CHO细胞培养基成分分析

 

CHO细胞培养基的成分主要包括以下几类：

• 碳源与能量代谢：葡萄糖是主要的能量和碳源，CHO细胞通过糖酵解将葡萄糖转化为丙酮酸盐，并在Krebs循环中进一步氧化丙酮酸，以产生36摩尔ATP的能量。此外，半乳糖和果糖也可作为替代碳源。
• 氨基酸：是CHO细胞培养基中的关键成分，可分为非必需氨基酸（NEAA）和必需氨基酸（EAA）。必需氨基酸包括组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。非必需氨基酸包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸。
• 维生素：在信号级联以及酶抑制和激活中起辅酶、辅基或辅因子的作用，其高还原能力可以保护细胞免受氧化自由基的伤害。在CHO细胞培养中，添加维生素可使单克隆抗体（mab）体积产量增加3倍。
• 脂质：是生物膜的主要成分，也可作为哺乳动物细胞的能量来源和信号分子，是内质网和高尔基体的关键组成部分，负责蛋白质合成、折叠、翻译后修饰和分泌。
• 盐：在CHO细胞培养基中起着重要的化学和生物学作用，包括维持细胞膜电位、渗透压和缓冲作用。通常添加的盐离子包括钠、钾、镁、钙、氯化物、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐和硝酸盐等。
• 微量元素：细胞培养基中微量元素的有效浓度通常很低，但许多微量金属元素对代谢途径的调节以及某些酶和信号分子的活性起关键作用。如铜缺乏会导致乳酸脱氢酶和其他线粒体氧化酶的下调，从而导致组织毒性缺氧；铁在通过血红素、线粒体氧化途径和其他重要酶进行的氧转移中起着关键作用；锌是化学提炼和无蛋白CHO细胞培养基中对mab产量影响最大的微量元素之一。

生长因子通常是肽、小蛋白和激素，作为信号分子影响细胞生长、增殖、恢复和分化。胰岛素及其类似物是无血清培养基中使用最广泛的生长因子之一。

多胺是哺乳动物细胞中普遍存在的分子，在DNA合成与转录、核糖体功能、离子通道调节以及细胞信号传导等代谢过程中发挥着关键作用。在CHO细胞中，几种多胺由鸟氨酸合成而来，鸟氨酸是尿素循环中的一个代谢中间体。

• 缓冲液：是细胞培养基的重要组成部分，尽管氨基酸和多价离子能够提供一定的缓冲能力，但细胞培养基仍需要强的缓冲液维持pH。许多传统培养基如DMEM和RPMI-1640，主要采用碳酸氢盐缓冲液（CO₂/NaHCO₃）作为主要缓冲来源。此外，培养基中含有的磷酸盐离子也能提供主要的缓冲能力。
• 表面活性剂：Pluronic F-68是一种常用于培养基中的表面活性剂，它能通过降低泡沫层中细胞的浓度来保护细胞免受气泡破裂造成的机械应力。
• 消泡剂：是强疏水性的表面活性剂，具有低表面粘度，通常添加到细胞培养基中以控制和减少泡沫，保护细胞免受泡沫产生的机械剪切力的影响，防止生物反应器“泡沫溢出”以及排气过滤器堵塞，从而避免超压。

 

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