高糖驯化对脐带间充质干细胞抗高糖能力的影响

为了探究高糖驯化后,人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stemcell,hUC-MSC)对高糖环境的抵抗能力,为糖尿病治疗提供高适应性细胞及方法,利用梯度糖浓度培养基驯化hUC-MSC至P5代,获得高糖驯化细胞(high glucose acclimated cell,HGAC);利用1.0 g/L葡萄糖完全培养基培养hUC-MSC至P5代,获得低糖培养细胞(lowglucose cell,LGC);取1.0×10^(6)个融合度80%~90%的LGC,用4.5 g/L葡萄糖完全培养基培养48 h,获得高糖培养细胞(high glucose cell,HGC)。取同代次LGC、HGAC及HGC进行细胞大小及增殖情况检测,同时通过流式细胞术检测细胞表型;利用黄嘌呤氧化酶法和硫代巴比妥酸比色法测定细胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量;采用qRT-PCR方法、Western-blot方法检测细胞抗衰老及抗氧化基因表达水平。结果显示,HGAC显著小于HGC(P<0.05),且增殖更快;HGAC的CD73、CD90及CD105表达率均在95%以上,而CD34和CD45的表达率均小于2%;与HGC相比,HGAC的SOD活性显著升高(P<0.05),MDA含量显著降低(P<0.05),同时,抗衰老基因p21及抗氧化基因Nrf2、HO-1、NQO1的表达水平显著升高(P<0.05)。上述结果表明,高糖驯化可增加hUC-MSC活性,使之抵抗高糖环境。

花生四烯酸产生菌高山被孢霉的高糖驯化研究

【目的】提高花生四烯酸(Arachidonic acid,ARA)产量,克服ARA产生菌高山被孢霉(Mortierella alpina)在长期的保存及使用过程中易受到外界条件影响发生退化,从而导致菌种耗糖量降低、影响菌种摄入营养的能力和不利于工业化生产的缺点。【方法】首先采用固体培养基驯化,将菌种逐级涂布于梯度高糖PDA平板(含糖量分别为2%、5%、7%、10%和15%)培养,挑选经固体驯化后能耐受10%高糖浓度平板的菌种,转接到两种含不同氮源的梯度高糖(含糖量分别为3%、4%、5%和6%)液体培养基中进行驯化,最后对驯化后的菌种进行2 L发酵罐放大实验。【结果】当培养基中以酵母粉为氮源时,驯化后菌体的最高耗糖量由3 g/(L.d)提高到12 g/(L.d);当培养基中以玉米浆为氮源时,驯化后菌体的最高耗糖量由7 g/(L.d)提高到12 g/(L.d)。摇瓶驯化实验结果表明以玉米浆为氮源驯化的菌种发酵效果较好,发酵罐实验结果显示菌体生物量为50 g/L,总油脂为18 g/L,目的产物ARA产量为8 g/L。相比未驯化之前的发酵结果,生物量和总油脂含量提高了近3倍,ARA产量提高了近4倍。【结论】经过高糖驯化,菌种的耗糖能力得到提高,生物量、总油脂及ARA的产量也都有所增加,从而可以使菌种在保存和使用过程中不易退化,保持稳定。