動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中使用的載體-生物學(xué)圖像顯微鏡

哺乳動(dòng)物細(xì)胞
  當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)產(chǎn)品必須具有絕對(duì)的真實(shí)性時(shí)(即生物加工的蛋白質(zhì)
產(chǎn)品和天然提取的產(chǎn)品完全一樣)，我們選擇哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。
真實(shí)性意味著不僅所有的氨基酸要有正確的排列順序，而且在培養(yǎng)
細(xì)胞中的所有翻譯后修飾過(guò)程要和在完整的動(dòng)物體中的翻譯后修飾
過(guò)程相同。在一些情況下，培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行的翻譯后修飾可能和這
些細(xì)胞在動(dòng)物體內(nèi)時(shí)不一樣。但是對(duì)于生物反應(yīng)器的加工過(guò)程來(lái)說(shuō)
，哺乳動(dòng)物細(xì)胞的組織培養(yǎng)將盡可能提供類(lèi)似于天然產(chǎn)物的產(chǎn)品。
哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是大多數(shù)具有商業(yè)價(jià)值的蛋白
質(zhì)都很容易被細(xì)胞排泄出來(lái)。
  緩慢的生長(zhǎng)、昂貴的培養(yǎng)基以及較低的蛋白質(zhì)表達(dá)水平，這些
都使得哺乳動(dòng)物細(xì)胞的組織培養(yǎng)非常昂貴。但是基于哺乳動(dòng)物細(xì)胞
培養(yǎng)的加工過(guò)程仍然是非常昂貴的。
  目前已經(jīng)利用了幾種作為宿主的細(xì)胞系來(lái)生產(chǎn)重組蛋白質(zhì)(利
用重組DNA)。最常用的宿主可能是CHO(中國(guó)倉(cāng)鼠卵母細(xì)胞，chines
e hamster ovary)細(xì)胞系。
  除了生產(chǎn)成本之外，哺乳動(dòng)物細(xì)胞還面臨著其他苛刻的限制。
來(lái)自于動(dòng)物的普通細(xì)胞僅能分裂幾次，這些細(xì)胞系非常容易死亡。
一些細(xì)胞是不易死亡的或連續(xù)的，它們能夠像細(xì)菌一樣連續(xù)不停地
分裂。連續(xù)細(xì)胞系是轉(zhuǎn)化細(xì)胞。癌細(xì)胞也是轉(zhuǎn)化細(xì)胞(即失去抑制
細(xì)胞復(fù)制的能力)。由于在理論上存在著刺激癌細(xì)胞形成的物質(zhì)可
能被摻人目標(biāo)產(chǎn)物中的可能，因此產(chǎn)品的純化過(guò)程必須極為小心謹(jǐn)
慎。除掉產(chǎn)品中的核酸是尤為重要的。此外，應(yīng)用轉(zhuǎn)化細(xì)胞時(shí)需要
謹(jǐn)慎，以確保工人的安全。  ．
  另外，通常在哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中使用的載體來(lái)自于靈長(zhǎng)類(lèi)的
病毒。這種載體可能回復(fù)成對(duì)人類(lèi)致病的形式，這是一個(gè)令人擔(dān)心
的問(wèn)題。
  大多數(shù)載體都不能在普通的宿主細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)目標(biāo)蛋白的高水平
表達(dá)(通常少于總蛋白的5％)。但是，通過(guò)基因拷貝數(shù)的擴(kuò)增可以
達(dá)到較高的表達(dá)水平(例如，大于100mg／L的活性分泌性蛋白質(zhì))。
可能需要花費(fèi)6個(gè)月的時(shí)間才能使一種CHO細(xì)胞系達(dá)到穩(wěn)定的高水平
的表達(dá)。當(dāng)利用雜交瘤細(xì)胞生產(chǎn)單克隆抗體時(shí)，通常比較容易獲得
較高的效價(jià)(或產(chǎn)物濃度)。

  任何系統(tǒng)的放大生產(chǎn)都可能改變蛋白質(zhì)產(chǎn)品的質(zhì)量，這個(gè)問(wèn)題
對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)尤其重要。這種問(wèn)題部分歸因于下列事實(shí)：即采用
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)產(chǎn)品的真實(shí)可靠性是重點(diǎn)的考慮因
素。由于培養(yǎng)條件(剪切力、葡萄糖、氨基糖、DO等)隨放大而改變
，細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)的加工效率可能發(fā)生變化，改變了翻譯后加工的水
平。此外，已經(jīng)表明蛋白質(zhì)質(zhì)量可能隨其在間歇培養(yǎng)液中的收獲時(shí)
間而變化。這種變化可能是因?yàn)榘麅?nèi)加工機(jī)器的改變，但通常是因
為從死亡細(xì)胞中釋放出來(lái)了蛋白酶和唾液酸苷酶(siIadase，一種
將唾液酸帽子從糖基化蛋白上移除的酶)。過(guò)量的蛋白質(zhì)生產(chǎn)也可
能使胞內(nèi)蛋白質(zhì)加工細(xì)胞器(即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體)的加工能力達(dá)到
飽和，產(chǎn)生了加工不完全的蛋白質(zhì)。這些問(wèn)題能對(duì)加工生產(chǎn)的策略
產(chǎn)生重大影響。一家著名的公司曾被迫提前24h收獲產(chǎn)品，以便將
專(zhuān)門(mén)針對(duì)該產(chǎn)品的唾液酸與蛋白質(zhì)的比率維持在較低的水平。提早
收獲導(dǎo)致蛋白質(zhì)濃度損失30％(同延遲收獲相比)。
  避免這些問(wèn)題的策略包括降低唾液酸苷酶的生產(chǎn)水平或提高蛋
白質(zhì)加工能力的細(xì)胞系基因操作，或者選擇具有這些特點(diǎn)的細(xì)胞系
。重新設(shè)計(jì)培養(yǎng)基可能也是有用的?？梢蕴砑右种撇恍枰陌饷?br>活性的化學(xué)物，或者添加前體物(例如氨基糖)，來(lái)提高加工能力。
通過(guò)在宿主中添加弱化細(xì)胞凋亡的基因(例如bcl 2)能夠減弱細(xì)胞
裂解。一種技術(shù)上的解決方案是：一旦產(chǎn)品生成，就將其從培養(yǎng)基
中移走。例如，可以應(yīng)用整合了產(chǎn)品捕獲步驟的灌注系統(tǒng)。

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