魚類細胞培養(yǎng)的研究與應(yīng)用

   21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，也是海洋科學(xué)的世紀(jì)。隨著生命科學(xué)理論和技術(shù)的飛速發(fā)展，細胞培養(yǎng)技術(shù)的地位和作用也越來越突出了，哺乳動物細胞培養(yǎng)的研究起步較早，目前已經(jīng)取得了豐碩的成果，而水生動物特別是魚類細胞培養(yǎng)的研究起步較晚，相對來說是比較滯后的，但是其發(fā)展也是非常迅猛的，并且有著廣闊的應(yīng)用前景。本文針對魚類細胞培養(yǎng)的發(fā)展與現(xiàn)狀、魚類細胞培養(yǎng)的方法與技術(shù)、魚類細胞培養(yǎng)在科學(xué)研究中的應(yīng)用等方面進行了綜述，并對魚類細胞培養(yǎng)的發(fā)展前景作了展望。 
 
細胞培養(yǎng)技術(shù)是生命科學(xué)中常用的研究手段，已經(jīng)成為當(dāng)今生命科學(xué)各研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)和基本技能，同時細胞培養(yǎng)技術(shù)又是細胞工程、基因工程和生物醫(yī)學(xué)工程的重要研究手段。腫瘤、感染、創(chuàng)傷和器官移植等問題的研究，也都與細胞培養(yǎng)技術(shù)有關(guān)。進行細胞培養(yǎng)研究的水生動物主要包括水生無脊椎動物和水生脊椎動物。水生無脊椎動物的細胞培養(yǎng)比較困難，原代培養(yǎng)細胞不能形成單層或即使形成單層但細胞不分裂而難以進行傳代。因而至今沒有得到水生無脊椎動物的連續(xù)性細胞系。水生脊椎動物細胞培養(yǎng)的主要研究對象是魚類。魚類細胞的短期培養(yǎng)并不難，但要建立永久性連續(xù)細胞系卻不容易?，F(xiàn)在普遍認為第一個真骨魚類永久性細胞系?—虹鱒性腺細胞系（RTG-2）是由Wolf和Quimby于1962年建立的。此后，魚類細胞培養(yǎng)研究的進展十分迅速。據(jù)Fryer等統(tǒng)計，截止到1994年，至少已經(jīng)建立了159株魚類的細胞系。我國對魚類細胞培養(yǎng)的研究起始于20世紀(jì)70年代，迄今已經(jīng)建立了20多株細胞系。本文對魚類細胞培養(yǎng)的發(fā)展及現(xiàn)狀、魚類細胞培養(yǎng)的方法及技術(shù)、魚類細胞培養(yǎng)的應(yīng)用和發(fā)展前景進行了系統(tǒng)的綜述。 
 
1魚類細胞培養(yǎng)的發(fā)展與現(xiàn)狀 
 
魚類細胞培養(yǎng)最早可以追溯到1961年Clem等建立的藍仿石鱸（Haemulon sciurus）尾鰭細胞（CF-1）的細胞系，但目前學(xué)術(shù)界普遍公認的第一個真骨魚類的細胞系是由Wolf和Quimby于1962年建立的虹鱒性腺細胞系（RTG-2）。到80年代前已建立胖頭魚參（Pimephales promelas）肌肉細胞系（FHM）、劍尾魚（Xiphophorus helleri）胚胎細胞系SWT、大西洋鱒（Salmo salar）內(nèi)臟組織細胞系A(chǔ)S、巴拉圭鲹（Carans mate）幼魚細胞系、圓鰭魚（Cyclopterus lumpas）、羊鯛（Arclopterus lumpus）尾鰭等海水魚類的細胞系。據(jù)Wolf和Mann統(tǒng)計，到80年代初，已建立的魚類細胞系就達61個，分屬于17科36種魚類，但大多數(shù)來自淡水性魚類和溯河性魚類，這些細胞系主要用于病毒學(xué)的研究。到80年代后半期，魚類細胞培養(yǎng)研究發(fā)展迅猛，已建立的魚類細胞株（系）已多達191個，在1986年至1990年間，共建立魚類細胞株（系）53株，1990年以后，建立的魚類細胞株（系）達57株；細胞培養(yǎng)的涉及面逐漸拓寬、拓廣，細胞株（系）隸屬魚類品種由淡水魚類擴展到海水魚類，由魚類擴展到細胞培養(yǎng)中的難點-甲殼類和海產(chǎn)貝類等無脊椎動物的細胞培養(yǎng)，并且培養(yǎng)的組織來源也更為廣泛，其中還包含了一些腫瘤細胞和癌細胞；魚類細胞株（系）的應(yīng)用更加廣泛，已由單純的病毒分離與鑒定擴展到魚類胚胎干細胞（ES）、免疫學(xué)、毒理學(xué)和癌學(xué)、生理學(xué)和內(nèi)分泌學(xué)、遺傳育種和基因工程、活性物質(zhì)及藥物檢測和魚類資源保護等方面的研究。 
1.1目前國外建立的魚類細胞系概況 
據(jù)資料統(tǒng)計，目前國外已建立的細胞系并用于研究的主要有：棕鮰（Pinmphales promehas）細胞BB、棕鮰性腺CCO、鯽（Carassius auratus）鰭CAR、大鱗大麻哈魚（Oncorhynchus tschawytscha）胚胎CHSE-214、鯉（Cyprinus carpio）上皮瘤細胞EPC、黑頭軟口鰷（Pimephales promelas）FHM 、虹鱒（Oncorhynchus makiss）性腺RTG-2、虹鱒STE-137、鲹（Caranx mate）魚苗細胞、大鱗大馬哈魚胚胎CHSE-sp、鯉魚白細胞系CLC、鯽魚巨噬細胞系GMCL、金頭鯛（Sparus aurata）細胞、虹鱒脾組織RTS34st、虹鱒肝瘤細胞RTH149、虹鱒肝細胞R1、太陽魚鰓（Lepomis macrochirus）BG/G、太陽魚鰭BG/F、鯉魚垂體CaPi、太陽魚仔魚細胞BF-2、羊鯛（Archosargus probatocephalus）細胞系、銀鯛（Bairdiella chrysura）SP-1、虹鱒肝瘤細胞RTH-149、青鳉（Oryzias latipes）OL32、 大西洋鮭（Salmo salar）頭腎細胞LSHK-1、虹鱒前腎基質(zhì)細胞TPS、金頭鯛胚胎干細胞SaBE-1c、斑馬魚胚胎干細胞ZEF、青鳉胚胎干細胞OLES1/Mes1、大菱鲆胚胎干細胞等，這些細胞系的建立，為魚類遺傳工程的研究提供了便利的條件。 
1.2目前國內(nèi)建立的魚類細胞系概況 
我國魚類細胞系的研究起步較晚，但是發(fā)展非常迅速。到80年代，我國已經(jīng)建立了10余種細胞株（系），其中主要以淡水魚類細胞培養(yǎng)為主。1981年，張念慈、楊廣智建立的草魚吻端組織細胞株被認為是我國最早建立的魚類細胞系。近年來，隨著海水養(yǎng)殖業(yè)的高度發(fā)展和海水養(yǎng)殖魚類疾病的大規(guī)模爆發(fā)，海水魚類的細胞培養(yǎng)也越來越受到重視。至1999年，僅中國海洋大學(xué)童裳亮等就建立了海水魚類細胞系4株，分別是牙鲆魚鰓細胞系FG、鱸魚脾細胞系SPS、鱸魚心細胞系SPH和真鯛鰭細胞系RSBF。隨后國內(nèi)學(xué)者相繼建立了花鱸胚胎干細胞系、漠斑牙鲆胚胎干細胞系、大菱鲆鰭細胞的細胞系等。 
 
2魚類細胞培養(yǎng)的方法與技術(shù) 
 
2.1魚類細胞培養(yǎng)基的選擇 
魚類細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基主要是合成培養(yǎng)基，常用的有以下幾種：Eagle′s MEM、Leibowitz L-15、M199和M1640。Eagle′s MEM適用于多種細胞的生長培養(yǎng)，如CCO、AS、CHSE-214、RTG-2等，還可以通過在其中添加或減少某些成分用于特殊研究的細胞培養(yǎng)，是一些海水魚類細胞系培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基；M199所含的營養(yǎng)成分豐富而且全面，可以在細胞培養(yǎng)中用作維持液，可以使一些細胞的存活時間達到33天，是一些淡水魚類細胞系常用的培養(yǎng)基；Leibowitz L-15曾在中國對蝦的原代培養(yǎng)和野鯪（Labeo rohita）、印鯪（Cirrhina mrigala）、蟾胡子鯰（Clarias batrachus）、囊鰓鯰（Heteropneustes fosibis）等淡水魚類的鰓、鰭組織的細胞系建系上進行了嘗試；RPMI-1640常用于人類腫瘤（癌）細胞的培養(yǎng)，也常用于培養(yǎng)魚類的淋巴細胞。曾令兵等用Hank′s液配制了一種廉價的CAS培養(yǎng)基對CIK細胞進行了大規(guī)模的細胞培養(yǎng)，收到了很好的效果。在對魚類組織進行細胞培養(yǎng)時，要根據(jù)不同種類的魚選擇適合其生長的培養(yǎng)基。在培養(yǎng)海水魚類細胞時，要在培養(yǎng)基中加入適當(dāng)量的NaCl，以維持滲透壓，但是NaCl的濃度不能太高，太高會不利于細胞生長。 
2.2魚類組織或細胞的來源 
魚類的很多組織和器官均可用于進行細胞培養(yǎng)，但比較常用的是魚類的胚胎組織和幼魚的組織器官。由于這些組織和器官的分化程度低，分裂潛能大，所以是用于魚類原代細胞培養(yǎng)的最佳材料。成魚的性腺、腎、心、鰾、脾臟、鰭條、吻端等也是常用的培養(yǎng)材料，尤其是性腺與腎臟應(yīng)用最廣泛。 
2.3魚類細胞培養(yǎng)的方法與技術(shù) 
魚類細胞培養(yǎng)的方法和技術(shù)一般是借用哺乳動物細胞培養(yǎng)的方法與技術(shù)。 
2.3.1原代細胞培養(yǎng) 
目前較常用的原代培養(yǎng)的方法是：組織塊法、機械分散法、絡(luò)合劑分散法和酶消化法。 
組織塊法：當(dāng)組織量較少時可采用此法。它是將組織剪成約1mm3的小塊，按一定比例將組織塊涂布在瓶壁上（每個25ml的細胞培養(yǎng)瓶約涂布25塊組織塊），經(jīng)4～5h細胞貼壁后，輕輕加入適量的培養(yǎng)基，放入CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)。 
機械分散法：適用于細胞間連接較松散的組織，如胚胎組織及幼魚全魚。將組織剪成約lmm3的小塊，放入底部有一銅網(wǎng)的注射器內(nèi)，用壓力將組織擠出網(wǎng)孔，最后將分散的組織吹打后加入培養(yǎng)基，分裝，放入CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)。 
絡(luò)合劑分散法：目前使用的絡(luò)合劑主要是EDTA（乙二胺四乙酸），它能與細胞間的鈣離子、鎂離子結(jié)合而使細胞連接松散，經(jīng)吹打即可分散。該法目前主要用于囊胚細胞培養(yǎng)及上皮型細胞系的傳代。 
酶消化法：該方法是目前細胞培養(yǎng)中最常用的方法，適用于絕大多數(shù)組織器官。所用的酶主要是胰酶，常用濃度是0.25%。根據(jù)酶消化時溫度的不同，又可進一步分為冷消化法及熱消化法。冷消化法是將組織剪成約2mm3的小塊，然后置于5～20倍體積的胰酶中，4℃越夜（16～18h），這種方法可以獲得較高的細胞產(chǎn)量和成活率；熱消化法作用的溫度通常是15～20℃，作用時間30～60min。消化完成后，棄胰酶，加入培養(yǎng)基吹打，最后分瓶，放入CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)。 
2.3.2傳代細胞培養(yǎng) 
原代細胞經(jīng)5～l0d培養(yǎng)長成單層后，就要進行傳代擴大。一般魚類貼壁生長的細胞傳代用以下方法：棄去培養(yǎng)液，用0.05%的胰酶和0.02%的EDTA混合消化液洗滌后，再加入適量該液消化，當(dāng)大多數(shù)細胞變圓后，加入培養(yǎng)基吹打，最后分瓶，放入CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)。 
 
3魚類細胞培養(yǎng)的應(yīng)用 
 
目前，魚類細胞培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)成為海洋生物學(xué)領(lǐng)域中一種重要的研究手段，除了廣泛地應(yīng)用于魚類細胞建系外還用于魚類胚胎干細胞、魚類病毒學(xué)、魚類免疫學(xué)、魚類細胞因子與生長因子、魚類毒理學(xué)和腫瘤（癌）學(xué)、魚類內(nèi)分泌學(xué)、魚類細胞工程遺傳育種與基因工程、活性物質(zhì)、抗病毒藥物與藥物檢測、魚類資源保護等方面的研究。魚類的細胞作為研究對象，有著活體魚無可比擬的優(yōu)點：1）成本低，細胞系的培養(yǎng)和保存不需要大型的養(yǎng)殖設(shè)施和大量的換水與充氣，可以節(jié)省大量的空間、人力和財力；2）重復(fù)性好，可以精確的控制實驗條件。所以，魚類細胞系的深入研究，無論在理論研究方面，還是在實際應(yīng)用方面，都具有深遠意義。 
3.1魚類胚胎干細胞（ES）的研究 
目前，魚類胚胎干細胞的研究主要集中在魚類胚胎干細胞的培養(yǎng)、魚類胚胎干細胞的體外分化能力、魚類胚胎細胞的移植及嵌合體的制作和基因打靶技術(shù)等方面。魚類胚胎干細胞和基因打靶技術(shù)的研究目前在我國乃至國際上還處于起步階段。盡管已經(jīng)獲得了斑馬魚和青鳉的ES樣細胞，也獲得了青鳉干細胞移植的嵌合體，但是迄今為止還沒有獲得能夠傳遞給后代的生殖系嵌合體，這就需要對基因打靶技術(shù)進行深入的研究，中國水產(chǎn)科學(xué)院黃海水產(chǎn)研究所農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用重點開放實驗室率先開展了魚類胚胎干細胞和基因打靶的研究，建立了永久性花鱸胚胎干細胞系LJESI，目前已傳代至120代，構(gòu)建了青鳉P53和真鯛脂肪酶的基因打靶載體，并進行了基因打靶實驗?；虼虬屑夹g(shù)逐漸成為魚類胚胎干細胞研究的熱點，可以預(yù)見，胚胎干細胞研究和基因打靶技術(shù)將在魚類發(fā)育生物學(xué)、魚類基因工程育種及海洋生物技術(shù)等方面發(fā)揮很大的作用。 
3.2魚類病毒學(xué)的研究 
魚類病毒學(xué)研究是目前魚類細胞培養(yǎng)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一，魚類細胞株（系）是分離與鑒定魚類病毒病原，進行生物學(xué)、病理學(xué)以及防治技術(shù)的基礎(chǔ)。1962年，Wolf和Quimby最先利用魚類細胞系RTG-2分離出第一個魚類病毒—傳染性胰臟壞死病毒（IPNV），而后細胞培養(yǎng)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于魚類及其它水生動物病毒的分離與鑒定上，如潰瘍病彈狀病毒（UDRV）、歐洲鰻鱺病毒（EVE）、草魚出血病病毒（FRV）等。到目前為止，世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了50余種魚類病毒，其中，已經(jīng)分離鑒定的大約有24種，還未分離鑒定的大約有21種，并且通過細胞培養(yǎng)針對發(fā)現(xiàn)的病毒建立了許多敏感的細胞株。魚類細胞培養(yǎng)除了應(yīng)用在病毒的分離與鑒定上以外，還應(yīng)用在病毒的大量增殖、病毒分子生物學(xué)的研究、制備抗血清、疫苗和流行病學(xué)的研究等方面。 
3.3魚類免疫學(xué)的研究 
在魚類免疫學(xué)的研究中，細胞培養(yǎng)也起著至關(guān)重要的作用。1977年，Cuchens和Clem用RPMI-1640添加小牛血清成功培養(yǎng)了經(jīng)密度梯度離心的藍鰓太陽魚前腎中淋巴細胞，證實了真骨魚類具有類似哺乳動物的T、B淋巴細胞等重大理論問題。1985年，Miller等利用單克隆抗體技術(shù)對原代培養(yǎng)的紅細胞進行檢測，證實了斑點叉尾魚回存在著T、B細胞及輔助巨噬細胞，得出了真骨魚類的免疫系統(tǒng)和高等脊椎動物非常類似的結(jié)論。Ikeda、Kusuda（1987年）和Blazer（1991年）分別用原代培養(yǎng)的真骨魚類的白細胞對巨噬細胞的功能和形態(tài)進行了研究。除了上述細胞培養(yǎng)在免疫學(xué)基礎(chǔ)理論研究中的作用外，細胞培養(yǎng)技術(shù)還在魚類病害防治技術(shù)中發(fā)揮著重要的作用，如：利用培養(yǎng)的魚類細胞誘生魚類干擾素，來研究魚類病毒性疾病的有效防治方法；通過培養(yǎng)大量的魚類細胞來獲得許多魚類病毒滅活疫苗，如CCV亞單位疫苗、IPNV基因工程疫苗、草魚出血病細胞培養(yǎng)滅活疫苗等；通過研究細胞培養(yǎng)的病毒來獲得某些核酸探針，用于對魚類病毒性疾病的快速診斷，如用于診斷斑點叉尾魚回病毒的核酸探針；還可以利用魚類細胞的培養(yǎng)技術(shù)和單克隆抗體技術(shù)建立大量的魚類雜交瘤細胞株，如M-IHNV-雜交瘤細胞株、Edl雜交瘤細胞株、抗耶爾森氏菌和殺鮭氣單胞菌雜交瘤細胞株、抗草魚出血病雜交瘤細胞株、嗜水氣單胞菌HEC毒素單克隆抗體雜交瘤細胞株及其抗獨特抗體雜交瘤細胞株等。 
3.4魚類細胞因子與生長因子的研究 
細胞因子是一類由免疫細胞和非特異性免疫細胞合成或分泌的小分子多肽物質(zhì)，具有調(diào)節(jié)多種細胞生理功能的作用。魚類免疫系統(tǒng)中存在許多細胞因子，它們的主要作用是行使非特異性和特異性免疫防御，維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。細胞因子的研究在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已取得了巨大的發(fā)展，但魚類的細胞因子研究相對滯后。至今，在魚類中已發(fā)現(xiàn)多種細胞因子，與免疫學(xué)關(guān)系密切的細胞因子主要有干擾素、集落刺激因子、促紅細胞生成素、腫瘤壞死因子和白細胞介素等。目前，對魚類細胞因子的研究主要集中在魚類細胞因子的分離與鑒定、魚類細胞因子基因的克隆、魚類細胞因子對魚類免疫系統(tǒng)的調(diào)控機制、魚類免疫系統(tǒng)內(nèi)各個部分之間的關(guān)系、魚類細胞因子生物標(biāo)記和魚類細胞因子對環(huán)境的監(jiān)測等方面的研究，而魚類細胞培養(yǎng)技術(shù)作為生命科學(xué)研究的一種有效手段和工具，在這些研究工作中起著至關(guān)重要的作用。我們可以用培養(yǎng)的魚類細胞來對細胞因子進行分離與鑒定，研究魚類細胞因子基因的克隆、魚類細胞因子對魚類免疫系統(tǒng)的調(diào)控機制、魚類免疫系統(tǒng)內(nèi)各個部分之間的關(guān)系、魚類細胞因子生物標(biāo)記和魚類細胞因子對環(huán)境的監(jiān)測等。如干擾素的研究，當(dāng)用病毒等誘導(dǎo)劑進行誘導(dǎo)時，培養(yǎng)的魚類細胞和魚體都可以產(chǎn)生干擾素。體外培養(yǎng)的FHM細胞、虹鱒的性腺細胞RTG-2、虹鱒魚受病毒感染后都可以產(chǎn)生干擾素。隨著細胞培養(yǎng)和分子克隆等新技術(shù)的深入發(fā)展，越來越多的新型細胞因子將會被發(fā)現(xiàn)，也會大大促進魚類細胞因子研究的進一步發(fā)展。 
魚類生長因子的研究主要集中在魚類生長因子分離與鑒定、魚類生長因子基因的分析與克隆、魚類生長因子對魚類細胞及個體的作用、魚類生長因子在建立細胞系中的作用和魚類細胞永生化等方面。目前，魚類生長因子的研究剛剛起步，在魚類生長因子中，研究比較廣泛的是胰島素樣生長因子、生長激素和表皮生長因子。我國胰島素樣生長因子的研究已經(jīng)取得了一定的成果，白俊杰等克隆了草魚胰島素樣生長因子IGF-I基因以及團頭魴IGF-I基因，是國內(nèi)魚類胰島素樣生長因子的首次克隆報導(dǎo)，并開展了草魚胰島素樣生長因子-Ⅰ的基因工程研究，進行了草魚IGF-I在不同表達系統(tǒng)、多種表達載體的表達研究，并完成了草魚IGF-Ⅰ成熟肽cDNA的原核表達。 
3.5魚類毒理學(xué)和腫瘤（癌）學(xué)的研究 
隨著魚類養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展與工農(nóng)業(yè)污染和生活污水對養(yǎng)殖水質(zhì)的嚴(yán)重破壞，魚類毒理學(xué)的研究與發(fā)展越來越受到重視。并且體外培養(yǎng)的魚類細胞具有以下優(yōu)點：細胞的均一性好，在遺傳上極為相似；藥物與細胞直接作用，可結(jié)合多種技術(shù)方法測知藥物效應(yīng)；比用活魚更經(jīng)濟、方便，反應(yīng)速度快等。因此，利用培養(yǎng)魚類細胞對環(huán)境毒物，包括基因毒物、誘變劑、致癌物、環(huán)境激素和內(nèi)分泌干擾素，進行污染監(jiān)測和安全性評價，成為魚類細胞培養(yǎng)的重要用途之一。真骨魚類對某些化學(xué)致癌物的敏感性和哺乳動物一樣，所以，可以利用魚類組織培養(yǎng)的細胞作為化學(xué)致癌物的模型，來監(jiān)測水體中的致癌物質(zhì)與誘變劑和研究致癌物質(zhì)早期的激發(fā)機理，還可用來研究魚類體內(nèi)大分子物質(zhì)的損壞與修復(fù)。1991年，Gesamp等證明水中的基因毒物與魚類腫瘤發(fā)生密切相關(guān)。因此，培養(yǎng)魚類的癌細胞是研究腫瘤發(fā)生機理的途徑之一。 
3.6魚類內(nèi)分泌學(xué)的研究 
魚類的內(nèi)分泌學(xué)在國外研究得比較廣泛。1970年，Emmart等成功培養(yǎng)了魚垂體細胞。1983年，Ribeiro等通過建立鯉魚垂體的原代細胞發(fā)現(xiàn)了鯉垂體促性腺激素釋放因子和性激素的關(guān)系。1999年，Huang等研究發(fā)現(xiàn)胰島素樣生長因子對歐洲鰻鱺原代垂體細胞分泌的促性腺激素和生長激素有反向調(diào)控作用。2001年，Alok等研究發(fā)現(xiàn)了鱸魚重組GnRH-R在魚的異源細胞系中活化的信號途徑。 
3.7魚類細胞工程遺傳育種與基因工程的研究 
優(yōu)良品種的培育在水產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著極為重要的作用，水產(chǎn)動物細胞工程遺傳育種技術(shù)是我國頗具特色的一個領(lǐng)域。細胞培養(yǎng)技術(shù)研究的成熟、魚類胚胎干細胞研究和基因打靶技術(shù)的深入研究與發(fā)展，為我們在細胞工程育種上提供了一個新的便利途徑。如利用培養(yǎng)的細胞進行誘變來獲得抗性細胞和多倍體細胞，1990年，李亞南和毛樹堅等利用紫外線對ZC-7901進行反復(fù)誘變后獲得抗草魚出血病細胞株；還可以將培養(yǎng)的抗性細胞導(dǎo)入去核魚卵進行體細胞育種，來獲得魚類新品種。培養(yǎng)魚類細胞是進行基因工程和基因表達研究的最佳材料。1991年，Li等將SV40啟動子與抗新霉素的基因重組到魚類培養(yǎng)的細胞系，獲得了有新的生物學(xué)功能的轉(zhuǎn)基因魚類細胞系。用魚類細胞培養(yǎng)技術(shù)、胚胎干細胞技術(shù)、基因工程和傳統(tǒng)的雜交技術(shù)相結(jié)合的方法來進行魚類細胞遺傳工程育種有著非常廣闊的發(fā)展前景，可以爭取在較短的時間內(nèi)改良水產(chǎn)種類的遺傳性狀，加快生長，增加抗性，使水產(chǎn)種質(zhì)資源不斷優(yōu)化升級。 
3.8活性物質(zhì)、抗病毒藥物與藥物檢測的研究 
細胞培養(yǎng)技術(shù)不但在哺乳動物藥物學(xué)研究方面有著廣闊的前景，而且在水產(chǎn)藥物學(xué)的研究方面也有著廣闊的發(fā)展前景，許多藥用活性物質(zhì)、抗病毒藥物的開發(fā)和藥物毒理學(xué)的試驗等都要以培養(yǎng)的細胞為工具。 
自從1957年發(fā)現(xiàn)干擾素后，關(guān)于魚類細胞干擾素的報道陸續(xù)出現(xiàn)。1999年，王鐵輝等研究發(fā)現(xiàn)，草魚出血病病毒經(jīng)紫外線滅活后，能夠誘導(dǎo)魚類培養(yǎng)細胞產(chǎn)生干擾素，同時，放線菌素D具有超誘導(dǎo)作用，同種干擾素具有啟動效應(yīng)。該研究為魚類干擾素的進一步研究及其基因克隆奠定了基礎(chǔ)。研究表明，鯊魚終生不會生癌，這是因為在鯊魚體內(nèi)有一種活性物質(zhì)--硫酸軟骨素，能夠抑制癌細胞。如果我們用細胞培養(yǎng)的技術(shù)建立鯊魚的細胞系，然后再通過該細胞系生產(chǎn)大量的硫酸軟骨素，可以大大地降低生產(chǎn)成本，造福人類。 
魚類的細胞株（系）有著細胞均一性好、在遺傳上極為相似、藥物與細胞直接作用、可結(jié)合多種技術(shù)方法測知藥物效應(yīng)、比用活魚更經(jīng)濟、方便、反應(yīng)速度快等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于藥物的測試，但是，對藥物測試結(jié)果進行評估時應(yīng)考慮到細胞系和活體所處環(huán)境的不同而產(chǎn)生的差異。 
3.9 魚類資源保護 
魚類細胞培養(yǎng)技術(shù)在魚類資源保護領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。人類對海洋資源過渡的掠奪，導(dǎo)致海洋生態(tài)平衡的破壞，甚至導(dǎo)致有些海洋生物物種的滅絕。目前，對一些珍貴的野生動物和有重要經(jīng)濟價值的動物，科學(xué)界已從不同水平對其進行保護。我國已經(jīng)在細胞培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上建立了野生動物細胞庫，魚類的細胞庫也得到了建立并逐步完善。由于魚類干細胞具有發(fā)育的全能性和具有該種魚類完整的基因組，所以我們只要建立魚類胚胎干細胞的細胞系并保存之就可以保存該物種基因，這對魚類資源保護有著極其重要的意義。2000年，張義兵等報道了白暨豚組織培養(yǎng)的初步研究，建立白暨豚的永久細胞系，這對研究白暨豚的細胞遺傳學(xué)、細胞生物學(xué)以及資源保護都有重要意義。 
 
4 魚類細胞培養(yǎng)的發(fā)展前景與展望 
 
雖然對于魚類細胞培養(yǎng)的研究晚于哺乳動物，但是其發(fā)展是非常迅速的，在魚類細胞培養(yǎng)的研究方面雖然已經(jīng)取得了豐碩的成果，但是從對其研究的深度和廣度來看，魚類細胞培養(yǎng)的研究相對于其它動物還是比較落后的。所以，魚類細胞培養(yǎng)技術(shù)和魚類細胞系仍然有很多領(lǐng)域等待著人們?nèi)ド钊胙芯?，并有著廣闊的發(fā)展前景。 
魚類細胞培養(yǎng)是生命科學(xué)研究中的一種極好的手段，隨著研究與應(yīng)用的深入，魚類原代細胞株和永久細胞株將會有更大的補充和發(fā)展，畢竟我們現(xiàn)在擁有的魚類細胞株（系）還不是很多，魚類細胞培養(yǎng)將會涉及到每一種養(yǎng)殖經(jīng)濟魚類和在進化上有著重要地位或重要研究價值的魚類，魚類細胞培養(yǎng)也將會由目前魚類的幾種組織、器官、細胞的培養(yǎng)延伸到各種組織、器官與細胞的培養(yǎng)，以研究魚類的生命活動及它們在各方面的作用，如1987年，Watanabe建立的虹鱒肝細胞RTL-4來對糖原代謝進行研究。另外，我們還可以將魚類細胞培養(yǎng)技術(shù)取得的成果延伸至其它水產(chǎn)動物的細胞培養(yǎng)，特別是水生無脊椎動物的細胞培養(yǎng)，其中貝類、甲殼類，尤其是對蝦和海參的細胞培養(yǎng)是一個難點，目前只能對其組織細胞進行原代培養(yǎng)，尚未建立永久性細胞系，若能獲得永久性細胞系將會對該物種的遺傳育種、病害防治等方面的研究有極大的促進作用。 
魚類細胞培養(yǎng)技術(shù)（包括培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件）對細胞培養(yǎng)成功起著至關(guān)重要的作用。所以，研究魚類細胞培養(yǎng)的最佳方法勢在必行。隨著魚類疫苗、細胞因子、生長因子、單克隆抗體、酶等細胞生物產(chǎn)品的研究、開發(fā)和生產(chǎn)，魚類大規(guī)模細胞培養(yǎng)的需求也越來越強烈，目前已有的細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)如魚類細胞的微載體培養(yǎng)技術(shù)、轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)技術(shù)、細胞的生物反應(yīng)器培養(yǎng)技術(shù)等還不是很完善，需要進一步的研究。 
細胞培養(yǎng)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)滲透到海洋生物學(xué)的各個領(lǐng)域，把細胞培養(yǎng)技術(shù)與免疫學(xué)技術(shù)、細胞工程遺傳育種技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)等結(jié)合起來，將會使細胞培養(yǎng)技術(shù)在應(yīng)用中獲得更大的成果，也會使海洋生物學(xué)乃至生命科學(xué)得到長足的發(fā)展。相信細胞培養(yǎng)技術(shù)將會成為21世紀(jì)生命科學(xué)研究中的主導(dǎo)技術(shù)。

      (《北京水產(chǎn)》, 2008(3):42-47 作者 姜澤東，周伯文，段晶晶)