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你知道各种细胞培养基的区别吗?

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发表于 2017-9-4 10:14:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
  现代的细胞培养已经具有固定的培养基配方,如DMEM、RPMI1640。它们大多属于经典培养基。它们是如何发展起来的?

  许多人做实验只养一两种细胞,也许只遇到一两种培养基。但在历史上积累起来的经典培养基实际上已至少有十几种。回顾这些培养基,也许能看到前人为发展细胞培养而做出的一些努力。

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  图 细胞培养的三个奠基人:(左)Harry Eagle,(中)Renato Dulbecco,(右)Theodore T. Puck

  最早的经典培养基是BME,是由美国生理学家Harry Eagle(1905-1992)在1955年开发的,用于培养HeLa细胞和小鼠成纤维细胞。他发现了细胞体外生长所必需的最低营养,这就是BME的配方。它由氨基酸、维生素、无机盐、D-葡萄糖和酚红组成。其中维生素有9种,氨基酸有13种,包括10种必需氨基酸、半胱氨酸、酪氨酸和谷氨酰胺。

  BME之后出现了一种改良型,即MEM。

  MEM可同时用于贴壁和悬浮细胞,可培养HeLa, BHK-21, 293, MCF-7细胞等。它是由Harry Eagle在BME配方基础上开发的。之后诞生了MEM培养基的改良配方,如GMEM、a-MEM和DMEM。

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  图 (左)正常细胞。 (右)转化细胞

  DMEM即意大利生理学家Dulbecco改良的Engle培养基。DMEM最常用,能支持很多贴壁细胞生长,包括原代的成纤维细胞、神经元、HUVECs、平滑肌细胞以及一些细胞系如Hela(常用于癌症和信号转导研究)、293(常用于外源蛋白表达)、Cos-7(常用于转染研究)等。

  DMEM所含维生素的浓度大约是MEM的4倍,所含氨基酸大约比MEM高1倍,氨基酸种类则多3种,可以说营养更为丰富。

  GMEM所含的氨基酸和维生素浓度比BME高1倍。它最初是MEM加上10%的磷酸胰蛋白䏡,用于培养BHK-21细胞,以及用于研究影响细胞增殖能力的遗传因素。

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  图 镜下免疫荧光染色后呈现的细胞

  a-MEM也是MEM的改良型,包括非必需氨基酸、丙酮酸钠、硫辛酸、维生素B12、生物素和抗坏血酸,可培养角质细胞、原代大鼠星形细胞等。

  Ham F-12培养基大约是在1965年由Ham引入,用于无血清培养CHO细胞(CHO细胞是美国遗传学家Theodore T.Puck于1957年从一成年雌性仓鼠卵巢分离获得的,在生物工程上应用广泛)。和其他基础培养基相比,F-12含有的成分更广泛,包括锌、腐胺、次黄嘌呤和胸苷,还可用于培养软骨细胞和前列腺上皮细胞。

  M199最初是用于鸡胚成纤维细胞的营养研究。 它具有广泛的物种适用性,特别是用于培养未转化细胞。M199广泛用于病毒学和疫苗生产。与其他基础培养基相比,培养基199含有独特的成分,包括腺嘌呤、腺苷、次黄嘌呤、胸腺嘧啶和其他维生素。

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  RPMI 1640主要用于培养悬浮细胞。它含有还原剂谷胱甘肽和高浓度维生素(如肌醇、胆碱),还包括生物素、维生素B12等MEM、DMEM没有包含的成分。

  需要指出的是,经典培养基都不含蛋白质、脂类和生长因子,因此需要配合胎牛血清一起使用。

  推荐参考资料:

  Joseph G. Gall, J. Richard McIntosh. Landmark Papers in Cell Biology: Selected Research Articles Celebrating Forty Years of The American Society for Cell Biology. Cold Spring Harbor Laboratory Press (December 2000)

  Ham, R. G. Clonal growth of mammalian cells in a chemically defined synthetic medium, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1965, 53:288-293.

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