为什么动物细胞的培养要加入血清?

为什么动物细胞的培养要加入血清?
为什么动物细胞的培养要加入血清?

为什么动物细胞的培养要加入血清?
天然培养基是指来自动物体液或利用组织分离提取的一类培养基,如血浆、血清、淋巴液、鸡胚浸出液等.组织培养技术建立早期,体外培养细胞都是利用天然培养基.但是由于天然培养基制作过程复杂,因此逐渐为合成培养基所替代.目前广泛使用的天然培养基是血清,另外各种组织提取液、促进细胞贴壁的胶原类物质在培养某些特殊细胞也是必不可少.
血清细胞培养的发展,培养基的质量又是关键,而培养基的主要成份中动物血清对细胞的生长繁殖发挥着重要甚至是难以替代的作用.在动物血清的应用中牛血清又是最为广泛的,所以血清是医药生物技术产品中重要的原材料之一.保证血清质量也是促进生物制品质量提高的重要环节.1．血清种类
目前用于组织培养的血清主要是牛血清,培养某些特殊细胞也用人血清、马血清等.选择用牛血清培养细胞的原因：来源充足、制备技术成熟、经过长时间的应用考验人们对其有比较深入的理解.牛血清对绝大多数哺乳动物细胞都是适合的,但并不排除在培养某种细胞时使用其他动物血清更合适.
牛血清是细胞培养中用量最大的天然培养基,含有丰富的细胞生长必须的营养成份,具有极为重要的功能.牛血清分为小牛血清、新牛血清、胎牛血清.胎牛血清应取自剖腹产的胎牛；新牛血清取自出生24小时之内的新生牛；小牛血清取自出生10－30天的小牛.显然,胎牛血清是品质最高的,因为胎牛还未接触外界,血清中所含的抗体、补体等对细胞有害的成分最少.2．血清的主要成分
血清是由血浆去除纤维蛋白而形成的一种很复杂的混合物,其组成成份虽大部分已知,但还有一部分尚不清楚,且血清组成及含量常随供血动物的性别、年龄、生理条件和营养条件不同而异.血清中含有各种血浆蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生长因子、激素、无机物等,这些物质对促进细胞生长或抑制生长活性是达到生理平衡的.对血清的成分和作用的研究虽有很大进展,但仍存在一些问题.主要是：第一：血清的成份可能有几百种之多,目前对其准确的成份、含量及其作用机制仍不清楚,尤其是对其中一些多肽类生长因子、激素和脂类等尚未充分认识,这给研究工作带来许多困难.第二：血清都是批量生产,各批量之间差异很大,而且血清保存期至多一年,因此,要保证每批血清的相似性极为困难,从而使实验的标准化和连续性受到限制.第三：不能排除血清中含有易变物质,这被认为是“瓶中恶化”的原因之一.3．血清主要作用
提供基本营养物质：氨基酸、维生素、无机物、脂类物质、核酸衍生物等,是细胞生长必须的物质.
提供激素和各种生长因子：胰岛素、肾上腺皮质激素（氢化可的松、地塞米松）、类固醇激素（雌二醇、睾酮、孕酮）等.生长因子如成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血小板生长因子等.
提供结合蛋白：结合蛋白作用是携带重要地低分子量物质,如白蛋白携带维生素、脂肪、以及激素等,转铁蛋白携带铁.结合蛋白在细胞代谢过程中起重要作用.
提供促接触和伸展因子使细胞贴壁免受机械损伤.
对培养中的细胞起到某些保护作用：有一些细胞,如内皮细胞、骨髓样细胞可以释放蛋白酶,血清中含有抗蛋白酶成分,起到中和作用.这种作用是偶然发现的,现在则有目的的使用血清来终止胰蛋白酶的消化作用.因为胰蛋白酶已经被广泛用于贴壁细胞的消化传代.血清蛋白形成了血清的粘度,可以保护细胞免受机械损伤,特别是在悬浮培养搅拌时,粘度起到重要作用.血清还含有一些微量元素和离子,他们在代谢解毒中起重要作用,如SeO3,
硒等.4．细胞培养中使用血清的缺点
血清成分复杂,虽含许多对细胞有利成分,也含有对细胞有害的成分,使血清有几个明显的缺点：
对大多数细胞,在体内状态,血清不是它们接触的生理学液体,只是在损伤愈合以及血液凝固过程中才接触血清,因此使用血清有可能改变某种细胞在体内的正常状态,血清可能促进某些细胞的生长（成纤维细胞）同时抑制另一类细胞生长（表皮细胞）.
血清含一些对细胞产生毒性的物质,如多胺氧化酶,能与来自高度繁殖细胞的多胺反应（如精胺、亚精胺）形成有细胞毒性作用的聚精胺.补体、抗体、细菌毒素等都会影响细胞生长,甚至造成细胞死亡.
动物个体不同,血清产地、批号不同,每批质量差异甚大,其成分不能保持一致.
取材中可能带入支原体、病毒,对细胞产生潜在影响,可能导致实验失败或实验结果不可靠性.
血清的使用使得实验和生产的标准化困难,其中的蛋白质使得某些转基因蛋白生物药品生产中分离纯化工作很难完成.
大规模生产中,血清来源越来越困难,价格昂贵,是构成动物细胞培养对生产成本的主要部分之一.