细胞和组织在体外能够成功生长，有赖于培养方法的优化，一般是试图模拟体内的生理条件。该技术的一个关键因素是培养基的选择。培养基中通常需添加动物血清。血清是由诸多成分组成的高度复杂的混合物，这些成分包括生长因子、激素、微量元素以及粘附和伸展因子等，它们发挥着多种生物学活性。

血清中白蛋白的含量高，这有助于细胞状态的维持，作用机制包括防止pH值波动、抑制蛋白酶活性和保护细胞免受剪切力的伤害等[1,2]。尽管血清可以很好地维持细胞和组织的生长，但其作为培养基添加物具有明显的缺点，如成本较高、货源减少、实验变异性大、可能影响下游操作和存在潜在的污染源和不利因素等。此外，人们对动物保护意识的提高也限制了血清的使用[2, 3]。

血清在细胞培养应用中的这些缺点使得近些年在科学研究和工业生产领域，人们对无血清培养基的需求日益增大[3]。除了能够克服血清的缺点，无血清培养基还具有两个突出的优点，即可针对特定的细胞类型配制专用的培养基，以及可精确地控制细胞的增殖和分化过程[2]。

基础的无血清培养基虽然营养丰富、可足量提供细胞所必须的营养成分，但通常还需要进一步添加特定的组分，如生长因子、脂肪酸、维生素和微量元素等。多年的实践表明，对于大多数细胞的无血清培养基，在基础培养基(多为DMEM/F12)中必须额外添加ITS(胰岛素-转铁蛋白-硒)[4]。而对于某些细胞，在培养基中还必须要添加乙醇胺[5]。

为什么选择ITSE?

选择ITSE添加物而非通常所用的ITS的优势在于：用户自己往往意识不到他们培养的细胞需要乙醇胺才能达到最佳的生长状态，使用ITSE添加物可保证所有类型的细胞均能得到充足的营养供应。

胰岛素 (Insulin)

可促进细胞生长，调节细胞对葡萄糖、氨基酸和脂类的摄取和利用。胰岛素也具有抵抗细胞凋亡的作用。在哺乳动物细胞的无血清培养时，重组胰岛素的添加浓度远高于其生理浓度，这样胰岛素除能与胰岛素受体(Insulin Receptor, IR)结合，发挥代谢调节和抗凋亡作用外，还可通过激活胰岛素样生长因子(IGF-I)的受体，发挥促有丝分裂和抗凋亡作用，产生生长因子效应[6]。

转铁蛋白 (Transferrin)

是血清中富含的一种糖蛋白，能与三价铁离子可逆性结合。其在铁离子的转运和代谢中发挥着至关重要的作用，同时也是一种重要的胞外抗氧化剂。因此，转铁蛋白是无血清培养基必不可少的添加物。转铁蛋白最初是从血清中分离出来的，然而由于批间差大和安全性差等问题，重组的转铁蛋白被越来越广泛地应用。从各种表达系统，包括植物中获得的重组转铁蛋白均具有相似的活性[7]。

硒 (Selenium)

是一种微量元素，它是谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶和其他抗氧化物酶的关键组分。硒已被确认是无血清培养基的必须添加物[8]。

乙醇胺 (Ethanolamine)

是一种有机化合物，它既是伯胺也是伯醇，可作为磷脂合成的前体。乙醇胺在杂交瘤细胞的增殖中发挥着重要的作用，因而经常添加到杂交瘤细胞的无血培养基中。乙醇胺也用于其它类型细胞的无血清培养[5, 9]。

参考文献：

1. Brunner, D., Frank, J., Appl, H., et al. (2010). Serum-free cell culture: the serum-free media interactive online database. Altex, 27(1),
53.

2. Freshney, R. I. (2005). Serum‐Free Media. Chapter 10 in: Culture of animal cells, John Wiley & Sons. pp, 129-143.

3. Butler, M. (2013). Serum-free media: standardizing cell culture system. Pharmaceutical Bioprocessing, 1(4), 315-318.

4. Gstraunthaler, G. (2003). Alternatives to the use of fetal bovine serum: serum-free cell culture. Altex, 20(4), 275-281.

5. Murakami, H., Masui, H., Sato, G. H., et al. (1982). Growth of hybridoma cells in serum-free medium: ethanolamine is an essential
component. Proceedings of the National Academy of Sciences, 79(4), 1158-1162.

6. Kim, J. J., & Accili, D. (2002). Signalling through IGF-I and insulin receptors: where is the specificity?. Growth Hormone & IGF
Research, 12(2), 84-90.

7. Brandsma, M. E., Jevnikar, A. M., & Ma, S. (2011). Recombinant human transferrin: beyond iron binding and transport. Biotechnology advances, 29(2), 230-238.

8. Saito, Y., Yoshida, Y., Akazawa, T., Takahashi, K., & Niki, E. (2003). Cell death caused by selenium deficiency and protective effect of
antioxidants. Journal of Biological Chemistry, 278(41), 39428-39434.

9. Tsao, M. C., Walthall, B. J., & Ham, R. G. (1982). Clonal growth of normal human epidermal keratinocytes in a defined medium.
Journal of cellular physiology, 110(2), 219-229.