动物细胞培养中使用的载体-生物学图像显微镜
哺乳动物细胞
当蛋白质产品必须具有绝对的真实性时(即生物加工的蛋白质
产品和天然提取的产品完全一样)，我们选择哺乳动物细胞培养。
真实性意味着不仅所有的氨基酸要有正确的排列顺序，而且在培养
细胞中的所有翻译后修饰过程要和在完整的动物体中的翻译后修饰
过程相同。在一些情况下，培养的细胞进行的翻译后修饰可能和这
些细胞在动物体内时不一样。但是对于生物反应器的加工过程来说
，哺乳动物细胞的组织培养将尽可能提供类似于天然产物的产品。
哺乳动物细胞培养系统的另一个优点是大多数具有商业价值的蛋白
质都很容易被细胞排泄出来。
缓慢的生长、昂贵的培养基以及较低的蛋白质表达水平，这些
都使得哺乳动物细胞的组织培养非常昂贵。但是基于哺乳动物细胞
培养的加工过程仍然是非常昂贵的。
目前已经利用了几种作为宿主的细胞系来生产重组蛋白质(利
用重组DNA)。较常用的宿主可能是CHO(中国仓鼠卵母细胞，chines
e hamster ovary)细胞系。
除了生产成本之外，哺乳动物细胞还面临着其他苛刻的限制。
来自于动物的普通细胞仅能分裂几次，这些细胞系非常容易死亡。
一些细胞是不易死亡的或连续的，它们能够像细菌一样连续不停地
分裂。连续细胞系是转化细胞。癌细胞也是转化细胞(即失去抑制
细胞复制的能力)。由于在理论上存在着刺激癌细胞形成的物质可
能被掺人目标产物中的可能，因此产品的纯化过程必须极为小心谨
慎。除掉产品中的核酸是尤为重要的。此外，应用转化细胞时需要
谨慎，以确保工人的安全。 ．
另外，通常在哺乳动物细胞培养中使用的载体来自于灵长类的
病毒。这种载体可能回复成对人类致病的形式，这是一个令人担心
的问题。
大多数载体都不能在普通的宿主细胞中实现目标蛋白的高水平
表达(通常少于总蛋白的5％)。但是，通过基因拷贝数的扩增可以
达到较高的表达水平(例如，大于100mg／L的活性分泌性蛋白质)。
可能需要花费6个月的时间才能使一种CHO细胞系达到稳定的高水平
的表达。当利用杂交瘤细胞生产单克隆抗体时，通常比较容易获得
较高的效价(或产物浓度)。
任何系统的放大生产都可能改变蛋白质产品的质量，这个问题
对动物细胞培养尤其重要。这种问题部分归因于下列事实：即采用
动物细胞培养主要是因为蛋白质产品的真实可靠性是重点的考虑因
素。由于培养条件(剪切力、葡萄糖、氨基糖、DO等)随放大而改变
，细胞对蛋白质的加工效率可能发生变化，改变了翻译后加工的水
平。此外，已经表明蛋白质质量可能随其在间歇培养液中的收获时
间而变化。这种变化可能是因为胞内加工机器的改变，但通常是因
为从死亡细胞中释放出来了蛋白酶和唾液酸苷酶(siIadase，一种
将唾液酸帽子从糖基化蛋白上移除的酶)。过量的蛋白质生产也可
能使胞内蛋白质加工细胞器(即内质网和高尔基体)的加工能力达到
饱和，产生了加工不完全的蛋白质。这些问题能对加工生产的策略
产生重大影响。一家著名的公司曾被迫提前24h收获产品，以便将
专门针对该产品的唾液酸与蛋白质的比率维持在较低的水平。提早
收获导致蛋白质浓度损失30％(同延迟收获相比)。
避免这些问题的策略包括降低唾液酸苷酶的生产水平或提高蛋
白质加工能力的细胞系基因操作，或者选择具有这些特点的细胞系
。重新设计培养基可能也是有用的。可以添加抑制不需要的胞外酶
活性的化学物，或者添加前体物(例如氨基糖)，来提高加工能力。
通过在宿主中添加弱化细胞凋亡的基因(例如bcl 2)能够减弱细胞
裂解。一种技术上的解决方案是：一旦产品生成，就将其从培养基
中移走。例如，可以应用整合了产品捕获步骤的灌注系统。
