محیط کشت DMEM Low Glucose

محیط کشت DMEM Low Glucose بهترین محیط برای اغلب فنوتیپ‌های سلول‌های چسبنده بین محیط‌های تعریف شده برای کشت سلول و بافت می‌باشد که بوسیله هری ایگل برای نخستین بار پیشنهاد شد. DMEM محیط کشت پایه برای رشد تعداد زیادی از سلول‌ها مثل فیبروبلاست اولیه, سلول‌های عصبی, گلیال, عضلانی و سلول‌های سرطانی می‌باشد. این محیط کشت همان محیط کشت پایه MEM است که از مجموعه‌ای از اسیدهای آمینه، ویتامین ها، نمک‌های معدنی، گلوکز و سرم در نقش منبع رشد و هورمون‌ها به وجود آمده است. غلظت گلوکز در محیط‌های کشت از 5.5 میکرومولار تا 25 میکرومولار قابل تغییر می‌باشد.

محیط کشت DMEM Low Glucose

DMEM Low Glucose یا محیط کشت Dulbecco’s Modified Eagle Medium با گلوکز پایین، یک نوع محیط کشت سلولی است که به طور گسترده در آزمایشگاه‌های زیست‌شناسی سلولی و مولکولی استفاده می‌شود. این محیط، حاوی ترکیبات ضروری برای رشد و تکثیر بسیاری از انواع سلول‌های یوکاریوتی، به ویژه سلول‌های پستانداران است. DMEM Low Glucose یک محیط کشت سلولی پرکاربرد است که به دلیل غلظت گلوکز پایین‌تر نسبت به DMEM معمولی، مزایای خاصی را برای کشت سلول‌های خاص فراهم می‌کند.

فرمولاسیون DMEM

فرمولاسیون اصلی DMEM شامل 1000 میلی گرم در لیتر گلوکز (DMEM Low Glucose) می‌باشد و در آغاز برای کشت سلول‌های جنین موش مورد استفاده قرار گرفته است. به کارگیری DMEM با گلوکز بالا (DMEM High Glucose) که حاوی 4500 میلی‌گرم در لیتر گلوکز است، نشان دهنده رشد مطلوب سلول برای مقداری از رده‌های سلولی می‌باشد.

اجزای اصلی DMEM Low Glucose

• آمینو اسیدها: اجزای سازنده پروتئین‌ها که برای رشد و ترمیم سلولی ضروری هستند.
• ویتامین‌ها: کوفاکتورهای آنزیمی که برای بسیاری از واکنش‌های بیوشیمیایی سلولی مورد نیازند.
• گلوکز: منبع اصلی انرژی سلول‌ها. در DMEM Low Glucose، میزان گلوکز نسبت به انواع دیگر DMEM پایین‌تر است.
• نمک‌های معدنی: برای حفظ فشار اسمزی و pH مناسب محیط کشت ضروری هستند.
• بوفر: برای حفظ pH محیط کشت در محدوده مناسب برای رشد سلول‌ها.

دلایل استفاده از DMEM Low Glucose

• کاهش سرعت رشد: برخی از انواع سلول‌ها، به ویژه سلول‌های سرطانی، در محیط‌های با گلوکز بالا رشد سریع‌تری دارند. کاهش میزان گلوکز در محیط کشت، می‌تواند سرعت رشد این سلول‌ها را کاهش دهد و شرایطی شبیه‌تر به شرایط فیزیولوژیکی ایجاد کند.
• مطالعه متابولیسم سلولی: با کاهش میزان گلوکز در محیط کشت، می‌توان متابولیسم سلولی را تحت تأثیر قرار داد و مکانیسم‌های مختلف استفاده از منابع انرژی توسط سلول را مطالعه کرد.
• تفاوت در نیازهای سلولی: برخی از انواع سلول‌ها به میزان گلوکز پایین‌تری برای رشد نیاز دارند. DMEM Low Glucose برای این نوع سلول‌ها مناسب‌تر است.

چه زمانی از DMEM Low Glucose استفاده کنیم؟

• کشت سلول‌های حساس به اسید: سلول‌های عصبی، قلبی و برخی از سلول‌های بنیادی به اسید لاکتیک حساس هستند. استفاده از DMEM Low Glucose می‌تواند به محافظت از این سلول‌ها کمک کند.
• کشت سلول‌های دارای متابولیسم آهسته: سلول‌هایی که متابولیسم آهسته‌ای دارند، به گلوکز کمتری نیاز دارند. استفاده از DMEM Low Glucose برای این نوع سلول‌ها مناسب‌تر است.
• مطالعات مربوط به متابولیسم سلولی: برای بررسی تأثیر عوامل مختلف بر متابولیسم سلولی، استفاده از DMEM Low Glucose می‌تواند مفید باشد.
• کشت سلول‌های خاص: برخی از انواع سلول‌ها مانند سلول‌های بنیادی عصبی و سلول‌های بتای لوزالمعده بهتر است در محیط DMEM Low Glucose کشت شوند.

توجه: انتخاب نوع محیط کشت بستگی به نوع سلول، هدف مطالعه و شرایط آزمایشگاهی دارد. قبل از استفاده از هر نوع محیط کشت، بهتر است به دستورالعمل‌های تولیدکننده مراجعه کنید.

کاربردهای محیط کشت DMEM Low Glucose

با به کارگیری گلوتامکس در محیط کشت سلولی، رشد و زنده ماندن سلول ­ها افزایش پیدا می‌کند. گلوتامکس حاوی فرم پایدار ال-گلوتامین، dipeptide L-alanyl-L-glutamine می‌باشد که برعکس ال-گلوتامین، در محیط کشت پایدار می‌باشد. گلوتامکس سبب بالارفتن پایداری محیط، به حداقل رساندن سمیت (toxicity) و بهینه سازی رشد سلول­ ها می‌گردد.

• کشت سلول‌های چسبنده: DMEM Low Glucose به طور گسترده برای کشت انواع مختلف سلول‌های چسبنده مانند فیبروبلاست‌ها، سلول‌های اپیتلیال و سلول‌های عصبی استفاده می‌شود.
• تولید آنتی‌بادی: سلول‌های هیبریدوما که برای تولید آنتی‌بادی‌های مونوکلونال استفاده می‌شوند، معمولاً در محیط DMEM Low Glucose کشت می‌شوند.
• بیوتکنولوژی: در فرآیندهای بیوتکنولوژی مانند تولید پروتئین‌های نوترکیب، سلول‌های مهندسی شده ژنتیکی اغلب در این محیط کشت می‌شوند.
• تحقیقات سرطان: برای مطالعه رشد و تکثیر سلول‌های سرطانی و اثرات داروهای ضد سرطان بر روی آن‌ها.

برخی از مهم‌ ترین مزایای محیط کشت DMEM Low Glucose

• کاهش تولید اسید لاکتیک: گلوکز منبع اصلی انرژی سلول‌ها است. زمانی که گلوکز در محیط کشت زیاد باشد، سلول‌ها مقدار زیادی از آن را مصرف کرده و در نتیجه اسید لاکتیک تولید می‌کنند. تجمع اسید لاکتیک می‌تواند pH محیط کشت را کاهش داده و به سلول‌ها آسیب برساند. در محیط DMEM Low Glucose، به دلیل غلظت کمتر گلوکز، تولید اسید لاکتیک کاهش یافته و محیط کشت برای مدت طولانی‌تری پایدار می‌ماند.
• شبیه‌سازی شرایط فیزیولوژیکی: بسیاری از بافت‌های بدن در شرایط فیزیولوژیکی غلظت گلوکز پایینی دارند. استفاده از DMEM Low Glucose به محققان امکان می‌دهد تا محیط کشت را به شرایط فیزیولوژیکی نزدیک‌تر کنند و در نتیجه نتایج دقیق‌تری به دست آورند.
• کاهش رشد سلول‌های ناخواسته: برخی از سلول‌ها مانند سلول‌های سرطانی تمایل به رشد سریع در محیط‌های غنی از گلوکز دارند. استفاده از DMEM Low Glucose می‌تواند رشد این سلول‌ها را مهار کرده و به محققان کمک کند تا سلول‌های مورد نظر خود را به صورت خالص کشت دهند.
• کاهش مصرف گلوکز: در مطالعاتی که هدف آن بررسی متابولیسم سلولی است، استفاده از DMEM Low Glucose می‌تواند به کاهش مصرف گلوکز توسط سلول‌ها کمک کند و در نتیجه به محققان اجازه می‌دهد تا تأثیر عوامل مختلف بر متابولیسم سلولی را بهتر بررسی کنند.
• بهبود چسبندگی سلولی: در برخی از انواع سلول‌ها، کاهش غلظت گلوکز می‌تواند به بهبود چسبندگی سلول‌ها به سطح ظرف کشت کمک کند.

نکته مهم

انتخاب نوع محیط کشت برای کشت سلول‌ها، به نوع سلول، هدف آزمایش و شرایط آزمایشگاهی بستگی دارد. قبل از استفاده از DMEM Low Glucose، لازم است اطلاعات کاملی در مورد نوع سلول مورد مطالعه و نیازهای آن داشته باشید.