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哺乳动物细胞悬浮驯化方法研究进展
作者:陆陈晨谭树华来源:《科学与财富》2018年第13期
摘要:哺乳动物细胞表达系统是药用蛋白的主要表达方式,传统的贴壁细胞培养有诸多不利,本文介绍常用的贴壁细胞悬浮驯化的方法,通过将贴壁细胞驯化成悬浮细胞,提高哺乳动物细胞表达水平,降低生产成本。
关键词:哺乳动物细胞;驯化;无血清培养
重组蛋白表达是研究蛋白质功能与结构、药物筛选以及后续应用的关键环节,常规的蛋白表达系统有原核表达和真核表达两大类。现代医药工业的快速发展需要重组蛋白拥有接近天然蛋白分子的复杂结构、理化性质和生物功能,特别是糖蛋白及抗体类药物。这就要求表达的重组蛋白需要正确的翻译后修饰、组装和折叠,这是原核表达系统所欠缺的12。真核表达系统包括酵母表达系统、昆虫杆状病毒表达系统和哺乳动物细胞表达系统,其中以哺乳动物细胞表达系统较为常用。
1贴壁细胞表达外源蛋白的缺点
传统细胞培养或表达外源重组蛋白采用贴壁细胞进行表达,这种表达方式虽然操作简便,但细胞密度和表达量较低,并且培养时需要加入血清,亦具很多缺点3:
11血清组分复杂,含有多种杂蛋白不利于目的蛋白纯化;
12血清批间差异较大,不同批次的血清浓度不稳定,影响工艺的连贯性;
13血清中可能携带有未充分灭活的动物病毒或支原体,有细胞污染和传染人类的风险。
2细胞无血清悬浮培养的优势
细胞无血清悬浮培养由于具有培养基的化学成分限定、批间产品质量稳定、简化下游生产、生理环境易于控制等优点,在重组蛋白表达、单克隆抗体制备和疫苗生产等中应用广泛。
3贴壁细胞驯化成悬浮细胞的方法
31分子生物学手段改造
贴壁细胞驯化成悬浮细胞通常有两种方法,一种是通过分子生物学手段,改造贴壁细胞。NoelleA
eSu
strom,Sugiyo
o等人通过将编码胰岛素样生长因子I(IGFI)和转铁蛋白的
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基因稳定整合到CHOK1细胞系的基因组中,使用lac操纵子阻遏子系统调控IGFI基因的表达。这种被称为SuperCHOr的细胞系接种到微载体或以悬浮方式培养时,通过异丙基D硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导,可以在无外源蛋白添加的培养基中以2024小时倍增速度自分泌生长,改造后的悬浮细胞适用于生产重组蛋白。
32降低培养基血清含量
另一种常用的贴壁细胞驯化方法是逐步降低培养基血清含量,细胞适应后最后换成无血清培养基培养4。杨栋,牛红军等人采用逐步降低血清法将表达rHuEPO的贴壁CHOr