PK-15细胞微载体悬浮培养生产猪细小病毒的工艺研究

通过对猪细小病毒接毒时间TOI、MOI和收毒时间进行优化,开发了一种基于PK-15细胞静置培养的猪细小病毒生产工艺,最大病毒滴度达到107.5TCID50/ml。通过进一步优化接毒时间,成功建立了基于PK-15细胞反应器微载体悬浮培养的猪细小病毒培养工艺,在5L反应器上最大病毒滴度达到107.2TCID50/ml。首次发现乳酸对葡萄糖得率与病毒滴度的正相关性,当猪细小病毒滴度处于最大值时,乳酸对葡萄糖得率也达到最大值,可作为指针病毒滴度及收毒时间的重要参数。     

基于PAT的PCV2 VLPs生产过程优化与控制研究

昆虫细胞-杆状病毒载体表达系统(baculovirus expression vector system,BEVS)是病毒样颗粒亚单位疫苗(virus like particles,VLPs)的理想生产平台。动物细胞培养过程分析技术(process analytical technology,PAT)研究的重点在于更多地获取与细胞生理状态相关的过程参数,以及实现过程敏感参数的在线表征和过程控制关键时间节点的在线判定,从而指导过程优化和控制。通过昆虫Sf9细胞的分批和补料悬浮培养,发现细胞代谢活性与在线特征频率(fc)之间存在相关性。以fc作为细胞代谢活性的在线指征,在细胞代谢活性下降之前补料,使得Sf9细胞在代谢活性明显增强的基础上,最高活细胞密度提高1.75倍。通过分批培养与补料分批培养过程细胞生理特性参数的相关性分析,发现比电容增长速率(με)与培养体系S-期细胞比例之间存在相关性,με作为细胞增殖活性状态的在线指征参数,可以作为最佳接毒时间的判定依据。此外,研究还发现在线检测参数电容(ε)与最高疫苗产量之间存在相关性,可以作为疫苗最佳收获时间的在线表征参数。以在线fc值作为补料时间指征,以在线με值作为病毒感染时间指征,以在线ε值作为病毒收获时间指征,实现了猪圆环病毒2型(PCV2)VLPs的高效生产。相比于批培养,基于PAT的生产工艺疫苗单位体积产量提高76%,生产周期缩短了24h,为PCV2病毒样颗粒亚单位疫苗大规模生产提供了一种新的高效生产模式。     

二甲基亚砜作用下重组CHO细胞胞内乙型肝炎表面抗原的定位

在培养环境中添加二甲基亚砜 (DMSO) 能分别提高重组 CHO 细胞乙型肝炎表面抗原（HBsAg）的产量和比生产速率70%和3.2倍以上, 但同时发现胞内HBsAg 的积累量是对照组的7.2倍。为了分析胞内HBsAg 积累的区域,采用电镜技术分析后发现,经DMSO处理后的CHO细胞胞内出现了很多的扩张区域,这些扩张区域分布整个胞浆,有的扩张区域已经侵蚀到细胞核上,而对照组未发现明显的扩张区域。进一步利用免疫电镜技术分析后发现,经DMSO处理后的细胞胞内大量积累的HBsAg主要分布在这些扩张区域中,同时发现在细胞核膜上也有分布,这可能是由于扩张区域侵蚀细胞核造成的。以上工作有助于揭示在DMSO作用下重组CHO细胞胞内HBsAg大量积累的机制。     

重组人IgE Fc的制备及抗过敏应用

[目的]考察重组人Ig E Fc的抗过敏反应作用。[方法]建立阴离子交换和疏水层析为主的分离纯化工艺,从CHO细胞培养的上清中获得重组人Ig E Fc样品;利用流式细胞法测定重组人Ig E Fc与表达人FcεRIα的CHO3D10细胞的亲和力;利用表达人FcεRIαEG-RBL2H3的细胞评价重组人Ig E Fc对细胞活化的抑制;在猴体上考察重组人Ig E Fc阻止被动皮肤过敏反应的作用。[结果]制备的重组人Ig E Fc的纯度达到98%;重组人Ig E Fc与CHO3D10细胞的亲和常数为1.40×109(mmol/L)-1是人Ig E的5倍;重组人Ig E Fc的剂量为NP-Ig E的5或6倍时可完全抑制体外细胞活化和体内过敏反应。[结论]重组人Ig E Fc可以抑制Ig E介导的过敏反应,具有新型抗过敏药物开发的前景。     

外源PDI基因导入CHO细胞及其对HBsAg分泌的影响

在前期的研究工作中发现,当培养基中添加1.5%DMSO(二甲基亚砜)会使CHO细胞的HBsAg(乙肝表面抗原)产量提高80%以上。与此同时,DMSO引起了HBsAg在细胞胞内的大量积累,其含量提高了8倍。同时,DMSO引起了CHO细胞中PDI(二硫键异构酶)含量降低。由此怀疑是由于PDI不足造成了HBsAg的胞内积累。根据NCBI上查阅到的中华仓鼠小肠中PDI基因序列,通过RT-PCR的方法,从CHO细胞中获得了PDI序列,并构建重组质粒pGFP-PDI。通过阳离子脂质体转染技术,导入外源PDI,使各单克隆CHO细胞的PDI酶活提高30%～90%。但分析这些克隆在1.5%DMSO下HBsAg的胞内积累情况,发现没有改善,从而排除了PDI不足而引起外源蛋白积累的可能。     

MDCK细胞微载体悬浮培养放大工艺研究

MDCK细胞对各种流感病毒具有高度敏感性,广泛应用于流感病毒的分离和疫苗制备.通过探索培养基中促进细胞贴壁的关键组分,并筛选水解物,开发了适合MDCK细胞生长的低血清培养基.发现钙、镁离子是细胞贴壁不可缺少的物质,麦麸水解物可以部分代替培养基中的血清.利用该低血清培养基,经过消化转移将MDCK细胞从5L反应器放大至25 L反应器,微载体上细胞贴附均匀、生长旺盛,25 L反应器中培养48 h细胞密度可达30.5×105 cells/ml.研究结果为工业规模反应器微载体悬浮培养MDCK细胞生产流感病毒奠定了基础.     

动物细胞培养过程PAT和在线生物检测技术

利用动物细胞反应器大规模培养生产疫苗和抗体是现代生物医药产业的重要组成部分,这些产品在疾病管控、治疗重大疾病当中的作用是不可替代的。在过去的几十年中,动物细胞大规模培养技术已取得了长足的进步,相关产品的产量显著提高。现代生物制药对产品质量和一致性提出了更高的要求。越来越多的过程研究工作致力于提高产品质量和一致性。而一致的工艺性能和Qb D需要充分利用过程分析技术(process analytical technology,PAT)。对动物细胞培养过程的PAT应用、过程检测的类型、过程在线检测传感器和在线检测技术进行了较系统的介绍。     

瞬时基因表达可溶性的VEGFR2: I-IV

通过RT-PCR的方法从三个月的流产绒毛组织中克隆目的基因VEGFR2 (Vascular endothelial growth factor receptor 2, 血管内皮细胞生长因子受体2) 胞外I-IV区, 连接到真核表达载体上构建了重组表达载体。首先在无血清悬浮培养的HEK293细胞中, 使用报告基因GFP(Green fluorescence protein, 绿色荧光蛋白)优化转染条件, 发现在转染时DNA: PEI=1:2 (W/W)、1.5 mg DNA/106 cells及开始转染4 h内使用无血清、摇床(120 r/min)时可以达到最佳的转染效率和细胞数量。在确定转染条件之后, 将构建的表达载体分别在HEK293细胞、COS-7细胞和CHO-K1细胞中进行瞬时转染表达, 结果发现仅在CHO-K1细胞的培养上清中检测到目的蛋白的表达。瞬时转染CHO-K1细胞至总体积约为1.5 L, 由于目的蛋白的羧基端有8-His标签, 通过Ni2+-IDA柱纯化得到5 mg左右的目的蛋白。     

瞬时基因表达可溶性的VEGFR2: I-IV

通过RT-PCR的方法从三个月的流产绒毛组织中克隆目的基因VEGFR2 (Vascular endothelial growth factor receptor 2, 血管内皮细胞生长因子受体2) 胞外I-IV区, 连接到真核表达载体上构建了重组表达载体。首先在无血清悬浮培养的HEK293细胞中, 使用报告基因GFP(Green fluorescence protein, 绿色荧光蛋白)优化转染条件, 发现在转染时DNA: PEI=1:2 (W/W)、1.5 mg DNA/106 cells及开始转染4 h内使用无血清、摇床(120 r/min)时可以达到最佳的转染效率和细胞数量。在确定转染条件之后, 将构建的表达载体分别在HEK293细胞、COS-7细胞和CHO-K1细胞中进行瞬时转染表达, 结果发现仅在CHO-K1细胞的培养上清中检测到目的蛋白的表达。瞬时转染CHO-K1细胞至总体积约为1.5 L, 由于目的蛋白的羧基端有8-His标签, 通过Ni2+-IDA柱纯化得到5 mg左右的目的蛋白。     

生物反应器及其研究技术进展

阐述了生物反应器设计、放大的新理念及关键技术发展,并在此基础上综述了应用于生物技术产品生产的生物反应器的主要发展趋势,包括以代谢流分析为核心的生物反应器系统、基于计算流体力学模拟技术的传统发酵罐改良、微型生物反应器、动物细胞反应器和酶反应器。