動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基 高二下學期生物人教版選擇性必修3

動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基動物細胞培養(yǎng)時，有時需要用含血清的培養(yǎng)基，有時又會用到無血清的培養(yǎng)基。那么，血清培養(yǎng)基和無血清的培養(yǎng)基區(qū)別是什么？血清培養(yǎng)基血清培養(yǎng)基又叫BSS培養(yǎng)基，主要是由無機鹽、葡萄糖組成，它的作用是維持細胞滲透壓平衡，保持pH穩(wěn)定及提供簡單的營養(yǎng)。幾種常用的BSS配方如下（表1-1）細胞培養(yǎng)加入的血清主要是牛血清，培養(yǎng)某些特殊細胞也用人血清、馬血清等。牛血清對絕大多數(shù)哺乳動物細胞都是適合的，但并不排除在培養(yǎng)某種細胞時使用其他動物血清更合適。血清中含有各種血漿蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生長因子、激素、無機物等，這些物質對促進細胞生長或抑制生長活性是達到生理平衡的。此外，血清含一些對細胞產生毒性的物質，如多胺氧化酶，能與來自高度繁殖細胞的多胺反應（如精胺、亞精胺）形成有細胞毒性作用的聚精胺。補體、抗體、細菌毒素等都會影響細胞生長，甚至造成細胞死亡。目前，血清多作為一種添加成分與合成培養(yǎng)基混合使用，使用濃度一般為5~20%，最常用是10%。大多數(shù)動物細胞培養(yǎng)都會用到血清培養(yǎng)基，還可用于細胞的漂洗、配制其他試劑等。無血清培養(yǎng)基無血清培養(yǎng)基是化學成分明確、使用中不需添加血清的培養(yǎng)基，用于雜交瘤細胞的培養(yǎng)，以獲取特定的單克隆抗體。使用雜交瘤細胞無血清培養(yǎng)基可簡化后期蛋白純化的環(huán)節(jié)，獲得高表達量的單克隆抗體。無血清培養(yǎng)基和試劑被廣泛的應用于培養(yǎng)哺乳動物和無脊椎動物細胞以制備單克隆抗體，病毒抗原和重組蛋白等。大多數(shù)的無血清培養(yǎng)基含有向細胞內轉運離子的轉鐵蛋白和調節(jié)葡萄糖攝取量的胰島素，以及一些蛋白質和清蛋白，纖維蛋白，胎球蛋白等，這些蛋白在細胞培養(yǎng)中發(fā)揮各種不同的功能，如提供細胞貼壁所需的基質，抗生物反應器剪切力，作為脂質和其他生長分化因子的載體等。附：常用的無血清培養(yǎng)基Darfler等開發(fā)的CITTL無血清培養(yǎng)基以DMEM/F12(1∶1)為基礎培養(yǎng)基，添加了5mg/L的過氧化氫酶，1.5mg/L的胰島素，1.5～3.0mg/L轉鐵蛋白，2nmol/L睪酮，0.5mg/L的二亞油酰磷脂膽堿和1.5mg/L的β-甘油磷酸。這一培養(yǎng)基可支持s49細胞的克隆化生長，也可用于雜交瘤細胞的培養(yǎng)；文獻“ChangTH,SteplewskiZandKoprowskiH.ProductionofMabinSFM.J.Immunol.Methods.1980,39:369”所報導的無血清培養(yǎng)基成功地培養(yǎng)了幾株雜交瘤細胞，其基本培養(yǎng)基是MEM或RPMI1640，并添加了0.6mg/L的谷氨酰胺，1％MEM的非必需氨基酸，5mg/L的胰島素和5mg/L轉鐵蛋白；Murakami等開發(fā)的無血清培養(yǎng)基以DMEM/F12為基礎，添加了5mg/L的胰島素，2～35mg/L轉鐵蛋白，20μmol/L乙醇胺和1nmol/L亞硒酸鈉等物質，這就是現(xiàn)在被廣泛使用的DMEM/F12-ITES配方，可培養(yǎng)多種雜交瘤細胞。Kover和Frank開發(fā)的無血清培養(yǎng)基以RPMI1640為基礎培養(yǎng)基，并添加了10mg/L胰島素，5mg/L轉鐵蛋白，20μmol/L乙醇胺，5mg/L亞油酸，1g/L牛血清蛋白；3mg/L抗壞血酸，2μg/L氫化可的松和12種微量元素，這一培養(yǎng)基也可使多種骨髓瘤細胞和雜交瘤細胞得以生長。美國專利U.S.P.4927762公開了一種含有抗氧化劑的培養(yǎng)基，闡明了細胞在還原性介質中能更好地生長，同時指出了N-乙酰半胱氨酸、硫乳酸、巰基乙醇等物質的添加可以起到抗氧化作用。美國專利U.S.P.4767704公開的培養(yǎng)基就微量元素的添加進行了研究，開發(fā)了一種無蛋白培養(yǎng)基，該專利最主要的貢獻在于使人們認識到微量元素的作用。上述的培養(yǎng)基都具有各自的特點，但是各個培養(yǎng)基均只適合于一種或一類細胞的生長，而且蛋白含量仍較高，一般可達每升幾十毫克至幾克，不利于產物的分離純化，生產成本也較高。為了滿足人們的需要，研究開發(fā)新的低蛋白無血清培養(yǎng)基將是很有意義的。本發(fā)明的目的在于公開一種低蛋白無血清培養(yǎng)基，用于培養(yǎng)鼠-鼠雜交細胞瘤，特別是由骨髓瘤細胞NS1和經免疫的Balb/c小鼠脾細胞融合而成的WuT3雜交瘤細胞，分泌抗人T淋巴細胞CD3抗原的單克隆抗體，該培養(yǎng)基具有蛋白含量低，分離純化容易，易于工業(yè)化生產的特點。由于血清中蛋白和其它大分子物質太復雜，影響了單克隆抗體的分離和純化，使單克隆抗體的收率和純度降低，限制了單克隆抗體的體內應用；同時，由于血清的添加也使生產成本大大提高。因此，許多科研工作者致力于開發(fā)無血清或低血清培養(yǎng)基。例.（2021·七彩陽光階段評估）研制針對新冠病毒的單克隆抗體為抗擊新冠肺炎疫情的重要途徑。N蛋白是新冠病毒的核心蛋白之一，下圖表示研制針對N蛋白的單克隆抗體的基本過程，①～⑦表示相關過程。請回答：（1）N蛋白基因是利用法得到的，利用基因工程生產N蛋白的核心步驟是圖中的過程（用數(shù)字序號回答）；過程③常用CaC12溶液處理的目的是增大大腸桿菌的通透性，上述制備過程要選用大腸桿菌作為受體細胞而不用酵母菌的主要原因是酵母菌

。（2）過程⑤的目的是刺激小鼠并在體內產生更多的細胞，過程⑥需要經過誘導融合、多次篩選，以及，產生符合要求的雜交瘤細胞株。（3）在抗疫初期，新聞里看到很多康復者在捐獻血漿，用于治療其他病人，但這種血漿療法不適宜推廣應用，其原因除了捐獻者的人數(shù)和血漿數(shù)量有限外，結合單克隆抗體的優(yōu)點，還有、（至少寫兩個方面）。答案：（1）化學合成②細胞壁為真核生物，要對目的基因轉錄后形成的mRNA作進一步加工后再翻譯（或“合成的蛋白質有的還要經內質網(wǎng)、高爾基體的加工、影響N蛋白的生產”）（2）效應B淋巴（漿）克隆培養(yǎng)（3）康復者的血漿中含有多種抗體，缺乏特異性；不能直接進行大規(guī)模生產（或人體對多種異體血漿成分容易產生免疫排斥反應等合理答案）解析：（1）本例以新冠病毒的N蛋白作為抗原，通過雜交瘤技術制備特異性強的單克隆抗體。N蛋白基因是以其氨基酸序列推算出來的，合成基因的方法應是化學合成法；再利用基因工程技術獲得大量的N蛋白，其中核心步驟應是形成重組DNA分子的過程；轉化大腸桿菌時利用氯化鈣的目的是增大細菌細胞壁的通透性；宿主細胞不用酵母菌的主要原因是酵母菌為真核生物，目的基因轉錄后對mRNA要加工，蛋白質合成后有的還需經過內質網(wǎng)、高爾基體的加工，會影響