抗调亡基因bcl-xl过表达提高工程细胞IVCC及目的蛋白表达的研究

用无血清培养基或化学成分明确的培养基生产治疗用重组蛋白已成为趋势。然而,在此条件下凝血因子、糖蛋白激素等微量糖蛋白的表达十分困难,其主要原因之一是在细胞培养过程中工程细胞大量凋亡造成的细胞密度低和生存期短。通过将早期抗凋亡基因导入工程细胞并进行过表达可改善工程细胞的活细胞密度积分（integral viable cell concentration,IVCC）,提高表达量。该研究将bcl-xl基因导入工程细胞,筛选其高表达细胞株,并验证工程细胞的抗凋亡能力,获得了稳定表达抗凋亡蛋白和目的蛋白的工程细胞株。与母细胞相比,稳定表达Bcl－xL的工程细胞的IVCC提高了50％,最终目的蛋白表达增加超过200％,显示抗凋亡基因bcl-xl的过表达可改善工程细胞在无血清悬浮培养过程中的细胞凋亡,提高表达量,为表达人凝血因子、糖蛋白激素等微量糖蛋白奠定了基础。     

MHF组蛋白折叠复合体组分编码基因MHF1过表达对重组酿酒酵母纤维素酶生产的影响

【背景】重组酿酒酵母可用于生产多种药用蛋白和工业酶等外源蛋白,但蛋白分泌水平低是限制其异源蛋白高效生产的重要因素。异源蛋白表达和分泌过程可能会对宿主细胞产生多种胁迫,因此,研究胁迫响应相关基因对重组酵母异源蛋白生产的影响具有重要意义。Mhf1p是MHF组蛋白折叠复合体的组分之一,与DNA损伤修复及维持基因组稳定性有关,但其对异源蛋白生产的作用尚不清楚。【目的】研究MHF1过表达对重组酿酒酵母蛋白生产的影响。【方法】在分泌表达纤维素酶的重组酿酒酵母菌株中利用基于CRISPR-Cas9的基因组编辑技术整合过表达MHF1,分析其对产酶的影响,并探讨影响产酶的分子机理。【结果】与出发菌株相比,过表达MHF1菌株的外切纤维素酶CBH酶活性提高了38%。对过表达MHF1的CBH生产菌株中蛋白合成和分泌途径相关基因转录水平进行检测,发现与对照菌株相比,CBH1基因和与分泌相关的SEC22、ERV29等基因在不同时间点呈现不同程度显著上调。【结论】MHF1过表达可促进酿酒酵母异源外切纤维素酶的生产,并影响外源酶基因和分泌途径基因的表达,可能通过对多基因的协同表达影响促进产酶。     

重组蛋白药物的生产技术进展

重组蛋白药物是生物药物中的核心产品,主要是通过基因工程菌来生产功能蛋白或其突变体,用于弥补体内蛋白的缺失,从而对疾病的治疗发挥关键作用。近年来,重组蛋白药物在疾病治疗中发挥作用越来越大,相关技术也发展迅速。通过综述重组蛋白药物的中上游生产流程,并重点分析了重组蛋白药物在表达系统、细胞培养、纯化和质量控制等环节的最新技术进展,展示了重组蛋白药物制备的技术提升水平,以期为国内重组蛋白药物的生产提供一定的参考依据。     

乳腺生物反应器的表达优化策略

乳腺生物反应器是指将外源基因导入动物基因组并在动物乳腺中特异性表达,利用动物乳腺合成、分泌蛋白的功能,在其乳汁中获得外源蛋白的技术。乳腺生物反应器凭借其高表达、低成本以及合成蛋白质的结构接近天然蛋白质等优势而被视为药用和营养蛋白生产的一次技术革新,然而由于外源基因随机整合以及重组蛋白表达不稳定等问题极大地限制了其应用。本文结合乳腺生物反应器的发展现状,从利用基因编辑技术、筛选合适的外源基因整合位点以及改进外源基因调控序列3个方面对乳腺生物反应器优化策略进行了综述,以期为提高乳腺生物反应器生产重组蛋白的表达提供理论借鉴。     

用于重组蛋白生产的哺乳动物细胞表达新技术

近年来,用于重组蛋白生产的哺乳动物细胞表达领域涌现出一系列革命性的新技术。优化的工程细胞为表达重组蛋白提供了优良的宿主;基于荧光的筛选方法可以快捷地得到高表达细胞株;高通量的培养工艺能够预测适合外源蛋白表达的细胞培养条件;可抛弃式生物反应器为大规模细胞培养提供了更多的选择;大规模瞬时表达技术节省了重组蛋白的生产时间。这些新技术提高了重组蛋白的研发和生产效率,加快了蛋白药物的工业化进程。     

提高哺乳动物工程细胞抗凋亡能力的基因策略

利用哺乳动物细胞发酵生产重组蛋白药物具有细菌、酵母等表达系统所不具备的显著优势,因此在生物制药工程中的重要性越来越突出。哺乳动物细胞对工业生产环境下的各种应激环境耐受能力差,易发生细胞凋亡,严重阻碍了大规模生产,降低了生产效率。细胞凋亡是细胞必经的生物学过程,随着对凋亡机制的深入了解,发展出各种抗凋亡策略,并有望应用于重构更适合工业生产的工程细胞。常用的抗凋亡策略包括:下调凋亡蛋白、上调抗凋亡蛋白、增强生长因子自表达、减少有毒代谢产物生成等。以上策略虽然能在一定程度上提高细胞的抗凋亡能力,但距离满足生产的工程细胞重构还有距离,围绕提高工程细胞的抗凋亡能力,已发展出"凋亡工程"这一重要的技术领域。     

CHO细胞表达系统研究进展

CHO细胞表达系统是目前重组糖蛋白生产的首选系统。随着无血清悬浮培养技术、基因工程技术和大规模培养技术的应用和不断发展,CHO细胞表达系统已经成为生物技术药物最重要的表达或生产系统,并被广泛应用于抗体、重组蛋白药物和疫苗等产品的研发和生产中。近年来,针对CHO细胞表达系统在某些重组蛋白的表达和大规模生产中存在的不足,研究者们通过利用基因工程技术手段,结合重组蛋白表达机制的研究成果,为优化和应用CHO细胞表达系统做出了不懈努力。从培养基的优化、高产重组CHO细胞株的构建、大规模培养三个方面综述了CHO细胞表达系统的最近研究进展,以期为CHO细胞表达系统的研究与应用提供参考。     

重组诱导型一氧化氮合酶在NG108-15细胞中稳定表达及其生物学特性

本文用重组iNOS基因真核表达载体转染NG108-15神经母细胞瘤和神经胶质瘤杂交细胞株,获得G418抗性克隆。在稳定表达iNOS基因2~#克隆中,胞浆相酶活性增加,伴有NO_2~-含量和胞内cGMP水平增高,提示iNOS基因表达参与NO-cGMP信号转导通路,且可被L-NNA和MB所阻断。蛋白表达产物的亚细胞定位分析显示功能性iNOS主要位于细胞胞浆中。对转染细胞做外源基因整合、转录和翻译水平鉴定,证实均有较高水平iNOS mR-NA转录和特异性蛋白表达,成功地建立了稳定表达iNOS基因的工程细胞。     

毕赤酵母基因编辑技术研究进展

巴斯德毕赤酵母是一种重要的蛋白表达系统,基因编辑技术作为代谢工程的基本工具,对于毕赤酵母的代谢改造十分重要。近十年基因编辑技术发展迅速,除传统的同源重组和Cre/loxP重组外,相继出现了许多新的基因编辑技术,例如ZFN、TALEN和CRISPR/Cas9等,这些技术的出现使基因编辑更加简便高效。本文对毕赤酵母中传统和新型基因编辑技术的原理应用和研究进展进行了简要综述,并结合相关领域的发展对毕赤酵母基因编辑技术的发展进行了展望。     

高等植物叶绿体表达重组蛋白研究进展

近年来,基因工程技术发展迅速,许多重组蛋白得以表达。其中利用植物生物反应器表达特异药物蛋白为人类一些重要疾病的预防和治疗提供了新途径。植物叶绿体遗传转化和表达系统成为目前植物生物反应器的研究热点。因结构和遗传上的特殊性,高等植物叶绿体在重组蛋白表达方面具有独特优势,外源基因表达量高、定点整合,而且叶绿体母系遗传特性保证了生物安全性。很多重要药用蛋白质在植物叶绿体中表达成功。烟草作为高等植物叶绿体转化模式植物,在疫苗抗原、抗体等药物蛋白和其他重要重组蛋白表达方面取得显著进展。高等植物叶绿体遗传转化也为叶绿体基因的表达和调控机制的研究提供新的技术和方法。文中从叶绿体遗传转化原理、载体构建、重组蛋白和重要药物蛋白在叶绿体中的表达以及重组蛋白表达对植物代谢和性状影响等多个角度,对高等植物叶绿体遗传转化体系研究的新进展进行了综述,以期为叶绿体表达平台的开发和重要药用蛋白质的表达提供新思路。     

批次和流加培养中国仓鼠卵巢工程细胞的细胞周期相关基因转录谱分析

以表达人重组尿激酶原中国仓鼠卵巢 (CHO) 工程细胞系11G-S为研究对象,运用基因芯片技术比较了CHO工程细胞在批次及流加培养不同生长阶段基因表达水平的差异,在此基础上采用Genmapp软件,同时结合已知的细胞周期信号通路图,着重分析了批次及流加培养CHO工程细胞的细胞周期调控基因转录谱差异。在基因芯片涉及的19 191个目标基因中,批次和流加培养不同生长阶段CHO工程细胞的下调表达的基因数量多于上调表达基因数目;两种培养模式下的基因差异表达有着明显的不同,尤其是在细胞生长的衰退期,流加培养CHO工程细胞中下调表达的基因数量明显多于批次培养。有关调控细胞周期关键基因的转录谱分析表明,CHO工程细胞主要是通过下调表达CDKs、Cyclin及CKI家族中的Cdk6、Cdk2、Cdc2a、Ccne1、Ccne2基因及上调表达Smad4基因,来达到调控细胞增殖及维持自身活力的目的。     

哺乳动物细胞培养生产药用蛋白的关键环节

近年来,应用哺乳动物工程细胞系统生产药用蛋白显示了越业越重要的地位,本重点介绍了当前如何在生产药用蛋白的哺乳动物工程细胞表达系统,培养、生产技术,认证,生产过程组织等关键环节上进行优化,从而达到高效,安全、经济生产模式的核心技术和策略。     

衣藻叶绿体表达重组蛋白及表达优化策略

近年来,转基因技术已日趋成熟,医学、工业上的应用也越来越广泛。以重组蛋白为基础的药物治疗是目前医药生产领域发展最快的一项技术。它们的高特异性和低副作用使得治疗效率十分突出。但是重组蛋白表达的复杂性也给生产带来了一定限制。为了促进重组蛋白的应用,人们对适宜其表达的系统和能促进其表达的策略进行了探索。研究发现,衣藻叶绿体作为重组蛋白的生物反应器,能实现重组蛋白快速、高效、低成本生产。同时,衣藻能在人工培养基和人为控制的条件下生长,降低了受污染的风险,与传统的生产系统比较具有不可比拟的优越性。因此,衣藻叶绿体作为医药重组蛋白生物反应器在未来的生物技术领域将发挥巨大作用。     

11G工程细胞株人尿激酶原(pro-UK)基因拷贝数的测定

采用Southernblot和狭缝（Slotblot）杂交的方法,对高效表达人尿激酶原（pro-UK）的工程细胞──11G原代细胞及传134代后细胞含有的pro-UK基因拷贝数进行了测定。结果显示,11G工程细胞株内所含的pro-UK的拷贝数为100—200拷贝／细胞,传134代后其拷贝数基本不变,说明11G细胞株是稳定高表达pro-UK的工程细胞,符合WHO规定的关于重组DNA转化细胞用于生产的要求。     

人红细胞生成素工程细胞株的特性鉴定

目的：为了对人红细胞生成素工程细胞株(F10—6)进行特性鉴定。方法：将人红细胞生成素基因构建的重组表达质粒pCDB与标志质粒pSV—dhfr共转染CHO-dhfr^-细胞中,经氨甲喋呤加压筛选和亚克隆挑选,获得高效稳定表达EPO的工程细胞株并对其进行鉴定。结果：实验结果表明,工程细胞株无细菌、支原体、真菌和病毒污染;并无致瘤性;染色体数目不变;连续传代50次和三次冻存复苏后,细胞表达稳定。结论：该工程细胞株可用于工业化生产。     

新型大肠杆菌高效表达载体pHsh的构建与应用

在现代生物学和生物技术研究中,通过基因的重组表达获得目标蛋白是一种应用最广泛的方法。因其培养简单、操作方便、遗传背景清楚、克隆表达系统成熟完善,大肠杆菌表达系统通常是人们表达重组蛋白的首选,而表达载体在重组蛋白的生产中起决定作用。pHsh及其衍生质粒是近年发展起来的新型大肠杆菌表达载体,其调控外源基因表达的原理不同于所有其他表达系统,并且具有表达水平高、成本低廉等特点。介绍大肠杆菌表达系统的组成和常用表达载体,并对由pHsh系列载体组成的Hsh表达体系的构建策略、表达调控机制及其使用方法进行综述。Hsh表达体系的建立和发展有望从一个不同的角度帮助解决基因的重组表达中常见的表达水平低、诱导剂成本高、包涵体形成等问题。     

一种利用植物病毒载体表达外源蛋白的新平台——Magnifection

本文介绍国内外在利用植物病毒表达载体生产药物蛋白的研究现状,并对这一领域取得的最新突破进行重点阐述,包括Magnifection的原理、技术流程及利用其生产重组药用蛋白的优势、存在的问题等.最后,结合相关经验介绍利用植物病毒表达载体生产药物蛋白的应用前景及对该技术改进的建议.     

大肠杆菌热休克或冷休克启动子调控的基因表达载体

基因重组技术已经成为获得各种酶和生物活性蛋白的主要手段。虽然很多基因已在大肠杆菌中得到高效表达,但是当人们认定某种蛋白对科学研究或生产应用极为重要时,却常常因为其基因表达水平很低或产生包涵体而感到束手无策。表达载体pHsh和pEXC通过激活热休克或冷休克转录调控机制提高分子伴侣的表达水平,从而降低目标蛋白的细胞毒性并减少包涵体形成。应用于生物合成、分子修饰或生物降解的高温酶可以通过pHsh系统表达获得高产,而科研和诊疗所需要的来源于动植物和常温微生物的基因可以通过pEXC系统获得高效表达。这些新载体的发展为重组蛋白的小规模制备和大规模生产提供了新策略和有效途径。     

两步柱色谱法纯化 CHO 表达的重组人β神经生长因子（β-rhNGF）

基因重组技术生产蛋白药物较传统提取生产方式具有诸多优点。本文运用一步离子交换色谱层析（Sepharose Fast Flow）和反相(C4)色谱层析串联纯化了CHO 工程细胞株分泌表达的重组人β 神经生长因子（β-rhNGF）,纯化产物经SDS-PAGE及反相HPLC 分析纯度均达到 95% 以上,生物学活性经 PC12 细胞和鸡胚背根神经节测定均与 Sigma 标准品无差异。产物经两步纯化后的收率达70% 以上,为建立该产品切实可行的工业化纯化工艺提供了依据。     

一种低温表达型T载体及其应用

在现代生物学和生物技术研究中,通过基因重组表达获得目标蛋白已成为常规技术。因其培养简单、操作方便、遗传背景清楚、克隆表达技术成熟,大肠杆菌表达系统通常是人们表达重组蛋白的首选。但是在常规温度下进行基因的重组表达,动、植物和常温微生物的基因产物多数在数小时内变性沉淀;还有一些重组蛋白对宿主具有细胞毒性,难以得到重组表达。因此,我们构建了1种新型T载体——pEXC-T;它结合TA克隆技术和低温诱导表达功能,具有表达水平高、操作方便、目标蛋白得到分子伴侣保护和低温保存等特点。采用构建和优化的pEXC载体,P1抗原蛋白、溶血素PLO两种不稳定性蛋白在pEXC中都实现了高效的可溶性表达。低温表达系统p EXC的建立和发展为蛋白质的结构与功能的研究,以及抗原和药用蛋白的制备提供了便利的途径。