细胞培养（摇瓶）不像你想的那么稳定

时间：2022-02-10 00:00:00 来源：网络整理

KAUST的一个生物科学家团队表示，在培养容器或培养皿中生长的不同细胞类型的培养环境彼此之间以及活体条件之间存在显著差异，这可能会导致生物医学研究中的“可再生危机”。这一结论是在对包括人类多能干细胞在内的三种不同类型的细胞进行连续三天的监测之后得出的。这项研究和进一步的研究可能会导致实验室中细胞培养实验的标准和协议的改进。

由于无法监控和控制细胞培养条件，使得研究人员很难进行重复实验，而重复实验对于确认科学发现的意义和准确性至关重要。

“我们现在正在研究细胞培养环境不稳定的功能后果，通过分析在明确条件下生长的细胞的基因表达和表观遗传和代谢变化，”Li说。

该团队未来的研究将致力于提出关于如何改善不同细胞类型的培养条件的建议。与此同时，研究人员建议对现有的批量培养协议进行修改——例如，通过降低细胞密度或调整培养容器——可以帮助将变化限制在可接受的范围内。商业上可用的系统也可用于用新鲜培养基连续稀释培养基，或自动添加气体或调节培养基酸度以维持细胞环境。

由海洋生态学家Carlos Duarte和生物科学家Mo Li领导的研究小组监测了置于受控培养箱的烧瓶中细胞生长的环境——一种被称为批量培养的标准细胞培养方法——为期三天。

研究人员使用了三种不同的细胞类型:人类多能干细胞、一种癌细胞系和一种白细胞。光学传感器附着在每种细胞类型的一些烧瓶上，以监测细胞生长时溶解氧和二氧化碳水平的变化。烧瓶每8小时离开震荡培养箱一次，然后在测量细胞生长速度和培养酸度后丢弃。

博士生Samhan Alsolami说:“我们惊讶地发现，批量培养的细胞环境与它们在人体中的原生环境有很大的不同。”

这种变化的程度随细胞类型的不同而不同，但一般来说，随着细胞密度的增加，细胞培养基中溶解的氧气减少，而二氧化碳增加。这反过来又增加了周围介质的酸度。这些变化在不同的细胞类型中发生的不同程度可能是由于细胞生长速率和新陈代谢的差异。这些变化将影响细胞进程。

研究科学家Shannon G. Klein解释说:“为了准确模拟人体，科学家们仍在寻找有助于维持理想的细胞培养环境的因素。”她说:“但这不是一项容易的任务，需要在技术和工程方面同步进步。”

杂志

Communications Biology

DOI

10.1038/s42003-022-03065-w