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- CHO細胞表達系統
中國倉鼠卵巢細胞（Chinese Hamster Ovary cells, 簡(jiǎn)稱(chēng)CHO細胞）自上世紀50年代首次應用于科學(xué)研究以來(lái)，已發(fā)展成為當今生物制藥行業(yè)中最重要的表達系統之一。CHO細胞之所以備受青睞，主要是因為它們能夠提供高度類(lèi)似哺乳動(dòng)物體內環(huán)境的蛋白質(zhì)后修飾，這對生產(chǎn)具有復雜結構和功能特性的治療性蛋白尤為重要。
1）后修飾能力：CHO細胞屬于真核生物，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）安全性與合規性：相比于其他真核表達系統，CHO細胞系被認為更加安全，因為它不含內毒素，且極少感染人源性病毒，這極大減少了產(chǎn)品污染風(fēng)險。同時(shí)，由于長(cháng)期的安全使用記錄，CHO細胞表達的產(chǎn)品更容易獲得監管機構的批準，加快了新藥上市的進(jìn)程。
3）高密度培養技術(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方法，使CHO細胞能夠在懸浮狀態(tài)下達到極高的細胞密度和蛋白表達水平。利用補料-分批培養、連續培養或灌注式培養等技術(shù)，可以有效提升蛋白質(zhì)的總產(chǎn)量和質(zhì)量，滿(mǎn)足大規模生產(chǎn)的需求。
4）遺傳穩定性與可調控表達：CHO細胞具有良好的遺傳穩定性，即使在長(cháng)時(shí)間的連續傳代過(guò)程中也能保持穩定的基因表達特性。此外，通過(guò)引入不同的啟動(dòng)子和誘導系統，可以實(shí)現對目的蛋白表達時(shí)間和水平的精確控制，增強了生產(chǎn)的可預測性和一致性。
5）適應性強與多樣性：CHO細胞系種類(lèi)繁多，既有適應于基礎研究的野生型細胞，也有經(jīng)過(guò)基因編輯的工程化細胞，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，可根據項目需求選擇最合適的基礎細胞系。
6）應用范圍廣：
單抗開(kāi)發(fā)：多數商業(yè)化mAb均采用CHO細胞生產(chǎn)，如阿達木單抗（Humira）、英夫利昔單抗（Remicade）等。
重組蛋白：如凝血因子、生長(cháng)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(zhù)重要作用。
病毒樣顆粒（VLPs）：用于疫苗開(kāi)發(fā)，CHO細胞能夠組裝出具有天然構象的VLPs，刺激機體產(chǎn)生有效的免疫反應。
普健生物優(yōu)勢：
XtenCHOTM由普健生物自主開(kāi)發(fā)用于高效表達蛋白抗體高密度瞬轉表達系統，該系統具有表達量高(一般為200-400mg/，部分抗體的表達量高達1g/L)，工藝簡(jiǎn)單，有利于高通量抗體表達。
1. XtenCHOTM細胞是普健生物開(kāi)發(fā)的一種經(jīng)基因改造的CHO細胞株，使用含配套元件的載體，可以使轉染進(jìn)入細胞的表達載體拷貝數增加，延長(cháng)游離質(zhì)粒在細胞內的停留時(shí)間，從而使載體攜帶的目的基因獲得高水平，持續表達。
2. XtenCHOTM高密度瞬轉表達系統改進(jìn)了CHO常規轉染方法，采用新穎的高密度轉染方法和特殊的細胞培養模式，提高了轉染后的細胞活率，使轉染細胞存活時(shí)間從常規6-7天延長(cháng)至10-14天，進(jìn)一步提高了目的蛋白的產(chǎn)量。
3. XtenCHOTM高密度瞬轉表達系統的轉染試劑、表達培養基和補料培養基相較于常用的陽(yáng)離子脂質(zhì)體轉染試劑、商業(yè)化CHO瞬轉培養基以及補料培養基，成本大大降低，更適用于工業(yè)生產(chǎn)，在規模較大的重組蛋白瞬時(shí)表達生產(chǎn)中更能體現其性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)。
- 酵母系統
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(zhù)至關(guān)重要的角色。特別是釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和畢赤酵母（Pichia pastoris）兩種酵母細胞，因其出色的表達性能和后修飾能力，成為了工業(yè)生產(chǎn)重組蛋白的重要平臺。
1）后修飾與糖基化：酵母細胞能夠進(jìn)行多種類(lèi)型的后修飾，包括但不限于糖基化、乙?；?、甲基化等，這使得它們能夠表達出具有復雜結構和功能特性的蛋白質(zhì)。其中，糖基化尤為關(guān)鍵，因為它是決定某些蛋白質(zhì)穩定性和活性的重要因素。酵母的糖基化方式雖與哺乳動(dòng)物細胞有所區別，但在許多場(chǎng)合下足以支持蛋白的功能表現，特別是在不需要高度人源化糖型的情況下。
2）高效轉錄與翻譯：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，酵母細胞的RNA聚合酶和核糖體活性較強，能夠有效地轉錄和翻譯外源DNA，從而實(shí)現高效率的蛋白質(zhì)表達。
3）穩定的遺傳操作：與大腸桿菌相比，酵母細胞的基因組更為復雜，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，構建出具有特定表達能力的工程菌株。這種方法不僅增加了表達載體的穩定性和表達量，還允許對蛋白質(zhì)的后修飾進(jìn)行精準調控。
4）成本效益與簡(jiǎn)易放大：酵母培養所需的營(yíng)養物質(zhì)簡(jiǎn)單，培養條件溫和，無(wú)需復雜的培養設備即可實(shí)現大規模生產(chǎn)。加之酵母細胞體積相對較大，容易收獲，這使得整個(gè)生產(chǎn)工藝的成本相對較低，易于從小規模實(shí)驗放大至工業(yè)生產(chǎn)級別。
5）安全性與法規遵從性：作為食品工業(yè)中常用的微生物，酵母被認為是“一般認為安全（GRAS）”的生物體，這極大地減少了其作為表達宿主時(shí)的監管負擔，有利于產(chǎn)品審批和市場(chǎng)準入。
6）應用場(chǎng)景：
工業(yè)酶制劑：酵母細胞能夠高效表達多種酶類(lèi)，用于食品加工、能源轉換等領(lǐng)域。
疫苗生產(chǎn)：通過(guò)表達病原體的抗原蛋白，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(lèi)生物燃料和化學(xué)品。
普健生物優(yōu)勢：
1.具有完備的畢赤酵母表達平臺，可以根據蛋白特性或客戶(hù)需求設計不同的實(shí)驗方案
2.具有高通量篩選平臺，可以快速有效地獲得最佳表達條件
3.具有大規模發(fā)酵生產(chǎn)的能力，可滿(mǎn)足每批次1-4000L的生產(chǎn)規模。
真核表達系統適合純化的蛋白類(lèi)型：
1.含有復雜糖基化的蛋白
許多治療性蛋白，如抗體、細胞因子、生長(cháng)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(lài)于正確的定位和膜整合過(guò)程，真核細胞內的膜系統和信號肽識別顆粒(SRP)等機制有助于此類(lèi)蛋白的成熟和定向。
3.涉及復雜折疊或組裝的大型復合體蛋白
如病毒樣粒子(VLPs)、酶復合體、離子通道等，這些蛋白或復合體通常需要多個(gè)亞單位的協(xié)同裝配以及特定的三維結構，真核細胞的內質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細胞器提供了適宜的折疊環(huán)境和質(zhì)量控制機制。
4.含有二硫鍵的分泌型蛋白
分泌蛋白常含有二硫鍵，這對維持其空間結構極為關(guān)鍵。真核系統的氧化還原環(huán)境有利于二硫鍵的正確形成。
5.細胞內靶向蛋白或核蛋白
包括轉錄因子、組蛋白等，這些蛋白的活性與其在細胞內的定位密切相關(guān)
6.需要磷酸化、泛素化等動(dòng)態(tài)調節的蛋白
真核細胞擁有豐富的信號傳導通路和調控網(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、人源糖型的產(chǎn)生等，只有哺乳動(dòng)物細胞能夠滿(mǎn)足這種高度定制化的表達需求。
普健生物擁有不同生物表達系統，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(mén)靶點(diǎn)，滿(mǎn)足不同客戶(hù)的實(shí)驗需求。歡迎咨詢(xún)！
下期將帶科研小伙伴們介紹昆蟲(chóng)表達系統！
