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      轉鐵蛋白在無血清培養基中的作用

      更新時間:2018-04-18瀏覽:4144次

       

      牛血清中含有牛種屬的轉鐵蛋白,由于轉鐵蛋白的保守性,牛轉鐵蛋白可對人和動物細胞起到很好地保護和支持作用,因此培養基中通常要加入牛血清從而組成*培養基。無血清培養基為達到與含血清培養基相同或相似的細胞培養性能,其中也必須添加轉鐵蛋白,以實現對細胞鐵離子平衡的調節,以及對細胞生長和增殖的維持。

       

      轉鐵蛋白在無血清培養基中具有非常重要的作用,具體包括:

       

      1) 避免細胞外環境中自由基的產生,防止細胞受到傷害

      我們知道,自由基對細胞膜、蛋白質和 DNA 均有較大的損傷作用。如果細胞培養基中出現過多的自由基,被培養的細胞則容易受到傷害,而鐵正是形成自由基的罪魁禍首之一。

       

      Fe2+ + H2O2  Fe3+ + OH- + •OH

       

      從上面的反應式可以看出,Fe2+能使過氧化氫(H2O2)還原生成羥基自由基(•OH),而羥基自由基是zui為活躍和作用zui強的氧自由基,對細胞的傷害很大。

      轉鐵蛋白可以與鐵離子高親合力結合,當被添加入無血清培養基后,在細胞外的培養環境中基本不會存在游離的鐵離子,也就不會發生自由基反應,故可避免自由基對細胞的損傷。

       

      2) 維持細胞的生長和增殖

      我們對轉鐵蛋白的轉鐵作用都很了解,但其實轉鐵蛋白更重要的意義在于維持細胞的生長和增殖,也就是說,轉鐵蛋白有類似于生長因子的功能。

      那么轉鐵蛋白是如何發揮維持細胞生長和增殖的作用呢?其實這還是與其轉鐵功能密切相關。

      我們知道,細胞內有很多重要的蛋白(見表1)需要結合鐵離子后才能發揮其活性,這些蛋白基本上都與 DNA 的復制和修復,以及 DNA 的穩定性有關,也就是說它們影響著細胞的生長和增殖。

       

      表1:細胞內重要含鐵蛋白的種類及功能

       

       

       

      轉鐵蛋白通過與其在細胞表面的受體結合,將鐵離子轉運并釋放到細胞內后,這些鐵離子會與上述需鐵蛋白結合,然后發揮后者維持細胞生長和增殖的功能。如果無血清培養基中不含轉鐵蛋白,細胞內的需鐵蛋白將無法獲得鐵離子,因而會失去活性,導致細胞生長停滯或死亡。

       

      3) 維持細胞內的鐵平衡

      轉鐵蛋白的這個功能也很重要。對于細胞而言,并不是鐵越多越好,而應當是在適當的時間獲得適量的鐵。如果細胞內的鐵過多,也跟細胞外環境一樣,鐵會誘導產生破壞力*的羥基自由基。而如果細胞內鐵過少,則不足以維持細胞的生長和增殖。

      那么轉鐵蛋白是如何調節細胞內的鐵平衡的呢?這與細胞表面的轉鐵蛋白受體有關。

      細胞表面轉鐵蛋白受體的數目不是固定不變的,而是隨著細胞對鐵的需求程度而上調或下調,因而可自主影響細胞對鐵的攝取量。

      一般而言,靜止未活化的細胞表面轉鐵蛋白受體相對較少,而活化增殖的細胞表面轉鐵蛋白受體數目顯著增加。如淋巴細胞在有絲分裂因子的刺激下會發生轉化,在 DNA 合成前數小時,轉鐵蛋白受體的數目明顯上調,鐵攝入也相應增加。而到了有絲分裂期,淋巴細胞表面轉鐵蛋白受體數目又明顯減少,這時細胞對鐵的需求量也降低了。腫瘤細胞均為快速增殖的細胞,所以相對于正常細胞,腫瘤細胞表面存在著大量的轉鐵蛋白受體,以滿足腫瘤細胞對鐵的大量需求[1]。

      此外,在細胞培養中,轉鐵蛋白受體數目與培養環境中鐵的含量也密切相關。

      培養環境中的含鐵介質比較多,則細胞表面轉鐵蛋白受體的數目會減少,從而避免細胞攝入過量的鐵[1]。

      既然轉鐵蛋白的作用僅是向細胞內轉運鐵離子,然后通過鐵離子來發揮維持細胞生長和增殖的作用,于是有研究者試圖在無血清培養基中加入鐵離子螯合劑,以將鐵離子轉運到細胞內,從而供細胞的生長所需,這樣可以避免使用轉鐵蛋白,使配制出無蛋白成分的無血清培養基成為可能。鐵離子螯合劑雖然也取得了部分成功,但對于絕大多數細胞并不能很好地維持細胞的生長,原因是鐵離子螯合劑只有轉鐵作用,但無調節鐵平衡的能力,常會導致細胞內的鐵含量過多,進而產生自由基并使細胞受到損傷[2,3]。

      參考文獻

      1 肖芒等。轉鐵蛋白和轉鐵蛋白受體。國外醫學輸血及血液學分冊,1987;10(4):203-6。

      2 Kovar, J and Franek F. Growth-stimulating effect of transferrin on a hybridoma cell line: relation to transferrin iron-transporting function. Exp Cell Res. 1989;182(2):358-69.

      3 Eto, N, Yamada K, et al., Development of a protein-free medium with ferric citrate substituting transferrin for the c*tion of mouse-mouse hybridomas. Agric Biol Chem. 1991;55(3):863-5.

       

      來源:BioGems

       

       

      無血清細胞培養添加物—轉鐵蛋白和胰島素

       

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      產品描述

      規格

      PeprTech/BioGems

      10-366-1g

      Recombinant Human Transferrin 人重組轉鐵蛋白

      1g/支

      PeprTech/BioGems

      10-365-1g

      Recombinant Human Insulin 人重組胰島素

      1g/支

       

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