DMEM高糖培養(yǎng)基是一種應(yīng)用廣泛的哺乳動物細胞基礎(chǔ)培養(yǎng)基，核心特點是含有高濃度D-葡萄糖（4.5 g/L），同時富含氨基酸（L-谷氨酰胺等）、維生素（葉酸、B12等）、無機鹽（硝酸鐵等）和丙酮酸鈉。這些成分能夠支持多種哺乳動物細胞的生長，同時高糖本身作為一種應(yīng)激源，可誘導(dǎo)細胞發(fā)生與糖尿病類似的病理改變。
核心成分與特點
典型DMEM高糖培養(yǎng)基的基礎(chǔ)配方如下：葡萄糖4.5 g/L (4500 mg/L)、13種氨基酸、8種維生素、無機鹽如硝酸鐵等、碳酸氫鈉(NaHCO?)、丙酮酸鈉 0.11 g/L (1 mM)、pH指示劑酚紅 (15 mg/L)、緩沖劑HEPES（可選擇添加）。因品牌和定制需求，會對部分成分（如L-谷氨酰胺、丙酮酸鈉、HEPES等）進行調(diào)整，在使用前需仔細核對說明書。
應(yīng)用領(lǐng)域
DMEM高糖培養(yǎng)基應(yīng)用于多種快速生長的細胞系（如 HeLa、HEK293、CHO、Cos-7 等）和部分原代細胞（如成纖維細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞等）。在生物制藥的應(yīng)用中，可大規(guī)模生產(chǎn)重組蛋白和疫苗，同時它適用于DNA轉(zhuǎn)染后的轉(zhuǎn)化細胞培養(yǎng)等基因操作，也常用于雜交瘤細胞融合、單克隆抗體生產(chǎn)以及多種病毒宿主細胞的培養(yǎng)。
注意事項
基礎(chǔ)DMEM培養(yǎng)基不含蛋白質(zhì)、脂類或生長因子，因此培養(yǎng)細胞時必須添加胎牛血清（FBS）或其他無血清添加劑。其次DMEM高糖培養(yǎng)基通常應(yīng)在2-8°C下避光保存，以避免營養(yǎng)成分分解。另外L-谷氨酰胺在溶液中不穩(wěn)定，容易降解產(chǎn)生對細胞有害的氨，可選用更穩(wěn)定的替代物GlutaMAX?。指示劑酚紅可能會模擬雌激素效應(yīng)，干擾特定激素敏感細胞的實驗結(jié)果或流式細胞分析，此時應(yīng)選擇不含酚紅的配方培養(yǎng)基。
DMEM高糖的研究與應(yīng)用
糖尿病視網(wǎng)膜病變是糖尿病最常見的微血管并發(fā)癥之一，視網(wǎng)膜毛細血管周細胞的早期丟失是DR的標志性病理特征。研究中利用DMEM高糖（含50 mmol/L葡萄糖）體外培養(yǎng)大鼠RMPs，觀察高糖對周細胞增殖的抑制作用以及不同藥物的干預(yù)效果。結(jié)果顯示，與低糖DMEM空白組相比，單獨使用高糖DMEM培養(yǎng)的對照組RMPs增殖顯著受抑，證實了DMEM高糖能夠模擬糖尿病視網(wǎng)膜病變早期的周細胞損傷[1]。
糖尿病心肌病是糖尿病的另一嚴重并發(fā)癥，心肌纖維化是其核心病理改變。心肌成纖維細胞在DMEM高糖環(huán)境下會過度增殖并分泌大量I、III型膠原蛋白，導(dǎo)致心臟僵硬度增加。在這一相關(guān)研究中，DMEM高糖是誘導(dǎo)CFs病理改變的理想工具，可用于篩選抗心肌纖維化的藥物[2]。
糖尿病還可導(dǎo)致骨代謝異常，如骨質(zhì)疏松和牙槽骨喪失，骨髓基質(zhì)細胞的成骨分化能力在高糖環(huán)境下受到抑制。在探討淫羊藿苷對Shh通路相關(guān)基因表達的影響的研究中得出結(jié)論，DMEM高糖能夠有效模擬糖尿病狀態(tài)下的骨代謝抑制微環(huán)境，而淫羊藿苷通過激活Shh通路發(fā)揮保護作用[3]。
DMEM高糖作為一種基礎(chǔ)細胞培養(yǎng)基，在糖尿病并發(fā)癥研究中具有非常重要的地位。DMEM高糖不僅能夠抑制視網(wǎng)膜毛細血管周細胞增殖，模擬糖尿病視網(wǎng)膜病變早期病理，同時可誘導(dǎo)心肌成纖維細胞過度增殖和膠原分泌，構(gòu)建心肌纖維化體外模型，也會抑制骨髓基質(zhì)細胞Shh信號通路，為糖尿病骨病研究提供工具。不同藥物（PDGF-B、黃芪注射液、通心絡(luò)、淫羊藿苷）在DMEM高糖環(huán)境下也展現(xiàn)出不同程度的保護作用，表示這些藥物可能通過不同機制對抗高糖損傷。
參考文獻
[1] 謝儷君, 宮曉紅, 高穎, 等. 不同劑量血小板源性生長因子-B及黃芪注射液對體外高糖培養(yǎng)大鼠視網(wǎng)膜毛細血管周細胞的影響[J]. 現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志, 2020, 29(27): 2979-2982，3002.
[2] 于婷, 王小梅. 通心絡(luò)對高糖培養(yǎng)下心肌成纖維細胞增殖和凋亡的影響[J]. 中國醫(yī)科大學(xué)學(xué)報, 2018, 47(2): 132-136.
[3] 李春梅, 王馨, 吳麗春, 等. 淫羊藿苷對高糖培養(yǎng)條件下大鼠骨髓基質(zhì)細胞Shh通路的影響[J]. 中國老年學(xué)雜志, 2018, 38(13): 3214-3215.