После посева клеток во флакон они входят в лаг-период продолжи-
тельностью 2−24 ч, сменяющийся периодом экспоненциального роста
(логарифмическая фаза). В конце этого периода клетки достигают полно-
го монослоя и входят в период замедленного роста или покоя (стацио-
нарная фаза), за которым следует фаза снижения количества и гибели
клеток (рис. 8).
Фазы роста культуры животных клеток:
I – лаг-фаза; II – фаза логарифмического роста; III – стационарная фаза;
IV – фаза снижения количества клеток и их гибели61
Эти фазы характерны для всех клеточных линий и позволяют полу-
чить воспроизводимые характеристики: продолжительность лаг-периода,
время удвоения популяции и насыщающую плотность клеток в монослое
на фазе плато. Воспроизводимость данных характеристик возможна
только при постоянстве условий культивирования.
Два наиболее очевидных события в растущих клетках – это деление
клетки и синтез ДНК. Эти события могут служить маркерами, характери-
зующими клеточный цикл. Когда митоз начинается, клетка принимает
форму шара и готовится к делению. На стадии метафазы клетки слабо
прикреплены к субстрату, и их легко отделить встряхиванием или мяг-
кой трипсинизацией. Это явление лежит в основе метода синхронизации
путем отбора митотических клеток.
Растущие клетки регулярно делятся примерно один раз в каждые
24 часа. При отсутствии каких-либо ограничений клетки равномерно
распределены по клеточному циклу, и если количество клеток удваива-
ется через правильные промежутки времени, то говорят, что культура
находится на стадии экспоненциального роста.
Обычно после короткого периода экспоненциального роста тот или
иной фактор становится лимитирующим. Это может происходить в ре-
зультате истощения какого-либо фактора среды или в результате того,
что культивируемые клетки полностью покроют поверхность, на которой
растут. Скорость роста замедляется, и количество клеток в культуре дос-
тигает насыщения (конечная плотность клеток). Когда дальнейшие деле-
ния клеток прекращаются, наступает стационарная фаза роста культуры.
При восстановлении в культуре лимитирующего фактора клетки возвра-
щаются в фазу G1 клеточного цикла, происходит цикл синтеза ДНК, по-
сле чего клетка делится. Все теории, объясняющие такой тип контроля
роста, исходят из предположения, что контроль осуществляется на ка-
ком-то этапе, расположенном вскоре после деления. После прохождения
этого этапа клетки включаются в клеточный цикл и делятся.
Большая часть клеток животных находится под такой формой кон-
троля роста, что они прекращают продвижение по клеточному циклу
вскоре после митоза. Следовательно, для стимуляции первичной клеточ-
ной культуры, прежде чем клетки возобновят движение по циклу к фазе
деления, следует устранить ограничение роста. Клетки некоторых быст-
ро растущих опухолей утрачивают чувствительность к контролю роста, и
полученные из опухолей первичные клетки легко адаптируются к росту в
культуре и могут дорастать до более высокой плотности по сравнению с
клетками из нормальных тканей. 62
В суспензии, однако, клетки могут поддерживать экспоненциальный
рост в течение долгого периода и теоретически бесконечно, если их
культивировать в хемостате, где увеличение поступления питательных
веществ балансируется увеличением оттока клеточной суспензии. Это
приводит к постоянству окружающих условий и числа клеток. На прак-
тике, однако, этого трудно достигнуть из-за возможности бактериального
заражения. Клетки в суспензии растут обычно в непроточных культурах,
которые характеризуются примерно такой же кинетикой роста, как и
клетки в монослое.
В культурах иногда образуются гигантские клетки – особенно в слу-
чаях роста в неоптимальных условиях, когда растущие клетки теряют
способность делиться и могут увеличиваться в размере, пока не достиг-
нут в диаметре 1 мм и более. Если число гигантских клеток в культуре
растет, это указывает на плохие условия культивирования.
