Однією з головних переваг клітинної культури є можливість маніпулювати фізичною хімією клітинного відтворення (тобто температурою, pH, осмотичним тиском, напругою O2 і CO2) і фізіологічним середовищем (тобто концентрацією гормонів і поживних речовин).Окрім температури, культурне середовище контролюється ростовим середовищем.
Хоча фізіологічне середовище культури не таке чітке, як її фізичне та хімічне середовище, краще розуміння компонентів сироватки, визначення факторів росту, необхідних для проліферації, і краще розуміння мікрооточення клітин у культурі.(Тобто взаємодія між клітинами, дифузія газу, взаємодія з матрицею) тепер дозволяє культивувати певні клітинні лінії в безсироваткових середовищах.
1. Культурне середовище впливає на ріст клітин
Зверніть увагу, що умови культивування клітин відрізняються для кожного типу клітин.
Наслідки відхилення від умов культивування, необхідних для певного типу клітин, варіюються від експресії аномальних фенотипів до повної відмови культури клітин.Тому ми рекомендуємо вам ознайомитися з лінією клітин, яка вас цікавить, і суворо дотримуватися інструкцій, наданих для кожного продукту, який ви використовуєте у своєму експерименті.
2. Запобіжні заходи щодо створення оптимізованого середовища клітинної культури для ваших клітин:
Культуральне середовище та сироватка (додаткову інформацію див. нижче)
Рівні pH і CO2 (додаткову інформацію див. нижче)
Культивуйте пластик (додаткову інформацію див. нижче)
Температура (додаткову інформацію див. нижче)
2.1 Культуральні середовища та сироватка
Культуральне середовище є найважливішою частиною культурального середовища, оскільки воно забезпечує поживними речовинами, факторами росту та гормонами, необхідними для росту клітин, а також регулює pH та осмотичний тиск культури.
Незважаючи на те, що початкові експерименти з культурою клітин проводилися з використанням природних середовищ, отриманих з екстрактів тканин і рідин організму, потреба в стандартизації, якості середовищ і підвищений попит призвели до розробки остаточних середовищ.Три основні типи середовищ: базальні середовища, середовища зі зниженим вмістом сироватки та середовища без сироватки, і вони мають різні вимоги до сироваткових добавок.
2.1.1 Основне середовище
Середовище для культивування клітин Gibco
Більшість клітинних ліній добре ростуть у базових середовищах, що містять амінокислоти, вітаміни, неорганічні солі та джерела вуглецю (таких як глюкоза), але ці базові середовища необхідно доповнювати сироваткою.
2.1.2 Відновлене сироваткове середовище
Пляшка з Gibco Low Serum Medium
Інша стратегія зменшення несприятливих ефектів сироватки в експериментах з клітинними культурами полягає у використанні середовищ зі зниженим вмістом сироватки.Зменшене сироваткове середовище — це базова формула середовища, багата поживними речовинами та факторами тваринного походження, що може зменшити необхідну кількість сироватки.
2.1.3 Безсироваткове середовище
Пляшка з безсироватковим середовищем Gibco
Безсироваткове середовище (SFM) обходить використання тваринної сироватки шляхом заміни сироватки відповідним харчуванням і гормональними складами.Багато первинних культур і клітинних ліній містять безсироваткові середовища, включаючи лінію виробництва рекомбінантного білка яєчника китайського хом’яка (CHO), різні клітинні лінії гібридом, лінії комах Sf9 і Sf21 (Spodoptera frugiperda), а також для хазяїна для виробництва вірусу. (наприклад, 293, VERO, MDCK, MDBK) тощо. Однією з головних переваг використання безсироваткового середовища є можливість зробити середовище селективним для конкретних типів клітин шляхом підбору відповідної комбінації факторів росту.У наступній таблиці наведено переваги та недоліки безсироваткових середовищ.
Перевага
Підвищити чіткість
Більш стабільна продуктивність
Простіше очищення та подальша обробка
Точна оцінка функції клітин
Підвищення продуктивності
Кращий контроль фізіологічних реакцій
Покращене виявлення стільникового середовища
Недолік
Вимоги до формули середовища для певного типу клітини
Потрібна більш висока чистота реагенту
Уповільнення зростання
2.2.1 Рівень pH
Більшість нормальних клітинних ліній ссавців добре ростуть при pH 7,4, і відмінності між різними клітинними лініями невеликі.Проте було показано, що деякі трансформовані клітинні лінії краще ростуть у злегка кислому середовищі (pH 7,0–7,4), тоді як деякі нормальні клітинні лінії фібробластів віддають перевагу злегка лужному середовищу (pH 7,4–7,7).Клітинні лінії комах, такі як Sf9 і Sf21, найкраще ростуть при pH 6,2.
2.2.2 Рівень CO2
Середовище росту контролює pH культури та буферизує клітини в культурі, щоб протистояти змінам pH.Зазвичай така буферність досягається за допомогою органічних (наприклад, HEPES) або буферів на основі бікарбонату CO2.Оскільки pH середовища залежить від тонкого балансу розчиненого вуглекислого газу (CO2) і бікарбонату (HCO3-), зміни в атмосферному CO2 змінять pH середовища.Тому при використанні середовища, забуференого буфером на основі CO2-бікарбонату, необхідно використовувати екзогенний CO2, особливо при культивуванні клітин у відкритих культуральних чашках або культивуванні трансформованих клітинних ліній у високих концентраціях.Хоча більшість дослідників зазвичай використовують 5-7% CO2 у повітрі, більшість експериментів з культурою клітин зазвичай використовують 4-10% CO2.Проте кожне середовище має рекомендовану концентрацію CO2 і бікарбонату для досягнення правильного рН і осмотичного тиску;для отримання додаткової інформації зверніться до інструкцій виробника середовища.
2.3 Вирощування пластмас
Пластмаси для клітинних культур доступні в різних формах, розмірах і поверхнях, щоб відповідати різним застосуванням клітинних культур.Щоб вибрати правильний пластик для культивування клітин, скористайтеся наведеними нижче довідниками з пластикової поверхні для культур клітин і контейнерами для культур клітин.
Переглянути всі пластики для культури клітин Thermo Scientific Nunc (рекламне посилання)
2.4 Температура
Оптимальна температура для культури клітин значною мірою залежить від температури тіла хазяїна, від якого ізольовані клітини, і меншою мірою від анатомічних змін температури (наприклад, температура шкіри може бути нижчою, ніж температура скелетних м’язів). ).Для культури клітин перегрів є більш серйозною проблемою, ніж перегрів.Тому температуру в інкубаторі зазвичай встановлюють трохи нижче оптимальної.
2.4.1 Оптимальна температура для різних ліній клітин
Більшість клітинних ліній людини та ссавців зберігають при температурі від 36°C до 37°C для оптимального росту.
Для оптимального росту клітини комах культивуються при 27°C;вони ростуть повільніше за нижчих температур і температур від 27°C до 30°C.Вище 30°C життєздатність клітин комах падає, навіть якщо вона повернеться до 27°C, клітини не відновляться.
Клітинним лініям птахів потрібна температура 38,5°C для досягнення максимального росту.Хоча ці клітини можна зберігати при 37°C, вони будуть рости повільніше.
Клітинні лінії, отримані від холоднокровних тварин (таких як амфібії, холодноводні риби), можуть витримувати широкий діапазон температур від 15°C до 26°C.
Час публікації: 01.02.2023