從結(jié)構(gòu)到應(yīng)用――探究制藥界的 “超級(jí)明星” CHO 細(xì)胞_abio生物試劑品牌網(wǎng)
CHO細(xì)胞是目前生物制藥行業(yè)最廣泛的真核細(xì)胞之一，CHO在21世紀(jì)最賺錢的生物行業(yè)中在制藥產(chǎn)業(yè)鏈中的扮演了重要的角色，CHO在單抗、疫苗和重組蛋白的生產(chǎn)的過程中，帶來了巨大的商業(yè)價(jià)值。
一、CHO 細(xì)胞：生物制藥的 “搖錢樹”
CHO 細(xì)胞作為生物制藥行業(yè)應(yīng)用最廣泛的真核細(xì)胞之一，在單抗、疫苗和重組蛋白的生產(chǎn)中，創(chuàng)造了令人矚目的商業(yè)價(jià)值。以 2022 年獲批的巴斯夫 HUMIRA 單抗藥為例，自 2015 年起，其年銷售額均超 100 億美元。還有 Pembrolizumab，2020 年成為癌癥一線治療藥，2024 年上半年銷售額已超 142 億美元；Janssen 公司的 Stelara（ustekinumab）用于治療多種疾病，2024 年收益超 75 億美元。這些藥物的成功，離不開 CHO 細(xì)胞的強(qiáng)大助力。
二、獨(dú)特身世：科研探索的理想之選
CHO細(xì)胞其實(shí)就是一種二倍體細(xì)胞，只有22條染色體，比哺乳動(dòng)物少了一半，基因也相對(duì)簡(jiǎn)單，大概有2.4億個(gè)堿基對(duì)和2萬個(gè)基因，這種簡(jiǎn)潔的基因架構(gòu)，使其成為基因編輯和重組蛋白生產(chǎn)的絕佳對(duì)象。2011年，徐迅領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)用Illumina測(cè)序技術(shù)，完成了CHO-K1細(xì)胞基因組的測(cè)序。該細(xì)胞系最早是1957年從原始CHO細(xì)胞中單克隆分離出來的。如1980年通過化學(xué)誘變破壞其中的一個(gè)DHFR基因。后續(xù)得到去除兩個(gè) DHFR 基因的 CHO-DG44 細(xì)胞。利用這些 DHFR 基因缺失細(xì)胞，通過導(dǎo)入含 DHFR 基因的重組載體并添加甲氨蝶呤，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基因擴(kuò)增，大幅提高目的蛋白表達(dá)量，為科研和制藥開辟了新路徑。
CHO 細(xì)胞系的遺傳異質(zhì)性 分支圖說明了 CHO 細(xì)胞譜系的概念。每個(gè)分支都會(huì)導(dǎo)致可能具有不同基因組的新細(xì)胞系。藍(lán)色圓圈表示用于識(shí)別適應(yīng)懸浮培養(yǎng)和無血清培養(yǎng)基的細(xì)胞的選擇程序。黃色的“閃電”表示誘變和篩選產(chǎn)生了兩種 DHFR 缺陷細(xì)胞系。
三、蛋白質(zhì)處理：天然的 “分子工匠”
CHO 細(xì)胞在蛋白質(zhì)處理方面堪稱 “專家”。它擁有完備的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)折疊系統(tǒng)和成熟的高爾基體，二者協(xié)同形成了強(qiáng)大的質(zhì)量控制機(jī)制。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的分子伴侶在蛋白質(zhì)合成時(shí)，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)多肽鏈折疊情況，錯(cuò)誤折疊的蛋白會(huì)被攔截。而成熟的高爾基體則進(jìn)一步對(duì)蛋白進(jìn)行精準(zhǔn)折疊與修飾，這是哺乳動(dòng)物正確折疊蛋白質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保了生產(chǎn)出的蛋白質(zhì)具有正確結(jié)構(gòu)和生物活性，為生物制藥提供了高質(zhì)量的原材料。
四、懸浮培養(yǎng)：開啟生物制藥新紀(jì)元
1980 年，基因泰克的科學(xué)家成功將重組 CHO 細(xì)胞進(jìn)行無血清培養(yǎng)基懸浮培養(yǎng)，首次實(shí)現(xiàn)公斤級(jí)重組組織纖溶酶原激活劑的生產(chǎn)。這一突破讓 CHO 細(xì)胞成為基因泰克的 “寶藏細(xì)胞”，助力公司生產(chǎn)出赫賽汀（Herceptin）、雷珠單抗（Rituxan）、艾克瑞（Avastin）等多款創(chuàng)新藥物，奠定了其在全球生物制藥領(lǐng)域的領(lǐng)軍地位，也推動(dòng)了單克隆抗體等生物藥物的蓬勃發(fā)展，為生物制藥科研帶來了新的方向和思路。
五、CHO構(gòu)建重組蛋白的步驟
1、構(gòu)建攜帶目的基因的重組表達(dá)載體，這個(gè)載體就如同一個(gè)精準(zhǔn)的導(dǎo)航儀，攜帶著能編碼目標(biāo)重組蛋白的特定基因片段，并且配備了強(qiáng)啟動(dòng)子等調(diào)控元件，以驅(qū)動(dòng)后續(xù)基因的高效表達(dá)。
2、通過電擊穿孔、脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染等轉(zhuǎn)染技術(shù)，將重組表達(dá)載體導(dǎo)入 CHO 細(xì)胞內(nèi)。進(jìn)入細(xì)胞后的載體，利用細(xì)胞自身的轉(zhuǎn)錄和翻譯機(jī)制，把攜帶的基因信息轉(zhuǎn)化為信使 RNA（mRNA），mRNA 再作為模板指導(dǎo)核糖體合成蛋白質(zhì)。在這一過程中，CHO 細(xì)胞就像是一個(gè)忙碌的微型工廠，為重組蛋白的誕生提供了所需的各種原料、能量以及適宜的環(huán)境條件，如合適的溫度、酸堿度等。
3、蛋白純化，重組蛋白在細(xì)胞內(nèi)逐漸積累，后續(xù)還需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的下游加工步驟。通過細(xì)胞破碎技術(shù)，如高壓勻漿、超聲破碎等，讓重組蛋白從細(xì)胞內(nèi)釋放出來；再利用親和層析、離子交換層析等多種層析方法，依據(jù)蛋白的不同特性，將重組蛋白從復(fù)雜的細(xì)胞破碎液中精準(zhǔn)分離、純化，去除雜質(zhì)，最終得到高純度、具有生物活性的重組蛋白，滿足醫(yī)藥、科研等諸多領(lǐng)域?qū)?a href="http://www.685443.com/tags-637.html" target="_blank">功能性蛋白的迫切需求。
重組蛋白表達(dá)的過程
六、活細(xì)胞成像儀助力CHO細(xì)胞轉(zhuǎn)染評(píng)估
活細(xì)胞成像通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞在轉(zhuǎn)染過程中的動(dòng)態(tài)變化，幫助評(píng)估轉(zhuǎn)染效率、基因表達(dá)和細(xì)胞健康狀態(tài)。在細(xì)胞轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)中，利用熒光標(biāo)記的轉(zhuǎn)染分子和報(bào)告基因（如GFP），可以觀察轉(zhuǎn)染分子進(jìn)入細(xì)胞、分布及其對(duì)細(xì)胞功能的影響。此外，活細(xì)胞成像還能夠跟蹤細(xì)胞存活、增殖、遷移等行為，評(píng)估轉(zhuǎn)染對(duì)細(xì)胞的生理影響，從而為轉(zhuǎn)染技術(shù)的優(yōu)化和基因功能研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
Celloger 活細(xì)胞成像監(jiān)測(cè)CHO細(xì)胞生長(zhǎng)過程
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介紹
使用康和達(dá) Celloger ?進(jìn)行實(shí)時(shí)細(xì)胞監(jiān)測(cè)和分析，提高科研效率。無需將細(xì)胞從二氧化碳培養(yǎng)箱中取出,即可進(jìn)行復(fù)雜的研究和數(shù)據(jù)分析。在保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的同時(shí)為您節(jié)約寶貴時(shí)間。
輕松實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
遠(yuǎn)程監(jiān)控培養(yǎng)箱內(nèi)的活細(xì)胞，不干擾適合細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境。可以實(shí)時(shí)監(jiān)控細(xì)胞，也可以利用延時(shí)拍攝功能，自動(dòng)拍攝細(xì)胞圖像，只需點(diǎn)擊即可輕松制作延時(shí)視頻。
多孔位延時(shí)成像功能
Celloger ?通過自動(dòng)移動(dòng)的集成相機(jī)和固定在平臺(tái)的培養(yǎng)耗材和樣本，在多個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行細(xì)胞成像。這樣確保了細(xì)胞的穩(wěn)定環(huán)境，從而提高了圖像質(zhì)量和研究準(zhǔn)確性。
熒光和明場(chǎng)鏡頭
憑借熒光和明場(chǎng)鏡頭，Celloger ?可以拍攝高質(zhì)量和高分辨率圖片。
兼容多種培養(yǎng)容器
Celloger ?適配多種夾具以適用多種不同類型的細(xì)胞培養(yǎng)容器，包括孔板、T形瓶、載玻片。
Celloger? 活細(xì)胞成像儀應(yīng)用場(chǎng)景
一、CHO 細(xì)胞：生物制藥的 “搖錢樹”
CHO 細(xì)胞作為生物制藥行業(yè)應(yīng)用最廣泛的真核細(xì)胞之一，在單抗、疫苗和重組蛋白的生產(chǎn)中，創(chuàng)造了令人矚目的商業(yè)價(jià)值。以 2022 年獲批的巴斯夫 HUMIRA 單抗藥為例，自 2015 年起，其年銷售額均超 100 億美元。還有 Pembrolizumab，2020 年成為癌癥一線治療藥，2024 年上半年銷售額已超 142 億美元；Janssen 公司的 Stelara（ustekinumab）用于治療多種疾病，2024 年收益超 75 億美元。這些藥物的成功，離不開 CHO 細(xì)胞的強(qiáng)大助力。
二、獨(dú)特身世：科研探索的理想之選
CHO細(xì)胞其實(shí)就是一種二倍體細(xì)胞，只有22條染色體，比哺乳動(dòng)物少了一半，基因也相對(duì)簡(jiǎn)單，大概有2.4億個(gè)堿基對(duì)和2萬個(gè)基因，這種簡(jiǎn)潔的基因架構(gòu)，使其成為基因編輯和重組蛋白生產(chǎn)的絕佳對(duì)象。2011年，徐迅領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)用Illumina測(cè)序技術(shù)，完成了CHO-K1細(xì)胞基因組的測(cè)序。該細(xì)胞系最早是1957年從原始CHO細(xì)胞中單克隆分離出來的。如1980年通過化學(xué)誘變破壞其中的一個(gè)DHFR基因。后續(xù)得到去除兩個(gè) DHFR 基因的 CHO-DG44 細(xì)胞。利用這些 DHFR 基因缺失細(xì)胞，通過導(dǎo)入含 DHFR 基因的重組載體并添加甲氨蝶呤，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基因擴(kuò)增，大幅提高目的蛋白表達(dá)量，為科研和制藥開辟了新路徑。
CHO 細(xì)胞系的遺傳異質(zhì)性 分支圖說明了 CHO 細(xì)胞譜系的概念。每個(gè)分支都會(huì)導(dǎo)致可能具有不同基因組的新細(xì)胞系。藍(lán)色圓圈表示用于識(shí)別適應(yīng)懸浮培養(yǎng)和無血清培養(yǎng)基的細(xì)胞的選擇程序。黃色的“閃電”表示誘變和篩選產(chǎn)生了兩種 DHFR 缺陷細(xì)胞系。
三、蛋白質(zhì)處理：天然的 “分子工匠”
CHO 細(xì)胞在蛋白質(zhì)處理方面堪稱 “專家”。它擁有完備的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)折疊系統(tǒng)和成熟的高爾基體，二者協(xié)同形成了強(qiáng)大的質(zhì)量控制機(jī)制。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的分子伴侶在蛋白質(zhì)合成時(shí)，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)多肽鏈折疊情況，錯(cuò)誤折疊的蛋白會(huì)被攔截。而成熟的高爾基體則進(jìn)一步對(duì)蛋白進(jìn)行精準(zhǔn)折疊與修飾，這是哺乳動(dòng)物正確折疊蛋白質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保了生產(chǎn)出的蛋白質(zhì)具有正確結(jié)構(gòu)和生物活性，為生物制藥提供了高質(zhì)量的原材料。
四、懸浮培養(yǎng)：開啟生物制藥新紀(jì)元
1980 年，基因泰克的科學(xué)家成功將重組 CHO 細(xì)胞進(jìn)行無血清培養(yǎng)基懸浮培養(yǎng)，首次實(shí)現(xiàn)公斤級(jí)重組組織纖溶酶原激活劑的生產(chǎn)。這一突破讓 CHO 細(xì)胞成為基因泰克的 “寶藏細(xì)胞”，助力公司生產(chǎn)出赫賽汀（Herceptin）、雷珠單抗（Rituxan）、艾克瑞（Avastin）等多款創(chuàng)新藥物，奠定了其在全球生物制藥領(lǐng)域的領(lǐng)軍地位，也推動(dòng)了單克隆抗體等生物藥物的蓬勃發(fā)展，為生物制藥科研帶來了新的方向和思路。
五、CHO構(gòu)建重組蛋白的步驟
1、構(gòu)建攜帶目的基因的重組表達(dá)載體，這個(gè)載體就如同一個(gè)精準(zhǔn)的導(dǎo)航儀，攜帶著能編碼目標(biāo)重組蛋白的特定基因片段，并且配備了強(qiáng)啟動(dòng)子等調(diào)控元件，以驅(qū)動(dòng)后續(xù)基因的高效表達(dá)。
2、通過電擊穿孔、脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染等轉(zhuǎn)染技術(shù)，將重組表達(dá)載體導(dǎo)入 CHO 細(xì)胞內(nèi)。進(jìn)入細(xì)胞后的載體，利用細(xì)胞自身的轉(zhuǎn)錄和翻譯機(jī)制，把攜帶的基因信息轉(zhuǎn)化為信使 RNA（mRNA），mRNA 再作為模板指導(dǎo)核糖體合成蛋白質(zhì)。在這一過程中，CHO 細(xì)胞就像是一個(gè)忙碌的微型工廠，為重組蛋白的誕生提供了所需的各種原料、能量以及適宜的環(huán)境條件，如合適的溫度、酸堿度等。
3、蛋白純化，重組蛋白在細(xì)胞內(nèi)逐漸積累，后續(xù)還需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的下游加工步驟。通過細(xì)胞破碎技術(shù)，如高壓勻漿、超聲破碎等，讓重組蛋白從細(xì)胞內(nèi)釋放出來；再利用親和層析、離子交換層析等多種層析方法，依據(jù)蛋白的不同特性，將重組蛋白從復(fù)雜的細(xì)胞破碎液中精準(zhǔn)分離、純化，去除雜質(zhì)，最終得到高純度、具有生物活性的重組蛋白，滿足醫(yī)藥、科研等諸多領(lǐng)域?qū)?a href="http://www.685443.com/tags-637.html" target="_blank">功能性蛋白的迫切需求。
重組蛋白表達(dá)的過程
六、活細(xì)胞成像儀助力CHO細(xì)胞轉(zhuǎn)染評(píng)估
活細(xì)胞成像通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞在轉(zhuǎn)染過程中的動(dòng)態(tài)變化，幫助評(píng)估轉(zhuǎn)染效率、基因表達(dá)和細(xì)胞健康狀態(tài)。在細(xì)胞轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)中，利用熒光標(biāo)記的轉(zhuǎn)染分子和報(bào)告基因（如GFP），可以觀察轉(zhuǎn)染分子進(jìn)入細(xì)胞、分布及其對(duì)細(xì)胞功能的影響。此外，活細(xì)胞成像還能夠跟蹤細(xì)胞存活、增殖、遷移等行為，評(píng)估轉(zhuǎn)染對(duì)細(xì)胞的生理影響，從而為轉(zhuǎn)染技術(shù)的優(yōu)化和基因功能研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
| 總細(xì)胞覆蓋率（14.1%） | 轉(zhuǎn)染細(xì)胞覆蓋面（6.1%） |
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| Morphology | EPIthelial |
| Culture Properties | Adherent |
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多孔位延時(shí)成像功能
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熒光和明場(chǎng)鏡頭
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