1. CHO細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)

中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞（Chinese Hamster Ovary cells, 簡(jiǎn)稱CHO細(xì)胞）自上世紀(jì)50年代首次應(yīng)用于科學(xué)研究以來(lái)，已發(fā)展成為當(dāng)今生物制藥行業(yè)中最重要的表達(dá)系統(tǒng)之一。CHO細(xì)胞之所以備受青睞，主要是因?yàn)樗鼈兡軌蛱峁└叨阮愃撇溉閯?dòng)物體內(nèi)環(huán)境的蛋白質(zhì)后修飾，這對(duì)生產(chǎn)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能特性的治療性蛋白尤為重要。

 

1）后修飾能力：CHO細(xì)胞屬于真核生物，具備完整的糖基化、磷酸化、硫酸化以及其他翻譯后修飾途徑。尤其是糖基化，這是很多治療性蛋白質(zhì)（如單克隆抗體）活性所必需的，CHO細(xì)胞能夠提供人源化的糖型，確保最終產(chǎn)品的生物相容性和療效。

2）安全性與合規(guī)性：相比于其他真核表達(dá)系統(tǒng)，CHO細(xì)胞系被認(rèn)為更加安全，因?yàn)樗缓瑑?nèi)毒素，且極少感染人源性病毒，這極大減少了產(chǎn)品污染風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，由于長(zhǎng)期的安全使用記錄，CHO細(xì)胞表達(dá)的產(chǎn)品更容易獲得監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)，加快了新藥上市的進(jìn)程。

3）高密度培養(yǎng)技術(shù)：經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)，科學(xué)家們已掌握了一系列高密度培養(yǎng)方法，使CHO細(xì)胞能夠在懸浮狀態(tài)下達(dá)到極高的細(xì)胞密度和蛋白表達(dá)水平。利用補(bǔ)料-分批培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)或灌注式培養(yǎng)等技術(shù)，可以有效提升蛋白質(zhì)的總產(chǎn)量和質(zhì)量，滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

4）遺傳穩(wěn)定性與可調(diào)控表達(dá)：CHO細(xì)胞具有良好的遺傳穩(wěn)定性，即使在長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)傳代過(guò)程中也能保持穩(wěn)定的基因表達(dá)特性。此外，通過(guò)引入不同的啟動(dòng)子和誘導(dǎo)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目的蛋白表達(dá)時(shí)間和水平的精確控制，增強(qiáng)了生產(chǎn)的可預(yù)測(cè)性和一致性。

5）適應(yīng)性強(qiáng)與多樣性：CHO細(xì)胞系種類繁多，既有適應(yīng)于基礎(chǔ)研究的野生型細(xì)胞，也有經(jīng)過(guò)基因編輯的工程化細(xì)胞，比如敲除特定酶活性以減少非人源糖鏈的產(chǎn)生，或者增強(qiáng)某些代謝路徑以提升蛋白質(zhì)的產(chǎn)量和質(zhì)量。這種多樣性為科研人員提供了靈活的選項(xiàng)，可根據(jù)項(xiàng)目需求選擇最合適的基礎(chǔ)細(xì)胞系。

6）應(yīng)用范圍廣：

單抗開發(fā)：多數(shù)商業(yè)化mAb均采用CHO細(xì)胞生產(chǎn)，如阿達(dá)木單抗（Humira）、英夫利昔單抗（Remicade）等。

重組蛋白：如凝血因子、生長(zhǎng)激素、干擾素等，這些蛋白在治療血液疾病、癌癥和其他病癥方面發(fā)揮著重要作用。

病毒樣顆粒（VLPs）：用于疫苗開發(fā)，CHO細(xì)胞能夠組裝出具有天然構(gòu)象的VLPs，刺激機(jī)體產(chǎn)生有效的免疫反應(yīng)。

普健生物優(yōu)勢(shì)：

XtenCHO^TM由普健生物自主開發(fā)用于高效表達(dá)蛋白抗體高密度瞬轉(zhuǎn)表達(dá)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有表達(dá)量高(一般為200-400mg/，部分抗體的表達(dá)量高達(dá)1g/L)，工藝簡(jiǎn)單，有利于高通量抗體表達(dá)。

1. XtenCHO^TM細(xì)胞是普健生物開發(fā)的一種經(jīng)基因改造的CHO細(xì)胞株，使用含配套元件的載體，可以使轉(zhuǎn)染進(jìn)入細(xì)胞的表達(dá)載體拷貝數(shù)增加，延長(zhǎng)游離質(zhì)粒在細(xì)胞內(nèi)的停留時(shí)間，從而使載體攜帶的目的基因獲得高水平，持續(xù)表達(dá)。

2. XtenCHO^TM高密度瞬轉(zhuǎn)表達(dá)系統(tǒng)改進(jìn)了CHO常規(guī)轉(zhuǎn)染方法，采用新穎的高密度轉(zhuǎn)染方法和特殊的細(xì)胞培養(yǎng)模式，提高了轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞活率，使轉(zhuǎn)染細(xì)胞存活時(shí)間從常規(guī)6-7天延長(zhǎng)至10-14天，進(jìn)一步提高了目的蛋白的產(chǎn)量。

3. XtenCHO^TM高密度瞬轉(zhuǎn)表達(dá)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)染試劑、表達(dá)培養(yǎng)基和補(bǔ)料培養(yǎng)基相較于常用的陽(yáng)離子脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑、商業(yè)化CHO瞬轉(zhuǎn)培養(yǎng)基以及補(bǔ)料培養(yǎng)基，成本大大降低，更適用于工業(yè)生產(chǎn)，在規(guī)模較大的重組蛋白瞬時(shí)表達(dá)生產(chǎn)中更能體現(xiàn)其性價(jià)比高的特點(diǎn)。

 

2. 酵母系統(tǒng)

酵母作為一種經(jīng)典的真核生物，在生物技術(shù)和分子生物學(xué)研究中扮演著至關(guān)重要的角色。特別是釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和畢赤酵母（Pichia pastoris）兩種酵母細(xì)胞，因其出色的表達(dá)性能和后修飾能力，成為了工業(yè)生產(chǎn)重組蛋白的重要平臺(tái)。

1）后修飾與糖基化：酵母細(xì)胞能夠進(jìn)行多種類型的后修飾，包括但不限于糖基化、乙?；⒓谆?，這使得它們能夠表達(dá)出具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能特性的蛋白質(zhì)。其中，糖基化尤為關(guān)鍵，因?yàn)樗菦Q定某些蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和活性的重要因素。酵母的糖基化方式雖與哺乳動(dòng)物細(xì)胞有所區(qū)別，但在許多場(chǎng)合下足以支持蛋白的功能表現(xiàn)，特別是在不需要高度人源化糖型的情況下。

2）高效轉(zhuǎn)錄與翻譯：酵母的基因組較小，遺傳信息傳遞效率高，這促進(jìn)了快速的蛋白質(zhì)合成過(guò)程。此外，酵母細(xì)胞的RNA聚合酶和核糖體活性較強(qiáng)，能夠有效地轉(zhuǎn)錄和翻譯外源DNA，從而實(shí)現(xiàn)高效率的蛋白質(zhì)表達(dá)。

3）穩(wěn)定的遺傳操作：與大腸桿菌相比，酵母細(xì)胞的基因組更為復(fù)雜，但也提供了更多遺傳操作的可能性。通過(guò)同源重組等技術(shù)，可以在酵母基因組中定點(diǎn)插入、刪除或替換特定基因，構(gòu)建出具有特定表達(dá)能力的工程菌株。這種方法不僅增加了表達(dá)載體的穩(wěn)定性和表達(dá)量，還允許對(duì)蛋白質(zhì)的后修飾進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。

4）成本效益與簡(jiǎn)易放大：酵母培養(yǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)簡(jiǎn)單，培養(yǎng)條件溫和，無(wú)需復(fù)雜的培養(yǎng)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。加之酵母細(xì)胞體積相對(duì)較大，容易收獲，這使得整個(gè)生產(chǎn)工藝的成本相對(duì)較低，易于從小規(guī)模實(shí)驗(yàn)放大至工業(yè)生產(chǎn)級(jí)別。

5）安全性與法規(guī)遵從性：作為食品工業(yè)中常用的微生物，酵母被認(rèn)為是“一般認(rèn)為安全（GRAS）”的生物體，這極大地減少了其作為表達(dá)宿主時(shí)的監(jiān)管負(fù)擔(dān)，有利于產(chǎn)品審批和市場(chǎng)準(zhǔn)入。

6）應(yīng)用場(chǎng)景：

工業(yè)酶制劑：酵母細(xì)胞能夠高效表達(dá)多種酶類，用于食品加工、能源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。

疫苗生產(chǎn)：通過(guò)表達(dá)病原體的抗原蛋白，酵母可以用來(lái)制備亞單位疫苗或重組蛋白疫苗。

代謝工程：酵母作為代謝工程的模型生物，可用于改造其代謝途徑，生產(chǎn)各類生物燃料和化學(xué)品。

普健生物優(yōu)勢(shì)：

1.具有完備的畢赤酵母表達(dá)平臺(tái)，可以根據(jù)蛋白特性或客戶需求設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案

2.具有高通量篩選平臺(tái)，可以快速有效地獲得最佳表達(dá)條件

3.具有大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)的能力，可滿足每批次1-4000L的生產(chǎn)規(guī)模。

 

真核表達(dá)系統(tǒng)適合純化的蛋白類型：

1.含有復(fù)雜糖基化的蛋白

許多治療性蛋白，如抗體、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、凝血因子等，都需要精確的糖基化修飾來(lái)確保其生物學(xué)活性、穩(wěn)定性和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。

2.需要特定脂質(zhì)錨定或信號(hào)肽處理的蛋白

如G蛋白偶聯(lián)受體(GPCRs)、跨膜蛋白等，其正常功能往往依賴于正確的定位和膜整合過(guò)程，真核細(xì)胞內(nèi)的膜系統(tǒng)和信號(hào)肽識(shí)別顆粒(SRP)等機(jī)制有助于此類蛋白的成熟和定向。

3.涉及復(fù)雜折疊或組裝的大型復(fù)合體蛋白

如病毒樣粒子(VLPs)、酶復(fù)合體、離子通道等，這些蛋白或復(fù)合體通常需要多個(gè)亞單位的協(xié)同裝配以及特定的三維結(jié)構(gòu)，真核細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細(xì)胞器提供了適宜的折疊環(huán)境和質(zhì)量控制機(jī)制。

4.含有二硫鍵的分泌型蛋白

分泌蛋白常含有二硫鍵，這對(duì)維持其空間結(jié)構(gòu)極為關(guān)鍵。真核系統(tǒng)的氧化還原環(huán)境有利于二硫鍵的正確形成。

5.細(xì)胞內(nèi)靶向蛋白或核蛋白

包括轉(zhuǎn)錄因子、組蛋白等，這些蛋白的活性與其在細(xì)胞內(nèi)的定位密切相關(guān)

6.需要磷酸化、泛素化等動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的蛋白

真核細(xì)胞擁有豐富的信號(hào)傳導(dǎo)通路和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，能模擬真實(shí)環(huán)境中蛋白的動(dòng)態(tài)變化。

7.哺乳動(dòng)物細(xì)胞特異性的蛋白

尤其是那些涉及到人源化修飾需求的蛋白，如人源抗體輕重鏈配對(duì)、人源糖型的產(chǎn)生等，只有哺乳動(dòng)物細(xì)胞能夠滿足這種高度定制化的表達(dá)需求。

普健生物擁有不同生物表達(dá)系統(tǒng)，提供各種重組蛋白的生產(chǎn)純化，涵蓋不同科研領(lǐng)域的熱門靶點(diǎn)，滿足不同客戶的實(shí)驗(yàn)需求。歡迎咨詢！

下期將帶科研小伙伴們介紹昆蟲表達(dá)系統(tǒng)！