凯丽环球 2022年10月29日 CalerieHealth 126 ℃ 0 评论
2012 年，两大有名制药公司 Amgen 以及 Bayer 正在其年度讲述里声称，他Calerie们的科研者没法反复拥有里程碑意思的期刊杂志中 80 - 90% 的争论了美商凯丽局。2016 年Nature的一份由多范畴 1500 位迷信家施行的考察再现，科研结果可反复性低的课题是精深生存的。
莫非是迷信家们团体 「学术没有端」 吗？答案并非如许。真相上，迷信争论中的每一个细节均可能导致测验了局的可反复性、生理相干性受到作用。
正在此，学术君引荐一篇指摘文章，精细分解细胞教育基挑选对于迷信争论的无效性、可反复性以及生理相干性的影响，指望能给专家带来特定的启发！
2020 年 10 月 12 日，Shoval Lagziel等人正在Nature Metabolism杂志上正在线宣布了题为 Mind your media 的争论指摘性综述 (1)。
让咱们一统来研读教育基的宿世今世，练习若何挑选失当的教育基吧！
图片起因：Nature Metabolism
本原：血清教育基与分解教育基
二十世纪初期，人们结束实验对于动物细胞施行教育，发明血清对付教育各类动物细胞是必弗成少的。
但直到二十世纪四十年代，随着第一批细胞系的构建，极小的驱策分解教育基的繁华，分解教育基恐怕无效的教育细胞。
最初争论聚焦正在审定发明推广清爽物质到血清中时，能改善细胞增殖的枢纽化学身分。这引起了多种常用教育基的开垦，席卷根底教育基（MEM），Dulbecco's modified Eagle's medium（DMEM）以及 Roswell Park Memorial Institute（RPMI）教育基。
以后，为满意争论须要，争论人员实验开垦无血清教育基以及化学身分控制教育基。
争论决定了也许庖代血清的身分席卷繁殖因子（如 EGF），激素（如胰岛素），载体蛋白（如照顾脂肪酸以及胆固醇的白蛋白）以及载铁蛋白（含铁）以及维生素等。
初见眉目：血清起因分歧导致测验了局呈现缺点
随着组学本领与细胞生物学的繁华，细胞教育已然成为构造代谢争论以及多种临床争论（如心血管疾病，脂肪肝疾病，糖尿病以及癌症）的焦点到场者。即便如许，一定教育基的挑选对于体外代谢争论的作用仍然被精深无视。
代谢争论中最常用的教育基仍然是含血清教育基。含血清教育基也许使细胞加紧增殖，并且老本比化学控制教育基低。不过，根据供体以及加工方式的分歧，供应商以及一定批次之间的血清分裂性大概会导致生物学了局难以反复。因为透析效用正在血清供应商以及批次之间的昭著分裂，导致透析血清（去除低分子量代谢物）只可束缚全体作用代谢的课题。
追根溯源：常用教育基枢纽代谢物含量与人血浆中含量差异昭著
不断以后，细胞教育基妄图基于满意体外的细胞增殖而没有是效仿体内的生理境况，所以分解教育基的根基限制是利用此类细胞教育测验争论的体内相干性没有强。
常用的基于血清以及化学身分控制教育基中许多代谢物的浓度要比人血浆中的浓度胜过数倍。
规范 DMEM 中葡萄糖以及谷氨酰胺浓度是人血浆中葡萄糖以及谷氨酰胺浓度的 5 倍以及 7 倍。DMEM 中其他氨基酸（如蛋氨酸）以及维生素（如叶酸）的浓度比人血浆中的浓度高两个数目级。DMEM 以及其他常见教育基中营养物质的非生理浓度极小地作用着细胞代谢，进而使体外代谢争论了局孕育缺点。
案例分解：癌症细胞代谢争论
连年争论再现，癌细胞拥有尤其的代谢表型，席卷谷氨酰胺分化及其正在三羧酸轮回过氧化物酶中的主要影响。虽然争论之初正在某些癌细胞系教育中查看到谷氨酰胺分化的主要性，但以后证实它并没有产生正在统一细胞衍生的肿瘤中。
体外以及体内争论之间的分裂归因于教育基中胱氨酸的非生理性高浓度，其与细胞内谷氨酸仓卒调换（经过 xCT 转运蛋白），进而向导谷氨酰胺分化。
肿瘤对于葡萄糖代谢的依附性还取决于教育基中葡萄糖含量：正在肿瘤微境况 (0.75 mM）中生理葡萄糖浓度教育癌细胞系，会导致一些肿瘤依附于氧化磷酸化克制剂，这取决于线粒体 DNA 渐变以及葡萄糖招揽。
对于症下药
生理教育基与代谢组学
以后，Plasmax 以及类人血浆教育基等「生理教育基」相继呈现，这类教育基身分的浓度与人血浆中的营养物质浓度相近。争论了局再现，「生理教育基」的分解身分作用细胞内代谢组，各类代谢路子的活性，氧化恢复状态，细胞集群等生理状态。
癌细胞运用宿主营养维持存在的办法取决于癌细胞所处的内部以及外部境况。饮食介导的周身代谢以及周身营养运用的改变会作用癌细胞正在肿瘤中内境况的稳态 (2) 。所以，争论饮食干涉对于肿瘤代谢的作用，也许经过代谢组学分解，保养教育基中营养身分水平，效仿各类条件 （符合热量限制、饲喂生酮或高脂饮食） 下饮食引起的血浆代谢物水平改变，为利用饮食以及营养调节癌症患者供给疏导。
代谢重编程是癌症的一个主要性格，存在境况分歧导致肿瘤生存异质性。有迷信家争论骨髓以及核心神经系统微境况下的白血病细胞代谢符合状况 (3) 。该争论利用了一种经过代谢组学分解的脑脊液教育基施行白血病细胞浸润脑脊液的体外争论。
开垦能代表有限血液贯注下构造代谢微境况的教育基，对付进步肿瘤微境况争论的体外了局向体内境况的变换利害常主要的。
代谢组学也许供给有价值的教育身分信息，用于配制效仿一定微境况（比如脑脊液）中代谢条件的新式教育基。
陆续输注安设
咱们常常根据教育基酸化水准来监测细胞繁殖环境：随着 pH 的升高，酚红的神采改变，说明须要改换教育基。这很难决定细胞正在甚么时光消费完教育基中的主要营养身分。
外貌上，推广教育基体积也许束缚这个课题。但这会限制氧气鼓鼓的贯注，并且大概很是低廉 （利用化学身分控制教育基或同位素示踪剂） 。
以后，争论人员发明利用拥有教育基陆续输注的细胞教育设施便可兼得鱼以及熊掌。2014 年，Birsoy 等人单干开垦了 Nutrostat 陆续贯注设施 (4) 。利用这种陆续贯注安设不停流入现代教育基，并排走废液，更新迭代，也许帮忙癌细胞正在更可靠状况的低葡萄糖教育基中繁殖。
没有存眷教育基身分消费导致的冤假错案也没有少。
例如，最初以为甘氨酸招揽的速率与教育癌细胞系的增殖相干，不过以后验证出甘氨酸招揽的推广是教育基中丝氨酸耗竭后癌细胞对于甘氨酸招揽推广导致的。
为了牢靠的教育细胞，保养细胞教育规划 （细胞数目与教育基体积比以及教育基改换频次） ，也许避免营养物质运用率的赶紧下降 （经过对于利用过的教育基样本施行代谢组学分解来测定） 。
假设经过规范细胞教育本领没法到达这些条件，则招考虑利用陆续输注安设施行细胞教育。
实事求是：近千种细胞系与半百种教育基中代谢身分分解
教育基的正确挑选也作用正在分歧细胞系上施行的大领域功能基因组学以及分子谱争论，挑选没有当会使取得的数据集分解孕育缺点，失去正确结论。
咱们从新分解了一项争论的数据，该文争论了癌细胞系百科全书（CCLE）的代谢概略，利用 42 种教育基中教育的 928 种细胞系 (5) 。 个中，47％的细胞系正在 RPMI 教育基中教育，12％的细胞系正在 DMEM 教育基中教育。因为两种教育基正在氨基酸以及维生素的全部身分以及浓度上生存很大分裂，因而假定细胞内代谢物的水平与教育基中代谢物的浓度相干。
经过检测每种代谢物正在 DMEM 以及 RPMI 教育细胞系中的中值浓度，算计两其中值的比率。算计出的浓度比与教育基代谢物的浓度比昭著相干。比如，苏氨酸正在 DMEM 中的浓度比正在 RPMI 中的浓度高约五倍，统一种细胞系，DMEM 教育后比 RPMI 教育后细胞中苏氨酸浓度也高约五倍。如同的，羟脯氨酸仅生存于 RPMI 中，正在 RPMI 教育比正在 DMEM 教育下的细胞中羟脯氨酸含量高 12 倍。
检测 CCLE 代谢谱图发明有 62％代谢物的浓度与教育基类别昭著相干。对于正在 DMEM 或 RPMI 中教育的 PANC1 细胞施行了液相色谱 - 质谱代谢组学争论， DMEM 以及 RPMI 下的代谢物水平比值与细胞系间中位代谢物浓度比值昭著相干。这些数据说明，细胞教育基给细胞的代谢组学争论带来了一种系统性缺点。
继往开来：寄望你凯丽环球的教育基
不断以后，血清以及营养丰硕的细胞教育基繁华帮忙许多代谢的相干争论。用这类教育基教育细胞的本领便利性会连续排斥进行体外代谢争论的争论者们。不过，其生存的隐患没有容无视。
正在挑选细胞教育基时提出以下多少点思虑，也许进步了局的无效性、重现性以及生理相干性：
1，利用摹拟细胞微境况中代谢物生理浓度的教育基来推广体内相干性。
2，利用化学身分控制的教育基或透析血清可进步反复性。
3，保养细胞教育规划使细胞维持体内平定。
4，正在高通量分子以及功能基因组学挑选中，对于一切细胞系利用一致且巴望的生理教育基，避免对于孕育的数据集施行有缺点的代谢注释。
5，确保每个出版物中都蕴含所用教育基的一切精细信息。
该篇综述经过系统性争论教育基妄图繁华并举例，验证了细胞教育代谢与教育基挑选的相干性，教育基的警惕挑选是他日争论的大势所趋，正在凡是测验争论历程中咱们必需引起器重。
参照文献：
1. Lagziel S, et al. 2020, Nat Metab. https:// 10.1038/s42255-020-00299-y.
2. Lien EC, et al. 2019, Nat Rev Cancer. https:// 10.1038/s41568-019-0198-5.
3. Savino, A.M, et al. 2020, Nat Cancer. https:// doi.org/10.1038/s43018-020-00115-2.
4. Birsoy K, et al. 2014, Nature. https:// 10.1038/nature13110.
5. Li H, et al. 2019, Nat Med. https:// 10.1038/s41591-019-0404-8.
题图起因：站酷海洛 Plus
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