胰岛素是一种由胰腺β细胞分泌的肽类激素,在体内核心功能是调控葡萄糖稳态,促进细胞对葡萄糖的摄取和利用。在细胞生物学与再生医学领域,尤其是间充质干细胞(MSC) 的研究与应用中,胰岛素已远超出其传统的代谢角色,成为细胞培养基中至关重要的添加因子。它通过激活胰岛素受体(IR)及下游的PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路,强力促进细胞增殖、抑制凋亡、调节蛋白质与脂质合成,并为细胞提供关键的合成代谢支持,是维持MSC体外快速扩增、保持干细胞特性及引导其高效分化不可或缺的组分。
其在MSC研究中的作用机制与特点包括:
1. 强效有丝分裂原与生存因子:胰岛素通过激活Akt通路,显著促进MSC的增殖,并抑制血清剥夺等因素诱导的细胞凋亡,是实现MSC大规模体外扩增的关键。
2. 代谢与分化命运的调节枢纽:胰岛素深度调节MSC的糖代谢与脂代谢。其信号强度能影响MSC的分化倾向,例如,在成骨诱导中,胰岛素协同其他因子促进成骨分化;而在高浓度胰岛素环境下,则可能偏向于促进脂肪生成。
3. 培养基成分的基石:作为绝大多数细胞培养基(包括基础培养基如DMEM/F12,以及无血清、化学成分确定的专用MSC培养基)的标准核心成分,胰岛素为MSC的生长提供了稳定的代谢与信号基础。
因此,高质量的重组胰岛素对于MSC的基础研究、临床级细胞制备及下游应用开发具有决定性意义。

Mesenchymal Stem Cell-Based Therapy for Diabetes Mellitus: Enhancement Strategies and Future Perspectives
Stem Cell Rev Rep. 2021 Oct;17(5):1552-1569.
胰岛素在间充质干细胞研究中的核心应用
支持无血清/化学成分确定的培养体系
在开发用于临床治疗的MSC培养工艺时,必须使用无动物源成分、化学成分明确的培养基。重组人胰岛素是该类培养基中不可或缺的确定成分,用于替代血清,为细胞提供稳定的增殖信号和代谢支持,确保细胞产品的安全性与批间一致性。
规模化扩增与生物反应器培养
在基于生物反应器的MSC大规模培养过程中,胰岛素是维持细胞高活性、高扩增倍数的关键因子。优化其浓度可直接提升细胞产量,满足组织工程与细胞治疗对细胞数量的巨大需求。
调控定向分化:成骨与成脂的平衡
在MSC的定向分化中,胰岛素扮演重要角色:
组织工程与疾病模型构建
在构建基于MSC的骨、软骨或脂肪组织工程产品时,含有胰岛素的培养体系是维持移植前细胞活性、保证其植入后功能的基础。在利用MSC构建代谢性疾病(如胰岛素抵抗)模型时,培养基中胰岛素的水平是模拟病理生理环境的关键变量。
产品质量的极致要求
用于MSC,尤其是临床级细胞培养的胰岛素,必须具备:
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AHB94001 |
Recombinant Human INS/Insulin Protein (Active) |
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