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生物医学科学家需要做更多工作来提高细胞培养研究的相关性和可重复性

迫切需要对哺乳动物细胞的生物医学研究报告更加标准化和详细,并更好地控制和测量细胞培养的环境条件。这将使人体生理学建模更加精确,并有助于研究的可重复性。

沙特阿拉伯和美国的 KAUST 科学家及其同事团队分析了 810 篇随机选择的关于哺乳动物细胞系的论文。其中不到 700 个,涉及 1,749 个单独的细胞培养实验,包括有关细胞培养介质环境条件的相关数据。该团队的分析表明,需要做更多的工作来提高此类研究的相关性和可重复性。

根据标准方案在受控培养箱中培养细胞。但是细胞会随着时间的推移而生长和“呼吸”,与周围环境交换气体。这会影响它们生长的当地环境,并可能改变培养物酸度、溶解氧和二氧化碳等参数。这些变化会影响细胞功能,并可能使身体状况与活人体内的状况不同。

“我们的研究强调了科学家忽视监测和控制细胞环境的程度,以及忽视报告使他们能够得出科学结论的具体方法的程度,”克莱因说。

例如,研究人员发现,大约一半的分析论文未能报告其细胞培养物的温度和二氧化碳设置。不到 10% 的人报告了孵化器中的大气氧含量,不到 0.01% 的人报告了培养基的酸度。没有论文报道其媒体中的溶解氧或二氧化碳。

我们非常惊讶的是,研究人员在很大程度上忽略了在细胞培养的整个过程中维持与生理体相关的水平的环境因素,如培养酸度,尽管众所周知这对细胞功能很重要。”

该团队由 KAUST 的海洋生态学家 Carlos Duarte 和干细胞生物学家 Mo Li 领导,与 Salk 研究所的发育生物学家 Juan Carlos Izpisua Belmonte 合作,他目前是 KAUST 的客座教授,建议生物医学科学家开发标准报告和控制和测量程序,除了使用专用仪器来控制不同细胞类型的培养环境。科学期刊应建立报告标准,同时要求对培养基酸度、溶解氧和二氧化碳进行充分监测和控制。

“更好地报告、测量和控制细胞培养的环境条件应该可以提高科学家重复和再现实验结果的能力,”Alsolami 说。“更仔细的关注可以推动新的发现,并增加临床前研究与人体的相关性。”

“哺乳动物细胞培养是制造病毒疫苗和其他生物技术的基础,”海洋科学家 Shannon Klein 解释说。“在对动物和人类进行测试之前,它们被用来研究基本的细胞生物学、复制疾病机制并研究新药物化合物的毒性。”

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