如果PSC维护出现漂移，培养基通常是问题的一部分。 对于生物工艺工程师、细胞培养科学家和培养肉研发团队，简短的答案是：保持维护系统定义明确，保持供料时间固定，并在设定的质量控制计划上检查多能性和稳定性。&
我将文章总结为四点：
- 定义不仅仅意味着无血清。 在PSC培养中， 化学定义, 无异种成分, 无饲养层, 和无动物成分各自去除了不同的变异来源。
- 核心设置很简单： 一个 DMEM/F-12基础， ITS支持，以及在 含白蛋白和 无白蛋白培养基之间的明确选择。
- 无白蛋白系统可以提供更清洁的控制, 但它们的容错性较低，通常需要更严格地关注饲料时间、脂质和生长因子的稳定性。
- 维护质量不能仅通过一个标记来确认。 我会跟踪 OCT4、SOX2、NANOG、集落形态、倍增时间和核型，然后再将细胞移入分化阶段。
一些数字可以明确过程要点。在放大设置中，灌流式培养可能每天交换30–50%的培养体积。一个被引用的培养肉案例报告称在 无动物成分条件下9天内达到8000万细胞/mL . 这些数字并不意味着每个PSC过程都会以相同的方式表现。它们表明培养基定义和过程控制必须协同工作。
如何维护和评估在 mTeSR™ Plus 中培养的人多能干细胞的形态
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快速比较
| 领域 | 需要注意的事项 |
|---|---|
| 基础培养基 | DMEM/F-12 设置营养和缓冲基线 |
| 最低无血清支持 | 胰岛素、转铁蛋白、硒 (ITS) |
| 含白蛋白培养基 | 更能缓冲过程压力，但批次变化更大 |
| 无白蛋白培养基 | 配方复杂性较低，但需要更严格的培养控制 |
| 微量输入 | 铁处理、硒、脂质批次一致性 |
| 重组因子 | FGF2 和 TGF-β 成本、稳定性和信号一致性 |
| 日常控制 | 喂养时间表、乳酸、氨、密度、倍增时间 |
| 释放分化检查 | OCT4、SOX2、NANOG、形态、核型 |
因此，如果您正在为培养肉设置 PSC 维护，我会将培养基视为一个过程变量，而不仅仅是试剂列表。锁定组成，锁定喂养计划, 并锁定读数。
核心培养基设计：基础培养基、ITS系统和白蛋白策略
含白蛋白与无白蛋白PSC培养基：关键差异
基础培养基选择及其控制点
一旦定义已设置，第一个设计决策是基础培养基。DMEM/F-12 是PSC维持的常用基础培养基。它设定了营养素、维生素和缓冲基线，从而影响生长和渗透压 [8].
胰岛素、转铁蛋白和硒作为最低支持系统
在选择基础培养基后，ITS系统 - 胰岛素、转铁蛋白和硒 - 成为保持细胞在无血清条件下存活和增殖的最低支持包 [8][3].
每个部分都有不同的作用。胰岛素支持细胞代谢和增殖。转铁蛋白 负责铁的运输和递送到细胞中。硒 支持抗氧化防御 [3][8].
无白蛋白与含白蛋白配方
培养基类型的主要区别在于白蛋白策略。含白蛋白培养基使用白蛋白来支持存活率、脂质运输和抗压能力 [3]. 无白蛋白, Essential 8 (E8)类型配方去除了白蛋白等复杂蛋白质，以提高批次间的一致性并使分析读数更易于解释，但通常需要更严格的过程控制 [4][1].
下表总结了这两种方法之间的实际差异：
| 特征 | 含白蛋白 (e.g. , mTeSR1类型) | 无白蛋白 (e.g. , E8-type) |
|---|---|---|
| 一致性 | 较低；动物来源的白蛋白引入批次变异性[3] | 较高；化学定义的成分提高了可重复性[4] |
| 抗压能力 | 较高；白蛋白支持细胞活力并保护免受压力[3] | 较低；细胞对培养基和工艺变化更敏感[4] |
| 读数清晰度 | 较低；复杂蛋白质可能干扰代谢读数 | 较高；简化的成分支持更精确的读数 |
| 工艺敏感性 | 较低；白蛋白缓冲工艺变化[3] | 较高；需要更严格的饲养和环境控制[4] |
| 脂质支持 | 白蛋白提供脂质运输和稳健性[3] | 需要定义的脂质载体或合成替代品以维持稳健性[1] |
在培养肉工作流程中，许多团队现在更倾向于无白蛋白、化学定义的配方[4] [1]. 实际上，这通常意味着从一开始就在无白蛋白培养基中建立细胞系，而不是尝试在以后切换。如果细胞最初是在含白蛋白的系统中稳定下来的，那么这种切换可能会很痛苦。
当去除白蛋白时，配方需要定义的脂质载体或合成替代品以保持稳健性[1][3]. 这使得无白蛋白系统在批次一致性方面有更清晰的路径。对于培养肉的工作，它还使规模转移更易于监控和复制。
在核心基础固定后，下一个控制点是微量元素、脂质和重组细胞因子，可以使用无血清培养基优化套件. 进行优化。
微调多能性：微量元素、脂质和重组细胞因子
微量元素和脂质补充
一旦白蛋白被去除，小的培养基输入不再是背景噪音，而开始像直接控制旋钮一样发挥作用。在定义的PSC培养基, 中，即使微量成分的细微变化也能使细胞偏离稳定的维持状态。
铁供应是最明显的例子之一。PSC的生存和自我更新依赖于它。在定义的系统中，转铁蛋白可以被化学稳定的小分子如桧醇所取代，这有助于减少批次间的变化[3].
脂质需要同样的关注。如果脂质补充剂从一批到另一批发生变化，细胞内的脂肪酸谱也会发生变化[6].
FGF2、TGF-β及相关重组因子
在微量元素之后，重组细胞因子在多能性信号传导中起着最重要的作用。FGF2和TGF-β位于该网络的中心，这就是为什么定义的培养基依赖于重组供应[7] . 问题很简单：这些因子也是配方中最昂贵和最不稳定的部分[1].
温度稳定的工程化生长因子直接解决了这个问题。它们有助于在长时间培养过程中保持信号传导的一致性[1].
日常运行定义培养基：喂养时间表和质量读数
一旦配方固定，接下来的工作就是保持从一次喂养到下一次的稳定性。
每日饲料、跳日格式和生物反应器适应
只有当饲养计划尊重配方时，好的配方才有效。在工业规模的培养肉过程中，连续模型可以每天移动30–50%的培养物，以保持稳定的生长[5] .
随着培养物的沉降，饲料速率可以减少，但前提是营养消耗、代谢物负荷和倍增时间保持稳定。这就是为什么饲养策略和过程监控必须结合阅读，而不是孤立地进行。跟踪乳酸和氨与多能性标志物一起。
确认维护质量的质量读数
使用固定时间表跟踪OCT4、SOX2和NANOG, 形态学、倍增时间和核型。OCT4、SOX2和NANOG应作为常规面板使用，而不是作为独立读数。
形态学作为快速筛查菌落健康和早期丧失多能性的手段效果良好。倍增时间和细胞密度将喂养策略与培养稳定性联系起来。如果倍增时间开始减慢，这可能表明自发分化或早期遗传漂移[5]. 在设定的间隔进行核型检查仍然很重要，以确认长期稳定性。
综合来看，这些读数为您提供了一个实用的接受框架：
- 常规形态学
- 从传代到传代的倍增时间
- 在定义的节奏上进行核型检查
如果培养基配方或批次发生变化，在流程继续之前重新检查完整的标记面板。
将定义的PSC维护应用于培养肉类工作流程
维护培养基在培养肉类过程中的作用
一旦配方确定，接下来的工作在理论上很简单，但在实践中却很严格：将其作为受控的交接用于分化。
定义的PSC维护培养基的作用有限。它们在细胞进入谱系特异性分化之前建立高质量的起始群体。这种分离很重要。如果维护和分化混合在一起，不稳定性可能会悄然出现，并且以后很难追踪。
在实践中，扩展在严格控制的、无动物成分的条件下进行，直到培养达到设定的维护QC标准。SuperMeat的2024年11月报告是一个很好的例子：其胚胎干细胞系在九天内达到8000万细胞/mL，使用完全控制的无动物成分培养基配方[5] . 换句话说，维护阶段是下游可重复性的主要控制点。
无动物成分培养基还支持质量保证、法规规划和技术转移[4][2]. Aleph Farms在一个有用的跨公司案例中展示了这一点。其专有的无动物成分生长培养基培养了由
通过Cellbase
采购媒体组件和合格的输入，一旦输入被定义，采购就不再是后台任务，而成为过程控制.
结论：稳定多能性维持的关键步骤
定义的PSC维持仅在配方、饲料时间和QC读数在传代过程中保持不变时才有效。
常见问题解答
如何知道我的PSC培养基是否真正定义？
定义的多能干细胞培养基不含动物来源的成分，如胎牛血清。血清是一种复杂、多变、未定义的混合物，这使得过程控制更加困难。
在定义的培养基中，每种成分都是已知的，并以设定的浓度添加。这包括基础盐、氨基酸、维生素、葡萄糖和重组细胞因子或生长因子。结果是培养基性能更一致，细胞质量更稳定。
我应该在什么时候选择无白蛋白而不是含白蛋白的培养基？
当主要目标是具有成本效益的可扩展培养肉生产时，选择无白蛋白培养基。
去除白蛋白和其他动物来源的蛋白质可以大幅降低培养基成本，通过减少可变的生物输入提高批次间的一致性，并支持向完全无动物、化学定义的配方转变，以实现商业规模的可重复生产。
我应该多久检查一次多能性和遗传稳定性？
提供的文本未说明应多久检查一次多能性或遗传稳定性。
在日常实验室工作中，多能干细胞的维护通常包括对标记物表达和基因组完整性的常规检查。具体的检查时间表取决于细胞系、传代历史、培养基、操作流程以及团队在将细胞转入下游工作之前愿意接受的风险水平。
对于培养肉团队来说，这一点很重要，原因很简单：一个细胞系在培养中看起来可能很好，但随着时间的推移可能会发生漂移。定期验证有助于在影响分化性能、增长行为或数据质量之前发现多能性丧失、核型变化、拷贝数变异或其他变化。
