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【通蔚生物】:为您揭秘血清成分及其作用

发布时间:2023-10-30     发布作者:上海通蔚生物

血清为天然培养基中为重要和在组织培养中常使用的天然培养基。血清之所以成为培养中不可少的成分,主要因为血清中含有很多种不可缺少的能维持细胞生长增殖的成分。在按人体内成分模拟制成的合成培养基中,细胞所需成分虽相当齐全,但仍然缺少很多能影响细胞增殖和各种生物学性状的未知成分,故只有补充血清后,细胞才能更好地生长增殖和进行一定的功能活动。因此当前血清仍然为培养细胞中不可缺少的天然成分。那血清的主要成分及其作用都有哪些呢?

01.蛋白质
虽然蛋白质是血清的主要成分,但许多蛋白质的功能在体外情况下所剩无几,而有几种有关的蛋白质可能是需要的,例如携带矿物质、脂肪酸、激素的蛋白。已知可满足这些需求的蛋白质有:白蛋白,它作为脂类或矿物质及球蛋白的一种携带者;纤连蛋白(冷不溶性球蛋白),它可促进细胞贴壁;α2-巨球蛋白,它是胰酶的抑制剂。此外,胎儿血清中的胎球蛋白可增进细胞的贴附;转铁蛋白可结合铁离子,使其毒性减小而具有生物可利用性。其他一些未知的蛋白质对于细胞的贴附和生长可能也是必需的。蛋白质还可增加培养基的成泡性,在吹打和搅拌时可减少切力,可能还会增加培养基的缓冲力。

02.生长因子
自然凝集得到的血清比用物理方法(离心)去除细胞的血浆刺激细胞增殖的效果更好。这种刺激效果的增加是由于凝集过程中血小板生长因子(PDGF)的释放。PDGF是具有有丝分裂原活性的多肽家族中的一员,可能是血清中的主要生长因子。PDGF刺激成纤维细胞和神经胶质细胞的生长,而其他血小板生成因子,如TGF-3,可能会抑制其生长或者促进上皮类细胞的分化。其他生长因子,如成纤维细胞生长因子(FGF)、表皮细胞生长因子(EGF)、内皮细胞生长因子如血管内皮细胞生长因子(VEGF)和Angiogenin,胰岛素样生长因子IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ,都已从完整组织或培养过细胞的培养基中分离得到,各自具有不同程度的特异性,它们可能存在于血清中,但含量非常少。现在,许多生长因子都以重组蛋白的形式实现了商业化,有些还有长效类似物(long-form analogues),可增加有丝分裂原的活性和稳定性。

03.激素
胰岛素可促进细胞对葡萄糖和氨基酸的摄取,这可能是由于具有有丝分裂原的作用从而产生这一特性或增加了IGF-Ⅰ受体的活性。IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ可结合于胰岛素受体,但它们也有自己的特异性受体,而胰岛素与这些受体的亲和力很低,IGF-Ⅱ也可刺激葡萄糖的摄取。血清中含有生长激素,特别是胎儿期的血清,生长激素与促生长因子(IGFs)结合可能具有有丝分裂原的效果。血清中还有含量不等的氢化可的松,特别是在胎牛血清中,它可促进细胞的附着和增殖,但在特定的条件下(如高细胞密度)可能使细胞静止,还能够诱导细胞的分化。


04.营养物及代谢物

血清可能还含有氨基酸、葡萄糖、酮酸、核苷及其他一些营养物质和中间代谢物,对于成分简单的培养基,这些物质可能很重要;而对于那些成分复杂的培养基,特别是含有高浓度氨基酸和其他补充物的培养基,这些物质就不那么重要了。


05.脂类

血清中含少量脂肪酸、亚油酸、油酸、乙醇胺和磷酸一乙醇胺,它们通常结合于蛋白质如白蛋白上。


06.矿物质

血清替代实验表明微量元素及铁、铜、锌都可能结合于血清蛋白质。McKeehan等已证实血清中的硒是细胞培养所需求的,它可能作为谷胱甘肽(GSH)合成酶的辅助因子有助于消除自由基的毒性。


07.抑制物

血清中可能也含有抑制细胞增殖的物质,其中一些可能是血清制备过程的产物(例如,来源于过滤之前污染的细菌毒素或抗体,其含有γ-球蛋白的片段能够与培养细胞的表面结合位点产生交叉反应),而另一些是生理上的非生长调节因子,例如TGF-β。热灭活可去除血清中的一些物质,减少免疫球蛋白的细胞毒性而不破坏多肽生长因子,但也可能去除一些较不稳定的成分,因而并不总是比未处理的血清安全。