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admin 养生 2019-05-16

摘要

中国仓鼠卵巢(CHO)细胞的培养应用于现代工业,如重组蛋白的表达,需要支持其生长和表达产物的培养基。这种培养基必须支持高密度细胞存活,同时刺激生物产品的合成和细胞外运输。这一领域的早期培养基开发工作产生了维持生长、活力和细胞功能的基本配方,包括动物源成分和在批量培养模式中使用的复杂成分。随后的改进包括无血清培养基的开发和化学限定性(CD)培养基,鉴定关键营养素、生长因子、潜在抑制性或有毒细胞代谢物,以及使用分批补料和灌注培养技术优化营养物输送,同时尽量减少不需要的代谢废物的累积。本综述包括哺乳动物细胞培养基发展的里程碑、营养成分和配方要求、优化策略、工业用粉末和液体培养基制备的一致性和可扩展性,以及推动CHO细胞培养基设计和开发的关键新进展。

哺乳动物细胞培养用培养基配方的历史演变

最早成功开发并用于动物细胞培养的培养基通常由血浆、血清或组织提取物组成。这些生物成分的复杂、未确定的性质导致可变性,增加污染风险,且细胞生产所需的最小、特定营养成分无法确定。由于这些原因,许多研究小组试图通过分析细胞和血清成分,确定支持细胞生长所需的关键成分,开发无血清、化学限定性的细胞培养基。

HarryEagle实验室的开创性工作产生了一种基本的配方,可以支持两种不同细胞系的生长,即小鼠成纤维细胞和Hela细胞(人类子宫癌)。其最初的培养基含有“任意混合的氨基酸、维生素、辅酶因子、碳水化合物和盐”。

通过对细胞蛋白质组成和氨基酸代谢的分析,Eagle进一步研究了透析后的血清,把这种培养基发展成“最低必需培养基”(EMEM)。EMEM由28种必需代谢物组成。当补充血清时,它可以支持多种细胞系的繁殖,倍增时间为18至24小时。虽然这种培养基含有血清,但它的配方仍然是当今许多广泛使用的细胞培养基的基础。例如,Dulbecco和Freeman的DMEM6是一种该培养基的改良版,含有与EMEM相关的四倍浓度的氨基酸和维生素。这一配方被证明支持增强生长和更高的细胞密度,并最终被用作许多后续无血清培养基配方的基础。

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