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创建生理相关的细胞培养模型

Gibco人血浆类似培养基(HPLM)是一种新型配方培养基,旨在通过模拟人血浆成分来更好地模拟体内天然细胞环境。 

广泛使用的经典细胞培养基(包括MEM、DMEM、RPMI1640和DMEM/F-12)中包含的葡萄糖、氨基酸、维生素和盐浓度与人血浆大为不同。这些培养基也缺乏模拟人血浆所需的额外成分。当进行癌症和其他疾病研究时,使用更具生理相关性的培养基获得的结果,可以帮助研究人员增进对疾病及功能的了解。

HPLM 溶液

HPLM包含60多种极性代谢物,如氨基酸、核酸、糖和小分子有机酸,这些代谢物浓度与人血浆中的浓度相同,盐浓度也与人血浆中的盐浓度一致。通过模拟人体内的天然细胞环境,HPLM使研究人员得以评估生理相关的细胞培养基对其特定应用的影响。

添加胎牛血清(FBS)后,与传统基础培养基相比,HPLM同样可以很好地支持细胞生长,维持细胞活性。大多数细胞系无需驯化适应即可直接从传统培养基过渡到HPLM。

  • 生理相关——由60多种极性代谢物和盐配制而成,与人体内的天然细胞环境类似
  • 文献支持——HPLM配方在大量已发表的研究工作中得到使用
  • 易于使用——添加FBS即可直接替代当前的培养基

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认识研发科学家

Headshot of Jason R. Cantor

 

人血浆类似培养基的研发者是Jason R. Cantor和David M. Sabatini。

在剑桥麻省理工学院,Whitehead研究所,David M. Sabatini实验室从事博士后研究工作之时,Jason开始着手研发人血浆类似培养基(HPLM),这是一款能够模拟人血浆成分的生理相关培养基,使研究人员能够在体外细胞培养中重现体内血浆环境。

Cantor和Sabatini在2017年初公布了他们使用HPLM的初步研究结果(Cell)。点击此处了解他们的研究工作, 生理相关培养基重启细胞代谢,并揭示尿酸是UMP合酶的内源性抑制剂

我们很荣幸能与Jason和David合作,将这项创新成果推向市场,并为HPLM能够给科学领域带来的巨大可能性 而感到激动。正如Jason所指出的,"生理培养基的发展,与其他致力于解决细胞建模能力的研究一样,在增进对生物学和药理学研究的理解上有着巨大潜力。"点击此处,阅读他于2019年发表的评述文章: 生理培养基的兴起

Jason和David是Whitehead研究所HPLM专利的发明人。


使用人血浆类似培养基的研究结果

HPLM重启细胞代谢

图片摘要: “其中最显著的是对嘧啶从头合成的抑制——这种抑制作用可追溯到尿酸,在人类血液中,尿酸浓度比小鼠和其他非灵长类动物高10倍。我们发现尿酸可直接抑制尿苷单磷酸合酶(UMPS),从而能够降低癌细胞对化疗药物5-氟尿嘧啶的敏感性。因此,模拟人血浆成分的培养基揭示了不可预见的代谢途径和调节,意味着HPLM将具有无限的潜能。”

经许可转载自:Cantor JR, Abu-Remaileh M, Kanarkek N et al.(2017)生理培养基重启细胞代谢,揭示了尿酸是UMP合酶的内源性抑制剂。Cell 169: 258–272.E17. doi:10.1016/j.cell.2017.03.023

HPLM促进T淋巴细胞活化

图像摘要: “人血浆成分不同于常规培养基,我们猜测这种差异可能会影响免疫细胞生理机能。我们发现,和常规淋巴细胞培养基(RPMI)相比,生理培养基(人血浆类似培养基;HPLM)在人类原代T细胞引发了截然不同的转录反应,此外,在抗原刺激下,增强了细胞的活化。我们发现,T细胞活化的这种培养基依赖性效与Ca2+有关,而HPLM中的Ca2+浓度比RPMI中的高出六倍。 因此,人血浆类似培养基对T细胞生物学有着显著的意义,进一步证明了培养基的成分可以影响实验结果,生理培养基有可能为免疫细胞研究带来一种极具价值的新方法。"

经许可转载自:Leney-Greene MA, Boddapati AK, Su HC et al.(2020)人血浆类似培养基促进T淋巴细胞活化。iScience 23:100759. doi: 10.1016/j.isci.2019.100759

人血浆类似培养基维持细胞形态

2-panel brightfield microscopic views of MCF7 cells growing in culture in DMEM and HPLM.

图1.Gibco HPLM支持MCF7细胞培养。MCF7乳腺癌细胞在DMEM中培养 (Cat.货号10566016) 或人血浆类似培养基 (HPLM, Cat.A4899101) 添加10% FBS (Cat.货号A3840101).

2-panel brightfield microscopic views of HeLa cells growing in culture in DMEM and HPLM.

图2.Gibco HPLM可用于培养HeLa细胞。HeLa人宫颈腺癌细胞在DMEM中培养 (Cat.货号11965092)或人血浆类似培养基(HPLM,类别货号A4899101) 添加10% FBS (Cat.货号A3840101).

2-panel brightfield microscopic views of LNCaP cells growing in culture in DMEM and HPLM.

图3.Gibco HPLM可用于培养LNCaP细胞。LNCaP人转移性前列腺癌细胞在RPMI 1640中培养 (左; Cat.货号61870036) 或 HPLM (右; Cat.货号A4899101)添加了10%的FBS (Cat.编号A3840101).

人血浆类似培养基可维持细胞生长

4-panel bar charts showing doubling times for 4 cell lines in DMEM and in HPLM.
图4.细胞在Gibco HPLM中连续培养的生长率和传统培养基具有可比性肿瘤细胞系A549、HeLa、MCF7和THP-1在添加了10%FBS (Cat.的DMEM(蓝色)或HPLM(红色)中生长货号A3840101) 5次传代在每次传代结束时进行细胞计数,用于计算每次传代的平均群体倍增时间。


人血浆类似培养基支持多种细胞的生长

表1.人血浆类似培养基成功培养了多种细胞。

测试的细胞类型细胞来源
宫颈癌细胞,贴壁宫颈腺癌
A549,贴壁肺癌
MCF-7,贴壁转移性乳腺癌
MDA-MB-231,贴壁转移性乳腺癌
LNCaP,贴壁转移性前列腺癌
HCT116,贴壁大肠癌
A375,贴壁恶性黑色素瘤
WM115,贴壁恶性黑色素瘤
U-2 OS,贴壁骨肉瘤
NK,原代,悬浮淋巴细胞,血液
THP-1,悬浮单核细胞白血病
Jurkat,悬浮T细胞白血病
PLB-985,悬浮骨髓性白血病
NOMO-1,悬浮单核细胞/单核细胞白血病
Sp2,悬浮小鼠B淋巴细胞

以下介绍了一些客户试用Gibco HPLM的案例

Headshot of Omar Torres-Quesada
“我们用HPLM培养基培养不同组织和不同突变背景的癌细胞系。总地来说,我们对HPLM是非常肯定的。HPLM培养基适用于所有测试的肿瘤细胞系。细胞可以轻松快速地适应HPLM,细胞活性和性能都不受影响然而,我们检测到了HPLM培养对细胞增殖、代谢和线粒体功能上的一些影响,这与常规经典培养基不同。根据我们在肿瘤细胞模型中使用HPLM的经验,我们认为它是获得更多生理学数据的最佳选择。

— Omar Torres Quesada,博士,奥地利因斯布鲁克大学博士后研究员

Headshot of Justin Rettenmaier
“免疫代谢研究是一个令人兴奋的领域,在开发新疗法方面具有巨大潜力。越来越清楚的是,免疫细胞激活后如何重启代谢取决于可获得的营养物质及数量。由于我们研究了原代人免疫细胞中的代谢物转运,我们发现,HPLM培养基对于以尽可能生理相关的方式来构建代谢通量模型是至关重要的。我们研究了HPLM在CD4辅助性T细胞中的应用,发现它可以支持细胞增殖,维持其效应功能。"

— Justin Rettenmaier,马萨诸塞州波士顿Jnana Therapeutics副主任

Headshot of Martin Fischer
"标准细胞培养基,包括Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM), 含有超出体内正常生理水平的营养物质,包括葡萄糖和谷氨酰胺。同时 ,尿酸水平较低。然而,养分有效性是mTOR调节最关键的因素, 培养条件极为重要。因此,我们使用 人血浆 类似培养基(HPLM)来研究生理营养条件下的mTORC1调节。 与mTOR和营养素感应途径的复杂联系一致,当U2OS细胞在HPLM而非DMEM中培养时,通过S6K的 Thr389磷酸化来检测mTORC1活性,发现其活性较低。在HPLM培养基中,无论进行什么处理,AKT和葡萄糖感应AMPK都会被激活。然而,最重要的是,我们发现 p53维持低mTORC1活性与HPLM培养条件相关,而与Nutlin-3a处理无关。总之,我们使用HPLM进行的研究揭示了 P53在mTORC1抑制中 具有营养依赖性。"

— Martin Fischer,德国莱布尼茨老龄研究所首席研究员

HPLM重启细胞代谢

图片摘要: “其中最显著的是对嘧啶从头合成的抑制——这种抑制作用可追溯到尿酸,在人类血液中,尿酸浓度比小鼠和其他非灵长类动物高10倍。我们发现尿酸可直接抑制尿苷单磷酸合酶(UMPS),从而能够降低癌细胞对化疗药物5-氟尿嘧啶的敏感性。因此,模拟人血浆成分的培养基揭示了不可预见的代谢途径和调节,意味着HPLM将具有无限的潜能。”

经许可转载自:Cantor JR, Abu-Remaileh M, Kanarkek N et al.(2017)生理培养基重启细胞代谢,揭示了尿酸是UMP合酶的内源性抑制剂。Cell 169: 258–272.E17. doi:10.1016/j.cell.2017.03.023

HPLM促进T淋巴细胞活化

图像摘要: “人血浆成分不同于常规培养基,我们猜测这种差异可能会影响免疫细胞生理机能。我们发现,和常规淋巴细胞培养基(RPMI)相比,生理培养基(人血浆类似培养基;HPLM)在人类原代T细胞引发了截然不同的转录反应,此外,在抗原刺激下,增强了细胞的活化。我们发现,T细胞活化的这种培养基依赖性效与Ca2+有关,而HPLM中的Ca2+浓度比RPMI中的高出六倍。 因此,人血浆类似培养基对T细胞生物学有着显著的意义,进一步证明了培养基的成分可以影响实验结果,生理培养基有可能为免疫细胞研究带来一种极具价值的新方法。"

经许可转载自:Leney-Greene MA, Boddapati AK, Su HC et al.(2020)人血浆类似培养基促进T淋巴细胞活化。iScience 23:100759. doi: 10.1016/j.isci.2019.100759

人血浆类似培养基维持细胞形态

2-panel brightfield microscopic views of MCF7 cells growing in culture in DMEM and HPLM.

图1.Gibco HPLM支持MCF7细胞培养。MCF7乳腺癌细胞在DMEM中培养 (Cat.货号10566016) 或人血浆类似培养基 (HPLM, Cat.A4899101) 添加10% FBS (Cat.货号A3840101).

2-panel brightfield microscopic views of HeLa cells growing in culture in DMEM and HPLM.

图2.Gibco HPLM可用于培养HeLa细胞。HeLa人宫颈腺癌细胞在DMEM中培养 (Cat.货号11965092)或人血浆类似培养基(HPLM,类别货号A4899101) 添加10% FBS (Cat.货号A3840101).

2-panel brightfield microscopic views of LNCaP cells growing in culture in DMEM and HPLM.

图3.Gibco HPLM可用于培养LNCaP细胞。LNCaP人转移性前列腺癌细胞在RPMI 1640中培养 (左; Cat.货号61870036) 或 HPLM (右; Cat.货号A4899101)添加了10%的FBS (Cat.编号A3840101).

人血浆类似培养基可维持细胞生长

4-panel bar charts showing doubling times for 4 cell lines in DMEM and in HPLM.
图4.细胞在Gibco HPLM中连续培养的生长率和传统培养基具有可比性肿瘤细胞系A549、HeLa、MCF7和THP-1在添加了10%FBS (Cat.的DMEM(蓝色)或HPLM(红色)中生长货号A3840101) 5次传代在每次传代结束时进行细胞计数,用于计算每次传代的平均群体倍增时间。


人血浆类似培养基支持多种细胞的生长

表1.人血浆类似培养基成功培养了多种细胞。

测试的细胞类型细胞来源
宫颈癌细胞,贴壁宫颈腺癌
A549,贴壁肺癌
MCF-7,贴壁转移性乳腺癌
MDA-MB-231,贴壁转移性乳腺癌
LNCaP,贴壁转移性前列腺癌
HCT116,贴壁大肠癌
A375,贴壁恶性黑色素瘤
WM115,贴壁恶性黑色素瘤
U-2 OS,贴壁骨肉瘤
NK,原代,悬浮淋巴细胞,血液
THP-1,悬浮单核细胞白血病
Jurkat,悬浮T细胞白血病
PLB-985,悬浮骨髓性白血病
NOMO-1,悬浮单核细胞/单核细胞白血病
Sp2,悬浮小鼠B淋巴细胞

以下介绍了一些客户试用Gibco HPLM的案例

Headshot of Omar Torres-Quesada
“我们用HPLM培养基培养不同组织和不同突变背景的癌细胞系。总地来说,我们对HPLM是非常肯定的。HPLM培养基适用于所有测试的肿瘤细胞系。细胞可以轻松快速地适应HPLM,细胞活性和性能都不受影响然而,我们检测到了HPLM培养对细胞增殖、代谢和线粒体功能上的一些影响,这与常规经典培养基不同。根据我们在肿瘤细胞模型中使用HPLM的经验,我们认为它是获得更多生理学数据的最佳选择。

— Omar Torres Quesada,博士,奥地利因斯布鲁克大学博士后研究员

Headshot of Justin Rettenmaier
“免疫代谢研究是一个令人兴奋的领域,在开发新疗法方面具有巨大潜力。越来越清楚的是,免疫细胞激活后如何重启代谢取决于可获得的营养物质及数量。由于我们研究了原代人免疫细胞中的代谢物转运,我们发现,HPLM培养基对于以尽可能生理相关的方式来构建代谢通量模型是至关重要的。我们研究了HPLM在CD4辅助性T细胞中的应用,发现它可以支持细胞增殖,维持其效应功能。"

— Justin Rettenmaier,马萨诸塞州波士顿Jnana Therapeutics副主任

Headshot of Martin Fischer
"标准细胞培养基,包括Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM), 含有超出体内正常生理水平的营养物质,包括葡萄糖和谷氨酰胺。同时 ,尿酸水平较低。然而,养分有效性是mTOR调节最关键的因素, 培养条件极为重要。因此,我们使用 人血浆 类似培养基(HPLM)来研究生理营养条件下的mTORC1调节。 与mTOR和营养素感应途径的复杂联系一致,当U2OS细胞在HPLM而非DMEM中培养时,通过S6K的 Thr389磷酸化来检测mTORC1活性,发现其活性较低。在HPLM培养基中,无论进行什么处理,AKT和葡萄糖感应AMPK都会被激活。然而,最重要的是,我们发现 p53维持低mTORC1活性与HPLM培养条件相关,而与Nutlin-3a处理无关。总之,我们使用HPLM进行的研究揭示了 P53在mTORC1抑制中 具有营养依赖性。"

— Martin Fischer,德国莱布尼茨老龄研究所首席研究员

人血浆类似培养基最新发表文献

人血浆类似培养基促进T淋巴细胞活化
Leney-Greene MA、Boddapati AK、Su HC、Cantor JR、Lenardo MJ。iScience。2020;23(1):100759。

  • 研究领域: 免疫学 
  • 细胞系: 外周血单个核细胞(PBMC)、T淋巴细胞
  • 目的: 检测HPLM和RPMI对T淋巴细胞活化的影响
  • 研究结果: “我们的数据证明,常规用于T淋巴细胞体外培养和检测的条件可能并不适合代谢研究,我们还发现了一种细胞外成分(钙),它在常规培养中经常会被研究人员考虑到。此外,我们的方法也进一步证明了HPLM有助于提高体外细胞培养建模能力。”
     

MTHFD2是控制效应T细胞和调节性T细胞命运和功能的代谢检查点
Sugiura A、Andrejeva G、Voss K、Heintzman DR、Beler KL、Wolf MM、Greenwood D、Ye X、Shahi SK、Freedman SN、Cameron AM、Foerch P、Bourne T、Xu X、Garcia Canaveras JC、Mangalam AK、Rabinowitz JD、Rathmell JC。bioRxiv。2021年2月3日。

  • 研究领域: 免疫学
  • 细胞系:原代人T细胞
  • 研究目的:了解T细胞活化增殖及产生炎症细胞因子的代谢机制。
  • 研究结果:“……这些数据表明MTHFD2[亚甲基四氢叶酸脱氢酶-2]是Th17和Treg细胞中的代谢检查点,有潜力成为抗炎免疫治疗的新靶点。”

生理培养基重启细胞代谢,并揭示尿酸是UMP合酶的内源性抑制剂
Cantor JR、Abu-Remaileh M、Kanarek N、Freinkman E、Gao X、Louissaint Jr A、Lewis CA、Sabatini DM。Cell.2017 Apr 6;169(2):258-272.

  • 研究领域:癌症代谢
  • 细胞系:K562、KMS12BM、NOMO1、P12 Ichikawa、SEM、SUDHL4、786-0、A549、MCF7、SW620、BJ、CLF-PED-015T、原发性急性髓系白血病细胞
  • 目的:研究生理培养基对肿瘤细胞系培养的影响,这款生理培养基由氨基酸、盐和其他培养基中不常见的代谢物配制而成,旨在模拟人血浆成分。
  • 研究结果:与传统培养基相比,在HPLM中培养显著改变了细胞代谢。其最显著的作用之一是抑制嘧啶从头合成,我们追溯到尿酸——一种代谢产物,其血浆浓度在高等灵长类动物中比其他哺乳动物高一个数量级……我们发现尿酸可直接抑制UMP合成酶(UMPS),从而可以降低癌细胞对化疗药物5-氟尿嘧啶的敏感性。”

利用生理条件下的CRISPR筛选发现人细胞中的条件性必需基因
Rossiter NJ, Huggler KS, Adelmann CH, Keys HR, Soens RW, Sabatini DM, Cantor JR.Cell Metab.2021;S1550-4131(21)00061-9.

  • 研究类型:肿瘤生物学
  • 细胞系:K562、MOLM-13、SUDHL4和NOMO1
  • 目的: 探究传统培养基及HPLM人血浆类似培养基成分对人肿瘤细胞中基因必需性的影响
  • 研究结果:“为了研究培养基成分如何影响基因必需性,我们对在传统培养基和人血浆类似培养基(HPLM)中培养的人癌症细胞系进行了CRISPR筛选。依赖于培养基的条件必需基因簇跨多个细胞过程,并随自然细胞内在多样性以及培养基基础成分和血清成分的组合而变化。我们的研究成果揭示了培养基成分对人细胞中基因必需性的深远影响,并提出了在HPLM中使用遗传筛选发现新的癌症易感基因和基因-营养物相互作用的一般策略。
     

PSAT1的系特异性沉默可诱导管腔乳腺肿瘤中的丝氨酸缺陷和对膳食丝氨酸缺乏的敏感性
Choi BH, Conger KO, Selfors LM, Coloff JL. bioRxiv 2020.06.19.161844.

  • 研究领域:癌症治疗,基因表达代谢
  • 细胞系和培养条件:人管腔型乳腺和基底样乳腺癌:
    • HCC1 806、MCF7、MCF7-EMPTY、MCF7-PSAT1
    • 根据已发表的配方(Cantor et al., 2017),细胞在添加了5%透析胎牛血清的人血浆类似培养基中培养。至少两天换一次液。
  • 目的:识别代谢基因表达的差异,这些差异可能限制通路冗余并造成治疗漏洞
  • 研究结果:我们对乳腺癌谱系依赖性基因表达的研究揭示了丝氨酸代谢的新漏洞,特别是在管腔型乳腺肿瘤中。PSAT1的谱系特异性抑制可在管腔型乳腺癌细胞中诱导丝氨酸缺陷,并使其对丝氨酸饥饿敏感。这些发现表明,谱系依赖性基因10的表达足以限制通路冗余,并产生可用于靶向特定肿瘤亚型的治疗漏洞。”
     

抑制脯氨酸生物合成和脂肪生成可协同抑制肿瘤生长
Liu M、Wang Y、Yang C、Ruan Y、Bai C、Chu Q、Cui Y、Chen C、Ying G、Li B。J Exp Med。2020 Mar 2;217(3):e20191226.

  • 研究领域:癌症代谢
  • 细胞系: HeLa、MDA-MB-231、MCF-7、A549、HepG2、8133、SKOV3和小鼠4T1细胞
  • 目的:
    • 建立电子平衡模型,揭示缺氧条件下代谢重编程的化学机制
    • 使用HPLM测试生理(5%)、缺氧(0.5%)和正常氧气(20%)浓度下的细胞代谢
  • 研究结果:“我们的模型提出了一种有前景的靶点组合,用于控制缺氧条件下的肿瘤生长。此外,基于我们的理念,通过阻断电子转移,可以进一步强化这种处理。因此,当前研究中开发的电子平衡模型将有助于我们更好地了解癌症代谢及未来的治疗应用。”
     

体外代谢环境的系统性改变与肿瘤细胞表型紧密相关
Kochanowski K、Sander T、Link H、Chang J、Altschuler SJ、Wu LF。Cell Reports.2021 Jan 19;34,108647.

  • 研究领域:癌症代谢
  • 细胞系:PC9、A375、A549、SKBR3、HEK293T
  • 目的:检验代谢环境对抗癌药物反应、细胞迁移和乳酸积累的影响。
  • 研究结果:“……在不同的代谢环境中,环境对药物治疗存活率影响明显,对细胞迁移的影响较弱,对乳酸积累没有影响……[这]由细胞维持高糖摄取率的能力决定。”

线粒体产生的NADP(H)是脯氨酸合成的关键
Tran DH, Kesavan R, Rion H, Soflaee MH, Solmonson A, Bezwada D, Vu HS, Cai F, Phillips JA, DeBerardinis RJ, Hoxhaj G. Nat Metab.2021 Apr;3(4):571-585.

  • 研究领域:细胞代谢
  • 细胞系:HEK293E、HeLa、K562
  • 目的:发现挽救NADK2缺陷细胞的氨基酸。
  • 研究结果:“我们发现线粒体 NADPH 和 NADK2 活性对 pyrroline-5-carboxylate 代谢物中间体的生成极为重要,这是脯氨酸生物合成途径中的限速步骤。值得注意的是,NADK2缺失后,需要脯氨酸来维持核苷酸和蛋白合成,这使得脯氨酸对NADK2缺陷细胞的生长和增殖至关重要。因此,我们关注哺乳动物细胞中的脯氨酸缺陷,并发现线粒体NADPH对脯氨酸生物合成至关重要。”

人血浆类似培养基促进T淋巴细胞活化
Leney-Greene MA、Boddapati AK、Su HC、Cantor JR、Lenardo MJ。iScience。2020;23(1):100759。

  • 研究领域: 免疫学 
  • 细胞系: 外周血单个核细胞(PBMC)、T淋巴细胞
  • 目的: 检测HPLM和RPMI对T淋巴细胞活化的影响
  • 研究结果: “我们的数据证明,常规用于T淋巴细胞体外培养和检测的条件可能并不适合代谢研究,我们还发现了一种细胞外成分(钙),它在常规培养中经常会被研究人员考虑到。此外,我们的方法也进一步证明了HPLM有助于提高体外细胞培养建模能力。”
     

MTHFD2是控制效应T细胞和调节性T细胞命运和功能的代谢检查点
Sugiura A、Andrejeva G、Voss K、Heintzman DR、Beler KL、Wolf MM、Greenwood D、Ye X、Shahi SK、Freedman SN、Cameron AM、Foerch P、Bourne T、Xu X、Garcia Canaveras JC、Mangalam AK、Rabinowitz JD、Rathmell JC。bioRxiv。2021年2月3日。

  • 研究领域: 免疫学
  • 细胞系:原代人T细胞
  • 研究目的:了解T细胞活化增殖及产生炎症细胞因子的代谢机制。
  • 研究结果:“……这些数据表明MTHFD2[亚甲基四氢叶酸脱氢酶-2]是Th17和Treg细胞中的代谢检查点,有潜力成为抗炎免疫治疗的新靶点。”

生理培养基重启细胞代谢,并揭示尿酸是UMP合酶的内源性抑制剂
Cantor JR、Abu-Remaileh M、Kanarek N、Freinkman E、Gao X、Louissaint Jr A、Lewis CA、Sabatini DM。Cell.2017 Apr 6;169(2):258-272.

  • 研究领域:癌症代谢
  • 细胞系:K562、KMS12BM、NOMO1、P12 Ichikawa、SEM、SUDHL4、786-0、A549、MCF7、SW620、BJ、CLF-PED-015T、原发性急性髓系白血病细胞
  • 目的:研究生理培养基对肿瘤细胞系培养的影响,这款生理培养基由氨基酸、盐和其他培养基中不常见的代谢物配制而成,旨在模拟人血浆成分。
  • 研究结果:与传统培养基相比,在HPLM中培养显著改变了细胞代谢。其最显著的作用之一是抑制嘧啶从头合成,我们追溯到尿酸——一种代谢产物,其血浆浓度在高等灵长类动物中比其他哺乳动物高一个数量级……我们发现尿酸可直接抑制UMP合成酶(UMPS),从而可以降低癌细胞对化疗药物5-氟尿嘧啶的敏感性。”

利用生理条件下的CRISPR筛选发现人细胞中的条件性必需基因
Rossiter NJ, Huggler KS, Adelmann CH, Keys HR, Soens RW, Sabatini DM, Cantor JR.Cell Metab.2021;S1550-4131(21)00061-9.

  • 研究类型:肿瘤生物学
  • 细胞系:K562、MOLM-13、SUDHL4和NOMO1
  • 目的: 探究传统培养基及HPLM人血浆类似培养基成分对人肿瘤细胞中基因必需性的影响
  • 研究结果:“为了研究培养基成分如何影响基因必需性,我们对在传统培养基和人血浆类似培养基(HPLM)中培养的人癌症细胞系进行了CRISPR筛选。依赖于培养基的条件必需基因簇跨多个细胞过程,并随自然细胞内在多样性以及培养基基础成分和血清成分的组合而变化。我们的研究成果揭示了培养基成分对人细胞中基因必需性的深远影响,并提出了在HPLM中使用遗传筛选发现新的癌症易感基因和基因-营养物相互作用的一般策略。
     

PSAT1的系特异性沉默可诱导管腔乳腺肿瘤中的丝氨酸缺陷和对膳食丝氨酸缺乏的敏感性
Choi BH, Conger KO, Selfors LM, Coloff JL. bioRxiv 2020.06.19.161844.

  • 研究领域:癌症治疗,基因表达代谢
  • 细胞系和培养条件:人管腔型乳腺和基底样乳腺癌:
    • HCC1 806、MCF7、MCF7-EMPTY、MCF7-PSAT1
    • 根据已发表的配方(Cantor et al., 2017),细胞在添加了5%透析胎牛血清的人血浆类似培养基中培养。至少两天换一次液。
  • 目的:识别代谢基因表达的差异,这些差异可能限制通路冗余并造成治疗漏洞
  • 研究结果:我们对乳腺癌谱系依赖性基因表达的研究揭示了丝氨酸代谢的新漏洞,特别是在管腔型乳腺肿瘤中。PSAT1的谱系特异性抑制可在管腔型乳腺癌细胞中诱导丝氨酸缺陷,并使其对丝氨酸饥饿敏感。这些发现表明,谱系依赖性基因10的表达足以限制通路冗余,并产生可用于靶向特定肿瘤亚型的治疗漏洞。”
     

抑制脯氨酸生物合成和脂肪生成可协同抑制肿瘤生长
Liu M、Wang Y、Yang C、Ruan Y、Bai C、Chu Q、Cui Y、Chen C、Ying G、Li B。J Exp Med。2020 Mar 2;217(3):e20191226.

  • 研究领域:癌症代谢
  • 细胞系: HeLa、MDA-MB-231、MCF-7、A549、HepG2、8133、SKOV3和小鼠4T1细胞
  • 目的:
    • 建立电子平衡模型,揭示缺氧条件下代谢重编程的化学机制
    • 使用HPLM测试生理(5%)、缺氧(0.5%)和正常氧气(20%)浓度下的细胞代谢
  • 研究结果:“我们的模型提出了一种有前景的靶点组合,用于控制缺氧条件下的肿瘤生长。此外,基于我们的理念,通过阻断电子转移,可以进一步强化这种处理。因此,当前研究中开发的电子平衡模型将有助于我们更好地了解癌症代谢及未来的治疗应用。”
     

体外代谢环境的系统性改变与肿瘤细胞表型紧密相关
Kochanowski K、Sander T、Link H、Chang J、Altschuler SJ、Wu LF。Cell Reports.2021 Jan 19;34,108647.

  • 研究领域:癌症代谢
  • 细胞系:PC9、A375、A549、SKBR3、HEK293T
  • 目的:检验代谢环境对抗癌药物反应、细胞迁移和乳酸积累的影响。
  • 研究结果:“……在不同的代谢环境中,环境对药物治疗存活率影响明显,对细胞迁移的影响较弱,对乳酸积累没有影响……[这]由细胞维持高糖摄取率的能力决定。”

线粒体产生的NADP(H)是脯氨酸合成的关键
Tran DH, Kesavan R, Rion H, Soflaee MH, Solmonson A, Bezwada D, Vu HS, Cai F, Phillips JA, DeBerardinis RJ, Hoxhaj G. Nat Metab.2021 Apr;3(4):571-585.

  • 研究领域:细胞代谢
  • 细胞系:HEK293E、HeLa、K562
  • 目的:发现挽救NADK2缺陷细胞的氨基酸。
  • 研究结果:“我们发现线粒体 NADPH 和 NADK2 活性对 pyrroline-5-carboxylate 代谢物中间体的生成极为重要,这是脯氨酸生物合成途径中的限速步骤。值得注意的是,NADK2缺失后,需要脯氨酸来维持核苷酸和蛋白合成,这使得脯氨酸对NADK2缺陷细胞的生长和增殖至关重要。因此,我们关注哺乳动物细胞中的脯氨酸缺陷,并发现线粒体NADPH对脯氨酸生物合成至关重要。”

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2-羟基丁酸(可通过阿法埃莎订购)阿法埃莎(Alfa Aesar)A18636-03
Fetal Bovine Serum, dialyzed, US origin26400044
6孔板,TC表面,1件/包140675
96孔板,TC表面,1件/包167008
150mm EasYDish,TC表面,10件/包150468
DPBS,无钙,无镁14190144
TrypLE Express 酶(1X),无酚红12604013
Trypsin-EDTA,0.05%,酚红25300054
台盼蓝溶液,0.4%15250061
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