白癜风有什么特效药 http://m.39.net/pf/a_4631576.html——干细胞培养基配制太复杂,各种生长因子分不清?
——干细胞刚传几代细胞就分化了,后面的实验怎么办?
干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞、能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞[1]。
干细胞被认为可以提供一种理想的生物学平台,用于多方面的科学研究与临床应用,如药物筛选平台的建立、细胞发育与分化的分子调节机制研究、基因靶向敲除动物模型的构建、组织工程种子细胞及基因治疗载体的建立、细胞治疗及再生医学等[2]。
干细胞研究离不开干细胞的培养。合格的干细胞培养的过程,包括促进其分裂增殖和维持其未分化状态。
基于以上两点要求,目前主流的标准培养方法为饲养层培养法:
即在有丝分裂失活的饲养层细胞(FEEDER)上培养干细胞。培养体系一般为高糖DMEM,添加适量的胎牛血清(FCS)及白血病抑制因子(LIF)、L-谷氨酰胺等添加剂。
另外,为了避免外源性物质的干扰(如血清、病原等成分)[3],又尝试及建立了其他培养基,包括条件培养基(CM)、无饲养层、无血清、血清替代物(SR)非条件培养基等。
其中无血清培养基中添加了更多珍贵的细胞因子,而血清替代物培养基则采用人工/半人工合成分子替代物的形式,来替代血清,成本相较于普通胎牛血清完全培养基而言,高出不少。
饲养层培养法
目前认为,饲养层能够提供干细胞接触所必需的复杂蛋白分子。自年EVANS等人[4]用饲养层成功培养了mESC起,饲养层培养法便开始不断发展。实验过程,主要分为以下三步:配制饲养层细胞培养基、准备饲养层细胞、配制饲养单层细胞培养基、饲养单层制备、配制干细胞培养基、接种干细胞培养。
饲养层培养法却存在着不可避免的缺点:
1、饲养层细胞生命期有限,不能在体外长期传代。在体外传代时间太长,其产生促增殖因子和抑制分化因子的能力会减弱甚至丧失。
2、MEF细胞的染色体干扰:饲养层细胞会影响干细胞遗传物质。
3、丝裂霉素-C的影响:饲养层细胞需要用到丝裂霉素-C,该物质可能会影响干细胞的增殖。
4、异种抗原及污染的影响:饲养层细胞作为异种抗原也会影响干细胞的健康,还有发生细胞间融、引入其他动物源性病原体,给临床移植治疗带来风险。
5、所用试剂复杂,批次不可控:所用材料的批次之间的波动,限制了培养物之间的可重复性。
6、实验周期长,培养基配制复杂:在基础培养基的基础上,添加例如白血病抑制因子(LIF)[6]这样的多功能细胞因子,但无论进口还是国产的产品,都不免有价格高昂的缺点。而自己配制,又会面临操作繁琐、易污染等问题。饲养层培养从培养饲养细胞开始,至少需要一周时间才能得到所需的干细胞,周期过长。
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无饲养层培养
无饲养层培养类似普通细胞培养,主要分为以下几个步骤:培养瓶预处理、配制培养基、消化/复苏干细胞、接种、培养。
相较于饲养层培养法,无饲养层培养法的优点显而易见:更加简便、节省时间;但缺点也十分明显:
1、培养的细胞质量不稳定:由于自行配制的培养基,不可控因素较多,缺少营养细胞对的存在,干细胞生长状况也不稳定,直接影响实验结果。
2、成本高昂:商品化的培养基,根据品质不同,价格也是从几百元到几千元不等,直接增加了干细胞的培养成本。
3、需要不断对培养基进行调整,对实验人员有很高的要求:无饲养层培养法需要人为添加各种各样的细胞因子,不同的干细胞还需要进行细微的调整以适应不同的生长需求,因此培养难度更高,对技术人员的操作水平及经验有很高的要求。
参考文献:
1.裴雪涛.干细胞生物学:科学出版社,:4-15
2.吴静,胡东,张荣波.胚胎干细胞培养方法研究进展[J].广东医学,,31(01):-.
3.J.A.Burdick,G.Vunjak-NovakovicEngineeredmicroenvironmentsforcontrolledstemcelldifferentiationTissueEng.PartA,15(),pp.-
4.EvansMJ,KaufmanMH.Establishmentincultureofpluripotentialcellsfrommouseembryos.Nature.Jul9;():-6.doi:10./a0.PMID:.
5.田小利,陈兰英,扈莱良.. 转基因方法Ⅱ:胚胎干细胞法.转基因动物原理、技术与应用.吉林科技出版社,26~32
WilliamsRL,HiltonDJ,PeaseS..Myeloidleukaemiainhibitoryfactormaintainsthedevelopmentalpotentialofembryonicstemcells.Nature,:~