CHO细胞无血清培养基技术手册

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CHO细胞无血清培养基技术手册

CHO细胞无血清培养基技术手册
目前,无血清培养基的研究有两个方向:一是培养基中不含有任何动物来源的添加组分;二是培养基中不含有不明确的添加组分。依此可以将当前应用较多的无血清培养基归纳为以下四种:
(1)无血清培养基,为一般意义上无血清培养基,用各类可替代血清功能的生物材料配制细胞培养基,如牛血清白蛋白(BSA)、转铁蛋白、胰岛素等生物大分子物质,以及从血清中提取的去除蛋白质的混合脂类以及水解蛋白等。其特点是培养基中的蛋白含量较高,添加物质的化学成分不明确,其中含有大量的动物来源蛋白。
5 CHO细胞无血清无动物组分培养基(SAF-CHO-G-004)
其实个性化培养基并不新鲜,在国外生物制药企业普遍采用个性化培养基,世界著名的生物制药公司(如Amgen、Genetech)往往和培养基企业合作,通过细胞培养基的客户定制方式,研制最适合自身细胞特点的个性化细胞培养基应用于生产实践,用于提高细胞产率和生产效率。另有数据显示,国际上的细胞培养基生产企业,个性化、定制培养基占其培养基业务的90%以上,目录培养基不足10%。
ATCC提供的CHO/dhfr-细胞照片
2 CHO细胞表达系统的优势与特点
由于哺乳动物细胞结构、功能和基因表达调控的复杂性,外源基因在哺乳动物细胞中的表达与在原核生物中的表达存在较大差异,因而外源基因在哺乳动物细胞中高效表达所需的元件也不同于在原核生物细胞中的表达所需的元件。外源基因在哺乳动物细胞中的表达包括基因的转录、mRNA翻译及翻译后蛋白质的加工等过程,如蛋白质的糖基化、磷酸化、寡聚体的形成以及蛋白质分子内或分子间二硫键的形成等比较复杂,要表达具有生物学功能的蛋白质如膜蛋白、抗体和具有特异性催化功能的酶需要在哺乳动物细胞中进行。
其它
无水葡萄糖、HEPES、丙酮酸钠、亚油酸、硫辛酸、胰岛素、亚硒酸钠、植物蛋白等

CHO细胞无血清培养基的筛选与优化

CHO细胞无血清培养基的筛选与优化

CHO细胞无血清培养基的筛选与优化在生物制药领域,CHO 细胞(Chinese Hamster Ovary Cell,中国仓鼠卵巢细胞)因其能够高效表达重组蛋白而被广泛应用。

然而,传统的含血清培养基存在诸多问题,如血清成分复杂且批次间差异大,易引入外源病毒和支原体污染等。

因此,开发和优化 CHO 细胞无血清培养基成为了提高生物制品质量和安全性的关键环节。

一、CHO 细胞无血清培养基的重要性血清在细胞培养中曾被广泛使用,但其存在的问题不容忽视。

血清中的成分复杂且不稳定,这使得细胞培养过程难以控制和标准化。

不同批次的血清质量差异较大,可能影响细胞的生长、代谢和产物表达。

此外,血清中可能携带的病毒、支原体等污染物会给生物制品带来潜在的安全风险。

相比之下,无血清培养基具有明显的优势。

它的成分明确且稳定,便于质量控制和优化。

无血清培养基可以减少外源污染物的引入,提高生物制品的安全性。

同时,它能够为细胞提供更适宜的生长环境,促进细胞的生长和产物表达,从而提高生产效率和产品质量。

二、筛选 CHO 细胞无血清培养基的方法1、基础培养基的选择首先需要选择合适的基础培养基作为起点。

常见的基础培养基如DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium,杜氏改良伊格尔培养基)、RPMI 1640 等,它们在营养成分和离子浓度等方面有所不同。

需要根据 CHO 细胞的特性和培养需求,初步筛选出几种可能适用的基础培养基。

2、添加剂的筛选在基础培养基的基础上,需要添加各种营养成分、生长因子、激素等添加剂来满足 CHO 细胞的生长和代谢需求。

例如,胰岛素、转铁蛋白、乙醇胺等对于细胞的生长和存活至关重要。

通过单独或组合添加这些添加剂,并检测细胞的生长情况、代谢指标和产物表达水平,来筛选出最优的添加剂组合。

3、化学成分的优化除了添加剂,培养基中的化学成分如氨基酸、维生素、无机盐等的浓度和比例也需要进行优化。

CHO细胞无血清培养基的筛选与优化

CHO细胞无血清培养基的筛选与优化

CHO细胞无血清培养基的筛选与优化CHO细胞(Chinese Hamster Ovary cell)是一种常用于生物制药工业中的哺乳动物细胞系,用于产生重组蛋白质和抗体。

通过无血清培养基的筛选和优化,可以提高CHO细胞的生长和表达效率,降低生产成本。

1.细胞生长和细胞密度:无血清培养基应该能够支持CHO细胞的生长和扩增,达到较高的细胞密度。

2.细胞存活率和稳定性:无血清培养基应该能够提供足够的养分和适宜的环境条件,使CHO细胞能够保持良好的生存状态和稳定的遗传特性。

3.蛋白质表达水平:无血清培养基应该能够提高CHO细胞的蛋白质表达效率,使其能够产生高水平的重组蛋白质或抗体。

下面是一种无血清培养基的筛选和优化策略:1. 筛选适宜的基础培养基:根据CHO细胞的特性和需求,选择适合细胞生长和表达的基础培养基,如DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium)或CDM(Chromium Depleted Medium)等。

这些基础培养基都是经过优化和完善的,可以满足CHO细胞的基本需求。

2. 添加适宜的生长因子和细胞因子:在基础培养基中添加不同的生长因子和细胞因子,如FGF(Fibroblast Growth Factor)、EGF (Epidermal Growth Factor)等,可以促进CHO细胞的生长和扩增。

根据实验室的需求,可以逐个添加或同时添加这些因子,优化细胞生长和表达的效果。

3.优化细胞培养条件:CHO细胞的培养条件包括温度、CO2浓度、培养皿类型等。

根据CHO细胞的特性和需求,优化这些培养条件,使其适应无血清培养基的环境。

一般来说,CHO细胞的培养温度为37℃,CO2浓度为5%,培养皿选择TC增添剂的培养皿。

4.评估培养基的细胞生长和表达效果:通过细胞计数仪、流式细胞仪等实验手段,评估不同改良培养基对CHO细胞的生长和表达的影响。

比较不同培养基中CHO细胞的生长速率、细胞密度和蛋白质表达水平,选择表现较好的培养基进行优化。

EmCD CHO 瞬转培养基使用说明书

EmCD CHO 瞬转培养基使用说明书
≤1
⚫ 用途
EmCD CHO®瞬转培养基主要用于 CHO 细胞瞬时转染表达,转染后高密度高活率生长和表达目标蛋白, 可快速获得 mg 甚至 g 级抗体或重组蛋白。该培养基可提供 GMP 级别和非 GMP 级别的产品,其中非 GMP 级别的产品仅限于在研发和评估过程中使用。
⚫ 推荐测试过程
大多数 CHO 细胞可以直接从无血清或无动物成分培养基适应到 EmCD CHO®瞬转培养基。如果有需要, CHO 细胞也可以用驯化的方法使其适应于在 EmCD CHO®瞬转培养基生长。在开始适应过程前,细胞 活率必须高于 90%,并且细胞必须处于对数生长中期。 EmCD CHO®瞬转培养基不含 L-谷氨酰胺,使用前请添加 6mM L-谷氨酰胺。
EmCD CHO®瞬转培养基使用说明书 LN20100
产品简介 EmCD CHO®瞬转培养基是化学成分限定的培养基,不含血清、血清替代物、蛋白及任何动物来源组分, 保证细胞培养过程的安全性和稳定性;培养基中不含酚红和谷氨酰胺。
产品货号 LN20100.1000 LN20100.0500
包装规格 1000ml 500ml
保持≥90%。 3. 逐步根据提高 EmCD CHO®瞬转培养基在原始培养基中的比例(从 75:25 到 90:10),直到将原始
培养基完全替换成 EmCD CHO®瞬转培养基。在这一过程中,细胞活率应保持≥90%。 4. 当细胞在 100% EmCD CHO®瞬转培养基中生长达到理想状态时(倍增时间为 24 小时),我们认为
储存条件 2-8℃,避光保存 2-8℃,避光保存
有效期 12 个月 12 个月
产品指标 检测项目
性 状(Appearance) 溶解性(Solubility) pH(添加碳酸氢钠)

CHO细胞无血清驯化的要点

CHO细胞无血清驯化的要点

下面内容是我最近摘抄的,贴出来与你共享,这里指的是转染后的克隆细胞,希望对你有点用:1,细胞驯化的确没什么技术含量,对于很熟练的人来说,3周左右吧。

就是拿培养基来试!尽量选择CD级别培养基,对于反应的控制和以后的纯化都有好处。

2,说来现在用的工程细胞也就以CHO,293,杂交瘤为主了。

如果你的细胞株已经是贴壁的,就尽量驯化成悬浮的。

3,过程可以直接去掉血清,直接换成无血清培养基。

也可以把血清加到培养基当中,再逐步减少血清,直到完全换成无血清培养基。

4,在换成无血清培养基后,要密切观察细胞的变化。

前期有20-50%的细胞死亡是正常现象。

当然也有差异了。

更换培养基时尽量换一半,保留一半的条件培养基(条件培养基是养2-3天细胞的培养基),里面含有细胞外泌的因子。

有利于细胞的生长。

5,如果是驯化贴壁到悬浮,用CD的培养基会有细胞漂起来,但细胞不一定会死。

可以收集起来继续培养。

也会有细胞成团的现象,只要不是特别多的细胞聚在一起,不要紧。

可以观察一下,养一阶段以后,细胞就会散开。

6,如果前期你的细胞生长特别慢,增殖不好,可以考虑加入5-10ug/ml的insulin胰岛素,当细胞完全适应培养基后,可以逐渐去掉胰岛素,最后完全去除。

7,前期适应时,不要急于传代,要等到活细胞密度达到10e6以上再传代,传代后接种的密度不小于1-3 x 10e5/ml。

用CD培养基时,不能用胰酶消化细胞(因为CD培养基中没有蛋白,无法终止胰酶的作用),可用EDTA0.1%-0.5%都可以。

8,细胞适应培养基后,活细胞的数量每代是稳定的,达到最大细胞密度的周期是稳定的。

而且细胞的状态和有血清时差别不大。

细胞的表达量略低于或接近有血清培养。

有的要高于有血清培养。

9,冻存:条件培养基和新鲜培养基的比例是1:1,同时加入5-10%的DMSO,活细胞数量要不低于3-5x10e6。

10,细胞完全适应以后,在进入反应器之前,是要在摇瓶或转瓶里培养,达到足够的密度和适应程度再进入反应器。

无血清培养基在CHO细胞培养中的应用进展-细胞生物学论文-生物学论文

无血清培养基在CHO细胞培养中的应用进展-细胞生物学论文-生物学论文

无血清培养基在CHO细胞培养中的应用进展-细胞生物学论文-生物学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——随着生物技术的飞速发展,单克隆抗体、细胞因子、疫苗和各种生物活性蛋白等生物制品在诊断和治疗中应用日益广泛,其需求量增加,因此,通过体外大规模培养动物细胞生产生物制品技术的研究越来越受到青睐。

CHO 细胞是生产蛋白类生物制品最重要的表达系统,采用无血清培养CHO 细胞相比含血清培养,能避免对实验动物的伤害、潜在的污染源影响、不同批次血清间的生物活性和因子的不一致及价格高等诸多弊端,因而受到生物制药领域的广泛关注。

1 CHO细胞CHO 细胞即中国仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster OvaryCell),是最具代表性的动物细胞表达系统,被广泛应用于生物制药领域。

它建株于1957 年,由美国科罗拉多大学Theodore T. Puck 从一成年雌性中国仓鼠卵巢中分离得到,是一种连续细胞系,能传百代以上,具有永生性。

后来陆续又有很多科学家用药物加压、极端条件筛选和导突变等方法筛选得到了一系列不同表型的CHO 细胞株[1],如DUKX-B11、DG-44 和CHO-K1 等。

CHO 细胞能用于表达各种复杂的重组蛋白。

据统计,70%以上的动物细胞表达药物产品都是以CHO 细胞为表达宿主[2]. 2011 年 6 月批准的27 种单克隆抗体中,其中13 种就是通过CHO 细胞表达的,占了约50%的比例。

CHO 细胞之所以成为最受欢迎的宿主细胞,主要在于其易于培养以及基因操作,而且相比其他表达系统,它还具有许多优点[3-4]: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具有产物胞外分泌功能,便于下游产物分离纯化;③具有外源重组基因的高效扩增和表达能力;④既可贴壁生长也可以进行悬浮培养,且有较高的耐受剪切力和渗透压能力,外源蛋白表达水平较高;⑤CHO 细胞属于成纤维细胞,很少分泌自身的内源蛋白,利于外源蛋白的后分离。

CHO细胞无血清无动物组分细胞培养基

CHO细胞无血清无动物组分细胞培养基

CHO细胞无血清无动物组分细胞培养基
SAF-CHO-G-004(代码SAF108)
北京清大天一生物技术有限公司
CHO细胞是被广泛应用于重组蛋白、抗体等表达的哺乳动物细胞系。

CHO 细胞的无血清培养有利于产品的下游纯化、减少血清的外源病毒污染等潜在风险。

CHO细胞既可以贴壁培养,也可悬浮培养,经过适当地驯化就能实现无血清悬浮培养。

CHO细胞无血清无动物组分细胞培养基经专门设计,可广泛应用于CHO细胞的无血清悬浮培养及抗体、重组蛋白的生产过程。

CHO细胞无血清无动物组分细胞培养基SAF-CHO-G-004(代码SAF108)能支持多种CHO细胞的生长、维持。

图1表示了经驯化的CHO细胞的生长曲线:经过3-4天的培养,细胞密度从刚接种的1.5×105cells/ml,提高到细胞2.1×106cells/ml,细胞活率超过95%,细胞扩增了十几倍。

图2是培养了2天后CHO细胞的显微照片,细胞形态饱满、健康。

图1、CHO细胞生长曲线
图2、接种后2天的CHO细胞(200X)
CHO细胞无血清无动物组分培养基
SAF-CHO-G-004(代码SAF108)的配制方法
1.将一袋粉末培养基全部倒入一容器中,用少量注射用水将袋内残留培养基洗
下,并入容器,加注射用水(水温20℃-30℃)到950ml,搅拌溶解。

2.加入1.9的碳酸氢钠。

3.搅拌溶解,补加注射用水至1000ml。

4.如果必要,用1mol / L 氢氧化钠溶液或1mol / L盐酸溶液调pH至所需值。

5.用0.2μm滤膜正压过滤除菌。

6.溶液应在2℃-8℃下避光保存。

人淋巴细胞无血清培养基(ELISPOT 专用)说明书

人淋巴细胞无血清培养基(ELISPOT 专用)说明书

第1页共2页人淋巴细胞无血清培养基(ELISPOT 专用)说明书【产品名称】通用名称:人淋巴细胞无血清培养基(ELISPOT 专用)【规格】100mL/瓶;500mL/瓶【预期用途】仅用于在ELISPOT 检测技术中对细胞的培养,不具备对细胞的选择、诱导、分化功能。

培养后的细胞用于体外诊断。

【检验原理】ELISPOT 技术是根据ELISA 技术的基本原理,建立的体外检测特异性抗体分泌细胞和细胞因子分泌细胞的固相酶联免疫斑点技术。

由于其灵敏度高、操作简便经济,因此备受青睐。

传统的ELISPOT 检测技术中,细胞培养这一步使用的多为含有FBS 或者FCS 的培养基,由于血清中含有的很多未知成分能够抑制或者刺激细胞,从而干扰实验,并且由于血清的不确定性,不同批次对于实验的影响也不同,造成了实验的重复性降低。

本产品可有效避免血清质量变动及血清组分对实验研究的影响,提高细胞培养和实验结果的重复性。

【主要组成成分】无机盐、氨基酸、维生素、糖类、蛋白等。

【储存条件及有效期】1、2℃~8℃密封避光保存,避免污染。

2、在储存条件下有效期为一年。

【样本要求】1、细胞要求:新鲜分离的人淋巴细胞。

2、细胞悬液要求吹打混匀,成单细胞悬液。

【检验方法】1、取ELISPOT 板,每孔加入200μL 本产品,室温静置5-10分钟后将其扣出。

2、取新鲜分离的人淋巴细胞,使用本产品调整细胞浓度。

3、将调整好浓度的细胞悬液加入各实验孔,100μL/well 。

4、正对照孔加入阳性刺激剂工作液;负对照孔(含背景负对照孔)加入本产品;实验孔:加入实验者自己的刺激物。

5、所有样品和刺激物加完后,盖好板盖。

放入37℃,5%CO 2培养箱培养16-24小时。

6、显色:按照标准ELISPOT 操作流程进行细胞裂解、洗板、检抗孵育、酶孵育、显色,记录板底斑点数并分析。

【检验结果的解释】结果显示阳性孔斑点分布均匀、频率较高、斑点较大、圆润、线性好、背景干净;阴性对照孔无斑点或有极少斑点,背景干净,无杂色。

CHO细胞无血清无蛋白化学培养基产品简介

CHO细胞无血清无蛋白化学培养基产品简介

CHO细胞无血清无蛋白化学培养基产品简介
一、产品简介
CHO 细胞无血清无蛋白化学培养基是剑桥生物自主开发的细胞培养产品系列之一,它是专门针对CHO 细胞系打造,具无血清、无蛋白、无动物源性成分和化学组成明确的特点,适用于各种细胞培养方式包括培养瓶、细胞培养转瓶、生物发酵罐等,可广泛用于实验室研究和工业化的规模生产。

二、产品使用方法
液体产品:培养基开瓶后即可使用
粉包产品:按照每种产品标签上所标识的配制方法操作使用
三、产品使用效果
图1 培养24小时后细胞。

适于重组CHO细胞培养的无血清培养基的制备_张大鹤

适于重组CHO细胞培养的无血清培养基的制备_张大鹤

适于重组CHO细胞培养的⽆⾎清培养基的制备_张⼤鹤中国⽣物制品学杂志2011年10⽉第24卷第10期Chin J Biologicals October 2011,Vol.24No.10CHO 细胞表达系统在⽣物制药领域具有重要的地位,⼤量蛋⽩类药物使⽤该系统进⾏表达。

⽆⾎清培养基(Serum-free medium ,SFM )是在基础培养基的基础上,添加成分完全确定或部分确定的⾎清替代成分发展⽽来的,更适合于⼤规模⽣产。

但这些培养基中仍含有动物源成分,具有潜在的危险。

因此,开发⽆蛋⽩、⽆动物源的⽆⾎清培养基仍是研究的⽅向。

本实验室前期开发了适⽤于重组CHO 细胞⽣长和重组蛋⽩⽣产的⽆⾎清、低蛋⽩培养基SFMC ,该培养基适⽤于培养多种重组CHO 细胞株。

本⽂在SFMC 培养基的基础上,分别采⽤铁盐、锌盐和⾮动物来源的蛋⽩⽔解物替代其中的⽜转铁蛋⽩(Bovine transferrin )、⽜胰岛素(Bovine insulin )和动物组织⽔解物(Primatone )这3种动物源成分,开发出了⽆动物源、⽆蛋⽩培养基(Protein-free midium,PFM ),并在此基础上进⼀步开发出了化学成分确定的培养基(Chemically defined medium ,CDM ),现报道如下。

作者单位:华东理⼯⼤学⽣物反应器⼯程国家重点实验室(上海200237).通讯作者:易⼩萍,E-mail :xpyi@ecust.edu.cn【基础研究】适于重组CHO 细胞培养的⽆⾎清培养基的制备张⼤鹤易⼩萍张元兴孙祥明【摘要】⽬的制备适于重组CHO 细胞培养的⽆⾎清培养基(Serum-free medium ,SFM )。

⽅法在本室制备的⽆⾎清、低蛋⽩培养基SFMC 的基础上,开发⽀持重组CHO-K1细胞⽣长的⽆动物源、⽆蛋⽩培养基(Protein-free midium ,PFM ,以柠檬酸铁、硫酸锌和酵母⽔解物替换SFMC 中的转铁蛋⽩、胰岛素和动物组织⽔解物)及化学成分确定的培养基(Chemically defined medium ,CDM ,以PFM 培养基为基础,通过调整和优化氨基酸的浓度和其他部分营养物质浓度制备),评价各种⽆⾎清培养基的适应性、稳定性以及冻存、复苏性能,并分别在125ml 摇瓶和1.4L ⽣物反应器中进⾏培养。

CHO细胞无血清培养

CHO细胞无血清培养

CHO细胞无血清培养1、CHO细胞CHO细胞即中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary),该细胞具有不死性,可以传代百代以上,是目前生物工程上广泛使用的细胞。

全世界批准正式应用于人类疾病治疗或疾病预防的基因工程产品约有三十多种,其中只有一种(乙肝疫苗)是由酵母菌生产的,其余所有产品都是由CHO细胞和大肠杆菌生产的,大肠杆菌不能形成有活性的二聚体(如白介素2),也不具有糖基化的功能(如EPO),而CHO却具有如上的功能,因此CHO成为表达复杂生物大分子的理想宿主。

另外CH0细胞在基因工程使用中还有一个优点,该细胞属于成纤维细胞(fibroblast),是一种非分泌型细胞,它本身很少分泌CHO内源蛋白,因此对目标蛋白分离纯化工作十分有利。

2、CHO细胞血清培养传统上CHO细胞的培养都是在DMEM/F12基础培养基中添加5~10的小牛血清(用于重组蛋白)或胎牛血清(用于杂交瘤生产)单抗来完成的,血清除了供给细胞的营养成分外,还能促进细胞开始合成DNA,对细胞的增殖有很大的作用。

实验证明,血清在细胞的体外培养中提供了细胞增殖所必需的生长因子。

但哺乳动物的血清价格昂贵,成本高不适于今天的大规模工业化生产。

而且哺乳动物血清作为补加物,存在许多问题,首先血清的来源存在问题,血清来源于特定的地区,因而如果该地区发生灾荒或牛群中流行疾病,都可导致血清失去供应源。

血清批量之间的差异大,重复性差,由于血清来源于动物,动物个体或群体的差异及时间上的差异都能导致每个批号的血清不完全一样。

从重组蛋白生产的角度来看,出于Q和Qc的要求,每换一个批号的血清,都包含大量的验证工作,这就给生产带来很大的麻烦。

另外血清来源于动物因此经常被污染,污染的血清往往导致细胞生长缓慢,蛋白产量下降,甚至导致细胞死亡。

目前购自各大公司的血清虽能消灭细菌和所有支原体,但很难保证除去所有的病毒污染。

血清的成分十分复杂,经研究表明,血清除含有促进生长的活性成分外,还含有一定的细胞毒性物质和抑制物质,对细胞有去分化作用,影响细胞功能的表达血清复杂的成分也给基因工程表达产物的下游工作带来很大的困难,因此成分明确,价格经济的无血清培养基成为CHO细胞培养的一种必然需求。

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CHO细胞无血清培养基技术手册1 CHO细胞CHO细胞是中国仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster Ovary,CHO),1957年美国科罗拉多大学Dr. Theodore T. Puck 从一成年雌性仓鼠卵巢分离获得,为上皮贴壁型细胞,是目前生物工程上广泛使用的细胞系。

工业生产上应用较多的是CHO-K1细胞,为转化细胞系,细胞染色体分布频率是2n=22,系亚二倍体细胞。

ATCC保存CHO-K1细胞株,编号为CCL-61,被广泛地用于重组DNA蛋白的表达。

由于该细胞存在遗传缺陷,无脯氨酸合成基因,不能将谷氨酸转变为谷氨酸-γ-半醛,培养过程中需在培养基中添加L-脯氨酸才能生长。

并且由于该细胞已经霍乱毒素适应,形态学有所改变。

最初细胞为贴壁型细胞,经多次传代筛选后,也可悬浮生长。

ATCC提供的CHO-K1细胞照片CHO细胞容易发生基因突变,也较易进行基因转染,是良好的哺乳动物基因表达宿主细胞,代表性细胞有二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase)营养缺陷型突变细胞株(CHO/dhfr-)、转染谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)基因的GS-CHO细胞。

二氢叶酸还原酶是真核细胞核苷酸生物合成过程中起着重要作用的一种酶,是常用的遗传选择标记之一,它可催化二氢叶酸还原成四氢叶酸。

对于dhfr突变体细胞而言,由于不能够合成四氢叶酸,阻断了正常核酸代谢途径,因此不能在常规培养基上生长,但若在培养基中加入次黄嘌呤(hypoxanthine)和胸苷(thymidine),则突变体细胞可以借助核苷酸的补救合成途径维持生长。

利用dhfr基因进行筛选时,首先将重组DNA分子导入dhfr-表型的受体细胞,然后撤除原培养基中的的次黄嘌呤和胸苷,即可获得dhfr+并能表达外源基因的克隆细胞系。

因此在挑选表达外源基因的阳性克隆细胞时需选用不含次黄嘌呤和胸苷的培养基。

另外,氨甲喋呤(MTX)选择压力可使CHO/dhfr-细胞的外源基因的拷贝数扩增并得到较高水平的表达。

CHO-GS细胞是用含单抗蛋白等的目的基因和谷氨酰胺合成酶(GS)基因标记的表达载体,转染宿主细胞CHO,再通过L-氨基亚砜蛋氨酸(methionine sulphoximine,MSX)等化合物选择加压促使GS基因和目的蛋白基因扩增,筛选获得重组细胞株,可在不含谷氨酰胺培养基中生长、增殖,可避免或减少细胞代谢过程中谷氨酰胺降解积累的氨对细胞的损伤、抑制作用。

ATCC提供的CHO/dhfr-细胞照片2 CHO细胞表达系统的优势与特点由于哺乳动物细胞结构、功能和基因表达调控的复杂性,外源基因在哺乳动物细胞中的表达与在原核生物中的表达存在较大差异,因而外源基因在哺乳动物细胞中高效表达所需的元件也不同于在原核生物细胞中的表达所需的元件。

外源基因在哺乳动物细胞中的表达包括基因的转录、mRNA翻译及翻译后蛋白质的加工等过程,如蛋白质的糖基化、磷酸化、寡聚体的形成以及蛋白质分子内或分子间二硫键的形成等比较复杂,要表达具有生物学功能的蛋白质如膜蛋白、抗体和具有特异性催化功能的酶需要在哺乳动物细胞中进行。

哺乳动物基因表达宿主细胞选择的基本原则是来源丰富、转化效率高、表达效果好,CHO细胞作为表达系统除具有上述的特点要求外,还有以下优势:1)外源基因被整合到宿主染色体上后,在没有选择压力的情况下能稳定保持;2)适合多种蛋白质的分泌表达和胞内表达,并且很少分泌自身的内源蛋白,便于下游产物分离纯化;3)对培养基的要求较低,可在无血清培养基中培养;4)细胞可进行贴壁培养也可进行悬浮培养,且具有较高的耐受剪切力和渗透压能力;5)可进行高密度大量培养,进行较大规模生产时其培养量可放大到20000L以上,是目前应用最广泛的哺乳动物基因表达受体细胞之一。

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,细胞可在无血清培养基(SFM)中生长良好。

3 CHO细胞在生物制药中的应用目前已有多种外源基因如人组织性纤溶酶原激活剂(tPA)、人促红细胞生成素(EPO)、乙肝表面抗原(HBsAg)、干扰素γ(IFNγ)、干扰素β(IFNβ)、白细胞介素2(IL2)、凝血因子Ⅷ等在CHO细胞中得到表达。

在美国已注册的大约73种蛋白药物生产中,应用哺乳动物细胞培养的有35种,CHO细胞培养的就占27种,其中包括10种单克隆抗体。

下表是以CHO细胞培养为基质生产的重组制品。

4 无血清细胞培养基无血清培养基的出现是培养基发展历程上的一个里程碑,其一般是在合成培养基的基础上,引入成分完全明确的或部分明确的血清替代成分,使培养基能满足动物细胞培养的要求,又可有效的克服因使用血清所引发的问题。

进入20 世纪80 年代后,新的无血清培养基不断问世,人们经过研究发现,只要在培养基中增加某些适于细胞生长的成分,如纤连蛋白(fibronectin)、转铁蛋白(Transferrin, TRF)、胰岛素(Insulin)和表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)等,不少细胞即能在无血清供应的情况下生长,尤其是CHO、杂交瘤、骨髓瘤细胞以及BHK21 细胞等。

某些细胞在无血清的条件下,其生长和抗体的产量甚至较有血清培养时高出数倍。

目前,无血清培养基的研究有两个方向:一是培养基中不含有任何动物来源的添加组分;二是培养基中不含有不明确的添加组分。

依此可以将当前应用较多的无血清培养基归纳为以下四种:(1)无血清培养基,为一般意义上无血清培养基,用各类可替代血清功能的生物材料配制细胞培养基,如牛血清白蛋白(BSA) 、转铁蛋白、胰岛素等生物大分子物质,以及从血清中提取的去除蛋白质的混合脂类以及水解蛋白等。

其特点是培养基中的蛋白含量较高,添加物质的化学成分不明确,其中含有大量的动物来源蛋白。

(2)无动物来源培养基,许多商业公司开发的无动物来源培养基是基于生产重组药物的安全考虑,培养基中的添加组分无动物来源,需要的蛋白来源于重组蛋白或者蛋白水解物,这些组分可以保障细胞生长及增殖的需要。

(3)无动物蛋白培养基,培养基完全不用动物来源的蛋白,但仍有部分添加物是来源于植物蛋白的水解片段或合成多肽片段等其他衍生物。

此类培养基组分相对稳定,但必须添加类固醇激素和脂类前体,并且对培养的细胞是高度特异性的。

(4)化学组分限定培养基,此类培养基是目前最安全、最为理想的培养基,首先可以保证培养基批次间的一致性,其中所添加的少量动物来源的蛋白水解物、蛋白都是成分明确的组份。

其特点是培养基的性质明确,有利于进行细胞培养的代谢研究,同时分离纯化也比较方便。

研究者对CHO细胞无血清培养基的开发比较深入,目前有多种用于CHO细胞无血清培养的培养基面世,形成了很多固定的商业配方,这些配方有的是专利保护的,有的是商业秘密。

国外有部分优秀的无血清培养基,但价格昂贵。

CHO细胞存在多种克隆细胞系,仅ATCC保存的CHO细胞就多达38种,再加上各公司或研究单位构建的细胞,其克隆细胞数量远不止这些。

对于CHO细胞无血清培养而言,由于构建的各种高性能CHO细胞系不同,不同克隆细胞的营养要求也都非常的不同,对营养要求往往是个性化的。

另外,CHO细胞培养过程的不同培养阶段、重组CHO细胞构建的各个阶段,细胞代谢所需的营养或限制因素也是不同的,即同一细胞系在整个培养过程也需要使用不同的培养基,需要与之相对应的个性化培养基(Customed Cell Culture Medium)。

5 CHO细胞无血清无动物组分培养基(SAF-CHO-G-004)其实个性化培养基并不新鲜,在国外生物制药企业普遍采用个性化培养基,世界著名的生物制药公司(如Amgen、Genetech)往往和培养基企业合作,通过细胞培养基的客户定制方式,研制最适合自身细胞特点的个性化细胞培养基应用于生产实践,用于提高细胞产率和生产效率。

另有数据显示,国际上的细胞培养基生产企业,个性化、定制培养基占其培养基业务的90%以上,目录培养基不足10%。

北京清大天一生物技术有限公司依托于在细胞培养基研发和动物细胞大规模培养方面具有丰富经验的研发团队,潜心研究,开发研制了多种个性化培养基,通过在生产实践中的应用已取得可喜的成果,如CHO细胞无血清无动物组分细胞培养基(SAF-CHO-G-004)就是其中之一。

5.1 CHO细胞无血清无动物组分培养基(SAF-CHO-G-004)的特点SAF-CHO-G-004(代码:SAF108)是北京清大天一生物技术有限公司开发的新一代CHO细胞无血清无动物组分细胞培养基,能支持多种CHO细胞的生长维持,可广泛应用于CHO细胞的无血清悬浮培养及抗体、重组蛋白的生产过程。

细胞培养基产品的生产、检验严格执行GMP管理和ISO9001管理体系,符合生物制药原辅料要求,质量稳定可靠。

1)SAF-CHO-G-004细胞培养基系无血清无动物组分培养基,不含有血清替代物、动物来源蛋白等动物来源组分,化学成分明确,保证了细胞培养中原辅料的使用安全性;2)SAF-CHO-G-004细胞培养基能支持多种CHO细胞的生长、维持,具有较为广泛的适用性;3)适用于实验研究和大规模培养应用;4)根据用户的不同使用,可定制SAF-CHO-G-004培养基,以满足CHO/dhfr-、GS-CHO等不同系统的应用需求;5)有多种包装规格可供选择,满足不同用户的使用需求。

5.2 CHO细胞无血清无动物组分细胞培养基培养效果使用SAF-CHO-G-004细胞培养基培养已驯化过的CHO细胞,图1是CHO细胞接种密度为2×105cells/ml时的细胞生长曲线,可以看到,经过3-4天的培养过程,细胞密度可提高到细胞4-5×106cells/ml,细胞活率超过90%,细胞扩增了二十多倍。

图2是细胞批培养的葡萄糖和乳酸代谢情况。

图3和图4分别表示培养了96小时(4天)的CHO台盼蓝染色和细胞显微照片,细胞形态饱满、健康。

图1.CHO细胞生长曲线图2. CHO细胞批培养葡萄糖和乳酸代谢情况图3 培养96hr的台盼蓝染色的CHO细胞图4 培养第96hr的CHO悬浮细胞5.3 CHO细胞无血清无动物组分细胞培养基使用说明5.3.1 成分无机盐氯化钙、五水硫酸铜、七水合硫酸亚铁、氯化钾、六水合氯化镁、五水硫酸镁、氯化钠、无水磷酸二氢钠、无水磷酸氢二钠、七水合硫酸锌等氨基酸L-盐酸精氨酸、L-胱氨酸盐酸盐、L-谷氨酰胺、甘氨酸、L-盐酸组氨酸、L-异亮氨酸、L-亮氨酸、L-盐酸赖氨酸、L-甲硫氨酸、L-苯丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-丙氨酸、L-天门冬酰胺、L-天门冬氨酸、L-盐酸半胱氨酸、L-谷氨酸、L-脯氨酸等维生素维生素B1、维生素B2、维生素B12、维生素C、维生素H、盐酸吡哆醇、盐酸吡哆醛、肌醇、叶酸等其它无水葡萄糖、HEPES、丙酮酸钠、亚油酸、硫辛酸、胰岛素、亚硒酸钠、植物蛋白等SAF-CHO-G-004细胞培养基毎升标示量27.80g,含L-谷氨酰胺、次黄嘌呤和胸苷,可根据客户使用需求定制不含谷氨酰胺或次黄嘌呤、胸苷的无血清培养基,具体的成分、标示量等详见对应产品的说明书。

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