使用无动物培养基| NC3Rs提高细胞培养对人的相关性 - 18新利客户端苹果,新利体育登陆老版本

在基础培养基中补充胎牛血清(FBS，也称为胎牛血清或FCS)以支持细胞活力在体外于二十世纪五十年代发展而来[1现在仍然是细胞培养的基本技术。然而，FBS的成分还没有完全的特征，反复的批次间变化导致缺乏可重复性和意外的实验效应[2]。含有动物来源补充剂的培养基也具有免疫原性，因为存在异种蛋白[3.在这些条件下生长的细胞通常不适合临床应用，如细胞疗法[4]。

胎牛血清具有生物反应性，并干扰特定途径或特征[5、6]，造成不可预测性，增加产生不可靠数据的风险在体外实验(2、5]。含有确定成分的无动物补充剂和培养基意外实验影响和批次间变异的风险较低，增加了产生的数据的可靠性和可重复性。

其他与FBS使用相关的实际问题可以通过采用高度监管的、明确的媒体补充材料最小化。例如，支原体、朊病毒、细菌和病毒污染的风险[7、8]，这可能会引起研究人员的安全性和长期培养效果的担忧，在无动物，化学定义的培养基中最小化。环境的影响，如极端天气、疾病爆发和养殖政策，都可能导致FBS全球供应的下游波动，而无动物介质的供应链更稳定。

收集血清可能会给相关动物带来相当大的痛苦。FBS是乳业的副产品。通过心脏穿刺从未被麻醉的小牛身上采集血液，这可能会导致动物的疼痛和不适，并最终导致它们的死亡[2、9]。最近的估计显示，全世界每年生产约60万升胎牛，相当于200万牛胎儿[2、10]。

这些科学、伦理和实践的驱动力支持采用无动物细胞培养条件，最终可能导致更严格和可复制的在体外研究景观。

无动物介质补充剂在商业上可以买到，包括:

生长因子-可以单独添加为鸡尾酒，人类衍生或合成。请注意，合成生长因子通常具有较高的标准化水平。
人类血液衍生品-血清白蛋白，血清，血浆和血小板溶解物可以从人类血液样本中提取。血清白蛋白可以从人源材料中合成，人血小板溶解物可以作为血浆制剂的副产品分离，例如，从血库中分离。
从非动物和非人类生物中提取的补充剂-蛋白质、脂质和其他对细胞生长很重要的成分可用于减少或消除对动物源血清的需求，可从植物、细菌和酵母中提取，例如植物源蛋白水解物。

化学定义媒体完全不含血清(动物和人源)。所有的化学成分和浓度都是已知的，消除批次间的变化和提高质量控制。然而，一些商业上可获得的“无血清”培养基并非无动物，因为它们含有血清以外的动物源性补充剂，例如无角质细胞血清培养基，可能需要添加牛垂体提取物，或无免疫血清培养基，需要添加牛血清白蛋白。这些产品并不总是fbs补充培养基的最佳替代品，因为它们仍然可能导致批次变化。

供应-清晰的供应链，不受不可预测的外部因素影响。
非传染性-清除的来源或合成的构成大大降低感染的风险，包括降低支原体污染的风险。
裁剪定义的培养基可以针对特定的细胞类型进行定制，以避免分化或其他表型变化。
再现性—批间一致性高。
生理上的相关性-只有人类衍生或合成的分子(无异种性)。
Non-immunogenic定义培养基不包含免疫原性分子，这是细胞治疗的一个重要考虑因素。

研究人员已经在他们的工作中植入了无动物培养成分(见案例研究而且进一步的阅读)，尤其是在细胞治疗方面的应用。采用无动物细胞培养的好处和广泛实施将导致提高标准化在体外研究景观(见好在体外实践）.

认为FBS是细胞培养最经济的选择的观点并不总是正确的，因为不断增长的需求导致了供应问题和成本波动[2]。随着对无动物介质需求的增加，成本将继续下降，所以用户与供应商分享他们对这些组件的需求是很重要的。

细胞可能需要“断奶”期或方案优化以适应无血清或无动物条件，这已在人类视网膜色素上皮细胞等细胞类型中成功证明[11]和人体脂肪干细胞[12]。无动物冷冻介质也可用于低温保存，减少了长期低温保存血清的需要(见资源）.

我们支持发展无动物在体外通过2020年CRACK IT挑战赛推出的技术”动物任意在体外：在已建立的人类细胞基础上替代动物衍生试剂在体外符合经合组织测试指南的检测方法”。

以下是一些成功采用无动物的例子在体外文献条件。

KeratinoSens™皮肤敏化试验对无动物产品细胞培养的适应性doi: 10.14573 / altex.1701311
一种新型的人视网膜色素上皮细胞无异种培养系统。doi: 10.18240 / ijo.2019.04.06
人血小板溶解物作为胎牛血清替代物改善人类脂肪来源的基质细胞培养，用于未来的心脏修复应用。doi: 10.1007 / s00441 - 012 - 1360 - 5

FCS-free数据库由乌得勒支大学3rs中心维护，提供了一系列商业上可用的无fcs细胞培养培养基的概述。

提供人类衍生或合成血清替代品或非动物培养基补充剂的公司:

提供化学定义，无异种，无血清培养基的公司:

如果你是一家提供无动物补充技术的公司或机构，并希望被添加到资源列表中，请联系．

Puck TT, Cieciura SJ和Robinson A(1958)。哺乳动物体细胞遗传学:III。人及动物整倍体细胞的长期培养。实验医学杂志108(6): 945 - 956。doi: 10.1084 / jem.108.6.945
范德瓦尔克et al。(2018)。胎牛血清(FBS):过去-现在-未来。ALTEX -替代动物实验35(1): 99 - 118。doi: 10.14573 / altex.1705101
马丁·乔丹et al。(2005)。人类胚胎干细胞表达一种免疫原性非人类唾液酸。自然医学11: 228 - 232。doi: 10.1038 / nm1181
Tekkatte C等人(2011)。“人性化”干细胞培养技术:动物血清论战。干细胞国际2011: e504723。doi: 10.4061 / 2011/50.4723
Bilgen Bet al。(2007)。FBS可抑制TGF-β1诱导的滑膜细胞颗粒培养的软骨形成，而地塞米松和动态刺激是有益的。组织工程与再生医学杂志1(6): 436 - 442。doi: 10.1002 / term.56
Shahdadfar一et al。(2005)。人间充质干细胞的体外扩增:血清的选择是细胞增殖、分化、基因表达和转录组稳定性的决定因素。干细胞23日:1357 - 1366。doi: 10.1634 / stemcells.2005 - 0094
Dessels C, Potgieter M和Pepper MS.(2016)。转换:用于脂肪衍生基质细胞扩增的胎牛血清的替代品。细胞与发育生物学前沿4:115。doi: 10.3389 / fcell.2016.00115
佩科拉一个et al。(2020)。辐照阿根廷胎牛血清中外来因子的分析。兽医诊断调查杂志32(6): 892 - 897。doi: 10.1177 / 1040638720951556
Jochems CEet al。(2002)。胎牛血清的使用:伦理还是科学问题?实验动物的替代品30(2): 219 - 227。doi: 10.1177 / 026119290203000208
布林德利哒et al。(2012)。高峰血清:血清供应对细胞治疗制造的意义。再生医学7(1): 7 - 13。doi: 10.2217 / rme.11.112
沈Het al。(2019)。一种新型的人视网膜色素上皮细胞无异种培养系统。国际眼科杂志12(4): 563 - 570。doi: 10.18240 / ijo.2019.04.06
Patrikoski米et al。(2013)。开发完全定义的无异种培养系统，用于细胞治疗顺应性人体脂肪干细胞的制备和繁殖。干细胞与研究治疗4(27)。doi: 10.1186 / scrt175

使用无动物培养基提高细胞培养与人类的相关性

内容

文化媒介中的动物产品

无动物细胞培养技术

采用无动物培养基的好处

案例研究

资源

进一步的阅读

参考文献

替代动物衍生产品的进一步机会

概述

抗体

支架

酶或细胞