利用生物反應器培養細胞株需注意的幾個關鍵參數

一般情況下, 動物細胞的培養要求較復雜, 為了獲得更好的細胞培養效果, 往往需要對生物反應器中的各種理化條件進行合理的監控, 使其達到培養環境。

1.氧含量

氧含量是干細胞培養微環境的重要組成部分, 能夠影響干細胞自我更新、干性維持及其分化的能力。一般情況下, 分離得到的間充質干細胞的數量很少, 需要在體外進行擴大培養, 但是長時間在大氣高氧量條件下培養會由于氧壓力而不利于細胞的生長。為了獲得*的培養條件來滿足細胞移植所需的MSCs數量, Dos Santos等采用2%低氧水平對 hMSC進行培養, 并研究了其對MSCs的增殖動力學和新陳代謝的影響。結果表明, 相比于常氧條件下, 2% O2更有助于MSCs的生長和擴增。后來, 又有研究報道, mESC來源的神經干細胞也是在2%~5% O2下增殖速度較快, 且其多能性不受影響。

另外, 在小鼠中, 氧含量對ES細胞分化有很大影響。在低氧水平下培養能自發地誘導ESCs的分化, 即使是在LIF存在的情況下也能通過STAT3信號通路的負調控作用來抑制ESCs的自我更新能力, 低氧有助于小鼠ESCs向心肌細胞的分化和造血細胞的分化。

而生物反應器一般采用夾套進行溫度控制, 夾套系統內充滿循環水, 使用蒸汽混合器和電加熱器進行加熱, 注入冷卻水進行降溫。反應器溫度由溫度電極進行檢測, 夾套的加熱和冷卻由控制程序自動控制。使用蒸汽混合器能提高反應器溫度上升的速度, 電加熱器加熱平穩, 有利于反應器溫度控制的靈敏性和穩定性。

2.水流剪切力

水流剪切力能影響細胞的培養特征, 在一定程度上影響干細胞在體外的生長。由于水流運動, 水流剪切力僅發生在細胞表面, 進而引起細胞生理損傷、影響細胞生理功能, 特別是對細胞數目和細胞生存力具有較大影響。在攪動式生物反應器中, 攪動能使能量從攪動葉輪傳到培養基中, 引起培養基的強烈運動, 導致懸浮生物反應器中局部微粒產生剪切作用, 包括細胞團塊表面、細胞與生物反應器之間、或單個細胞表面, 進而導致細胞死亡。對于不同的干細胞類型, 剪切力的值是不同的(如 0.21 Pa對上皮干細胞是*的, 0.61 Pa對小鼠 ESCs是*的), 因此, 要根據不同的細胞類型來確定剪切力。雖然剪切力對細胞培養有不利影響, 但是它卻能刺激細胞分化為特定的細胞類型, 如分化為上皮細胞或成骨細胞。

3.與生長有關的因子

生長因子和細胞因子對干細胞的生長有重要的調控作用, 生長因子能夠提供干細胞自我更新、增殖、分化的信號。LIF能有效地促進和維持小鼠 ES細胞的生長, mESC能在無飼養層和添加LIF的培養基中持續擴增。而LIF卻不能維持人ES細胞的未分化狀態。但在添加白介素6及其受體混合物 (IL6R-IL6)以及添加bFGF的培養基中懸浮培養未分化的hESC和iPSC, IL6R-IL6卻有助于懸浮培養中未分化hESC和iPSC的自我更新和擴增。

另外, ROCK激酶抑制劑或拮抗劑對細胞株的存活有刺激作用。有研究表明, ROCK激酶抑制劑 Y27632能夠促進體外培養的兔來源的胚胎干細胞生長, 并能促進人胚胎干細胞向心肌細胞的分化和人臍帶來源的造血細胞的衍生和存活。
    育亨賓    ≥97%    *：    規格:    Yohimbine
    鳶尾黃素    ≥97%    *：    規格:    Tectorigenin
    原阿片堿    ≥98%    *：    規格:    Protopine
    原兒茶醛    ≥98%    *：    規格:    protocatechuic aldehyde
    原兒茶酸    ≥98%    *：    規格:    Protocatechuic acid
    原花青素B1    ≥95%    *：    規格:    PROCYANIDIN B1
    原花青素B2    ≥95%    *：    規格:    Procyanidin B2
細胞株