碳源对重组大肠杆菌发酵生产GLP-1融合蛋白的影响

以一株表达人胰高血糖素样肽-1融合蛋白的重组大肠杆菌为研究对象,首先通过摇瓶实验对碳源种类进行了初步选择,发现葡萄糖和甘油对菌体生长以及GLP-1融合蛋白表达较为适宜。进一步在5 L反应器上对初始葡萄糖及甘油浓度进行了考察,发现高浓度碳源有利于菌体生长却抑制GLP-1融合蛋白表达,但能提高GLP-1融合蛋白的体积得率。在0.25%初始葡萄糖或甘油存在的条件下,在培养过程中流加葡萄糖或甘油维持其在发酵液中的浓度,比较了两者对菌体生长以及GLP-1融合蛋白表达的影响,结果发现,以甘油为碳源时,菌体生长以及GLP-1融合蛋白的表达量均高于以葡萄糖为碳源的结果,最终发酵液的菌浓(OD_(600))可达到25.4,较葡萄糖为碳源时19.1提高了33.0%,GLP-1融合蛋白表达水平和体积得率分别可达到22.4%和1.051 g/L,较葡萄糖为碳源的15.8%和0.504 g/L分别提高41.8%和108.5%。该结果对GLP-1融合蛋白表达菌株发酵条件的进一步优化提供了依据。     

一种新型生物反应器在造血干/祖细胞体外扩增中的应用

针对造血干/祖细胞体外扩增对培养环境的需求, 结合静/动态培养的特点, 开发了一种新型的生物反应器用于造血干/祖细胞的体外扩增。在该生物反应器内, 采用SCF+TPO+Flt-3细胞因子组合, 比较了静态和循环培养两种方式体外扩增脐血CD34+细胞的效果。培养7 d后, 总细胞分别扩增了(13.86 ± 4.26)和(7.23 ± 2.67)倍, 显示静态培养有利于总细胞的扩增; CD34+细胞扩增倍数、培养物中CD34+细胞含量均相近, 无显著性差异; 而CD34+CD38-细胞扩增倍数以及培养物中CD34+CD38?细胞的百分含量分别为(1.82 ± 0.58)和(3.90 ± 0.85)倍以及(9.45 ± 4.85)和(37.47 ± 14.06)%, 循环培养明显高于静态培养。可见, 在该生物反应器内, 采用静态和循环两种培养方式, 均能实现造血干/祖细胞的体外扩增, 但静态培养促使造血干细胞向定向祖细胞分化, 而循环培养则更有利于早期造血干细胞的扩增。     

一种新型生物反应器在造血干/祖细胞体外扩增中的应用

针对造血干/祖细胞体外扩增对培养环境的需求, 结合静/动态培养的特点, 开发了一种新型的生物反应器用于造血干/祖细胞的体外扩增.在该生物反应器内, 采用SCF TPO Flt-3细胞因子组合, 比较了静态和循环培养两种方式体外扩增脐血CD34 细胞的效果.培养7 d后, 总细胞分别扩增了(13.86 ± 4.26)和(7.23 ± 2.67)倍, 显示静态培养有利于总细胞的扩增; CD34 细胞扩增倍数、培养物中CD34 细胞含量均相近, 无显著性差异; 而CD34 CD38-细胞扩增倍数以及培养物中CD34 CD38-细胞的百分含量分别为(1.82 ± 0.58)和(3.90 ± 0.85)倍以及(9.45 ± 4.85)和(37.47 ± 14.06)%, 循环培养明显高于静态培养.可见, 在该生物反应器内, 采用静态和循环两种培养方式, 均能实现造血干/祖细胞的体外扩增, 但静态培养促使造血干细胞向定向祖细胞分化, 而循环培养则更有利于早期造血干细胞的扩增.     

FL对脐血造血细胞长期液体培养的影响*

用脐血进行千细胞移植有许多优点,但有一个主要的缺点是可获得的细胞数量有限。因此脐血干细胞的体外扩增对于其临床应用具有重要意义。考察了Flt-3配体(FL)和干细胞因子(SCF)、白介索3(IL一3)、IL-6、粒细胞集落刺激因子(G-csF)、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM—CSF)的组合对脐血细胞扩增和分化的影响。培养42d,总细胞最多扩增了385,30±163 51倍(FL+SCF+G．CSF+GM—CSF),粒细胞巨噬细胞集落形成单位(CFU-GM)在第28天达到最高,最高扩增了409．52±189．50倍(FL十SCF+IL-3+IL一6)。FL与SCF等细胞因子具有协同作用,对所有考察的细胞因子组合中,加入FL都使总细胞和CFUGM的扩增倍数增加。FL+SCF培养的总细胞扩增最小,而CFU-GM长时间保持在较高水平,表明这FL和SCF有利于保持造血干细胞的活性,防止细胞分化。在存在G-CSF和GMCSF的培养中,总细胞获得了最大的扩增,但CFU-GM达到最大后很快下降至O,表明G-CSF和GM—CSF促进了细胞的分化。结果提示,细胞因子组合对脐血造血细胞的扩增和分化具有重要的作用．FL和SCF可促进造血细胞的扩增,而G-CSF和GM—CSF等可导致细胞的过度分化。     

CD34+和CD34-细胞在NOD/SCID小鼠体内的造血重建

利用非肥胖糖尿病型重症联合免疫缺陷型(NOD/SCID)小鼠模型, 比较了新鲜及培养后的CD34+和CD34-细胞在体内植入及重建造血能力。从新鲜脐血及培养后的单个核细胞(MNC)中分离出CD34+和CD34-细胞, 经尾静脉输注入经亚致死剂量照射的NOD/SCID小鼠体内, 6周后处死存活的小鼠, 取其骨髓、脾脏和外周血细胞, 分别进行细胞表型分析、造血集落形成单位和人特异性基因的检测。经检测, 输注CD34+细胞和混合细胞的小鼠, 其体内CD45+细胞及人源各系血细胞的含量相近, 两者均远远高于输注CD34-细胞的小鼠。输注培养后CD34-细胞的小鼠饲养6周后全部死亡,输注培养后CD34+细胞的小鼠存活率约为66.7%, 而输注培养后混合细胞的小鼠全部存活, 且在两组存活的小鼠体内均能检测到CD45+细胞及人源各系血细胞。结果表明: 无论是新鲜还是培养后的CD34+细胞均具有在NOD/SCID小鼠体内植入和重建造血能力, 而CD34-细胞不具有该能力, 但CD34-细胞与CD34+细胞同时输注有助于提高小鼠的存活率, 说明其对CD34+细胞在小鼠体内发挥植入和造血重建能力有一定的辅助作用。     

基因工程人α心钠素发酵研究

本研究采用的基因工程菌为酵母Y33：：YFD71－3,其基因型为α,his,1eu,ade,suc．摇瓶培养时心钠素的表达水平为l～2rag／L。在含有葡萄糖、YNB以及不同量腺嘌呤、组氨酸和亮氨酸的YG培养基中作摇瓶培养．当细胞的生长由腺嘌呤限制时,蛋白的分泌有明显增加·在YG培养基中加入5g／L的CAA后腺嘌呤成为限制性基质,培养基中腺嘌呤、YNB和亮氪酸用量对心钠素的表达有很大影响。在5L反应器中进行补料分批培养,流加葡萄糖、YNB、cAA、腺嘌呤、组氨酸和亮氨酸,心钠素的最高浓度达到24．8mg／L。     

用差异显示法分析不同生长环境中的造血干细胞/祖细胞基因表达的初步研究

对比分析不同生长环境中的脐血CD34+造血干/祖细胞基因表达变化。方法: 采用静态和动态培养系统培养脐血单个核细胞,1周后收获CD34+造血干/祖细胞, 提取总RNA, 用差异显示法对比分析在不同生长环境中造血干/祖细胞基因表达的差异。 结果: 在所使用的差异显示条件下,得到30个差异表达基因片段,其中一个差异表达片段为RAN基因,该基因属于RAS癌基因家族,可能与造血细胞增殖有关。结论: 不同生长环境影响CD34+造血干/祖细胞的基因表达,这些差异表达的基因可为优化体外培养环境,扩增造血细胞提供分子基础。     

FL对脐血造血细胞长期液体培养的影响

用脐血进行干细胞移植有许多优点,但有一个主要的缺点是可获得的细胞数量有限,因此脐血干细胞的体外扩增对于其临床应用具有重要意义。考察了Ｆｌｔ－３配体（ＦＬ）和干细胞因子（ＳＣＦ）,白介素３（ＩＬ－３）,ＩＬ－６,粒细胞集落刺激因子（Ｇ－ＣＳＦ）,粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（ＧＭ－ＣＳＦ）的组合对脐血细胞扩增和分化的影响,培养４２ｄ,总细胞最多扩增了３８５．３０±１６３．５１倍（ＦＬ＋ＳＣＦ＋Ｇ－ＣＳ     

搅拌式生物反应器中造血细胞的灌注培养

为了消除造血细胞静态培养中存在的浓度梯度和搅拌悬浮培养时换液引起的波动,为造血细胞体外扩增提供更理想的培养环境和操作方式,利用自主开发的造血细胞重力沉降截留系统结合有溶氧和pH控制的生物反应器进行了脐血造血细胞的灌注培养。两次灌注培养中总细胞分别扩增11.5和18.6倍,扩增倍数最大时,CFU-Mix分别扩增23.2倍和20.4倍、 CFU-GM扩增13.9倍和21.5倍、BFU-E 扩增8.0倍和6.9倍、CD34⁺细胞扩增17.1倍和15.4倍。培养到12d时,第一次实验由267×10⁶单个核细胞扩增得到1082×10⁶个总细胞,6.31×10⁶个CFU-GM,6.2×10⁶个CFU-Mix和23×10⁶个CD34⁺细胞;第二次实验由180×10⁶单个核细胞扩增得到1.080×10⁶个总细胞,4.65×10⁶个CFU-GM,11.0×10⁶个CFU-Mix和25.0×10⁶个CD34⁺细胞,这达到了临床规模,由于控制了较低的溶氧和稳定的培养环境,细胞中干/祖细胞含量显著高于方瓶。但灌注培养到后期细胞密度达到较高后,细胞生长受到抑制,这应该是由细胞密度过高本身所引起。搅拌式反应器中进行灌注培养有利于造血干/祖细胞的进一步扩增,培养得到的细胞中干/祖细胞含量较高,培养规模达到了临床要求,但过高的细胞密度将对造血细胞的生长产生抑制。     

人CD34^＋和CD34^-细胞在NOD／SCID小鼠体内的造血重建

利用非肥胖糖尿病型重症联合免疫缺陷型(NOD/SCID)小鼠模型,比较了新鲜及培养后的CD34 和CD34-细胞在体内植入及重建造血能力.从新鲜脐血及培养后的单个核细胞(MNC)中分离出CD34 和CD34-细胞,经尾静脉输注入经亚致死剂量照射的NOD/SCID小鼠体内,6周后处死存活的小鼠,取其骨髓、脾脏和外周血细胞,分别进行细胞表型分析、造血集落形成单位和人特异性基因的检测.经检测,输注CD34' 细胞和混合细胞的小鼠,其体内CD45 细胞及人源各系血细胞的含量相近,两者均远远高于输注CD34-细胞的小鼠.输注培养后CD34-细胞的小鼠饲养6周后全部死亡,输注培养后CD34 细胞的小鼠存活率约为66.7%,而输注培养后混合细胞的小鼠全部存活,且在两组存活的小鼠体内均能检测到CD45 细胞及人源各系血细胞.结果表明:无论是新鲜还是培养后的CD34 细胞均具有在NOD/SCID小鼠体内植入和重建造血能力,而CD34-细胞不具有该能力,但CD34-细胞与CD34 细胞同时输注有助于提高小鼠的存活率,说明其对CD34 细胞在小鼠体内发挥植入和造血重建能力有一定的辅助作用.