2016-09-06
org.kosen.entty.User@3af16eca
김경태(tabriskt)
- 5
안녕하세요.
제목 그대로 왜 FBS를 여러 종의 세포 배양에 사용 할 수 있는건지 궁금합니다.
FBS에 섞여있는 다양한 단백질 혹은 펩타이드들을, 다른 종인 인간이나 곤충, 어류 세포등이 어떻게 이용할 수 있는건지요? 홀몬의 경우에도 저분자가 아닌 경우에는 상당수가 종 특이성을 가지고 있다고 알고 있는데, 어떻게 다른 종에서 유래한 세포의 배양에 FBS가 영향을 줄 수 있는것인지 궁금합니다.
단순히 과량의 뉴트리언트를 공급해주는 소스라고 봐야하는걸까요? 인간 세포의 경우에는 덜 분화된 경우라면 어느정도 유사성이 있겠거니 하고 생각하겠는데, 현재 제가 배양중인 어류 세포의 경우에는 그다지 큰 유사성이 있을것 같지가 않아서요.
제목 그대로 왜 FBS를 여러 종의 세포 배양에 사용 할 수 있는건지 궁금합니다.
FBS에 섞여있는 다양한 단백질 혹은 펩타이드들을, 다른 종인 인간이나 곤충, 어류 세포등이 어떻게 이용할 수 있는건지요? 홀몬의 경우에도 저분자가 아닌 경우에는 상당수가 종 특이성을 가지고 있다고 알고 있는데, 어떻게 다른 종에서 유래한 세포의 배양에 FBS가 영향을 줄 수 있는것인지 궁금합니다.
단순히 과량의 뉴트리언트를 공급해주는 소스라고 봐야하는걸까요? 인간 세포의 경우에는 덜 분화된 경우라면 어느정도 유사성이 있겠거니 하고 생각하겠는데, 현재 제가 배양중인 어류 세포의 경우에는 그다지 큰 유사성이 있을것 같지가 않아서요.
- FBS
- 세포
- 배양
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 5
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답변
장성재님의 답변
2016-09-06- 3
잘 아시겠지만, vertebrate cell을 배양하는 데 가장 많이 사용하는 것이 FBS이죠. 그 이유는 이미 알고 계시겠지만, 세포의 건강과 성장에 필요한 많은 양의 growth factor, enzyme 을 포함한 단백질 및 저분자 화합물(필수 아미노산, 당, 지방산, vitamins 등)을 포함하고 있기 때문입니다. 또한, fetuses의 경우 adults에 비해서 pathogen에 의한 오염이 적은 것이 특징입니다. 그리고 면역 시스템이 덜 발달되어 있어 다른 세포들의 성장을 저해할 수 있는 보체나 항체 등의 양이 매우 적습니다. 마지막으로 가축 중에서 대량으로 사육을 하고 체부피가 커서 다른 동물에 비해서 많은 양의 혈청을 얻을 수 있다는 점도 한 몫 한다고 할 수 있습니다.
또한, 잘 아시다시피 많은 growth factor의 active site의 경우 vertebrate나 invertebrate를 막론하고 homology가 매우 높고 잘 보존되어 있습니다. 특히 FBS의 경우 영양 성분이 매우 풍부하기 때문에 heat-inactivated FBS의 경우 일반적인 미생물들까지도 매우 잘 자란다는 것은 이미 알고 계실 겁니다.
어류나 곤충 세포의 배양에서도 종종 FBS를 사용하지만, 고농도로 처리했을 때 성장이 저해되거나 부착능이 떨어지는 경우도 있으며, FBS가 포함된 배지에서 성장, 분열하지 못하는 곤충세포도 많다고 알려져 있습니다.
사실 안전을 위하여 의료용 약제를 생산하기 위해 개발된 세포주의 경우 FBS가 전혀 포함되지 않은 serum free (or chemically defined or animal component free) media를 사용하기도 합니다.
FBS가 모든 invertebrate 세포의 배양에 적용될 수 있는 것은 아니므로 적절한 배양법을 개발하는 것도 매우 중요합니다. -
답변
이승준님의 답변
2016-09-06- 2
앞에서 너무 잘 설명해주셨는데 조금 부연하자면, serum(혈청)에는 세포생장에 필요한 다양한 단백질, 폴리펩타이드, 호르몬, 아미노산, 글루코스, 지질 등 다른 영양소 및 대사물질, 무기물질, 여러 inhibitor 들이 들어 있고, 이러한 필수인자들은 종간에 잘 보존되어 있어 기능적 유사성을 가지고 작용할 수 있을 것입니다.
하지만, 세포 생장에 필요한 인자들의 정확한 작용 기작을 잘 모르고 있죠. 그래서, 각 세포생장에 필요한 필수인자들로 정확히 구성된 배지를 통해 인체 및 다른 종의 다양한 세포의 생체 생리학적 활성이 유사한 배양환경을 제공해주기란 쉽지 않습니다.
Fetus Bovine Serum (FBS) 이외에 Bovine Calf Serum (BCS), horse serum 도 사용되고, 경우에 띠라서는 serum의 농도도 다양하게 구성하여 배양하고 있음을 잘 알고 계실테지요.
세포치료제에 사용되는 세포 배양과정에서 FBS 사용은 가능한 위험감염(예, 전염성해면상뇌증, 광우병)을 방지하기 위해 매우 까다로운 검증 자료를 필요로 하며, 완제의약품에는 FBS가 포함되지 않았음을 공정상 검증해야 합니다. 때문에, 최적의 세포 배양을 위해서는 해당 종의 혈청으로 배양하고, 더 나아가서는 각 종 간에, 각 세포들의 특성에 맞는 chemically defined medium이 필요하겠지요.
최근 줄기세포 배양, 3D 오가노이드 및 스페로이드 세포 배양에 niche를 제공해 줄 수 있는 defiened growth factor와 필수적인 요소들로 구성된 배지가 사용되고 있습니다. 조금씩 이상적인 in vitro 배양환경 조성에 다가가고 있는 것이겠지요.
문의하신 분의 질문을 통해 우리가 해결해야 할 당면과제들이 참 많다는 생각을 다시금 하게 됩니다. -
답변
김동현님의 답변
2016-10-06- 2
아주 간단한 참고 말씀을 드리자면 FBS에 존재하는 모든 물질들이 세포배양에 사용되는 것은 아닙니다. 어떤 세포를 배양하느냐에 따라 필수적으로 필요한 물질이 있고 그 물질이 정확이 무엇이냐를 확인하는 것인 정말 쉽지 않죠. 그래서 앞선 분이 말씀드렸듯이 chemically defined medium이 세포배양을 이용하는 실험에 정말 중요한 요소입니다. 하지만 정확하게 defined되어진 배양액은 그리 많지 않다고 알고 있습니다. 제가 했던 연구중에 어떤 특정 세포의 minimal medium을 만드는 일을 했었는데 FBS의 존재때문에 정말 쉽지 않은 연구였던 생각이 납니다. 아직까지 아주 정확하게 define된 FBS는 없는 것으로 알고 있습니다. -
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김동수님의 답변
2016-09-07- 1
세포배양에서 중요한 요소는 배양세포의 증식과 유지수단이 될것입니다. 기본배지에 더하여 세포성장을 위한 mitogen으로 FBS만큼 값싸고 대량의 공급원을 찿기는 어려운 실정이니까요. 최근은 혈소판추출물을 FBS대체제로 사용하려는 경향도 보입니다. 어쨌든 FBS를 세포배양에서 보편적으로 적용하는 이유중 하나가 경제성에 있다고 여겨집니다. -
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성학모님의 답변
2016-09-09- 1
동물에서 세포는 단일 세포가 아닌 조직으로 구성되어 혈관으로 영양이 공급되어 성장하며 생체대사를 수행합니다.
산업적으로 활용되는 세포는 세포간질 또는 혈관이라고 할수 있는 배양액에 그대로 노출되어 있습니다. 즉 동물내에서 세포는 세포와 세포간 물질의 이동과 신호전달을 통해 생체대사가 이루어지고 있는 데, 미세한 배양환경까지 만족하지 못합니다. 특히 유용한 유전자의 합성을 유도하는 물질은 FBS에 포함된 것을 활용합니다.
세포외부에는 인테그린이라는 세포막성분이 노출되어 성장인자를 인식하여 세포내부로 정보를 전달함으로써 필요한 생체대사물질을 생성하도록 하므로 매우 중요하다고 볼수 있습니다.