CHO细胞表达系统与酵母细胞表达系统比较

合集下载

列举常用的蛋白质表达系统并阐述其基本表达策略

常用的蛋白质表达系统及其基本表达策略1. 介绍蛋白质表达系统是在生物技术领域中广泛应用的重要技术，它可以在大量生产目的蛋白质时提供帮助。

在选择蛋白质表达系统时，科研人员通常需要考虑表达效率、纯度、可溶性和最终产物活性等因素。

在本文中，我们将介绍一些常用的蛋白质表达系统，并阐述它们的基本表达策略。

2. 细菌表达系统细菌表达系统是最常用的蛋白质表达系统之一，其中大肠杆菌表达系统是应用最为广泛的。

基本表达策略包括将目的基因插入原核表达载体中，通过大肠杆菌的代谢系统表达目的蛋白质。

在表达前，需要考虑选择适当的启动子、选择合适的宿主菌株以及优化表达条件等因素。

3. 酵母表达系统酵母表达系统通常采用酿酒酵母或毕赤酵母。

基本表达策略包括将目的基因插入酵母表达载体中，通过酵母的翻译后修饰系统表达目的蛋白质。

在表达前，需要考虑选择合适的启动子、选择适当的宿主菌株以及与酵母细胞适应的表达条件等因素。

4. 昆虫细胞表达系统昆虫细胞表达系统常用于大规模生产蛋白质。

基本表达策略包括将目的基因插入昆虫表达载体中，通过昆虫细胞的翻译后修饰系统表达目的蛋白质。

在表达前，需要考虑选择合适的启动子、适当的宿主昆虫细胞系以及适合昆虫细胞生长的表达条件等因素。

5. 哺乳动物细胞表达系统哺乳动物细胞表达系统通常用于生产高度活性的蛋白质。

基本表达策略包括将目的基因插入哺乳动物表达载体中，通过哺乳动物细胞的翻译后修饰系统表达目的蛋白质。

在表达前，需要考虑选择适当的启动子、选择适合的宿主细胞系以及适合哺乳动物细胞生长的表达条件等因素。

6. 植物细胞表达系统植物细胞表达系统是一种新兴的蛋白质表达系统，常用于农业生物技术和药物开发领域。

基本表达策略包括将目的基因插入植物表达载体中，通过植物细胞的翻译后修饰系统表达目的蛋白质。

在表达前，需要考虑选择适当的启动子、适合的宿主植物组织以及适合植物细胞生长的表达条件等因素。

结论在选择蛋白质表达系统时，科研人员需要根据目的蛋白质的性质、表达需求以及实验条件等因素综合考虑，并选择最适合的表达系统和基本表达策略。

利用细胞工程技术改造重组蛋白生产用CHO细胞的研究进展

利用细胞工程技术改造重组蛋白生产用CHO细胞的研究进展刘娜;袁宝珠【期刊名称】《中国医药生物技术》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P369-371)【作者】刘娜;袁宝珠【作者单位】100050 北京，中国食品药品检定研究院细胞资源保藏研究中心/卫生部生物技术产品检定方法及其标准化重点实验室;100050 北京，中国食品药品检定研究院细胞资源保藏研究中心/卫生部生物技术产品检定方法及其标准化重点实验室【正文语种】中文重组蛋白产品，即通过 DNA 重组技术使目的基因在相应宿主细胞中表达所获得的蛋白产品。

其中，E.coli 源的占 42%，酵母源的占 21%，中国仓鼠卵巢（Chinese hamster overy，CHO）细胞源的占 29%。

而在与治疗和预防相关的重组蛋白中，CHO 细胞源的已近 70%[1]。

CHO 细胞是在 1957年由美国科罗拉多大学Theodore T.Puck 从一成年雌性仓鼠卵巢中分离获得的，其增殖快，在体外传代上百次后仍保持增殖能力[2]。

该细胞染色体数为 22 条，性状和带型特征独特，因此早期多被用于遗传学研究。

在表达重组蛋白方面，与 E.coli、酵母菌相比，CHO 细胞具有相对完善的蛋白质翻译后修饰系统。

此外，由于生物技术发展和高产筛选方法的逐步优化，CHO 细胞已成为目前表达重组蛋白最为理想的细胞基质[3]。

然而，现阶段 CHO细胞的重组蛋白产品的产量及活性尚无法完全满足市场需求，传统的改良手段已很难再提高CHO 表达重组蛋白的能力。

而细胞工程技术，特别是基因沉默（RNAi）技术，具有提高重组蛋白产量和（或）活性的巨大潜力。

然而，在我国尚未见到利用此策略改造 CHO 细胞的报道。

本文就CHO 细胞改造，尤其是基于 RNAi 技术的改造作简要综述，为我国建立自主知识产权的细胞系奠定基础。

1 CHO 细胞生物学特性1.1 适于重组蛋白表达的生物特性CHO 细胞很少分泌内源性蛋白，但可高表达成熟的外源蛋白。

乙肝疫苗的研究现状

乙肝疫苗的研究现状1.乙型肝炎的感染流行和预防我国是乙型肝炎病毒感染的高流行区,几次大规模的血清流行病学调查显示,我国乙肝表面抗原携带率平均约为10%,全国约有1 亿以上人口为无症状乙肝病毒携带者;每年报告的急性肝炎病例约270 万,其中10%~ 30%为急性乙肝病例;估计现有慢性肝炎约1200万例；每年死于肝病者不下30万例,其中半数为原发性肝癌,其中约有80%是由乙肝病毒感染引起的;我国育龄妇女HBsAg 阳性率为7%,按其HBV围产传播发生率为40%推算,每年约有60万新生儿成为HBV携带者,其中1/4最终可能发展成慢性肝病, 包括肝硬化和肝癌;乙型肝炎病毒感染已成为我国最严重的公共卫生问题之一;目前尚无针对乙型肝炎的有效药品,疫苗接种是预防乙型肝炎最有效、最经济的方法,也是降低继发性肝硬化和肝癌的有效策略;早在1991 年我国就颁布了5全国实施乙肝疫苗免疫接种规程,决定从1992年1月1日起在全国推行乙型肝炎疫苗免疫接种工作,将乙肝疫苗免疫接种纳入计划免疫管理;自90 年代以来,实施乙肝疫苗免疫接种已成为中国控制乙肝的主要对策;实施以全体新生儿免疫为主,先城市,后农村,逐步纳入计划免疫,以达到在中国经过两代人的努力,使人群乙型肝炎表面抗原携带率降至1%以下;2．乙型肝炎疫苗的种类血原性乙肝疫苗用高度纯化的乙肝表面抗原颗粒,以1∶2 000福尔马林灭活或以60℃10 h加热灭活的疫苗,是第一代乙肝疫苗;20 世纪初开始使用乙肝患者表面抗原阳性血清制备乙肝疫苗来预防乙肝病毒感染,1981年美国Merck公司研制成功了第一代乙肝疫苗,开创了病毒尚不能在实验室繁殖的情况下制备疫苗的先例;1983年中国血源乙肝疫苗也通过研究于1985年正式批准进行大量生产;血源乙肝疫苗安全有效,十几年里,为预防乙肝病毒的传播做出了积极贡献;但这种血原性疫苗存在一些问题,如血源有限,带有一定的潜在性危险等;特别是近年来艾滋病流行,血液制品易受HIV 污染,致使乙肝血原性疫苗的使用在一些国家受到限制;然而乙肝血原性疫苗的生产使用说明,乙肝表面抗原的主要蛋白可以诱生良好的保护性抗体,使人免疫乙肝病毒的侵袭, 这一事实为研制乙肝第二代疫苗奠定了良好的基础;重组乙肝疫苗又称基因工程乙肝疫苗,是采用基因工程的重组技术,首先把HBsAg的基因片段插入酵母细胞或哺乳动物细胞基因中,在体外培养增殖过程中组装或分泌HBsAg,将其收集,提纯之后制成的乙肝疫苗,国际上称为第二代疫苗;酵母系统表达的重组乙肝疫苗重组酵母合成的乙肝表面抗原经纯化灭活及吸附后制成,用于预防所有亚型的乙肝病毒感染,它与血原性乙肝疫苗具有共同效果,但不含任何人血清成分,故更安全,更易被人们所接受;酵母系统表达的乙肝疫苗优点在于系统操作简单,表达量高,可用于大规模的工业化生产,成本低廉；可以装配成表面抗原颗粒,具有良好的免疫原性;重组酵母乙肝疫苗是我国目前两大基因工程乙肝疫苗之一,可代替血源乙肝疫苗;但是酵母表达系统也存在一些不足之处,如表达产生的HBsAg无糖基化,不能外分泌,产物的分离纯化较困难;重组酵母乙肝疫苗的接种对象是乙肝易感者,包括婴幼儿、儿童和因职业关系接触乙肝病毒的成年人;但主要接种对象为婴幼儿,其次为乙肝病毒表面抗原阴性和转氨酶正常者,接种于上臂三角肌内;新生儿每次注射5μg,成人每次注射1ml10μg,免疫间隔为0个月、1个月、6个月共三针;接种重组酵母乙肝疫苗所产生的抗体与接种血原性乙肝疫苗产生的抗体具有类似的免疫学性质和化学性质,这两种乙肝疫苗在健康人群中产生相同的抗体谱,因而这两种疫苗可以互换使用;已患有肝炎、急性传染病或其他疾病者禁用；对酵母或疫苗中任何成分过敏者禁用;注射时应备有肾上腺素,当有过敏反应发生时使用;表达的重组乙肝疫苗CHO指中国仓鼠卵巢细胞,使最早应用的哺乳动物表达细胞,由猴病毒SV40启动子控制表达HBsAg;同时,以二氢叶酸脱氢酶基因作为扩增筛选基因,获得高效表达HBsAg的细胞株用于生产;哺乳动物细胞系统表达的乙型肝炎表面抗原更接近天然形式,产物的分离纯化也较简单;但是,由于哺乳动物细胞对培养条件等方面要求比较高,尤其是传代细胞使用过程中存在的不安全因素,如潜在的致癌因子等,使其应用存在一定争议;此外,哺乳动物细胞系统表达的产品在质量控制方面比较严格,导致成本上升,其推广受到了一定的限制;重组CHO乙肝疫苗用于预防乙肝的接种对象及乙肝易感者表面抗原阴性, 转氨酶正常,主要用于婴幼儿;一般易感染婴儿、儿童和成人,每次注射1ml10μg,免疫间隔为0个月注射、1个月、6个月共3针;3针后1个月100%抗体转阳;用于高危患者如肾透析患者及其他与乙肝患者密切接触者, 可用20μg/1ml规格;用于母体乙肝表面阳性特别是e抗原阳性的的新生儿, 应在出生后48h注射, 用20μg/1ml规格,注射间隔同上;亦可与乙肝高效价免疫球蛋白联合使用;对患有肝炎、发热、急性慢性严重疾病或有过敏史者禁用;含前S2蛋白的乙肝疫苗与其它只含HBsAg的乙肝疫苗不同,这种疫苗是重组哺乳动物细胞系统表达的包含S抗原和preS的重组乙肝疫苗,被称为第三代疫苗;preS含前S1和前S2两部分,含有肝细胞结合序列和高效Th细胞表位,前S抗原的T细胞免疫反应能力可以弥补S抗原无反应的发生,因而含前S抗原的疫苗可增强S蛋白免疫原性,打破免疫耐受和提高疫苗应答率;由S +前S2+前S1蛋白组成的L蛋白,虽然含有完整的preS,但在表达时不能有效的装配颗粒及外分泌;其它重组乙肝疫苗除了酵母细胞和CHO之外,大肠杆菌也曾经作为表达系统应用过;但因为其表达的HBsAg的融合蛋白表达量不高,易降解,表达产物不成颗粒,对疫苗的免疫原性有影响,同时抑制宿主细胞生长,有毒害作用而没有扩大临床使用;昆虫细胞表达系统中昆虫核型多角体病毒的多角体蛋白基因启动子可以指导外源基因的高效表达,表达蛋白具有糖基化,外分泌的特点,且产量非常地高;昆虫细胞表达的重组疫苗也许会成为具有应用前景的一条途径;除各种表达系统之外还有以腺病毒为载体的活疫苗研究;在美国入伍新兵中使用4型和7型口服腺病毒活疫苗已有20年以上的历史,证明它是安全有效的;利用腺病毒载体表达HBsAg蛋白乙肝疫苗是目前研究的目标,不但生产价格低廉,而比需注射3针的亚单位乙肝疫苗更易被接受和推广;新型乙肝疫苗联合疫苗乙肝疫苗可与其他疫苗尤其是儿童期疫苗联合使用, 这样只需一针注射, 其结果无疑会提高免疫覆盖率;如百白破－乙肝四联疫苗、甲－乙肝联合疫苗;单剂疫苗目前正在用控释微粒技术研制单剂疫苗,该法是利用灭活疫苗一针注射诱导强的长期免疫应答;将疫苗包裹于无反应性且能很好耐受的可生物降解聚合物聚丙交酯—聚乙交酯中, 疫苗依其在这些微球内的分布, 在不同时间释放出不同量, 这样可模拟不同时间间隔接种数剂疫苗;动物实验已获成功, 1剂含乙肝表面抗原的微粒诱导的免疫应答几乎与不同时间接种3剂的常规乙肝疫苗相同;佐剂改良型疫苗我国通常采用的佐剂为铝佐剂,具有明显的免疫抑制作用,且对阻断病毒母婴传播和细胞内寄生的HBV 无法产生免疫作用;目前正在研制一种新型的佐剂系统———SBAS4;SBAS4即史克必成佐剂系统,是利用脂质A的衍生物单磷酞脂质AMPL制备的低毒性的3-O-脱酞基-MPL与铝盐配伍成佐剂系统;同样抗原剂量的以SBAS4为佐剂的乙肝疫苗具有更好的免疫原性,且适合两剂接种程序;美国首先开发出治疗性的T细胞表位肽疫苗,在一次研究中26名健康受试者和90名慢性乙肝炎症患者接受了免疫;结果显示,疫苗安全、耐受性好,在74%的健康人群中免疫刺激产生特异性T细胞和HBV特异CTL;但是因为健康受试者样本太少,所以真正的免疫效果有待进一步研究;接受免疫的慢性乙肝患者中只有45%经过免疫刺激产生特异性T细胞和HBV 特异CTL,说明慢性乙肝患者存在免疫耐受; 3．乙型肝炎疫苗注射无弱应答现象在1992年乙肝疫苗纳入中国儿童计划免疫管理系统之后,直至2002年全面实施儿童乙肝疫苗计划管理,全国HBV总体感染率明显下降,体现了接种乙肝疫苗对乙型肝炎的良好的预防和控制效应;但对于个体而言,部分个体对乙肝疫苗接种表现出无应答或低应答;研究表明,健康人群中无应答率为10%～15%;对乙肝疫苗弱应答或无应答一直是影响某些个体免疫接种效果的重要因素,是其体内、外多种因素共同作用的结果;其中包括个体因素,例如性别、年龄、遗传因素、体质指数、免疫耐受等;这里主要关注疫苗因素和接种因素;疫苗因素乙肝疫苗的接种效果与疫苗种类有关;对不同厂家生产的乙肝疫苗研究结果显示,不同的乙肝疫苗诱导抗－HBs阳性平均滴度有明显差异;疫苗剂量的不同也能带来滴度的差异;在一定剂量的范围内,高剂量疫苗注射的抗体阳转率和免疫后24 个月抗体平均滴度一般高于低剂量注射;而且对于母亲为HBV携带者的婴儿常规接种疫苗免疫应答性差者,第一次接种加大剂量可以提升免疫效果;不同免疫佐剂会影响乙肝疫苗的免疫效果;以rhGM-CSF联合乙肝疫苗复种对无弱应答者的免疫效果优于单纯复种,rhGM-CSF有利于提高机体对乙肝疫苗的免疫应答;对于慢性肾功能衰竭进行血液透析的患者,先注射rhGM-CSF再接种乙肝疫苗,可提高抗体应答率,rhGM-CSF能够促进免疫低下个体产生保护性抗体;前文提到的SBAS4也有类似的作用;乙肝病毒变异乙肝疫苗是针对主要病毒亚型制备,使用的疫苗未包含病毒变异株的基因;如果遇到罕见的亚型,现有的乙肝疫苗也无法产生保护效应;接种因素接种途径、部位、针次、医生操作方法不正确等也与乙肝疫苗免疫应答率低有关;研究证实,皮下接种乙肝疫苗效果最差,皮内接种次之,肌内注射最佳;接种部位以上臂三角肌最佳,臂部效果较差;因臂部脂肪较厚,接种疫苗后延缓进入血循环,影响了与巨噬细胞的接触和淋巴细胞的反应;也有研究表明,对肌内注射疫苗后无应答者改用皮内接种,每2周1次,接种8周后,抗HBs即可由阴转阳,表明更换接种途径可使无应答者出现应答;增加针次也可以可以提高接种的成功率;特别是针对注射疫苗后无应答者,增加次数注射加强针可以得到比较好的应答效果;免疫程序对不同免疫接种程序疫效果的研究表明,采用0、1、2个月A组和0、1、6个月B组分别给予乙肝疫苗10μg肌注,结果A组血清抗－HBs在3、6个月时已明显升高,B组则升高不明显,待24个月时B组血清抗HBs含量高于A组;该研究结果提示,短期内重复注射对乙肝病毒密切接触者有预防效果,较长时间B组重复注射适合大面积预防接种;国外研究者也认为,按0、1、6月程序接种比0、1、3月程序预防接种果更好,进一步研究显示,0、1、6 组与0、1、7组和0、1、8三组间免疫效果无显着性差异;所以现在主要采用免疫间隔0个月、1个月、6个月进行注射;4．总结乙型肝炎是传染性强且难以治愈的病毒性疾病,乙肝疫苗是目前控制乙型肝炎感染率的最有效手段,近些年的实行接种的免疫效果有目共睹;针对乙肝疫苗注射无应答的情况,加大剂量、针数,或者改变疫苗的注射方法、种类,也许会达到一定的免疫效果;目前,各种新型疫苗,如单剂疫苗、佐剂改良疫苗和治疗性疫苗是乙肝疫苗研制的重要方向;参考文献1陈永红,陈小丽. 乙型肝炎疫苗的研究新进展. 免疫学杂,2012,2832Wen YM,Liu HJ,Chen HZ,et al．Studies on intrahepatic hepatitis B virus DNA in 98 viral hepatitis B patients．Chin Med J,1986,993Yamada T,Iwabuki H,Kanno T,et al. Physicochemical and immunological characterization of hepatitis B virus envelope particles exclusively consisting of the Entire L pre-S1 + pre-S2 + S protein.Vaccine,2001,1923-244 Hunter RL. Overview of vaccine adjuvants: present and furure. Vaccine, 2002, 20Suppl 35 Aucouturier J, DuPuis L, Ganne V. Adjuvants designed for veterinary and human vaccines. Vaccine, 2001, 1917/196 陆璐,陈云华,刘骁,何景雄.乙肝疫苗的免疫保护效果研究.中国公共卫生管理,2006,2267 Inchauspé G, Michel ML. Vaccines and immunotherapies against hepatitis B and hepatitis C viruses. J Viral Hepat,2007, 1418陈敏,陈清,陈思东,等. 乙肝疫苗免疫后无弱应答影响因素的分析.广东药学院学报,2003,1929Singh NP,Mandal SK,Thakur A,eta1．Efficacy of GM-CSF as an adjuvant to hepatitis B vaccination in patients with chronic renal failure－results of a prospective,randomized trial. Ren Fail,2003,25210 姚军, 陈永弟.国产乙肝疫苗成人免疫效果观察.中国预防医学杂志,2009,104。

CHO细胞表达系统研究进展

生物技术进展２０１６年㊀第６卷㊀第４期㊀２３９~２４３ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ㊀ＩＳＳＮ２０９５￣２３４１进展评述Ｒｅｖｉｅｗｓ㊀收稿日期:２０１６￣０２￣２２ꎻ接受日期:２０１６￣０４￣０４㊀作者简介:郑惠惠ꎬ技术员ꎬ主要从事真核重组抗原研发研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｓｈａｎｊｖｑｉｕｍｉｎｇ＠１６３.ｃｏｍꎮ∗通信作者:江洪ꎬ工程师ꎬ主要从事重组抗原研发研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｊｉａｎｇ＠ｗｏｎｄｅｒｇｅｎ.ｃｏｍＣＨＯ细胞表达系统研究进展郑惠惠ꎬ㊀江㊀洪∗北京万达因生物医学技术有限责任公司ꎬ北京１４１０１７摘㊀要:ＣＨＯ细胞表达系统是目前重组糖蛋白生产的首选系统ꎮ随着无血清悬浮培养技术㊁基因工程技术和大规模培养技术的应用和不断发展ꎬＣＨＯ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ꎬ并被广泛应用于抗体㊁重组蛋白药物和疫苗等产品的研发和生产中ꎮ近年来ꎬ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ꎬ研究者们通过利用基因工程技术手段ꎬ结合重组蛋白表达机制的研究成果ꎬ为优化和应用ＣＨＯ细胞表达系统做出了不懈努力ꎮ从培养基的优化㊁高产重组ＣＨＯ细胞株的构建㊁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ꎬ以期为ＣＨＯ细胞表达系统的研究与应用提供参考ꎮ关键词:ＣＨＯ细胞培养ꎻ细胞改造ꎻ重组抗原表达ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５￣２３４１.２０１６.０４.０３ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＣＨＯＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍＺＨＥＮＧＨｕｉ￣ｈｕｉꎬＪＩＡＮＧＨｏｎｇ∗ＢｅｉｊｉｎｇＷｏｎｄｅｒｇｅｎＢｉｏ￣ｍｅｄｉｃｉｎｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.Ｌｔｄ.ꎬＢｅｉｊｉｎｇ１４１０１７ꎬＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ:ＣＨＯｃｅｌｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｔｈｅｐｒｅｆｅｒｒｅｄｓｙｓｔｅｍｆｏｒｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｇｌｙｃｏｐｒｏｔｅｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ.Ｗｉｔｈｔｈｅｅｖｏｌｖｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｓｅｒｕｍ￣ｆｒｅｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｃｕｌｔｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｇｅｎｅｔｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅｃｕｌｔｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓꎬＣＨＯｃｅｌｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｒｏｄｕｃｔｓ.Ｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｎｔｉｂｏｄｉｅｓꎬｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｐｒｏｔｅｉｎｓａｎｄｖａｃｃｉｎｅｓ.Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓꎬｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｈａｖｅｍａｄｅｇｒｅａｔｅｆｆｏｒｔｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｐｒｏｔｅｉｎｓｂｙｕｓｉｎｇｌａｔｅｓｔｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｐｒｏｔｅｉｎｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ.ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｂｒｉｅｆｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＣＨＯｃｅｌｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓ:ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｕｌｔｕｒｅｍｅｄｉｕｍꎬｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄＣＨＯｓｔｒａｉｎｓｆｏｒｈｉｇｈ￣ｌｅｖｅｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅｃｕｌｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈꎬｗｈｉｃｈｗａｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＨＯｃｅｌｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＣＨＯｃｅｌｌｃｕｌｔｕｒｅꎻｃｅｌｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎻｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔａｎｔｉｇｅｎｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ㊀㊀ＣＨＯ细胞是由Ｐｕｃｋ于１９５７年建成的中国仓鼠卵巢成纤维细胞系ꎮ发展至今ꎬＣＨＯ细胞已成为生物技术药物最重要的表达或生产系统ꎮ随着无血清悬浮培养技术㊁基因工程技术㊁生物反应器设计放大与强化技术㊁大规模高密度流加和连续灌注培养技术等的发展ꎬＣＨＯ细胞系统被广泛应用于抗体㊁基因重组蛋白质药物㊁病毒疫苗等生物技术产品的研究开发和工业化生产中ꎮＣＨＯ细胞是目前重组糖基蛋白生产的首选体系ꎮ因为它具有准确的转录后修饰功能ꎬ表达的蛋白在分子结构㊁理化特性和生物学功能方面更接近于天然蛋白分子ꎮ但ＣＨＯ细胞在无血清培养基中会出现活力差㊁分泌外源蛋白能力弱等问题ꎮ所以建立稳定㊁高产的重组ＣＨＯ细胞成为很多研究者的目标ꎮ近年来ꎬ研究者从细胞营养㊁代谢㊁凋亡㊁信号传导等角度ꎬ结合蛋白表达机制等研究成果ꎬ对这一目标的实现做出了很多努力ꎮ本文从培养基优化㊁高产重组ＣＨＯ细胞株的构. All Rights Reserved.建㊁大规模培养三个方面综述了ＣＨＯ细胞表达系统的最新研究进展ꎬ以期为ＣＨＯ细胞表达系统的应用提供参考ꎮ１㊀培养基的优化研究发现ꎬ不同的细胞株甚至克隆对营养成分的需求都有差别ꎮ通过筛选比较不同培养基成分对重组抗原生产的影响ꎬ并开发适用于不同重组ＣＨＯ细胞株的培养基ꎬ成为很多研究者提高ＣＨＯ细胞表达系统产量的重要方式ꎮ为了维持细胞在无血清培养基中的正常生长ꎬ需要在基础培养基中添加很多其他因子ꎬ如激素㊁生长因子㊁蛋白水解物等ꎮ蛋白质水解物含有丰富的营养成分ꎬ可有效缩短细胞对无血清培养基的适应过程ꎮＤａｖａｍｉ等[１]通过组合比较不同来源的蛋白水解物对细胞密度及表达产量的影响ꎬ优化得到更适于ＤＧ４４的培养基ꎮ酵母水解物作为一种成本较低的非动物源蛋白水解物ꎬ可以使细胞密度增加的同时ꎬ使重组表达抗体的表达量大幅提高[２]ꎮ大豆水解物等都可以被添加到基础培养基中[１ꎬ３ꎬ４]ꎮ由于蛋白水解物的构成复杂ꎬ且批间差异大ꎬ因此蛋白水解物的添加会影响细胞培养基批次间的稳定性ꎮ如果去除培养基中的蛋白质水解物ꎬ需要添加氨基酸或微量元素等ꎬ通过优化调整其比例ꎬ仍能支持高密度的ＣＨＯ细胞培养[５]ꎮ刘兴茂等[６]采用Ｐｌａｃｋｅｔｔ￣Ｂｕｒｍａｎ实验对影响细胞生长的培养添加成分进行了考察ꎬ确定了腐胺㊁胰岛素及转铁蛋白对１１Ｇ￣Ｓ细胞的悬浮培养有明显的生长促进作用ꎮ设计的培养基可以使细胞最大生长密度达到４.１２ˑ１０６ｃｅｌｌｓ/ｍＬꎮＸｕ等[７]采用Ｐｌａｃｋｅｔｔ￣Ｂｕｒｍａｎ设计与支持向量机(ＳＶＭ)预测并实验确定了硫酸锌㊁转铁蛋白及ＢＳＡ对ＣＨＯ￣Ｋ１细胞的生长有促进作用ꎮ另有研究表明ꎬ使用柠檬酸铁作为转铁蛋白的替代物ꎬ可以使细胞的密度达到７.０ˑ１０６ｃｅｌｌｓ/ｍＬꎬ但是会降低转染效率[８]ꎮＭｉｋｉ等[９]研究发现ꎬ添加生长因子ＩＧＦ￣１和脂类信号分子溶血磷脂酸(ＬＰＡ)也可以有效加速ＣＨＯ细胞生长ꎮ优化培养基能有效提高重组ＣＨＯ细胞的培养密度ꎮ高密度的ＣＨＯ细胞培养是ＣＨＯ细胞表达系统实现工业化生产应用的必要条件之一ꎮ与大肠杆菌和酵母表达系统相比ꎬＣＨＯ细胞有生长较慢㊁培养周期较长㊁产量较低等缺点ꎮ为了提高重组蛋白产量㊁扩大ＣＨＯ细胞表达系统的生产应用范围ꎬ研究者们在优化培养基的实验基础上ꎬ构建高产的重组ＣＨＯ细胞系ꎬ为大规模的重组蛋白生产提供基础ꎮ２㊀高产重组ＣＨＯ细胞株的构建研究者们利用发展迅速的基因编辑技术对ＣＨＯ细胞进行筛选和改造ꎬ得到高产的重组细胞株ꎮ研究者们通过过量表达或敲除某个基因ꎬ调整代谢途径㊁延缓细胞凋亡㊁增强转录表达效率ꎬ有效的增加了重组蛋白产量ꎮ通过结合全基因组测序和基因敲除技术的研究成果ꎬ研究者们为得到反应性更好的糖基化重组蛋白做出了不懈努力ꎮ２.１㊀调整代谢途径乳酸作为糖酵解产生的代谢产物会影响细胞生长ꎮＺｈｏｕ等[１０]使用ｓｉＲＮＡ技术降低乳酸脱氢酶Ａ(ＬＤＨａ)和丙铜酸脱氢酶激酶(ＰＤＨＫｓ)基因的表达ꎬ使乳酸的产生降低了９０％ꎬ并增加了单抗的产量ꎮＴｏｕｓｓａｉｎｔ等[１１]通过在ｒＣＨＯ中表达酵母丙酮酸羧化酶(ＰＹＣ２)ꎬ改变了流加培养方式中葡萄糖的代谢速率ꎬ增长了细胞的对数生长期ꎬ从而增加了细胞密度及产量ꎮ２.２㊀延缓细胞凋亡为了延长细胞培养的时间从而增加产量ꎬ有研究者建立了能表达抗凋亡基因的ＣＨＯ细胞系ꎮＭａｊｏｓ等[１２]通过在ＣＨＯ中表达１个Ａｓｐ２９Ａｓｎ突变的抑制凋亡基因ꎬ有效延缓了细胞凋亡ꎮ也有研究者通过敲除细胞中的促凋亡基因来延缓细胞凋亡ꎬ如Ｃｏｓｔ等[１３]敲除了ＢＣＬ２相关蛋白Ｘ(ＢＡＸ)和ＢＡＫ的基因ꎬ使单克隆抗体产量增加了５倍ꎮＲｉｔｔｅｒ等[１４]发现８号染色体端粒区的缺失也可以使产物产量成倍增加ꎮ２.３㊀增强转录表达效率有研究者在细胞信号通路研究成果的基础上ꎬ通过表达转录及翻译过程中的相关蛋白ꎬ增强转录和表达效率ꎬ以增加目的重组蛋白的产量ꎮＬｅＦｏｕｒｎ等[１５]通过在ＣＨＯ中表达人信号受体蛋白ＳＲＰ１４ꎬ成功增加了分泌表达的重组蛋白的产０４２生物技术进展ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ. All Rights Reserved.量ꎮＰｅｎｇ等[１６]通过表达转录翻译相关蛋白ＳＬＹ１㊁ＭＵＮＣ１８Ｃ和ＸＢＰ１ꎬ使ＩｇＧ的产量提高了２０倍ꎻＲａｈｉｍｐｏｕｒ等[１７]在ＣＨＯ细胞中表达神经酰胺转移蛋白(ＣＥＲＴ)的突变基因使ｔ￣ＰＡ的产量增加了３５％ꎮ２.４㊀表达糖基化酶能产生糖基化的重组蛋白是ＣＨＯ细胞表达系统重要的优势ꎬ研究者们通过建立能表达Ｎ￣糖基化途径中不同酶类的细胞系以增加糖基化重组蛋白的反应性ꎮ如Ｇｏｈ[１８]建立的一个含有Ｎ￣乙酰氨基葡萄糖转移酶Ｉ基因的突变体ＣＨＯ￣ｇｍｔ４细胞系ꎬ其表达的重组葡萄糖脑苷脂酶将不需要多糖重构可直接用于治疗戈谢病患者ꎮＺｈａｎｇ等[１９]通过ＣＨＯ￣ｇｍｔ５细胞株表达的重组抗体ꎬ其Ｆｃ的Ｎ￣多糖缺少岩藻糖和唾液酸能增强ＡＤＣＣ的作用ꎮ根据ＣＨＯ￣Ｋ１的基因组信息ꎬＹａｎｇ等[２０]通过锌指核酸酶(ＺＦＮｓ)基因敲除的方法ꎬ研究了１９种包括作用于Ｎ￣糖基链分支㊁半乳糖基㊁聚ＬａｃＮＡｃ延伸㊁唾液酸化加盖的Ｎ￣糖基转移酶对Ｎ￣糖基化作用的影响ꎬ为更准确的表达特定糖基化方式的重组蛋白提供了重要参考ꎮ重组ＣＨＯ细胞表达重组蛋白能力的高低ꎬ不能简单的归结为某些关键基因的作用ꎮ为了得到高产的重组细胞株ꎬ需要研究者们综合考虑细胞的代谢情况㊁培养条件㊁蛋白表达效率和蛋白加工修饰能力等诸多因素ꎮ３㊀大规模培养研究基因工程技术㊁细胞融合技术及抗体类药物的迅速发展ꎬ推进了生物反应器培养技术在生物制药中的应用ꎮ由于ＣＨＯ细胞能以悬浮培养的方式高密度培养ꎬ培养体积可达１０００Ｌ以上ꎬ所以在大规模培养和重组蛋白的高产量生产中ꎬＣＨＯ细胞表达系统拥有广阔的发展前景ꎮ在大规模生产中ꎬ通常采用流加培养方式ꎬ通过添加营养物质来延长培养时间ꎬ增加细胞密度和目的产品的浓度ꎮ为了更大程度的提高重组蛋白的生产效率ꎬ研究者们需要根据不同细胞株的生长代谢特点ꎬ选择和优化起始培养基㊁补料培养基及补料策略ꎮ现代计算机技术㊁数学算法及理论的应用ꎬ也为研究者对细胞流加培养的优化提供了很大帮助ꎮ３.１㊀优化培养参数选择合适的培养基㊁优化细胞培养的参数(如温度㊁ｐＨ㊁溶氧㊁ＣＯ２浓度㊁渗透压等)对生产至关重要ꎮ同时ꎬ流加工艺参数(如流加培养基成分㊁流加时间等)均需根据不同的细胞株及反应器的特点来设计优化ꎮＦａｎ等[２１]采用分批补料方式培养ＣＨＯ细胞ꎬ实验显示培养基中的氨基酸和葡萄糖浓度对细胞的生长㊁ＩｇＧ浓度和Ｎ￣糖基化生成都很重要ꎮＫｉｍ等[２２]使用分批补料培养使ＩｇＧ的产量达到２.３ｇ/Ｌꎮ通过用小麦蛋白水解物(ＷＧＨ)代替补料中的谷氨酰胺可以使ｔ￣ＰＡ的产量达到４２２ｍｇ/Ｌ[２３]ꎮ３.２㊀应用新的培养技术微载体培养是一种动物细胞大规模培养技术ꎮ培养液中大量的微载体为细胞提供了极大的附着表面ꎬ从而可实现细胞的高密度培养ꎮ胡显文等[２４]在搅拌式反应器中无血清培养分泌ｕ￣ＰＡ的ＤＮＡ重组ＣＨＯ细胞ꎬ通过部分更换Ｃｙｔｏｐｏｒｅ多孔微载体ꎬ解决了大规模细胞培养中细胞凋亡的问题ꎮ并使用周期变压刺激技术使ｕ￣ＰＡ的产量提高了１０倍ꎬ且可以降低葡萄糖厌氧代谢产生乳酸的转化率ꎮＶｅｎｔｉｎｉ等[２５]通过Ｃｙｔｏｄｅｘ微载体培养ＣＨＯ￣ｈＴＳＨ细胞的实验表明ꎬ培养基中微载体的数量及在ｒｈＴＳＨ合成期开始时的细胞浓度是提高目的蛋白产量的重要参数ꎮ李智等[２６]利用ＣＨＯ细胞能在培养过程中自然结团的特性ꎬ采用超声沉降柱二合一灌流系统促进细胞结团和加强截留的特性ꎬ用无血清培养基连续灌流培养基因重组ＣＨＯ细胞ＭＫ３￣Ａ２株ꎬ分泌表达的ｒｈＴＮＫ￣ｔＰＡ生产率平均为８９ｍｇ/Ｌｄꎮ３.３㊀添加保护剂聚醚Ｆ６８可以有效减少生物反应器中搅拌对细胞产生的机械损伤ꎮ针对Ｆ６８对某些细胞株的生长及产量降低的情况ꎬ研究者发现０.０５％或０.０７５％的５００ｋＤａ的γＰＧＡ可以替代Ｆ６８应用于ＣＨＯＤＧ４４细胞的培养中[２７]ꎮ在细胞培养工艺逐级放大的过程中ꎬ每一步都需要研究者们监控细胞在生长和表达方面的相关指标ꎮ生物反应器在线监控ｐＨ㊁溶氧等参数的功能㊁色谱和在线蛋白分解监测等技术为大规模培养的过程控制提供了帮助ꎮ１４２郑惠惠ꎬ等:ＣＨＯ细胞表达系统研究进展. All Rights Reserved.４　展望ＣＨＯ细胞是表达外源蛋白最多也是最成功的一类细胞ꎬ有其不可比拟的优点ꎬ同时也存在现行技术手段不能弥补的不足之处ꎮ结合生物信息学㊁细胞生物学㊁基因工程技术和生物反应器技术的研究成果ꎬ研究者们可以通过综合考虑细胞代谢特性㊁蛋白表达特性等影响因素ꎬ通过研发个性化培养条件及培养工艺ꎬ构建高表达载体ꎬ筛选稳定高产的重组细胞株ꎬ改造宿主细胞等角度继续优化ＣＨＯ细胞表达系统ꎬ为产业化生产重组蛋白提供基础ꎮ用于产业化生产的重组ＣＨＯ细胞ꎬ需要具备生长特性良好㊁能在无血清培养基中高密度培养㊁表达重组蛋白能力强㊁能正确的进行翻译后修饰等特点ꎮ糖基化是蛋白翻译后最重要的修饰之一ꎬ直接影响重组蛋白的空间结构㊁生物活性㊁稳定性㊁免疫原性和生物反应性等ꎮ对重组蛋白的糖基化研究一直是研发和生产真核重组蛋白的热点课题ꎮ随着基因编辑技术的发展ꎬ研究者们通过表达特定糖基化相关酶从而得到完整㊁准确的特定形式的糖链结构ꎬ为糖基化蛋白在免疫诊断㊁临床治疗等领域的持续发展奠定了基础ꎮ随着基因技术的不断发展ꎬ对细胞代谢㊁信号传导等方面研究的持续深入ꎬ构建能表达准确修饰的糖基化重组蛋白的高产重组ＣＨＯ细胞株仍将成为研究热点ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]㊀ＤａｖａｍｉＦꎬＥｇｈｂａｌｐｏｕｒＦꎬＮｅｍａｔｏｌｌａｈｉＬꎬｅｔａｌ..ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｐｅｐｔｏｎｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｌｔｕｒｅｍｅｄｉａｏｎｇｒｏｗｔｈꎬｍｅｔａｂｏｌｉｃｐａｔｈｗａｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣＨＯＤＧ４４ｃｅｌｌｓ:ａｎｅｗｉｎｓｉｇｈｔｉｎｔｏａｍｉｎｏａｃｉｄｐｒｏｆｉｌｅｓ[Ｊ].Ｉｒａｎ.Ｂｉｏｍｅｄ.Ｊ.ꎬ２０１５ꎬ１９(４):１９４－２０５.[２]㊀ＳｕｎｇＹＨꎬＬｉｍＳＷꎬＣｈｕｎｇＪＹꎬｅｔａｌ..Ｙｅａｓｔｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅａｓａｌｏｗ￣ｃｏｓｔａｄｄｉｔｉｖｅｔｏｓｅｒｕｍ￣ｆｒｅｅｍｅｄｉｕｍｆｏｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｕｍａｎｔｈｒｏｍｂｏｐｏｉｅｔｉｎｉｎｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｃｕｌｔｕｒｅｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅｈａｍｓｔｅｒｏｖａｒｙｃｅｌｌｓ[Ｊ].Ａｐｐｌ.Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ.Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２００４ꎬ６３(５):５２７－５３６.[３]㊀ＤａｖａｍｉＦꎬＢａｌｄｉＬꎬＲａｊｅｎｄｒａＹꎬｅｔａｌ..ＰｅｐｔｏｎｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｃｕｌｔｕｒｅｍｅｄｉｕｍｈａｓｖａｒｉａｂｌｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣＨＯｃｅｌｌｓ[Ｊ].Ｉｎｔ.Ｊ.Ｍｏｌ.ＣｅｌｌＭｅｄ.ꎬ２０１４ꎬ３(３):１４６－１５６.[４]㊀ＣｈｕｎＢＨꎬＫｉｍＪＨꎬＬｅｅＨＪꎬｅｔａｌ..Ｕｓａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｉｚｅ￣ｅｘｃｌｕｄｅｄｆｒａｃｔｉｏｎｓｏｆｓｏｙｐｒｏｔｅｉｎｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅｓｆｏｒｇｒｏｗｔｈａｎｄｖｉａｂｉｌｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅｈａｍｓｔｅｒｏｖａｒｙｃｅｌｌｓｉｎｐｒｏｔｅｉｎ￣ｆｒｅｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｃｕｌｔｕｒｅ[Ｊ].Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２００７ꎬ９８(５):１０００－１００５.[５]㊀张大鹤ꎬ易小萍ꎬ张元兴ꎬ等ꎬ适于重组ＣＨＯ细胞培养的无血清培养基的制备[Ｊ].中国生物制品学杂志ꎬ２０１１(１０):１１５２－１１５６.[６]㊀刘兴茂ꎬ刘红ꎬ叶玲玲ꎬ等ꎬＣＨＯ工程细胞无血清悬浮分批培养的生长代谢特征及动力学模型[Ｊ].生物工程学报ꎬ２０１０ꎬ(１):８５－９２.[７]㊀ＸｕＪꎬＹａｎＦＲꎬＬｉＺＨꎬｅｔａｌ..Ｓｅｒｕｍ￣ｆｒｅｅｍｅｄｉｕｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｒｉａｌｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ[Ｊ].Ｂｉｏｍｅｄ.Ｒｅｓ.Ｉｎｔ.ꎬ２０１４ꎬｄｏｉ:１０.１１５５/２０１４/２６９３０５. [８]㊀ＥｂｅｒｈａｒｄｙＳＲꎬＲａｄｚｎｉａｋＬꎬＬｉｕＺ.Ｉｒｏｎ(ＩＩＩ)ｃｉｔｒａｔｅｉｎｈｉｂｉｔｓｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｉｍｉｎｅ￣ｍｅｄｉａｔｅｄｔｒａｎｓｉｅｎｔｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎｅｓｅｈａｍｓｔｅｒｏｖａｒｙｃｅｌｌｓｉｎｓｅｒｕｍ￣ｆｒｅｅｍｅｄｉｕｍ[Ｊ].Ｃｙｔｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２００９ꎬ６０:１－９.[９]㊀ＭｉｋｉＨꎬＴａｋａｇｉＭ.Ｄｅｓｉｇｎｏｆｓｅｒｕｍ￣ｆｒｅｅｍｅｄｉｕｍｆｏｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｃｕｌｔｕｒｅｏｆＣＨＯｃｅｌｌｓｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｇｅｎｅｒａｌｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｍｅｄｉａ[Ｊ].Ｃｙｔｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１５ꎬ６７(４):６８９－６９７.[１０]㊀ＺｈｏｕＭꎬＣｒａｗｆｏｒｄＹꎬＮｇＤꎬｅｔａｌ..ＤｅｃｒｅａｓｉｎｇｌａｃｔａｔｅｌｅｖｅｌａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｎｔｉｂｏｄｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎｅｓｅＨａｍｓｔｅｒＯｖａｒｙｃｅｌｌｓ(ＣＨＯ)ｂｙｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｌａｃｔａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅａｎｄｐｙｒｕｖａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅｋｉｎａｓｅｓ[Ｊ].Ｊ.Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１１ꎬ１５３(１－２):２７－３４.[１１]㊀ＴｏｕｓｓａｉｎｔＣꎬＨｅｎｒｙＯꎬＤｕｒｏｃｈｅｒＹ.ＭｅｔａｂｏｌｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＣＨＯｃｅｌｌｓｔｏａｌｔｅｒｌａｃｔａｔｅｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｄｕｒｉｎｇｆｅｄ￣ｂａｔｃｈｃｕｌｔｕｒｅｓ[Ｊ].Ｊ.Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１５ꎬ２１７:１２２－１３１.[１２]㊀ＭａｊｏｒｓＢＳꎬＣｈｉａｎｇＧＧꎬＰｅｄｅｒｓｏｎＮＥꎬｅｔａｌ..Ｄｉｒｅｃｔｅｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｍａｍｍａｌｉａｎａｎｔｉ￣ａｐｏｐｔｏｓｉｓｐｒｏｔｅｉｎｓｂｙｓｏｍａｔｉｃｈｙｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ[Ｊ].ＰｒｏｔｅｉｎＥｎｇ.Ｄｅｓ.Ｓｅｌ.ꎬ２０１２ꎬ２５(１):２７－３８.[１３]㊀ＣｏｓｔＧＪꎬＦｒｅｙｖｅｒｔＹꎬＶａｆｉａｄｉｓＡꎬｅｔａｌ..ＢＡＫａｎｄＢＡＸｄｅｌｅｔｉｏｎｕｓｉｎｇｚｉｎｃ￣ｆｉｎｇｅｒｎｕｃｌｅａｓｅｓｙｉｅｌｄｓａｐｏｐｔｏｓｉｓ￣ｒｅｓｉｓｔａｎｔＣＨＯｃｅｌｌｓ[Ｊ].Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.Ｂｉｏｅｎｇ.ꎬ２０１０ꎬ１０５(２):３３０－４０. [１４]㊀ＲｉｔｔｅｒＡꎬＶｏｅｄｉｓｃｈＢꎬＷｉｅｎｂｅｒｇＪꎬｅｔａｌ..Ｄｅｌｅｔｉｏｎｏｆａｔｅｌｏｍｅｒｉｃｒｅｇｉｏｎｏｎｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ８ｃｏｒｒｅｌａｔｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＣＨＯｃｅｌｌｌｉｎｅｓ[Ｊ].Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.Ｂｉｏｅｎｇ.ꎬ２０１６ꎬ１１３(５):１０８４－１０９３.[１５]㊀ＬｅＦｏｕｒｎＶꎬＧｉｒｏｄＰＡꎬＢｕｃｅｔａＭꎬｅｔａｌ..ＣＨＯｃｅｌｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｏｐｒｅｖｅｎｔｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｐｒｏｔｅｉｎｓｅｃｒｅｔｉｏｎ[Ｊ].Ｍｅｔａｂ.Ｅｎｇ.ꎬ２０１４ꎬ２１:９１－１０２.[１６]㊀ＰｅｎｇＲＷꎬＦｕｓｓｅｎｅｇｇｅｒＭ.ＭｏｌｅｃｕｌａｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆｅｘｏｃｙｔｉｃｖｅｓｉｃｌｅｔｒａｆｆｉｃｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅｈａｍｓｔｅｒｏｖａｒｙｃｅｌｌｓ[Ｊ].Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.Ｂｉｏｅｎｇ.ꎬ２００９ꎬ１０２(４):１１７０－１１８１.[１７]㊀ＲａｈｉｍｐｏｕｒＡꎬＶａｚｉｒｉＢꎬＭｏａｚｚａｍｉＲꎬｅｔａｌ..ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｈｅｃｅｌｌｕｌａｒｐｒｏｔｅｉｎｓｅｃｒｅｔｏｒｙｐａｔｈｗａｙｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｔｉｓｓｕｅｐｌａｓｍｉｎｏｇｅｎａｃｔｉｖａｔｏｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎＣｈｉｎｅｓｅｈａｍｓｔｅｒｏｖａｒｙｃｅｌｌｓ:ｅｆｆｅｃｔｓｏｆＣＥＲＴａｎｄＸＢＰ１ｓｇｅｎｅｓ[Ｊ].Ｊ.Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ.Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１３ꎬ２３(８):１１１６－１１２２. [１８]㊀ＧｏｈＪＳꎬＬｉｕＹꎬＣｈａｎＫＦꎬｅｔａｌ..ＰｒｏｄｕｃｉｎｇｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｇｌｙｃｏｐｒｏｔｅｉｎｓｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｓｉａｌｙｌａｔｉｏｎｕｓｉｎｇＣＨＯ￣ｇｍｔ４ｇｌｙｃｏｓｙｌａｔｉｏｎｍｕｔａｎｔｃｅｌｌｓ[Ｊ].Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄꎬ２０１４ꎬ５２４２生物技术进展ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ. All Rights Reserved.(４):２６９－２７３.[１９]㊀ＺｈａｎｇＰꎬＨａｒｙａｄｉＲꎬＣｈａｎＫＦꎬｅｔａｌ..ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅＧＤＰ￣ｆｕｃｏｓｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒＳＬＣ３５Ｃ１ｕｓｉｎｇａｎｏｖｅｌＣｈｉｎｅｓｅｈａｍｓｔｅｒｏｖａｒｙｍｕｔａｎｔ[Ｊ].Ｇｌｙｃｏｂｉｏｌｏｇｙꎬ２０１２ꎬ２２(７):８９７－９１１.[２０]㊀ＹａｎｇＺꎬＷａｎｇＳꎬＨａｌｉｍＡꎬｅｔａｌ..ＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄＣＨＯｃｅｌｌｓｆｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｄｉｖｅｒｓｅꎬｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｇｌｙｃｏｐｒｏｔｅｉｎｓ[Ｊ].Ｎａｔ.Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１５ꎬ３３(８):８４２－８４４.[２１]㊀ＦａｎＹꎬＪｉｍｅｎｅｚＤｅｌＶａｌＩꎬＭｕｌｌｅｒＣꎬｅｔａｌ..Ａｍｉｎｏａｃｉｄａｎｄｇｌｕｃｏｓｅｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｉｎｆｅｄ￣ｂａｔｃｈＣＨＯｃｅｌｌｃｕｌｔｕｒｅａｆｆｅｃｔｓａｎｔｉｂｏｄｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｇｌｙｃｏｓｙｌａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.Ｂｉｏｅｎｇ.ꎬ２０１５ꎬ１１２(３):５２１－５３５.[２２]㊀ＫｉｍＢＪꎬＺｈａｏＴꎬＹｏｕｎｇＬꎬｅｔａｌ..Ｂａｔｃｈꎬｆｅｄ￣ｂａｔｃｈꎬａｎｄｍｉｃｒｏｃａｒｒｉｅｒｃｕｌｔｕｒｅｓｗｉｔｈＣＨＯｃｅｌｌｌｉｎｅｓｉｎａｐｒｅｓｓｕｒｅ￣ｃｙｃｌｅｄｒｉｖｅｎｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ[Ｊ].Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.Ｂｉｏｅｎｇ.ꎬ２０１２ꎬ１０９(１):１３７－１４５.[２３]㊀ＫｉｍｄｏＹꎬＣｈａｕｄｈｒｙＭＡꎬＫｅｎｎａｒｄＭＬꎬｅｔａｌ..Ｆｅｄ￣ｂａｔｃｈＣＨＯｃｅｌｌｔ￣ＰＡｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｆｅｅｄｇｌｕｔａｍｉｎｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｏｒｅｄｕｃｅａｍｍｏｎｉａｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ[Ｊ].Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.Ｐｒｏｇ.ꎬ２０１３ꎬ２９(１):１６５－１７５.[２４]㊀胡显文ꎬ肖成祖ꎬ高丽华ꎬ等.用多孔微载体大规模长期培养动物细胞的方法[Ｊ].生物技术通报ꎬ２００１ꎬ(１):４５－４８. [２５]㊀ＶｅｎｔｉｎｉＤＣꎬＤａｍｉａｎｉＲꎬＳｏｕｓａＡＰꎬｅｔａｌ..ＩｍｐｒｏｖｅｄｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈＣＨＯ￣ｈＴＳＨｃｅｌｌｓｏｎｈｉｇｈｅｒｍｉｃｒｏｃａｒｒｉｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｖｉｄｅｓｈｉｇｈｅｒｏｖｅｒａｌｌｂｉｏｍａｓｓａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒｒｈＴＳＨ[Ｊ].Ａｐｐｌ.Ｂｉｏｃｈｅｍ.Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１１ꎬ１６４(４):４０１－４０９.[２６]㊀李智ꎬ肖成祖ꎬ杨琴ꎬ等.ＣＨＯ细胞无血清结团灌流培养:超声－沉降柱二合一灌流系统[Ｊ].中国生物工程杂志ꎬ２００８ꎬ(４):５３－５８.[２７]㊀ＣｈｕｎＢＨꎬＬｅｅＹＫꎬＣｈｕｎｇＮ.Ｐｏｌｙ￣ｇａｍｍａ￣ｇｌｕｔａｍｉｃａｃｉｄｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｇｒｏｗｔｈａｎｄｖｉａｂｉｌｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅｈａｍｓｔｅｒｏｖａｒｙｃｅｌｌｓｉｎｓｅｒｕｍ￣ｆｒｅｅｍｅｄｉｕｍ[Ｊ].Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ.Ｌｅｔｔ.ꎬ２０１２ꎬ３４(１０):１８０７－１８１０.３４２郑惠惠ꎬ等:ＣＨＯ细胞表达系统研究进展. All Rights Reserved.。

几种表达系统的比较

几种表达系统的比较生物技术通报・综述与专论・BIOTECHNOLOGY BULLETIN2002年第2期几种表达系统的比较吴丹仇华吉童光志(中国农科院哈尔滨兽医研究所兽医生物技术国家重点实验室,哈尔滨150001) 摘要: 随着蛋白质工程和DNA重组技术的发展,许多有应用潜力的蛋白分子有待开发。

不同蛋白在不同系统中表达水平有显著差异,所以选择一种合适的表达系统对蛋白表达水平非常关键。

对细菌、酵母、昆虫杆状病毒、哺乳动物细胞4种表达体系作一概述,并讨论各自优缺点及常见问题。

关键词: 表达系统大肠杆菌酵母昆虫细胞哺乳动物细胞ComparisonofSeveralExpressionSystemsWuDan QiuHuaji TongGuangzhi(NationalKeyLaboratoryofVeterinaryBiotechnologynVeteriResearchInstitute ChineseAcademyofAgricultSciencesAbstract: Withthedevelopmentofrecombinant,manytypesofproteinthathavepotential valuesneedtobeproduced.expressonlevelsamongdifferentproteinex2pressio nsystems.Soit’scriticaltosystemforproteinproduction.Thisreviewwillsum2m arizetheadvantagesand,insectandmammalianexpressionsystems,andalsodis cussthesolutionstoKeywords Ecoli Yeast Insectcells Mammaliancells 随着生物化学和分子生物学技术的发展,使人们得以更深入地了解蛋白质分子的一级和二级结构,这样就可以有目的的进行改造,创建新的有价值的蛋白质分子。

酵母表达系统

酵母表达系统基因表达是分子生物学领域的重要内容之一，人们利用基因表达技术制备各种目的基因的重组蛋白质，在分析基因的表达与调控、基因的结构与功能、基因治疗以及生物制药等领域均取得了令人振奋的成果。

其中，酵母表达系统拥有转录后加工修饰功能，操作简便，成本低廉，适合于稳定表达有功能的外源蛋白质，而且可大规模发酵，是最理想的重组真核蛋白质生产制备用工具。

1、酵母表达系统的特点酵母是一种单细胞低等真核生物，培养条件普通，生长繁殖速度迅速，能够耐受较高的流体静压，用于表达基因工程产品时，可以大规模生产，有效降低了生产成本。

酵母表达外源基因具有一定的翻译后加工能力，收获的外源蛋白质具有一定程度上的折叠加工和糖基化修饰，性质较原核表达的蛋白质更加稳定，特别适合于表达真核生物基因和制备有功能的表达蛋白质。

某些酵母表达系统具有外分泌信号序列，能够将所表达的外源蛋白质分泌到细胞外，因此很容易纯化。

应用酵母表达系统生产外源基因的蛋白质产物时也有不足之处，如产物蛋白质的不均一、信号肽加工不完全、内部降解、多聚体形成等，造成表达蛋白质在结构上的不一致。

解决内部降解的方法有三：一是在培养基中加入富含氨基酸和多肽的蛋白胨或酪蛋白水解物，通过增加酶作用底物来缓解蛋白水解作用；二是将培养基的pH值调成酸性(酵母可在pH3.0~8.0的范围内生长)，以抑制中性蛋白酶的活性；三是利用蛋白酶缺失酵母突变体进行外源基因的表达。

另外，还时常遇到表达产物的过度糖基化情况。

因此，表达系统应根据具体情况作适当的改进。

2、常用酵母表达系统(宿主-载体系统)（1）酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)表达系统酿酒酵母难于高密度培养，分泌效率低，几乎不分泌分子量大于30 kD的外源蛋白质，也不能使所表达的外源蛋白质正确糖基化，而且表达蛋白质的C端往往被截短。

因此，一般不用酿酒酵母做重组蛋白质表达的宿主菌。

酿酒酵母本身含有质粒，其表达载体可以有自主复制型和整合型两种。

真核细胞表达系统

真核细胞表达系统常用的真核表达系统有酵母、杆状病毒／昆虫细胞和哺乳动物细胞表达系统。

简而言之，酵母和昆虫细胞表达系统蛋白表达水平高，生产成本低，但加工修饰体系与哺乳动物细胞不完全相同；哺乳动物细胞产生的蛋白质更接近于天然蛋白质，但其表达量低、操作烦琐。

1.酵母表达系统最早应用于蛋白表达的酵母是酿酒酵母，后来相继出现其他种类酵母，其中甲醇酵母表达系统应用最广泛。

甲醇酵母的表达载体含有大肠杆菌复制起点和筛选标志，可在大肠杆菌大量扩增。

甲醇酵母表达载体中含有与酵母染色体中同源的序列，容易整合入酵母染色体中。

大部分甲醇酵母的表达载体中都含有醇氧化酶基因-1(AOX1)，在强启动子作用下，以甲醇为唯一碳源的条件下诱导外源基因表达。

甲醇酵母表达蛋白一般需很长时问才能达到峰值水平，实验操作过程中有甲醇毒性和一定安全风险。

2.昆虫细胞表达系统杆状病毒载体广泛应用于培养的昆虫细胞中指导外源基因的表达，其中大多含有苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒(AcNPV)中的多角体启动子。

杆状病毒系统蛋白表达量很高，而且大部分蛋白质能保持可溶性。

杆状病毒基因组较大(130kb)，可容纳大的外源DNA片段；杆状病毒启动子在哺乳动物细胞中没有活性，安全性较高。

目前常用的是以位点特异性转位至大肠杆菌中增殖的杆状病毒穿梭载体，能快速有效地产生重组杆状病毒。

与通过外源基因重组在昆虫细胞中产生杆状病毒重组体相比，大大简化了操作步骤，缩短了鉴定重组病毒的时间，适于表达蛋白突变体以进行结构或功能的研究。

3.哺乳动物细胞表达系统哺乳动物细胞能够指导蛋白质的正确折叠，它所表达的真核蛋白通常能被正确修饰，在分子结构、理化特性和生物学功能方面最接近于天然的高等生物蛋白质，几乎都能在细胞内准确定位，在医学研究中得到广泛应用。

虽然哺乳动物细胞表达比大肠杆菌表达难度大，更耗时，成本更高，但是对于熟悉细胞培养的研究人员表达小到中等量的蛋白非常实用。

哺乳动物细胞表达载体包含原核序列、启动子、增强子、选择标记基因、终止子和多聚核苷酸信号等。

CHO细胞表达体系特点及CHO细胞表达疫苗

CHO细胞表达体系特点及CHO细胞表达疫苗来源：易生物实验浏览次数：533 网友评论0 条CHO细胞表达体系特点及CHO细胞表达疫苗关键词：细胞疫苗CHO细胞表达体系CHO细胞表达分子生物学、分子免疫学等学科的发展使基因工程疫苗具有越来越重要的地位。

在基因工程疫苗研究的动物细胞表达系统中，最具代表性的就是中国仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster Ovary，CHO)。

它是用来表达外源蛋白最多也最成功的一类细胞。

本文就CHO细胞表达系统在疫苗研制中的应用做一综述。

1、CHO细胞表达体系及其特点CHO细胞属于成纤维细胞，既可以贴壁生长。

也可以悬浮生长。

目前常用的CHO细胞包括原始CHO和二氢叶酸还原酶双倍体基因缺失型(DHFR-) 突变株CHO。

近年来，为降低生产成本和减少血制品带来的潜在危害性，动物细胞生产开始使用无血清培养基(SFM)，但SFM往往导致细胞活力差，贴壁性差，分泌外源蛋白的能力差等缺点。

另有研究者尝试将类胰岛素生长因子IGF基因和转铁蛋白基因转入CHO细胞获得能自身分泌必需蛋白的“超级CHO”，无需在培养基中转铁蛋白和胰岛素，细胞可在sFM 中生长良好。

与其他表达系统相比，CHO表达系统具有以下的优点：(1)具有准确的转录后修饰功能，表达的蛋白在分子结构、理化特性和生物学功能方面最接近于天然蛋白分子；(2)既可贴壁生长，又可以悬浮培养，且有较高的耐受剪切力和渗透压能力；(3)具有重组基因的高效扩增和表达能力，外源蛋白的整合稳定；(4)具有产物胞外分泌功能，并且很少分泌自身的内源蛋白，便于下游产物分离纯化；(5)能以悬浮培养方式或在无血清培养基中达到高密度培养。

且培养体积能达到1000L以上，可以大规模生产。

2、CHO细胞表达疫苗（1）乙肝疫苗CHO细胞表达疫苗的种类不多，多数处于研究阶段。

目前只有CHO表达乙肝疫苗已投入生产，这是除酵母表达乙肝疫苗以外，唯一已用于人类使用的基因工程亚单位疫苗。

常用的蛋白质表达体系

常用的蛋白质表达体系
常用的蛋白质表达体系有多种，包括原核细胞体系、哺乳动物细胞体系和酵母细胞体系。

在原核细胞体系中，常用的表达宿主包括大肠杆菌（E. coli）和单核细胞（S. cerevisiae）。

大肠杆菌是最常用的原核表达宿主，具有生长快、易操作、高产量的优点。

通过将目标基因插入质粒中，然后将质粒转化到大肠杆菌中，利用其自身的表达机制来产生蛋白质。

单核细胞是酵母菌的一种表达宿主，相比于大肠杆菌，其优点包括可以进行异源蛋白质糖基化、易扩展培养规模等。

哺乳动物细胞体系是一种常用的真核蛋白质表达体系，可用于表达复杂的蛋白质，尤其对于需要正确的蛋白质修饰的研究非常重要。

哺乳动物细胞常用的表达宿主包括CHO细胞、HEK293细胞等。

CHO细胞（Chinese Hamster Ovary cells）是最常用的哺乳动物细胞表达系统之一，具有高产量和稳定的表达特点。

HEK293细胞（Human Embryonic Kidney 293 cells）也广泛用于蛋白质表达，其优点包括易于培养、高表达能力和适用于多种蛋白质修饰。

另外，酵母细胞体系也是常用的蛋白质表达体系。

酵母细胞表达宿主包括酿酒酵母（S. cerevisiae）和毕赢酵母（P. pastoris）。

酿酒酵母是一种单细胞真核生物，具有低成本、易于操作和较高的蛋白质产量的优点。

而毕赢酵母则适用于表达高产量的蛋白质和进行复杂的蛋白质修饰。

总之，不同的蛋白质表达体系有各自的优缺点，研究人员可根据需要选择合适的表达宿主进行蛋白质表达研究。

酵母表达的注意事项

1、菌株用GS115表达不出蛋白，换KM71H后，大部分克隆能表达。

2、温度：在28度和室温下诱导表达，表达水平可能都不低。

3、pH手册上用6.0，pH提高到6.8，不表达的蛋白可能就表达出来。

BMMY的pH7.0-7.5比较合适。

国内外做的最好的rHSA，最适pH大概5-6左右。

pH3的时候yeast和peptone好像会沉淀的，可以用磷酸和磷酸二氢钾调，具体比例自己去试试。

4、偏爱密码子codonbias一般不是主要的问题，你要表达的蛋白特性才是主要问题，酵母对分子量大（30KD 以上），结构复杂（如一些蛋白酶），二硫键含量多的蛋白往往不能有效表达，尤其是分泌表达。

密码子改造对一些较小的而且结构简单的蛋白表达量的提高可能有一些作用。

比如一位战友用Pichia酵母表达一个单链抗体，29KD，含有2对二硫键，表达量约几毫克每升，选用酵母偏好密码子全基因合成后，表达量没有什么提高。

5、表达时间与空质粒转化对照诱导时间长了以后，是会有很多蛋白分泌出来的，时间越长杂蛋白就越多，且分子量都比较大。

最好做一个空质粒转化的对照，这样就会比较肯定到底是不是自身的蛋白分泌的结果。

6、污染每个样品从G418板上挑10个左右单克隆于2ml BMGY摇菌（30ml玻璃管，比LB管大一点），纱布一般用8层，一天左右看着比较浑离心，留样1ml，余1ml换2ml BMMY诱导表达，3,4层纱布足够了。

污染一般都是跟瓶口覆盖有关的原因造成的，只盖纱布肯定会污染。

加盖报纸后，就再没遇到过污染。

如果只用6层纱布，污染的可能当然很大，100ml三角瓶，装量10ml培养液，用橡筋把8层纱布和2层报纸拴紧封口，空气浴摇床。

7、不表达蛋白有没有表达就要看你的运气了，一般重复2－3次实验都没有表达菌株，这个蛋白就放弃表达了。

8、表达量30KD,10mg/L表达量已经很高，最直接的方法是发酵，一般提高5－10倍。

大肠杆菌一样出现大团的超表达蛋白。

不同蛋白质表达系统的比较

不同蛋白质表达系统的比较蛋白质是细胞内重要的生物大分子，可以发挥许多生命活动的关键作用。

不同的蛋白质表达系统可以用于生产不同类型的蛋白质，比较蛋白质表达系统的优缺点对于选择合适的表达系统具有重要的意义。

本文将介绍现有的几种主要的蛋白质表达系统，并对它们的特点进行比较。

第一种蛋白质表达系统是基于真核细胞的表达系统。

真核细胞是具有细胞核的细胞，其中包括了动物细胞、植物细胞和真菌细胞等。

这种表达系统利用真核细胞的转录和翻译机制来制造目标蛋白质。

在这种系统中，目标基因被插入到真核细胞的基因组中，然后通过RNA剪切和mRNA成熟等机制生成成熟mRNA，从而进行翻译，最终目标蛋白质被产生出来。

真核细胞表达系统的优点包括：能够产生生物活性和功能齐全的蛋白质。

这种系统还适用于产生大量的蛋白质，因此被广泛应用于产生多肽、抗体等药物。

但是，真核细胞表达系统的劣势在于工艺更加复杂，容易出现蛋白质不稳定、失去生物活性的问题。

此外，该工艺需要一定的时间来建立并优化系统。

第二个系统是基于细菌的表达系统。

细菌是单细胞生物，具有非常简单的结构和进化历史，是蛋白质表达方面的主要模型。

在这种表达系统中，表达载体中的目标基因被转化为蛋白质，并通过重组不同的DNA序列来实现该过程。

这种系统的优点在于简单、实时、具有可伸缩性和高效性。

制备蛋白质的成本也相对较低。

然而，这种表达系统的制约因素也很明显。

细菌系统不能表达合成二硫键、表达动力多肽等蛋白质的功能，使其应用领域相对狭窄。

此外，细胞酸碱值和产生蛋白质的环境等因素，都是影响蛋白质表达的关键因素。

第三种蛋白质表达方式是基于哺乳动物细胞的表达系统。

哺乳动物细胞表达系统主要用于大规模制备人用蛋白质。

这种表达系统利用哺乳动物细胞的转录和翻译机制来制造目标蛋白质。

在这种系统中，目标基因经过一系列的转染和筛选过程，被转移到哺乳动物细胞中，利用细胞所提供的设备进行蛋白质合成和修饰。

哺乳动物表达系统具有高表达量、具备更完整的蛋白质修饰等诸多优点。

酵母表达系统

通过适应性进化实验研究酵母在不同环境下的适应机制，了解生物进化的过程。
比较基因组学
通过比较不同物种之间的基因组和转录组，分析生物进化的特征和规律。
05 酵母表达系统的未来发展
提高表达产物的产量与质量
基因编辑技术
利用基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，对酵母基因进行精确修饰，以提高目标蛋白的表达量和纯度。
沉默子
沉默子是能够抑制基因表达的DNA序列，通过与转录因子结合来抑制基因的表达，在基因表达调控中具有重要作用。
转录因子与基因表达调控
转录因子
转录因子是能够识别并结合DNA序列的蛋白质，通过与特定DNA序列的结合来调控基因的表达。
转录因子与基因表达调控
转录因子在基因表达调控中发挥关键作用，通过与启动子、增强子或沉默子等DNA序列的相互作用来调节基因的表达。
蛋白质相互作用
通过酵母双杂交等技术研究蛋白质之间的相互作用，揭示基因调控的分子机制。
基因突变分析
通过构建突变体分析基因突变对酵母生长、代谢等的影响，研究基因的功能。
生物进化研究
物种进化
利用酵母表达系统研究物种之间的进化关系，通过比较不同物种之间基因表达的差异，揭示物种进化的规律。
适应性进化
利用酵母表达系统生产食品添加剂、酶制剂等，提高食品质量和安全性。
农业领域
通过酵母表达系统改良农作物，提高抗逆性、产量和品质等
。
酵母表达系统的优缺点
优点
操作简便、周期短、成本低、可大规模生产、安全性高。
缺点
表达水平相对较低、分泌蛋白的加工和修饰能力有限、易受宿主菌遗传背景的影响。
02 酵母表达系统的基本组成
对启动子、终止子等表达元件进行优化，提高其转录和翻译效率，促进目标蛋白的表达。

CHO细胞表达系统的应用与研究

长生研
CHO细胞的五大应用优势
安全性高蛋白的转录后修饰与人体细胞相似
外源蛋白容易在CHO细胞中合成并分泌到培养基中可贴壁或者悬浮培养
BHK
CHO
无血清培养时细胞密度高于其它细胞
NSO

长生研
FDA批准的CHO细胞表达的生物技术药物
产品商品名公司

处于临床研究阶段：

临床前：
长生研
国内CHO细胞表达系统的两大技术瓶颈
表达量低
以tPA为例，达到年产量100克
表达量 g/(106cellsd) 中国美国 5 50
生产100g/年需要细胞罐（L） 5000L 500L
生产成本（美元/克） 60000-100000 6000-10000
适应证
不孕症不孕症血清甲状腺球蛋白测试急性心梗；肺栓塞，急性脑中风
粘多糖贮积病 Gaucher's病艾杜糖硫酸酯酶缺乏症 Fabry's病囊性纤维化急性心梗血友病B 血友病A 血友病A 多发性硬皮病肾性贫血肾性贫血脊骨退行性病变的脊骨融合胫骨骨折转移性结肠癌或直肠癌 B-细胞慢性淋巴细胞白血病转移性乳腺癌慢性中重度银屑病视网膜黄斑退化 CD20+ B细胞non-Hodgkin's淋巴瘤中重度持续性哮喘肾移植急性排斥中重度银屑病中重度类风湿关节炎；银屑病脓毒症

长生研
改变细胞的能量代谢途径
引入基因
长生研cho国药集团长春生物制品研究所生物技术研究室200911wwwccibpcom长生研cho细胞表达系统的优势与国内外应用情况cho细胞的工程化构建cho细胞表达平台的意义和流程简介基因重组生物技术产品的表达系统及应用wwwccibpcom长生研基因重组生物技术产品的表达系统?大肠杆菌表达系统?酵母表达系统哺乳动物细胞表达系统分子量较小结构相对简单的蛋白质分子量较大结构较复杂较少糖基化的蛋白质结构复杂或糖基化对于活性非常重要的蛋白质wwwccibpcom长生研大肠杆菌表达系统的应用大肠杆菌表达的生物技术药物有20种分别是甲状旁腺激素利尿钠肽胰岛素及其两种突变体生长激素干扰素和gcsf白介素1ra白介素2白介素11rpa白喉毒素il2融合蛋白ospa脂蛋白等

cho细胞表达

cho细胞表达Cho细胞表达是指在生物学中，利用Cho细胞（Chinese Hamster Ovary cells）作为表达系统来表达外源蛋白质的过程。

Cho细胞是一种常用的哺乳动物细胞系，具有较高的蛋白质表达能力和稳定的遗传特性，因此被广泛应用于生物医学研究和制药工业中。

Cho细胞表达系统的优势在于其能够高效地表达外源蛋白质，并能够正确地折叠和修饰蛋白质。

Cho细胞具有相对简单的遗传背景和较低的背景蛋白质表达，可以避免其他细胞系统中常见的问题，如蛋白质聚集、不稳定、部分折叠等。

此外，Cho细胞的培养和维持相对容易，生长速度快，适应不同的培养条件，对不同的基因表达系统都具有较高的兼容性。

Cho细胞表达系统的应用范围广泛，包括生物医学研究、药物发现与研发、生物制药等领域。

在生物医学研究中，Cho细胞表达系统常被用于产生重组蛋白，如抗体、细胞因子、酶等，用于研究蛋白质功能、结构与机制。

在药物发现与研发中，Cho细胞表达系统被用于产生药物靶标蛋白、药物载体、药物代谢酶等，用于筛选和评价药物候选化合物。

在生物制药中，Cho细胞表达系统常被用于大规模生产重组蛋白药物，如单克隆抗体、重组蛋白等。

Cho细胞表达系统的建立和优化需要考虑多个因素。

首先，选择合适的载体和表达系统是关键。

常用的载体包括质粒、病毒载体等，表达系统可以是稳定转染系统或转染后选择稳定表达细胞的系统。

其次，选择合适的表达宿主细胞株和培养条件也十分重要。

Cho细胞的培养基和培养条件需要根据表达蛋白的特性和需求进行优化，包括培养基成分、温度、pH值、培养密度等。

此外，还需考虑到蛋白质折叠、修饰和纯化等后续步骤。

Cho细胞表达系统的优势也存在一些限制和挑战。

首先，Cho细胞是一种非人类细胞，因此相较于人类细胞，其表达的蛋白质可能存在差异。

其次，Cho细胞在遗传稳定性和蛋白质表达水平上存在一定的变异性，需要进行筛选和优化。

此外，Cho细胞的培养和维持相对费时费力，对于大规模的生产需求可能不太适用。

2022-2023学年浙江省稽阳联谊学校高三11月联考生物选考试题

2022-2023学年浙江省稽阳联谊学校高三11月联考生物选考试题1.细胞通讯往往需要信息传递物质的参与，下列信息传递物质中不属于蛋白质的是（）A．白细胞介素-2 B．胰岛素C．乙酰胆碱受体D．甲状腺激素2.全球性生态环境问题日益突出，下列叙述错误的是（）A．CO 2等温室气体增多会导致全球变暖B．氟利昂、哈龙等物质是引起平流层中臭氧减少的主要原因C．防治酸雨最有效的办法是减少硫氧化物和碳氧化物的排放D．人类对各种自然资源的过度开发和利用是造成荒漠化的原因之一3.孟德尔完成的豌豆的一对相对性状实验中，F1自交产生的F2均符合3：1的性状分离比，必须满足的条件不包括（）A．该对相对性状呈现完全显性B．F 1产生的雌、雄配子的数目和成活率相同C．F 1产生的不同雌、雄配子的受精机会D．F 2中不同基因型个体的成活率相同相同4.下列食品保存中应用的生物原理，与其它三项不同的是（）A．马铃薯进行避光储存B．番薯放在地窖中储藏过冬C．刚收获的玉米晒干后储存D．新摘的荔枝在冰箱中储存保鲜5.液泡膜上存在H+-ATP酶，能将细胞溶胶中的H+逆浓度梯度运输到液泡中，液泡这种转运H+的方式与下列物质出入细胞的方式相同的是（）A．皮肤细胞从化妆品中吸收甘油B．小肠上皮细胞从肠腔中吸收氨基酸C．吞噬细胞从内环境中吞噬抗原的过程D．肾小管细胞通过水通道蛋白重吸收水分6.人在进行一定强度的体力劳动后，手掌或脚掌上可能会磨出水泡，但过一段时间后水泡可自行消失。

下列关于水泡中液体的叙述正确的是（）A．主要来自组织细胞内液B．含有较多的蛋白质C．主要经淋巴循环回收D．主要经毛细血管回收7.生物学的一些实验中需要借助特定的颜色来观察实验现象或物质鉴定。

下列叙述错误的是（）A．黑藻叶肉细胞中存在的叶绿体有助于观察液泡B．检测花生子叶中的脂肪，需用苏丹Ⅲ染色后再用50%酒精洗去浮色C．观察洋葱根尖细胞的染色体，用龙胆紫染色后再用清水洗去多余染液D．用洋葱鳞片叶内表皮观察质壁分离现象时，可用红墨水对蔗糖溶液进行染色8.我国宋代著作《种艺必用》中记载：“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。

CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞)表达系统

CHO细胞（中国仓鼠卵巢细胞）表达系统CHO细胞表达系统原理分子生物学、分子免疫学等学科的发展使基因工程疫苗具有越来越重要的地位。

在基因工程疫苗研究的动物细胞表达系统中，最具代表性的就是中国仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster Ovary，CHO)。

它是用来表达外源蛋白最多也最成功的一类细胞。

本文就CHO细胞表达系统在疫苗研制中的应用做一综述。

CHO细胞表达体系及其特点诞生于70年代末的基因工程药物因其具有其他药物无法比拟的优点，已迅速成为制药工业中一个引人瞩目的领域。

1995年美国基因工程药物销售额约为48亿美元，1997年超过60亿美元，年增长率达20％以上。

各国政府将其视为新的经济增长热点而给予了大力支持。

基因工程药物研究与开发的主要环节包括：①基因的克隆和基因工程菌的构造；②重组细胞的培养；③目的产物的分离纯化等。

针对这些主要环节，研究人员正致力于高效表达、培养工艺及下游分离纯化等方面的研究。

随着基因工程技术的不断发展，目前已有多种表达系统可用于生产具有医疗价值的人或动物来源的蛋白质(表1)。

大肠杆菌(E.coli)是使用最早的表达系统，其显著优点是易于操作，产量高，成本低，但由于用E.coli生产的蛋白质药物因缺乏糖基化而在人体内易被降解，因此它的药放大大降低。

此外，它还存在易产生内毒素和包涵体的问题。

真核细胞中CHO细胞是目前重组糖基蛋白生产的首选体系；因为与其他表达系统相比，它具有许多优点：①具有准确的转录后修饰功能，表达的糖基化药物蛋白在分子结构、理化特性和生物学功能方面最接近于天然蛋白分子；②具有产物胞外分越功能，便于下游产物分离纯化；③具有重组基因的高效扩增和表达能力；④具有贴壁生长特性，且有较高的耐受剪切力和渗透压能力，可以进行悬浮培养，表达水平较高；⑤CHO细胞属于成纤维细胞(fibroblast)，很少分泌自身的内源蛋白，利于外源蛋白的启分离。

但CHO细胞培养成本高，条件难掌握，易污染，在一定程度上影响了它的广泛应用。

重组蛋白的表达系统

添加标题
昆虫细胞表达系统：以Sf9和Bm5细胞为代表优点是能够进行真核翻译后修饰表达的蛋白具有生物活性；缺点是操作较为复杂且表达量有限。
添加标题
哺乳动物细胞表达系统：以CHO和HEK293为代表优点是能够高度模拟真核生物的翻译后修饰表达的蛋白具有高度生物学活性；缺点是操作复杂成本高且表达量有限。
宿主细胞的选择与培养
宿主细胞的选择：根据重组蛋白的特性选择适合的宿主细胞如大肠杆菌、酵母、昆虫细胞和哺乳动物细胞等。
宿主细胞的培育：通过培养基和生长条件的优化提高宿主细胞的生长速率和蛋白表达水平。
宿主细胞的遗传改造：通过基因敲除、基因沉默等技术手段对宿主细胞进行遗传改造以实现重组蛋白的高效表达。
重组蛋白表达系统的分类
添加标题
原核表达系统：以大肠杆菌为代表优点是操作简便、成本低适用于大规模生产；缺点是表达的蛋白缺乏真核生物特有的翻译后修饰且表达量不稳定。
添加标题
酵母表达系统：以酿酒酵母和毕赤酵母为代表优点是能够进行真核翻译后修饰表达的蛋白具有生物活性；缺点是表达量相对较低且产物大多为包涵体。
宿主细胞的反应条件：通过调节温度、pH、营养物质等反应条件实现对重组蛋白表达过程的精细控制。
重组蛋白的表达诱导与检测
诱导方法：使用诱导剂诱导目的基因的表达检测方法：通过免疫印迹法、荧光检测等技术检测目的蛋白的表达情况目的：验证重组蛋白表达系统的可行性意义：为进一步研究重组蛋白的结构和功能奠定基础
重组蛋白表达系统的改进方向
优化宿主细胞：选择更合适的宿主细胞以提高重组蛋白的表达水平和产量。基因工程改造：通过基因工程手段对重组蛋白进行改造以提高其表达效率和稳定性。添加分子伴侣：利用分子伴侣的作用提高重组蛋白的折叠效率和分泌能力。开发新型表达系统：不断探索和开发新型的表达系统以克服现有表达系统的限制和不足。

CHO细胞表达系统与酵母细胞表达系统比较

CHO细胞表达系统与酵母细胞表达系统比较CHO细胞表达系统与毕赤酵母表达系统是当前发展前景看好的两个表达系统，为了能够更加直观地对两个表达系统有一定的认识，特意在此篇中对两个表达系统作一定的比较，从而能够更进一步的对两个表达系统有更深的了解1．CHO细胞表达系统（1）优点CHO细胞属于成纤维细胞，既可以贴壁生长。

也可以悬浮生长。

目前常用的CHO细胞包括原始CHO和二氢叶酸还原酶双倍体基因缺失型(DHFR-)突变株CHO。

另有研究者尝试将类胰岛素生长因子IGF基因和转铁蛋白基因转入CHO细胞获得能自身分泌必需蛋白的“超级CHO”，无需在培养基中转铁蛋白和胰岛素，细胞可在SFM中生长良好。

且培养体积能达到1000L以上，可以大规模生产。

（2）存在的问题在过去的几十年里，人类对动物细胞的培养技术进行了大量的研究开发，取得了很大进展，但是利用CHO细胞表达外源基因的技术水平尚不能满足生物药品的开发和生产的要求，目前上游工作中主要存在以下问题：①构建的重组CHO细胞生产效率低，产物浓度亦低；②某些糖基化表达产物不稳定，不易纯化；③重组CHO细胞上游构建与下游分离纯化脱节，主要表现在上游构建时着重考虑它的高效表达，而对高教表达的产物是否能有效地提取出来，即分离纯化过程考虑较少；④重组细胞培养费用昂贵，自动化水平低下。

制备生物技术药物的几种表达系统

制备生物技术药物的几种表达系统(一)细菌：优点是基因了解清楚；本身价格便宜且易于培养；培养基便宜；表达水平高；生长快及易于鉴别。

缺点是不能分泌蛋白质；含有内毒素；无转译后修饰；可能有非正规的蛋白质交迭。

产品有利用大肠杆菌表达的胰岛素，重组人生长激素，白介素-2、干扰素、淋巴生长因子、白介素及细胞活素。

(二)酵母：优点是使用安全；使用的期限较长；基因了解清楚；无内毒素；高表达水平；分泌出蛋白质且易收获；生长快；培养基便宜；蛋白质一般正规交迭；转译后修饰。

缺点是产糖量过多因而损坏蛋白质的生物活性、安全性、活性及活力等；可能含有免疫物质或抗原。

产品有重组蛋白质、疫苗如乙肝疫苗、胰岛素、较大的重组蛋白如链激酶、人血清蛋白、组织坏死因子及干扰素。

(三)昆虫细胞：优点是具有转移后修饰；正规的交迭蛋白质；能分泌出产物；较好的表达率；棒状病毒对人无损害。

缺点是使用期限较短；生长慢；培养基昂贵；含有免疫宿主蛋白；有些非正规的糖化反应；哺乳类病毒可以感染此类细胞。

产品有疫苗、治疗药物、临床检验试剂以及做病毒治疗药物释放系统。

(四)哺乳动物细胞：优点是一般交迭蛋白质正规；正规的转移后修饰；能分泌蛋白质；良好的正规使用纪录；对大的、复杂的蛋白质的生产是唯一的选择。

缺点是培养基昂贵、生长缓慢；含有过敏物质；需要深入的鉴别；精制手续复杂；产品昂贵。

或品有组织血纤维溶酶原活化剂(TPA)，因子Ⅷ及单克隆抗体的生产。

(五)转基因动物：优点是可表达复杂、巨大的蛋白质；高表达水平；蛋白质交迭正规；后转移修饰正规；易于放大；费用低廉。

缺点是正规使用的经验很少；是否易于被病毒感染尚为未知数；表达水平不稳定；周转期限长；精制方法尚需研究；生产周期不能确定；有关农场的eGMP生长尚存在问题。

产品有利用羊及兔子生产α-1抗胰蛋白酶，胆盐刺激生产的脂肪酶，超氧化物岐化酶、胶原、因子Ⅷ及Ⅸ及一些小肽。

(六)转基因植物：优点是开发周期较动物短；种子易于保存；易于放大；表达量高；基因结构清楚；无植物病毒影响人类；生产费用低。