用于细胞培养肉类的牛卫星细胞的持续扩增简单且有效的无血清培养基

背景

地球的人口比以往任何时候都更快地增长，这涉及伴随着对食物和尤其是肉类的需求。最有可能的是，传统的肉类生产将无法与这种趋势保持步伐;此外，工业牲畜养殖在动物福利和环境方面存在显着的负面影响¹。在过去的几年里，植物的肉类替代品越来越受欢迎，但很多人不愿意减少他们的肉类消费，到目前为止，没有产品可以完全繁殖真实肉的质地和味道。试图以更可持续，道德和健康的方式生产肉，实验室正试图在一道菜中生长肉 - 也称为培养或体外肉。虽然对这种新兴技术有很大兴趣，但许多挑战仍然存在可扩展性，食品安全，缺乏合适的细胞培养线以及生产系统以及成本效益。解决一些现有限制的主要关键是细胞培养基，其通常含有胎牛血清（FBS），并占大多数生产成本²。在本文中，StOUT和同事呈现出一种新的无血清和经济高效的培养基，用于牛卫星细胞（BSC）的生长，肌肉细胞的前体。

主要发现

Stout等人。使用先前描述的培养基，最初开发用于扩增人诱导的多能干细胞作为起点。除了细胞生长所需的必需品外，该B8培养基还含有胰岛素，转铁蛋白，TGFB和FGF-2等。首先，他们将血清B8培养基和传统培养基的能力进行了化为20％血清（BSC-GM）以维持BSC短期生长。虽然60％的血清还原是良好的耐受性，但是单独的B8不足以保持细胞生长超过三天。为了解决这些缺点，作者测试了几种不同的浓度和组成补充剂。通过补充具有800μg/ ml无动物重组白蛋白的B8培养基获得最佳结果。该新配方称为类似于含血清BSC-GM的“Beefy-9”，并且能够保持细胞形态。在下一步中，他们建立了一种用于使用Beefy-9的传递协议，并验证了传代细胞将容量分化为肌肉细胞（图1）。

图1BSC使用Beefy-9传代。（a）B8 / BEEFY-9传代协议（b）核（DAPI，蓝色），肌动蛋白（粉扑，洋红色）和肌蛋白重链（MF20，绿色）的免疫荧光染色（MF20，GREEN），在BEEFY-9培养基中传代的BSCS中到协议。分化细胞形成肌原子肌肌蛋白重链的多核肌管阳性。（改编自StOUT等人，图3，在CC-BY-NC 4.0国际许可下提供）

此外，验证了在无血清条件下长期膨胀期间使用Beefy-9。虽然BSC在蜂鸣中培养倾向于积累脂液滴，但它们保持了肌肉细胞的所需性质。考虑到细胞培养基是主要的成本因素，粗壮和同事还通过降低昂贵的生长因子FGF-2的浓度来研究成本还原策略。它们的结果表明，降低FGF-2浓度对短期生长没有负面影响。在同一背景下，还表明，通过使用牛肉-9并使批量订单进行批量订单，与传统的含血清的BSC-GM相比，细胞培养基成本可以减少约70％（图2）。

图2.分析费用。BSC-GM，具有高FGF的BEEFY-9的成本和低FGF的BEEFY-9用于以小规模（本研究用于本研究）和批量订购的试剂。在这两种情况下，Beefy-9比BSC-GM更经济。（取自Stout等人，图6，在CC-BY-NC 4.0国际许可下提供）

为什么我喜欢这个预印刷品

在他们的研究中，作者贡献了一种简单的方法，使培养的肉类生产更容易，经济地更有效，并为此领域的进一步改进铺平道路。进一步优化是为了达到大规模生产，以满足常规肉的价格类别。因此，在优化媒体旁边，未来的研究努力可以专注于改善重组生长因子，细胞系工程和新型蛋白质衍生物或替代品的鉴定。作为素食主义者，我深深鼓励探索改善动物福利的新方法。但是，在产品进入本地市场之前还有很长的路要走，并在此之前需要解决许多诸如食品安全的问题。当新加坡食品机构使全球首次商业批准培养肉类时，将于2020年12月拍摄了一项重大步骤^3.。所以，在多年来，我们可以在一盘穿上生长的汉堡，我很高兴遵循培养的肉类研究的未来进展。

对作者的问题

• 虽然Beefy-9是无血清的，但在传代过程的第一步中仍然需要血清，因为BSC在BSC-GM中镀层。您认为将来是否有可能完全放弃血清？
• Beefy-9也可用于培养与实验室生长的肉类工业相关的其他细胞系，例如源自猪肉或鸡肉的细胞？
• 你能估计10升牛肉-9培养基（价值500美元）生产多少克肉吗？

参考

1. 柱，M. J.等等。培养肉的科学，可持续性和监管挑战。NAT。食物1，403-415（2020）。
2. risner，d。等等。初步技术经济评估动物细胞型肉类。食物10.，3（2021）。
3. A. W.和D. W.-B.，新加坡成为批准实验室成年肉类的第一个国家。CNN.商业https://www.cnn.com/2020/12/02/business/lab-grown-chicken-Intl-scli-scn/index.html。

标签：牛卫星电池那培养的肉类那无血清培养基

发表于：2021年6月5日，更新：2021年6月7日

DOI：https://doi.org/10.1242/prights.29418

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