聚N-异丙基丙烯酰胺细胞培养平台的研究进展

聚N-异丙基丙烯酰胺(poly(N-isopropylacrylamide),PNIPAAm),温敏性聚合物,可利用其温敏特性替代酶类物质或细胞刮刀用于贴壁细胞的收获,从而有效避免酶解和机械损伤,可为生物医药领域提供品质优良的种子细胞。重点阐述促进细胞有效粘附和快速脱附的温敏性PNIPAAm二维平面的研发情况,包括选取特殊基材、引入亲水基团、调节反应物比率、控制聚合物厚度/密度、提供适宜外力等方式,从而有效改善细胞对温敏性平面的适应性并降低染菌风险以及减少低温处理对细胞的影响。同时介绍PNIPAAm微载体、支架和凝胶等温敏性三维培养介质的研究进展,此方式不仅增加细胞生长面积,更可以模拟体内微环境,从而保持细胞原始生理特征,同时实现大规模扩增和非酶解收获细胞以及组织器官修复和重构的目标。最后简单说明PNIPAAm培养平台的应用,PNIPAAm的研发为再生医学的发展提供了崭新思路。     

微载体浓度与细胞接种密度对ST细胞生长的影响

选择合适的微载体浓度、细胞接种密度以提高微载体利用率,优化微载体培养体系猪睾丸细胞(Swine testicle cells)的贴附生长与维持。使用DMEM补加10%血清、LSM(Low serum medium)两种培养基考察微载体浓度、细胞接种密度对细胞生长维持的影响,进而比较ST细胞在不同条件下对Cytodex1微载体的利用率。结果显示,使用LSM在T150方瓶中连续传代培养30d,平均比生长速率为0.626d~(0-1),是DMEM补加10%FBS培养基的1.15倍。选择10×10~5cells/mL细胞接种3g/LCytodex1搅拌瓶体系,最大细胞密度为38.3×10~5cells/mL,微载体利用率上升到58.8%。在灌注培养体系中培养ST细胞15d,最终细胞密度达到36.6×10~5cells/mL,扩增了13.6倍。微载体悬浮培养的使用一方面有利于ST细胞的贴附与生长,实现高密度生长,另一方面增加了微载体的使用成本,选择合适的微载体浓度、细胞接种密度,能够最大化利用微载体与培养基中的营养物质实现细胞的最优生长。     

使用旋转式生物反应器体外扩增人表皮细胞

目的:使用Cytodex-3微载体和高截面纵横比的旋转式生物反应器容器作为培养系统大规模扩增人表皮细胞(hECs)。方法:使用中性蛋白酶和胰蛋白酶-EDTA两步骤法从人皮肤中分离出人表皮细胞,使用DIL标记细胞后结合微载体后在旋转式生物反应器(RCCS)中培养,细胞贴附微载体的生长状态使用倒置显微镜,扫描电镜观测。并且分析细胞群体倍增时间来比较微重力培养与平面培养的体外增殖能力差异。结果:在旋转式生物反应器的微重力培养体系中,人表皮细胞能快速贴附到微载体表面,在培养过程中达到很大的细胞密度,并且表现出很强的增殖能力和细胞活性。结论:使用旋转式生物反应器和微载体悬浮培养人表皮细胞,是大量制备皮肤组织工程种子细胞的一种有效方法。     

用环境扫描电子显微镜研究Vero细胞在微载体上的生长

使用环境扫描电子显微镜(ESEM), 通过观察Vero细胞在Cytodex-3微载体表面上贴附铺展及增殖生长过程中的形态变化, 分析了细胞在微载体上的贴附与铺展的过程和行为; 考察了外源的层/纤粘连蛋白对细胞铺展形貌的影响, 发现细胞在微载体上的增殖生长以细胞群落延伸扩展的形式进行. 用ESEM图像计数法和结晶紫细胞核计数法获得细胞生长过程的细胞密度变化和生长曲线, 研究了接种密度对细胞生长过程的影响, 随着接种密度的增大, 细胞延迟期缩短, 表观生长速率增大, 细胞长满微载体表面所用的时间缩短. 在实验的血清浓度范围内(5%~10%), 血清浓度影响细胞的贴附, 随着血清浓度的增大, 细胞的贴附率增加, 从而影响整个生长过程.     

淀粉微载体的制备及对CHO-K1细胞培养的初步应用

以普通市售马铃薯淀粉为原材料,在常温下利用W/O乳化方法制备了交联淀粉微球,并以二乙胺基乙基修饰了微球的表面电荷。同时研究了制备淀粉微球的制备工艺和改性工艺,成功制备了适合细胞培养用的淀粉微载体。利用扫描电镜(SEM)、红外(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)对微球进行了表征。结果表明,最佳制备条件为:淀粉溶液浓度为7%,搅拌速度为500 rpm,交联剂用量为8%,水油相体积比1∶6;微球表面修饰最佳条件为:加入微球质量2倍体积的3.5 mol/L NaOH溶液和2.5 mol/L DEAE-HCl溶液,60℃密闭反应4 h。对比Cytodex-1微载体,培养CHO-K1细胞至144 h时,淀粉微载体表面细胞密度达到1.8×10~6cells/mL,且两者培养效果相似,表明了自制淀粉微载体是一种潜在的贴壁细胞培养用高分子材料。     

使用旋转式生物反应器体外扩增人表皮细胞

目的：使用Cytodex-3微载体和高截面纵横比的旋转式生物反应器容器作为培养系统大规模扩增人表皮细胞（hECs）。方法：使用中性蛋白酶和胰蛋白酶．EDTA两步骤法从人皮肤中分离出人表皮细胞,使用DIL标记细胞后结合微载体后在旋转式生物反应器（RCCS）中培养,细胞贴附微载体的生长状态使用倒置显微镜,扫描电镜观测。并且分析细胞群体倍增时间来比较微重力培养与平面培养的体外增殖能力差异。结果：在旋转式生物反应器的微重力培养体系中,人表皮细胞能快速贴附到微载体表面,在培养过程中达到很大的细胞密度,并且表现出很强的增殖能力和细胞活性。结论：使用旋转式生物反应器和微载体悬浮培养人表皮细胞,是大量制备皮肤组织工程种子细胞的一种有效方法。     

组成型过量表达hTERT 对Vero 细胞体外培养生物学特性的影响

目的:考察组成型过量表达人端粒酶催化亚单位(hTERT)对Vero细胞在无血清培养体系中的细胞形态、生长和代谢的影响。方法:以组成型过量表达hTERT的Vero细胞系T1为研究对象,以活细胞密度和细胞活力为主要观察指标,结合细胞形态和贴附伸展动态,考察T1细胞和野生型Vero细胞在静止贴附培养、微载体固定化培养和悬浮培养体系中的细胞生长;以葡萄糖比消耗速率(qglc)、乳酸比生成速率(qlac)、乳酸转化率(Ylac/glc)和谷氨酰胺比消耗率(qgln)为反映细胞代谢的主要观察指标,考察T1细胞和野生型Vero细胞在静止贴附培养、微载体固定化培养的细胞代谢。结果:hTERT组成型过量表达在降低Vero细胞的贴附伸展能力和对血清的依赖程度的同时,提高了细胞无血清批次培养后期的细胞活力和活细胞密度,并赋予了T1非贴附依赖性生长的能力。hTERT组成型过量表达未对Vero细胞的代谢产生明显的影响。结论:hTERT组成型过量表达可降低Vero细胞的贴附生长依赖性和对血清的依赖程度,是有应用潜力的改良哺乳动物细胞体外培养性状的技术途径。     

基于AFM单细胞力谱技术的淋巴瘤细胞黏附力测量（英文）

细胞黏附在细胞生理功能中起着重要的调控作用,对细胞黏附行为进行定量研究有助于理解生命活动内在机制.原子力显微镜(AFM)的出现为研究溶液环境下微纳尺度生物系统的生物物理特性提供了强大工具,特别是AFM单细胞力谱(SCFS)技术可以对单细胞黏附力进行测量.但目前利用SCFS技术进行的研究主要集中在贴壁细胞,对于动物悬浮细胞黏附行为进行的研究还较为缺乏.本文利用AFM单细胞力谱技术(SCFS)对淋巴瘤细胞黏附行为进行了定量测量.研究了淋巴瘤细胞与其单克隆抗体药物利妥昔(利妥昔单抗与淋巴瘤细胞表面的CD20结合后激活免疫攻击)之间的黏附力,分析了利妥昔浓度及SCFS测量参数对黏附力的影响,并对淋巴瘤细胞之间的黏附力进行了测量.实验结果证明了SCFS技术探测动物悬浮细胞黏附行为的能力,加深了对淋巴瘤细胞黏附作用的认识,为单细胞尺度下生物力学探测提供了新的可能.     

原代地鼠肾细胞及狂犬病毒不同培养方式的研究

目的通过比较原代地鼠肾细胞在转瓶、微载体、细胞工厂的3种培养方式的培养效果,为原代地鼠肾细胞选择一种易扩大规模、培养高质量细胞的培养方式,进而提高狂犬病毒的产量。方法消化取得的细胞悬液分别在转瓶、微载体、细胞工厂中培养,通过显微镜观察细胞形态、计数等结果比对培养的差别。结果细胞工厂可以很好地培养原代地鼠肾细胞和狂犬病毒;而细胞在微载体上贴附性差,生长不好。结论实验结果表明细胞工厂可以取代转瓶,用于大规模培养原代地鼠肾细胞扩大狂犬病毒的产量。     

组成型过量表达hTERT对Vero细胞体外培养生物学特性的影响

目的：考察组成型过量表达人端粒酶催化亚单位（hTERT）对Vero细胞在无血清培养体系中的细胞形态、生长和代谢的影响。方法：以组成型过量表达hTERT的Vero细胞系T1为研究对象,以活细胞密度和细胞活力为主要观察指标,结合细胞形态和贴附伸展动态,考察T1细胞和野生型Vero细胞在静止贴附培养、微载体固定化培养和悬浮培养体系中的细胞生长;以葡萄糖比消耗速率（qglc）、乳酸比生成速率（qlac）、乳酸转化率（Ylac/glc）和谷氨酰胺比消耗率（qgin）为反映细胞代谢的主要观察指标,考察T1细胞和野生型Vero细胞在静止贴附培养、微载体固定化培养的细胞代谢。结果：hTERT组成型过量表达在降低Vero细胞的贴附伸展能力和对血清的依赖程度的同时,提高了细胞无血清批次培养后期的细胞活力和活细胞密度,并赋予了T1非贴附依赖性生长的能力。hTERT组成型过量表达未对Vero细胞的代谢产生明显的影响。结论：hTERT组成型过量表达可降低Vero细胞的贴附生长依赖性和对血清的依赖程度,是有应用潜力的改良哺乳动物细胞体外培养性状的技术途径。     

微载体培养分泌HBsAg的Bu3细胞生长动力学研究

本文研究微载体半连续悬浮培养表达乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的基因工程哺乳动物细胞(Bu3)的工艺过程,建立了细胞在微载体上的生长模型、葡萄糖消耗和乳酸生成模型。实验表明,微载体悬浮培养系统能使贴壁依赖性Bu3细胞达到高密度和产物高表达。     

重组HSV-Ⅱ病毒疫苗的微载体悬浮培养生产工艺研究

经过重组减毒的Ⅱ型溶瘤单纯疱疹病毒(rHSV-Ⅱ)在体外具有良好的溶瘤效果,并对小鼠体内B16R黑色素瘤内注射具有较高的疗效。重组HSV-Ⅱ病毒作为高效的新型溶瘤病毒疫苗有望用于肿瘤的临床治疗。Vero细胞是广泛应用于病毒疫苗生产的细胞基质,该细胞系对多种病毒敏感且产量高,其微载体培养安全,开发重组HSV-Ⅱ溶瘤病毒肿瘤疫苗的Vero细胞微载体反应器悬浮培养生产工艺具有重要的意义。以自主开发的低血清培养基为基础,对Vero细胞的反应器微载体球转球转移放大工艺及在位消化放大培养工艺进行了研究和比较,以新老微载体比3:1的比例成功实现了微载体球转球转移放大,建立了可实现至少四次/级连续放大的球转球转移放大培养工艺,可用于工业化生产过程。在此基础上,初步建立了以Vero细胞为基质的重组HSV-Ⅱ病毒疫苗反应器微载体无血清悬浮培养生产工艺,最大病毒滴度可达到6.62 lgTCID50/ml以上。为以Vero细胞为基质的无血清病毒疫苗规模化培养提供了一种简便、高效的工艺方法。     

Protein A磁性纳米颗粒载体的制备及应用

本研究采用本课题组合成的表面氨基化磁性纳米微球,首先通过化学共价交联制备了葡萄球菌Protein A磁性纳米微球载体（SPA-MP）,并探讨了载体制备的优化条件。然后根据生物分子特异性亲合作用原理,在外加磁场的定向控制下,通过亲和吸附、清洗和解吸附等操作,探讨了SPA-MP载体在抗体分离纯化领域的应用可行性。载体制备优化实验结果显示,通过改变蛋白质浓度、交联剂浓度和交联剂活化时间可以制备不同表面密度的SPA-MP载体。300 μg SPA,2.5% (V/V)戊二醛浓度和3小时的活化时间可以获取表面密度高达35 mg SPA/g磁性纳米微球的载体。此外,应用结果显示每克SPA-MP磁性微球载体可以结合高达14 mg 的CD25抗体,同时可有效地分离纯化人抗血清样品中的IgG抗体。     

两种昆虫细胞的微载体培养

斜纹夜蛾细胞系(SL-1)和家蚕细胞系(BmN)均能在国产微载体上正常生长增殖。以3mg/ml微载体培养细胞,两种昆虫细胞生长最高密度分别为8.2×10~5细胞/ml和7.6×10~5细胞/ml。扫描电镜观察显示一个微载体可贴附几十个,有的多达上百个细胞。两性昆虫细胞的微载体培养特征与常规静止培养无甚差异。     

WAVETM反应器和搅拌瓶中微载体球转球放大培养的比较

目的:哺乳动物细胞目前已广泛用于生物工程药物如单抗和疫苗的生产.而用于贴壁细胞规模化培养的微载体,也应时应需得以开发并应用于生物制药.贴壁细胞微载体培养在搅拌罐和WAVETM反应器中都能进行.而如要进行进一步的放大培养,球转球工艺不可或缺.为了发展球转球这一新的放大技术,以及考量WAVETM反应器这种新型大规模培养设备的应用性,大量的细胞培养和球转球实验在WAVETM反应器和搅拌瓶中进行.收集到的数据得以分析比较.方法:将Vero细胞分别接入WAVETM反应器和搅拌瓶中用微载体Cytodex 1进行培养.适当补充营养并控制温度、pH等培养条件使细胞增殖.长满微载体的细胞用清洗、消化等球转球工艺的一系列步骤而分离,并放大接种到新的培养体系.球转球工艺的有效性通过记录并统计分析细胞消化分离的回收率,以及细胞重新接种生长的存活力来评估.结果:统计学分析比较WAVETM反应器和搅拌瓶中得到的细胞分离回收率分别是67.56％和39.39％,数理统计P值小于0.0003;细胞重新接种存活率分别是95.17％和78.45％,P值等于0.0107.结论:在WAVETM反应器中进行的球转球放大工艺,其总体表现和有效性远高于在搅拌瓶中得到的结果.在WAVETM反应器中培养的Vero细胞有很好的细胞状态,作为种子链和生产用罐相比搅拌型反应罐均有很大的优越性.     

壳聚糖接枝改性PET 人工韧带的表面结构与特性研究

目的:于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)人工韧带材料表面接枝壳聚糖长链分子,对改性PET人工韧带的表面结构与特性进行分析,以期为较好生物相容性的PET人工韧带材料的设计和研发奠定一定的理论基础和技术支持。方法:首先采用化学接枝法在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)织物表面接枝丙烯酸(PET-AAc),再与壳聚糖分子发生酰胺化反应实现PET表面的壳聚糖接枝(PET-CHI)。借助接触角、x射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FTIR)、热失重(TG)和扫描电镜(SEM)等对PET改性效果进行分析表征。结果:壳聚糖长链分子成功接枝到PET表面,壳聚糖在PET表面的接枝厚度为2.25μm,接枝量为9.66 wt%。结论:接枝改性后PET表面亲水性有较大提高,浸润性得到改善。     

基于AFM单细胞力谱技术的淋巴瘤细胞黏附力测量

细胞黏附在细胞生理功能中起着重要的调控作用,对细胞黏附行为进行定量研究有助于理解生命活动内在机制.原子力显微镜（AFM）的出现为研究溶液环境下微纳尺度生物系统的生物物理特性提供了强大工具,特别是AFM单细胞力谱（SCFS）技术可以对单细胞黏附力进行测量.但目前利用SCFS技术进行的研究主要集中在贴壁细胞,对于动物悬浮细胞黏附行为进行的研究还较为缺乏.本文利用AFM单细胞力谱技术（SCFS）对淋巴瘤细胞黏附行为进行了定量测量.研究了淋巴瘤细胞与其单克隆抗体药物利妥昔（利妥昔单抗与淋巴瘤细胞表面的CD20结合后激活免疫攻击）之间的黏附力,分析了利妥昔浓度及SCFS测量参数对黏附力的影响,并对淋巴瘤细胞之间的黏附力进行了测量.实验结果证明了SCFS技术探测动物悬浮细胞黏附行为的能力,加深了对淋巴瘤细胞黏附作用的认识,为单细胞尺度下生物力学探测提供了新的可能.     

PLGA人工抗原提呈细胞载体的制备

目的:目前常用的载体材料,在体内很难降解,限制了其在体内的应用,本文通过用PLGA微球制备人工抗原提呈细胞(AAPC)载体,对其功能进行验证.希望此方法能弥补传统方法的不足.方法:将软脂酸偶联到亲和素上,然后按照传统的复乳法来制备PLGA微球,并且通过使用荧光素(FITC)标记、生物素化的牛血清蛋白(BSA)对其功能进行验证.结果:通过该方法可以得到表面固定生物素的PLGA微球,并且证明软脂酸修饰并未影响到亲和素分子和生物素的结合,生物素化的BSA分子可以有效的结合到微球的表面.结论:PLGA微球表面很难引进合适的化学基团,导致其不能像聚苯乙烯微球那样通过化学反应来将亲和素分子固定在微球的表面上,通过将软脂酸偶联到亲和素分子上,可改变其表面很难引进合适的化学基团的不足,用其微球可用于制备AAPC载体.人工抗原提呈细胞是免疫学研究领域的新思路,可在基础免疫研究和临床治疗方面发挥较大的作用,但作为一门新兴技术,在制备、效果评价及应用方面需要逐渐完善和成熟,用PLGA微球为载体构建,弥补了磁珠、聚苯乙烯不能在体内降解的不足,且安全无毒,可供参考.     

家蚕BmN铁微载体培养及HBeAg的高效表达

选择微载体Ｃｙｔｏｄｅｘ３对家蚕ＢｍＮ（从Ｓｉｌｉｗｏｒｍ Ｂｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉ获得的细胞系）细胞进行高密度培养,并获得成功。观察了家蚕ＢｍＮ细胞在微载体Ｃｙｔｏｄｅｘ３上的贴壁分布,研究了不同接种浓度与微载体浓度时细胞的生长情况,并筛选出最佳的技术参数。在１０００ｍＬ滚瓶中用微载体Ｇｙｔｏｄｅｘ３培养家蚕细胞,在合适的培养条件下（细胞接种浓度３．６×１０＾５细胞／ｍＬ、微载体浓度５ｇ／Ｌ）,５     

纤维素多孔微载体的制备及其用于动物细胞培养

将纤维素铜氨溶液喷洒至-40℃的硅油：正己烷=1：4的冷冻液中形成含冰晶的微球,用-30℃、40%的H₂SO₄再生纤维素,并用EDAE盐酸盐修饰其表面,制成适合动物细胞培养的纤维素多孔微载体。利用该微载体培养能分泌尿激酶原(Pro-UK)的重组CHO细胞,在100mL搅拌瓶中换液培养25d,细胞最高密度为6.3×10⁶/mL,尿激酶原最高活性为2325IU/mL,共获28.7mg产品。之后转入1000mL搅拌瓶中培养,可观察到细胞可从种子微载体中自动转移到新微载体中生长繁殖直至所有微载体中都长有细胞。在25d二级培养中,细胞最高密度为7.3×10⁶/mL,尿激酶原最高活性为3108IU/mL,共获含353mg尿激酶原的上清13.7L。在培养后期换用无血清培养基培养,细胞生长及蛋白表达水平正常。