培养肉需要生长因子才能使细胞生长。这些生长因子通常被添加到细胞培养基中，费用不菲，影响了商业化的潜力。然而，新的研究表明，经过编辑的牛细胞可以自己产生生长因子，从而无需在培养基中添加昂贵的生长因子。
培养肉的生产是一个复杂的过程。在世界许多地方，监管部门仍未批准。商业化的主要障碍之一是成本，而主要成本之一就是生长因子的使用。
不能轻易放弃生长因子: 生长因子是生产培养肉的最重要部分之一，因为它们能刺激细胞生长。为了促进生长，必须在细胞培养基中添加生长因子，即培养肉发挥作用所需的营养混合物。然而，它们的价格也非常昂贵，这也是为什么培育肉生产商发现很难以消费者可接受的价格生产培育肉的主要原因之一。
现在，发表在《细胞报告: 可持续性》（Cell Reports Sustainability）杂志上的一项新研究表明，牛细胞可以通过工程改造产生自己的生长因子，从而无需在细胞培养基中添加昂贵的生长因子。这有可能成为该行业的一大福音。
首席研究员安德鲁-斯托特（Andrew Stout）表示：“这类系统有可能大幅降低培养肉的生产成本，因为它能让细胞本身在生产过程中与我们合作，减少外部投入（添加成分），从而减少这些投入的二次生产过程。”
生长因子在无血清培养基中的作用
生长因子是必要的，因为它们能为细胞的生长和分化提供信号。例如，成纤维细胞生长因子（FGF）可促进骨骼肌细胞的生长。没有这种生长因子，细胞生长就会衰退。然而，它们往往是细胞培养基中非常昂贵的一部分，必须经常更换。
例如，一种用于永生牛卫星细胞（iBSCs）的培养基 Beefy-9，就依赖于成纤维细胞生长因子 2（FGF2）这种昂贵的生长因子。在用油菜籽替代了另一种昂贵的成分–蛋白质白蛋白之后，FGF2 仍然是成本最高的一种成分，约占成本的 60%。
“目前，价格之所以高昂，是因为成纤维细胞生长因子（FGFs）是重组生产的，即通过改造细菌来生产蛋白质，然后再从这些细菌中提取蛋白质，”Stout 告诉我们。
Stout告诉我们：“这涉及到一个完全额外的生物过程，在这个过程中，细菌要在大罐子里培养来制造生长因子，还要经过昂贵的步骤来收获和纯化这些生长因子。这基本上是第二个上游的’培养生长因子’过程，需要这个过程才能为’培养肉’过程提供原料。”
“大部分成本来自纯化部分，但细菌培养也有固有成本。如今，重组蛋白生产成本肯定有可能降低，但目前的生产规模和方法仍然非常昂贵，而且与牛（或其他肉类）细胞自己制造相比，作为成分添加的高度加工因子总会有一些成本。”
降低成本的工程设计
为了不再需要使用如此昂贵的生长因子，研究人员设计了 iBSCs，使其自身产生生长因子，这意味着它们不需要在血清中添加昂贵的生长因子。这些细胞能够在不含FGF2的细胞培养基中增殖，大大降低了生产过程的成本。
“我们将牛 FGF 的基因插入细胞基因组中的启动子（有助于加速基因产生蛋白质的 DNA 片段）前，我们可以通过在细胞培养中添加某种化学物质来开启或关闭该启动子。换句话说，利用化学物质就像开关一样，我们可以让干细胞产生大量的FGF，然后在需要时停止生产。” 斯托特告诉我们：“这一点很重要，因为在我们用FGF诱导干细胞生长后，我们需要关闭FGF，这样细胞才能集中转化为成熟的肌肉细胞。”
然而，由于工程细胞的生长率和分化率降低，这一过程还不能商业化。
尽管如此，该工艺仍有很大潜力。斯托特说，”理论上，它可以用来培育鸡、鱼和猪肉。它还具有可持续发展的优势。”
Stout告诉我们：“这种工艺很可能会改善环境指标，因为你不再需要整个二次重组生长因子生产过程（使用能源、资源等）来支持培养肉的生产。”
Sourced From: Cell Reports Sustainability
- ‘Engineered autocrine signaling eliminates muscle cell FGF2 requirements for cultured meat production’
- Published on: 26 January 2024
- Doi: https://doi.org/10.1016/j.crsus.2023.100009
- Authors: A. J. Stout, X. Zhang, S. M. Letcher, M. L. Rittenberg, M. Shub, K. M. Chai, M. Kaul, D. L. Kaplan
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