① 什麼是同步化
細胞同步化是指培養物中的所有細胞都處於細胞周期的相同階段。這一過程分為自然同步化和人工同步化兩種形式。
自然同步化是自然界中常見的現象，在動、植物細胞中均有發現。這些細胞在不受人為干擾的條件下進行分裂和增殖，使得研究者可以在接近自然的條件下進行觀察。然而，自然同步化的細胞群體受到多種因素的影響，如細胞生長速度、環境因素等，這些都會對實驗結果產生較大的影響。
人工同步化則是通過利用細胞培養的方法，用各種理化因素處理獲得的同步化生長的細胞。這種方法能夠更精確地控制細胞的生長和分裂，使得實驗結果更加可靠。常用的細胞人工同步化的方法包括選擇同步化和誘導同步化，或者兩者的結合。
選擇同步化是通過在細胞培養過程中加入特定的物質或條件，使得只有處於特定階段的細胞才能繼續生長和分裂，從而實現細胞的同步化。例如，使用雙胸腺嘧啶核苷可以抑制DNA合成，使得細胞停留在G1期，從而實現細胞的選擇性同步化。
誘導同步化則是通過改變細胞培養的環境條件，如改變溫度、pH值、血清濃度等，使得細胞在特定的時間點進入分裂期，從而實現細胞的同步化。例如，將細胞在37℃下培養一段時間後，迅速降低溫度至19℃，可以使得細胞在24小時內同步進入分裂期。
通過人工同步化技術，研究者可以更加深入地了解細胞的生長和分裂過程，為探索生命奧秘提供了有力的工具。同時，人工同步化也在葯物篩選、疾病研究等領域發揮著重要作用。
② 細胞同步化S期同步化
細胞同步化是生物學研究中一種重要的實驗技術，旨在控制細胞周期，以使細胞群體同步進入特定的細胞周期階段。其中，S期同步化方法是實現這一目標的重要手段。
在探討S期同步化方法時，TdR雙阻斷法被廣泛應用於細胞同步化實驗中。該方法基於過量TdR能夠阻止DNA合成的原理，通過兩次阻斷實現對細胞周期的精準控制。
具體實施步驟如下：首先，將細胞培養至指數生長期的早期；隨後，加入含2 mmol/L TdR的培養基，作用16小時；接著，棄掉TdR培養基，用Hanks液洗滌2-3次，換上新鮮培養基繼續溫浴9小時；再重新加入與第一次相同濃度的TdR培養基進行第二次阻斷，作用16小時；最後，棄掉TdR培養基，Hanks液洗滌2-3次後換上普通培養基。
在第二次TdR釋放0小時取樣時，細胞將處於G1/S期交界處；如果在2-7小時取樣，則可以得到不同階段的S期細胞。值得注意的是，具體TdR作用和釋放的時間需要根據每種待同步化細胞的細胞周期各時相測定的參考值進行調整，也可根據經驗確定。
以HeLa細胞為例，其周期時間為21小時，其中G1期為10小時，S期為7小時，G2期為3小時，M期為1小時。通過精確控制TdR雙阻斷法的實施步驟和時間，研究人員可以有效地實現HeLa細胞群體的S期同步化，為後續的實驗研究提供穩定且可控的細胞群體。
總之，TdR雙阻斷法作為一種高效的S期同步化方法，為細胞生物學研究提供了有力的技術支持，有助於深入了解細胞周期調控機制，為癌症研究、細胞分化等領域的發展奠定了堅實的基礎。
在一般培養條件下，群體中的細胞處於不同的細胞周期時相之中。為了研究某一時相細胞的代謝、增殖、基因表達或凋亡，常需採取一些方法使細胞處於細胞周期的同一時相，這就是細胞同步化技術。選用DNA合成抑制劑可逆地抑制S期細胞DNA合成而不影響其他細胞周期運轉，最終可將細胞群體阻斷在G1／S期交界處；一些抑制微管聚合的葯物，因抑制有絲分裂裝置的形成和功能行使，可將細胞阻斷在有絲分裂中期，即使細胞同步於M期。