細胞培養
一般に、培養が進行すると分割し続けた細胞が培地全体に広がるため、以下のような問題が発生する。
培地成分の枯渇
培地のpHの変化
アポトーシス/ネクローシスによる死細胞の蓄積
細胞同士の接触により細胞周期が停止し、細胞分裂が止まる接触阻止
細胞同士の接触による細胞分化の発生
遺伝的及びエピジェネティックな変異: 自然選択によって、培養条件に適応した、分化能が低く増殖性が高い異常な細胞が過剰に成長することがある。
自動細胞培養装置も多数開発されてきている。
装置には培養操作を汎用産業ロボットで自動化したもの(安川電機のMOTOMAN、川崎重工業のAUTO CULTUREなど)、細胞シート工学を用いたもの(日立製作所の小型自動培養装置)、培養バッグを用いたもの(ニプロのCELLAFORTEなど)等が存在する。
細胞は組織から生体外での培養のために いくつかの方法で単離される。細胞は血液から用意に精製されるが、培養においては白血球のみが成長する能力がある。単核細胞は、軟部組織からコラゲナーゼ、トリプシンまたはプロナーゼなど、細胞外マトリックスを分解する酵素による作用を利用して取り出される。あるいは、組織片を培地中で増殖し、得られた細胞を細胞培養に用いることもある。この方法は移植片培養として知られている。
組織から直接培養された細胞は初代培養と呼ばれる。腫瘍から得られる例外をのぞいて、ほとんどの初代培養株の寿命は限られている。
確立されたまたは不死化された細胞株は、ランダムな変異または人工的なテロメラーゼ遺伝子の発現のような意図的な改変によって、無限に急速に増殖する能力を獲得している。多くの細胞株が特定の細胞型の代表型として確立されている。