乳酸--細(xì)胞培養(yǎng)代謝副產(chǎn)物

乳酸是細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中不可避免的代謝副產(chǎn)物，乳酸的累積都是不想看到的，因?yàn)檫@種代謝副產(chǎn)物積累會(huì)影響到細(xì)胞生長(zhǎng)、蛋白產(chǎn)量和質(zhì)量等。本文對(duì)乳酸影響細(xì)胞生長(zhǎng)的緣由，以及如何降低乳酸的細(xì)胞毒性進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述。

       CHO細(xì)胞培養(yǎng)前期往往有少量的乳酸積累，特別是在細(xì)胞代謝旺盛的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，一般情況下細(xì)胞都可以將這些乳酸代謝消耗掉。但有時(shí)這對(duì)于某些細(xì)胞株并不順利，乳酸的累積對(duì)細(xì)胞是致命的。乳酸主要來(lái)源于葡萄糖的不充分氧化，乳酸的累積會(huì)使體系pH降低，為使pH回升添加的堿液往往會(huì)增加體系的滲透壓，從而影響細(xì)胞正常生長(zhǎng)代謝。而如果不加堿液調(diào)節(jié)pH，低pH環(huán)境對(duì)于細(xì)胞體內(nèi)的酶不是個(gè)好消息，酶活的降低會(huì)限制細(xì)胞代謝，影響細(xì)胞生長(zhǎng)。

       為解除乳酸對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)及蛋白產(chǎn)量的影響，可以考慮構(gòu)建對(duì)環(huán)境壓力耐受性高的細(xì)胞株，也可對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)策略進(jìn)行優(yōu)化。用代謝緩慢的糖類代替葡萄糖作為碳源可以降低乳酸的累積，如半乳糖、巖藻糖和麥芽糖的使用。

       而當(dāng)乳酸有一定累積時(shí)，可以通過(guò)葡萄糖的濃度來(lái)改變細(xì)胞的代謝路徑，改葡萄糖代謝為乳酸代謝，從而減少乳酸累積，但低糖消耗乳酸的策略對(duì)蛋白質(zhì)量的影響并不明確。對(duì)細(xì)胞進(jìn)行基因改造也可以降低乳酸累積，如刪除乳酸脫氫酶（LDH）基因、擴(kuò)增丙酮酸羧化酶（PYC2）基因等。其中LDH是催化丙酮酸生成乳酸重要的酶，PYC2是參與將乳酸、丙酮酸、氨基酸及甘油轉(zhuǎn)化生成葡萄糖的催化酶，對(duì)兩者的基因改造可在代謝通路減少乳酸累積。

上述的方法雖然可降低乳酸累積，但操作性不強(qiáng)。我認(rèn)為，銅離子（Gu2+）的添加是目前為止降低乳酸累積的最佳方法，除去Gu2+抑制乳酸累積的作用，許多研究中都提到Gu2+對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。
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