間質幹細胞（MSC）已成為癌症研究的焦點，不僅因為它們具有分化成多種細胞類型的潛力，還因為它們具有令人著迷的免疫調節能力。人類間質幹細胞 (hMSC) 源自骨髓、臍帶血和脂肪組織等多種組織來源，預計將用於創新的癌症療法。

擴張挑戰：高效、安全的方法

然而，為基於間質幹細胞的療法產生足夠的細胞數量面臨重大障礙：

(i) 來源組織中 MSC 的豐度較低，因此需要大量 離體 細胞擴增；

(ii) 供體特異性特徵，包括 MSC 頻率和質量，隨疾病進展和年齡而下降；和

(iii) 廣泛擴張促進細胞衰老，導致治療功能減弱。

鑑於使用 hMSC 進行臨床應用的這些限制，迫切需要擴展這些細胞 離體。這項努力不僅需要有效且安全的擴增方法，還需要保留細胞基本特性的策略。加速這項擴增過程對於規避細胞老化和潛在污染等挑戰至關重要，這些挑戰可能會損害這些細胞的治療潛力。

細胞培養基：關鍵參與者 MSC 癌症研究

hMSC 擴增在癌症相關應用的成功很大程度取決於細胞培養基的選擇。培養基的成分必須達到微妙的平衡，提供最佳的營養物質和生長因子，促進快速增殖，同時保留細胞的固有特性。

FBS：具有多方面優點的常見血清添加劑

胎牛血清 (FBS) 鞏固了其作為首選血清添加劑的地位 體外 包括 MSC 在內的多種細胞的細胞培養。它通常添加到基礎培養基中，例如 Dulbecco 改良 Eagle 培養基 (DMEM)， α-改良的最低必需培養基（α-MEM) 或 DMEM/F12 媒體。 FBS 的受歡迎源自於以下幾個優勢特性：

豐富的營養成分：

胎牛血清富含黏附分子、生長因子、微量營養素和荷爾蒙。這些成分共同創造了一個滋養環境，促進哺乳動物細胞（包括 hMSC）的附著、生長和增生。

成本效益：

從經濟角度來看，胎牛血清為細胞培養提供了一種經濟高效的解決方案，以相對較低的價格提供強大的生長促進因子。

局限性和擔憂：FBS 的缺點

雖然 FBS 具有許多優點，但它也有其缺點。一些擔憂促使研究人員和監管機構重新考慮其廣泛使用：

批次間差異：

與胎牛血清相關的重大挑戰之一是其批次之間固有的變異性。它是一種定義不明確的補充劑，生物活性化合物的品質和數量高度不一致。這種不一致可能會為細胞培養實驗帶來不可預測性，可能導致結果偏差並使重現性複雜化。

安全問題：

也許更重要的是，胎牛血清的異種性質帶來了安全風險，包括潛在的免疫原性和與朊病毒/人畜共通傳播相關的擔憂。這些安全影響加強了監管審查，並促使人們尋找替代的、更安全的 hMSC 培養補充劑。

人血衍生物

由於上述擔憂，使用自體或同種異體人類血液來源材料的趨勢很明顯，包括人類血清（hS）、人類臍帶血血清（hUCBS）和人類血小板裂解物（hPL）。

人血清 (hS)

人血清（HS） 已被建議作為 FBS 的替代品。 HS含有豐富的生物活性化合物和生長因子，可增強hMSCs的增殖而不改變其特性和功能特性。

人類臍帶血血清 (hUCBS)

人類臍帶血血清（hUCBS）在正常分娩後很容易獲得，因此通常可以篩檢最常見的細菌或病毒污染，並且其使用不會引起任何倫理問題。它含有高水平的可溶性生長因子和60多種蛋白質，即高濃度的白蛋白、轉鐵蛋白和纖維連接蛋白，在細胞生長和幹細胞分化中發揮不同的作用。一般來說，考慮到這種同種異體來源的容易取得、分離過程簡單且廉價以及幾乎不存在污染物，UCBS可以被認為作為細胞培養補充劑是有利的。

人類血小板裂解物 (hPL)

人類血小板裂解物 (hPL) 可以使用不同的程序從血液中輕鬆製備。從血小板中釋放生長因子是 hPL 生產的關鍵點。 hPL含有較高濃度的生長因子，如表皮生長因子（EGF）、肝臟生長因子（HGF）、血小板源性生長因子（PDGF）、鹼性纖維母細胞生長因子（bFGF）、轉化生長因子β（TGF -ß1） ）和血管內皮生長因子（VEGF），優於 HS 和 FBS。這可能是為什麼大多數報告都認為 hPL 比 FBS 和 HS 更能支持細胞擴增的原因。

化學成分確定的培養基

為了解決在細胞培養中使用成分不明確的血清或人源補充劑相關的限制，人們開始轉向採用更精確配製的化學成分來確定 (CD) 培養基。這些培養基的特徵是明確的化學成分，包括小分子、鹽、脂肪酸，也可能含有非動物體內產生的重組蛋白。

雖然 CD 介質具有優勢，但它們通常缺乏貼壁依賴性 MSC 所需的必需黏附分子。因此，許多現有的 CD 培養基選項需要用細胞外基質 (ECM) 蛋白（例如膠原蛋白、纖維連接蛋白、玻連蛋白或層粘連蛋白）預先包覆培養基質，以促進細胞附著。這種預塗層可確保 hMSC 的附著和生長，類似於含血清培養物，並保留 MSC 的多能性。然而，這些 ECM 蛋白（通常來自人類或動物）會帶來與批次間差異、蛋白質含量資訊不足、潛在免疫原性相關的問題，並涉及耗時的包被程序。

值得注意的是，與補充血清或其他動物性補充劑的培養基相比，CD 培養基可能無法始終保持最佳細胞生長。這強調了在改進 CD 培養基配方方面進行研究和優化工作的持續重要性，以在細胞培養中實現更穩健和一致的結果。

無異源、無血清、無動物成分 血清？

市面上有多種 MSC 培養基配方，包括無異源、無動物和無血清選項。然而，這些術語在解釋上經常會出現混亂和不一致。

無異源通常被認為是不含非人類動物成分的製劑，但它仍可能含有人類衍生的成分，例如人類血清、全轉鐵蛋白或胰島素。相較之下，無動物培養基不包括任何直接源自動物（包括人類）的成分。無血清通常表示不含血清或血漿的培養基，儘管它可能仍含有其他生物材料，如血小板裂解物、生長因子或白蛋白。

總之，大量的現有數據強調了人源補充劑相對於 FBS 的優越性，不僅解決了常見的缺點，而且在 MSC 擴增效率方面也超越了它們。在探索優化配方的過程中，掌握這些培養基和補充劑選項的複雜性對於研究人員至關重要。清楚地了解何時部署特定的雞尾酒可以顯著提高您研究工作的有效性和相關性。

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參考文獻：

西米諾 M、貢薩爾維斯 RM、巴里亞斯 CC、馬丁斯 MCL。用於安全人類間質幹細胞/基質細胞擴增的無異源策略：補充劑和塗層。幹細胞國際。 2017；2017：6597815。 DOI：10.1155/2017/6597815。

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