Химически определенная среда - Википедия - Chemically defined medium

А химически определенная среда это среда роста подходит для in vitro культура клеток из человек или же клетки животных в котором известны все химические компоненты. Стандартные среды для культивирования клеток обычно состоят из базальной среды с добавлением животной сыворотки (такой как фетальная бычья сыворотка, FBS) в качестве источника питательных веществ и других неопределенных факторов. К техническим недостаткам использования сыворотки относятся ее неопределенный характер, изменчивость состава от партии к партии и риск контаминации.

Существует четкое различие между средами на основе сыворотки и средами определенного химического состава. Среда на основе сыворотки может содержать неопределенные продукты животного происхождения, такие как сыворотка (очищенная из крови), гидролизаты, факторы роста, гормоны, белки-носители и факторы прикрепления. Эти неопределенные продукты животного происхождения будут содержать сложные примеси, такие как липидное содержание альбумина. Напротив, химически определенные среды требуют, чтобы все компоненты были идентифицированы и были известны их точные концентрации. Следовательно, среда определенного химического состава не должна полностью содержать компоненты животного происхождения и не должна содержать ни фетальная бычья сыворотка, бычья сыворотка или же человеческая сыворотка. Для этого в среду определенного химического состава обычно добавляют рекомбинантные версии альбумина и факторов роста, обычно полученные из риса или Кишечная палочка, или синтетический химикат, такой как полимер поливиниловый спирт который может воспроизводить некоторые функции BSA / HSA.

Компоненты среды определенного химического состава включают: базальную среду (такую ​​как DMEM, F12 или RPMI 1640, содержащую аминокислоты, витамины, неорганические соли, буферы, антиоксиданты и источники энергии), в которую добавлен рекомбинантный альбумин, липиды определенного химического состава. , рекомбинантный инсулин и / или цинк, рекомбинантный трансферрин или железо, селен и антиоксидант тиол Такие как 2-меркаптоэтанол или же 1-тиоглицерин. Среды определенного химического состава, разработанные для культивирования клеток в суспензии, дополнительно содержат подходящие поверхностно-активные вещества Такие как полоксамеры чтобы уменьшить напряжение сдвига, вызванное встряхиванием и перемешиванием.

Преимущества сред с определенным химическим составом

  • Избегание вариаций содержания бычьей сыворотки или альбумина от партии к партии, что приводит к несоответствию свойств стимуляции роста.
  • Низкое содержание белка, что может затруднить очистку продукта.
  • Устранение риска контаминантов - вирусов, микоплазмы, прионов из продуктов животного происхождения, которые могут передаваться в конечный продукт, используемый людьми, например губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (BSE) или коровье бешенство.
  • Устранение факторов, которые могут влиять на гормоны или факторы роста при изучении их взаимодействия с клетками.
  • Снятие опасений по поводу ограниченной доступности фетальной бычьей сыворотки в периоды мирового дефицита.
  • Сниженная стоимость: фетальная телячья сыворотка может составлять до 85% от общей стоимости среды при расчете для крупномасштабных культур.
  • Растут опасения по поводу страданий животных, причиняемых во время сбора сыворотки, что добавляет этический императив - отказаться от использования сыворотки везде, где это возможно.

Среда с определенным химическим составом также позволяет исследователям, изучающим физиологию клетки (особенно внеклеточную) и / или межклеточные взаимодействия, исключать любые переменные, которые могут возникнуть из-за воздействия неизвестных компонентов среды.

Классы СМИ

Среды для культивирования животных можно разделить на шесть подгрупп в зависимости от уровня определенных сред (Jayme and Smith, 2000): от самого низкого разрешения до самого высокого это:

  • Среда, содержащая сыворотку (обычно 10-20% FBS)
  • Среда с пониженным содержанием сыворотки (обычно 1-5% FBS)
  • Бессывороточная среда (синоним Defined media)
  • Безбелковая среда (без белка, но содержит неопределенные пептиды из гидролизатов растений)
  • Среда с определенным химическим составом (только с рекомбинантными белками и / или гормонами)
  • Безбелковая среда с определенным химическим составом (содержит только компоненты с низкой молекулярной массой, но может содержать синтетические пептиды / гормоны)
  • Среда определенного химического состава, не содержащая пептидов и белков (содержит только низкомолекулярные компоненты)

Неправильное употребление термина "среда с химическим определением"

Термин химически определенная среда часто неправильно используется в литературе для обозначения среды, содержащей сывороточный альбумин. Термин «определенные медиа» также может использоваться для описания этого типа медиа. Составы сред, содержащие добавку к средам B27 (поставляется Invitrogen ) часто ошибочно называют средой с определенным химическим составом (например, Yao et al., 2006), несмотря на то, что этот продукт содержит бычий сывороточный альбумин (Chen et al., 2008), используя приведенные выше определения, этот тип сред называется средой без сыворотки. . Среды определенного химического состава, не содержащие пептидов и белков, редко успешно готовят, за исключением CHO и клетки насекомых.

Другие варианты бессывороточных / определенных сред включают:

Среда, не содержащая животных белков, содержащая сывороточный альбумин человека, трансферрин человека, но, возможно, инсулин и липиды животного происхождения.

Среда, не содержащая ксено, содержащая человеческий сывороточный альбумин, человеческий трансферрин, человеческий инсулин и липиды определенного химического состава.

Смотрите также

Рекомендации

Джейми Д.В., Смит С.Р. (2000). «Варианты составов сред и контроль производственного процесса для защиты от попадания загрязняющих веществ животного происхождения в культуру клеток животных». Цитотехнология. 33 (1–3): 27–36. Дои:10.1023 / А: 1008133717035. ЧВК  3466725. PMID  19002808.

Яо С., Чен С., Кларк Дж., Хао Э, Битти Г.М., Хайек А., Дин С. (2006). «Долгосрочное самообновление и направленная дифференциация эмбриональных стволовых клеток человека в химически определенных условиях». PNAS. 103: 6907–6912. Дои:10.1073 / pnas.0602280103. ЧВК  1458992. PMID  16632596.

Chen, Y .; Стивенс, Б.; Chang, J .; Milbrandt, J .; Barres, B.A .; Ад, Дж. У. (2008). «NS21: новое определение и модифицированная добавка B27 для культур нейронов». J. Neurosci. Методы. 171: 239–247. Дои:10.1016 / j.jneumeth.2008.03.013. ЧВК  2678682. PMID  18471889.

Summers, M.C .; Биггерс, Дж. (2003). «Химически определенные среды и культура доимплантационных эмбрионов млекопитающих: историческая перспектива и текущие проблемы». Обновление репродукции человека. 9 (6): 557–582. Дои:10.1093 / humupd / dmg039. PMID  14714592.

внешняя ссылка