細(xì)胞和組織在體外能夠成功生長，有賴于培養(yǎng)方法的優(yōu)化，一般是試圖模擬體內(nèi)的生理?xiàng)l件。該技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵因素是培養(yǎng)基的選擇。培養(yǎng)基中通常需添加動物血清。血清是由諸多成分組成的高度復(fù)雜的混合物，這些成分包括生長因子、激素、微量元素以及粘附和伸展因子等，它們發(fā)揮著多種生物學(xué)活性。
血清中白蛋白的含量高，這有助于細(xì)胞狀態(tài)的維持，作用機(jī)制包括防止pH值波動、抑制蛋白酶活性和保護(hù)細(xì)胞免受剪切力的傷害等[1,2]。盡管血清可以很好地維持細(xì)胞和組織的生長，但其作為培養(yǎng)基添加物具有明顯的缺點(diǎn)，如成本較高、貨源減少、實(shí)驗(yàn)變異性大、可能影響下游操作和存在潛在的污染源和不利因素等。此外，人們對動物保護(hù)意識的提高也限制了血清的使用[2, 3]。
血清在細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)用中的這些缺點(diǎn)使得近些年在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，人們對無血清培養(yǎng)基的需求日益增大[3]。除了能夠克服血清的缺點(diǎn)，無血清培養(yǎng)基還具有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，即可針對特定的細(xì)胞類型配制專用的培養(yǎng)基，以及可精確地控制細(xì)胞的增殖和分化過程[2]。
基礎(chǔ)的無血清培養(yǎng)基雖然營養(yǎng)豐富、可足量提供細(xì)胞所必須的營養(yǎng)成分，但通常還需要進(jìn)一步添加特定的組分，如生長因子、脂肪酸、維生素和微量元素等。多年的實(shí)踐表明，對于大多數(shù)細(xì)胞的無血清培養(yǎng)基，在基礎(chǔ)培養(yǎng)基(多為DMEM/F12)中必須額外添加ITS(胰島素-轉(zhuǎn)鐵蛋白-硒)[4]。而對于某些細(xì)胞，在培養(yǎng)基中還必須要添加乙醇胺[5]。
為什么選擇ITSE?
選擇ITSE添加物而非通常所用的ITS的優(yōu)勢在于：用戶自己往往意識不到他們培養(yǎng)的細(xì)胞需要乙醇胺才能達(dá)到最佳的生長狀態(tài)，使用ITSE添加物可保證所有類型的細(xì)胞均能得到充足的營養(yǎng)供應(yīng)。
胰島素 (Insulin)
可促進(jìn)細(xì)胞生長，調(diào)節(jié)細(xì)胞對葡萄糖、氨基酸和脂類的攝取和利用。胰島素也具有抵抗細(xì)胞凋亡的作用。在哺乳動物細(xì)胞的無血清培養(yǎng)時(shí)，重組胰島素的添加濃度遠(yuǎn)高于其生理濃度，這樣胰島素除能與胰島素受體(Insulin Receptor, IR)結(jié)合，發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)和抗凋亡作用外，還可通過激活胰島素樣生長因子(IGF-I)的受體，發(fā)揮促有絲分裂和抗凋亡作用，產(chǎn)生生長因子效應(yīng)[6]。
轉(zhuǎn)鐵蛋白 (Transferrin)
是血清中富含的一種糖蛋白，能與三價(jià)鐵離子可逆性結(jié)合。其在鐵離子的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也是一種重要的胞外抗氧化劑。因此，轉(zhuǎn)鐵蛋白是無血清培養(yǎng)基必不可少的添加物。轉(zhuǎn)鐵蛋白最初是從血清中分離出來的，然而由于批間差大和安全性差等問題，重組的轉(zhuǎn)鐵蛋白被越來越廣泛地應(yīng)用。從各種表達(dá)系統(tǒng)，包括植物中獲得的重組轉(zhuǎn)鐵蛋白均具有相似的活性[7]。
硒 (Selenium)
是一種微量元素，它是谷胱甘肽過氧化物酶、硫氧還蛋白還原酶和其他抗氧化物酶的關(guān)鍵組分。硒已被確認(rèn)是無血清培養(yǎng)基的必須添加物[8]。
乙醇胺 (Ethanolamine)
是一種有機(jī)化合物，它既是伯胺也是伯醇，可作為磷脂合成的前體。乙醇胺在雜交瘤細(xì)胞的增殖中發(fā)揮著重要的作用，因而經(jīng)常添加到雜交瘤細(xì)胞的無血培養(yǎng)基中。乙醇胺也用于其它類型細(xì)胞的無血清培養(yǎng)[5, 9]。
| 廠商 | 產(chǎn)品名稱 | 貨號 | 規(guī)格 | 價(jià)格￥ |
| BioGems | ITSE(Insulin-Transferrin-Selenium-Ethanolamine)(100x) | BG-00-101-10 | 10ml | 630 |
| BioGems | ITSE(Insulin-Transferrin-Selenium-Ethanolamine)(100x) | BG-00-101-100 | 100ml | 5880 |
參考文獻(xiàn)：
1. Brunner, D., Frank, J., Appl, H., et al. (2010). Serum-free cell culture: the serum-free media interactive online database. Altex, 27(1),
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2. Freshney, R. I. (2005). Serum‐Free Media. Chapter 10 in: Culture of animal cells, John Wiley & Sons. pp, 129-143.
3. Butler, M. (2013). Serum-free media: standardizing cell culture system. Pharmaceutical Bioprocessing, 1(4), 315-318.
4. Gstraunthaler, G. (2003). Alternatives to the use of fetal bovine serum: serum-free cell culture. Altex, 20(4), 275-281.
5. Murakami, H., Masui, H., Sato, G. H., et al. (1982). Growth of hybridoma cells in serum-free medium: ethanolamine is an essential
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Journal of cellular physiology, 110(2), 219-229.