谷氨酰胺和天冬酰胺对CHO细胞生长、代谢及抗体表达的影响

以离心换液的批培养为例,通过设计谷氨酰胺和天冬酰胺不同的添加方式来考察两者对CHO细胞生长,代谢及产物表达的影响。结果表明：基础培养基中谷氨酰胺和天冬酰胺不能简单地相互替换,缺失谷氨酰胺或天冬酰胺的基础培养基均不能支持dhfr-CHO细胞的正常生长和产物表达,仅谷氨酰胺和天冬酰胺的浓度同时达到4mmol/L,才能满足细胞生长所需。另外,代谢副产物氨的生成仅与谷氨酰胺和天冬酰胺的加和线性相关,与两者添加比例无关。但适当提高天冬酰胺与谷氨酰胺的比例可提高抗体表达水平,同时减少乳酸的生成。因此,为培养基开发与优化过程中谷氨酰胺和天冬酰胺的添加策略提供了依据,为建立高效的流加培养过程奠定了基础。     

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。     

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。     

细胞密度和营养供给对H1N1流感病毒产率的影响

探究细胞培养生产流感病毒过程中,高细胞密度引起低单位细胞病毒产率(Svy)的原因及找到解决方法。通过增加微载体浓度以及换液操作获得较高的细胞密度;考察了感染时细胞密度(CCI)和病毒感染用维持培养基对病毒产量和单位细胞病毒产率的影响。在12.6 g/L微载体培养过程中,通过换液操作,可获得高细胞密度,达到1.47×107 cells/m L。在CCI为1×107cells/m L条件时,选择合适的维持培养基,其Svy最高达到5.14×103 virions/cell,比同等条件下用DMEM维持培养基的Svy值提高了近一倍。高密度培养MDCK细胞生产流感病毒时,充分考虑不同阶段的培养条件和营养需求,可以提高细胞密度和单位细胞病毒产率,进而提高流感病毒的产量。该研究结果为工业化生产流感病毒疫苗提供了基础数据。     

"生长素的发现"一节教学设计

本节课的教学思路以问题情景→引导→发现问题→分析问题→解决问题为线索。     

流感病毒生产的维持培养基开发及细胞代谢特征分析

采用Simplex Lattice设计开发出适于流感病毒在MDCK细胞中高效扩增的维持培养基,同时以细胞生长培养基作为对照组,研究该培养基下病毒感染后的细胞代谢特征。通过统计学方法,确定维持培养基由A和F培养基以0.586∶0.432比例混合组成,在2 L生物反应器中其所支持的最大病毒滴度为214.062 HAU/100μL,较对照组提高了59.55%。代谢分析表明,在葡萄糖初始浓度一致的条件下,维持培养基组增强了细胞对葡萄糖的摄取及糖酵解途径,对于利于病毒增殖的组分,如丝氨酸、精氨酸、异亮氨酸等,细胞的消耗速率显著增强;对于抑制病毒扩增的组分,如丙氨酸,细胞的生成速率大幅度下降。该研究方法和所得的关键细胞代谢特征对于其他病毒疫苗培养基的开发和优化提供了方法借鉴和理论指导。     

柠檬酸铁铵对悬浮HEK293细胞转染的影响机制探究

基于聚乙烯亚胺（polyethyleneimine, PEI）的悬浮人胚胎肾细胞（human embryonic kidney 293 cells, HEK293）转染技术前景广阔,但培养基组分会影响转染效率。简单的离心换液存在污染风险,且影响细胞状态。探究抑制转染效率的关键组分对转染过程的影响机制,有利于从根本上解决该问题。首先通过探究培养基中对转染效率具有潜在影响的组分确定关键组分柠檬酸铁铵（ferric ammonium citrate, FAC）的抑制作用,然后通过考察柠檬酸铁铵添加对细胞状态、PEI与DNA形成的复合物（PEI-DNA complex, PEI-DNA复合物）结合情况、目的基因表达情况的影响,分析其抑制转染效率的机制。结果表明,高浓度的柠檬酸铁铵对细胞转染存在明显抑制作用,且该抑制作用随着柠檬酸铁铵浓度的升高而逐渐增强。当柠檬酸根和铁离子同时存在时才会抑制细胞转染过程。过高浓度的柠檬酸铁铵使PEI-DNA复合物的粒径显著增加,复合物进入细胞更加困难,导致进入细胞的复合物数量减少,最终引起细胞转染效率的大幅下降。柠檬酸铁铵通过影响PEI-DNA复合物的大小限制D...     

MDCK细胞宿主蛋白含量双抗体夹心ELISA检测方法的建立

目的建立检测犬肾细胞(madin-darby canine kidney, MDCK)宿主细胞蛋白(host cell protein, HCP)含量的双抗体夹心ELISA。方法从MDCK细胞中提取细胞总蛋白,免疫新西兰兔制备兔抗MDCK细胞蛋白多克隆抗体,抗体经辛酸-硫酸铵沉淀和Protein A层析纯化后,采用SDS-PAGE分析抗体纯度,Western blot检测抗体特异性。用纯化的多克隆抗体作为包被抗体,并采用改良过碘酸钠标记法制备酶标抗体,建立ELISA并确定包被抗体浓度和辣根过氧化物酶(HRP)标记抗体稀释度等最适条件。确定该方法较佳的线性范围及检测限,并对该法特异性、准确度、精密性和重复性进行验证。最后,用该方法分别对接种流感病毒的MDCK细胞上清收获液和纯化样品进行MDCK细胞蛋白含量检测,初步验证其在纯化工艺开发中的适用性。结果通过免疫新西兰兔制备了高滴度的兔抗MDCK细胞蛋白多克隆抗体血清,滴度可达1∶8 000。纯化后的兔抗MDCK细胞蛋白多克隆抗体纯度>90%,并可与MDCK细胞蛋白特异性结合。建立的双抗体夹心ELISA的理想包被抗体质量浓度为10μg/mL,酶标抗体的工作浓度为1∶500稀释。该方法的线性范围为50~2 500 ng/mL,检测限为50 ng/mL;该方法对Vero细胞、293T细胞和Mrc-5细胞等其他细胞HCP无交叉反应,特异性良好;不同浓度的MDCK细胞HCP回收率在98.5%~111.9%之间,变异系数均<10%。接种流感病毒的MDCK细胞培养上清经多步纯化后MDCK细胞蛋白质量浓度逐渐降低至<900 ng/mL,纯化工艺可有效去除MDCK细胞蛋白残留。结论建立双抗体夹心ELISA检测MDCK细胞残余HCP含量的方法,可用于基于MDCK细胞培养的流感疫苗下游工艺开发中宿主细胞残留HCP含量监测。     

肿瘤靶向腺相关病毒携带干扰素β和TRAIL对A549肺癌移植瘤的增强治疗效应(英文)

干扰素β(IFN-β)和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)是有效抗癌药物。腺相关病毒(AAV)为目前最有应用前景的基因转移载体之一。利用AAV携带IFN-β和TRAIL基因并置于hTERT启动子控制下分别构建成肿瘤靶向病毒AAV-hTERT-IFN-β和AAV-hTERT-TRAIL,且单个IFN-β或TRAIL基因治疗发挥了一定的抗癌效果。将AAV-hTERT-IFN-β和AAV-hTERT-TRAIL进行联合,旨在研究其对A549肺癌细胞体内外的生长抑制效应。ELISA法检测了AAV-hTERT-IFN-β感染A549细胞后分泌型IFN-β的表达;MTT法检测AAV-hTERT-IFN-β联合AAV-hTERT-TRAIL对肿瘤细胞的生长抑制作用;凋亡细胞染色和流式细胞仪分别检测了AAV-hTERT-IFN-β、AAV-hTERT-TRAIL及其联合对A549细胞的凋亡效应;进一步评价了联合AAV-hTERT-IFN-β和AAV-hTERT-TRAIL对A549裸鼠移植瘤的抑癌效果。结果显示,联合治疗优于任一单独治疗并且导致了增强的肿瘤细胞毒性和凋亡诱导效应。更进一步显示,联合AAV-hTERT-IFN-β和AAV-hTERT-TRAIL治疗发挥了重要的抑制裸鼠移植瘤效果甚至消除全部移植瘤,为探究IFN-β和TRAIL联合抗癌的分子机制奠定了基础。