CHO-K1细胞：生物技术研究应用中的基础细胞
CHO-K1细胞源自中国仓鼠卵巢（CHO）细胞系。它们在工业生物技术中被广泛用于生产生物制药及其他重组蛋白。此外，CHO-K1细胞系还被应用于毒理学研究。 研究人员通过基因操作改良这些细胞，以优化糖基化、减少凋亡并提升整体生产效率。
- 培养基
- 培养CHO-K1细胞使用Ham's F12培养基，其中添加10%胎牛血清（FBS）、1.0 mM稳定谷氨酰胺、1.0 mM丙酮酸钠及1.1 g/L碳酸氢钠。培养基应每周更换2至3次。
- 倍增时间
- CHO-K1细胞的倍增时间约为22小时。
- 生长类型
- CHO-K1细胞为贴壁细胞。但可通过基因改造将其转化为CHO-K1悬浮细胞。
- 生物安全等级
- BSL-1
起源与一般特征：CHO-K1细胞
细胞系的一般特征和来源决定了其在研究中的应用。本节将帮助您了解著名的 CHO-K1 细胞系的来源和特征。您将了解：CHO-K1 细胞来自哪里？CHO-K1 细胞的大小是多少？ CHO-K1细胞系的全称是什么？CHO-K1细胞的形态特征如何？
- CHO-K1（即中国仓鼠卵巢细胞系 K1）是亲代 CHO 细胞的一个亚克隆，源自 1957 年对一只成年雌性中国仓鼠卵巢的活体组织检查。 该原始细胞系由美国丹佛市科罗拉多大学医学院的T.T. Puck及其同事建立[1]。
- CHO-K1细胞系表现出上皮样形态。
- CHO-K1细胞的直径约为0.001毫米。有趣的是，这些细胞起初较大，但随着时间的推移会变小。
- CHO-K1 基因组的染色体数量与人类细胞相似。它们具有二倍体核型，且染色体异常较少。
CHO-K1 与 CHO-S 细胞系
这两种细胞系均源自CHO细胞。它们在生长和增殖方式上存在差异。CHO-S细胞适应于体外培养环境，而CHO-K1细胞可通过基因操作产生贴壁细胞和悬浮细胞。
CHO-K1细胞系：培养信息
CHO-K1细胞系在工业生物技术研究中被广泛应用。这是一种易于维持的细胞系。了解CHO-K1细胞培养的关键要点，将有助于您更轻松地进行操作。本节将帮助您了解：CHO-K1细胞是否为贴壁细胞？ CHO-K1细胞的倍增时间是多少？CHO细胞培养使用何种培养基？CHO-K1细胞的接种密度是多少？
CHO-K1细胞培养要点
细胞倍增时间：
CHO-K1细胞的倍增时间约为22小时。
贴壁型还是悬浮型：
CHO-K1细胞属于贴壁细胞。不过，可以通过基因改造将其转化为CHO-K1悬浮细胞。
接种密度：
CHO-K1细胞的接种密度为1×10⁴个细胞/cm²。在此密度下，细胞约需6天即可形成汇合层。 对于贴壁细胞，需用1×PBS冲洗细胞，并在室温下孵育8至10分钟。将解离后的细胞加入新鲜培养基中并离心。收获的细胞经重悬后，倒入新的培养瓶中进行培养。
培养基：
培养CHO-K1细胞使用Ham's F12培养基，并添加10%胎牛血清（FBS）、1.0 mM稳定谷氨酰胺、1.0 mM丙酮酸钠及1.1 g/L碳酸氢钠。培养基应每周更换2至3次。
培养条件：
CHO-K1细胞培养于37°C加湿培养箱中，并保持5%的二氧化碳浓度。
储存：
冷冻的CHO-K1细胞应储存在-150°C以下的温度下，或保存在液氮的蒸汽相中。
冷冻过程与培养基：
使用 CM-1 或 CM-ACF 冷冻培养基对 CHO-K1 细胞进行冷冻。采用缓慢冷冻法，使温度以每分钟 1°C 的速率逐渐下降，以此冷冻 CHO-K1 细胞。
解冻过程：
将冷冻的CHO-K1细胞置于37°C水浴中，直至仅剩一小块冰块。 将解冻后的细胞加入新鲜培养基中，并以5×10⁴个细胞/cm²的密度接种至装有培养基的新培养瓶中。细胞通常需要24至48小时才能充分复苏。
生物安全等级：
CHO-K1细胞的培养与维护在生物安全一级实验室中进行。
CHO-K1细胞的优点与局限性
CHO-K1 是一种极具价值的研究工具。其独特的优势与局限性相结合，使其与其他细胞系有所区别。本节讨论了 CHO-K1 细胞系的若干优缺点。
优点
CHO-K1细胞系的主要优势包括：
转染适应性
CHO-K1细胞广泛应用于转染研究。通过不同的物理和化学方法，可对其进行瞬时转染和稳定转染。由于其极高的转染适应性，CHO-K1细胞被广泛用于生产重组蛋白及其他生物制剂。
生长速度快且易于培养
CHO-K1细胞的倍增时间仅为22小时，因此生长速度快，非常适合工业生物技术应用。 此外，CHO-K1细胞的悬浮培养适应性使其非常适合大规模生产生物制药。而且，它们在实验室中易于培养和维护，无需复杂的培养条件和操作流程。
染色体异常发生率低
CHO-K1 是一个特征明确且成熟的模型系统。CHO-K1 基因组稳定，染色体异常极少。因此，它们是生产重组蛋白的理想宿主。
局限性
以下是CHO-K1细胞系的一些局限性：
非人类来源
尽管 CHO-K1 细胞具有产生类人糖基化模式的能力，但其来源并非人类。在研究高度特异于人类的细胞过程以及治疗药物的免疫原性时，这一点可能需要引起关注。
异质性
同一CHO-K1细胞群体内部可能存在细微的遗传特征差异，从而导致遗传异质性。这可能影响细胞功能并导致蛋白质表达水平存在变异，进而可能影响实验结果的可重复性。
CHO-K1细胞系在研究中的应用
CHO-K1细胞系在工业生物技术和毒理学研究中有着广泛的应用。在此，我们讨论了其中的一些具体应用。
- 重组蛋白生产：CHO-K1细胞是生产重组蛋白（包括抗体、治疗性蛋白和酶）的宝贵研究工具。其高生长速率和简便的培养条件有助于生产大量具有正确折叠和糖基化结构的重组蛋白。 例如，Kritika Gupta 进行的一项研究利用 CHO-K1 细胞并对其进行稳定转染，以生产针对肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的重组单克隆抗体 [2]。CHO-K1 细胞的抗体生产过程相当可靠且便捷。 研究人员还会对这些细胞进行改造以提升CHO-K1抗体生产效率。例如，有研究通过基因操作CHO-K1细胞，使其产生高比例α-岩藻糖基化Fc连接N-糖链的抗体，这对抗体的效应功能至关重要[3]。
- 毒理学研究：CHO-K1细胞常用于药物发现和筛选试验。它们可用于评估潜在药物的毒性和疗效。此外，研究人员还利用CHO-K1细胞研究药物-靶点相互作用及药物代谢。 已有多项研究利用CHO-K1细胞系评估植物提取物、化合物、纳米颗粒、治疗性蛋白质及其他制剂的潜在治疗效果。2022年开展的一项类似研究中，研究人员测定了富含黄酮类化合物的植物提取物在CHO-K1细胞中的细胞毒性潜力[4]。 同样，Ryan Deweese及其同事开展的一项研究评估了南蓝蓟（Baptisia australis）、紫花苜蓿（Trifolium pratense）和覆盆子（Rubus idaeus）提取物对中国仓鼠卵巢CHO-K1细胞的细胞毒性[5]。
5. CHO-K1细胞：研究论文
以下是关于CHO-K1细胞的一些有趣的研究论文。
SIRT6过表达可减轻CHO-K1细胞凋亡，并提高细胞存活率和单克隆抗体表达
这项发表于《分子生物学报告》（2023年）的研究提出，SIRT6基因过表达对CHO-K1细胞的存活率和抗体表达具有积极影响。
利用Cas13d介导的多重基因靶向技术提高CHO-K1细胞所产去岩藻糖基化抗体的产量和活性
该论文发表于《台湾化学工程师学会期刊》（2021年）。研究结果表明，CRISPR-Cas13d技术具有通过基因修饰CHO-K1细胞，从而在质量和产量方面提升抗体生产潜力的可能性。
在无蛋白质CHO-K1培养中应用麦芽糖作为能量来源以提高重组单克隆抗体产量
这篇发表于《自然-科学报告》（2018年）的研究论文指出，麦芽糖是用于在无蛋白培养基中培养CHO-K1细胞并提高重组单克隆抗体产量的有前景的能量来源。
揭示黑胡椒（Piper nigrum L.）乙醇提取物及其与阿霉素联合使用对CHO-K1细胞的细胞毒性和抗基因毒性
发表于《印度尼西亚癌症化学预防杂志》（2018年）的这项研究利用CHO-K1细胞，评估了黑胡椒乙醇提取物单独使用及与阿霉素联合使用时潜在的细胞毒性和抗基因毒性效应。
银纳米颗粒在中国仓鼠卵巢细胞系（CHO-K1）中的细胞毒性和遗传毒性
该研究发表于2019年的《The Nucleus》期刊。研究人员在此评估了银纳米颗粒在CHO-K1细胞系中的细胞毒性和遗传毒性潜力。
CHO-K1细胞系相关资源：操作指南、视频及其他
CHO-K1是一种著名的细胞系。本文列举了关于CHO-K1培养和转染方案的可用资源。
- CHO-K1转染：此链接将介绍CHO-K1转染操作规程。这是一份使用Lipofectamine LTX试剂将质粒DNA转染至CHO-K1细胞的分步指南。
- CHO-K1转染教程：本视频将详细讲解CHO-K1细胞的瞬时转染操作流程。
以下是一些介绍 CHO-K1 细胞培养方案的资源。
- CHO-K1细胞：此网站链接包含有关CHO-K1细胞的有用信息，包括CHO-K1培养基配方、传代和解冻操作规程。
参考文献
- Gamper, N., J.D. Stockand, and M.S. Shapiro, 《中国仓鼠卵巢（CHO）细胞在离子通道研究中的应用》。《药理学与毒理学方法》，2005年，51(3): 177-85页。
- Gupta, K. 等，一种用于生产抗TNF-α重组单克隆抗体的稳定CHO K1细胞系。《分子生物技术》，2021年，63(9): 828-839页。
- Popp, O. 等，开发一种预糖工程化CHO-K1宿主细胞系，用于表达具有增强Fc介导效应功能的抗体。载于《单克隆抗体》（MAbs）。2018年。Taylor & Francis出版社。
- 库尔恰托娃（Kurchatova, M.）等，含黄酮类化合物的植物提取物对CHO细胞系的细胞毒性：一项比较研究。《细胞与组织生物学》，2022年，16(1): 80-85页。
- Deweese, R. 等，紫花苜蓿、南洋菖蒲和覆盆子提取物对CHO-K1细胞的细胞毒性作用。《GSC Advanced Research and Reviews》，2021年，第8卷第1期：第128-139页。