò)程中，也沒有有力證據(jù)指出這種黑點(diǎn)的出現(xiàn)會(huì)對(duì)細(xì)胞狀態(tài)產(chǎn)生直接影響。當(dāng)細(xì)胞狀態(tài)下降時(shí)，一些學(xué)者觀察到黑點(diǎn)明顯增多，這很有可能是細(xì)胞狀態(tài)下降時(shí)，細(xì)胞衰亡產(chǎn)生的細(xì)胞碎片。

② 氧化硅類似物

有報(bào)道稱，這種黑點(diǎn)其實(shí)不是一種生物，是無(wú)機(jī)物，其本質(zhì)是玻璃培養(yǎng)瓶里的硅顆粒，會(huì)在一定程度上影響細(xì)胞生長(zhǎng)。細(xì)胞狀態(tài)好時(shí)，不明顯；細(xì)胞狀態(tài)較差、數(shù)量較少時(shí)才容易看到，因此建議使用一次性培養(yǎng)瓶。

③ 支原體

有人曾認(rèn)為這種黑點(diǎn)可能是支原體污染，理由是它通過(guò)濾膜，但已有充分的證據(jù)顯示它并不是支原體：

1. 這種黑點(diǎn)光鏡下可見，支原體在光鏡下不可見。

2. 這種黑點(diǎn)在多種染色后可見，HOECHST 即能將它染色，而支原體用普通染色法不易著色，姬姆薩染色淺，革蘭染色為陰性。因此，「黑膠蟲」是支原體的可能性很小。

④ 寄生蟲原蟲

有人認(rèn)為這種黑點(diǎn)屬于寄生類的原蟲，在 400 倍以上的高倍鏡下可以清楚的看到這種黑點(diǎn)有兩種不同形態(tài)，一種較大，運(yùn)動(dòng)較慢；另一種較小，運(yùn)動(dòng)較快；個(gè)體小分布在大的周圍。同時(shí)，這種黑點(diǎn)的存在不依賴于活細(xì)胞。有人做過(guò)這樣的試驗(yàn)，單純培養(yǎng)有黑點(diǎn)污染的血清，直到滿視野遍布大小不一的黑點(diǎn)。據(jù)說(shuō)，病毒所和軍科院曾開展過(guò)相關(guān)研究，然而由于課題經(jīng)費(fèi)不足沒有繼續(xù)進(jìn)行，目前，并沒有明確的證據(jù)顯示這種黑點(diǎn)為原蟲。

解析

從前面關(guān)于這種神秘的黑點(diǎn)的描述可以看出，人們遇到的黑點(diǎn)其實(shí)并不一樣，有像細(xì)胞碎片的、有像氧化硅的、有像支原體的、有像原蟲的等等。目前，國(guó)內(nèi)各實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、器材條件參差不齊，實(shí)驗(yàn)人員的操作質(zhì)量也不盡相同，很多人發(fā)現(xiàn)細(xì)胞被細(xì)菌污染了，不好處理，而卻描述出來(lái)的現(xiàn)象和流傳的「黑膠蟲」類似，一傳十，十傳百，「黑膠蟲」被傳說(shuō)的變得越來(lái)越神秘，對(duì)「黑膠蟲」的描述也五花八門，眾口不一。很多實(shí)驗(yàn)人員細(xì)胞培養(yǎng)失敗，就會(huì)把失敗的原因歸結(jié)為有無(wú)法處理的黒膠蟲污染。其實(shí)，黑膠蟲是否存在，還有待于科學(xué)的發(fā)展。但有一點(diǎn)可以肯定的，大部分人發(fā)現(xiàn)的「黒膠蟲」并不是真正那個(gè)未知的黒膠蟲，而是常見的細(xì)菌、真菌、原蟲等微生物污染。

報(bào)道

在《細(xì)胞生物學(xué)雜志》中《對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)中一種黑色運(yùn)動(dòng)顆粒性質(zhì)的研究》論文，文中經(jīng)過(guò)多種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后指出：「在組織培養(yǎng)中常觀察到一種大小不等、形態(tài)不同的黑色運(yùn)動(dòng)顆粒，它對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞的生長(zhǎng)有不良影響，有時(shí)甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡，并能在一定條件下隨培養(yǎng)時(shí)間的增長(zhǎng)而增加其數(shù)量。人們常稱這種顆粒為黑膠蟲或中毒顆粒，我們?nèi)〖?xì)胞培養(yǎng)用的血清、培養(yǎng)基和其他材料中的黑色運(yùn)動(dòng)顆粒，應(yīng)用光學(xué)顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡對(duì)其形態(tài)學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)觀察；并用顯微攝影觀察其活動(dòng)情況；用紫外分光及電泳透析進(jìn)行生化分析

結(jié)果證明：該顆粒為無(wú)膜式結(jié)構(gòu)，無(wú)蛋白質(zhì)成分，中性環(huán)境下帶正電荷，能譜掃描電鏡分析為硅復(fù)合物，我們稱之為硅小體，證明其活動(dòng)屬布朗運(yùn)動(dòng)。本文進(jìn)一步用電感耦合等離子發(fā)射光譜分析了培養(yǎng)液及雙蒸水中可溶性的硅含量在不同質(zhì)量的容器及不同時(shí)間的變化，證明了硅小體的增多主要來(lái)源于培養(yǎng)液對(duì)玻璃器皿的侵蝕，或來(lái)源于被培養(yǎng)的細(xì)胞。