生物生产中的 CHO 细胞：应用与创新
CHO 细胞系源自中国仓鼠的卵巢，在医学和生物学研究中具有广泛的应用。从重组蛋白生产到基因表达、毒性筛选、营养和遗传研究，这种哺乳动物细胞系提供了无限的可能性。
我们的文章深入探讨了 CHO 细胞的迷人世界，探讨了这些细胞如何彻底改变了生物制药研究，并为拯救生命的疗法铺平了道路。准备好揭开强大的 CHO 细胞的秘密，探索它们如何推动医学及其他领域取得突破性进展！在开始学习之前，您将了解到需要知道的一切，包括
什么是 CHO 细胞系？
自 1957 年西奥多-T-帕克（Theodore T. Puck）建立中国仓鼠卵巢（CHO）细胞系以来，它们因生长迅速、蛋白质产量高而成为生物和医学研究的主要材料。这些从中国仓鼠卵巢中提取的上皮细胞被广泛用于生物制造、遗传学、毒性筛选、营养学和基因表达研究。
CHO 细胞可产生具有与人类相似的翻译后修饰（PTM）的蛋白质。它们还缺乏脯氨酸合成，不表达表皮生长因子受体（EGFR），因此非常适合研究各种 EGFR 突变。
在生物制造领域，CHO 细胞被广泛用于生产单克隆抗体、重组蛋白和疫苗。目前已有 60 多种用 CHO 细胞生产的治疗蛋白获准生产，而且其使用范围还在不断扩大。我们的文章探讨了 CHO 细胞的显著特性和多种应用，强调了它们在推动生物医学及其他领域进步中的关键作用。准备好探索 CHO 细胞的迷人世界，发现它们在生物医学研究中无与伦比的潜力！
CHO 细胞：生物制药行业生产重组蛋白的首选细胞
在生物技术行业中，中国仓鼠卵巢 (CHO) 细胞经常被用于生产单克隆抗体、重组蛋白和疫苗等生物制药。
如果您曾经接受过单克隆抗体治疗，那么中国仓鼠卵巢（CHO）细胞可能就是罪魁祸首。生物制药行业经常使用这些适应性强的细胞来生产重组蛋白，用于生物医学研究、诊断和各种治疗。以蛋白质为基础的疗法被称为单克隆抗体（mAbs），用于治疗癌症、自身免疫性疾病和传染病等多种疾病。由于 CHO 细胞进行的翻译后修饰与人体细胞相似，因此常用来制造 mAbs。这些修饰是这些疗法正常发挥作用的必要条件。
通过基因工程制造的蛋白质被称为重组蛋白质。除了作为研究试剂外，它们还可用作治疗和诊断。CHO 细胞可进行翻译后修饰，并具有与人体细胞相似的复杂糖基化，因此特别适合用于制造重组蛋白质，因为它们生长快、蛋白质表达量高，并能表达大量蛋白质。CHO 细胞系每升培养物的产量从 3 克到 10 克不等，其无与伦比的大规模生产治疗蛋白的能力改变了生物制药领域的游戏规则。由于基因优化提高了 CHO 细胞产生大量重组蛋白的能力，CHO 细胞现已成为当代生物医学的重要组成部分。
疫苗是一种生物制药，用于预防和治疗由病毒和细菌引起的感染。COVID-19疫苗就是用CHO细胞制造的疫苗之一。科学家们创造了许多技术，包括基因工程、培养基优化和工艺开发，以提高 CHO 细胞在生物制药生产中的性能。CHO 细胞的广泛应用包括：
生物制药生产中的 CHO 细胞
CHO 细胞用于生产各种生物治疗药物，包括用于治疗癌症、自身免疫性疾病和传染病等疾病的重组蛋白和单克隆抗体。生物制药之所以采用 CHO 细胞，主要是因为它们能进行类似人体细胞的翻译后修饰，是生产与人类兼容的治疗蛋白的理想哺乳动物宿主。全面了解 CHO 宿主细胞蛋白质特征和实施宿主细胞蛋白质 ELISA 技术是确保用 CHO 细胞系统生产的生物制药的纯度和安全性所不可或缺的。因此，CHO 细胞作为生物技术行业多功能平台的地位已经得到巩固。
基于 CHO 细胞的抗体生产的进步
CHO 细胞被广泛用于生产单克隆抗体，这种抗体为各种疾病提供了靶向疗法，从而彻底改变了生物医学领域。CHO 细胞能正确折叠、组装和修饰人类蛋白质，因此已成为重组抗体表达和蛋白质疗法生产的基石。CHO 细胞抗体生产随着细胞培养技术和 CHO 细胞工程的发展而不断进步，从而产生了对生物制药开发至关重要的高质量 CHO 细胞。包括 DNA 技术和复杂细胞培养方法在内的综合生物技术方法已被用于优化 CHO 细胞系统，以提高抗体生产效率。
分子生物学和 CHO 细胞工程
分子生物学技术与 CHO 细胞培养技术的融合，催生了转基因 CHO 细胞系的产生，以及对中国仓鼠细胞突变体的处理，以获得所需的性状。细胞工程和 DNA 技术的这些进步促进了 CHO 细胞的发展，使其能够高效生产特定的重组蛋白。对包括 CHO 和 HeLa 细胞在内的真核细胞培养方法的探索，有助于更好地了解细胞机制和优化哺乳动物细胞培养，以生产治疗性蛋白质。
但这还不是全部！CHO 细胞在生物医学研究中还有其他引人入胜的应用，包括
- 毒性筛选：CHO 细胞可用于评估药物的毒性，包括抗癌和抗病毒治疗药物。例如，一项研究利用 CHO 作为对照细胞系，探索了南极微藻衍生脂肪酸的抗乳腺癌特异性活性。
- 基因表达：CHO 细胞用于稳定和瞬时表达基因，以进行基因功能研究或靶向蛋白质生产。基因编辑工具用于在 CHO 细胞系中开发基因敲入和基因敲除模型。
CHO 细胞研究的未来展望
CHO 细胞系统目前的研究和开发重点是提高这些细胞在生物制药生产中的效率和多功能性。由于 CHO 细胞仍处于重组蛋白疗法的最前沿，它们在未来的医药和生物技术中将发挥重要作用，有望在抗体开发和救命疗法的生产方面取得新进展。
发现强大的 CHO 细胞的优势
以下是 CHO 细胞系使其成为一种有吸引力的研究工具的一些主要优势。
- 易于培养： CHO 细胞系的培养程序和条件并不挑剔。这些细胞非常坚韧，能够耐受不同的温度和 pH 值变化。因此，它们是大规模培养的理想选择。
- 翻译后修饰： 这些细胞与人体细胞相似，能够产生类似的翻译后修饰。因此，CHO 细胞可用于生产具有良好药物活性的生物相容性生物产品。
- 生产率高： CHO 细胞被广泛用于生产高产量的重组蛋白质。对 CHO 细胞系进行基因优化后，每升培养液可生产约 3-10 克蛋白质。
- 基因表达： CHO 细胞易于转染，因此常用于瞬时和稳定表达研究。此外，许多基因工具也可用于利用 CHO 细胞系开发基因敲入和基因敲除模型。
- 政府批准： 近 50 种生物治疗药物已使用 CHO 细胞获得美国和欧盟的批准。
- 病毒易感性低：由于来源于仓鼠，人类病毒传播的风险降低，减少了生产损失，提高了生物安全性。
CHO 细胞的主要特点
形态：CHO 细胞呈现上皮细胞样外观，形状细长，类似成纤维细胞。它们具有粘附性，通常呈单层生长。
细胞大小：CHO 细胞的平均直径在 12-14 μm 之间。
基因组和倍性：CHO 细胞为非整倍体，拥有 21 条染色体，与中国仓鼠的优倍体染色体数目不同。CHO 细胞核型的特点是多种结构重排，包括 2 号染色体和 X 物质的部分缺失 。
CHO 与 CHO-K1 细胞系的比较
自 1956 年报道了最初的 CHO 细胞系以来，人们出于各种目的创造了许多不同的细胞系。CHO-K1 是 1957 年从单个 CHO 细胞克隆中产生的，随后通过甲磺酸乙酯诱变产生了 CHO-DXB11（又称 CHO-DUKX）。然而，由于它们在诱变后能恢复到 DHFR 活性，因此它们的用途受到了限制。后来，用伽马射线诱变 CHO 细胞，产生了 CHO-DG44，其中的两个 DHFR 等位基因都被完全消除了。这些缺乏 DHFR 的菌株需要甘氨酸、次黄嘌呤和胸苷才能生长，被广泛用于工业蛋白质生产。此后，其他选择系统也开始流行，CHO-K1、CHO-S 和 CHO-Pro minus 等宿主细胞已被证明能生产高水平的蛋白质。由于基因的不稳定性，这些细胞系通常在悬浮培养生物反应器中用不含动物成分或化学定义的培养基培养。会议还讨论了 CHO 细胞遗传学和克隆衍生的复杂性。
利用我们的 CHO 细胞实现突破
培养 CHO 细胞的十个技巧
- CHO 细胞系是一种易于培养的低维护细胞系。
- CHO 细胞的繁殖倍增时间为 14-17 小时。
- CHO 细胞具有粘附性，可单层生长，也可悬浮生长。
- 在 CHO 细胞达到 80-90% 汇合度时使用 Accutase 进行亚培养。
- 以 1 x104 个细胞/平方厘米的细胞密度接种 CHO 细胞，约 4 天后可获得融合的单层细胞。
- 为达到最佳培养效果，使用 50:50 DMEM 和 Ham's F12 混合培养基，并添加 5% FBS 和 L-谷氨酰胺。
- 每周更新生长培养基 2-3 次。
- 培养 CHO 细胞应在 37°C 的加湿培养箱中进行，并补充 5% 的 CO2 气体。
- 将 CHO 细胞储存在液氮气相或液相（-196°C）中。
- 按照生物安全 1 级指南处理和培养 CHO 细胞系。
有关 CHO 细胞的规程、视频和最新出版物
以下是一些学习 CHO 细胞系培养和维护的优秀资源。
- 关于 CHO 细胞的广泛细胞培养协议：该链接可帮助您了解有关 CHO 细胞亚培养和转染的所有知识。
- CHO 细胞： 该网站将提供有关 CHO 细胞系的基本细胞培养信息，包括细胞的分裂、储存、冷冻和解冻等。
- 解冻 CHO 细胞：该视频展示了冷冻 CHO 细胞的解冻方案示例。
CHO 细胞系的转染方案
CHO 细胞非常适合基因的瞬时和稳定转染。以下是一些提供 CHO 细胞系转染方案有用信息的资源。
- CHO 细胞转染：这篇发表的文章提供了使用线性聚乙烯亚胺 (PEI) 的 CHO 细胞系瞬时转染方案。
- CHO 细胞的转染方法：这篇文章介绍了使用不同转染试剂高效转染 CHO 细胞系的不同策略。
- 瞬时转染 CHO 细胞：本视频通过插图解释有关 CHO 细胞瞬时表达研究的基本概念。
使用 CHO 细胞的有趣研究论文
以下是利用 CHO 细胞进行的各种研究的摘要：
研究："在 CHO 细胞中通过瞬时基因表达快速、高产地生产全长 SARS-CoV-2 穗状外结构域"（2021 年）
- 目的：使用三种瞬时转染方法在 CHO 细胞中表达 SARS-CoV-2 穗状外结构域，以实现高产。
- 方法：采用三种瞬时转染方法，用编码全长 SARS-CoV-2 穗状外结构域的质粒转染 CHO 细胞。通过 ELISA 和 Western 印迹评估蛋白质表达。
- 主要结果：所有三种瞬时转染方法都显示了高水平的蛋白质表达，其中聚乙烯亚胺法的产量最高。
研究"表达 MERS-冠状病毒疫苗抗原的稳定 CHO 细胞系工程"（2018 年）
- 目的：在 CHO 细胞中生产 MERS-冠状病毒抗原，以用作未来的候选疫苗。
- 方法：用编码 MERS-冠状病毒抗原的质粒转染 CHO 细胞，并使用遗传因子筛选出稳定表达的细胞。蛋白表达通过酶联免疫吸附试验（ELISA）和免疫印迹（Western blot）进行评估。
- 主要发现：稳定的 CHO 细胞系表现出高水平的蛋白质表达，并在多次传代中保持稳定。
研究："南极大型藻类脂肪酸对人类乳腺癌细胞生长的细胞毒活性"（2018 年）
- 目的：使用 CHO 细胞作为对照，评估抗癌剂对正常细胞的毒性。
- 方法：用南极大型藻类中的脂肪酸培养和处理 CHO 细胞，并使用 MTT 试验评估细胞活力。
- 主要发现：来自南极大型藻类的脂肪酸对 CHO 细胞没有细胞毒性作用，这表明它有可能用作一种对癌细胞有选择性的抗癌剂。
研究"敲除 Caspase-7 基因可使细胞周期停滞在 G2/M 期，从而提高 CHO 细胞系中重组蛋白的表达量"（2022 年）
- 目的：对 CHO 细胞进行基因操作，以改善重组蛋白的表达。
- 方法：利用 CRISPR/Cas9 技术敲除 CHO 细胞中的 caspase-7 基因，并通过 Western 印迹和荧光显微镜评估蛋白质的表达。
- 主要发现：在CHO细胞中敲除caspase-7基因可提高蛋白质表达，这可能是由于caspase-7的缺失导致了G2/M期细胞周期的停滞。
研究："开发用于稳定生产针对人类 MMP9 的重组抗体的 CHO 细胞系》（2015 年）
- 目的：在 CHO 细胞中生产针对人类 MMP9 蛋白的单克隆抗体。
- 方法：用编码人类 MMP9 抗体的质粒转染 CHO 细胞，并使用遗传因子筛选稳定表达的细胞。通过 ELISA 和 Western 印迹评估蛋白表达。
- 主要发现：稳定的 CHO 细胞系在多次传代过程中表现出高水平的抗体表达和稳定性，这表明它有可能用于针对人类 MMP9 的治疗应用。
有关 CHO 细胞的常见问题
参考文献
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