基因编辑技术在CHO工程细胞株改造中的应用研究进展

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细胞工程的应用实例及原理

细胞工程的应用实例及原理

细胞工程的应用实例及原理细胞工程是一门涉及生物学、工程学和医学等多学科交叉的学科领域,主要研究利用工程技术手段调控和操纵生物细胞,以实现特定的功能和应用。

下面将介绍几个细胞工程的应用实例及其原理。

1. 细胞治疗细胞治疗是指利用活体细胞作为治疗手段来治疗各种疾病。

细胞工程通过培养和扩增患者自身的干细胞或特定的细胞类型,如造血干细胞、T细胞等,然后将其重新引入患者体内,通过细胞的生物学特性和功能修复破损组织或改变疾病的进程。

例如,利用干细胞转化为心肌细胞可以修复心脏组织的损伤,治疗心脏病;利用改造的T细胞可以攻击癌细胞,治疗癌症。

2. 人工器官细胞工程技术可以用于构建人工器官,主要包括通过细胞培养和支架材料结合的方法,构建出可移植的人工心脏、肝脏、肺等器官。

其原理是利用可生物降解的支架材料作为蓝本,通过细胞培养技术培养和定向分化相应的细胞,然后将这些细胞种植在支架上,培养出与人体器官相似的结构和功能。

这种方法可以解决器官移植的短缺问题,并减少免疫排斥反应。

3. 功能基因组学功能基因组学是通过调控和操作细胞内的基因表达来研究基因功能及其调控机制。

细胞工程可以通过基因编辑技术,如CRISPR/Cas9等,针对特定的基因进行精确修改和调控。

这种方法可以帮助我们理解基因的功能,发现相关疾病的致病机制,并为疾病的治疗提供新的思路和方法。

4. 生物制药细胞工程在生物制药领域有着广泛的应用。

通过利用细胞工程技术,可以构建工程细胞(如CHO细胞)来表达和生产重组蛋白、抗体、疫苗等生物药物。

其原理是将含有目标基因的质粒或病毒载体导入到工程细胞中,使其表达和生产特定的蛋白。

这种方法可以大规模生产高效、纯度高的生物药物,满足疾病预防和治疗的需求。

5. 人工肉细胞工程技术在人工肉的制造上也起到了重要作用。

通过从动物体内提取肌肉干细胞,然后在体外培养、扩增并分化为肌纤维细胞,最后形成肌肉组织。

这样可以实现无需屠宰动物,获得与传统肉相似的食品。

利用细胞工程技术改造重组蛋白生产用CHO细胞的研究进展

利用细胞工程技术改造重组蛋白生产用CHO细胞的研究进展

利用细胞工程技术改造重组蛋白生产用CHO细胞的研究进展刘娜;袁宝珠【期刊名称】《中国医药生物技术》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P369-371)【作者】刘娜;袁宝珠【作者单位】100050 北京,中国食品药品检定研究院细胞资源保藏研究中心/卫生部生物技术产品检定方法及其标准化重点实验室;100050 北京,中国食品药品检定研究院细胞资源保藏研究中心/卫生部生物技术产品检定方法及其标准化重点实验室【正文语种】中文重组蛋白产品,即通过 DNA 重组技术使目的基因在相应宿主细胞中表达所获得的蛋白产品。

其中,E.coli 源的占 42%,酵母源的占 21%,中国仓鼠卵巢(Chinese hamster overy,CHO)细胞源的占 29%。

而在与治疗和预防相关的重组蛋白中,CHO 细胞源的已近 70%[1]。

CHO 细胞是在 1957年由美国科罗拉多大学Theodore T.Puck 从一成年雌性仓鼠卵巢中分离获得的,其增殖快,在体外传代上百次后仍保持增殖能力[2]。

该细胞染色体数为 22 条,性状和带型特征独特,因此早期多被用于遗传学研究。

在表达重组蛋白方面,与 E.coli、酵母菌相比,CHO 细胞具有相对完善的蛋白质翻译后修饰系统。

此外,由于生物技术发展和高产筛选方法的逐步优化,CHO 细胞已成为目前表达重组蛋白最为理想的细胞基质[3]。

然而,现阶段 CHO细胞的重组蛋白产品的产量及活性尚无法完全满足市场需求,传统的改良手段已很难再提高CHO 表达重组蛋白的能力。

而细胞工程技术,特别是基因沉默(RNAi)技术,具有提高重组蛋白产量和(或)活性的巨大潜力。

然而,在我国尚未见到利用此策略改造 CHO 细胞的报道。

本文就CHO 细胞改造,尤其是基于 RNAi 技术的改造作简要综述,为我国建立自主知识产权的细胞系奠定基础。

1 CHO 细胞生物学特性1.1 适于重组蛋白表达的生物特性CHO 细胞很少分泌内源性蛋白,但可高表达成熟的外源蛋白。

生物学中的生物技术应用与生物医学研究进展

生物学中的生物技术应用与生物医学研究进展

生物学中的生物技术应用与生物医学研究进展生物技术是一门综合性学科,涉及生物学、化学、物理学、计算机科学等多个领域。

在生物学中,生物技术应用广泛,主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和蛋白质工程等。

生物医学研究进展则主要涉及生物医药、生物材料、生物诊断和生物治疗等方面。

以下是生物学中生物技术应用与生物医学研究进展的详细介绍:1.基因工程:基因工程是通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程在农业、医学、环境保护等领域具有重要意义。

2.细胞工程:细胞工程旨在研究和应用细胞生物学原理,通过细胞培养、细胞融合、核移植等技术,实现细胞株、细胞系的建立和生物制品的生产。

细胞工程在生物制药、疾病模型研究等方面具有重要应用。

3.酶工程:酶工程是利用生物化学和分子生物学的原理,对酶进行改造和应用的研究领域。

酶工程在食品工业、洗涤剂、制药等领域具有广泛应用。

4.蛋白质工程:蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活需求。

蛋白质工程在药物开发、生物材料等领域具有重要意义。

5.生物医药:生物医药是指运用生物技术手段研发的药物和治疗方法,包括重组蛋白质药物、抗体药物、基因治疗药物等。

生物医药在治疗肿瘤、遗传病、传染病等方面具有重要应用。

6.生物材料:生物材料是指用于生物体内或与生物体相接触的materials,具有生物相容性、生物可降解性和生物活性等特点。

生物材料在医学、生物学、化学等领域具有重要应用。

7.生物诊断:生物诊断是指利用生物学、化学和分子生物学技术,对生物样品进行定性、定量分析,以检测和诊断疾病。

生物诊断技术在临床医学、疾病预防、健康管理等方面具有重要意义。

8.生物治疗:生物治疗是指利用生物制品或生物技术手段,对疾病进行治疗的方法。

生物治疗包括免疫治疗、基因治疗、细胞治疗等,广泛应用于癌症、遗传病、免疫系统疾病等领域。

CHO细胞培养生产抗体药物的工艺优化与放大研究工程

CHO细胞培养生产抗体药物的工艺优化与放大研究工程

文献综述
CHO细胞大规模培养技术是近年来发展起来的真核细胞表达系统,被广泛应用 于单克隆抗体的生产。根据文献报道,影响CHO细胞大规模培养的主要因素包 括细胞培养基质、培养条件、细胞株选择和下游分离纯化工艺等。通过优化这 些因素,可有效提高CHO细胞培养的效率和单克隆抗体的产量。
研究方法
本研究采用CHO细胞系进行大规模培养,通过优化细胞培养基质、培养条件以 及下游分离纯化工艺,实现高效表达和纯化单克隆抗体。具体实验方法如下:
一、引言
乙肝疫苗是预防乙型肝炎病毒感染的重要手段。其中,重组CHO细胞乙肝疫苗 是一种高效、安全、易于生产的疫苗。然而,随着疫苗需求的不断增加,提高 生产效率和产品质量成为了亟待解决的问题。因此,本次演示将对重组CHO细 胞乙肝疫苗的生产工艺进行优化。
二、材料与方法
1、材料
重组CHO细胞乙肝疫苗生产所需材料包括CHO细胞、培养基、血清、胰蛋白酶、 葡萄糖、谷氨酰胺等。
参考内容二
摘要
本次演示旨在探讨重组CHO细胞乙肝疫苗生产工艺的优化。通过对现有生产工 艺的分析和研究,我们提出了一系列工艺优化方案,并对其进行了实验验证。 实验结果表明,优化后的生产工艺显著提高了乙肝疫苗的生产效率和产品质量。
关键词:重组CHO细胞乙肝疫苗, 生产工艺,优化
This article aims to explore the optimization of production process for recombinant CHO cell hepatitis B vaccine. Through the analysis and research of existing production processes, we propose a series of process optimization plans and experimentally verify them. The experimental results show that the optimized production proces

cho细胞的应用场景

cho细胞的应用场景

cho细胞的应用场景cho细胞(Chinese hamster ovary cell)是一种常用的哺乳动物细胞系,由中国仓鼠卵巢细胞培养而成。

由于其良好的生长特性和高产生物分子的能力,cho细胞已经成为生物制药领域中广泛应用的细胞系。

本文将从药物生产、疫苗研发、疾病模型以及基因工程等方面介绍cho细胞的应用场景。

一、药物生产cho细胞广泛应用于药物生产领域。

由于其稳定的遗传特性和高产物表达能力,cho细胞成为了大规模生产重组蛋白药物的理想细胞工厂。

cho细胞可通过基因工程技术,将需要表达的外源基因导入细胞中,使其产生目标蛋白。

这些目标蛋白包括抗体、生长因子、酶和激素等。

cho细胞的高产能和稳定性使得药物生产过程更加可靠和高效。

二、疫苗研发cho细胞在疫苗研发中也发挥着重要作用。

疫苗是预防疾病的有效手段,而cho细胞可以作为疫苗生产的重要工具。

利用基因工程技术,将病原体的抗原基因导入cho细胞中,使其表达目标抗原。

这些目标抗原可以激发人体免疫系统产生特异性抗体,从而提供对疾病的保护。

cho细胞在疫苗研发中的应用,可以加速疫苗的生产和推广,为人类健康做出贡献。

三、疾病模型cho细胞也被广泛应用于疾病模型研究中。

疾病模型是研究疾病发生机制和药物治疗效果的重要工具。

利用基因编辑技术,可以在cho细胞中模拟多种疾病的相关基因突变。

通过对这些突变cho细胞的研究,可以深入了解疾病的发生和发展过程,为疾病的诊断和治疗提供理论依据。

四、基因工程cho细胞在基因工程中也有着广泛的应用。

基因工程是一种通过改变生物体的遗传信息来获得新的性状或功能的技术。

利用基因编辑技术,可以在cho细胞中精确修改特定基因,实现对基因功能的研究和调控。

这些基因编辑技术包括CRISPR/Cas9、TALEN和ZFN 等。

通过基因工程技术,可以将cho细胞转化为细胞工厂,产生更多有价值的生物产品。

cho细胞在药物生产、疫苗研发、疾病模型和基因工程等领域都有着广泛的应用。

20202021大学基因工程期末课程考试试卷含答案

20202021大学基因工程期末课程考试试卷含答案

20202021大学基因工程期末课程考试试卷含答案2020-2021大学基因工程期末课程考试试卷(含答案)一、选择题(共40题,每题2分,共80分)1. 以下哪项不是基因工程的主要应用领域?A. 转基因植物的培育B. 基因治疗的研究C. 疾病的基因诊断D. 遗传算法的应用2. 哪个细胞器是负责蛋白质合成的?A. 叶绿体B. 中心体C. 核糖体D. 质体3. 基因工程研究中的DNA重组技术是指:A. DNA的合成B. DNA的裂解C. DNA的修复D. DNA的重排4. 下面哪种技术是基因工程研究中经常用到的?A. 西方印迹B. 南方印迹C. 北方印迹D. 东方印迹5. PCR反应中,以下哪项是PCR的三个温度阶段?A. 解链、退火、延伸B. 解链、延伸、退火C. 退火、解链、延伸D. 延伸、退火、解链... (省略部分内容)二、判断题(共10题,每题2分,共20分)请判断以下各题,正确的在括号内打“√”,错误的在括号内打“×”。

1. (√)基因工程是应用与微生物的生物技术,对生物技术的发展起到了巨大推动作用。

2. (×)扩增子是一段有相同序列的DNA重复片段。

3. (√)逆转录聚合酶是将RNA的信息转录为DNA的酶类。

4. (√)转基因技术被广泛应用于农作物的改良。

5. (×)CRISPR/Cas9是一种RNA干扰技术。

三、简答题(共5题,每题10分,共50分)1. 请简述基因工程的概念及其应用领域。

解答示例:基因工程是利用生物技术对生物体中的基因进行操作与改变的一门学科。

其应用领域涵盖农业、医学、工业等多个领域。

例如,基因工程可以通过转基因技术,将具有特定性状的基因导入植物,提高作物的产量和抗逆能力;在医学领域,基因工程可以用于基因诊断、基因治疗等,旨在改善人类健康状况;在工业领域,基因工程可以生产各种重要蛋白质和化合物,应用于药物生产、环境污染治理等方面。

2. 请简述PCR反应的原理及其在基因工程中的应用。

生物药品的基因编辑技术在制药中的应用考核试卷

生物药品的基因编辑技术在制药中的应用考核试卷
(答题括号__________)
7.基因编辑技术中,Cas9蛋白来源于哪种微生物?
A.大肠杆菌
B.链球菌
C.金黄色葡萄球菌
D.枯草杆菌
(答题括号__________)
8.锌指蛋白技术进行基因编辑时,主要依赖以下哪种结构?
A.锌指蛋白
B.CRISPRRNA
C.单链DNA
D.转录激活因子
(答题括号__________)
10.以下哪些因素可能影响基因编辑技术的效率?
A. gRNA的序列设计
B. Cas9蛋白的表达水平
C.细胞类型
D.细胞周期阶段
(答题括号__________)
11.基因编辑技术在临床应用中面临的挑战包括哪些?
A.安全性问题
B.递送效率
C.成本问题
D.法规和伦理问题
(答题括号__________)
12.以下哪些技术可以用于检测基因编辑的脱靶效应?
6.转录激活因子样效应结构域技术(TALEN)
6. ABC
7. ABCD
8. ABC
9. ABC
10. ABCD
11. ABCD
12. ABCD
13. ABCD
14. ABC
15. ABCD
16. ABCD
17. ABC
18. ABC
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.链球菌
2.同源定向修复(HDR)
3.脂质体
4. β-地中海贫血症
5.优化gRNA设计
B.法律法规限制
C.伦理问题
D.技术普及度低
(答题括号__________)
17.基因编辑技术中,HDR途径的局限性包括:

CHO细胞生产蛋白糖基化影响的研究

CHO细胞生产蛋白糖基化影响的研究

CHO细胞生产蛋白糖基化影响的研究作者:杜秀冬来源:《科技风》2020年第23期摘要:蛋白质的糖基化对于其作为生物治疗剂至关重要,已经展开了许多对中国仓鼠卵巢细胞生产蛋白糖基化的研究。

生物过程参数和培养基添加剂可调节蛋白质的糖基化。

本文介绍了工程策略方面的进展。

关键词: CHO细胞;糖基化;蛋白中国仓鼠卵巢(CHO)细胞被广泛用于生物治疗药物的生产中,部分原因是它们能够产生糖基化的蛋白质。

糖基化通过影响分子的半衰期和效率而在蛋白质功能中起关键作用,并有可能对糖蛋白的安全性产生不利影响[1]。

研究人员采用不同的方法包括改变工艺条件、补充培养基添加剂以及宿主细胞系的修饰来调节蛋白质分子的糖基化谱。

糖蛋白通常是指各种翻译后修饰,尤其是蛋白质N-糖基化,它对蛋白质的功效和免疫原性起着至关重要的作用。

蛋白质功能受糖基化作用,在结合、溶解度、稳定性和折叠等方面有影响。

1 通过工艺优化控制糖基化通过优化工艺条件如溶解氧(DO)、pH、温度和培养持续时间等从而影响蛋白质的糖基化。

Chotigeat及其同事发现,将重组人CHO的卵泡刺激素(hFSH)的表达受β肌动蛋白启动子控制的重组CHO细胞系在无蛋白质培养基上稳定灌流培养。

增加DO浓度提升了唾液酸转移酶的活性,FSH亚型向较低的pI部位转移,这使得唾液酸含量的增加。

随着hFSH比生产率的增加,其亚型分布向低pI亚型转移[2]。

相反,对Epo-Fc融合蛋白[3]和rEPO[4]的研究发现DO对唾液酸化没有影响。

对表达EPO的CHOK1细胞的进一步研究表明,DO对触角程度没有影响,但是有一个最佳的DO范围可使岩藻糖基化最大化。

对于IgG1的末端半乳糖基化,随着DO浓度的降低观察到聚糖链半乳糖基化程度降低[5]。

CHO培养过程中向较低培养温度的转变也会影响糖基化。

使用表达人组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)的CHO细胞进行的研究与多糖位点占有率的增加和温度的降低相关[6]。

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用 同源 D NA 序列作为 模板进行 修复 ;机制 2 :非 同源末
端连接修 复机制 ( NHE J )即非 同源 DN A 片段 断裂末 端彼 此连接 L 2 0 】 。 目前基 因编辑工具主要 应用于对特定基 因的敲 除( k n o c k o u t ) / 敲入 ( k n o c k i n ) , 而对基 因敲低 ( k n o c k . d o wn ) 的研究甚少 【 J j 。 在现代生物 制药产业 中, 哺乳动物细胞是最为 常用 的宿 主细胞 ,尤其是 中国仓 鼠卵巢细胞 ( C h i n e s e h a ms t e r o v a r y , C H O) ,常用于生产各种具有重要药用价值 、并具有复杂翻 译后修饰 的蛋 白, 如治疗性单克 隆抗体等 [ 4 ] 。 目前, C HO 己
酶 ( t r a n s c r i p t i o n a c t i v a t o r — l i k e e f e c t o r s n u c l e a s e s , T AL E Ns ) , ( d i h y d r o f o l a t e r e d u c t a s e ,DH F R)基 因 ,S i g ma A l d r i c h 公
司 已将 这 些 经 过 改 造 的 C HO 细 胞 株 ( 敲 除 GS 或 多家生物制药公司将该细胞株用于生 物 制品 ( 如单克隆抗体 )的研发和生产 。 1 . 2 改造 C H O 工程细胞株以抵御鼠源 性病 毒污染 在 C HO 细胞 培养过程 中病毒污染 是一种致命性 的灾 难 ,不仅给企业带来 巨大的商业损失,若被污染的生物制品 流入 市场还会对 患者 用药安全 性带来极大风 险, 即使在 整个 细 胞 培养 环节 中均使 用 无动 物源 性 成分 或化 学 成分 限定 ( c h e mi c a l l y — d e i f n e d ) 原材料来生产 , 也不能完全规避 C HO
绍 C R I S P R / C a s 9技术 ) 在 C H O 工 程 细 胞株 改 造 方 面 的 应
用进 展。
用该细胞系表达一种 I g G1型抗体 时, 其表达 能力和产物质 量均未受 S L C 3 5 A1基因敲除的影 响。
成 为 各 大 跨 国制 药 公 司 生 产 单 克 隆 抗 体 药 物 的 首 选 宿 主 细
的科学家最 近利用 Z F Ns技术开发 了一 款可 以抵御 MMv
病毒 的 C HO 细胞株 。MMV 病 毒侵染 C HO 细 胞主要依
赖于其病 毒衣壳与 C H O 细胞表面 的特 定多糖 ( 糖链 末端 含有唾液酸 ) 相结合 , 而 C HO 细胞 基因组内 S L C 3 5 A1基 因表达的蛋 白负责将 唾液酸转运至高尔基体 , 并在高尔基体 内完成该多糖链 的组装。Ma s c a r e n h a s等 【 8 】 使用 Z F Ns基因 编辑技术靶 向敲除 S L C 3 5 A1基 因,从而使 C HO 细 胞可 免 受 MMV 病毒的侵染。研究结果显示 ,当使用 MMV 病
增殖停 止 ;而敲 除 S L C 3 5 Al基因后 的 C H 0 细胞却未被
MMV 病 毒 侵 染 ,细 胞 生 长 保 持 正 常 。 更 令人 兴 奋 的是 ,当
具 可方 便快捷地 改造甚至 设计 出理想的工程 细胞株用 于商
业化生 产。以下将概述 目前三大主流基 因编辑 工具 ( 重点介
细 胞 感 染 动 物 源 性 病 毒 , 如 小 鼠细 小 病 毒 ( mu r i n e mi n u t e v i r u s , MMV) 污 染 的风 险 。 Me r c k 公 司 旗 下 Mi l l i F I o r e S i g ma
再到近两年愈加火热 的 C R I S P R / Ca s 9系统 ,随着新基 因编

综 述

基 因编辑技术在 C H O工程细胞株 改造 中 的应 用 研 究进 展
蔡 俊 立 ,胡 泽斌 ,沈毅 琚
基 因编辑技术是近 几年迅速发展起来、 可实现对基 因组 进行靶 向精确修饰 的一种 生物技术, 通过该技术可对基 因进 行 定 位 突 变 、插 入 或 敲 除 。从 最 初 应 用 的 锌 指 核 酸 酶 ( z i n c . i f n g e r n u c l e a s e s ,Z F Ns )到转录激活样效应 因子核酸
毒 去 侵染 野 生 型和 敲 除 S L C 3 5 A1 基 因 后 的 C HO 细 胞 时 ,野 生 型 C HO 细 胞 可 迅 速 被 侵 染 并 造 成 细 胞 活 力 下 降 、
胞 。但在药物研发过程 中,如何得到高表达且产物质量稳定

致的工程细胞株是 巨大挑战之~ 。 而使用新型基因编辑工
中 国医 药生 物技 术
2 0 1 7年 4月第 1 2卷 第 2期
C h i nMe d B i o t e c h n o l , Ap r i l 2 0 1 7 , V o 1 . 1 2 , No . 2
I 7 l
D O I : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 3 - 7 1 3 X. 2 0 1 7 . 0 2 . 0 1 3
辑工具 的不 断发掘 , 对 基因组进行定 向改造 的工作将变得更
加 高效精准 、方便快捷【 1 ] 。 基 因编 辑工具可 实现在基 因组特 定位 点 DN A 双 链断 裂 ,随后 ,断裂 的 D NA 双链将 主要通过 两种分子机 制进 行修 复,机制 1 :同源重组修复 ( HD R)即损 伤的 D NA 使
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