細胞適當餓一餓，更容易出結果！

細胞實驗范疇，“血清饑餓” 十分關鍵。它是通過減少甚至完全去除培養基中的血清（像常用的胎牛血清 FBS）使細胞處于低營養或靜止狀態的實驗技術。血清在細胞培養基中極為重要，含多種生長因子、激素、營養物質，是細胞生長增殖的 “養分庫”。血清減少或去除后，細胞便陷入 “饑餓狀態”。

細胞饑餓的神奇用途

細胞饑餓這一看似簡單的操作，卻蘊含著巨大的科研價值，在多個領域發揮著不可或缺的作用。

（一）同步細胞周期，研究細胞特定階段行為

細胞培養時，細胞處于不同細胞周期時相會影響實驗重復性。血清饑餓技術可使細胞停滯在 G0/G1 期，實現細胞周期同步化，讓所有細胞處于相同生長起始狀態。這樣便于科研人員處理特定細胞群體，使其同步分裂，利于研究特定細胞周期階段的生物學行為。例如在研究細胞周期調控蛋白（如 Cyclin D1、p27）時，同步化細胞能提供更準確穩定的實驗數據，清晰揭示這些蛋白在細胞周期中的調控機制。重新添加血清后，細胞從 G0 期進入 S 期，科研人員可密切觀察這一關鍵生長轉變過程，深入探究細胞周期奧秘。

（二）誘導細胞凋亡或自噬，探索細胞應激反應

血清缺失會導致細胞生長因子（如 EGF、IGF-1）不足，細胞會啟動自我保護機制，激活凋亡（如 Caspase-3）或自噬（如 LC3-II）通路，這為研究細胞應激反應提供了良好模型。在癌癥研究領域，了解癌細胞在營養匱乏下的存活機制對攻克癌癥至關重要。通過細胞饑餓實驗，能觀察癌細胞應對營養不足的方式，尋找其生存弱點，為開發抗癌藥物提供理論依據。同時，血清饑餓可用于評估藥物對凋亡 / 自噬的調控作用，助力篩選具有潛在治療價值的藥物。

（三）提高轉染或病毒感染效率，助力基因研究

基因研究中，將外源基因（質粒、siRNA）或病毒（如慢病毒）導入細胞是關鍵技術，但導入效率常不理想。血清饑餓為提高轉染或病毒感染效率提供了新思路。它使細胞代謝減緩，處于相對放松狀態，更易吸收外源物質，還能減少血清中 RNase/DNase 對核酸的降解，保護外源基因完整性。研究表明，轉染前對細胞進行 6 - 24 小時血清饑餓處理，可顯著提高轉染效率，如在 HEK293T 細胞實驗中，血清饑餓后轉染效率明顯提升，有力支持了基因功能研究和應用。

（四）研究信號通路激活，明確通路調控機制

血清中豐富的生長因子雖為細胞提供營養，卻也給研究特定信號通路帶來背景干擾。血清饑餓可消除這一干擾，使科研人員更清晰地明確特定通路調控機制。在研究 MAPK、PI3K-AKT 等信號通路時，通常先對細胞進行 12 - 24 小時血清饑餓處理，使其處于 “安靜狀態”，再用特定刺激（如 EGF、胰島素）激活通路。通過檢測磷酸化蛋白（如 p-ERK、p-AKT）動態變化，可深入了解信號通路激活過程和調控機制，為細胞信號傳導研究提供重要線索。

（五）模擬體內低營養環境，研究細胞適應性

人體內細胞并非總處于營養充足環境，如腫瘤微環境或胚胎發育階段，常面臨缺血、缺氧或營養限制等挑戰。細胞饑餓可在實驗室模擬這些體內低營養環境，研究細胞在極端條件下的適應性反應。在腫瘤研究中，發現腫瘤細胞在血清饑餓下會代謝重編程，增強糖酵解獲取能量，維持生長增殖。在干細胞研究中，關注干細胞在低血清條件下如何維持干性，這對干細胞治療和再生醫學發展意義重大。

實操要點：細胞饑餓的正確 “喂養” 方式

（一）時間控制是關鍵

細胞饑餓實驗中，時間控制至關重要，稍有偏差可能影響實驗結果。通常，細胞饑餓時間為 12 - 48 小時，此范圍內細胞對血清饑餓有明顯反應且能保持生理穩定。若時間過長，細胞可能因營養匱乏大量死亡 。不同細胞對饑餓時間耐受性不同，如小鼠胚胎成纖維細胞、人肺胚胎成纖維細胞、小鼠腸道原代成纖維細胞無血清饑餓 12 小時狀態良好。科研人員需通過預實驗優化饑餓時間，確定適合目標細胞的時長，保證實驗準確性。

（二）血清濃度的巧妙調整

血清濃度是細胞饑餓實驗的關鍵因素之一。可采用完全饑餓（0% FBS）或低血清（0.5 - 1% FBS）處理。完全饑餓能使細胞快速進入饑餓狀態，適合研究極端營養缺乏下細胞行為；低血清處理相對溫和，適合對營養變化敏感的細胞 。原代細胞較傳代細胞系更敏感，血清饑餓時通常需采用低血清濃度，以維持細胞活性和功能。科研人員應根據細胞類型特點，靈活調整血清濃度，為細胞創造合適的饑餓環境。

（三）替代方案的選擇與運用

除降低或去除血清外，無血清培養基也是可行的替代方案。它可精確控制細胞培養營養成分，避免血清批次差異影響，為細胞提供穩定生長環境。使用時需添加必需生長因子，如 ITS（胰島素 - 轉鐵蛋白 - 硒）。胰島素促進細胞生長，調節攝取和利用，有抗凋亡作用；轉鐵蛋白參與鐵離子轉運代謝，是胞外抗氧化劑；硒是多種抗氧化酶的關鍵組分。合理添加這些生長因子，無血清培養基可滿足細胞生長和實驗研究需求。

細胞饑餓的常見問題與解決方案

（一）細胞大量死亡的應對

在細胞饑餓實驗中，若血清饑餓后出現細胞大量死亡，多因饑餓時間過長或細胞不耐受。原代細胞對營養缺乏敏感，易因長時間饑餓而死亡。此時可縮短饑餓時間，降低細胞在低營養環境的暴露時長，使其適應而不死亡。采用低血清（0.5%）處理也有效，能提供營養支持，維持基本生理功能，同時模擬饑餓環境。這些調整可提高細胞存活率，確保實驗順利。

（二）并非所有細胞都需要饑餓

并非所有細胞都需要血清饑餓。細胞生長特性和代謝需求不同，決定了它們對血清饑餓的反應差異。快速增殖細胞（如 HeLa 細胞），正常培養下生長快，血清饑餓對其影響小，可能無需饑餓處理。而靜止期細胞（如成纖維細胞）生長慢，對營養變化敏感，血清饑餓可使其進入靜止狀態，同步細胞周期，實驗效果更明顯。實驗時要了解目標細胞特性，參考文獻，判斷是否需血清饑餓處理，以獲最佳實驗效果。