《食品安全》研究成果发表：利用3D微载体系统规模化生产鸡成肌细胞

《食品安全》研究成果发表：利用3D微载体系统规模化生产鸡成肌细胞

近日，由中国肉类食品综合研究中心李石磊高级工程师和天津科技大学梁俊研究员共同在《食品科学》（EI收录）联合发表研究型文章，探讨了利用微载体系统规模化生产鸡成肌细胞的研究成果。

研究背景

细胞培育肉是通过动物细胞体外培养的方式控制其快速增殖、定向分化并收集加工而成的一种新型肉类食品。该技术被认为是未来缓解环境污染、可持续发展、解决全球公共健康和动物福利等问题的潜在方案。然而，细胞贴壁培养所需相对较大的表面空间，限制了细胞培育肉工业化生产的规模。因此，研究人员将重点转向了可用于细胞3D培养的微载体开发以及生物反应器相关培养工艺的开发领域。

研究设计

本研究的设计示意图如图1所示，细胞和3D TableTrix® 微载体混合加入到生物反应器中进行培养，通过优化细胞培养的工艺，提高细胞培养的效率和活力，最终使其应用于细胞培育肉工业化生产中。

图1：整体研究设计示意图

研究内容

研究对比了3D TableTrix® 微载体和C载体的性能。3D TableTrix® 微载体是一种新型的多孔明胶微载体，可以固定重量的片剂形式提供，片剂厚度为1.57±0.01mm，直径为8.01±0.05mm。而C载体是一种带正电、无孔的聚苯乙烯微载体，以粉末状的形式提供。C载体的平均粒径为265 μm要明显高于平均粒径为195μm的3D TableTrix® 微载体。同时细胞在3D TableTrix® 微载体的增殖效率显著高于C载体。

图2：3D TableTrix® 微载体-片剂(a)和C载体-粉末(b)目测及其微观图

图10：不同补料方式下细胞的生长差异性分析（a）和生长曲线（b）

通过优化起始搅拌条件、细胞接种密度、微载体密度、搅拌速度、不同补料方式、血清、珠对珠转移等因素对细胞大规模培养的影响，并采用单因素变量法优化确定了细胞三维培养的重要参数。通过珠对珠转移进行细胞更大规模的培养，并将带有细胞的微载体进行冻存和复苏，观察对比带有细胞的微载体和解冻细胞的增殖状况和形态之间的差异。

研究结论

本研究中3D TableTrix® 微载体是一种可分散、可溶解的多孔微载体，使用操作简单，可通过珠对珠的转移消除细胞传代过程中的酶解离过程，极大简化了成肌细胞扩增的流程。此外，细胞可以在3D TableTrix® 微载体上冷冻保存，解冻后仍具有高活力且保留了3D宏观结构，可作为种子细胞在后续批次的培养中进行珠对珠转移，也可用作植入性载体进行细胞培养。同时通过优化使用3D TableTrix® 微载体进行细胞培养的各项条件，提高了细胞培养效率，并可在大容量转瓶中进行连续培养。

这项研究为细胞培育肉的工业化生产提供了重要的技术支持和理论基础，有助于推动细胞培育肉技术的发展和应用。