培育肉生产为应对全球粮食安全和可持续性挑战提供了解决方案。然而，用于培养细胞的无血清培养基 （SFM） 价格昂贵，至少占可变运营成本的 50%。本综述探讨了具有成本效益的 SFM 技术，重点是通过使用生长因子（GFs）和重组蛋白（RPs）来降低成本，使用负担得起的基础培养基原材料，以及实施节省成本的措施，如培养基回收和减少废物积累。

1.SFM开发方法

成分替代法：用已知成分（如胰岛素、转铁蛋白）替代FBS

实验设计（DOE）：通过多轮优化筛选关键成分

组学与系统生物学：利用代谢组学、转录组学解析细胞需求

相关案例：Mosa Meat在Ham’s F10中添加FBS主要成分；Beefy-9：添加重组白蛋白，降低GF浓度；代谢组学优化：使鸡成纤维细胞生长提升40.7%。

图1：当前用于降低培养肉生产中无血清培养基（SFM）成本的技术

2.已商业化的SFM产品

公司产品：Mosa Meat, GOOD Meat, Upside Foods, Aleph Farms等已开发SFM；商业替代品：ClearX9、Proliferum M、NouSerum等

监管进展：新加坡、以色列、英国已批准多种无血清培养肉产品

常用成分：基础培养基：DMEM/F-12，常用添加物：FGF2、胰岛素、转铁蛋白。

3.SFM成本分析（实验室规模）

GFs和RPs占SFM成本的45%~91%，基础培养基占成本的27%~47%。Essential S中FGF-2和TGF-β占成本的98%，通过批量采购或B2B渠道可进一步降低成本。

4.降低GFs/RPs成本的策略Ⅰ：细胞基因改造

使细胞自分泌生长因子（如FGF2、IGF1），如改造牛卫星细胞表达FGF2， doubling time 60h；Upside Foods改造鸡成纤维细胞表达FGF2和受体。但存在消费者对转基因食品接受度不一，需使用物种特异性因子或可逆基因编辑，不适用于高浓度需求蛋白（如白蛋白）等问题。

5.降低GFs/RPs成本的策略Ⅱ：低成本生产

大肠杆菌表达：Venkatesan等成功表达多种功能性GFs，成本降至2%

植物分子农业：在烟草、大麦等植物中生产胰岛素、转铁蛋白等，BioBetter声称可将蛋白质成本降至$1/克

无细胞蛋白表达系统：快速（24–48h）、可控、高产（如LenioBio平台达3g/L），常用系统：小麦胚芽、烟草BY-2提取物等。

6.降低基础培养基成本：食品级原料

食品级 vs 试剂级：平均价格低82%

植物水解物：富含生物活性肽，可替代氨基酸、碳氮源，具备抗凋亡、抗氧化、免疫调节等功能

相关案例：Mosa Meat与Nutreco合作，99.2%成分替换为食品级，IntegriCulture将31种成分减至16种，使用酵母提取物。

表1：食品级与试剂级成分价格对比

7.新型原料来源：微藻与农业副产物

微藻提取物：富含蛋白、脂肪酸、微量元素，如Chlorella vulgaris可支持牛成肌细胞增殖与分化

农业副产物：豆粕、菜籽蛋白、昆虫水解物等可部分替代FBS，促进循环经济，减少浪费

挑战：批次差异大、可能含重金属、农药等污染物，需建立严格的质量控制标准。

8.延长培养基使用寿命的策略

减少氨积累：用α-酮戊二酸、丙酮酸等替代谷氨酰胺，显著降低氨产量，维持细胞生长与分化

减少乳酸积累：用麦芽糖替代葡萄糖，降低乳酸产量，添加二氯乙酸抑制乳酸生成

增强GF稳定性：添加肝素稳定FGF2，使用热稳定突变体（如FGF2-G3，半衰期延长至20天）

9.培养基回收技术

Believer Meats：开发闭环灌注生物反应器系统，通过透析去除代谢物

其他应用：人iPS细胞培养：回收自分泌因子和GFs，杂交瘤细胞：节省67%完全培养基

微藻再生：利用微藻去除氨、乳酸，补充营养物质，如Chlorococcum littorale可去除90%氨

结论：SFM成本是培养肉商业化的主要瓶颈，可多策略并行，基因改造细胞、低成本生产GFs/RPs，使用食品级原料、农业副产物、微藻提取物。优化培养基成分、增强稳定性、回收利用。

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参考来源：10.1038/s41538-024-00352-0