大規模動物細胞培養的原理_鄭大中科博生

2021-01-19 前沿的中科博生

具中科博生研究表明,以下所描述的放大培養系統是以實驗室規模為基礎的,通常培養規模為10~20L,但其原理和實驗方法同樣適用於10000L的大規模細胞培養,如疫苗、幹擾素、單克降抗體的工業化生產。

大規模細胞培養技術的應用範圍已從過去疫苗的生產發展到現在的幹擾素、抗體及許多醫療藥品,如纖維蛋白溶酶原、促紅細胞生成素、激腐、血液因子等的生產。但動物細胞培養技術固有的缺陷限制了它的應用.這些缺點包括動物細胞生長緩慢、蛋白表達量低、生長條件和培養基成分複雜等,這些不利因素導致動物細胞生產目的蛋白的產率較低。為解決這些問題,一些將代方法隨之出現,如用重組細菌表達哺乳動物細胞和病毒的蛋白。中科博生。

但檄生物表達目的蛋白對許多生物產品並不適合,這主要是由於微生物表達蛋白不能被正確修飾、摺疊,細菌內毒素的汙染等。因此,許多蛋白還必須用動物細胞的進行生產重組蛋白。目前,用一些生長迅速、對營養條件要求低的細胞系及大量表達多拷貝目的基因的載體可部分地彌補動物細胞本身的缺陷。中科博生。

懸浮生長型和黏附依賴型細胞的大規模培養系統不同。對於懸浮生長的細胞,細菌培養的發酵設備經過簡單的改造便可適用。這種設備節省空間,內部條件均一且能嚴格控制,細胞放大培養方式相對簡單,非常適合於大規模培養。但黏附依賴型細胞只能在底物上才能生長,並且在一些情況下,細胞只有在黏附生長方式下才能相對高水平的表達目的蛋白。由於黏附細胞難以擴大培養,目前已發展了多種適合黏附細胞生長的替代培養系統。中科博生。

對黏附細胞常採取兩種大規模的培養方法。第一種方法是在保持相同細胞密度的前提下只是簡單地增加細胞的培養體積。第二種方法是通過培養基灌注技術,10-100倍地增加細胞密度。在一些培養系統中,細胞的培養密度可超過10的8次方個/ml,但在這種情況下由於營養條件和代謝廢物在培養基中存在著濃度梯度,使得這種方法在培養體積上有一定限制,但通過將細胞固定在多孔載體中可克服這一限制因素。通過一些特殊的灌注設備可使細胞在超過正常細胞培養密度[(lX107)~(3X107)]10~20倍的條件下,在100500L的培養體積中培養細胞。中科博生。

細胞生長環境中最容易控制的環境因素是pH和氧氣。在細胞高密度、大規模細胞培養中主要的限制因素是氧氣濃度。小規模細胞培養中常用表面通匚的方法,隨著培養基體積和深度的增加表面通氣已遠遠不能滿足需要。通過攪拌的方法,向培養基中添加空氣和氧氣的混合物是一種非常有效的加氧方式。但動物細胞與細菌相比,動物細胞比較脆弱,只能釆用緩慢攪拌的方法,而這往往容易導致培養基中供氧的不足.為解決這一問題,大多數培養系統要使用多種供氧方式。中科博生。

在大規模培養中還需要考慮的是,汙染的風險増大,細胞培養一旦失畋則損失較大.另外,合適接種fit且良好生長狀態的種子細胞不易準備,收集10的8次方個處於良好生理狀態的細胞並重新接種較容易,而準備10的10次方的接種量的細胞則需要很長時間準備,並且需要將細胞在不利的生長條件下儲存一段時間。中科博生。

細胞大規模培養的一個重要原則是細胞培養過程和培養系統儘量簡單,所需材料和設備易於準備,而不能一味追求大規模。要確保最初接種的細胞處於良好的生理狀態,儘量減少徹生物汙染的風險。

中科博生期待大家一起探討學習。

相關焦點

  • 動物細胞培養的培養基_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,動物細胞培養的培養基分為天然培養基和合成培養基兩大類。天然培養基營養成分高,比較適於細胞培養,但成分複雜,來源有限。動物血清是細胞培養中用量最大的天然成分.含有豐寓的營養物質,能促進細胞的生長繁殖,同時對細胞的貼壁和保護右明顯作用.合成培芥基模擬天然培養基的成分,其中的組成物質成分明確,補充部分天然培養基後(通常星血清)能使細胞很好地生長和繁殖。合成培芥基可根據實驗目的,調節各種成分的比例,設計出許多種培養基。中科博生。
  • 大規模細胞培養存在的問題及解決辦法_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,由於動物細胞體外培養特性的缺陷,動物細胞大規模培養技術仍難以滿足某些生物製品規模生產的需求,還需要進一步改進細胞培養工藝。氨來源於兩方面:直接來源於培養基,還由細胞代謝產生。但兩者都涉及穀氨醯胺的利用,因此需要防止培芥基中穀氨酸自然分解,限制穀氨酸用量。並盡致去除培養基中的氨。乳酸是細胞糖代謝的產物,高濃度乳酸會抑制乳酸脫氫酶(LDH), LDH受抑制後導致NADH增加,NADH的增加部分抑制了糖酵解過程。中科博生。
  • 細胞培養的生長類型_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,細胞培養或組織培養是指將細胞或組織從機體內取出,模擬體內的生長條件.使其在體外持續保持生長和增殖的狀態。組織培養習慣上泛指所右的體件培養,包括細胞培養、組織培養、器官培養。細胞培養使用體外培養的方法培養單一類型或幾種類型的細胞,並呈現其來源組織的特性。
  • 幹細胞的「保護傘」_鄭大中科博生
    基於我們的研究結果,我們猜想隱窩已進化為保護幹細胞,以使腸道能夠有一條途徑不斷地更新它的內壁。」中科博生。自從上世紀90年代以來,一些臨床試驗也在評估丁酸作為炎性腸病的一種療法但卻一直未能確鑿地證實其起作用,儘管已知它具有一些抗炎特性。新研究結果表明了原因:作為幹細胞增殖的一種有效抑制劑,丁酸阻止了腸道補充它的細胞。中科博生。
  • 胰島細胞的遷移、增殖與再生_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,當胰腺前體細胞確定了向內分泌細胞分化的命運後,它們就會逐漸脫離上皮細胞,最終在胰腺的間質組織中分化成熟。遷移事件的發生與細胞黏附分子有關。有報導整聯蛋白家族成員α5β3及α5β3參與了內分泌前體細胞的遷移運動。
  • ESC是細胞器官移植的基礎模型_鄭大中科博生
    這種在體外培養體系能不斷擴增而又能定向誘導分化的ESC無疑是細胞、組織、器官移植供體的理想來源,尤其是一些由一種或少數幾種細胞功能死亡或失調所致疾病如帕金森病、糖尿病、骨關節炎等,FSC有望為這些疾病提供一種有效的根治手段。中科博生。
  • 上皮細胞的向心性運動_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,角膜上皮缺損的修復是通過鄰近細胞的增殖和向心性移動來完成的。兔角膜上皮8mm直徑的大缺損比4mm的小缺損的單位時間癒合速度快,前者是0.91mm2/h,而後者為0.37mm2/h,這一實驗結果說明,周邊部角膜上皮有更高的增生率。中科博生。
  • 肌肉乾細胞的檢測_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,肌肉乾細胞主要通過以下幾個方面來檢測。(1)根據形態和分化特點檢測肌肉衛星細胞以紡慘形為主,相互之間以細絲拉網,與成纖維細胞有較大差別。成纖維細胞形態扁平、多突起,胞質極其豐富。肌肉衛星細胞的分化與其他細胞有本質的區別,它是單核細胞相互融合最後形成多核細胞(肌管)的過程,產生了質的改變。衛星細胞在培養條件良好時,能形成有收縮能力的幼稚肌纖維也是其特點之一。中科博生。(2)根據標記分子檢測傳統方法檢測結蛋白(desmin),但不能排除肌組織塊中血管平消肌的汙染。檢測橫紋肌肌動蛋白可對衛星細胞、成纖維細胞和平滑肌細胞進行區分。
  • 角膜幹細胞的分化特點_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,正常角膜上皮組織中位於角膜緣基底的幹細胞不表達角蛋白K3是角膜緣幹細胞的特性之一。並且原代培養的角膜緣幹細胞不表達角蛋白K3,是因為角膜上皮細胞在培養條件下喪失了表達角蛋白K3的能力。中科博生。
  • 造血生長因子組合_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,造血生長因子(hematopoietic growth factor,HGF)是造血細胞增殖分化的重要調節因子。由於造血細胞的高度異質性、造血生長因子作用及造血調控的複雜性、不同的培養條件、細胞類型,以及功能檢測方法等因素的影響,目前還很難評價出最佳的細胞因子組合擴增純化的CD34細胞比擴增單個核細胞需要更合理的細胞因子組合,這是由於前者缺乏基質細胞和其他輔助細胞分泌的內源性細胞因子的緣故。
  • 造血幹_祖細胞的體外擴增_鄭大中科博生
    具中科博生了解,近些年來,由於對造血調控機理的深入了解,造血細胞體外培養相關技術(包括重組造血生長因子的應用、造血幹細胞體外分離技術以及細胞長期培養體系)的日益成熟,科學家們試圖通過對造血幹細胞在移植前進行一定程度的生物工程處理,期望其在發揮理想的治療作用的同時,最大限度地克服目前造血幹細胞移植在臨床應用中的局限或弊端
  • 抵抗疾病,逆轉衰老,幹細胞與它的再生「超能力」_鄭大中科博生
    鄭大中科博生轉自網絡:鄭大中科博生表示:大部分與衰老有關的疾病都源於細胞層面。因此,在再生醫學的發展中,幹細胞一直扮演著重要角色。幹細胞有三種主要類型:成體幹細胞、胚胎幹細胞以及全能幹細胞,每種幹細胞都能以其特有的方式來幫助我們逆轉衰老。
  • 肌肉衛星細胞的分離純化_中科博生
      具中科博生研究發現,衛星細胞因其位於基膜和肌細胞膜之間,緊貼細胞表面而得名。Bischoff 研究證明膠原酶並不能將這類細胞從基膜上消化下來,只有胰蛋白酶和鏈黴激酶有 此功能。但是,可以採用兩步消化法,先用膠原酶消化,充分分散肌纖維以強化 下一步胰蛋白酶的作用。中科博生。細胞的分離①大鼠用1%戊巴比妥鈉腹腔麻醉後,無菌條件下取出前肢三頭肌,用DHanks液衝洗3遍,解剖鏡下儘可能剔除脂肪、血管等結締組織;中科博生。
  • 其他來源的成體幹細胞模型的建立_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,ESC是生物體內全能幹細胞,它可分化為多種幹細胞。雖然目前還不了解FSC在胚胎發育過程中的確切時相。或許可以這樣認為∶成體幹細胞是特殊發育階段的 ESC。肌肉乾細胞和成骨幹細胞等,通常來源於更原始的多能幹細胞。
  • 單倍體造血幹細胞移植_鄭大中科博生
    具中科博生研究表明,Allo-HSCT雖已成為根治白血病等疾病的重要手段,但移植後復發仍是困擾其應用的主要障礙。大量臨床資料表明,免疫調節機制在HSCT治療白血病中起到重要作用。中科博生。儘管HLA相合的A1&HSCT有利於HSC的植入和減輕GVHD的發生,但因合適的供源太少,許多患者在等待中喪失了移植機會,一個HLA單倍型半相合的親屬間的移植大大增加了供髓的來源。中科博生。
  • 幹細胞研究重大進展有助於迎來再生醫學的新時代_鄭大中科博生
    據中科博生了解原則上,體細胞可以被誘導成為iPS細胞,這一發現獲得了2012年的諾貝爾生理學或醫學獎。從那時起,全球湧現出很多研究,以更好地理解iPS細胞重編程,因為它可能有助於避免胚胎來源細胞的道德敏感使用。中科博生。Preiss教授說:「使重編程成為一個安全有效的過程,因此所產生的幹細胞就可以廣泛應用於治療,相關研究工作已經相繼開始。」中科博生。
  • 間充質幹細胞的分離純化_中科博生
    然後除去股骨、脛骨另一端的骨需,並用大號針頭在骨端的生長面上開一個小孔;用注射器吸10ml含血清的DMEM-LG培養液,換上乾淨針頭。將針頭從上述小孔插人骨髓腔中,注射培養液,從骨的另一端收集衝洗出來的骨髓;將收穫的全部骨髓用注射器反覆抽吸,以打散組織成為細胞懸液;收集細胞懸液,離心。中科博生。
  • 好睡眠讓幹細胞保持年輕_鄭大中科博生
    據中科博生研究表明,在諸如慢性失血或感染等壓力狀況下,會驅使造血幹細胞進入快速的細胞分裂狀態以生成新的血細胞及修復受損組織。幹細胞在短時間內從休息狀態轉向極高的活性,要求它們迅速地提高代謝速率,合成新的DNA以及調整細胞分裂。突然不得不同時執行這些複雜的功能,大大增加了出錯的可能性。」中科博生。確實,研究中的一些實驗表明,在應激期間提高幹細胞的能量需求會導致直接損傷DNA的活性代謝物生成增加。如果這種情況發生在細胞試圖複製DNA之時,那麼就可以導致幹細胞死亡,或有可能獲得一些致癌突變。中科博生。
  • 幹細胞治療新冠肺炎進展_鄭大中科博生
    ▪ 3月10日,中國細胞生物學學會幹細胞生物學分會和中華醫學會感染病學分會聯合發布了《幹細胞治療新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)臨床研究與應用專家指導意見》。中科博生。▪ 至7月4日,在中國臨床試驗註冊中心(ChiCTR)註冊的「幹細胞相關新型冠狀病毒肺炎臨床研究」項目共19項,17項明確與間充質幹細胞(MSC)相關,涉及有間充質幹細胞治療、細胞外泌體治療以及免疫細胞聯合治療等。中科博生。
  • 幹細胞凍存與復甦研究的歷史_中科博生
    具中科博生研究表明,幹細胞的凍存及復甦是幹細胞研究中的一個重要課題。它對於減少細胞傳代及培養時在培養用具、培養液、無菌操作及準備工作等方面所花費的人力和物力,防止細胞因傳代過多而發生變異或死亡,隨時取用於臨床及科研工作,大規模的應用於商業及工業生產有著極為重要的意義。中科博生。