1、间充质干细胞培养的环境内容提要氧气浓度二氧化碳浓度培养基一.氧气浓度 为TCA循环提供电子最终受体 空气中的氧含量约为20.94%组织或器官名称组织或器官名称氧浓度氧浓度肺4%14%血液循环4%14%肝脏4%14%肾脏4%14%心脏4%14%大脑0.5%8%眼睛1%5%骨髓1%-6%脂肪组织2%8%人体组织器官中氧浓度MSCs的生活环境 MSCs的培养环境VS一.氧气浓度 HIF-1普遍存在于人和哺乳动物细胞内，HIF-1由和两个亚基组成异二聚体蛋白，亚基是结构性亚基，在细胞内稳定表达；亚基是功能性亚基，其表达受细胞内氧浓度的高度调控。HIF-1在常氧下（21%O2）也有表达，只要O25%，即
2、很快被细胞内氧依赖性泛素蛋白酶降解途径所降解，导致无法结合HIF-1而发挥调控功能 低氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)：维持组织、细胞在低氧条件下内环境稳定，以适应低氧。同时HIF-1及其诱导表达的基因还在生理性缺氧如干细胞微环境、胚胎发育过程中组织细胞分化，以及多种病理情况如肿瘤的发展、转移中发挥着重要作用一.氧气浓度 低氧条件是细胞生长和代谢的理想环境，这也促成了三气培养箱的发明 三气培养箱能够精确控制氧气、氮气以及二氧化碳的浓度，从而模拟不同的生理环境 对于间充质干细胞，低氧条件还能够刺激其分泌更大量的细胞因子，从而发挥更好的疗效。通常培
3、养基中会加入NaHCO3作为缓冲体系，保持稳定的pH范围；二.二氧化碳浓度 大多数细胞的适宜pH为7.2-7.4，偏离这一范围对细胞培养将产生有害的影响。多数细胞耐酸性比耐碱性大一些，在偏酸环境较偏碱性环境中更利于细胞生长；但有一些细胞也喜欢在偏碱环境中生长，如成纤维细胞，其最适合pH是7.4-7.6。每种细胞都有其最适pH值。和酸反应：和碱反应：二.二氧化碳浓度 培养箱中不断补充CO2并维持在一定的浓度，能够有效抑制平衡反应的正向进行，从而控制培养体系的pHQuestion：为什么培养基酸度会增加？三.培养基 培养基（Medium）是供微生物、植物和动物细胞生长和维持用的人工配制的养料 培养
4、基的种类和组份根据细胞的类型多种多样，但都会含有氨基酸，维生素，无机盐、糖分等三.培养基 经典培养基：MEM：minimum essential medium，低限基本培养基，主要是贴壁细胞的培养，修改配方后也可用于其他类型细胞培养。DMEM：改良型的MEM，氨基酸含量加倍，维生素含量4倍，添加了丙酮酸和铁离子。DMEM又分为高糖型（低于4500mg/L）和低糖型(低于1000mg/L)。广泛用于各种贴壁类细胞的培养。DMEM/F12：DMEM与F12培养基1:1混合而成，使用环境要求更为苛刻的细胞。RPMI-1640：专为淋巴细胞培养而设计的，现在已广泛应用于悬浮细胞的培养。三.培养基 必需
5、氨基酸：苏氨酸、甲硫氨酸等 非必须氨基酸：苯丙氨酸、丝氨酸等氨基酸 葡萄糖糖分 烟酰胺、核黄素、盐酸硫胺等维生素 铁盐、钙盐、钾盐、钠盐等无机盐 激素、生长因子、粘附分子、脂类等血清缓冲体系酚红培养基通用组份三.培养基 培养基各组分的作用：氨基酸、葡萄糖、维生素、无机盐：细胞生命活动所必须的元素；缓冲体系：维持培养基恒定范围内的pH；血清：1.提供维持细胞生长的激素；2.是细胞贴壁、铺展在塑料培养基质上所需因子来源；3.蛋白酶抑制剂，使在细胞传代时使剩余胰蛋白酶失活，保护细胞不受伤害；4.提供结合蛋白，能识别维生素、脂类、金属和其他激素等三.培养基 培养基各组分的作用：酚红：作为PH值的指示剂
6、：中性时为红色，酸性时为黄色，碱性时为紫色Tips：一些特殊的培养基中不可添加酚红，因其能模拟类固醇激素（尤其是雌激素）样作用，对细胞的生长和分化产生影响。三.培养基 无血清培养基：（Serum-free Medium）不需要添加血清就可以维持细胞在体外较长时间生长繁殖的合成培养基，但为了弥补血清特有的功能，需要添加以下组分：促贴壁物质：许多细胞必须贴壁才能生长，这种情况下无血清培养基中一定要添加促贴壁和扩展因子，一般为细胞外基质，如纤连蛋白、层粘连蛋白等；促生长因子及激素：针对不同细胞添加不同的生长因子。激素也是刺激细胞生长、维持细胞功能的重要物质，有些激素是许多细胞必不可少的，如胰岛素；酶抑制剂：结合蛋白和转运蛋白、以及微量元素如硒等缺点根据细胞类型设计配方高纯度添加剂细胞生长较为缓慢 无血清培养基的优缺点优点已知血清成分复杂，含有多种因子和激素等均一不同批次的血清成分不同，影响培养基的均一性可控由于每个成分可知，便可选择性调配以适合不同细胞安全避免了血清携带病毒等的危险性以及常用牛血清的异源性量产来源于胎牛的血清产量非常容易受到影响便捷纯化提取以及下游操作更加便捷 无血清培养基的优缺点三.培养基无血清培养基将会是今后科研和临床应用的首选；无血清培养技术会是今后细胞培养的主要趋势！Thank You！
