细胞工程制药
动物细胞工程制药
有该细胞系的历史资料 有该细胞特性的资料，要求100代以上传代稳定 无细菌、真菌、支原体和各种病毒
动物细胞产品质量要求——工程细胞
3.5.4 动物细胞产品质量要求——纯化工艺
生产厂房条件必须符合国家GMP规定 细胞培养尽量少用或不用小牛血清，要使用无热原水和无离子超净水 操作环境、柱体、洗脱液等的温度尽可能保持4度左右 所有器材、载体都需经无菌、无热源处理 应记录产品纯度、提纯倍数和回收率
3.5 动物细胞产品的纯化方法和质量要求
3.5.1 动物细胞产品纯化
工程细胞表达的产品与其它复杂成分混在一起，分离纯化难度大； 由于产品要用于人，对产品纯度要求高； 产物产量低，生物活性不稳定，增加纯化工艺的难度和复杂性； 细胞产品多样性，必须根据每一产品特点，研发专用的分离纯化技术。
3.5.2 常用纯化方法
生产用细胞库（MWCB）或称工作细胞库（WCB）
3.2 动物细胞培养的基本方法
细胞分离：离心分离和消化分离 细胞计数：自动细胞计数器计数、血球计数版计数、结晶紫染色细胞核计数法、MTT染色计数法。 细胞传代：悬浮细胞传代、贴壁细胞传代 细胞冻纯：采用液氮低温冻存法 细胞复苏：要求快融。
3.3 动物细胞大量培养的方法和操作方式
杂质检测：1）宿主细胞残余蛋白小于1/1000；2）残余DNA量小于100pg；3）血清残余小于100ppm；4）其他物质；5）细菌、病毒和支原体检测阴性；6）热源检测。 稳定性 临床前安全性和有效性评价 临床实验的安全性和有效性评价
3.6 动物细胞制药前景与展望
采用更强的启动子和增强子 更好的利用扩增系统或寻找高表达位点 采用或改造更好的宿主细胞
动物细胞工程制药
动物细胞工程制药导语动物细胞工程制药是一种利用动物细胞进行生物制药的技术。
该技术已经取得了显著的进展，并在医药领域发挥着重要作用。
本文将介绍动物细胞工程制药的原理、应用和前景。
一、动物细胞工程制药的原理动物细胞工程制药是利用动物细胞系统表达和生产药物的一种技术。
其主要原理包括以下几个步骤：1.动物细胞培养：首先需要选择合适的动物细胞系，并进行培养。
常见的动物细胞系包括CHO细胞、HEK293细胞等。
细胞培养的条件包括培养基、培养温度、培养时间等。
2.基因克隆和转染：将药物的基因通过基因克隆技术导入到动物细胞中，使其具有产生目标药物的能力。
转染的方式包括质粒转染、病毒转染等。
3.细胞培养和增殖：转染后的细胞需要在培养条件下进行生长和增殖。
通常会添加适当的生长因子和培养基来促进细胞的生长。
4.产物分离和提纯：最后，通过适当的方法分离和提纯目标药物，可以使用离心、超滤、层析等技术进行分离纯化。
二、动物细胞工程制药的应用动物细胞工程制药已经广泛应用于医药领域，为药物的研发和生产提供了重要的技术支持。
其主要应用包括以下几个方面：1.蛋白质药物生产：利用动物细胞工程制药技术可以生产多种重要的蛋白质药物，如抗体、细胞因子等。
这些蛋白质药物在治疗癌症、免疫性疾病等方面具有重要作用。
2.疫苗生产：动物细胞工程制药技术也可以用于疫苗的生产。
通过导入相应的病原体基因到动物细胞中，使其产生病原体相关的抗原，从而制备疫苗。
3.基因治疗：动物细胞工程制药技术还可以用于基因治疗。
通过将目标基因导入到患者的细胞中，实现对基因相关疾病的治疗。
4.抗病毒药物：某些动物细胞工程技术还可以用于抗病毒药物的生产。
通过将抗病毒基因导入到动物细胞中，使其产生抗病毒蛋白，从而对抗病毒感染。
三、动物细胞工程制药的前景随着基因工程和生物技术的不断发展，动物细胞工程制药在未来的前景十分广阔。
以下是动物细胞工程制药的一些未来发展趋势：1.技术的进一步成熟：随着技术的不断发展，动物细胞工程制药技术将变得更加成熟，能够更准确、高效地生产药物。
植物细胞工程制药的工艺流程及关键步骤
植物细胞工程制药的工艺流程及关键步骤下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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细胞工程技术在制药领域的应用
细胞工程技术在制药领域的应用细胞工程技术是生物工程领域中重要的一个分支，它涵盖了许多关键方面，包括细胞培养、基因克隆、蛋白表达和疫苗研发等。
在制药领域中，细胞工程技术的应用已经成为一种趋势。
本文旨在探讨细胞工程技术在制药领域的应用，并简要介绍其中的一些关键技术。
一、细胞培养技术细胞培养技术是细胞工程技术的重要环节，它是在实验室中利用无菌技术将单个细胞培养成大量细胞的一种方法。
细胞培养技术在制药领域中应用非常广泛，其中最重要的应用就是生产蛋白质药物。
传统的蛋白质药物生产采用从动物或人体中提取蛋白质的方法。
这种方法的问题在于它往往需要大量的动物和人体检测样本，而且很难保证蛋白质的纯度和质量。
通过细胞培养技术，制药公司可以生产高质量、高纯度的蛋白质药物，而无需使用动物或人体检测样本。
二、基因克隆技术基因克隆技术是细胞工程技术的另一个重要环节，这种技术可以将目标基因从一个细胞中扩增到大量细胞中。
制药公司利用这种技术可以生产旨在治疗各种疾病的基因药物。
基因药物是利用基因工程技术生产的一类药物。
与传统药物不同，基因药物利用基因克隆技术将带有特定功能的基因序列插入目标细胞中。
这种技术可以有效治疗许多药品难以治疗的疾病，例如囊性纤维化、多发性硬化症和类风湿性关节炎等。
三、蛋白表达技术蛋白表达技术是细胞工程技术中最为关键的环节之一，它涵盖了从基因到蛋白表达的所有步骤。
利用蛋白表达技术，制药公司可以生产各种重要的蛋白质药物。
蛋白质药物是临床上最常用的药物之一，它们对多种疾病具有治疗作用，例如糖尿病、肿瘤和中风等。
利用蛋白表达技术，制药公司可以大规模生产高质量、高效的蛋白质药物。
四、疫苗研发技术疫苗研发技术是细胞工程技术在制药领域中另一个非常重要的应用。
这种技术可以生产各种高效的疫苗，用于预防各种疾病的爆发。
疫苗是用于预防疾病的药物。
利用细胞工程技术，制药公司可以生产高效的疫苗，以预防许多疾病的爆发，例如流感、肺炎和狂犬病等。
细胞工程在生物制药工业中的地位
细胞工程在生物制药工业中的地位细胞工程在生物制药工业中扮演着至关重要的角色。
随着科学技术的进步和对药物的需求不断增长，细胞工程已经成为生物制药工业中不可或缺的一部分。
细胞工程主要通过利用生物学知识和技术，对生物体的细胞进行操作和改造。
在生物制药工业中，细胞工程的应用主要包括以下几个方面：1. 重组蛋白的生产：细胞工程技术可以通过将目标基因导入到宿主细胞中，使其合成所需的重组蛋白。
这些重组蛋白可以用于制造生物药物，如重组蛋白药物、抗体药物等。
细胞工程技术能够提高生产效率和产量，降低生产成本，从而满足药物的大规模生产需求。
2. 细胞培养和扩增：在生物制药工业中，细胞培养是非常重要的一步。
通过细胞工程技术，可以对细胞进行优化和改造，使其具有更好的生长和分裂能力，从而实现高效的细胞培养和扩增。
这对于生产大量生物药物具有重要的意义。
3. 细胞代谢工程：细胞工程技术可以改变细胞的代谢途径，从而提高目标产物的生成效率和产量。
通过改造细胞的代谢途径，可以使细胞产生更多的目标产物，提高药物产量和质量，降低生产成本。
2. 药物研发和创新：细胞工程技术可以用于生产更多的重组蛋白和药物，从而推动药物研发和创新。
通过细胞工程技术，可以创造出更多的新药物，满足不同疾病的治疗需求。
3. 治疗效果和疗效持久性：细胞工程技术可以制备出更高纯度和更有效的药物，提高药物的治疗效果和持久性。
通过细胞工程技术，可以定制药物，使其更好地适应患者的个体差异，提高治疗效果。
细胞工程在生物制药工业中的地位不断提高，与此还面临一些挑战。
细胞工程技术本身具有一定的复杂性，需要高水平的科学家和技术人员来进行操作和管理。
细胞工程技术在一定程度上受到法律、伦理和社会等方面的限制。
不同国家和地区对于细胞工程技术的法律和伦理标准存在差异，这给跨国生物制药公司的研发和生产带来了一定的难题。
细胞工程在生物制药工业中的地位是非常重要的。
它在生产效率、药物研发和创新、治疗效果和疗效持久性等方面发挥着重要作用。
细胞工程在生物制药工业中的地位
细胞工程在生物制药工业中的地位细胞工程在生物制药工业中扮演着重要的角色，为创新药物的开发和生产提供了关键技术和方法。
细胞工程技术的应用使得生物制药工业的研究和生产成本降低，效率提高，并且能够满足不断增长的市场需求。
细胞工程是利用基因工程技术对细胞进行改造和优化，以增加细胞的产物生产能力或改变其代谢途径。
在生物制药工业中，细胞工程技术可以用于开发和生产大多数蛋白质药物，如抗体、生长因子、细胞因子等。
通过优化细胞的表达系统和代谢途径，可以提高蛋白质的产量和质量，达到工业化生产的要求。
在制药工业中，细胞工程技术主要应用于以下几个方面：1. 重组蛋白质生产：细胞工程技术在重组蛋白质生产中起到了至关重要的作用。
通过将目标基因导入到特定的细胞或微生物中，使其表达和产生所需的蛋白质。
通过对细胞的优化和改造，可以提高蛋白质的表达量和纯度，减少杂质的产生。
2. 基因药物开发：细胞工程技术也可以被应用于基因药物的开发。
基因药物是指通过改变或增强人体自身的基因来治疗疾病的药物。
通过细胞工程技术，可以将治疗基因导入到患者的细胞中，从而实现对疾病的治疗。
这种技术被广泛应用于基因治疗和基因修饰领域。
3. 抗体药物开发：细胞工程技术在抗体药物开发中也发挥着重要作用。
抗体是一种与免疫系统相关的蛋白质，可以用于治疗多种疾病，如癌症、自身免疫疾病等。
通过细胞工程技术，可以制备出高效、高纯度的单克隆抗体，用于临床治疗。
4. 细胞培养和大规模生产：细胞工程技术能够帮助优化细胞培养的条件，提高细胞的生长和产物的产量。
细胞工程技术也可以通过构建高效的生产系统，实现细胞的大规模培养和产物的工业化生产。
细胞工程技术在生物制药工业中还面临一些挑战。
细胞培养过程中的细胞稳定性和变异性问题，以及蛋白质的折叠和表达问题等。
这些问题需要通过进一步的研究和技术创新来解决，以提高细胞工程技术在生物制药工业中的应用效果。
细胞工程在生物制药工业中的地位
细胞工程在生物制药工业中的地位
细胞工程是一种生物技术，其目的是利用现代分子遗传学和细胞生物学的知识来改善
生物反应器中的细胞生长和代谢活性，以生产高质量的生物制品。
因此，细胞工程在生物
制药工业中具有重要的地位。
首先，细胞工程可以用于生产生物药物。
生物药物是以细胞为基础生产的制剂，包括
蛋白质、抗体、疫苗和基因治疗药物等。
这些生物药物具有高度的特异性和生物活性，能
够有效地治疗疾病，是医学领域的重要治疗手段。
利用细胞工程技术，可以使细胞产生更
高效的生物药物，并且可以控制药物的质量和纯度。
其次，细胞工程可以用于生产基因工程产品。
基因工程技术包括将外源基因导入到宿
主生物中，以改变宿主生物的遗传特性。
利用细胞工程技术，可以大幅提高基因工程产品
的生产效率，并且可以选择合适的宿主细胞株来生产目标产品。
第三，细胞工程可以提高生物制品的稳定性和质量。
生物制品有许多生理活性，例如
抗体、酶和激素等，这些活性容易受到环境因素的影响导致变性、失活或降解。
利用细胞
工程，可以通过控制生长条件和培养基组分来提高生物制品的稳定性和质量。
第四，细胞工程可以缩短生产周期和降低生产成本。
传统的制药生产工艺需要大量的
时间和资源，而细胞工程技术可以使生产周期缩短，并且可以控制成本从而降低生产成本。
此外，细胞工程还可以提高生产的产量，从而满足市场上对生物药品和基因工程产品的需求。
细胞工程制药-复习
4.关键：无菌操作。
（三）体外培养细胞的分型（根据：形态特征）
1.贴附型细胞：（1）成纤维型（2）上皮型（3）游走型（4）多形型
2.非贴附型（悬浮型）细胞
（四）接触抑制&密度抑制
1.接触抑制：细胞从接种到长满底物表面后，由于细胞繁殖数量增多相互接触后，不
优点：①理化环境可控。②细胞经培养后特征均一。③培养物可直接被观测。
④提供大量均一的细胞供制备用。⑤便于进行人工筛选。
缺点：与体内环境仍存一定差异，细胞形态或功能会发生改变。
防止污染、无菌操作是动物组织培养成功的关键！
动物细胞的特性（和微生物比较）：①大，无细胞壁。②生长慢，易污染。
③需氧量少，对剪切力敏感。④以聚集体存在。⑤原代>50代死亡。
（二）标志性事件
Carrel鸡胚浸出液细胞生长促进效应无菌技术引到组织培养技术中
Thomson 1914器官培养法
Earle 1940无限传代C3H小鼠的结缔组织细胞系
1.开始：1907 Harrison用蝌蚪的髓管放于一滴淋巴液内，培养出神经元。
2.成熟：以人的肿瘤组织为材料建立的各种细胞系，如Hela细胞系。
一、绪论
干细胞用途：①用于药物的研究或毒性的检测。②实验室中研究基因的控制与表达。
③可以用来分化培养一些治疗细胞。
（一）名词解释
1.细胞工程制药：根据细胞生物学和工程学原理，运用体外细胞培养技术定向改变细胞遗传特征，建立和创建新型细胞系（株），并通过专门的细胞培养方法研究细胞生命现象和活动规律，采用工程化的大规模细胞培养方法，探索生产方法和工艺，制造药用生化和生物制品。
（2）毛细管法。
生化药物制备第三章、动物细胞工程制药
1
超滤系统
通过超滤膜过滤去除杂质， 浓缩目标产物。
离心机
进一步分离纯化细胞和细胞 器。
冻干机
用于制备干粉制剂，保护药 物活性成分。
制剂生产设备
01
灌装机
将药液灌装到安瓿、西林瓶等包装 容器中。
贴标机
在包装容器上贴上标签，标明药品 信息。
03
02
封口机
对灌装好的包装容器进行封口，保 证密封性。
针对所选细胞系，筛选和优化培养基 成分，以满足细胞生长和产物表达的 需求。
细胞培养条件控制
对细胞培养过程中的温度、pH值、 溶解氧等关键参数进行严格控制，确 保细胞正常生长和增殖。
细胞扩增技术
采用适当的细胞扩增技术，如微载体 培养、流加培养等，实现细胞的大规 模扩增。
中游工艺：目标产物分离纯化
收获与预处理
随着精准医疗的发展，动物细胞 工程制药将更加注重个性化治疗
药物的研发和生产。
03
监管政策日益严格
面对不断加强的药品监管政策， 企业需要加强质量管理体系建设
，确保产品质量和安全。
02
新技术不断涌现
基因编辑、细胞重编程等新技术 将为动物细胞工程制药带来更多
创新机遇。
04
国际合作与竞争并存
加强国际合作，学习借鉴国际先 进经验和技术，同时积极应对国
05 动物细胞工程制药设备与 设施
细胞培养设备
生物反应器
用于大规模培养动物细胞，提 供恒定的温度、pH值、溶解 氧等条件。
离心机
用于细胞分离、沉淀和洗 涤等操作。
培养箱
提供细胞生长所需的恒温、 恒湿、无菌环境。
显微镜
观察细胞生长状态和形态 变化。
《生物制药工艺技术》细胞工程制药技术
细胞培养基配制
• 目前在国内市场主要是干粉型，配制培养基要注意以下 问题：
• 1）认真阅读说明书。说明书都注明干粉不包含的成分， 常见的有NaHCO3、谷氨酰胺（3%Gln）、丙酮酸钠、 HEPES等。这些成分有些时必须添加的，如NaHCO3、谷 氨酰胺，有些根据实验需要决定。
• 3.贴壁生长细胞传代
• 采用酶消化法传代。常用的消化液有0.25％的胰蛋 白酶液。
（二）细胞的冻存
• 细胞冻存与细胞传代保存相 比可以减少人力、经费，减 少污染，减少细胞生物学特 性变化。
细胞冻存的原理
• 当细胞冷到零度以下，可以产生以下变化：细胞器 脱水，细胞中可溶性物质浓度升高，并在细胞内形 成冰晶。
• 2）配制时要保证充分溶解，NaHCO3、谷氨酰胺等物质 都要等培养基完全溶解之后才能添加。
• 3）配制所用的水应是当天制备的三蒸水。
• 4）所用器皿应严格消毒。 • 5）配制好的培养基应尽快过滤，无菌保存.
（二）细胞培养用溶液
1.平衡盐溶液 （balanced salt solution,BSS)
任务二 动物细胞培养
一、动物细胞培养技术概述
（一）动物细胞培养技术及其应用 细胞培养技术是从体内组织取出细胞，在体
外模拟体内的环境下，使其生长繁殖，并维持 其结构和功能的一种培养技术。
细胞培养的培养物可以是单个细胞，也可 以是细胞群(组织块)。
细胞培养的应用
1、科学研究：
药物研究开发与基础研究 2、生物制药
细胞工程技术在生物制药领域中的应用
细胞工程技术在生物制药领域中的应用生物制药是一种利用生物化学、分子生物学和细胞工程技术等手段制造治疗性蛋白质和抗体药物的方法。
相比于化学合成的药物，生物制药具有更高的安全性和效果。
而在制造过程中，细胞工程技术起着至关重要的作用。
细胞工程技术不仅可以用来生产常见的基因工程药物，如重组蛋白、单克隆抗体和基因治疗等，还可以应用于基因编辑和免疫细胞治疗等前沿领域。
下面将分别介绍这些应用。
一、重组蛋白和单克隆抗体制备重组蛋白和单克隆抗体是生物制药中最为广泛使用的两种药物类型。
重组蛋白是将真核细胞的某种蛋白质基因插入到表达载体中，转化到大肠杆菌等表达宿主中生产的。
而单克隆抗体是通过免疫细胞技术获得的特定抗体，其特异性生成依赖于体内B细胞克隆扩增和单克隆抗体筛选等过程。
重组蛋白和单克隆抗体的制备不仅需要选择合适的表达宿主和表达载体，还需要对其进行优化，以提高它们的产量和纯度。
通过细胞工程技术，可以将人工合成的基因插入到真核细胞中，促使其表达成重组精制蛋白和单克隆抗体。
此外，还可以通过选择合适的培养条件、表达宿主和表达载体等方式，提高其生产量和纯度。
二、基因治疗基因治疗是借助于基因工程技术将正常基因导入无法产生正常蛋白质或者产生异常蛋白质的患者体内，以恢复正常功能的一种治疗方法。
基因工程药物可以通过体外转座子引入目标细胞、非病死病毒对细胞的靶向入侵等手段实现体内治疗。
细胞工程技术为基因治疗提供了可靠的制造平台，通过将基因插入到细胞中，使得细胞能够自行合成需要的蛋白质或者RNA，从而保证基因治疗的有效性。
值得一提的是，细胞工程技术所依赖的基础技术，也已经发展到掌握了大片目标脂质体的向目标细胞传输。
这种技术可以利用生物纳米技术，采用疏水性和亲水性分离原理，将目标分子有选择地提取出来，并有针对性地将其传递到目标细胞之中。
三、基因编辑基因编辑技术是指在基因水平上实现指定的基因序列修改。
基因编辑技术最初起源于自然界中的细菌免疫系统，后来被发展成克里斯皮（CRISPR）技术。
《植物细胞工程制药》课件
02 03
生物制品的安全性和有效性
植物细胞工程制药技术可以确保生物制品的安全性和有效性，通过检测 和鉴定生物制品的成分、纯度、稳定性等方面，确保生物制品的质量和 可靠性。
生物制品的生产效率
植物细胞工程制药技术可以提高生物制品的产量和生产效率，降低生产 成本，为生物制品的生产提供更加经济和可持续的解决方案。
大规模培养技术还有助于解决 植物资源短缺和生态环境保护 等问题，促进可持续发展。
植物细胞大规模培养的方法和技术
01
02
03
悬浮培养
将植物细胞接种在液体培 养基中，通过搅拌或充气 等方式使细胞悬浮在培养 基中生长。
固定化培养
将植物细胞固定在载体上 ，然后将其放入培养基中 进行培养。这种方法有利 于细胞生长和产物积累。
通过酶解将植物组织或细胞分散为单个细胞 ，再进行培养。
组织培养
将植物组织或器官进行培养，可再生为完整 植株。
悬浮细胞培养
将单个细胞悬浮在液体培养基中进行培养， 可实现大规模培养。
微繁殖
利用植物细胞培养技术快速繁殖珍稀、濒危 植物。
植物细胞培养的工艺流程和关键技术参数
工艺流程
细胞选择、酶解分散、细胞悬浮、细胞增殖、诱导分化、植株再生。
植物细胞工程制药在其他领域的应用
食品工业
植物细胞工程制药技术可以用于生产具有特定功能的食品添加剂 、功能性食品等，提高食品的营养价值和保健功能。
环境保护
植物细胞工程制药技术可以用于治理环境污染，通过植物细胞对有 毒有害物质的吸收和降解，实现环境净化。
农业领域
植物细胞工程制药技术可以用于改良农作物品种，提高农作物的抗 逆性和产量，促进农业可持续发展。
04
植物细胞工程制药讲义
大规模培养可能会产生一定的环境负担，需要进一步研究和评估。
04
植物细胞工程制药的挑战与解决方案
技术挑战
细胞培养技术
如何建立高效、稳定的细胞培养 体系，提高细胞生长和产物表达
水平。
基因工程技术
如何利用基因工程技术改良植物细 胞，提高目标产物的产量和纯度。
分离纯化技术
如何优化分离纯化工艺，降低副产 物和杂质的含量，提高目标产物的 纯度。
生产效率高
大规模培养可以快速获得大量细胞和 产物。
植物细胞大规模培养的优缺点
• 安全性高：在封闭的生物反应器中进行培养，可以减少污 染和交叉感染的风险。
植物细胞大规模培养的优缺点
技术难度大
植物细胞大规模培养需要较高的技术水平和经验。
成本较高
需要投入大量的资金和人力进行技术研发和设备购置。
对环境的影响尚不明确
植物细胞工程制药讲义
• 植物细胞工程制药概述 • 植物细胞培养技术 • 植物细胞大规模培养技术 • 植物细胞工程制药的挑战与解决方案 • 植物细胞工程制药的未来展望
01
植物细胞工程制药概述
植物细胞工程制药的定义
植物细胞工程制药是指利用植物细胞 工程技术，通过工业化生产流程，提 取或合成具有药理活性的化合物，并 经过加工制成药物的过程。
01
植物细胞大规模培养是生产药物的重要手段，可以满足市场需
求，降低生产成本。
生物多样性保护
02
通过植物细胞大规模培养，可以保护濒危植物物种，维护生物
多样性。
农业可持续发展
03
植物细胞大规模培养有助于提高农业生产效率，促进农业可持
续发展。
植物细胞大规模培养的工艺流程
01
细胞工程在生物制药工业中的地位
细胞工程在生物制药工业中的地位细胞工程是一种基于细胞的生物技术，它结合了细胞生物学、生物化学、遗传学和生物制药学等学科，利用转基因技术和细胞培养技术等手段，通过对细胞的基因、代谢通路和表达系统进行改造和优化，来大规模生产用于医学治疗、预防和诊断的生物制品的技术。
细胞工程在生物制药工业中已成为不可或缺的一环，尤其是生产蛋白质制剂方面，为生产高质量、高效率、高稳定性的生物制品提供了可靠的技术保障。
细胞工程在生物制药领域中可应用于生产单克隆抗体、酶制剂、生长因子、细胞因子、疫苗等生物制品。
同时，细胞工程还能用于对微生物细胞进行改造和优化，提高其生产效率和产量。
在生产单克隆抗体方面，细胞工程技术可以通过从人体中筛选出高亲和力的单克隆抗体基因，并将其导入哺乳动物细胞中，高效地表达肿瘤患者所需的治疗单克隆抗体。
在生产酶制剂方面，细胞工程技术可以通过工程改造部分特定蛋白质酶，使其产生期望的酶活，进而制备高纯度、高活性的酶制剂，用于各种生物工艺和医学检测中。
在生产生长因子、细胞因子等产品方面，细胞工程技术可以对细胞进行代谢工程和发酵工艺的改进，在条件优化的情况下，产生更多，更高效的细胞因子和生长因子。
最后，在生产疫苗方面，细胞工程技术可以通过改良、增强、克隆和提纯病原体蛋白质，制备活性良好的疫苗，用于预防和治疗多种传染病。
2. 细胞工程技术的优势细胞工程技术具有很多优点，如生产效率高、生产周期短、产品质量稳定、产物的纯度高等。
同时，细胞工程技术还能够灵活调控产物的种类和含量，适应不同的生产需求。
由于这些优势，细胞工程技术在制药工业中日益重要。
在提高产品质量方面，细胞工程技术能够对细胞代谢通路进行调整和优化，以提高产物的稳定性和纯度，制造出高质量的生物制品。
在生产效率方面，细胞工程技术可以增加细胞产物的产量，从而优化生产流程。
3. 开发细胞工程技术扩大生产规模4. 发展趋势未来，细胞工程技术将进一步发展和完善。
一方面，随着细胞工程技术的不断创新，生产效率、产物质量和纯度等方面都将得到进一步提高。
第三章动物细胞工程制药
•2 细胞工程的研究范畴
•动物细胞与组织培养 •植物细胞与组织培养 •细胞融合 •细胞核移植 •染色体工程 •胚胎工程 •干细胞与组织工程 •转基因生物与生物反应器
•4
名词解释 细胞工程
思考题
填空
——是一切动、植物生命体的基本组成单位 。
•5
第二节 动物细胞的形态和生理特
征
一、动物细胞的形态
•22
一、动物细胞的培养条件
1.器材的清洗和消毒
（1）器材的清洗（了解）
玻璃器皿的清洗
浸泡
刷洗
浸酸
冲洗
•23
•常用培养器皿及清洗 • 橡胶制品清洗 • 新的橡胶制品洗涤方法：0.5mol/L NaOH 煮沸 15 分钟，流 水冲洗，0.5mol/L HCl 煮沸 15 分钟，流水冲洗，自来水煮沸 2 次，蒸馏水煮沸 20 分钟，50℃ 烤干备用。 •塑料制品的清洗 •塑料制品特点：质软、易出现划痕；耐腐蚀能力强、但不耐热。 清洗程序：使用器皿后立即用清水清洗，浸于自来水中过夜，用
优点：操作简单，无化学毒性，融合同步，融合率 高，可在显微镜下观察全过程。
决定因素：电场强度、脉冲宽度、温度、缓冲液的 性质（PH、I和渗透压）
5.重组工程细胞系 可采用基因工程的手段构建各种工程细胞。
•17
四、细胞库的建立
生产用的工程细胞必须建立两个细胞库： ⒈原始细胞库（master cell bank,MCB) ⒉生产用细胞库(manufacturer working cell bank,MWCB)
特点：①细胞分裂不受细胞密度影响，无接触抑
制现象，性状不规则
②具有无限生命力，倍增时间短
③对培养条件、生长因子要求低
生物制药中的细胞工程技术
生物制药中的细胞工程技术在当今的医学领域，生物制药正以惊人的速度发展，为人类健康带来了前所未有的希望。
而在生物制药的众多关键技术中，细胞工程技术无疑占据着重要的地位。
细胞工程技术，简单来说，就是应用细胞生物学和分子生物学的方法，在细胞水平上进行的操作技术。
它包括细胞培养、细胞融合、细胞核移植、染色体工程等多个方面，这些技术的发展和应用为生物制药产业注入了强大的动力。
细胞培养是细胞工程技术的基础。
通过为细胞提供适宜的生长环境，包括营养物质、生长因子、合适的酸碱度和温度等，使细胞能够在体外大量增殖。
这一技术不仅可以用于生产疫苗、抗体等生物制品，还为研究细胞的生理、生化特性以及药物筛选提供了重要的手段。
以疫苗生产为例，通过培养特定的细胞株，如鸡胚细胞、哺乳动物细胞等，再将病毒接种到这些细胞中进行培养和繁殖，最后经过一系列的处理和纯化步骤，就可以获得安全有效的疫苗。
细胞融合技术则为生物制药带来了新的突破。
它可以将不同来源的细胞融合在一起，形成具有新特性的杂种细胞。
例如，将能够产生抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，得到的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能分泌特异性抗体。
这种杂交瘤技术大大提高了抗体的生产效率和质量，为疾病的诊断和治疗提供了有力的工具。
在肿瘤治疗中，利用细胞融合技术制备的嵌合抗原受体T细胞（CART）疗法就是一个典型的例子。
通过将患者自身的T细胞与特定的嵌合抗原受体融合，使其能够特异性识别和攻击肿瘤细胞，为癌症治疗带来了新的希望。
细胞核移植技术也是细胞工程中的一项重要手段。
最著名的例子就是克隆羊“多利”的诞生。
在生物制药领域，细胞核移植技术可以用于保存和复制优良的细胞株，或者对细胞进行基因修饰和改造。
通过将携带特定基因的细胞核移植到去核的卵细胞中，可以获得具有特定功能的细胞，用于生产高附加值的生物制品。
染色体工程则侧重于对染色体进行操作和改造。
通过染色体的添加、缺失、易位等手段，可以改变细胞的遗传特性，从而获得具有特定性状的细胞株。
第六章 细胞工程制药
杂种植株的再生与鉴定
物理法：离心、振动、 物理法：离心、振动、电刺激等 化学法： 化学法：聚乙二醇等试剂
动物细胞工程
动物细胞培养 动物细胞融合 动物细胞工程 常用的技术手段 单克隆抗体 胚胎移植 核移植
其中，动物细胞培养技术 是其他动物细胞工程技术 的基础。
动物细胞培养
培养液的成分： 培养液的成分：葡萄糖、氨基 酸、无机盐、维生素 和动物血清等 原代培养： 原代培养：单个细胞传至十代 左右 传代培养：经原代培养的细胞 传代培养： 传40到50代。 40到50代。 细胞株：10到40、50代的细胞， 细胞株：10到40、50代的细胞， 遗传物质没发生改变。 细胞系：超过50代的细胞，遗 细胞系：超过50代的细胞，遗 传物质发生改变，可 无限增殖。
植物组织培养
离体的植物器官、 离体的植物器官、组织或细胞
脱分化（又叫（排列疏松而无规则，高度液泡 化的呈无定形状态的薄壁细胞） 化的呈无定形状态的薄壁细胞）
再分化
根或芽等器官 植物体
植物组织培养的条件： 植物组织培养的条件： 适宜的养料和激素， 适宜的养料和激素，适宜的 温度和无菌条件
动物细胞融合
物理法 方法 化学法 生物法 仙 台 病 毒
紫外线
丧失感染活性 不感染细胞） （不感染细胞） 保留融合活性 诱导细胞融合） （诱导细胞融合）
单克隆抗体的制备
抗原注入小鼠体内
分离
B淋巴细胞 淋巴细胞
细胞融合
骨髓瘤细胞
杂交瘤细胞
能产生抗体
注入小鼠
细胞培养
能无限增殖
选择培养细胞
培养基
既能产生抗体又 体内培养 能无限增殖 从腹水提取
第六章 细胞工程 制药简介
细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和
细胞工程制药PPT课件
转化细胞系
转化细胞系：正常细胞经过某个转化过程，失去正常细胞的特点而获 得无限增殖能力的细胞系。
特征：原代细胞相比，其形态、染色体结构、倍增时间、营养要求、 生理生化特性、病毒敏感性、抗原性、上均发生了变化，并且具有致 癌性。
来源： 自然转化；人为转化；肿瘤组织
目前已经获得的确立细胞系有：
动物培养细胞的优点
（1） 细胞经培养后形成的细胞系和细胞株，特征均一。 （2） 理化环境可控制，培养物可直接被观测。 （3） 提供大量均一的细胞供制备用。 （4） 便于进行人工筛选。 （5） 结合显微电影技术，可观察细胞代谢活动和反应。
应用： （1）生产有重要价值的蛋白质产品
（2）培养皮肤细胞用于移植
易发生支原体污染
天然培养基的类型： [A]乳蛋白水解物培养基 [B]酪蛋白水解物培养基 [C]血清及胚胎浸出液培养基
合成培养基
合成培养基--是根据细胞生存所需物质的种类和数量，用人工方法模拟合成的。如TC199、MEM、 RPMI-1640、 DMEM等。
优点--标准化生产，组分和含量相对固定，成本低。 缺点--缺少某些成分，不能完全满足体外细胞生长需要。目前常用基本合成培养基＋血清来培养细
细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞 生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的 改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这 种传代细胞为细胞系。
细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传 物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制， 容易传代培养。
动物细胞培养技术流程
动
单
细
物 剪碎 个 加培养液 胞
组 织
动物细胞单层培养法
动物组织块经过胰蛋白酶消化分散成单细胞或 者细胞团块之后，粘附于培养基中，培养成新 生细胞单层的方法称为动物细胞单层培养法。
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次氯酸钙 9-10
易
5-30
很好5-30Fra bibliotek很好漂白粉 饱和溶液
易
5-30
很好
升汞
0.1-1
较难
2-10
最好
酒精
70-75
易
0.2-2
好
过氧化氢 10-12
最易
5-15
好
溴水
1-2
易
2-10
很好
硝酸银
1
较难
5-30
好
抗菌素 4-50 mg/L 中
30-60
较好
(二) 灭菌、消毒技术
物理方法：高压蒸汽灭菌、紫外照射 化学方法：消毒剂、抗菌素灭菌
动物克隆技术的建立
1891Heape等人首次报道了家兔胚胎移植成功，他们把安哥拉 家兔胚胎移植给比利时兔，得到了4只安哥拉家兔。 20世纪30年代以后在羊、猪、牛等动物的胚胎移植上获得成 功。经过几十年的不断完善和充实，已成为一项比较成熟的 繁殖生物学技术。 1962年首例报道克隆动物成功，英国学者Grudon把非洲爪蟾 小肠上皮细胞的核注入同种或异种非洲爪蟾未受精卵(经紫外 线照射杀死卵细胞核)中，约有1%的重组卵发育成为成熟蛙。 这一成功开创了由体细胞培育动物个体的新型实验途径。 其贡献在于：证明了动物细胞具有全能性；初步建立了 体细胞核移植实验体系，卵细胞质对体细胞核的发育功 能起着关键性的调节作用，其作用因子可能是细胞质中 的mRNA与有关的蛋白质。
细胞工程制药专题二
第一节 细胞工程实验室技术
2、辅助实验室
细胞学实验室对培养材料进行细胞学鉴定和研究。 要求清洁、明亮、干燥，使各种光学仪器不受潮湿 和灰尘污染。 摄影室及暗室进行培养材料的摄影记录和暗室显影， 有条件可建立。 生化分析室以培养细胞产物为主要目的的实验室中， 应建立相应的分析化验实验室，以便对培养物的有 效成分随时进行取样检查。
Medicinal
Research Reviews
第三节 动物细胞工程制药
9
一、动物物细胞工程的发展
1907年R. Harrison将蛙胚神经管区一片组织移植到蛙淋巴液 凝块中，存活若干星期，长出了轴突(神经纤维)，表明利用体 外存活组织实验研究的可能性。 1911年Carrel把无菌技术引到了组织培养技术中，在不含抗菌 素的条件下，鸡胚心脏细胞维持生存了34年，继代3400次， 证明动物细胞可能在体外无限生长。 1914年Thomson创立了体外组织培养途径－器官培养法，以 后又被Strangeways和Fell所发展。 1940年Earle建立了无限传代的C3H小鼠结缔组织细胞系－L 系。 1951年Gay建立了第一个人体细胞系－人体宫颈癌Hela细胞系 ➢ 动物组织细胞培养技术的建立和细胞融合技术促进了 动物细胞工程的蓬勃发展。
第二节 植物细胞工程制药
2
一、发展历史
细胞学和细胞全能性学说为组织培养技术的产生 奠定了理论基础。 ➢ Schleiden和Schwann分别于1838年和1839年提出细胞 学说(cell theory)：细胞是有机体，亦是生物体的基本 结构单位，由它构成整个生物个体。 ➢ 是1902年德国著名植物学家G. Haberlandt在细胞学 说的基础上提出细胞全能性学说。所谓植物细胞全能 性(totipotency)是指每一个活细胞都具有产生一个完整 个体的全套基因，在适宜的条件下，细胞具有发育成 完整植株的潜在能力。
4
✓ 激素在细胞生长发育中具有重要的调控作用
✓ 离体培养器官分化，大都是通过外源激素而 实现的 ✓ 生长素与细胞分裂素在离体器官分化调控中 占有主导地位
三、植物细胞工程应用
(一) 药用植物育种方面的应用 获得特殊种质材料，缩短育种 周期； 快速获得特殊倍性材料； 克服远缘杂交不亲和、杂种胚 早期夭折； 导入外源基因； 种质资源保存种苗脱病毒与快 速繁殖。
紫草宁产生于亚洲的多 年 生 植 物 紫 草 (Arnebia euchroma)的根部。但紫草资 源严重不足，在日本，紫草 已濒临灭绝，在我国紫草列 入了二级保护植物。
野生新疆雪莲治疗妇科疾病、风湿性关节炎等有显 著疗效；可防紫外辐射、延缓衰老、抑制癌细胞增长等。
对雪莲愈伤组织反应器悬浮培养生产次级代谢产物进行研究
产品成分 用途
年销售额(亿美元)
长春花碱 治疗白血病 18～20 (美国)
阿吗灵 循环系统障碍 5～25 (全世界)
奎宁
治疗疟疾
5～10 (美国)
致热素 杀虫剂
20 (全世界)
毛地黄 心脏病
20～55 (美国)
2、植物次生代谢产物在医药、食品、轻工业等领 域具有重要意义 • 优良的食品添加剂和名贵化妆品原料； • 生物毒素的主要来源，用于杀虫、杀菌，而对环 境和人畜无害，是理想的环保产品。 3、规模化细胞培养是生产植物次生产物的理想途 径
(三) 培养系统
1、悬浮培养系统 2、机械搅拌式培养系统 在微生物发酵罐的基础上改进设计：搅拌装置改叶轮式为 螺旋式减少剪切；植物细胞生长周期长，设计加液装置； 设有通气装置满足植物细胞生理活动需要的新鲜空气和排 出细胞代谢产生的有害气体；设计有取样口便于取样。 3、气压搅拌式培养系统 降低机械搅拌式剪切，减少转动轴对培养物的污染，缺点 是搅拌不均匀。 4、旋转式培养系统 用于产品中试或必需裂解细胞获得目的产物的培养。优点 是控制精确，处理灵活，缺点是培养体积较小。
紫草的人工栽培成活率低，而且直接提取紫草宁 的无法满足市场需求。
化学合成紫草宁的工艺非常复杂，且最终产率只 有0.7%，生产成本昂贵。
紫草宁在国际市场上售价高达7000美元/kg
植物体和细胞培养紫草宁含量(%干重)比较
生产方式 生产周期 含量
完整植株 2～3年 1～2
植物细胞培养 3周
14
7
长春花细胞培养生产生物碱，青蒿细胞生产青蒿 素，喜树细胞生产喜树碱，苦瓜细胞培养生产胰岛素， 三七细胞培养生产皂甙和丹参细胞培养生产丹参酮等。
3
(二) 植物细胞或组织培养条件
光照：光照强度、光质、光照时间 湿度：培养容器内湿度(几乎100%)，环境湿度(70～80%) pH值：通常pH值范围是5.5～6.5，pH4.0以下或7.0以上 培养物不能正常生长 温度 渗透压 通气条件
有机化合物
糖类：C源、维持培养基的渗透压，植物组培常用蔗糖 维生素： 肌醇：促进糖类的相互转化和维生素、激素的利用，使 培养物快速生长，对胚状体和芽的形成有良好的影响 腺嘌呤：是合成细胞分裂素的前体之一，外源添加腺嘌 呤有利于细胞协调自身合成细胞分裂素 氨基酸：常用水解酪蛋白、水解乳蛋白等多种氨基酸的 混合物
(二) 基本设备配置
冰箱3、液氮罐、天平、酸度计、纯水器、电炉、培养 基分装器、搅拌器、振荡器、离心机 灭菌设备(蒸汽压力灭菌锅、干热消毒柜、过滤灭菌装 置、喷雾消毒器、紫外灯) 无菌操作设备(净化工作台、接种箱) 光温控制设备(时间程序控制器、空调及温度感应器) 细胞培养设备(培养架、培养箱、摇床、生物反应器等) 细胞学鉴定设备(光学研究显微镜、实体显微镜、倒置 显微镜) 有条件可配制摄影设备、生化分析设备等。
8
(四) 影响植物细胞培养及次生产物合成的因素
1、植物细胞生长与产物合成的关系 生长偶联型：产物合成与细胞生长成正比 中间型：产物仅在细胞生长下降时合成 非生长偶联型：产物合成在细胞生长停止以后
2、影响因素 内因：细胞的遗传特性、母细胞外植体的生理状态 外因：温度、pH、营养状况、通气状况 生长调节因子：激素、前体物质
Ketchum从6种紫杉醇属植物中进行愈伤组织的 诱导，获得了产生紫杉醇的高产细胞株，在悬浮培养 下，细胞内的紫杉醇含量超过了20mg/L。
清华大学化工系生物化工研究所通过固液两步培 养法可以在4周内获得20g/L干物质，利用代谢调控技 术在2~3天内将紫杉醇的含量提高到0.063%左右。
紫草宁可用作创伤、烧 伤以及痔疮的治疗药物，同 时又因为其漂亮的紫红色而 作为高级色素使用。
一、实验室设置
细胞工程实验室它必须满足三个基本的需要，即： 实验准备；无菌操作；控制培养 (一) 实验室组成：基本实验室、辅助实验室 1、基本实验室 准备室完成培养基配制、洗涤与灭菌等，要求宽敞明 亮，通风条件好。 接种室进行无菌操作，要求封闭性好、干燥清洁、能 较长时间保持无菌。房间不宜过大，接种室除了出入 口和通气口外，应行密闭。 培养室是对离体材料进行控制培养。首要要求是要能 控制光照和温度，其次为防止微生物感染，培养室应 保持干燥和清洁。
二、植物细胞培养技术建立阶段
植物组织培养建立了两个与培养技术有关的 重要模式：培养基模式和激素调控模式。
(一) 植物组织或细胞培养方式
1、外植体培养：诱发产生愈伤组织。用于研究植物的生长 发育、分化和变异；进行无性繁殖；制取代谢产物。 2、悬浮细胞培养：产业化大规模细胞培养，制取植物代谢 产物。 3、原生质体培养：培养脱壁后的细胞：①比较容易摄取外 来的遗传物质；②便于进行细胞融合，形成杂交细胞；③ 适宜条件下可产生细胞壁，经诱导分化成完整植株。 4、单倍体培养：通过花药或花粉培养可获得单倍体植株。
紫杉醇存在于红豆 杉 属 植 物 的树 皮 、 叶 及 茎 中 ， 其 中树 皮 中 的 含 量最高，大约从12000株 成 年 紫 杉 树中 才 能 提 取 1Kg的紫杉醇，而且紫杉 的 生 长 周 期很 长 ， 在 世 界 分 布 很 少。 紫 杉 醇 国 际市场价格450美元/g
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日本有关组织从红豆杉中诱导产生愈伤组织，紫 杉醇的含量达到了0.05%，比树皮中紫杉醇的含量高 达10倍。
(三) 离体培养的营养需求
植物离体培养基至少包括无机盐、有机化合物、 生长调节剂，根据不同需要附加其它成分。
无机盐类
• 参与机体的建造 • 构成特殊的生理活性物质，如植物激素、酶以及酶 的活化剂 • 维持离子浓度平衡、胶体稳定、电荷平衡等 • 在发育过程中，影响组织器官的建成