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铁在细胞培养中起一个什么作用？

阅读次数：502 发布时间：2020/10/21 10:39:49

铁对体外的细胞培养非常重要，它作为一些酶的辅因子，参与了细胞的多种生理功能，其中至少有如下三个重要方面：

1. 参与细胞的呼吸代谢

线粒体是细胞氧化代谢的部位和能量中枢，其中，线粒体膜上的琥珀酸脱氢酶扮演着关键角色。铁即是琥珀酸脱氢酶的一部分，参与细胞的氧化代谢和能量生成。

2. 保护细胞不受氧化损伤

铁作为铁卟啉结构的核心，是过氧化氢酶和过氧化物酶等酶的关键组成部分，能消除过氧化氢和酚类、胺类、醛类的毒性，使细胞免于遭受H2O2等过氧化物带来的损伤，为细胞提供抗氧化防御，使细胞更健康。

3. 提高细胞密度和存活率

铁是细胞增殖所必需的元素。如果没有铁，细胞就不能在增殖时从G1期进入到S期（2,3）。缺铁会导致细胞凋亡和死亡（4）。如果缺乏铁，细胞复制时DNA合成将受到影响。因为铁是RNA聚合酶所必需（11），它也是核糖核苷酸还原酶的组成部分（5）。而核糖核苷酸还原酶是细胞在合成DNA过程中，将核糖核苷酸转变成脱氧核糖核苷酸的限速酶（6）。已知有药厂已开发铁配方，用于加入到细胞培养基中，以提高细胞密度和存活（10）。

对于无血清培养基，铁也是一种重要的补充剂。有研究显示，在无血清培养基中，铁能诱导LI 210细胞生长。并且它不依赖转铁蛋白的存在（7）。

在将铁强化小牛血清作为胎牛血清（FCS）的替代品方面，从1988年以来，已陆续有一些相关报道，如对于一些细胞系，铁强化小牛血清在促细胞生长或克隆率方面，等效或优于FCS(13)。对于牛肌源细胞，在DMEM/M199培养基中添加铁强化小牛血清，在细胞增殖速率方面，优于胎牛血清、新生牛血清和马血清（8）。在CHO细胞的HGPRT基因突变试验中（该实验常用于化学物的遗传毒性检测），在倍增时间和克隆率方面，补铁型小牛血清和FCS没有显著差异，补铁型小牛血清完全可以取代FCS，从而降低实验成本（9）。

值得指出的是，铁强化牛血清的使用效果与细胞类型和所用基础培养基关系密切。在一项细胞长期生长的比较研究中，发现铁强化小牛血清性能不如FCS，但优于小牛血清（14）。

因此，使用铁强化牛血清，可以预期，其性能必然优于普通牛血清。