天然培養基中血清的成分及其作用

血清為天然培養基中重要和在組織培養中常使用的天然培養基。血清之所以成為培養中不可少的成分，主要因為血清中含有很多種*的能維持細胞生長增殖的成分。在按人體內成分模擬制成的合成培養基中，細胞所需成分雖相當齊全，但仍然缺少很多能影響細胞增殖和各種生物學性狀的未知成分，故只有補充血清后，細胞才能更好地生長增殖和進行一定的功能活動。因此當前血清仍然為培養細胞中*的天然培養基。那么血清的主要成分及其作用都有哪些呢？

1.蛋白質：雖然蛋白質是血清的主要成分，但許多蛋白質的功能在體外情況下所剩無幾，而有幾種有關的蛋白質可能是需要的，例如攜帶礦物質、脂肪酸、激素的蛋白。已知可滿足這些需求的蛋白質有：白蛋白，它作為脂類或礦物質及球蛋白的一種攜帶者；纖連蛋白（冷不溶性球蛋白），它可促進細胞貼壁；α2-巨球蛋白，它是胰酶的抑制劑。此外，胎兒血清中的胎球蛋白可增進細胞的貼附；轉鐵蛋白可結合鐵離子，使其毒性減小而具有生物可利用性。其他一些未知的蛋白質對于細胞的貼附和生長可能也是必需的。蛋白質還可增加培養基的成泡性，在吹打和攪拌時可減少切力，可能還會增加培養基的緩沖力。

2.生長因子：自然凝集得到的血清比用物理方法（離心）去除細胞的血漿刺激細胞增殖的效果更好。這種刺激效果的增加是由于凝集過程中血小板生長因子(PDGF)的釋放。PDGF是具有有絲分裂原活性的多肽家族中的一員，可能是血清中的主要生長因子。PDGF刺激成纖維細胞和神經膠質細胞的生長，而其他血小板生成因子，如TGF-3，可能會抑制其生長或者促進上皮類細胞的分化。
其他生長因子，如成纖維細胞生長因子(FCFs)、表皮細胞生長因子(ECF)、內皮細胞生長因子如血管內皮細胞生長因子(VECF)和Angiogenin，胰島素樣生長因子ICF-Ⅰ和IGF-Ⅱ，都已從完整組織或培養過細胞的培養基中分離得到，各自具有不同程度的特異性，它們可能存在于血清中，但含量非常少。現在，許多生長因子都以重組蛋白的形式實現了商業化，有些還有長效類似物(long-form analogues)，可增加有絲分裂原的活性和穩定性。

3.激素：胰島素可促進細胞對葡萄糖和氨基酸的攝取，這可能是由于具有有絲分裂原的作用從而產生這一特性或增加了ICF-Ⅰ受體的活性。IGF-Ⅰ和ICF-Ⅱ可結合于胰島素受體，但它們也有自己的特異性受體，而胰島素與這些受體的親和力很低，IGF-Ⅱ也可刺激葡萄糖的攝取。血清中含有生長激素，特別是胎兒期的血清，生長激素與促生長因子(IGFs)結合可能具有有絲分裂原的效果。血清中還有含量不等的氫化ke的松，特別是在胎牛血清中，它可促進細胞的附著和增殖，但在特定的條件下（如高細胞密度）可能使細胞靜止，還能夠誘導細胞的分化。

4.營養物及代謝物：血清可能還含有氨基酸、葡萄糖、酮酸、核苷及其他一些營養物質和中間代謝物，對于成分簡單的培養基，這些物質可能很重要；而對于那些成分復雜的培養基，特別是含有高濃度氨基酸和其他補充物的培養基，這些物質就不那么重要了。

5.脂類：血清中含少量脂肪酸、亞油酸、油酸、乙醇胺和磷酸一乙醇胺，它們通常結合于蛋白質如白蛋白上。

6.礦物質：血清替代實驗表明微量元素及鐵、銅、鋅都可能結合于血清蛋白質。McKeehan等已證實血清中的硒是細胞培養所需求的，它可能作為谷胱甘肽(GSH)合成酶的輔助因子有助于消除自由基的毒性。

7.抑制物：血清中可能也含有抑制細胞增殖的物質，其中一些可能是血清制備過程的產物（例如，來源于過濾之前污染的細菌毒素或抗體，其含有γ-球蛋白的片段能夠與培養細胞的表面結合位點產生交叉反應），而另一些是生理上的非生長調節因子，例如TGF-β。熱滅活可去除血清中的一些物質，減少免疫球蛋白的細胞毒性而不破壞多肽生長因子，但也可能去除一些較不穩定的成分，因而并不總是比未處理的血清安全。