CHO细胞表达系统启动子

中国仓鼠卵巢（Chinese hamsters ovary,CHO）细胞是目前重组蛋白质生产的首选宿主细胞。利用CHO细胞生产重组蛋白质,启动子是启动转基因转录的关键。核心启动子是RNA聚合酶与转录起始复合物集合的部位,分为集中型和分散型两种类型。目前,CHO细胞常用的启动子为病毒启动子、异源启动子、内源性和诱导性启动子等。也可以利用合成生物学及相关的数据库,人工设计合成启动子及鉴定新型启动子。本文综述了CHO细胞常用的启动子以及人工设计的合成启动子在CHO细胞中重组蛋白质表达方面的进展,为哺乳动物细胞选择合适的启动子,保证蛋白质表达量最大化,并确保长时间表达稳定性提供参考。     

CHO细胞表达系统研究新进展

中国仓鼠卵巢细胞（Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈａｍｓｔｅｒ Ｏｖａｒｙ Ｃｅｌｌ）是上前重组糖基蛋白生产首选体系。本文综述近几年该系统在生产基因工程药物方面的研究进展、存在问题和发展方向。     

VPAC2在CHO细胞的表达及鉴定

PAC2是垂体腺苷酸环化酶激活多肽(Pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP)和血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)的共同受体,介导多种重要生物学功能。为获得稳定特异表达VPAC2的中国仓鼠卵巢(Chinesehamsterovary,CHO)细胞,将pcDNA-VPAC2表达载体转染CHO细胞,G418筛选转染阳性克隆,PACAP38标准品诱导阳性克隆细胞的胞内cAMP生成,筛选出对PACAP38最为敏感的阳性单克隆细胞株(VPAC2-CHO),运用RT-PCR、Westernblot和免疫荧光法检测VPAC2受体表达情况,利用VPAC2受体特异激动剂通过竞争性结合试验和促进胞内第二信使cAMP生成的活性检测实验证实,VPAC2-CHO特异表达有功能的VPAC2。Scatchard作图分析显示VPAC2-CHO的VPAC2受体密度为(1.1±0.2)pmol/mg膜蛋白,PACAP38与VPAC2的解离常数Kd值为(0.55±0.10)nmol/L。特异表达VPAC2受体细胞系的构建为深入研究该受体理化性质、生物学功能以及筛选、开发VPAC2受体新型特异激动剂和拮抗剂等研究奠定了基础。     

CHO细胞表达系统研究新进展

中国仓鼠卵巢细胞(ChineseHamsterOvaryCell)是目前重组糖基蛋白生产的首选体系。本文综述近几年来该系统在生产基因工程药物方面的研究进展、存在问题和发展方向。     

CHO细胞表达糖蛋白的研究进展*

中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cells,CHO)表达系统因具有较高密度培养、高表达和相对完整的蛋白质糖基化修饰系统等特点,成为生产糖蛋白广泛应用的宿主表达细胞之一。目前已产生不同的CHO细胞系和各种功能细胞株以满足对糖蛋白的大量生产和其他实验需求。近年来,随着基因工程、蛋白质工程、细胞工程和发酵调控等技术的发展应用,由CHO细胞生产糖蛋白的产量和糖基化修饰程度取得了突破。然而,随着生物制品市场对于糖蛋白的需求增加,如何获得大量、均质的糖蛋白也成为急需解决的问题。综述了不同工程CHO表达系统的研究、应用、糖基化修饰系统,以及影响外源糖蛋白在CHO系统表达和糖基化修饰的理化因素,结合文献总结并预测了未来CHO细胞表达系统研究的四个具有重大意义的研究方向,以期在未来可以改善由CHO细胞表达糖蛋白的产量和质量。     

组织型纤溶酶原激活剂cDNA表达质粒的构建及其在CHO细胞中的表达

人组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)cDNA克隆片段。采用两种方式构建成真核表达质粒。第一:切除t-PA3＇端非编码区序列后插入SR启动子和SV_(40)晚期Poly(A)终止信号之间,形成pMGZ6001质粒;第二:将3＇端部分切除并带有Poly(A)加尾信号的t-PA片段插入由金属硫蛋白MT启动子调控的载体中,分别组建成含大T抗原与不含大T抗原的两个表达质粒pMGZ6002和pMGZ6003。这三种质粒用磷酸钙共沉淀法和电穿孔法转染CHO-dhfr细胞,阳性克隆细胞均能合成并分泌rt-PA。其分子量约68kD,并能与t-PA单克隆抗体特异结合,溶解纤维蛋白。阳性克隆经MTX选择培养扩增基因,培液中rt-PA表达水平可达3000IU/(10~6细胞·48h)。     

人重组白细胞介素12在CHO细胞中的表达

将人白细胞介素12（interleukin 12, IL-12）两条链p35及p40全长cDNA分别亚克隆至真核表达载体pcDNA3中,构建了pcDNA3/p35a,pcDNA3/p40a,pcDNA3/p35b,pcDNA3/p40b四种真核细胞重组表达质粒,利用磷酸钙共沉淀法转染中国苍鼠卵巢(CHO)细胞. 通过对阳性克隆的筛选鉴定,获得了稳定表达人IL-12的CHO细胞株,活性最高的一株表达量为105 U/ml.此细胞株经半年的传代培养,能够稳定地分泌IL-12.结果显示：IL-12在CHO细胞中的稳定表达受到重组质粒结构、DNA整合、mRNA转录、蛋白质翻译等多因素的影响,IL-12两个亚基在CHO细胞中的共同表达是产生有生物活性IL-12的基础.     

利用同源蛋白的信号肽和前肽序列在CHO细胞中表达重组人BMP6

BMP6属于TGF-β超家族,具有较强的骨诱导作用。主要利用BMP6自身的信号肽、前肽与成熟肽基因序列构建了表达质粒pcDNA-BMP6;同时利用BMP2的信号肽、前肽与BMP6的成熟肽基因序列构建了表达质粒pcDNA-BMP2/6。将两种质粒分别瞬时转染Cos7细胞,发现质粒pcDNA-BMP2/6表达rhBMP6的效率高于质粒pcDNA-BMP6。然后将质粒pcDNA-BMP2/6与含二氢叶酸还原酶基因(dhfr)的表达质粒共转染dhfr缺陷型的中华仓鼠卵巢(CHO)细胞,经G418筛选、氨甲蝶呤(MTX)介导目的基因扩增、亚克隆后得到表达rhBMP6成熟肽的单克隆细胞株。将表达产物rhBMP6初步纯化后,能诱导前成肌细胞系C2C12向成骨细胞方向转化,显示其具有骨诱导作用。     

CHO细胞表达抗血管内皮生长因子单克隆抗体工艺优化

抗血管内皮生长因子单克隆抗体(VEGF-MA)能够抑制肿瘤生长,具有良好的市场前景。本研究利用一株重组中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cell,CHO)细胞株表达VEGF-MA。首先对培养基种类进行优化,筛选最优的基础培养基、补料培养基和外源添加物。研究结果表明:最有利于重组CHO细胞株表达VEGF-MA的基础培养基、补料培养基和外源添加物分别为ActiCHO P Powder CD、CD Efficient Feed C AG和Sheff-CHO Plus PF ACF。利用这一培养基配比在摇瓶和3 L发酵罐中培养重组CHO细胞,VEGF-MA产量均可达到3.20 g/L。在3 L发酵罐中进一步优化培养条件,结果表明:最优的接种密度、pH、溶解氧浓度、前期培养温度和后期培养温度分别为1.0×10^6个/mL、7.10、40%、36.5℃和34℃,此时的VEGF-MA产量能够达到4.10 g/L。VEGF-MA质量指标均处于标准范围内:电荷异质性、糖基化水平和蛋白纯度分别为26.1%、59.1%和95.1%。     

丁酸钠对CHO—EPO工程细胞株rhEP0表达量的影响

以稳定整合有pEnEPo的cHO-EPO工程细胞株为研究对象,在无血清条件下,系统观察了0．5、1．0、2．5和5．0mm01／L 4个浓度的丁酸钠作用于该细胞株的情况,结果表明：丁酸钠对cH旺EPO工程细胞的生长有明显的抑制作用;影响cHDEPO工程细胞Epo表达,浓度1．0ml'TtOl／j L可提高Epo表达量2．5倍左右,并可持续较长的一段时问;延缓cHDEP0工程细胞在无血清培养时的细胞脱落;提高cHoEPO工程细胞EFOmRFJA水平。     

CHO/dhfr-细胞定点整合高效表达系统的建立

为了克服随机整合建立高表达细胞株时“位置效应”所带来的不可预知的后果,我们尝试建立基于定点整合的CHO高效表达系统。首先设计一个新的高效筛选载体pMCEscan。该载体含有报告基因(k2tPA)、扩增基因(dhfr)、重组酶识别序列(FRT)及筛选基因(neo),且neo基因的表达经过系统的弱化,确保能够对基因组中的整合位点进行大规模的高效筛选。然后利用该载体转染CHO/dhfr-细胞并进行大规模筛选以获得足够多的阳性克隆,并对阳性克隆进行系统分析,筛选出报告基因表达水平高、单拷贝且扩增效果好的克隆,此克隆被认为筛选载体整合入CHO细胞基因组中转录热点(Hotspot)区域,从而获得了能够实现外源基因在基因组中定点整合和有效表达的CHO/dhfr-细胞系。随后利用位点特异性重组系统(FLP-FRT)将外源基因定点整合到Hotspot区域,以实现外源基因在CHO细胞基因组中的定点整合及高效表达。并利用该细胞系实现了k2tPA的高表达,表达量达到17.1μg/106cell.24h。该研究致力于CHO细胞基因组中高表达位点的寻找和确认,建立基于定点整合的哺乳动物细胞高效表达系统。     

CHO/dhfr-细胞定点整合高效表达系统的建立

为了克服随机整合建立高表达细胞株时“位置效应”所带来的不可预知的后果,我们尝试建立基于定点整合的CHO高效表达系统。首先设计一个新的高效筛选载体pMCEscan。该载体含有报告基因(k₂tPA)、扩增基因（dhfr）、重组酶识别序列(FRT)及筛选基因（neo）,且neo基因的表达经过系统的弱化,确保能够对基因组中的整合位点进行大规模的高效筛选。然后利用该载体转染CHO/dhfr^－细胞并进行大规模筛选以获得足够多的阳性克隆,并对阳性克隆进行系统分析,筛选出报告基因表达水平高、单拷贝且扩增效果好的克隆,此克隆被认为筛选载体整合入CHO细胞基因组中转录热点（Hot spot）区域,从而获得了能够实现外源基因在基因组中定点整合和有效表达的CHO/dhfr-细胞系。随后利用位点特异性重组系统（FLP-FRT）将外源基因定点整合到Hot spot区域,以实现外源基因在CHO细胞基因组中的定点整合及高效表达。并利用该细胞系实现了k₂tPA的高表达,表达量达到17.1μg/10⁶cell·24h。该研究致力于CHO细胞基因组中高表达位点的寻找和确认,建立基于定点整合的哺乳动物细胞高效表达系统。     

CHO/dhfr-细胞定点整合高效表达系统的建立

为了克服随机整合建立高表达细胞株时“位置效应”所带来的不可预知的后果,我们尝试建立基于定点整合的CHO高效表达系统。首先设计一个新的高效筛选载体pMCEscan。该载体含有报告基因（k2tPA）、扩增基因（dhfr）、重组酶识别序列（FRT）及筛选基因（neo）,且neo基因的表达经过系统的弱化,确保能够对基因组中的整合位点进行大规模的高效筛选。然后利用该载体转染CHO／dhfr^-细胞并进行大规模筛选以获得足够多的阳性克隆,并对阳性克隆进行系统分析,筛选出报告基因表达水平高、单拷贝且扩增效果好的克隆,此克隆被认为筛选载体整合入CHO细胞基因组中转录热点（Hotspot）区域,从而获得了能够实现外源基因在基因组中定点整合和有效表达的CHO／dhfr-细胞系。随后利用位点特异性重组系统（FLP-FRT）将外源基因定点整合到Hotspot区域,以实现外源基因在CHO细胞基因组中的定点整合及高效表达。并利用该细胞系实现了k2tPA的高表达,表达量达到17．1μg／10^6cell·24h。该研究致力于CHO细胞基因组中高表达位点的寻找和确认,建立基于定点整合的哺乳动物细胞高效表达系统。     

克服位置效应提高外源基因在CHO细胞中稳定高效表达的策略

能够生产有功用的治疗性蛋白的一个重要前提是获得稳定的重组蛋白高表达细胞株,然而筛选一个能够持续稳定表达外源蛋白的重组细胞株是费时费力的过程。有多篇文献报道了重组蛋白细胞株表达的不稳定性。位置效应是高表达细胞株不稳定性的重要因素,克服或利用位置效应是当前获得稳定高表达重组蛋白细胞株的有效途径。为解决外源基因插入的随机性所带来的不可预知的后果,可以事先在CHO细胞基因组中筛选转录热点区域,再通过位点特异性或同源重组的方式,实现外源基因的定点整合。各种调节位置效应的DNA元件陆续被发现,可以利用它们去调控基因表达及增加细胞株的稳定性。     

Expression of Porcine Growth Hormone Gene in CHO Cell

ＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＰｏｒｃｉｎｅＧｒｏｗｔｈＨｏｒｍｏｎｅＧｅｎｅｉｎＣＨＯＣｅｌｌＣＨＥＮＱｉｎｇ－ｘｕａｎ（陈清轩）;ＨＥＸｉｎ（何新）;ＤＥＮＧＨｕｉ－ｎａｎ（邓辉南）（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌＢｉｏｌｏｇｙ,Ａｃ...     

proUK-KGDW融合基因在CHO细胞中的高表达

利用常规分子生物学技术,构建了新型高效的proUK-KGDW融合基因的分泌型哺乳动物细胞表达载体。将该载体线性化后转染CHO/dhfr-细胞,经G418筛选获得阳性克隆,然后挑取表达水平较高的克隆进行MTX加压扩增,以提高proUK-KGDW杂合体的表达水平,经2～3轮MTX加压扩增,获得多株表达水平超过10μg/(106细胞·24h)的稳定的高表达细胞株,为proUK-KGDW杂合体的制备及功能研究奠定了基础。     

Calnexin overexpression sensitizes recombinant CHO cells to apoptosis induced by sodium butyrate treatment

Sodium butyrate (NaBu) can enhance the expression of foreign genes in recombinant Chinese hamster ovary (rCHO) cells, but it can also inhibit cell growth and induce cellular apoptosis. In this study, the potential role of calnexin (Cnx) expression in rCHO cells treated with 5 mM NaBu was investigated for rCHO cells producing tumor necrosis factor receptor FC. To regulate the Cnx expression level, a tetracycline-inducible system was used. Clones with different Cnx expression levels were selected and investigated. With regard to productivity per cell (q_p), NaBu enhanced the q_p by over twofold. Under NaBu treatment, Cnx overexpression further enhanced the q_p by about 1.7-fold. However, under NaBu stress, the cells overexpressing Cnx showed a poorer viability profile with a consistent difference of over 25% in the viability when compared to the Cnx-repressed condition. This drop in the viability was attributed to increased apoptosis seen in these cells as evidenced by enhanced poly (ADP-ribose) polymerase cleavage and cytochrome C release. Ca²⁺ localization staining and subsequent confocal imaging revealed elevated cytosolic Ca²⁺ ([Ca²⁺]_c) in the Cnx-overexpressing cells when compared to the Cnx-repressed condition, thus endorsing the increased apoptosis observed in these cells. Taken together, Cnx overexpression not only improved the q_p of cells treated with NaBu, but it also sensitized cells to apoptosis.