天然培養(yǎng)基血清主要作用及缺點
天然培養(yǎng)基是指來自動物體液或利用組織分離提取的一類培養(yǎng)基,如血漿、血清、淋巴液、雞胚浸出液等。組織培養(yǎng)技術(shù)建立早期,體外培養(yǎng)細胞都是利用天然培養(yǎng)基。但是由于天然培養(yǎng)基制作過程復(fù)雜、批間差異大,因此逐漸為合成培養(yǎng)基所替代。廣泛使用的天然培養(yǎng)基是血清,另外各種組織提取液、促進細胞貼壁的膠原類物質(zhì)在培養(yǎng)某些特殊細胞也是必不可少。
一、血清主要作用:
提供基本營養(yǎng)物質(zhì):氨基酸、維生素、無機物、脂類物質(zhì)、核酸衍生物等,是細胞生長必須的物質(zhì)。
提供激素和各種生長因子:胰島素、腎上腺皮質(zhì)激素(氫化可的松、地塞米松)、類固醇激素(雌二醇、睪酮、孕酮)等。生長因子如成纖維細胞生長因子、表皮生長因子、血小板生長因子等。
提供結(jié)合蛋白:結(jié)合蛋白作用是攜帶重要地低分子量物質(zhì),如白蛋白攜帶維生素、脂肪、以及激素等,轉(zhuǎn)鐵蛋白攜帶鐵。結(jié)合蛋白在細胞代謝過程中起重要作用。
提供促接觸和伸展因子使細胞貼壁免受機械損傷。
對培養(yǎng)中的細胞起到某些保護作用:有一些細胞,如內(nèi)皮細胞、骨髓樣細胞可以釋放蛋白酶,血清中含有抗蛋白酶成分,起到中和作用。這種作用是偶然發(fā)現(xiàn)的,現(xiàn)在則有目的的使用血清來終止胰蛋白酶的消化作用。因為胰蛋白酶已經(jīng)被廣泛用于貼壁細胞的消化傳代。血清蛋白形成了血清的粘度,可以保護細胞免受機械損傷,特別是在懸浮培養(yǎng)攪拌時,粘度起到重要作用。血清還含有一些微量元素和離子,他們在代謝解毒中起重要作用,如SeO3,硒等。
二、細胞培養(yǎng)中使用血清的缺點:
血清成分復(fù)雜,雖含許多對細胞有利成分,也含有對細胞有害的成分,使血清有幾個明顯的缺點:
對大多數(shù)細胞,在體內(nèi)狀態(tài),血清不是它們接觸的生理學(xué)液體,只是在損傷愈合以及血液凝固過程中才接觸血清,因此使用血清有可能改變某種細胞在體內(nèi)的正常狀態(tài),血清可能促進某些細胞的生長(成纖維細胞)同時抑制另一類細胞生長(表皮細胞)。
血清含一些對細胞產(chǎn)生毒性的物質(zhì),如多胺氧化酶,能與來自高度繁殖細胞的多胺反應(yīng)(如精胺、亞精胺)形成有細胞毒性作用的聚精胺。補體、抗體、細菌毒素等都會影響細胞生長,甚至造成細胞死亡。
動物個體不同,血清產(chǎn)地、批號不同,每批質(zhì)量差異甚大,其成分不能保持一致。
取材中可能帶入支原體、病毒,對細胞產(chǎn)生潛在影響,可能導(dǎo)致實驗失敗或?qū)嶒灲Y(jié)果不可靠性。
血清的使用使得實驗和生產(chǎn)的標準化困難,其中的蛋白質(zhì)使得某些轉(zhuǎn)基因蛋白生物藥品生產(chǎn)中分離純化工作很難完成。
大規(guī)模生產(chǎn)中,血清來源越來越困難,價格昂貴,是構(gòu)成動物細胞培養(yǎng)對生產(chǎn)成本的主要部分之一。