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細(xì)胞培養(yǎng)基是如何配制的？培養(yǎng)細(xì)胞的*培養(yǎng)基由基礎(chǔ)培養(yǎng)基和添加劑(如血清或無血清培養(yǎng)用的某些確定的激素及生長因子)組成，培養(yǎng)基的配方一直在改進(jìn)，其中包括抗生素和抗有絲分裂劑等等。
基礎(chǔ)培養(yǎng)基 絕大多數(shù)培養(yǎng)基是建立在平衡鹽溶液基礎(chǔ)上，添加了氨基酸、維生素和其它與血清中濃度相似的營養(yǎng)物質(zhì)。zui廣泛應(yīng)用的培養(yǎng)基是邁健基礎(chǔ)培養(yǎng)基和邁健培養(yǎng)基營養(yǎng)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(yǎng)基也包括非必須氨基酸，維生素的范圍亦很廣，另外常規(guī)含有無機(jī)鹽和代謝添加劑(例如核苷酸)。現(xiàn)應(yīng)用于快速生長的細(xì)胞，同培養(yǎng)基含有相同的營養(yǎng)成分，但濃度高出2~4倍。選擇某種培養(yǎng)基，應(yīng)仔細(xì)了解成分表，應(yīng)知道大多數(shù)情形下培養(yǎng)基都有不足。例如，有些培養(yǎng)基在氨基酸中包括有谷氨酸，而這種培養(yǎng)基雖廣泛用于神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域，但它對某些對谷氨酸敏感的可能有細(xì)胞外毒性損傷的神經(jīng)元而言，則并非*選擇，特別是如果神經(jīng)元生長在缺乏膠質(zhì)的環(huán)境中時(shí)。F12中含有硫酸亞鐵，據(jù)報(bào)道也有神經(jīng)毒效應(yīng)。
在所有這些培養(yǎng)基中，谷氨酸比其他氨基酸有更高的濃度，這是因?yàn)樗哂胁环€(wěn)定性以及在許多細(xì)胞培養(yǎng)中它常用作碳源。對于神經(jīng)元的培養(yǎng)常常在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中增加葡萄糖的含量到0.6%或者加入丙酮酸(若培養(yǎng)基中這兩種物質(zhì)缺乏時(shí))。但通常在原代培養(yǎng)中使用也能有比較令人滿意的結(jié)果。
血清
細(xì)胞在單純的基礎(chǔ)培養(yǎng)基中不能存活，在特殊類型的細(xì)胞培養(yǎng)中必須提供某些痕量營養(yǎng)物質(zhì)及生長因子才能使細(xì)胞得以生長并維持生長狀態(tài)。基礎(chǔ)培養(yǎng)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(jīng)驗(yàn)確定，廣泛應(yīng)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(xì)胞用的血清，也用于細(xì)胞系和原代培養(yǎng)。而馬血清常常用來作有絲分裂后的神經(jīng)元培養(yǎng)。然而，很多人也將胎牛血清用于神經(jīng)元培養(yǎng)，也有人用馬血清來培養(yǎng)膠質(zhì)細(xì)胞。用大鼠進(jìn)行神經(jīng)元培養(yǎng)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(jīng)組織的器官類型的培養(yǎng)，也用在一些特殊培養(yǎng)種類中。
血清培養(yǎng)基存在一定的弊端，無法規(guī)避動(dòng)物血清中的異源體，如果使用動(dòng)物血清培養(yǎng)基培育出來的細(xì)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(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)如今該研究領(lǐng)域?yàn)榱艘?guī)避這樣的風(fēng)險(xiǎn)，研究發(fā)明了細(xì)胞無血清培養(yǎng)基，取代血清培養(yǎng)基的不利因素。
無血清培養(yǎng)基
1979年神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)出現(xiàn)了一個(gè)重要進(jìn)展，用化學(xué)添加劑即可維持神經(jīng)細(xì)胞存活與生長而不需要在培養(yǎng)基中添加血清。其工作基礎(chǔ)是用合適的激素、營養(yǎng)物和促貼壁的物質(zhì)的組合置換培養(yǎng)基中的成分，zui后找到了適合大多數(shù)細(xì)胞培養(yǎng)的試劑配方，該配方稱為N2，專門用于神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)，添加了胰島素、轉(zhuǎn)鐵蛋白、黃體tong、腐胺和硒。胰島素和胰島素樣生長因子對于大多數(shù)類型細(xì)胞的存活和生長有重要作用，硒是谷胱甘肽產(chǎn)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(bào)道說還能防止細(xì)胞的光照損傷。
未料到的是上述配方構(gòu)成的培養(yǎng)基可以支持神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系快速增殖，隨后又發(fā)展了能支持原代培養(yǎng)的各種神經(jīng)元生長的培養(yǎng)基，這種培養(yǎng)基在許多實(shí)驗(yàn)室里已取代了有血清培養(yǎng)。在某些培養(yǎng)方案中，細(xì)胞直接進(jìn)入無血清培養(yǎng)，這樣的培養(yǎng)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(jìn)神經(jīng)元存活或生長的因子，或者用來檢測那些可保護(hù)神經(jīng)元免遭環(huán)境毒物損傷的制劑。于神經(jīng)元的培養(yǎng)基在某些培養(yǎng)環(huán)境中還可以減低非神經(jīng)元細(xì)胞的增殖，故可使神經(jīng)元純化。
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(yǎng)基中。當(dāng)缺乏這些成分時(shí)，如神經(jīng)元在無血清培養(yǎng)基中生長時(shí)，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(yǎng)基中過氧化物和超氧化物的累積，有報(bào)道講可以促進(jìn)低密度培養(yǎng)細(xì)胞的存活。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)細(xì)胞存活可為氧分壓的下降而促進(jìn)。因而，無血清培養(yǎng)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(yǎng)時(shí)變小，特別是神經(jīng)元與膠質(zhì)共培養(yǎng)時(shí)，它們可以吸收和代謝神經(jīng)元毒性物質(zhì)如谷氨酸。
應(yīng)該注意，盡管無血清培養(yǎng)基是有化學(xué)限定性的，但在培養(yǎng)過程中它仍有變動(dòng)，培養(yǎng)起始時(shí)可能有些物質(zhì)缺乏，而后細(xì)胞的產(chǎn)物可能積累，從而使培養(yǎng)基的成分改變。這其實(shí)是有另一方面的好處，即條件培養(yǎng)基(已培養(yǎng)過細(xì)胞的培養(yǎng)基)的形成，條件培養(yǎng)基常常用來增加神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育。生長因子絕大多數(shù)哺乳類胚胎神經(jīng)元有嚴(yán)格的營養(yǎng)要求，若不能提供適宜的生長因子或合適的因子組分，將會(huì)使絕大多數(shù)神經(jīng)元在體外培養(yǎng)的數(shù)天中死亡。解決這一問題有兩條思路，一是讓培養(yǎng)細(xì)胞提供自己的營養(yǎng)因子，二是在培養(yǎng)基中加入純的生長因子。如果細(xì)胞混合物能在高密度時(shí)生長，所需的生長因子便會(huì)積累到可觀的數(shù)值，尤其當(dāng)培養(yǎng)基很少變化時(shí)。若某種細(xì)胞混合物生長時(shí)有很少的營養(yǎng)需求，可保持培養(yǎng)基在一段時(shí)間里不作任何變動(dòng)，以使?fàn)I養(yǎng)(生長)因子積累，而zui后促使所需要的細(xì)胞類型能夠生長。但是，這種對營養(yǎng)(生長)因子自身倚賴性亦有弊端，因?yàn)橥ǔＴ诨旌霞?xì)胞群體中細(xì)胞很難有同比例增殖，某些細(xì)胞會(huì)因生長條件的貧乏而受限制。另外，這種方法只能進(jìn)行相當(dāng)高密度的細(xì)胞培養(yǎng)。因?yàn)榕囵B(yǎng)基的條件在細(xì)胞的較低密度時(shí)變的不夠有效。不過某些時(shí)候純化神經(jīng)元群體的低密度培養(yǎng)可用條件培養(yǎng)基(經(jīng)過了高密度培養(yǎng))進(jìn)行，或在膠質(zhì)上生長的神經(jīng)元所用過的培養(yǎng)基來支持。
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