无细胞蛋白表达系统新进展及在生物制药工程中的应用

无细胞蛋白表达体系是一种以细胞抽提物为基础的体外合成蛋白质表达技术,具有遗传背景简单、反应操控简便等特点,已成为研究生物反应系统的重要技术手段。在研究人员的不断努力下,反应体系从原核扩展到真核蛋白质合成体系,而且目标蛋白表达量从毫克级提高到数克级每升,成本不断降低,反应规模可达到百公升级。近年来,无细胞蛋白表达系统在复杂蛋白、毒性蛋白和膜蛋白表达方面的优势逐渐体现,展示了其在生物制药领域的重要应用潜力。总之,无细胞技术已经成为异源蛋白质高效合成和生物制药领域中有巨大潜力的新策略。     

重组蛋白在中国仓鼠卵巢细胞中高效表达的影响因素

高效表达重组蛋白 ,对于生物制药意义重大。大多数药用蛋白是糖蛋白 ,中国仓鼠卵巢细胞 (Chinesehamsterovarycell,CHO)是目前重组糖基蛋白生产的首选体系。影响外源蛋白在CHO细胞中表达的因素很多 ,从CHO细胞表达体系、表达载体系统、外源基因、表达细胞株的加压扩增与筛选、细胞大规模培养等方面对CHO高效表达加以阐述 ,同时提出存在的问题和未来的发展方向。     

外源蛋白在中国仓鼠卵巢细胞中高效表达的策略

高效表达外源蛋白,在生物制药中有重要意义.中国仓鼠卵巢细胞（Chinese hamster ovary cell）是表达外源蛋白的最佳真核表达系统之一.影响外源蛋白在CHO细胞表达的因素甚多,主要包括载体、宿主细胞和外源基因几方面.深入了解和灵活运用它们之间的关系,有助于获得外源基因在CHO细胞中的高效表达.     

无细胞蛋白表达体系研究进展及在生物制药领域中的应用

作为一种快速高效的体外蛋白合成手段,无细胞蛋白表达体系(Cell-free Protein Synthesis,CFPS)一直以来就被广泛应用于基础生物学领域的研究。与传统的基于细胞的体内表达体系相比,CFPS突破了细胞的生理限制,其可调控性强、对毒性蛋白的耐受力高,使得许多很难在体内合成的复杂蛋白在体外顺利表达。近年来随着研究人员不断对CFPS进行优化,通过简化制备工艺、开发价格低廉的能量再生系统、稳定底物供应、促进蛋白正确折叠等方式,成功研发出生产效率高、成本低廉、反应体积大的表达体系。凭借其高通量和大规模的蛋白表达优势,CFPS为解决生物制药领域中面临的难题提供了新的解决思路,并成功地应用于高通量药物筛选、大规模生产重组蛋白药物、个体化定制肿瘤疫苗等领域,显示出其在生物制药领域的重要应用潜力。     

逆转录病毒表达系统及其在外源蛋白高效表达中的应用

逆转录病毒表达系统是一种新的重组蛋白高效表达系统,它由逆转录病毒载体,包膜蛋白载体和包装细胞系构成,在基因治疗和生物制药领域都有很大的应用潜力。逆转录病毒和宿主细胞基因组的重组倾向于发生在转录活性区;口炎疱疹病毒-G蛋白 (vesicular stomatitis virus G, VSV-G)能有效扩大逆转录病毒感染宿主细胞的范围、提高逆转录病毒的感染效率;用高滴度的重组病毒感染细胞,经过简单的筛选即可获得高表达细胞株。本文对逆转录病毒表达系统的组成、感染的特点和机制及其应用前景作了概述。     

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。     

大肠杆菌细胞抽提物制备方案的简化与优化

无细胞蛋白表达系统是一种将目的蛋白在体外进行表达的新技术和新方法,已广泛应用到蛋白质组学、蛋白质结构和功能等领域的研究中。在无细胞蛋白表达系统中,细胞抽提物的制备是关键因素之一。通过对大肠杆菌细胞抽提物制备过程中离心速度、预孵化和透析等参数的考察,利用绿色荧光蛋白作为报告蛋白,可以得到一个细胞抽提物制备的简化方案。采用相对低的转速(12 000×g,10 min),简易空孵化即可制备出活性高的细胞抽提物,用于无细胞体系蛋白表达,其表达的绿色荧光蛋白产量为209μg/mL。与传统的大肠杆菌细胞抽提物S30相比较,新方案将使时间与成本节省62%,产量是传统方法的2.6倍,使无细胞蛋白表达技术的操作快速、高通量的优势更加明显。     

中国仓鼠卵巢细胞表达外源蛋白研究进展

中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary,CHO)是一种生物制药技术的重要表达系统之一,在生物制药过程中应用较为广泛,但由于其应用成本较高,限制了发展,随年研究的深入,研究者们对于此系统进行了深入的探索,提高了该系统的表达效率,降低了应用成本。     

哺乳动物细胞表达系统

(一)重要性在基因工程领域,哺乳动物细胞表达系统日益受到人们重视。许多重要的具医疗价值的蛋白在大肠杆菌表达系统中无生物活性或活性很低。这是由于在此系统中许多真核蛋白不能完成转译后修饰,如糖基化、酰胺化、二硫键的正确连接和亚基的正确装配。而在哺乳动物细胞表达系统中,这些转译后修饰过程能正常进行,产生与天然蛋白完全相同的分子。因此,哺乳动物细胞表达系统正在逐渐形成产业。在理论研究上,哺乳动物细胞表达系统也十分重要,它是研究真核基因调控的必不可少的模型。这个系统不仅对检验基因的同域作用(cis-acting)序列(如启动子)非常有用,而且对研究跨域作用因子(如一些调控蛋白)也极有价值。     

测定杆状病毒滴度方法的研究进展

杆状病毒表达载体系统为一种真核表达系统,在生物制药方面具有多种优势。测定杆状病毒滴度对病毒的扩增和重组蛋白的表达是非常必要的。本文系统地综述了蚀斑检测、测定β-半乳糖苷酶活性、终点稀释法、定量定时PCR、免疫染色检测法、使用微流控生物分析仪、测活细胞大小及用比色指示剂等8种方法测定杆状病毒滴度,各有其优缺点。     

无细胞蛋白合成系统的研究进展

无细胞蛋白合成系统能够以DNA或RNA为模板直接在体外合成蛋白,通过种种技术改进,在某些个例中,蛋白表达量已接近体内表达水平,并且建立了翻译后修饰和蛋白纯化的方法,进一步提高无细胞系统的合成能力,会使它比重组细胞的工业生产更具竞争力。     

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。     

Bcl-2蛋白的研究进展

Bcl-2基因属于Bcl-2基因家族,其表达的Bcl-2蛋白在细胞凋亡过程中通过抑制线粒体中细胞色素C的释放,可明显地抑制细胞凋亡。由于在大规模的细胞培养过程中,细胞的死亡以凋亡为主,所以可通过建立稳定过表达Bcl-2蛋白的重组细胞株,以抑制细胞的凋亡。同时,Bcl-2蛋白的变化不但可预见肿瘤的发生,而且通过药物降低Bcl-2的含量对于肿瘤的治疗也具有积极的意义。本文综述了Bcl-2蛋白的结构、功能、抗凋亡作用的机理,以及目前在生物制药和临床方面的应用和前景。     

无细胞蛋白质芯片的制备及其应用

蛋白质芯片是生物技术和功能蛋白组学的关键技术之一. 传统的生产蛋白的方 法周期长且费用高. 无细胞蛋白质合成系统和蛋白芯片的结合, 避免了基因的克隆、 蛋白的表达、纯化和保存等繁琐过程, 使整个无细胞蛋白芯片的制备过程快捷、迅速 和高效. 本文详细综述了无细胞蛋白质合成系统及其分类、无细胞表达系统在制备蛋 白质芯片方面的研究进展, 并探讨了无细胞蛋白质芯片在蛋白组学研究中的最新应用.     

转基因小鼠乳腺上皮细胞的体外培养及其对催乳素反应的研究

实现转基因生物乳腺反应器对外源蛋白的高效表达是目前生物制药亟待解决的难题。催乳素对泌乳期乳蛋白的合成与分泌具有重要的调控功能。通过转基因小鼠乳腺上皮细胞模型的建立,研究催乳素如何调控乳蛋白的表达,为提高乳腺反应器高效表达外源蛋白提供技术及理论支撑。应用机械破碎及胶原酶消化法,经差速贴壁纯化,成功培养含人转铁蛋白基因的小鼠乳腺上皮细胞,细胞上清液中检测到人转铁蛋白表达。细胞经牛催乳素诱导后人转铁蛋白的表达水平明显升高。利用转基因小鼠乳腺上皮细胞模型,可以进行催乳素和环境因素等对乳腺上皮细胞合成及分泌蛋白能力影响的研究。     

中国仓鼠卵巢细胞表观遗传调控研究进展

中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary, CHO)细胞因其具有可悬浮培养及进行蛋白质糖基化等翻译后修饰等优势,在生物制药重组蛋白生产方面具有不可替代的重要作用。但转基因沉默、表观遗传修饰等影响基因表达调控,造成CHO细胞表达稳定性降低而导致重组蛋白产量下降。本文对CHO细胞中表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA的作用研究,以及对基因表达调控的影响进行了综述。     

单蛋白合成系统研究进展

任何一个蛋白质合成系统的最终目标都是表达所需要的蛋白质(目的蛋白质)而不产生其他的细胞蛋白质。目前,只有两种方法可以成功的表达目的蛋白质:体外无细胞蛋白质合成系统和体内单蛋白生产(SPP)系统。综述现今不同的单蛋白生产系统,讨论他们的应用、优点和缺点。     

中国仓鼠卵巢细胞表达新技术

中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）是基因工程药物生产的最佳表达系统之一,在生物制药中被广泛应用。传统的获得高表达CHO细胞株的方法费时、费力。近年来出现了一些CHO细胞高效表达新技术,它们从克服位置效应,提高基因转录效率、mRNA翻译效率及稳定性、筛选高表达细胞的效率等不同层次调控外源基因在CHO细胞中的高效表达。与MTX加压扩增基因获得高效表达外源基因的方法比较,能够节约时间、减少工作量,不易丢失高表达细胞株。     

改造中国仓鼠卵巢细胞

原核细胞、酵母细胞以及昆虫细胞相比,中国仓鼠卵巢细胞（CHO）作为宿主细胞表达的外源蛋白最接近其天然构象,因而CHO细胞表达系统是生物工程制药最为理想的表达系统。但这种系统也存在诸多缺点。如在大规模培养中CHO细胞会面临着对无血清培养基的适应性差、细胞无限度增殖以及细胞凋亡等很多难题。所以除了在培养基、培养条件和表达载体方面下功夫优化该系统外,对CHO细胞本身进行改造已成为优化CHO表达系统的另一热点。      

CHO细胞基因组中稳定hot spot位点研究进展

近些年来,治疗性重组蛋白类药物是生物制药领域研究的热点。工业化生产中常用于重组蛋白表达的细胞系是中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)细胞。传统CHO细胞系的表达大多数基于随机整合的方式,这可能会使目标基因整合到异染色质区域或者不稳定的染色质区域,导致CHO细胞表达不稳定,需要多轮筛选才能获得理想的表达细胞系。最新研究表明,外源基因在CHO细胞预测/特定的基因组位点中进行特异性整合,可以使重组CHO细胞的表达保持长期一致性和稳定性。CHO细胞基因组中高效稳定的转录整合位点被称为热点(hot spot)。阐述CHO细胞基因组稳定的hot spot位点近几年的研究进展,其中包括热门的hot spot位点,以及如何研究新的hot spot位点的方法。总结如何将外源基因高效定位于预测的CHO细胞hot spot位点,实现高水平稳定的表达重组蛋白,为发现新的有效的hot spot位点,构建稳定表达CHO细胞系提供参考。