自然殺傷細胞（NK細胞）作為人體固有免疫系統(tǒng)的核心組成部分，具有不依賴抗原預先致敏即可直接殺傷腫瘤細胞和病毒感染細胞的獨特能力，在腫瘤免疫治療、抗病毒免疫等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。而NK細胞的體外培養(yǎng)質(zhì)量，直接決定了其臨床應用的有效性，其中培養(yǎng)基作為NK細胞生長增殖的“土壤”，其成分組成對細胞活性具有至關(guān)重要的影響。深入探索NK細胞培養(yǎng)基的關(guān)鍵成分及其作用機制，是優(yōu)化NK細胞體外培養(yǎng)體系、提升細胞治療效果的核心環(huán)節(jié)。
NK細胞培養(yǎng)基的基礎成分主要包括基礎營養(yǎng)物質(zhì)、血清或血清替代物、細胞因子以及其他功能性添加物，這些成分協(xié)同作用，為NK細胞的生長、增殖和功能維持提供必要條件?；A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細胞能量代謝的核心來源，通過糖酵解和三羧酸循環(huán)為細胞分裂增殖提供ATP。研究表明，當培養(yǎng)基中葡萄糖濃度維持在5.5-10mmol/L時，NK細胞的增殖速率和活性可保持在較高水平；若濃度過低，細胞會因能量供應不足進入休眠狀態(tài)，活性顯著下降；而濃度過高則可能引發(fā)滲透壓失衡，導致細胞腫脹甚至死亡。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細胞的蛋白質(zhì)合成效率，進而影響細胞的增殖周期和殺傷相關(guān)蛋白（如穿孔素、顆粒酶）的表達。此外，維生素（如維生素C、維生素E）和礦物質(zhì)（如鋅、硒）作為細胞代謝過程中的輔酶或輔助因子，可參與調(diào)節(jié)細胞內(nèi)氧化還原平衡，減少活性氧對NK細胞的損傷，維持細胞的正常生理功能。
血清或血清替代物是NK細胞培養(yǎng)基中調(diào)節(jié)細胞生長微環(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NK細胞的貼壁生長和增殖。然而，胎牛血清存在批次差異大、潛在病毒污染風險（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NK細胞培養(yǎng)中的應用。近年來，無血清培養(yǎng)基成為研究熱點，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)風險，還能實現(xiàn)培養(yǎng)條件的標準化。例如，重組人胰島素可通過激活胰島素受體信號通路，促進NK細胞對葡萄糖和氨基酸的攝取，加速細胞增殖；轉(zhuǎn)鐵蛋白則能結(jié)合培養(yǎng)基中的鐵離子，為細胞呼吸鏈中的酶促反應提供必要的鐵元素，維持細胞的呼吸功能和活性。
細胞因子是調(diào)控NK細胞活性的核心信號分子，不同細胞因子組合對NK細胞的增殖、活化和殺傷功能具有顯著影響。interleukin-2（IL-2）是較早用于NK細胞培養(yǎng)的細胞因子之一，它可通過結(jié)合NK細胞表面的IL-2受體，激活JAK-STAT信號通路，促進細胞增殖并維持細胞的存活。但單獨使用IL-2培養(yǎng)的NK細胞，其殺傷活性相對有限，且易誘導調(diào)節(jié)性T細胞的產(chǎn)生，影響免疫治療效果。interleukin-15（IL-15）在NK細胞培養(yǎng)中展現(xiàn)出更優(yōu)的性能，它不僅能促進NK細胞的增殖，還能顯著增強細胞的殺傷活性和體外存活時間。研究發(fā)現(xiàn)，IL-15可誘導NK細胞表達更多的殺傷相關(guān)受體（如NKG2D、NKp46），并增加穿孔素和顆粒酶的分泌量，從而提升對腫瘤細胞的殺傷效率。此外，interleukin-12（IL-12）、interleukin-18（IL-18）等細胞因子常與IL-2或IL-15聯(lián)合使用，形成“細胞因子雞尾酒”，進一步增強NK細胞的活化狀態(tài)和細胞毒性。例如，IL-12可激活NK細胞產(chǎn)生γ-干擾素（IFN-γ），IFN-γ不僅能直接抑制腫瘤細胞生長，還能招募其他免疫細胞（如樹突狀細胞、T細胞）形成免疫協(xié)同效應，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NK細胞活性具有重要調(diào)節(jié)作用。抗生素（如青霉素、鏈霉素）的添加可預防細菌污染，保證培養(yǎng)體系的無菌環(huán)境，但高濃度抗生素可能對NK細胞產(chǎn)生毒性，抑制細胞增殖，因此需嚴格控制其使用濃度。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值波動對細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)細胞內(nèi)氧化應激水平或信號通路，進一步提升NK細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細胞培養(yǎng)基的成分組成是影響細胞活性的關(guān)鍵因素，基礎營養(yǎng)物質(zhì)為細胞提供能量和原料，血清或血清替代物調(diào)節(jié)生長微環(huán)境，細胞因子調(diào)控細胞增殖和功能活化，其他添加物則保障培養(yǎng)體系的穩(wěn)定和無菌。隨著細胞治療技術(shù)的不斷發(fā)展，對NK細胞培養(yǎng)基的要求將更加嚴格，未來研究需進一步優(yōu)化成分組合，開發(fā)無血清、無動物源成分的標準化培養(yǎng)基，同時深入探索成分間的協(xié)同作用機制，為高效制備高質(zhì)量的臨床級NK細胞提供技術(shù)支撐，推動NK細胞免疫治療在臨床上的廣泛應用。
更新時間：2025-09-17
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