在生物医学领域,细胞和组织的体外成功生长依赖于优化的培养方法,通常旨在模拟体内的生理条件。其中,培养基的选择是关键因素之一。培养基中一般需要添加动物血清,血清是一种高度复杂的混合物,包含生长因子、激素、微量元素以及粘附和伸展因子等,各成分对细胞的生长和功能发挥着多重生物学活性。
血清中白蛋白含量丰富,有助于维持细胞状态,其作用机制包括防止pH波动、抑制蛋白酶活性和保护细胞免受剪切力损伤等。然而,尽管血清能有效支持细胞和组织的生长,它作为培养基添加物却存在明显缺陷,如成本高、货源不稳定、实验变异性大,并且可能影响后续操作,甚至成为潜在污染源。此外,动物保护意识的提高亦限制了血清的使用。
近年来,随着对无血清培养基需求的增加,科学研究和工业生产领域纷纷探索其应用。无血清培养基不仅能克服血清的多重缺点,还具备为特定细胞类型量身定制的优势,并能精确控制细胞增殖与分化。同时,基础的无血清培养基虽然营养成分丰富,通常依然需添加特定成分,如生长因子、脂肪酸、维生素及微量元素等。
许多研究表明,绝大多数细胞的无血清培养基需要在基础培养基(常用DMEM/F12)中添加ITS(胰岛素-转铁蛋白-硒)。而针对某些细胞类型,培养基中还必须添加Monoethanolamine。选择ITSE作为添加物的优势在于,它能够确保所有细胞类型在最佳生长状态下获得充足营养,因为用户通常未意识到细胞对Monoethanolamine的需求。
胰岛素(Insulin)能够促进细胞增长,调节对葡萄糖、氨基酸和脂类的摄取与利用,且具有抗凋亡的作用。在无血清培养的条件下,添加的重组胰岛素浓度远高于生理水平,不仅促进代谢调节和抗凋亡,还能激活胰岛素样生长因子(IGF-I)受体,进一步增强细胞生长因子效应。
转铁蛋白(Transferrin)是一种富含于血清的糖蛋白,能够与三价铁离子可逆结合,发挥铁离子转运和代谢的至关重要作用,并还是重要的胞外抗氧化剂,因此在无血清培养基中是不可缺少的添加物。重组转铁蛋白因其批间差大和安全性问题,正逐渐取代从血清中提取的转铁蛋白,且植物源的重组转铁蛋白也显示出相似的活性。
硒(Selenium)作为一种微量元素,是多种抗氧化酶(如谷胱甘肽过氧化物酶和硫氧还蛋白还原酶)的关键组成部分,是无血清培养基中必不可少的添加物。
为了提高实验室细胞培养的可靠性和安全性,尊龙凯时积极探索无血清培养基的相关技术,致力于为生物医学领域提供优质、专业的培养解决方案。