哪種營養(yǎng)素/生長因子更適合我的細(xì)胞培養(yǎng)？細(xì)胞培養(yǎng)是一種不斷發(fā)展的實踐，對再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)生巨大影響。細(xì)胞培養(yǎng)過程依賴于對影響培養(yǎng)結(jié)果的培養(yǎng)條件的精確調(diào)整。每種細(xì)胞類型都需要一組特定的信號才能有效生長。此外，所有細(xì)胞類型都需要基本營養(yǎng)物質(zhì)和培養(yǎng)基成分。因此，一些培養(yǎng)基成分是通用的，而另一些則根據(jù)細(xì)胞類型而特定。
維持細(xì)胞增殖的通用培養(yǎng)基成分這是維持細(xì)胞增殖的通用培養(yǎng)基成分列表。
能量：來自碳水化合物或糖，是維持細(xì)胞新陳代謝所必需的。
必需金屬和礦物質(zhì)：例如鈣、鎂、鐵和其他微量金屬是調(diào)節(jié)代謝途徑和細(xì)胞過程所必需的。
緩沖劑：磷酸鹽、醋酸鹽和檸檬酸鹽維持 ph 水平，中和代謝活動產(chǎn)生的酸化。
營養(yǎng)素：由維持細(xì)胞途徑和信號傳導(dǎo)所需的蛋白質(zhì)（或其組成部分：肽和氨基酸）或生長因子組成。培養(yǎng)基的這種成分根據(jù)細(xì)胞類型而變化，并且可以根據(jù)特定需要進(jìn)行定制。下面概述了一些主要細(xì)胞類型及其所需營養(yǎng)的詳細(xì)信息。
培養(yǎng)基還可能含有其他成分，例如 ph 變化指示劑、選擇性抗菌劑和促進(jìn)細(xì)胞培養(yǎng)實踐的膠凝劑。雖然這些培養(yǎng)基成分不直接影響細(xì)胞增殖，但會影響細(xì)胞培養(yǎng)性能。
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (ipsc) 和成纖維細(xì)胞生長因子 2 (fgf2)多能干細(xì)胞多能干細(xì)胞可以自我更新，并且可以分化成幾乎任何其他細(xì)胞類型，包括神經(jīng)元、心血管細(xì)胞、肝細(xì)胞、上皮細(xì)胞等。ipsc是一種特定的干細(xì)胞類型，是通過將體細(xì)胞重編程為多能干細(xì)胞狀態(tài)而產(chǎn)生的。生長因子影響 ipsc 的增殖或分化行為。 fgf2 發(fā)出 ipsc 作為未分化細(xì)胞增殖的信號。
fgf生長因子fgf2調(diào)節(jié)絲裂原激活蛋白激酶 (mapk)/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶 (erk) 通路 [2]，這些通路對于細(xì)胞信號級聯(lián)反應(yīng)至關(guān)重要，包括調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化的信號級聯(lián)反應(yīng)。 fgf2 減少自發(fā)分化，從而維持可無限擴(kuò)增的 ipsc 培養(yǎng)物。因此，fgf2 是維持 ipsc 培養(yǎng)的關(guān)鍵生長因子。
神經(jīng)元細(xì)胞、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 (bdnf) 和膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 (gdnf)神經(jīng)元干細(xì)胞神經(jīng)元是一種重要的細(xì)胞類型，可以發(fā)送信息來控制整個身體的基本功能。神經(jīng)元通常存在于腦組織中，可以由干細(xì)胞產(chǎn)生。多能細(xì)胞首先分化為神經(jīng)祖細(xì)胞（npc），進(jìn)一步分化為神經(jīng)元。 ipsc 衍生的 npc 隨后可用于構(gòu)建 3d 結(jié)構(gòu)圖案，例如大腦類器官。生長因子信號傳導(dǎo)維持神經(jīng)元生長并指導(dǎo)生成的神經(jīng)元類型。 bdnf 和 gdnf 是神經(jīng)元分化和增殖的兩種關(guān)鍵生長因子。
bdnf生長因子bdnf激活多種途徑，包括 mapk、磷脂酶 cy 和磷脂酰肌醇 3 激酶途徑，調(diào)節(jié)神經(jīng)元存活和分化所需的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄。 [3]。 bdnf 促進(jìn)神經(jīng)元存活、軸突伸長和分支、樹突棘形成和神經(jīng)元可塑性。
gdnf生長因子gdnf激活促進(jìn)細(xì)胞增殖的通路，包括 mapk、磷酸肌醇 3-激酶、erk 和 atk 通路 [4]。 gdnf 促進(jìn)多巴胺能神經(jīng)元、運動神經(jīng)元和皮質(zhì)神經(jīng)元的存活，并增強(qiáng)背根神經(jīng)節(jié)的軸突伸長和分支。
bdnf、gdnf、ipsc 和 npcbdnf 和 gdnf 用于將 ipsc 和 npc 分化為神經(jīng)元并維持高質(zhì)量的后代。這些生長因子還可用于維持 3d 神經(jīng)元類器官并顯著驅(qū)動類器官圖案化。
視網(wǎng)膜色素上皮 (rpe) 細(xì)胞、fgf2 和表皮生長因子 (egf)視網(wǎng)膜色素上皮干細(xì)胞rpe 細(xì)胞是在眼睛感光層后面發(fā)現(xiàn)的單層細(xì)胞。它們執(zhí)行許多支持神經(jīng)元視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞的功能，包括類維生素a的轉(zhuǎn)換和儲存、散射光的吸收、微環(huán)境的維持和營養(yǎng)的提供[5]。 rpe 細(xì)胞以單層形式生長，一旦生長填滿其邊界區(qū)域，就可以長時間保持靜止?fàn)顟B(tài)。這使得 rpe 細(xì)胞能夠承受高壓力條件。
fgf2 和 egf 生長因子fgf2通過上述 ipsc 途徑促進(jìn) rpe 細(xì)胞增殖。egf激活多種途徑，包括 erk mapk、akt-pi3k 和 plc-γ1-pkc 途徑，調(diào)節(jié)增殖并防止不必要的細(xì)胞凋亡 [6]。這使得 egf 能夠確保 rpe 細(xì)胞在靜止期存活。 fgf2 和 egf 是維持 rpe 細(xì)胞并為其生長創(chuàng)造壓力最小的環(huán)境的關(guān)鍵生長因子。在特定條件下生長的 rpe 細(xì)胞現(xiàn)在被移植以治療黃斑變性。