Stem Cell | 無血清細胞培養基的秘密 2020/12/16

無血清細胞培養基的秘密

 

 

細胞培養技術在生命科學研究領域是不可或缺的。在科研上,細胞培養基(medium)一般都會加入血清(Serum)來補充蛋白質(protein)、生長因子(growth factor)或其他營養物質(nutrients)等,大部分細胞培養會選擇使用胎牛血清(fetal bovine serum, FBS)。近年來也陸續有多樣的血清種類,例如:人類血小板生長因子(platelet-rich plasma, PRP)、小牛血清(bovine growth serum, BGS )等,ACE Biolabs也提供 Specsure® Bovine Growth Serum (BGS)作為細胞培養時的血清添加物。

為什麼要發展無血清培養基?

顧名思義,無血清培養基(serum-free medium, SFM)係指不含任何血清成分的合成培養基。近年來,因為細胞治療(cell therapy)的快速發展與生物工業上的製備抗體、病毒抗原或是重組蛋白表達時,細胞培養基中的血清成分複雜,可能會影響製程或是增加不穩定的因素,因此,無血清培養基成為其目標,現今已有許多成熟的產品可供應研究人員做選擇。

 

 

血清培養基的缺點

血清是一種成分極為複雜的混合物,為細胞培養增添了許多不可控制的變因。含有血清的培養基缺點如下:(1) 價格昂貴,血清的費用約佔細胞培養費用的50-60%。(2) 血清可能會帶有污染源,FBS最常見的即為支原體或黑膠蟲汙染(污染防治可參考—Cell culture | 細胞汙染防治與清潔)。(3) 血清中複雜的成分會使疫苗、細胞因子、單克隆抗體等的分離或純化帶來很大的困擾。

 

 

無血清培養基的優點

  1. 避免血清批次間的差異,提高細胞培養的可重複性。
  2. 避免血清自身的污染源污染。
  3. 避免血清成分影響研究結果或是產品製程。
  4. 提高產品表達水準並易於純化。

 

 

無血清培養基的秘密

無血清培養基(SFM)的主要成分為基礎培養基和添加物,每家廠商的無血清培養基的基礎成分其實大同小異,重要的是其中的添加的黏附因子與生長因子等。其主要成分為下列幾種:

  1. 黏附因子:約有80%的細胞是屬於貼附型生長。一般的細胞培養基是利用血清作為其來源,在無血清培養基中,細胞黏附因子就是很重要的物質,一般多為細胞外基質(Extracellular Matrix)的組成分,例如:laminin、collagen、fibronectin等,這些成分可以幫助細胞貼附並維持細胞生長型態。
  2. 生長因子:生長因子是維持細胞活性與促進細胞增生、遷移、分化等,不可或缺的要素。
  3. 酶抑制劑:貼附型細胞一般多以胰蛋白酶(trypsin)進行繼代。在一般細胞培養中,FBS就含有抑制trypsin的成分,當加入新鮮含有FBS的medium時便會終止trypsin的反應,所以無血清培養基必須添加trypsin抑制劑。
  4. 結合蛋白(binding protein)、轉運蛋白(transport protein):無血清培養基大多添加transferrin和albumin,以維持細胞正常的型態與行為。

 

 

 

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