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4.3.3支原体污染对细胞影响及污染物的检测
细胞培养(特别是传代细胞)被支原体污染是个世界性问题,是细胞培养最常见的、干扰试验结果的一种污染。但由于不易被察觉,有些污染的细胞仍在被应用。研究表明,95%以上是以下四种:口腔支原体(M.orale)、精氨酸支原体(M.arginini)、猪鼻支原体(M.hyorhinis)和莱氏无胆甾原体(A.laidlawii),为牛源性。以上是最常见的污染细胞培养的支原体菌群,但能够污染细胞的支原体种类是很多的,国外调查证明,大约有二十多种支原体能污染细胞,有的细胞株可以同时污染两种以上的支原体。据查,目前各实验室使用的二倍体细胞和传代细胞中约有11%的细胞受到支原体污染。 5抗凋亡策略在细胞大规模培养中的应用
生物反应器动物细胞大规模生产过程中,细胞凋亡在细胞死亡中占主要部分。最近研究显示在大规模培养生物反应器中细胞的死亡中80%是凋亡所导致,而不是以前所认为的坏死。而在大规模细胞培养中,细胞死亡是维持细胞高活性和高密度的最大障碍。理论上讲,防止或延长细胞死亡,可以极大提高生物反应器生产重组蛋白的产量。
细胞凋亡由一系列基因精确地调控,是多细胞生物发育和维持稳态所必需的生理现象。已知凋亡的最终执行者是Caspase家族,它们均为半胱氨酸蛋白酶,各识别一个4氨基酸序列,并在识别序列C端天冬氨酸残基处将底物切断。Caspase含有可被自身识别的序列,可以切割活化自身而导致信号放大,并作用于下游Caspase成员,从而形成Caspase家族的
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级联放大,最终作用于效应蛋白,引起细胞凋亡。 5.1 营养物质抗凋亡
在常规生物反应器构造中,营养耗竭或缺乏培养基中特殊的生长因子则引起凋亡,例如血清,糖或特殊氨基酸的耗尽。培养基中添加氨基酸或其它关键营养可抑制凋亡、延长培养时间从而提高产品的生产。大规模培养中细胞凋亡主要由于营养物质的耗竭或代谢产物的堆积引起,如谷氨酰胺的耗竭是最常见的凋亡原因,而且凋亡一旦发生,补加谷氨酰胺已不能逆转凋亡。另外,动物细胞在无血清、无蛋白培养基中进行培养时,细胞变得更为脆弱,更容易发生凋亡。 5.2 基因抗凋亡
与凋亡相关的一系列基因产物可对其进行正、负向的调控,因此可通过导入相应基因来调节细胞凋亡的机制。Bcl-2基因是目前最为有效的抗凋亡基因,在多种细胞系中均表现出很强的抗凋亡活性。 5.3 化学方法抗凋亡
凋亡发生时细胞许多部位发生生化物质的改变,有些变化如改变细胞氧化还原条件产生活性氧在凋亡信号阶段发生,其它的如破坏线粒体膜电位、激活caspase则发生在凋亡效应阶段,这在绝大多数细胞死亡中是相同的。因此,阻止这些生化物质的改变可能阻止或至少延迟细胞凋亡的发生,运用化学物质可抑制信号效应阶段的发生,被认为是抗调亡策略之一。
[展望]
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通过几十年的发展至今,CHO细胞已成为生物技术药物最重要的表达或生产系统,这种局面人将持续并且其所占比例有逐年增大趋势。CHO细胞大规模培养技术及其生物反应器工程可广泛应用于抗体、基因重组蛋白质药物、病毒疫苗等生物技术产品的研究开发和工业化生产。国家重点实验室在动物细胞大规模培养技术及其生物反应器工程研究和开发应用方面,长期以来得到国家重大科技攻关计划、863计划等的大力支持,拥有一支精干的研究开发团队和一系列现代化设备仪器,建立了由无血清悬浮培养技术、培养过程及生物反应器设计放大与强化技术、大规模高密度流加和连续灌注培养技术、培养过程计算机实时监测与控制技术、病毒类产品大规模高效生产技术等核心技术组成的大规模动物细胞培养技术及其生物反应器工程平台。而大规模的细胞培养在药物产品的生产方面具有重大的价值。
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