《稳定表达系统和瞬间表达系统的区别.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《稳定表达系统和瞬间表达系统的区别.doc（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、稳定表达系统和瞬间表达系统的区别稳定表达系统和瞬间表达系统是按目的蛋白表达的时空差异来分的；瞬时表达系统是指宿主细胞在导入表达载体后不经选择培养，载体DNA随细胞分裂而丢失，目的蛋白的表达时限短暂。瞬时表达系统的优点是简捷，实验周期短。大规模的瞬时表达技术是近年来的一个研究热点。已有报道能放大到100L反应器中生产重组蛋白，产量可达110mg/L。缺点是该方法技术条件要求高，如质粒的纯度、转染的效率等，而且瞬时转染得到的蛋白质产物保存时间较短，只能持续数天或2周。这是因为瞬时转染中，外源基因进入受体细胞后，存在于游离的载体上，不与基因组染色体相整合，当细胞复制后，诱导的性状消失。稳定表达系统是
2、指载体进入宿主细胞并经选择培养，载体DNA稳定存在于细胞内，可随细胞转录表达和传代，目的蛋白的表达持久、稳定。缺点是由于需抗性选择甚至加压扩增等步骤，稳定表达相对耗时耗力。有研究表明：把目的基因定点整合入染色体高活性位点有望能在较短时间内获得高表达细胞株。另外，近年来还报道了一些筛选高表达克隆的新方法，如影印法、固相筛选技术等，对缩短实验时间甚有帮助。CHO细胞的背景资料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
3、(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。CHO细胞的培养基类型：1. 血清培养传统上CHO细胞的培养都是在DMEMF12基础培养基中添加510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
4、，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。但是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
5、来很大的困难。培养方法： 把培养瓶内的培养基用5ml的移液管转移到保存用的离心管里。 用培养液量的1/2的PBS（25ml2.5ml）清洗细胞表面（2次）。 再用培养液量的1/10的（25ml0.5ml）的胰酶冲洗细胞表面 再CO2培养厢里静置5分钟。（利用这段时间，准备好15ml的大离心管，并也好标签做好记号。） 物理方法处理，（敲击培养瓶两侧）是细胞脱离，再用显微镜确认是否完全脱离。加入等倍量的（25ml5ml）培养基，充分冲洗培养瓶内表面，在连同细胞全部转移到大离心管中。离心分离（1,000rpm、4、10min）。（这段时间准备新的培养瓶，按照9/10的量（25ml4.5ml），加入培
6、养液准备好。加入MTX的同时加入。）离心分离后，为了避免沉淀细胞扩散到溶液里，要迅速将上清用吸管吸除。加入培养液(DMEM+FBS,25ml5ml)，用移液管充分混匀细胞。按1/10量，（25ml0.5ml）将细胞悬浊液注入新培养瓶中。?在CO2培养厢中37度条件下培养。培养液总量为5CHO细胞培养：CHO细胞株置于RPMI1640培养基中，内含10%灭活小牛血清，青霉素100IU/mL，链霉素100IU/mL，置于37，5%CO2的培养箱（德国Heraeus）中培养。每隔48h换培液，当单层培养细胞汇合以后，用0.25%胰蛋白酶消化，传代培养。将培养瓶中的CHO细胞按1105/mL传代移入培
7、养板中，待进入对数生长期后（约24h）加药。2. 无血清培养利用含血清培养基生产蛋白制品有许多不利，如增加培养成本和污染机会，增加纯化难度和成本，增加产品质控指标。因此，大规模生产临床使用的生物制品，应尽量减少血清的用量，最好用无血清培养基取代。为此，应尽可能增加大规模细胞培养的接种密度，以缩短生长延滞期，提高细胞比生长速率。如果接种密度较低时，在培养开始阶段，可使用含血清培养基，待细胞密度达到一定浓度(如106/ml)，细胞进入对数生长期，再降低血清浓度或使用无血清培养基。外源蛋白的实际产量无明显下降。许多实验表明，细胞的比生长速度相对降低时，产物的比生长速率提高，原因可能是用于细胞增殖的能
8、量减少，有利于外源蛋白的生产。 使用无血清培养墓代替含血清培养基，可克服血清带来的弊端。但失去血清中的促细胞生长因子，细胞生长减慢，密度降低，生存周期缩短，导致蛋白产最下降。因此，往往通过增加无血清培养基中的营养物质，以优化细胞培养，提高蛋白表达。用作血清替代成份的种类很多，大致可分为激素和生长因子、结合蛋白、贴壁和扩展因子及低分子量营养因子四类。有研究报道，添加BSA对促进细胞生长作用显著，丙酮酸钠、腐胺、丁酸钠有利于表达目的产物。不同的CHO工程细胞的培养基添加成份可能存在差异，一般需要自己进行摸索最优条件。 一例无血清培养试验步骤1实验材料 % G5 M4 E/ c$ m4 d& D/
9、?; nCHO细胞株购于俄罗斯Soym Agromed，无血清培养基(CHO-S-sFM1I)购于Gibeo公司。 8 & U& T& C7 p4 O4 v2实验方法 . y) w9 Q( f2.1 无血清培养基的配制 6 V/ A! h& K: e7 U/ S 用90ml纯水溶解制备1升量的袋装Gibeo CHO-S-sFM1I，加人2.45g NaHC03，用 1N NaOH将pH调为8.0，再用1N HC1调回至pH7.1，定容后用0.22m滤器过滤除菌。 H! M) h7 Z& k2.2 CHO细胞的适应 7 E$ G/ e7 A- m- J, y x- W) 8 用含血清的常规培养基
10、和无血清培养基1:1(v/v)悬浮细胞，接种量为3105个/ml。在37，8培养箱中培养，使细胞密度达5105个/m1。然后用等体积的CHO-S-sFM1I 将细胞稀释到3x 105个/ml，继续培养，重复上述操作，直至血清浓度降为0.1后，用完全无血清培养基培养到3106个/ml。再以3l05个/ml接种，传50代，至此完成适应工作。 4 & X$ y. Y# d+ R) W1 vCHO/DHFR-表达系统的特点CHO表达系统是目前应用最广泛的真核表达系统之一，与其它表达系统相比，它具有许多优点：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天然蛋白分子
11、；表达产物胞外分泌，便于分离纯化；具有重组基因的高效扩增和表达能力；贴壁生长，有较高的耐受剪切力和渗透压能力，可进行悬浮培养或在无血清培养基中达到高密度，培养体积能达到1000L以上；CHO细胞属于成纤维细胞，很少分泌内源蛋白，利于外源蛋白的分离纯化。某些利用CHO细胞表达的外源基因& r, I: A$ C0 Z 药用蛋白$ w5 s0 m7 C3 x+ 1 产量: O8 _) R$ I7 N# A7 k1 h+ G-CSF9 d9 J; a t/ U& E( , J0 % O90g/1x106ce1124h: 55.6gml72hFSH9 z; O; P; iE: z3 J14mgL24hF
12、 EP0/h10085Um了7 J+ l- y* 7 Q$ U# cPro -UK, M5 _! 7 Z. Z5 D$ G5001000IU106ce1124h1 x& a$ A( c1 | N) h U# 8001500IU106ce1124h: a2 D2 U f9 JIL -65 b5 SL& u& & i0 E2 o8 R; h36.8g106ce1124h) i0 O+ vo. 4 Hk% o! 3 b lIL -12( E3 c1 e8 m$ W- x7 p105Uml6 c, H* _+ A% a- BIFN(7)4 9gml: I# m2 G% R, d% q$ z0 T* L
13、0 r* jAT+67.980g106ce1124hCMPATH-1H: / 131.1mgL122h)GP1+ t0 Y9 k2 ) 5 X# o0.64mgml8TIMP7 k$ c% A& G! L, a3 j( 180gml$ L9 e- u+ A2 d% b# z: h* s% T 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。CHO-dhfr-细胞自身缺失二氢叶酸还原酶（dhfr），无法自身合成四氢叶酸，所以必须在添加了次黄嘌呤（hypoxanthine）、胸腺嘧啶（Thymidine）和甘氨酸的培养液中才能得以存活。而通过目的基因与
14、dhfr基因共转染，不仅得到在不含上述添加剂的培养基上也能生长的细胞克隆，更为重要的是由于dhfr可被叶酸类似物MTX所抑制，在MTX浓度选择压力下，dhfr基因必须扩增到很多的拷贝数才能生存，从而得到抗MTX细胞系；又由于与dhfr基因共转染的目的基因倾向于同它一起整合到细胞染色体上的同一区域，所以编码外源重组蛋白的序列片段也随着dhfr基因的扩增而扩增，我们就得到了能大量表达外源蛋白的细胞克隆，这在基因工程抗体及各种基因工程蛋白的表达中是可行度很高的一种措施。 影响重组蛋白在CHO细胞中表达的因素很多，涉及CHO细胞表达体系、表达载体系统、外源基因、表达细胞株的加压扩增与筛选、细胞大规模培
15、养等。有人认为表达载体的构建是影响细胞能否表达的关键问题，因为dhfr基因及邻近区段染色体DNA拷贝数是共扩增的关系，因此必须将外源基因片段整合到dhfr基因的上游或者下游，位置不能太远，否则无论如何筛选也得不到表达外源基因产物的细胞，因此说它是能否表达的关键，当然其它步骤也不能忽略，如CHO-dhfr-细胞转染、使用强启动子等。如果构建成功可以产生外源蛋白，那么筛选高表达的细胞株等操作就是提高外源蛋白表达量的问题，使外源蛋白高效表达，也是很有意义的，为大规模培养奠定基础。 MTX筛选扩增系统，常需在MTX选择压力下，经过长期的筛选。因此MTX加压筛选是需要时间和耐心的，但是细胞培养的条件要合适，如培养基的选用（CHO细胞一般采用F-12培养基），营养成分的适量（L-谷氨酰胺），培养液的新鲜等，首先要保证细胞正常的生长和存活，这样才能缩短加压筛选的周期。另外也要等细胞适应这个压力并恢复正常生长后再继续加压，提高MTX浓度，可以成倍数递增，待细胞适应新的压力并恢复正常生长时再继续，同时还要保存每个MTX浓度下的细胞种子。因为在此后的细胞培养的过程中，随着MTX的撤离和细胞传代次数的增加，转染细胞高表达抗体的能力常会逐渐下降甚至丧
