摘要：目的:由于强化流加培养工艺(intensified fed batch of ultra-high seeding density,uHSD-IFB)的接种密度与运行密度较高,传统低密度培养工艺的流加策略往往不能提供充足的营养物质用于该过程的细胞维持与产物表达,最终导致过程产率低、经济性下降;通过优化流加培养基以及补料方案,成功建立CHO细胞强化流加培养过程,从而提高目的蛋白产量。方法:以一株表达单克隆抗体的CHO-K1细胞株为研究对象,通过代谢动力学与化学计量学分析,设计出以葡萄糖为控制模型的两阶段动态反馈流加策略,并结合实验设计(design of experiment,DoE)筛选并优化流加培养基中关键微量元素的营养浓度。结果:优化设计后的uHSD-IFB过程有效缓解了uHSD-IFB过程营养物质的耗竭与代谢副产物累积之间的矛盾,实现了超高接种密度培养工艺的细胞生长与产物合成的目的;累积产量相较于优化前提高了95%,日体积产量提高了约97%。结论:该补料策略有助于快速建立高细胞密度、高产物表达的高接种密度强化流加培养过程。

摘要：基于聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)的悬浮人胚胎肾细胞(human embryonic kidney 293 cells,HEK293)转染技术前景广阔,但培养基组分会影响转染效率。简单的离心换液存在污染风险,且影响细胞状态。探究抑制转染效率的关键组分对转染过程的影响机制,有利于从根本上解决该问题。首先通过探究培养基中对转染效率具有潜在影响的组分确定关键组分柠檬酸铁铵(ferric ammonium citrate,FAC)的抑制作用,然后通过考察柠檬酸铁铵添加对细胞状态、PEI与DNA形成的复合物(PEI-DNA complex,PEI-DNA复合物)结合情况、目的基因表达情况的影响,分析其抑制转染效率的机制。结果表明,高浓度的柠檬酸铁铵对细胞转染存在明显抑制作用,且该抑制作用随着柠檬酸铁铵浓度的升高而逐渐增强。当柠檬酸根和铁离子同时存在时才会抑制细胞转染过程。过高浓度的柠檬酸铁铵使PEI-DNA复合物的粒径显著增加,复合物进入细胞更加困难,导致进入细胞的复合物数量减少,最终引起细胞转染效率的大幅下降。柠檬酸铁铵通过影响PEI-DNA复合物的大小限制DNA进入细胞,从而抑制PEI介导的悬浮HEK293细胞转染过程。控制转染时柠檬酸铁铵浓度在20μmol/L内可解决其对转染过程的抑制作用。本研究深入认识了柠檬酸铁铵对PEI介导的悬浮HEK293细胞转染过程的影响及其机制,为悬浮HEK293细胞转染培养基的开发和理性设计提供有力参考。

摘要：目的 设计、构建表达新型冠状病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2) S1蛋白的重组杆状病毒,建立并优化其在昆虫细胞中的生产工艺,为新型冠状病毒肺炎(COVID-19)血清学诊断方法的建立及疫苗开发奠定基础。方法 利用分子克隆技术将S1基因插入pFastBac^(TM)1质粒,获得重组质粒pFastBac-S1,经转座获得重组杆粒rbacmid-S1,转染Sf9细胞后包装获得重组杆状病毒rBV-S1,通过rBV-S1感染High Five^(TM)(Hi5)细胞表达S1蛋白,使用Western blot分析鉴定S1蛋白的表达。在此基础上,建立优化rBV-S1扩增和蛋白表达的工艺,以实现S1蛋白的高效表达。结果 通过特异性引物PCR扩增重组质粒pFastBac-S1与重组杆粒rbacmid-S1,获得大小分别为2 367 bp、4 370 bp的基因片段,表明S1基因成功克隆入pFastBac^(TM)1质粒与bacmid;采用Western blot分析细胞培养上清液,在78 ku处有特异性反应条带,证明在昆虫细胞-杆状病毒表达载体系统(Insect cell-baculovirus expression vector system, IC-BEVS)中成功表达有反应原性的S1蛋白。Sf9细胞以1.5×10^(6)cells/mL接种,MOI=0.01接毒,96 hpi可收获最大病毒滴度为(8.40±0.16)lgTCID_(50)/mL;Hi5细胞以0.8×10^(6)cells/mL接种后培养36 h,以MOI=1接毒,48 hpi可获得最大S1蛋白产量为(4.33±0.09) mg/L。结论 利用IC-BEVS成功表达了S1蛋白,并建立了优化的S1蛋白生产工艺,实现了S1蛋白的高效表达,对COVID-19临床诊断方法的建立及疫苗开发具有重要意义。

摘要：【目的】设计构建分泌表达E2-GM-CSF融合蛋白的HEK293T重组细胞,并评估表达的E2-GM-CSF融合蛋白的免疫原性,为猪瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)的防控提供新的候选亚单位疫苗。【方法】利用PCR方法扩增E2-GM-CSF基因并克隆入慢病毒表达载体pCDH,将得到的重组慢病毒质粒pCDH-E2-GM-CSF包装成E2-GM-CSF慢病毒颗粒,转导HEK293T细胞,经嘌呤霉素加压筛选获得分泌表达E2-GM-CSF融合蛋白的HEK293T重组细胞,纯化表达的E2-GM-CSF融合蛋白经小鼠免疫试验验证其免疫原性。【结果】pCDH-E2-GM-CSF质粒经酶切鉴定,得到大小分别为8172 bp的载体片段和1521 bp的E2-GM-CSF基因片段,表明E2-GM-CSF基因成功克隆入pCDH载体;细胞基因组DNA PCR扩增结果为一条大小为1686 bp的条带,表明E2-GM-CSF基因成功整合至HEK293T细胞基因组;Western blotting分析获得约70 ku的条带,证明E2-GM-CSF融合蛋白在HEK293T细胞中成功分泌表达;SDS-PAGE验证显示,纯化后的E2-GM-CSF融合蛋白为单一条带,纯度较高,大小约70 ku;小鼠免疫血清ELISA检测结果表明,表达的E2-GM-CSF融合蛋白具有良好的免疫原性,免疫后第14天在小鼠血清中检测到效价为1∶300的E2特异性抗体,免疫后第21天E2特异性抗体效价达1∶900,免疫后第28天小鼠血清中的E2特异性抗体效价最高达到1∶8100,远高于E2蛋白的1∶1800。【结论】利用慢病毒载体构建的表达E2-GM-CSF融合蛋白的HEK293T重组细胞可正确分泌表达具有免疫原性的E2-GM-CSF融合蛋白,为CSFV的防控提供了新的候选亚单位疫苗,同时其构建、开发与评估过程也可为其他亚单位疫苗在哺乳动物细胞中的快速表达提供借鉴。

摘要：为开发适合Marc-145细胞生长的无血清悬浮培养基,试验将贴壁Marc-145细胞转入Celer-S001培养基中进行悬浮适应,通过混料试验和水解物筛选试验获得适应Marc-145细胞快速扩增的无血清悬浮培养基,对悬浮培养的Marc-145细胞进行猪繁殖与呼吸综合征病毒感染并检测病毒效含量,评价悬浮培养的Marc-145细胞的病毒扩增能力。结果表明:Marc-145细胞可以在Celer-S001培养基中悬浮培养,其比生长速率为(0.25±0.06)/d;适应Marc-145细胞快速扩增的最优无血清悬浮培养基由B3和B8培养基以0.54∶0.46比例混合,并添加2 g/L的水解物H3构成,Marc-145细胞的比生长速率为(0.51±0.03)/d,密度为3.73×10^(6) cells/mL;细胞接毒后的病毒含量最高可达(5.25±0.25)lgTCID_(50)/mL,表明细胞仍然保持着病毒扩增能力。说明试验成功开发了适合Marc-145细胞生长的无血清悬浮培养基,Marc-145细胞在该培养基中生长良好,具有病毒扩增能力。