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無血清培養(yǎng)基的開發(fā)

更新時間:2019-09-10  |  點擊率:1235

要開發(fā)無血清培養(yǎng)基,關(guān)鍵是找出血清中支持細胞生長的所有成分。其必要性在于有些細胞非常挑剔,同時要注意不同細胞系的營養(yǎng)需求差別較大。因此,不可能設(shè)計出一種適合所有細胞系的通用培養(yǎng)基。事實上,即使是同一細胞系,其內(nèi)部的不同克隆,營養(yǎng)需求也存在差異。

 

無血清培養(yǎng)基存在如下幾種:化學限定培養(yǎng)基所有成分均知其化學結(jié)構(gòu),它可包含蛋白質(zhì)。無蛋白培養(yǎng)基則不包含大分子蛋白,其成分可能并非化學限定。無動物源培養(yǎng)基也可能不是化學限定的,它只是不包含動物來源的成分。理想的培養(yǎng)基是化學限定的無蛋白、無動物源成分培養(yǎng)基。但經(jīng)常發(fā)現(xiàn),隨著成分限定性的增加,培養(yǎng)基的性能則不斷下降。

 

無血清培養(yǎng)基的開發(fā)有從上至下法和從下至上法。從上至下法是為類似細胞系選擇已知配方的培養(yǎng)基,添加血清,使細胞達到大生長。再逐步減少血清,使細胞生長速率降至原先的50%。這時再選擇性地加入某些成分,使細胞恢復生長至原先水平。

 

該方法較為簡易。屬于同一類別的細胞系經(jīng)常需要同一生長因子。因此,對一種上皮細胞系有效的配方對另一種上皮細胞系,可能只需做極小的調(diào)整。用該方法開發(fā)配方較為容易。該過程也涉及細胞的馴化,其中細胞會自身合成一些必需組分。該方法的缺點是可能存在很多非必需成分,有些成分還會抑制生長。

 

另一種方法是從下至上法。它系統(tǒng)加入可能促生長的組分,使細胞生長逐漸升高。這樣只有生長必需的成分才會留在配方內(nèi)。用該方法開發(fā)的培養(yǎng)基能使細胞具有更高的生長速率,并且更容易獲得改進。

 

 

圖. 確定一個成分的濃度

 

此外,統(tǒng)計法也常用于無血清配方的開發(fā)。

 

目前已知取代血清的能夠促細胞分裂的成分有:蛋白水解物(動物蛋白、植物蛋白或菌體蛋白)、胰島素和胰島素樣生長因子(IGF)、表皮生長因子、轉(zhuǎn)鐵蛋白、黏附因子等。

 

在蛋白水解物中,酵母、大豆、小麥、棉花、豌豆水解物已經(jīng)廣泛使用。但水解物成分較為復雜,有人用HPLC和質(zhì)譜分析大豆水解物410種成分中,253種為多肽。要實現(xiàn)細胞的生長,常非單一使用水解物,而需要多種組分的搭配。同時,同一水解物批次之間存在一定的組成差異,用NMR指紋圖譜可進行批間一致性和產(chǎn)品質(zhì)量的預(yù)測。

 

胰島素是5.7KD的多肽,許多細胞需要。它可刺激細胞DNA的合成。目前,有重組胰島素可添加至無動物源培養(yǎng)基配方中。IGF與胰島素接近,但促細胞分裂活性更強。

 

總之,目前已有商品化的無血清培養(yǎng)基,可用于細胞無血清或無動物源環(huán)境的培養(yǎng),只是其配方大多保密。

 

在近新出的無血清培養(yǎng)基產(chǎn)品中,HiMedia公司開發(fā)的CELLin1TM值得關(guān)注。它是一款化學限定的無動物源成分的病毒生產(chǎn)用培養(yǎng)基,主要適合腎細胞系如Vero細胞系、MDBK細胞系、MDCK細胞系、PK-15細胞系和人胚肺二倍體MRC-5細胞系。以MDCK細胞系為例,初始接種密度為0.3-0.5×106個細胞/ ml,培養(yǎng)48~72小時后,細胞密度可達約3.1×106個細胞/ ml,流感病毒A的滴度可達約5.0 log10TCID50。細胞可穩(wěn)定傳代,密度可保持在3.0~3.4×106個細胞/ ml,保證種子細胞的制備。

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