工程化细胞系,减少乳酸,提高产量~~~

文摘   2024-09-24 17:26   山东  

文献阅读

本篇文献的主要目标是通过对哺乳动物细胞系进行工程化改造,操纵乳酸合成途径来减少细胞培养物中乳酸的形成,从而实现单克隆抗体的高产量

LDH-neo21细胞的选择和鉴定

在本研究中,我们对LDH-A 进行了基因靶向改变,以抑制乳酸脱氢酶(LDH)活性。使用的模型细胞是产生针对人纤连蛋白的 IgG 的杂交瘤细胞系 (CRL-1606)。使用带有neo基因盒的LDH-A基因DNA作为新引入的基因。鉴定出含有破坏的LDH-A 基因的杂交瘤细胞变体

根据培养基颜色变化和培养基中乳酸浓度的精确测量,通过初步筛选鉴定出一个克隆,LDH-neo21。在高糖常规培养基中,LDH-neo21细胞的乳酸产量低于正常亲本杂交瘤细胞。尽管正常细胞在指数期乳酸迅速积累并最终达到1922 mM,但LDH-neo21细胞在同一时间段仅产生12 mM乳酸。

测量了LDH-neo21 细胞和正常亲本细胞在细胞生长过程中不同阶段的乳酸脱氢酶活性。工程化细胞的LDH酶活性显著低于正常杂交瘤细胞,仅占正常亲本细胞总LDH活性的50%

琼脂糖电泳和蛋白凝胶电泳均显示,工程化细胞的乳酸脱氢酶量和表达带均低于正常亲本细胞。这表明,乳酸脱氢酶活性的降低与酶量的减少直接相关,而不是与酶催化特性的变化相关

LDH-neo21 细胞的表征

LDH-neo21 细胞中乳酸形成的代谢减少显然对细胞生长、代谢和细胞形态有影响。

结果显示,在6天的分批培养中,LDH-neo21细胞的总细胞密度比正常亲本细胞增加了约30% LDH-neo21 细胞活力也高于正常亲本细胞活力。不过,LDH-neo21细胞的生长速度略低于正常亲代细胞。

测量葡萄糖和谷氨酰胺的消耗以及氨的产生,结果显示,工程化细胞的葡萄糖消耗比正常亲本细胞低25%。两种细胞的谷氨酰胺消耗量相似LDH-neo21 细胞产生的氨略高于正常亲本细胞。

LDH-neo21 细胞的单克隆抗体生产

为了精确评估变异细胞的蛋白质产生,我们对单克隆抗体进行了 ELISA 测定。与分批培养的正常亲本细胞相比,LDH-neo21细胞的抗体产量在6天内增加了2.6倍以上

LDH-neo21 细胞中破坏的 LDH-A 基因的检测

使用LDH-neo21细胞的染色体DNA作为模板,通过PCR证实了杂交瘤细胞基因组中LDH-A基因的破坏PCR结果表明LDH-neo21细胞的基因组DNA中存在neo基因盒序列,而对照杂交瘤细胞的染色体DNA中不存在neo基因盒序列。

结果,在LDH-neo21 DNA的反应中扩增出1.3-kbPCR片段,而对照中不存在该片段与对照细胞的基因组 DNA 反应。 1.3kbPCR片段包含neo基因盒的编码区序列、多聚腺苷酸化信号序列以及neo基因盒插入位点附近的LDH-A序列,表明neo基因稳定插入到LDH-A

总结

作者通过杂交瘤细胞(ATCC-CRL-1606) 中的同源重组部分破坏了 LDH-A 基因。通过G418选择接受了新导入的DNA的细胞,并通过基于96孔板中培养基颜色变化的筛选方法来鉴定LDH缺陷细胞。通过这种筛选方法鉴定出变异细胞 LDH-neo21 并进行了表征。 
LDH-neo21细胞的乳酸比生产率比亲代细胞低50%。细胞内LDH酶活性显著降低。细胞生长在细胞密度和细胞活力方面均得到改善。总细胞密度可能达到 5 × 106 个细胞/mL,而亲本杂交瘤细胞的细胞密度为 3.5 × 106 个细胞/mL,增加了 30%。在 5 天的分批培养过程中,LDH-neo21细胞的抗体产量是亲本细胞的三倍
聚合酶链反应(PCR)结果显示LDH-neo21细胞中至少有一个LDH-A基因拷贝被破坏。杂交瘤细胞的变体表现出在高浓度葡萄糖的细胞培养物中减少乳酸形成的显著优势,从而带来单克隆抗体的更高产量。


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