自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）作為人體固有免疫系統(tǒng)的核心組成部分，具有不依賴抗原預(yù)先致敏即可直接殺傷腫瘤細(xì)胞和病毒感染細(xì)胞的獨(dú)特能力，在腫瘤免疫治療、抗病毒免疫等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。而NK細(xì)胞的體外培養(yǎng)質(zhì)量，直接決定了其臨床應(yīng)用的有效性，其中培養(yǎng)基作為NK細(xì)胞生長增殖的“土壤”，其成分組成對(duì)細(xì)胞活性具有至關(guān)重要的影響。深入探索NK細(xì)胞培養(yǎng)基的關(guān)鍵成分及其作用機(jī)制，是優(yōu)化NK細(xì)胞體外培養(yǎng)體系、提升細(xì)胞治療效果的核心環(huán)節(jié)。
NK細(xì)胞培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成分主要包括基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)、血清或血清替代物、細(xì)胞因子以及其他功能性添加物，這些成分協(xié)同作用，為NK細(xì)胞的生長、增殖和功能維持提供必要條件。基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)是培養(yǎng)基的“骨架”，主要由碳水化合物、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)構(gòu)成。葡萄糖作為主要的碳水化合物，是NK細(xì)胞能量代謝的核心來源，通過糖酵解和三羧酸循環(huán)為細(xì)胞分裂增殖提供ATP。研究表明，當(dāng)培養(yǎng)基中葡萄糖濃度維持在5.5-10mmol/L時(shí)，NK細(xì)胞的增殖速率和活性可保持在較高水平；若濃度過低，細(xì)胞會(huì)因能量供應(yīng)不足進(jìn)入休眠狀態(tài)，活性顯著下降；而濃度過高則可能引發(fā)滲透壓失衡，導(dǎo)致細(xì)胞腫脹甚至死亡。氨基酸作為蛋白質(zhì)合成的原料，其中必需氨基酸如亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸等的含量的多少，直接影響NK細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成效率，進(jìn)而影響細(xì)胞的增殖周期和殺傷相關(guān)蛋白（如穿孔素、顆粒酶）的表達(dá)。此外，維生素（如維生素C、維生素E）和礦物質(zhì)（如鋅、硒）作為細(xì)胞代謝過程中的輔酶或輔助因子，可參與調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡，減少活性氧對(duì)NK細(xì)胞的損傷，維持細(xì)胞的正常生理功能。
血清或血清替代物是NK細(xì)胞培養(yǎng)基中調(diào)節(jié)細(xì)胞生長微環(huán)境的關(guān)鍵成分。傳統(tǒng)培養(yǎng)基常使用胎牛血清（FBS），其含有豐富的生長因子、激素、黏附因子等生物活性物質(zhì)，可促進(jìn)NK細(xì)胞的貼壁生長和增殖。然而，胎牛血清存在批次差異大、潛在病毒污染風(fēng)險(xiǎn)（如牛病毒性腹瀉病毒）以及倫理爭議等問題，限制了其在臨床級(jí)NK細(xì)胞培養(yǎng)中的應(yīng)用。近年來，無血清培養(yǎng)基成為研究熱點(diǎn)，其通過添加重組人白蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白、胰島素等成分替代血清的功能，不僅能避免血清相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，還能實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)條件的標(biāo)準(zhǔn)化。例如，重組人胰島素可通過激活胰島素受體信號(hào)通路，促進(jìn)NK細(xì)胞對(duì)葡萄糖和氨基酸的攝取，加速細(xì)胞增殖；轉(zhuǎn)鐵蛋白則能結(jié)合培養(yǎng)基中的鐵離子，為細(xì)胞呼吸鏈中的酶促反應(yīng)提供必要的鐵元素，維持細(xì)胞的呼吸功能和活性。
細(xì)胞因子是調(diào)控NK細(xì)胞活性的核心信號(hào)分子，不同細(xì)胞因子組合對(duì)NK細(xì)胞的增殖、活化和殺傷功能具有顯著影響。interleukin-2（IL-2）是較早用于NK細(xì)胞培養(yǎng)的細(xì)胞因子之一，它可通過結(jié)合NK細(xì)胞表面的IL-2受體，激活JAK-STAT信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞增殖并維持細(xì)胞的存活。但單獨(dú)使用IL-2培養(yǎng)的NK細(xì)胞，其殺傷活性相對(duì)有限，且易誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生，影響免疫治療效果。interleukin-15（IL-15）在NK細(xì)胞培養(yǎng)中展現(xiàn)出更優(yōu)的性能，它不僅能促進(jìn)NK細(xì)胞的增殖，還能顯著增強(qiáng)細(xì)胞的殺傷活性和體外存活時(shí)間。研究發(fā)現(xiàn)，IL-15可誘導(dǎo)NK細(xì)胞表達(dá)更多的殺傷相關(guān)受體（如NKG2D、NKp46），并增加穿孔素和顆粒酶的分泌量，從而提升對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷效率。此外，interleukin-12（IL-12）、interleukin-18（IL-18）等細(xì)胞因子常與IL-2或IL-15聯(lián)合使用，形成“細(xì)胞因子雞尾酒”，進(jìn)一步增強(qiáng)NK細(xì)胞的活化狀態(tài)和細(xì)胞毒性。例如，IL-12可激活NK細(xì)胞產(chǎn)生γ-干擾素（IFN-γ），IFN-γ不僅能直接抑制腫瘤細(xì)胞生長，還能招募其他免疫細(xì)胞（如樹突狀細(xì)胞、T細(xì)胞）形成免疫協(xié)同效應(yīng)，提升整體免疫治療效果。
除上述主要成分外，培養(yǎng)基中的其他添加物也對(duì)NK細(xì)胞活性具有重要調(diào)節(jié)作用。抗生素（如青霉素、鏈霉素）的添加可預(yù)防細(xì)菌污染，保證培養(yǎng)體系的無菌環(huán)境，但高濃度抗生素可能對(duì)NK細(xì)胞產(chǎn)生毒性，抑制細(xì)胞增殖，因此需嚴(yán)格控制其使用濃度。緩沖劑（如HEPES、碳酸氫鈉）可維持培養(yǎng)基pH值穩(wěn)定在7.2-7.4的適宜范圍，避免pH值波動(dòng)對(duì)細(xì)胞酶活性和膜電位的影響。此外，一些研究還發(fā)現(xiàn)，添加特定的中藥提取物（如黃芪多糖）或小分子化合物（如褪黑素），可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平或信號(hào)通路，進(jìn)一步提升NK細(xì)胞的增殖能力和殺傷活性，為培養(yǎng)基優(yōu)化提供了新的方向。
NK細(xì)胞培養(yǎng)基的成分組成是影響細(xì)胞活性的關(guān)鍵因素，基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)為細(xì)胞提供能量和原料，血清或血清替代物調(diào)節(jié)生長微環(huán)境，細(xì)胞因子調(diào)控細(xì)胞增殖和功能活化，其他添加物則保障培養(yǎng)體系的穩(wěn)定和無菌。隨著細(xì)胞治療技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)NK細(xì)胞培養(yǎng)基的要求將更加嚴(yán)格，未來研究需進(jìn)一步優(yōu)化成分組合，開發(fā)無血清、無動(dòng)物源成分的標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)基，同時(shí)深入探索成分間的協(xié)同作用機(jī)制，為高效制備高質(zhì)量的臨床級(jí)NK細(xì)胞提供技術(shù)支撐，推動(dòng)NK細(xì)胞免疫治療在臨床上的廣泛應(yīng)用。
更新時(shí)間：2025-09-17
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