長期以來，科學家多依賴永生化的細胞系來進行各種研究，但在過去十年，隨著細胞生物學的發展，細胞培養領域發生了巨大變化，新型的技術和培養試劑讓使用原代細胞作為研究對象成為可能。相比于細胞系，原代細胞更多保留了體內原始組織的生物學特征，如生長和衰老，因此通過原代細胞可建立更好的細胞疾病模型。

原代細胞（Primary cells）是指來源活體組織，經過特定分離方法制備而成的初始細胞。

原代細胞離體時間短且不經過永生化過程，其生物學特性未發生很大變化，仍保持原有的遺傳特征，可更好地反映細胞在體內的生長狀態，從而獲得與體內生理功能更接近的數據，很適合用于藥物測試、細胞分化和轉化等實驗研究。

01 原代細胞與細胞系該如何選？

原代細胞生長緩慢，一般認為，原代細胞培養的第1代和傳代到第10代以內統稱為原代培養。原代培養的細胞一般傳至10代左右就不容易傳下去了，細胞的生長會出現停滯，大部分細胞衰老死亡。但是有極少數的細胞能夠度過“危機”而繼續傳下去，這些存活的細胞一般能夠傳到40-50代，這種傳代細胞叫做細胞株。當細胞傳至50代以后又會出現“危機”，這時有部分細胞的遺傳物質發生了改變且帶有癌變的特點，從而可能無限制地傳代下去，這種傳代細胞稱為細胞系。

細胞系因其容易培養、種類多、產量可觀的優點一直是細胞水平研究，且價格相對低廉，但細胞系“價廉卻不一定物美”。研究發現，細胞系在連續培養的過程會不斷發生突變，長時間的多次傳代可能會導致細胞系的基因型和表型都發生變化，從而影響實驗結果。例如有研究報道，HEK293經腺病毒轉染后得到的細胞更接近未成熟神經元細胞；MDA-435作為乳腺癌細胞被廣泛用于各種研究，但近年來越來越多證據表明其可能為一種黑色素瘤細胞。

原代細胞則不存在這些問題，雖然原代細胞分離和培養的成本可能相對更高，但原代細胞作為更接近體內環境的研究模型，可讓你的研究結論更加接近“事實”，且原代細胞的使用可減少動物實驗所需的成本開支。另外在某些人體體內無法進行的實驗，原代細胞因其高度保持了在體內的生物學特性，可在一定程度解決這個問題。

由于永生化的細胞系與體內組織細胞的生物特性相差甚遠，導致許多生理和病理的過程難以重復，近年來，原代細胞正逐步成為細胞和分子生物學研究的工具，為疾病機制、藥物研發等提供了高質量的模型。但不可能否認的是，細胞系在科研中的地位仍十分重要，例如在標準化方案的確立上細胞系是良好的工具，某些需要大量細胞的研究如全基因組遺傳篩選，由于原代細胞數量有限且對培養條件要求苛刻，細胞系也是。

02 原代細胞的分離與培養

原代細胞是出了名的難養，對培養環境和實驗操作的要求更苛刻。原代細胞在體外通常只能傳代少數幾次，某些原代細胞（如神經元細胞）甚至無法進行傳代。對于研究人員來說，如何才能經濟高效地培養好原代細胞，并圍繞這有限幾次傳代的細胞設計實驗，是更大的一個挑戰。

原代細胞是取材于切除的動物組織，通過酶處理，在適當的條件下培養直至達到足夠的數量。分離的原代細胞有兩種類型：貼壁細胞（錨定依賴性生長）和懸浮細胞（錨定非依賴性），貼壁細胞多來自器官組織，而懸浮細胞多來自血液系統的細胞。

從組織制備原代細胞，即使捱過了極其嚴苛的解離步驟，不嚴謹的分離操作可能會導致細胞生長緩慢、表型不一致甚至細胞污染，特別是由于組織中可能含有細菌等微生物，污染問題對于原代細胞的分離和培養是一個很大的隱患。而為了讓研究人員不再為這些問題頭疼，現在已經出現了一些細胞公司可供應現成的原代細胞，并對應配有充分優化的培養基和實驗方案，這使得原代細胞的培養和研究比以往要輕松得多。

而對于具備自主從組織中獲取原代細胞的實驗室，也建議以商業化的原代細胞作為對照，采用均一性和穩定性更好的P2/P3代次進行實驗，并用專門的原代細胞培養基進行培養，大限度提高原代細胞的生長。