06细胞工程制药
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06 细胞工程制药
S1 动物细胞制药概述 S2 动物细胞的培养技术 S3 动物细胞制药的前景 S4 植物细胞制药
S1 动物细胞制药概述
细胞与细胞工程 动物细胞工程应用于制药
细胞与细胞工程
1665年，Hooke发现死细胞的细胞壁
1674年，Leeuwenhoek首次观察到活
细胞
1838 & 1839年，
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
贴附在支持物表面生长，需贴附因子 1、成纤维样细胞型（fibroblast-like cell type）
——来源于中胚层组织的细胞
如：成纤维细胞 心肌细胞 平滑肌细胞 成骨细胞
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
1、成纤维样细胞型
如：皮肤细胞 肠管上皮细胞 肺泡上皮细胞
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
2、上皮样细胞型
呈扁平的不规则多角形 中央也有圆形核 生长时彼此紧密连接成
单细胞层
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
贴附在支持物表面生长，需贴附因子
1、成纤维样细胞型（FLC type） 2、上皮样细胞型（ELC type）
>100L：生产和提供产品
这种划分不是绝对的，还需根据细胞 的产量和临床用药剂量的大小而定。
悬浮培养
贴壁培养
贴壁培养 贴壁-悬浮培养
▪ 适用：所有贴壁细胞和兼性贴壁细胞
▪ 优缺点恰好与悬浮培养相反
细胞密度高；操作复杂
贴壁培养与悬浮培养的一个重要不同：传 代或扩大培养时，常需要用酶使细胞间质 和一些贴附因子水解，使细胞从基质分离 成单细胞。
不足：细胞密度较低
悬浮培养
悬浮培养
贴壁培养 贴壁-悬浮培养
设备：通气搅拌罐式生物反应器
类似于细菌发酵罐，但由于动物细 胞的特性，具体要求又有所不同：
1）低速搅拌：20-100rpm
2）高径比小：1-1.5 ：1
（微生物：2-3：1）
3）无气泡通气系统
悬浮培养
悬浮培养
贴壁培养 贴壁-悬浮培养
设备：气升式生物器（Airlift Bioreactor）
最适为7.2-7.4； 使用缓冲体系
动物细胞的培养条件
4、渗透压
最适290-300mOsm/kg；NaCl调节；平衡盐
5、温度
最适370.5oC
6、空气
足够的氧气； 常采用不同比例的O2、N2、CO2和空气
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞培养基
天然培养基 合成培养基 无血清培养基
天然培养基
早期阶段：多采用天然培养基 常用：血浆凝块、血清、淋巴液、胚胎
浸液、羊水、腹水等 缺点： 1、培养基成分复杂，组分不稳定， 2、来源有限 ——因此不适合大量培养和生产的需要
合成培养基
1950年，Morgan等首先采用成分明确的化学 试剂配制培养基，开创了合成培养基的研究使 用阶段
细胞与细胞工程
直接对细胞进行操作：
1、细胞水平：细胞融合、胚胎移植、
单克隆抗体技术、细胞大规模培养技术 人工受精、试管婴儿技术
2、亚细胞水平：核移植、细胞器转移 3、染色体水平：染色体转移、改造 4、基因水平：基因转移、改造
动物细胞工程应用于制药
1949年，Enders的一篇报告，为以后采用细胞培养技术生产 疫苗奠定了基础
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞大规模培养的方法
悬浮培养 贴壁培养 贴壁-悬浮培养
悬浮培养
悬浮培养 贴壁培养 贴壁-悬浮培养
适用：所有非贴壁依赖性细胞和兼性贴壁 细胞
优点：操作简便，培养条件比较均一，传 质和传氧较好，容易扩大培养规模，在培 养设备的设计和实际操作中可借鉴许多有 关细菌发酵的经验
动物细胞工程应用于制药
另一个方向：转基因动物制药 （天然的生物反应器） 07转基因动植物制药
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞的形态
动物细胞的形态
按照生长时的贴壁性，细胞可分为：
殖的能力，适合于工业化生产
动物细胞的生理特点
4、对周围环境十分敏感
对各种物理化学因素（如渗透压、PH、 离子浓度、剪切力、微量元素等）的变 化耐受力很弱
原因：没有细胞壁，影响脂质和蛋白 质分子的因素都会影响细胞膜，并影响 动物细胞的存活
动物细胞的生理特点
5、对培养基的要求高
需要葡萄糖作为碳源、12种必需氨基酸、 8种以上维生素、多种无机盐和微量元素 需要多种细胞生长因子和贴壁因子等才能 生长，且随细胞种类的不同而不同
动物细胞工程应用于制药
目前，动物细胞已用于生产疫苗、干扰素、 白细胞介素、EPO等各种基因工程药物
美国FDA在2000年后批准的创新生物技术药物，用 大肠杆菌表达的产品只有4种，用酵母表达的只有2种， 而通过动物细胞培养生产的产品则有22种。
哺乳动物细胞已成为生物技术药物最重要的表达或生 产系统，这种局面仍将持续并且其所占比例有逐年扩 大趋势。
无血清培养基
无血清培养基的优点：
1、提高了细胞培养的可重复性，避免了由于血 清批次间差异的影响
2、减少了由血清带来的病毒、真菌和支原体等 微生物污染
3、避免了血清中某些因素对有些细胞的毒性 4、减少了血清中蛋白对某些生物测定的干扰，
便于实验结果的分析 5、供应充足、稳定，产品易于纯化
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的生理特点
6、蛋白质的合成途径和修饰功能与细菌不同
游离核糖体——胞内蛋白 粗糙内质网核糖体——胞外或膜蛋白，
且多经糖基化
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
生产用动物细胞的获得
原代细胞 二倍体细胞系 转化细胞系
优点：成分明确，组分稳定，可大量生产供应 组成：糖类、氨基酸、维生素、无机盐、核酸
前体等 尚需添加成分：动物血清（如5-10%的小牛血
清）
合成培养基
可能的机制：
1、提供有利于细胞生长所需的各种生长因子和激素 2、提供有利于细胞贴壁所需的贴附因子和延伸因子 3、提供可识别金属、激素、维生素和脂类的结合蛋白 4、提供细胞生长所必需的脂肪酸和微量元素 5、提供良好的缓冲体系
原代细胞
直接取自动物组织、器官——制成细胞悬液 不能完全形成单细胞，且某一组织常由多种
细胞组成 生产中需要大量的动物，费钱，费劳力 常用：鸡胚细胞、兔肾或鼠肾细胞、血液淋
巴细胞
二倍体细胞系
从原代细胞纯化出一定的细胞株 具有明显的贴壁依赖和接触抑制的特性 有限的增殖能力，50代 无致瘤性 一般均从动物的胚胎组织中获得，如：
Schleiden &
Schwann独立提出
了“细胞学说”
——细胞工程的理 论基础
细胞与细胞工程
细胞工程：是以细胞为单位，应用细胞生物学、 分子生物学等理论和技术，有目的地进行设计和 操作，使细胞获得新的遗传特性，并在离体条件 下进行大量培养和增殖，生产所需产品。
动物细胞工程：就是指按照人们预定的设计，根 据细胞生物学及工程学原理定向改造动物细胞的 遗传性，并用于生产相关产品。
兼性贴壁细胞
CHO-K1
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
原代细胞 二倍体细胞系 转化细胞系
通过某个转化过程形成异倍体 转化：自发（多见于啮齿动物）、 人工诱发（病毒或化学试剂）、利 用肿瘤组织 特点：具有无限增殖的能力，倍增 时间较短，对培养条件和生长因子 等要求较低，更适合大规模工业化 生产的需要
WI-38、MRC-5、2BS
MRC-5
转化细胞系
通过某个转化过程形成异倍体 转化：自发（多见于啮齿动物）、人工诱
发（病毒或化学试剂）、利用肿瘤组织 特点：具有无限增殖的能力，倍增时间较
短，对培养条件和生长因子等要求较低， 更适合大规模工业化生产的需要 常见：Namalwa、CHO-K1、BHK-21、 Vero
呈梭形或不规则的三角形
中央有圆形核
胞质向外伸出2-3个突起
——细胞群常借助这些突 起连接成网，生长时呈放 射状、漩涡状或火焰状
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
贴附在支持物表面生长，需贴附因子 2、上皮样细胞型（epithelium-like cell type）
——来源于外胚层和内胚层组织的细胞
几个概念 原代培养：直接从组织中分散的细胞进行培养 次代培养：将原代培养物转移到新鲜培养基上培养
动物细胞的生理特点
3、正常二倍体细胞的生长寿命有限
细胞系：由原代培养产生的、或转化产生的细胞群 有限细胞系： 由原代培养产生，只能进行有限的传代， 决定于细胞来源的种族和年龄
无限细胞系： 细胞经转化后变成异倍体，具有无限增
CHO-K1
BHK-21
uninfected
infected
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞的培养条件
1、器材的清洗和消毒
去除有害因子，防污染
2、保证良好的水质
经特殊处理
3、PH值
——细胞形态不是绝对的，随培养条件变 化
悬浮细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
生长不依赖支持物表面，可在培养液中悬 浮生长，细胞呈圆形
例如：血液内的淋巴细胞、用于生产干扰 素的Namalwa细胞等
兼性贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
不严格依赖支持物， 贴附生长时：呈上皮或成纤维细胞的形状 悬浮生长时：呈圆形 例如：中国仓鼠卵巢细胞（CHO） （chinese hamster ovary）
悬浮培养
Βιβλιοθήκη Baidu
贴壁培养
贴壁培养 贴壁-悬浮培养
设备：转瓶（roller bottle）
早期大量培养原代鸡胚或肾细胞生产疫苗，
后来引入了计算机自动控制。
贴壁培养
设备：转瓶（roller bottle）
悬浮培养 贴壁培养 贴壁-悬浮培养
贴壁培养
设备：固定床式生物反应器
（fixed bed bioreactor）
动物细胞的生理特点
2、一般需贴附于基质，并有接触抑制现象
贴附生长：电荷作用、钙镁离子、贴附因 子（如胶原、纤维结合蛋白）
接触抑制：在基质上分裂增殖，每个细胞 都与其周围的细胞相互接触时，细胞就停 止增殖；但是当细胞转化为异倍体后，接 触抑制现象消失
动物细胞的生理特点
3、正常二倍体细胞的生长寿命有限
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞的生理特点
1、分裂周期长：12-48h
G1期（DNA合成前期）：45h S期（DNA合成期）：6-8h G2期（DNA合成后期）：25h M期（细胞分裂期）：仅0.51h
随着基因工程的发展，人们认识到许多基因工程产物翻译后 的修饰、正确的切割、折叠的必要性，——动物细胞成为一 种重要的宿主细胞
动物细胞工程应用于制药
目前，动物细胞已用于生产疫苗、干扰素、 白细胞介素、EPO等各种基因工程药物
大肠杆菌：表达的基因重组生物技术药物有18种， 都是结构相对简单、分子量较小的蛋白质，主要为细 胞因子类药物。 酵母：表达的基因重组生物技术药物有8种，表达的 蛋白可以正确折叠，分子量较大、结构较复杂。 哺乳动物细胞：表达或生产的生物技术药物有53种， 都是分子量大、二硫键多、空间结构复杂的糖蛋白。
悬浮培养
设备：搅拌瓶（spinner flask） 简易的实验室规模，最大10L
悬浮培养 贴壁培养 贴壁-悬浮培养
小常识：培养规模的划分
实验室规模（lab scale）
<20L：培养工艺的研究
中试规模（pilot scale）
20-100L：进一步优化工艺，纯化、临床前研究
生产规模（industrial scale）
无血清培养基
无血清培养基：在合成培养基（未添加 动物血清）内加入不同种类的添加剂：
1、激素和生长因子：如胰岛素——促进 糖原和脂肪酸合成，并刺激细胞生长
2、结合蛋白：如铁传递蛋白和白蛋白；为 了便于纯化，可改用硫酸亚铁、柠檬酸 铁、葡萄糖酸铁
3、贴附因子和延伸因子 4、其他有利于细胞生长的因子和元素
S1 动物细胞制药概述 S2 动物细胞的培养技术 S3 动物细胞制药的前景 S4 植物细胞制药
S1 动物细胞制药概述
细胞与细胞工程 动物细胞工程应用于制药
细胞与细胞工程
1665年，Hooke发现死细胞的细胞壁
1674年，Leeuwenhoek首次观察到活
细胞
1838 & 1839年，
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
贴附在支持物表面生长，需贴附因子 1、成纤维样细胞型（fibroblast-like cell type）
——来源于中胚层组织的细胞
如：成纤维细胞 心肌细胞 平滑肌细胞 成骨细胞
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
1、成纤维样细胞型
如：皮肤细胞 肠管上皮细胞 肺泡上皮细胞
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
2、上皮样细胞型
呈扁平的不规则多角形 中央也有圆形核 生长时彼此紧密连接成
单细胞层
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
贴附在支持物表面生长，需贴附因子
1、成纤维样细胞型（FLC type） 2、上皮样细胞型（ELC type）
>100L：生产和提供产品
这种划分不是绝对的，还需根据细胞 的产量和临床用药剂量的大小而定。
悬浮培养
贴壁培养
贴壁培养 贴壁-悬浮培养
▪ 适用：所有贴壁细胞和兼性贴壁细胞
▪ 优缺点恰好与悬浮培养相反
细胞密度高；操作复杂
贴壁培养与悬浮培养的一个重要不同：传 代或扩大培养时，常需要用酶使细胞间质 和一些贴附因子水解，使细胞从基质分离 成单细胞。
不足：细胞密度较低
悬浮培养
悬浮培养
贴壁培养 贴壁-悬浮培养
设备：通气搅拌罐式生物反应器
类似于细菌发酵罐，但由于动物细 胞的特性，具体要求又有所不同：
1）低速搅拌：20-100rpm
2）高径比小：1-1.5 ：1
（微生物：2-3：1）
3）无气泡通气系统
悬浮培养
悬浮培养
贴壁培养 贴壁-悬浮培养
设备：气升式生物器（Airlift Bioreactor）
最适为7.2-7.4； 使用缓冲体系
动物细胞的培养条件
4、渗透压
最适290-300mOsm/kg；NaCl调节；平衡盐
5、温度
最适370.5oC
6、空气
足够的氧气； 常采用不同比例的O2、N2、CO2和空气
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞培养基
天然培养基 合成培养基 无血清培养基
天然培养基
早期阶段：多采用天然培养基 常用：血浆凝块、血清、淋巴液、胚胎
浸液、羊水、腹水等 缺点： 1、培养基成分复杂，组分不稳定， 2、来源有限 ——因此不适合大量培养和生产的需要
合成培养基
1950年，Morgan等首先采用成分明确的化学 试剂配制培养基，开创了合成培养基的研究使 用阶段
细胞与细胞工程
直接对细胞进行操作：
1、细胞水平：细胞融合、胚胎移植、
单克隆抗体技术、细胞大规模培养技术 人工受精、试管婴儿技术
2、亚细胞水平：核移植、细胞器转移 3、染色体水平：染色体转移、改造 4、基因水平：基因转移、改造
动物细胞工程应用于制药
1949年，Enders的一篇报告，为以后采用细胞培养技术生产 疫苗奠定了基础
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞大规模培养的方法
悬浮培养 贴壁培养 贴壁-悬浮培养
悬浮培养
悬浮培养 贴壁培养 贴壁-悬浮培养
适用：所有非贴壁依赖性细胞和兼性贴壁 细胞
优点：操作简便，培养条件比较均一，传 质和传氧较好，容易扩大培养规模，在培 养设备的设计和实际操作中可借鉴许多有 关细菌发酵的经验
动物细胞工程应用于制药
另一个方向：转基因动物制药 （天然的生物反应器） 07转基因动植物制药
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞的形态
动物细胞的形态
按照生长时的贴壁性，细胞可分为：
殖的能力，适合于工业化生产
动物细胞的生理特点
4、对周围环境十分敏感
对各种物理化学因素（如渗透压、PH、 离子浓度、剪切力、微量元素等）的变 化耐受力很弱
原因：没有细胞壁，影响脂质和蛋白 质分子的因素都会影响细胞膜，并影响 动物细胞的存活
动物细胞的生理特点
5、对培养基的要求高
需要葡萄糖作为碳源、12种必需氨基酸、 8种以上维生素、多种无机盐和微量元素 需要多种细胞生长因子和贴壁因子等才能 生长，且随细胞种类的不同而不同
动物细胞工程应用于制药
目前，动物细胞已用于生产疫苗、干扰素、 白细胞介素、EPO等各种基因工程药物
美国FDA在2000年后批准的创新生物技术药物，用 大肠杆菌表达的产品只有4种，用酵母表达的只有2种， 而通过动物细胞培养生产的产品则有22种。
哺乳动物细胞已成为生物技术药物最重要的表达或生 产系统，这种局面仍将持续并且其所占比例有逐年扩 大趋势。
无血清培养基
无血清培养基的优点：
1、提高了细胞培养的可重复性，避免了由于血 清批次间差异的影响
2、减少了由血清带来的病毒、真菌和支原体等 微生物污染
3、避免了血清中某些因素对有些细胞的毒性 4、减少了血清中蛋白对某些生物测定的干扰，
便于实验结果的分析 5、供应充足、稳定，产品易于纯化
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的生理特点
6、蛋白质的合成途径和修饰功能与细菌不同
游离核糖体——胞内蛋白 粗糙内质网核糖体——胞外或膜蛋白，
且多经糖基化
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
生产用动物细胞的获得
原代细胞 二倍体细胞系 转化细胞系
优点：成分明确，组分稳定，可大量生产供应 组成：糖类、氨基酸、维生素、无机盐、核酸
前体等 尚需添加成分：动物血清（如5-10%的小牛血
清）
合成培养基
可能的机制：
1、提供有利于细胞生长所需的各种生长因子和激素 2、提供有利于细胞贴壁所需的贴附因子和延伸因子 3、提供可识别金属、激素、维生素和脂类的结合蛋白 4、提供细胞生长所必需的脂肪酸和微量元素 5、提供良好的缓冲体系
原代细胞
直接取自动物组织、器官——制成细胞悬液 不能完全形成单细胞，且某一组织常由多种
细胞组成 生产中需要大量的动物，费钱，费劳力 常用：鸡胚细胞、兔肾或鼠肾细胞、血液淋
巴细胞
二倍体细胞系
从原代细胞纯化出一定的细胞株 具有明显的贴壁依赖和接触抑制的特性 有限的增殖能力，50代 无致瘤性 一般均从动物的胚胎组织中获得，如：
Schleiden &
Schwann独立提出
了“细胞学说”
——细胞工程的理 论基础
细胞与细胞工程
细胞工程：是以细胞为单位，应用细胞生物学、 分子生物学等理论和技术，有目的地进行设计和 操作，使细胞获得新的遗传特性，并在离体条件 下进行大量培养和增殖，生产所需产品。
动物细胞工程：就是指按照人们预定的设计，根 据细胞生物学及工程学原理定向改造动物细胞的 遗传性，并用于生产相关产品。
兼性贴壁细胞
CHO-K1
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
原代细胞 二倍体细胞系 转化细胞系
通过某个转化过程形成异倍体 转化：自发（多见于啮齿动物）、 人工诱发（病毒或化学试剂）、利 用肿瘤组织 特点：具有无限增殖的能力，倍增 时间较短，对培养条件和生长因子 等要求较低，更适合大规模工业化 生产的需要
WI-38、MRC-5、2BS
MRC-5
转化细胞系
通过某个转化过程形成异倍体 转化：自发（多见于啮齿动物）、人工诱
发（病毒或化学试剂）、利用肿瘤组织 特点：具有无限增殖的能力，倍增时间较
短，对培养条件和生长因子等要求较低， 更适合大规模工业化生产的需要 常见：Namalwa、CHO-K1、BHK-21、 Vero
呈梭形或不规则的三角形
中央有圆形核
胞质向外伸出2-3个突起
——细胞群常借助这些突 起连接成网，生长时呈放 射状、漩涡状或火焰状
贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
贴附在支持物表面生长，需贴附因子 2、上皮样细胞型（epithelium-like cell type）
——来源于外胚层和内胚层组织的细胞
几个概念 原代培养：直接从组织中分散的细胞进行培养 次代培养：将原代培养物转移到新鲜培养基上培养
动物细胞的生理特点
3、正常二倍体细胞的生长寿命有限
细胞系：由原代培养产生的、或转化产生的细胞群 有限细胞系： 由原代培养产生，只能进行有限的传代， 决定于细胞来源的种族和年龄
无限细胞系： 细胞经转化后变成异倍体，具有无限增
CHO-K1
BHK-21
uninfected
infected
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞的培养条件
1、器材的清洗和消毒
去除有害因子，防污染
2、保证良好的水质
经特殊处理
3、PH值
——细胞形态不是绝对的，随培养条件变 化
悬浮细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
生长不依赖支持物表面，可在培养液中悬 浮生长，细胞呈圆形
例如：血液内的淋巴细胞、用于生产干扰 素的Namalwa细胞等
兼性贴壁细胞
贴壁细胞 悬浮细胞 兼性贴壁细胞
不严格依赖支持物， 贴附生长时：呈上皮或成纤维细胞的形状 悬浮生长时：呈圆形 例如：中国仓鼠卵巢细胞（CHO） （chinese hamster ovary）
悬浮培养
Βιβλιοθήκη Baidu
贴壁培养
贴壁培养 贴壁-悬浮培养
设备：转瓶（roller bottle）
早期大量培养原代鸡胚或肾细胞生产疫苗，
后来引入了计算机自动控制。
贴壁培养
设备：转瓶（roller bottle）
悬浮培养 贴壁培养 贴壁-悬浮培养
贴壁培养
设备：固定床式生物反应器
（fixed bed bioreactor）
动物细胞的生理特点
2、一般需贴附于基质，并有接触抑制现象
贴附生长：电荷作用、钙镁离子、贴附因 子（如胶原、纤维结合蛋白）
接触抑制：在基质上分裂增殖，每个细胞 都与其周围的细胞相互接触时，细胞就停 止增殖；但是当细胞转化为异倍体后，接 触抑制现象消失
动物细胞的生理特点
3、正常二倍体细胞的生长寿命有限
S2 动物细胞的培养技术
动物细胞的形态和生理特点 生产用动物细胞的获得 动物细胞的培养条件 动物细胞培养基 动物细胞大规模培养的方法
动物细胞的生理特点
1、分裂周期长：12-48h
G1期（DNA合成前期）：45h S期（DNA合成期）：6-8h G2期（DNA合成后期）：25h M期（细胞分裂期）：仅0.51h
随着基因工程的发展，人们认识到许多基因工程产物翻译后 的修饰、正确的切割、折叠的必要性，——动物细胞成为一 种重要的宿主细胞
动物细胞工程应用于制药
目前，动物细胞已用于生产疫苗、干扰素、 白细胞介素、EPO等各种基因工程药物
大肠杆菌：表达的基因重组生物技术药物有18种， 都是结构相对简单、分子量较小的蛋白质，主要为细 胞因子类药物。 酵母：表达的基因重组生物技术药物有8种，表达的 蛋白可以正确折叠，分子量较大、结构较复杂。 哺乳动物细胞：表达或生产的生物技术药物有53种， 都是分子量大、二硫键多、空间结构复杂的糖蛋白。
悬浮培养
设备：搅拌瓶（spinner flask） 简易的实验室规模，最大10L
悬浮培养 贴壁培养 贴壁-悬浮培养
小常识：培养规模的划分
实验室规模（lab scale）
<20L：培养工艺的研究
中试规模（pilot scale）
20-100L：进一步优化工艺，纯化、临床前研究
生产规模（industrial scale）
无血清培养基
无血清培养基：在合成培养基（未添加 动物血清）内加入不同种类的添加剂：
1、激素和生长因子：如胰岛素——促进 糖原和脂肪酸合成，并刺激细胞生长
2、结合蛋白：如铁传递蛋白和白蛋白；为 了便于纯化，可改用硫酸亚铁、柠檬酸 铁、葡萄糖酸铁
3、贴附因子和延伸因子 4、其他有利于细胞生长的因子和元素