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細胞血清培養基和無血清培養基的配制以及區別

細胞培養基是如何配制的？

培養細胞的完全培養基由基礎培養基和添加劑(如血清或無血清培養用的某些確定的激素及生長因子)組成，培養基的配方一直在改進，其中包括抗生 素和抗有絲分裂劑等等。

基礎培養基 絕大多數培養基是建立在平衡鹽溶液基礎上， 添加了氨基酸、 維生素和其它與血清中濃度相似的營養物質。 最廣泛應用的培養基是邁健基礎培養基和邁健培養基營養添加物的混合物，其中含有 13 種必須氨基酸、8 種維生素。而邁健培養基也包括非必須氨基酸，維生素的范圍亦很廣， 另外常規含有無機鹽和代謝添加劑(例如核苷酸)。 現應用于快速生長的細胞， 同培養基含有相同的營養成分，但濃度高出 2~4 倍。

選擇某種培養基，應仔細了解成分表， 應知道大多數情形下培養基都有不足。例如，有些培養基在氨基酸中包括有谷氨酸，而這種 培養基雖廣泛用于神經生物學領域， 但它對某些對谷氨酸敏感的可能有細胞外毒性損傷的神經元而言，則并非最佳選擇，特別是如果神經元生長在缺乏膠質的環境中時。F12 中含有硫 酸亞鐵，據報道也有神經毒效應。 在所有這些培養基中， 谷氨酸比其他氨基酸有更高的濃度， 這是因為它具有不穩定性以及在許多細胞培養中它常用作碳源。

對于神經元的培養常常在基礎培養基中增加葡萄糖的含 量到 0.6%或者加入丙酮酸(若培養基中這兩種物質缺乏時)。 但通常在原代培養中使用也能有 比較令人滿意的結果。 血清細胞在單純的基礎培養基中不能存活， 在特殊類型的細胞培養中必須提供某些痕量營養 物質及生長因子才能使細胞得以生長并維持生長狀態。 基礎培養基常常要添加血清， 血清終濃度多為 5~20%。 特殊用途的血清來源須用經驗確定， 廣泛應用的血清種類有馬血清與胎牛血清。胎牛血清中富含有絲分裂因子，常選其作增殖細胞用的血清，也用于細胞系和原代培養。而馬血清常常用來作有絲分裂后的神經元培養。然而，很多人也將胎牛血清用于神經元培養， 也有人用馬血清來培養膠質細胞。 用大鼠進行神經元培養的某些研究者喜歡使用同型 血清;人類的胎盤血清， 亦曾用于神經組織的器官類型的培養， 也用在一些特殊培養種類中。血清培養基存在一定的弊端， 無法規避動物血清中的異源體， 如果使用動物血清培養基 培育出來的細胞輸入人體，所以可能存在人體異源體排斥和沖突，有一定風險，現如今該研 究領域為了規避這樣的風險， 研究發明了邁健細胞無血清培養基， 取代血清培養基的不利因 素。

無血清培養基 1979 年神經細胞培養出現了一個重要進展，用化學添加劑即可維持神經細胞存活與生 長而不需要在培養基中添加血清。

其工作基礎是用合適的激素、 營養物和促貼壁的物質的組 合置換培養基中的成分，最后找到了適合大多數細胞培養的試劑配方，該配方稱為 N2，專門用于神經細胞培養，添加了胰島素、轉鐵蛋白、黃體酮、腐胺和硒。胰島素和胰島素樣生 長因子對于大多數類型細胞的存活和生長有重要作用， 硒是谷胱甘肽產生的合作因子， 可能 有助于過氧化物和超氧化物的水解，有報道說還能防止細胞的光照損傷。 未料到的是上述配方構成的培養基可以支持神經母細胞瘤細胞系快速增殖， 隨后又發展 了能支持原代培養的各種神經元生長的培養基， 這種培養基在許多實驗室里已取代了有血清 培養。

在某些培養方案中，細胞直接進入無血清培養，這樣的培養基可以消除來自血清的不 均一性。更為重要的是，它們可用來檢測生長因子以及其他促進神經元存活或生長的因子， 或者用來檢測那些可保護神經元免遭環境毒物損傷的制劑。 專用于神經元的培養基在某些培 養環境中還可以減低非神經元細胞的增殖，故可使神經元純化。

邁健 MSC Basal Medium 間 充質干細胞無血清基礎培養基和邁健 MSC Supplement 間充質干細胞無血清營養添加物共同 使用， 細胞貼壁及增值效果更好。 同時邁健免疫細胞無血清培養基廣泛應用到生物免疫治療 領域，細胞增殖效果更明顯，有效規避醫療風險。 血清中含有的組分，例如血清蛋白，可作為代謝毒物清除劑使用并能聚集于培養基中。 當缺乏這些成分時， 如神經元在無血清培養基中生長時， 特別容易為過氧化物及自由基傷害， 這已被許多研究者注意到了。 過氧化物酶以及超氧化物歧化酶可阻止培養基中過氧化物和超 氧化物的累積， 有報道講可以促進低密度培養細胞的存活。 有學者發現細胞存活可為氧分壓 的下降而促進。因而，無血清培養基的配方常含有抗氧化劑的試劑。例如，維生素 E 和丙酮 酸，可作為過氧化物清除劑使用。上述這些影響在高密度培養時變小，特別是神經元與膠質 共培養時，它們可以吸收和代謝神經元毒性物質如谷氨酸。

 應該注意，盡管無血清培養基是有化學限定性的，但在培養過程中它仍有變動，培養起 始時可能有些物質缺乏，而后細胞的產物可能積累，從而使培養基的成分改變。這其實是有 另一方面的好處，即條件培養基(已培養過細胞的培養基)的形成，條件培養基常常用來增加 神經元和膠質細胞的發育。 生長因子絕大多數哺乳類胚胎神經元有嚴格的營養要求， 若不能 提供適宜的生長因子或合適的因子組分，將會使絕大多數神經元在體外培養的數天中死亡。 解決這一問題有兩條思路， 一是讓培養細胞提供自己的營養因子， 二是在培養基中加入純的 生長因子。如果細胞混合物能在高密度時生長，所需的生長因子便會積累到可觀的數值，尤 其當培養基很少變化時。 若某種細胞混合物生長時有很少的營養需求， 可保持培養基在一段 時間里不作任何變動，以使營養(生長)因子積累，而最后促使所需要的細胞類型能夠生長。 但是，這種對營養(生長)因子自身倚賴性亦有弊端，因為通常在混合細胞群體中細胞很難有 同比例增殖，某些細胞會因生長條件的貧乏而受限制。另外，這種方法只能進行相當高密度 的細胞培養。 因為培養基的條件在細胞的較低密度時變的不夠有效。 不過某些時候純化神經 元群體的低密度培養可用條件培養基(經過了高密度培養)進行，或在膠質上生長的神經元所 用過的培養基來支持。

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