CHO šūnas bioprodukcijā: pielietojums un inovācijas
CHO šūnu līnija, kas iegūta no ķīniešu kāmja olnīcas, ir medicīniskās un bioloģiskās pētniecības dzinējspēks ar plašu pielietojumu klāstu. Šī zīdītāju šūnu līnija piedāvā bezgalīgas iespējas, sākot no rekombinantā proteīna ražošanas līdz gēnu ekspresijai, toksicitātes skrīningam, uztura un ģenētiskajiem pētījumiem.
- Augšanas barotne
- Skatīt produkta lapu
- Dubultošanās laiks
- Skatīt produkta lapu
- Augšanas veids
- Adherents
- Bioloģiskās drošības līmenis
- BSL-1
- Pieejams
- Cytion — Pasūtīt CHO
Mūsu raksts iepazīstina ar aizraujošo CHO šūnu pasauli, izpētot, kā šīs šūnas ir revolucionizējušas biofarmaceitisko pētniecību un pavērušas ceļu dzīvības glābjošām terapijām. Sagatavojieties atklāt vareno CHO šūnu noslēpumus un uzzināt, kā tās veicina revolucionārus sasniegumus medicīnā un citās jomās! Jūs uzzināsiet visu nepieciešamo, pirms sākat darbu, tostarp:
- Kas ir CHO šūnu līnija?
- CHO šūnas: biofarmaceitiskās rūpniecības izvēle rekombinantā proteīna ražošanai
- Nākotnes perspektīvas CHO šūnu pētniecībā
- Atklājiet vareno CHO šūnu priekšrocības
- CHO šūnu galvenās īpašības
- CHO un CHO-K1 šūnu līniju salīdzinājums
- Veiciet izrāvienus ar mūsu CHO šūnām
- Desmit padomi CHO šūnu kultivēšanai
- Protokoli, video un jaunākās publikācijas par CHO šūnām
- Interesantas pētniecības publikācijas, kurās izmantotas CHO šūnas
- Bieži uzdotie jautājumi par CHO šūnām
- Atsauces
- Bieži uzdotie jautājumi
Kas ir CHO šūnu līnija?
Kopš to izveidošanas 1957. gadā, ko veica Theodore T. Puck, Ķīnas kāmja olnīcu (CHO) šūnas ir kļuvušas par pamatu bioloģiskajos un medicīniskajos pētījumos to straujās augšanas un augstās proteīnu ražošanas dēļ. Šīs epitēlija šūnas, kas iegūtas no Ķīnas kāmja olnīcām, tiek plaši izmantotas bioloģiskajā ražošanā, ģenētikā, toksicitātes skrīningā, uztura un gēnu ekspresijas pētījumos.
CHO šūnas var ražot proteīnus ar pēctranslācijas modifikācijām (PTM), kas ir līdzīgas tām, kādas sastopamas cilvēkiem. Tām arī trūkst prolīna sintēzes, un tās neizpauž epidermālā augšanas faktora receptoru (EGFR), tādējādi padarot tās ideālas dažādu EGFR mutāciju izpētei.
Bioloģiskajā ražošanā CHO šūnas plaši izmanto monoklonālo antivielu, rekombinantās proteīnu un vakcīnu ražošanai. Ražošanai ir apstiprinātas vairāk nekā 60 ar CHO šūnām ražotas terapeitiskās proteīnu, un to izmantošana turpina paplašināties. Mūsu rakstā tiek apskatītas CHO šūnu ievērojamās īpašības un daudzveidīgās pielietojuma iespējas, uzsverot to izšķirošo lomu biomedicīnas un citu jomu attīstības veicināšanā. Sagatavojieties iepazīt CHO šūnu aizraujošo pasauli un atklāt to nepārspējamo potenciālu biomedicīniskajā pētniecībā!
CHO šūnas: bioloģisko zāļu ražošanas nozares galvenais risinājums rekombinantās proteīnu ražošanai
Biotehnoloģijas nozarē Ķīnas kāmja olnīcu (CHO) šūnas bieži izmanto, lai radītu biofarmaceitiskos preparātus, piemēram, monoklonālos antivielu, rekombinantos proteīnus un vakcīnas.
Lai gan jūs to varbūt nezināt, ķīniešu hamstera olnīcu (CHO) šūnas var būt vainīgas, ja jums kādreiz ir veikta monoklonālo antivielu terapija. Šīs pielāgojamas šūnas biofarmaceitiskā rūpniecība bieži izmanto, lai ražotu rekombinantās proteīnas, kuras tiek izmantotas biomedicīniskajos pētījumos, diagnostikā un dažādās terapijās. Proteīnu bāzes terapijas līdzekļus, ko sauc par monoklonālajām antivielām (mAbs), izmanto dažādu slimību ārstēšanai, piemēram, vēža, autoimūno slimību un infekcijas slimību ārstēšanai. Tā kā CHO šūnas veic pēctranslācijas modifikācijas, kas līdzinās tām, kas notiek cilvēka šūnās, tās bieži izmanto mAbs ražošanai. Šīs modifikācijas ir nepieciešamas, lai šie terapeitiskie līdzekļi darbotos pareizi.
Proteīni, kas radīti ar ģenētiskās inženierijas palīdzību, ir pazīstami kā rekombinanti proteīni. Papildus tam, ka tie ir pētniecības reaģenti, tos var izmantot arī kā terapijas līdzekļus un diagnostikas līdzekļus. Tā kā CHO šūnas var piedzīvot pēctranslācijas modifikācijas un tām ir sarežģītas glikozilācijas, kas līdzinās tām, kas sastopamas cilvēka šūnās, tās ir īpaši piemērotas rekombinantās proteīnu ražošanai, pateicoties to ātrai augšanai, augstai proteīnu ekspresijai un spējai ekspresēt lielus proteīnu daudzumus. Ar ražību no 3 līdz 10 gramiem uz litru kultūras, CHO šūnu līnija ir izšķirošs faktors biofarmaceitisko preparātu jomā, pateicoties tās nepārspējamajai spējai masveidā ražot terapeitiskos proteīnus. CHO šūnas tagad ir būtiska mūsdienu biomedicīnas sastāvdaļa, pateicoties ģenētiskajai optimizācijai, kas palielina to spēju ražot lielus daudzumus rekombinantās proteīnu.
Vakcīnas ir biofarmaceitiskie preparāti, ko izmanto, lai novērstu un ārstētu vīrusu un baktēriju izraisītas infekcijas. Vakcīnas pret COVID-19 ir starp tām, kas ražotas, izmantojot CHO šūnas. Zinātnieki ir izstrādājuši virkni metožu, tostarp ģenētisko inženieriju, barotnes optimizāciju un procesu attīstību, lai uzlabotu CHO šūnu veiktspēju biofarmaceitisko preparātu ražošanā. Šo metožu rezultātā ir izveidotas augstas ražības un zemas izmaksas kultūras sistēmas biofarmaceitisko preparātu ražošanai, izmantojot CHO šūnas. CHO šūnu plašais pielietojuma spektrs ietver:
CHO šūnas biofarmaceitisko preparātu ražošanā
CHO šūnas tiek izmantotas dažādu bioterapijas līdzekļu ražošanā, tostarp rekombinantās proteīnu un monoklonālo antivielu ražošanā, kuras tiek izmantotas tādu slimību ārstēšanā kā vēzis, autoimūnas saslimšanas un infekcijas slimības. CHO šūnu izmantošana biofarmaceitiskajos preparātos galvenokārt saistīta ar to spēju veikt pēctranslācijas modifikācijas, kas līdzīgas cilvēka šūnām, padarot tās par ideāliem zīdītāju saimniekiem cilvēkam saderīgu terapeitisko proteīnu ražošanai. Izsmeļoša izpratne par CHO saimniekšūnu proteīnu profiliem un saimniekšūnu proteīnu ELISA metožu ieviešana ir būtiska, lai nodrošinātu CHO šūnu sistēmās ražoto biofarmaceitisko preparātu tīrību un drošību. Rezultātā CHO šūnas ir nostiprinājušas savu pozīciju kā daudzfunkcionāla platforma biotehnoloģijas nozarē.
Sasniegumi CHO šūnu bāzētas antivielu ražošanā
CHO šūnas plaši izmanto monoklonālo antivielu ražošanā, kas ir revolucionizējušas biomedicīnas jomu, nodrošinot mērķtiecīgas terapijas dažādām slimībām. CHO šūnas ir kļuvušas par pamatu rekombinantās antivielas ekspresijai un proteīnu terapeitisko līdzekļu ražošanai, pateicoties to spējai pareizi salocīt, salikt un modificēt cilvēka proteīnus. CHO šūnu antivielu ražošana ir attīstījusies līdz ar šūnu kultivēšanas metožu un CHO šūnu inženierijas uzlabojumiem, radot augstas kvalitātes CHO šūnas, kas ir būtiskas biofarmaceitisko preparātu izstrādē. Lai optimizētu CHO šūnu sistēmas un palielinātu antivielu ražošanas efektivitāti, ir piemērotas visaptverošas biotehnoloģijas pieejas, tostarp DNS tehnoloģija un sarežģītas šūnu kultivēšanas metodes.
Molekulārā bioloģija un CHO šūnu inženierija
Molekulārās bioloģijas metožu apvienošana ar CHO šūnu kultivēšanu ir novedusi pie transgēno CHO šūnu līniju izveides un Ķīnas kāmju šūnu mutantu manipulācijas, lai sasniegtu vēlamās īpašības. Šie sasniegumi šūnu inženierijā un DNS tehnoloģijā ir veicinājuši tādu CHO šūnu attīstību, kas spēj ražot specifiskas rekombinantās olbaltumvielas ar augstu efektivitāti. Eikariotu šūnu kultivēšanas metožu izpēte, tostarp CHO un HeLa šūnu, ir veicinājusi labāku izpratni par šūnu mehānismiem un zīdītāju šūnu kultūru optimizāciju terapeitisko proteīnu ražošanai.
Bet tas vēl nav viss! CHO šūnām ir arī citi aizraujoši pielietojumi biomedicīniskajā pētniecībā, tostarp:
- Toksicitātes skrīningu: CHO šūnas izmanto, lai novērtētu zāļu toksicitāti, tostarp pretvēža un pretvīrusu terapeitisko līdzekļu toksicitāti. Piemēram, vienā pētījumā tika izpētīta Antarktikas mikroaļģu izcelsmes taukskābju specifiskā aktivitāte pret krūts vēzi, izmantojot CHO kā kontroles šūnu līniju.
- Gēnu ekspresija: CHO šūnas tiek izmantotas, lai stabili un īslaicīgi ekspresētu gēnus gēnu funkciju pētījumiem vai mērķtiecīgai proteīnu ražošanai. Gēnu rediģēšanas rīki tiek izmantoti, lai izstrādātu gēnu knock-in un knockout modeļus CHO šūnu līnijās.
Nākotnes perspektīvas CHO šūnu pētniecībā
Pašreizējie pētījumi un attīstība CHO šūnu sistēmu jomā ir vērsti uz šo šūnu efektivitātes un daudzpusības uzlabošanu biofarmaceitisko preparātu ražošanā. Tā kā CHO šūnas joprojām ir rekombinantās proteīnu terapijas avangardā, to loma medicīnas un biotehnoloģijas nākotnē ir nozīmīga, solot jaunus sasniegumus antivielu izstrādē un dzīvības glābjošu ārstniecības līdzekļu ražošanā.
Atklājiet vareno CHO šūnu priekšrocības
Šeit ir daži galvenie CHO šūnu līnijas priekšrocības, kas to padara par pievilcīgu pētniecības rīku.
- Viegla kultivēšana: CHO šūnu līnijas kultivēšanas procedūras un apstākļi nav sarežģīti. Šīs šūnas ir izturīgas un spēj pielāgoties dažādām temperatūras un pH izmaiņām. Tādējādi tās ir ideāli piemērotas liela mēroga kultivēšanai.
- Pēctranslācijas modifikācijas: Šīs šūnas ir līdzīgas cilvēka šūnām un spēj radīt līdzīgas pēctranslācijas modifikācijas. Tādējādi CHO šūnas var izmantot, lai ražotu bioloģiski saderīgus bioloģiskos produktus ar izcilu farmakoloģisko aktivitāti.
- Augsta ražīgums: CHO šūnas plaši izmanto, lai ražotu lielu daudzumu rekombinantās proteīnu. CHO šūnu līnijas ģenētiskā optimizācija ir devusi rezultātu, kas ir aptuveni 3–10 grami proteīna uz vienu kultūras litru.
- Gēnu ekspresija: CHO šūnas ir viegli transfekcijas procesā pārveidojamas; tādēļ tās bieži izmanto pārejošas un stabilas ekspresijas pētījumos. Turklāt, izmantojot CHO šūnu līniju, daudzi ģenētiskie rīki tiek izmantoti, lai izstrādātu gēnu knock-in un knockout modeļus.
- Valsts apstiprinājumi: CHO šūnas ir izmantotas gandrīz 50 bioterapijas līdzekļos, kas apstiprināti ASV un ES.
- Zema uzņēmība pret vīrusiem: Tā kā šīs šūnas ir iegūtas no kāmjiem, cilvēku vīrusu izplatīšanās risks ir samazināts, tādējādi samazinot ražošanas zaudējumus un palielinot bioloģisko drošību.
CHO šūnu galvenās īpašības
Morfoloģija: CHO šūnas izskatās kā epitēlija šūnas ar iegarenu un fibroblastu līdzīgu formu. Tās ir adhezīvas un parasti aug monoslāņos.
Šūnu izmērs: CHO šūnu vidējais diametrs ir 12–14 μm.
Genoms un ploidija: CHO šūnas ir aneuploīdas, tām ir 21 hromosoma, kas atšķiras no Ķīnas kāmja euploīdā hromosomu skaita. CHO šūnu kariotipu raksturo vairākas strukturālas pārkārtošanās, tostarp 2. hromosomas un X hromosomas materiāla daļēja zuduma.
CHO un CHO-K1 šūnu līniju salīdzinājums
Kopš 1956. gada, kad tika ziņots par sākotnējo CHO šūnu līniju, dažādiem mērķiem ir izveidotas daudzas šīs šūnu līnijas variācijas. CHO-K1 tika izveidota no viena CHO šūnu klona 1957. gadā, un CHO-DXB11 (pazīstama arī kā CHO-DUKX) tika izveidota vēlāk, izmantojot mutagēzi ar etilmetānsulfonātu. Tomēr to lietderība bija ierobežota, jo mutagēzes rezultātā tās varēja atgriezties pie DHFR aktivitātes. Vēlāk CHO šūnas tika mutagēzētas ar gamma starojumu, lai iegūtu CHO-DG44, kurā abas DHFR alēles tika pilnībā iznīcinātas. Šīm DHFR deficīta šķirnēm augšanai nepieciešams glicīns, hipoksantīns un timidīns, un tās plaši izmanto rūpnieciskai proteīnu ražošanai. Kopš tā laika ir kļuvušas populāras citas selekcijas sistēmas, un ir pierādīts, ka tādas saimniekšūnas kā CHO-K1, CHO-S un CHO-Pro minus ražo lielu daudzumu proteīnu. Ģenētiskās nestabilitātes dēļ šīs šūnu līnijas bieži kultivē suspensijas kultūras bioreaktoros, izmantojot barotnes bez dzīvnieku izcelsmes sastāvdaļām vai ķīmiski definētas barotnes. Tika apspriestas arī CHO šūnu ģenētikas un klonālās atvasināšanas sarežģītības.
Atklājiet atklājumus ar mūsu CHO šūnām
Desmit padomi CHO šūnu kultivēšanai
- CHO šūnu līnija ir viegli kopjama šūnu līnija, kuru ir viegli kultivēt.
- CHO šūnām ir ātrs populācijas dubultošanās laiks — 14–17 stundas.
- CHO šūnas ir adhezīvas un aug kā monoslāņi, vai arī tās var pielāgot augšanai suspensijā.
- CHO šūnas subkultivējiet 80–90 % konfluences pakāpē, izmantojot Accutase.
- Iesējiet CHO šūnas ar blīvumu 1 x 104 šūnas/cm2, lai apmēram 4 dienu laikā iegūtu konfluentu monoslāni.
- Optimālai kultivēšanai izmantojiet 50:50 DMEM un Ham's F12 maisījumu, kam pievienots 5 % FBS un L-glutamīns.
- Atjaunojiet augšanas vidi 2–3 reizes nedēļā.
- Kultivējiet CHO šūnas mitrinātā inkubatorā, kas papildināts ar 5 % CO2 gāzi, 37 °C temperatūrā.
- Uzglabājiet CHO šūnas šķidrā slāpekļa tvaika vai šķidrā fāzē (-196 °C).
- CHO šūnu līnijas apstrādei un kultivēšanai ievērojiet 1. bioloģiskās drošības līmeņa vadlīnijas.
Protokoli, video un jaunākās publikācijas par CHO šūnām
Šeit ir daži izcili resursi, kurus var izmantot, lai uzzinātu vairāk par CHO šūnu līnijas kultivēšanu un uzturēšanu.
- Izsmeļošs šūnu kultivēšanas protokols par CHO šūnām: Šī saite palīdzēs jums uzzināt visu par CHO šūnu subkultivēšanu un transfekciju.
- CHO šūnas: Šī vietne sniedz pamatinformāciju par CHO šūnu līnijas kultivēšanu, tostarp šūnu sadalīšanu, uzglabāšanu, sasaldēšanu un atkausēšanu utt.
- CHO šūnu atkausēšana: Šis video rāda paraugprotokolu par sasaldētu CHO šūnu atkausēšanu.
Transfekcijas protokoli CHO šūnu līnijai
CHO šūnas ir ļoti piemērotas gan īslaicīgai, gan stabilai gēnu transfekcijai. Šeit ir daži resursi, kas sniedz noderīgu informāciju par CHO šūnu līnijas transfekcijas protokoliem.
- CHO šūnu transfekcija: Šajā publicētajā rakstā ir sniegts pārejošas transfekcijas protokols CHO šūnu līnijai, izmantojot lineāro polietilēniminu (PEI).
- CHO šūnu transfekcijas metodes: Šis raksts izskaidro dažādas stratēģijas efektīvai CHO šūnu līniju transfekcijai, izmantojot dažādus transfekcijas reaģentus.
- CHO šūnu pārejošā transfekcija: Šajā videoklipā ar ilustrācijām izskaidroti pamatjēdzieni par pārejošās ekspresijas pētījumiem CHO šūnās.
Interesantas pētījumu publikācijas, kurās izmantotas CHO šūnas
Tālāk ir apkopoti dažādu pētījumu kopsavilkumi, kuros izmantotas CHO šūnas:
Pētījums: „Ātra, augstas ražības pilna garuma SARS-CoV-2 smailei raksturīgā ektodomēna ražošana, izmantojot pārejošu gēnu ekspresiju CHO šūnās” (2021)
- Mērķis: Ekspresēt SARS-CoV-2 smailei raksturīgo ektodomēnu CHO šūnās, izmantojot trīs pārejošas transfekcijas metodes, lai panāktu augstu ražīgumu.
- Metodika: CHO šūnas tika transfekcijas ar plazmīdām, kas kodē pilna garuma SARS-CoV-2 smailei raksturīgo ektodomēnu, izmantojot trīs pārejošas transfekcijas metodes. Proteīna ekspresija tika novērtēta ar ELISA un Western blot.
- Galvenie secinājumi: Visas trīs pārejošās transfekcijas metodes parādīja augstu proteīna ekspresijas līmeni, visaugstāko ražību iegūstot ar polietilēniminu metodi.
Pētījums: „Stabilas CHO šūnu līnijas izstrāde MERS koronavīrusa vakcīnas antigēna ekspresijai” (2018)
- Mērķis: Ražot MERS koronavīrusa antigēnu CHO šūnās, lai to izmantotu kā potenciālu vakcīnu.
- Metodika: CHO šūnas tika transfekcijas ar plazmīdu, kas kodē MERS koronavīrusa antigēnu, un atlasītas stabilai ekspresijai, izmantojot geneticīnu. Proteīna ekspresija tika novērtēta ar ELISA un Western blot.
- Galvenie secinājumi: Stabilā CHO šūnu līnija uzrādīja augstu proteīna ekspresijas līmeni un stabilitāti vairāku pasāžu laikā.
Pētījums: „Antarktikas makroaļģu taukskābju citotoksiskā aktivitāte cilvēka krūts vēža šūnu augšanai” (2018)
- Mērķis: Izmantot CHO šūnas kā kontroli, lai novērtētu pretvēža līdzekļu toksicitāti pret normālām šūnām.
- Metodika: CHO šūnas tika kultivētas un apstrādātas ar taukskābēm no Antarktikas makroaļģēm, un šūnu dzīvotspēja tika novērtēta, izmantojot MTT testu.
- Galvenie secinājumi: Taukskābes no Antarktikas makroaļģēm neuzrādīja citotoksisku iedarbību uz CHO šūnām, liecinot par to potenciālu izmantošanu kā pretvēža līdzekli ar selektivitāti pret vēža šūnām.
Pētījums: „Kaspāzes-7 gēna izslēgšana uzlabo rekombinantā proteīna ekspresiju CHO šūnu līnijā, apturot šūnu ciklu G2/M fāzē” (2022)
- Mērķis: Ģenētiski manipulēt ar CHO šūnām, lai uzlabotu rekombinantā proteīna ekspresiju.
- Metodika: Kaspa-7 gēns tika izslēgts CHO šūnās, izmantojot CRISPR/Cas9 tehnoloģiju, un proteīna ekspresija tika novērtēta ar Western blot un fluorescences mikroskopiju.
- Galvenie secinājumi: Caspase-7 gēna izslēgšana CHO šūnās uzlaboja proteīna ekspresiju, visticamāk, pateicoties G2/M fāzes šūnu cikla apstādināšanai, ko izraisīja caspase-7 zudums.
Pētījums: „CHO šūnu līnijas izstrāde stabilai rekombinantā antivielu ražošanai pret cilvēka MMP9” (2015)
- Mērķis: Ražot monoklonālas antivielas pret cilvēka MMP9 proteīnu CHO šūnās.
- Metodika: CHO šūnas tika transfekcijas ar plazmīdām, kas kodē antivielu pret cilvēka MMP9, un atlasītas stabilai ekspresijai, izmantojot geneticīnu. Proteīna ekspresija tika novērtēta ar ELISA un Western blot.
- Galvenie secinājumi: Stabilā CHO šūnu līnija uzrādīja augstu antivielu ekspresijas līmeni un stabilitāti vairāku pasāžu laikā, liecinot par potenciālu izmantošanu terapeitiskās lietojumprogrammās, kas vērstas uz cilvēka MMP9.
Biežāk uzdotie jautājumi par CHO šūnām
Atsauces
- Reinhart, D., et al., Rekombinantā CHO-K1, CHO-DG44 un CHO-S biopārstrāde: CHO ekspresijas saimnieki veicina vai nu mAb ražošanu, vai biomasas sintēzi. Biotehnoloģijas žurnāls, 2019. 14(3): 1700686. lpp.
- Pan, X., et al., CHO šūnu izmēra palielināšanās fāzes metaboliskā raksturojums barotās partijas kultūrās. Lietišķā mikrobioloģija un biotehnoloģija, 2017. 101: 8101–8313. lpp.
- Turilova, V.I., T.S. Goryachaya un T.K. Yakovleva, Ķīniešu kāmja olnīcu šūnu līnija DXB-11: hromosomu nestabilitāte un kariotipa heterogenitāte. Molekulārā citogenētika, 2021, 14(1): 1.–12. lpp.
- Hunter, M. u.c., proteīnu ekspresijas optimizācija zīdītāju šūnās. Current protocols in protein science, 2019. 95(1): 77. lpp.
- Nyon, M.P., et al., Stabilas CHO šūnu līnijas izstrāde MERS koronavīrusa vakcīnas antigēna ekspresijai. Vaccine, 2018. 36(14): 1853.–1862. lpp.
- Pacheco, B.S., et al., Antarktikas makroaļģu taukskābju citotoksiskā aktivitāte cilvēka krūts vēža šūnu augšanai. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2018. 6: 185. lpp.
- Ryu, J., et al., CHO šūnu līnijas izstrāde stabilai rekombinantā antivielu ražošanai pret cilvēka MMP9. BMC biotechnology, 2022. 22(1): 8. lpp.

