分泌重组抗体的CHO细胞体外培养条件的优化

目的：对生物反应器细胞培养时培养时培养基组成进行优化。方法：以稳定转染了抗CD3人源化抗体的CHO细胞为模型,以无血清培养基经生物反应器高密度细胞培养后分子量小于50kDR的超滤液为基础培养基,在细胞培养板中考察添加氨基酸、丁酸钠、柠檬酸铁等多种成分对细胞生长状态和蛋白表达量的影响、结果：2mmol/L丁酸钠可以有效地诱导蛋白的表达,丁酸钠和柠檬酸铁对于促蛋白表达有协同作用,适量添加培养过程中消耗较快的氨基酸可提高细胞数和蛋白的表达量。结论：利用所述方法可快速优化培养基成分,显著提高生物反应器中细胞的蛋白表达量。     

表达重组抗CD52单克隆抗体CHO细胞灌流培养基的筛选

目的筛选重组抗CD52单克隆抗体CHO细胞株培养和连续灌流表达用培养基,以提高抗体表达量。方法通过调整原有批培养用培养基中谷氨酰胺和植物水解蛋白,获得5种培养基配比。使用模拟灌注方式进行细胞培养,分析细胞密度、活细胞比率和目标蛋白表达,筛选连续灌流细胞培养和表达用培养基。最后在7 L反应器中采用灌注培养方式对筛选获得的培养基进行验证。结果使用50 mL细胞培养管进行模拟灌注培养时,活细胞比率较高,达到90%以上;CHO细胞在添加谷氨酰胺至4.0 mmol/L和植物水解蛋白至5.0 g/L的批培养用培养基中生长速度最快;在基础培养基中抗体表达量比优化前高15%。20 d培养周期内,优化的培养基在7 L反应器中可以维持CHO细胞密度在(2 727±253)万个/mL,活细胞比率在95%以上。结论通过模拟灌注培养,筛选获得了一种在7 L反应器灌流培养中适宜于重组抗CD52单克隆抗体CHO细胞表达的培养基。     

酵母抽提物对CHO细胞生长及抗体表达的影响

为了深入认识酵母抽提物在中国仓鼠卵巢(CHO)细胞生长及单克隆抗体表达过程中所发挥的作用,综合考察了传代培养和批式培养过程中,不同浓度酵母抽提物条件下CHO细胞生长、抗体表达以及营养物代谢的情况。传代培养过程中,低浓度(1 g/L)的酵母抽提物能够显著促进CHO细胞的生长,高浓度(5-10 g/L)的酵母抽提物则会显著抑制CHO细胞的生长;同时,传代过程中添加酵母抽提物不会影响种子细胞在批式培养中的表现。批式培养过程中,抗体比生成速率随酵母抽提物浓度的提高而升高,浓度为10 g/L时获得最高抗体产量。通过采用细胞生长阶段低浓度、产物表达阶段高浓度的添加策略,酵母抽提物在动物细胞培养过程中可发挥巨大的应用价值。     

基于DOE设计和氨基酸补加策略提高CHO细胞表达抗CD20单克隆抗体*

中国仓鼠卵巢细胞(CHO)流加培养生产单克隆抗体是目前主流培养方式,其中环境参数(pH和温度)和营养成分均影响细胞生长、碳氮源代谢和外源蛋白表达,是培养过程中关键的控制参数。采用实验设计(design of experiment,DOE)方法研究培养参数(温度、pH)对CHO细胞生长和抗CD20抗体表达的影响,建立营养限制型氨基酸流加策略,实现抗CD20抗体的高表达。结果表明,温度是影响蛋白质表达的显著因素,35℃有助于提高细胞密度和目标抗CD20抗体表达,而pH对抗CD20表达影响不显著,且温度和pH无交互作用,经DOE预测分析最佳培养条件是温度35℃和pH7.0。在该最佳培养条件下,在培养后期酪氨酸和半胱氨酸的浓度都低于0.1mmol/L。在培养的第2天通过补加1.5mmol/L酪氨酸和1mmol/L半胱氨酸避免营养限制,抗CD20抗体表达水平提高了24.1%,且对蛋白糖型无影响。     

基于DOE设计和氨基酸补加策略提高CHO细胞表达抗CD20单克隆抗体*

中国仓鼠卵巢细胞(CHO)流加培养生产单克隆抗体是目前主流培养方式,其中环境参数(pH和温度)和营养成分均影响细胞生长、碳氮源代谢和外源蛋白表达,是培养过程中关键的控制参数。采用实验设计(design of experiment,DOE)方法研究培养参数(温度、pH)对CHO细胞生长和抗CD20抗体表达的影响,建立营养限制型氨基酸流加策略,实现抗CD20抗体的高表达。结果表明,温度是影响蛋白质表达的显著因素,35℃有助于提高细胞密度和目标抗CD20抗体表达,而pH对抗CD20表达影响不显著,且温度和pH无交互作用,经DOE预测分析最佳培养条件是温度35℃和pH7.0。在该最佳培养条件下,在培养后期酪氨酸和半胱氨酸的浓度都低于0.1mmol/L。在培养的第2天通过补加1.5mmol/L酪氨酸和1mmol/L半胱氨酸避免营养限制,抗CD20抗体表达水平提高了24.1%,且对蛋白糖型无影响。     

金属离子对CHO细胞抗体表达及抗体电荷分布的影响

旨在深入认识金属离子在中国仓鼠卵巢(CHO)细胞培养生产单克隆抗体过程中所发挥的作用。综合考察了不同铜离子和锌离子浓度下CHO细胞的生长、抗体的表达以及抗体的电荷分布情况。结果显示,一方面,当培养基中铜离子浓度为120 nmol/L、锌离子浓度为50μmol/L时,最有利于CHO细胞的生长和抗体的表达。过高或过低的铜离子和锌离子均对细胞的生长和活性的维持产生了不利影响。另一方面,作为碱性羧肽酶抑制剂和辅因子的铜离子和锌离子对抗体的电荷分布有着重要的影响。当培养基中铜离子浓度为50 nmol/L、锌离子浓度为50μmol/L时,最有利于减少抗体的电荷变体,提高主峰含量。过高或过低的铜离子和锌离子均导致了电荷变体的增加,主峰含量的降低。且两者的浓度和比例影响了抗体C末端赖氨酸的酶切过程,进而影响了碱性变体的含量。此外,对铜、锌离子的操作空间进行了初步的研究。金属离子在CHO细胞培养过程中对细胞的生长、抗体的表达以及抗体的电荷分布等方面都发挥着重要的作用。     

氨浓度升高对CHO细胞维持期抗体融合蛋白的表达及N-糖基化的影响

为了深入理解在中国仓鼠卵巢(CHO)细胞流加培养过程中氨对抗体融合蛋白表达和N-糖基化的作用,认识氨影响N-糖基化加工的作用位点,考察了在细胞维持期(产物表达期)不同氨浓度条件与CHO细胞维持与代谢、抗体融合蛋白表达和N-糖链结构的关系。结果显示,氨浓度在5-12 mmol/L范围内对维持期的细胞生长曲线、葡萄糖和谷氨酰胺的消耗以及乳酸和氨的生成情况没有明显影响。但当氨浓度大于5 mmol/L时,随着氨浓度的升高,抗体融合蛋白的唾液酸化程度和半乳糖化程度均不断降低,而岩藻糖基化程度和高甘露糖糖型比例则没有变化。当氨浓度升高至大于9 mmol/L后,抗体融合蛋白的表达能力和最终表达量开始降低。因此,应在细胞培养工艺过程开发时控制氨的生成至小于5 mmol/L,以避免氨的累积导致产物的半乳糖化和唾液酸化程度降低以及产物表达量下降。     

不同降温温度对抗破伤风毒素抗体重组CHO工程细胞株生长及蛋白表达的影响

目的 摸索适合抗破伤风毒素抗体重组CHO工程细胞株生长和抗体蛋白表达的降温温度,为细胞培养工艺的建立提供参考。方法 在体积为125 mL的培养瓶中,按50万个/mL的初始密度接种CHO工程细胞种子,采用补料分批培养模式,在转速125 r/min, CO₂浓度5.0%,湿度80%的温控培养摇床中进行细胞培养。对照组培养温度设定为37℃恒温;试验组初始培养温度设定为37℃,待培养瓶中的细胞密度达到1 000万个/mL时,将培养瓶分别转到35℃、34℃和33℃的摇床继续培养。每日取样,分别检测培养液的活细胞密度、细胞活率、葡萄糖、乳酸、NH⁺₄、渗透压和抗体蛋白滴度。当细胞活率<80%时,停止培养。与对照组比较,选择细胞生长较好,代谢副产物浓度较低且抗体蛋白滴度最高的温度为最终降温温度。结果 对照组的最高活细胞密度为2 000万个/mL,试验组37℃转到35℃、37℃转到34℃和37℃转到33℃培养条件下的最高活细胞密度分别为2 210万、1 940万和1 890万个/mL;与对照组相比,试验组培养后期的细胞活率维持较高...     

分泌表达bFGF的中国仓鼠卵巢(CHO)细胞的构建及其特性分析

CHO细胞在无血清或无蛋白培养条件下培养通常会遇到贴壁能力差,细胞活力差等问题。通过构建分泌型bFGF基因,克隆到pIRESneo3表达载体上,转染CHO细胞,通过MTT法间接检测细胞培养上清中bFGF表达,并在无蛋白培养基中观察细胞的生长。结果显示转染的CHO细胞表达bFGF,且分泌的bFGF有生物活性;转染的CHO细胞在无蛋白培养基中较未转染的CHO细胞的贴壁能力和活力强。成功改造了CHO细胞,为CHO细胞在无血清或无蛋白条件下大规模培养提供了基础。     

pH对重组CHO细胞生长、单抗表达及质量的影响北大核心CSCD

在1 L反应器中探究p H对CHO细胞生长、单抗表达及质量的影响。在1 L反应器中对p H进行探究,实验研究表明当p H为7.05时最适合CHO细胞生长和抗体表达,在此条件下培养时第9天获得最高细胞密度1.54×107cells/m L,在第11天获得最高抗体浓度1 355.71 mg/L。p H对p CO2、乳酸积累、抗体的单体含量、电荷异质性和糖基化也有较大影响,当p H在6.95至7.25之间时,高p H培养能够降低乳酸积累和p CO2,但是会导致抗体的碱性峰增加。p H两项培养能够降低细胞活力,从而提高抗体表达量。     

pH对重组CHO细胞生长、单抗表达及质量的影响

在1 L反应器中探究p H对CHO细胞生长、单抗表达及质量的影响。在1 L反应器中对p H进行探究,实验研究表明当p H为7.05时最适合CHO细胞生长和抗体表达,在此条件下培养时第9天获得最高细胞密度1.54×107cells/m L,在第11天获得最高抗体浓度1 355.71 mg/L。p H对p CO2、乳酸积累、抗体的单体含量、电荷异质性和糖基化也有较大影响,当p H在6.95至7.25之间时,高p H培养能够降低乳酸积累和p CO2,但是会导致抗体的碱性峰增加。p H两项培养能够降低细胞活力,从而提高抗体表达量。     

营养补偿和代谢控制提高细胞蛋白表达的研究

为解决连续灌注培养产物因营养物质不能有效利用而导致产率偏低的问题,降低生产成本,通过在发酵过程中测定表达重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc(TNFRp75:Fc)蛋白的CHO工程细胞株对氨基酸成分的不同消耗速率,定量添加特定氨基酸作为营养补偿,提高了培养基中氨基酸的综合利用效率.同时,在连续灌注过程中通过对葡萄糖补加的限量控制,使培养体系中葡萄糖始终低于0.5g/L,减少了乳酸蓄积对细胞的毒性作用,从而有效降低了灌注速率.结果显示,在30L工作体积发酵规模上经过氨基酸补偿和葡萄糖控制的连续灌注培养工艺使最终重组蛋白产率(mg/L)和最终产量较工艺改进前提高2.1倍和3.7倍,分别达到388mg/L和244.4g,生产周期延长了一周.工艺改进前后重组蛋白的唾液酸含量和体外生物比活没有改变.通过营养补偿和代谢控制工艺策略可以有效提高连续灌注培养工艺重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc蛋白的产率和产能,从而降低产业化成本.     

二氧化碳分压和渗透压升高对CHO细胞维持期生长、代谢和产物表达的影响

为了深入了解培养体系中二氧化碳分压(pCO_2)和渗透压对中国仓鼠卵巢(CHO)细胞产物表达的影响。考察了不同pCO_2和渗透压条件下CHO细胞的密度维持、代谢、产物表达量和产品质量(糖型修饰和电荷异质化)的情况。pCO_2和渗透压升高均对最终抗体表达产生不利的影响,其中渗透压升高对细胞后期活性维持不利,而pCO_2升高则对产物表达期抗体比生成速率产生负面影响。通过对过程中胞内外代谢物的研究,发现pCO_2和渗透压升高均会降低碳源有效利用率。在产物的质量方面,当渗透压升高时,产物的糖基化水平下降,产物电荷分析中的中性电荷含量比例升高;而当pCO_2升高时,产物的糖型分布无明显变化,但其中中性电荷抗体含量降低。产物表达期的pCO_2和渗透压的升高对细胞维持、物质能量代谢及产物表达存在诸多不利影响,因此应尽量避免培养体系中的CO_2累积和渗透压升高的情况发生,以确保培养规模放大的正常进行。     

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。     

SYBR Green实时定量PCR分析灌注培养工艺中抗体基因稳定性

目的采用SYBR Green实时定量PCR分析灌注培养工艺过程中工程细胞株抗体基因的稳定性。方法取灌注培养0、7、14、21、28、35 d的CHO细胞,用SYBR Green实时定量PCR分析其抗体基因稳定性。使用标准曲线相对定量法分析CHO细胞中β-肌动蛋白和抗体基因拷贝数,以抗体基因拷贝数与β-肌动蛋白基因拷贝数的比值表示工程细胞中抗体基因水平。结果工程细胞株工作种子、发酵罐中不同时间点样品抗体基因拷贝数保持稳定,抗体基因拷贝数相对β-肌动蛋白基因为0.93±0.10,抗体基因相对含量与培养时间之间不相关(P=0.938)。结论抗体工程细胞株在灌注培养过程中抗体基因保持稳定。     

营养补偿和代谢控制提高连续灌注培养重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc的蛋白产率

为解决连续灌注培养产物因营养物质不能有效利用而导致产率偏低的问题,降低生产成本,我们通过在发酵过程中测定表达重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc（TNFRp75:Fc）蛋白的CHO工程细胞株对氨基酸成分的不同消耗速率,定量添加特定氨基酸作为营养补偿,提高了培养基中氨基酸的综合利用效率;同时,在连续灌注过程中通过对葡萄糖补加的限量控制,使培养体系中葡萄糖始终低于0.5 g/L,减少了乳酸蓄积对细胞的毒性作用,从而有效降低了灌注速率。结果显示,在30L工作体积发酵规模上经过氨基酸补偿和葡萄糖控制的连续灌注培养工艺使最终重组蛋白产率（mg/L）和最终产量较工艺改进前提高了2.1倍和3.7倍,分别达到388mg/L和244.4g,生产周期延长了一周。工艺改进前后重组蛋白的唾液酸含量和体外生物比活没有改变。通过营养补偿和代谢控制工艺策略可以有效提高连续灌注培养工艺重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc蛋白的产率和产能,从而降低产业化成本。     

CHO细胞株开发技术策略探讨

主要介绍了单克隆抗体药物工业生产中宿主细胞选择、表达载体构建、转染方法、筛选技术、细胞培养工艺技术方法以及最后选定细胞株的标准等,结合单抗药物CHO细胞株开发和培养工艺的经验,对当前我国单抗CHO细胞株开发技术策略进行了探讨。     

丁酸钠和丙酸钠对工程CHO细胞生长代谢和嵌合抗体表达的影响

抗p185erbB-2基因工程抗体是一种有潜力的抗肿瘤药物。以稳定表达抗p185嵌合抗体的重组工程CHO细胞株为对象,分别用不同浓度丁酸钠(0~2mmol/L)和丙酸钠(0~10mmol/L)对处在对数生长期的细胞进行处理,在连续5d的培养过程中,每隔24h取样测活细胞数量,并用ELISA检测上清中抗体含量,5d后结束培养用FACS检测细胞周期。同时还用丁酸钠和丙酸钠处理长至90%满度的细胞,然后每隔12h取样一次检测葡萄糖和乳酸的含量。结果表明丁酸钠和丙酸钠可以有效地提高嵌合抗体在工程CHO细胞中的表达,表达量最高时可达58.3~59.6mg/L,是对照组的1.5倍。同时抑制细胞生长和阻断细胞周期在G1期,并且可减少培养过程中葡萄糖的消耗和乳酸的生成。和丁酸钠相比,丙酸钠具有较小的细胞毒性,是一种有潜力的替代品。     

半乳糖流加对CHO细胞生长代谢及其表达的Fc融合蛋白糖基化的影响

旨在深入认识补料分批培养过程中,以半乳糖替代葡萄糖作为碳源,对CHO细胞生长、代谢和产物表达的影响。通过将补料培养基中的葡萄糖用等摩尔的半乳糖进行替换,综合考察了不同比例替换条件下CHO细胞的生长代谢和Fc融合蛋白的产物合成特性。结果显示:摇瓶的数据表明60%比例以上半乳糖的替代对细胞的生长造成了不利影响,培养后期的pH出现了大幅上升。同时随着半乳糖替代比例的增加,虽然代谢副产物乳酸的浓度有明显下降,但氨的生成却显著增多;此外,培养过程中谷氨酸和丙氨酸的浓度也随着替代比例的增加而增加。产物表达方面,在较低替代比例内(0%-40%),Fc融合蛋白的表达量和总唾液酸含量都随着替代比例的增加而升高,而随着替代比例的进一步升高(60%-100%),两者都逐渐降低。最后,在反应器内通过对培养pH的稳定控制,40%半乳糖替代过程的产物表达量和总唾液酸含量分别提高了43%和37%。补料培养基中以半乳糖替代葡萄糖进行补料的方式,有效地提高了最终Fc融合蛋白的表达量和总唾液酸含量,有助于建立高产高质的CHO细胞培养过程。     

MG-132提高TNFR-Fc融合蛋白在CHO细胞中表达的研究

目的:在不影响细胞活力的前提下,通过抑制人肿瘤坏死因子受体-Fc(TNFR-Fc)融合蛋白的降解,提高其在中国仓鼠卵巢(CHO)细胞中的产量和质量。方法:通过在细胞培养过程中加入全蛋白质合成抑制剂Cycloheximide、溶酶体抑制剂Leupeptin、蛋白酶体抑制剂MG-132,验证TNFR-Fc融合蛋白在CHO细胞的降解途径;免疫印迹(Western blot)方法检测在细胞内TNFR-Fc融合蛋白的变化,酶联免疫吸附试验(ELISA)方法检测分泌表达的TNFR-Fc融合蛋白的含量。Protein A亲和层析纯化细胞培养液上清,高效液相色谱(HPLC)检测重组蛋白的纯度,并通过阻断肿瘤坏死因子α(TNFα)诱导的L929细胞毒作用来检测纯化的TNFR-Fc蛋白的活性。结果:TNFR-Fc在CHO细胞内,经泛素蛋白酶体途径降解,稳定表达TNFR-Fc的CHO细胞培养过程中添加50μmol/L MG-132,可以使TNFR-Fc融合蛋白的分泌表达量提高42.35%,纯化后,二聚体比例提高28.60%,并且纯化后目的蛋白的比活性也增加。结论:在不影响细胞活力、蛋白质生物学活性的前提下,添加蛋白酶体抑制剂MG-132提高TNFR-Fc融合蛋白在CHO细胞中的表达量,为进一步研究从抑制蛋白质降解途径来提高重组蛋白在CHO细胞中的表达量提供了现实依据。