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新闻
告别2D培养的低效时代！规整式固定床生物反应器树立3D培养外泌体量产新标杆
发布日期：2025-05-30
在4月发布的“华东理工x同腾新创联合突破:3D培养外泌体产量飙升16倍，秘密在于细胞骨架重塑!”中，已明确阐述了三维培养条件下（3D）外泌体高效产出的机制，主要是通过调节肌动蛋白聚集和解聚来促进外泌体的生物合成和分泌。采用规整式固定床生物反应器的3D培养技术，使间充质干细胞（MSC）外泌体产量较传统2D（培养皿/培养方瓶/细胞工厂）有明显提升。
本期将着重分享3D、2D外泌体产量比较案例。案例均使用同腾新创规整式固定床生物反应器进行3D培养，使用培养皿、培养方瓶进行2D对照培养，配合使用不同厂家的培养基，进行人脐带间充质干细胞（hUC-MSCs）3D、2D培养，3D培养较2D培养外泌体产量高出10~16倍。
案例1、脐带间充质干细胞在CEL-G® Culture MSC ExoPro SFM培养基中3D与2D外泌体产量比较。
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3D培养：同腾新创规整式固定床生物反应器，固定床膜面积：0.2 m2
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对照：150mm平皿，培养面积176cm2
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培养基：CEL-G® Culture MSC ExoPro SFM培养基（同腾新创，CEL-G® Culture MSC ExoPro SFM Kit（525mL），cat：C04.004.005）
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接种密度：2×104 cells/cm2
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培养时间：7days（Day3、5、7收获上清）
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葡萄糖：3D培养葡萄糖消耗高于2D（图1A），3D培养生长代谢更旺盛。
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乳酸：2D、3D培养乳酸总体积累均较少（图1B），3D乳酸累积略高于2D。
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LDH：2D培养LDH总体高于3D培养（图1C）。
结论：3D培养多批次收获上清中外泌体颗粒浓度呈逐批上升趋势，最高达2D培养的10倍（图1D、图1E），且3D培养上清中外泌体颗粒百分比更高（图1F）。
图1：案例1细胞代谢趋势、外泌体产量数据对比
案例2、脐带间充质干细胞在StemPRIME外泌体化学成分限定培养基中3D与2D外泌体产量比较。
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3D培养：同腾新创规整式固定床生物反应器，固定床膜面积：0.2 m2
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2D对照：T75方瓶，培养面积：75cm2
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培养基：StemPRIME外泌体化学成分限定培养基（华熙生物，StemPRIME-EXO CD培养基，cat：80111；StemPRIME-EXO CD 添加剂，cat：80112）
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接种密度：2×104 cells/cm2
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培养时间：7 days（Day3、5、7收获上清）
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葡萄糖：2D、3D培养葡萄糖代谢趋势（图2A）较一致。
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乳酸：2D、3D培养乳酸代谢趋势（图2B）较一致，乳酸累积均较少。
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LDH：2D培养LDH总体低于3D培养，LDH总体累积均较少（图2C）。
结论：3D培养上清中外泌体颗粒浓度是2D培养的7.5~12倍，如收获相同体积上清时3D总产量是2D的10倍（图2D、图2E），且3D培养上清中外泌体颗粒百分比更高（图2F）。
图2：案例2细胞代谢趋势、外泌体产量数据对比
案例3、脐带间充质干细胞在MSC SFM培养基中，3D与2D外泌体产量比较【1】
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3D培养：同腾新创CEL-G® Culture Ad60固定床生物反应器（Ad60 FBR），规整式固定床生物反应器，固定床膜面积：2 m2
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2D对照：T75方瓶，培养面积75cm2
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培养基：MSC SFM培养基（华东理工大学）
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接种密度：2×104 cells/cm2
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收获时间：每两天收获一次，共收获5次。
结论：3D培养与2D培养相比，每个细胞的外泌体蛋白质增加多达12.1倍（图3A），每个细胞的外泌体颗粒计数增加了16倍（图3B、图3C）。
图3：案例3外泌体产量数据对比
同腾新创CEL-G® Culture Ad60规整式固定床生物反应器，以创新三维培养技术，开辟了外泌体量产标准化、规模化生产新路径！其通过模拟体内微环境的高效传质系统，精准控制培养参数，实现低成本、高稳定性的工业化生产转型，让使用者告别传统2D培养的低效模式！
同腾新创自主研发的CEL-G®系列产品（图4）----“CEL-G® Culture MSC 无血清培养基”、“CEL-G® Culture Ad60固定床生物反应器”、“CEL-G® TFF Lab外泌体浓缩系统”，为行业提供自动化、封闭式、规模化的一站式生产解决方案。
图4. 同腾新创CEL-G®外泌体一站式制备平台
1、Biochemical Engineering Journal 220 (2025) 109750
- 021-50826962
- sales@ttbiotech.com
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江苏省苏州市太仓市昭溪路90号