① 什么是同步化
细胞同步化是指培养物中的所有细胞都处于细胞周期的相同阶段。这一过程分为自然同步化和人工同步化两种形式。
自然同步化是自然界中常见的现象，在动、植物细胞中均有发现。这些细胞在不受人为干扰的条件下进行分裂和增殖，使得研究者可以在接近自然的条件下进行观察。然而，自然同步化的细胞群体受到多种因素的影响，如细胞生长速度、环境因素等，这些都会对实验结果产生较大的影响。
人工同步化则是通过利用细胞培养的方法，用各种理化因素处理获得的同步化生长的细胞。这种方法能够更精确地控制细胞的生长和分裂，使得实验结果更加可靠。常用的细胞人工同步化的方法包括选择同步化和诱导同步化，或者两者的结合。
选择同步化是通过在细胞培养过程中加入特定的物质或条件，使得只有处于特定阶段的细胞才能继续生长和分裂，从而实现细胞的同步化。例如，使用双胸腺嘧啶核苷可以抑制DNA合成，使得细胞停留在G1期，从而实现细胞的选择性同步化。
诱导同步化则是通过改变细胞培养的环境条件，如改变温度、pH值、血清浓度等，使得细胞在特定的时间点进入分裂期，从而实现细胞的同步化。例如，将细胞在37℃下培养一段时间后，迅速降低温度至19℃，可以使得细胞在24小时内同步进入分裂期。
通过人工同步化技术，研究者可以更加深入地了解细胞的生长和分裂过程，为探索生命奥秘提供了有力的工具。同时，人工同步化也在药物筛选、疾病研究等领域发挥着重要作用。
② 细胞同步化S期同步化
细胞同步化是生物学研究中一种重要的实验技术，旨在控制细胞周期，以使细胞群体同步进入特定的细胞周期阶段。其中，S期同步化方法是实现这一目标的重要手段。
在探讨S期同步化方法时，TdR双阻断法被广泛应用于细胞同步化实验中。该方法基于过量TdR能够阻止DNA合成的原理，通过两次阻断实现对细胞周期的精准控制。
具体实施步骤如下：首先，将细胞培养至指数生长期的早期；随后，加入含2 mmol/L TdR的培养基，作用16小时；接着，弃掉TdR培养基，用Hanks液洗涤2-3次，换上新鲜培养基继续温浴9小时；再重新加入与第一次相同浓度的TdR培养基进行第二次阻断，作用16小时；最后，弃掉TdR培养基，Hanks液洗涤2-3次后换上普通培养基。
在第二次TdR释放0小时取样时，细胞将处于G1/S期交界处；如果在2-7小时取样，则可以得到不同阶段的S期细胞。值得注意的是，具体TdR作用和释放的时间需要根据每种待同步化细胞的细胞周期各时相测定的参考值进行调整，也可根据经验确定。
以HeLa细胞为例，其周期时间为21小时，其中G1期为10小时，S期为7小时，G2期为3小时，M期为1小时。通过精确控制TdR双阻断法的实施步骤和时间，研究人员可以有效地实现HeLa细胞群体的S期同步化，为后续的实验研究提供稳定且可控的细胞群体。
总之，TdR双阻断法作为一种高效的S期同步化方法，为细胞生物学研究提供了有力的技术支持，有助于深入了解细胞周期调控机制，为癌症研究、细胞分化等领域的发展奠定了坚实的基础。
在一般培养条件下，群体中的细胞处于不同的细胞周期时相之中。为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡，常需采取一些方法使细胞处于细胞周期的同一时相，这就是细胞同步化技术。选用DNA合成抑制剂可逆地抑制S期细胞DNA合成而不影响其他细胞周期运转，最终可将细胞群体阻断在G1／S期交界处；一些抑制微管聚合的药物，因抑制有丝分裂装置的形成和功能行使，可将细胞阻断在有丝分裂中期，即使细胞同步于M期。