重组抗体高效表达策略【泰克生物】_cho细胞表达中如何提高抗体蛋白产量-优快云博客

重组抗体表达技术是生物制药和免疫研究领域的核心技术之一。随着生物技术的不断发展，重组抗体成为了治疗癌症、免疫疾病和其他重大疾病的重要武器。重组抗体的高效表达不仅依赖于合适的表达系统，还需要优化的表达条件以及高效的生产工艺。

1. 重组抗体表达的基础概念

重组抗体表达是通过将抗体基因引入适合的宿主细胞中进行表达和生产的过程。常用的表达系统包括大肠杆菌、酵母、昆虫细胞及哺乳动物细胞。不同的系统各有优缺点，选择合适的系统对抗体的最终产量、质量以及生产成本起着至关重要的作用。

对于需要复杂糖基化修饰的抗体，哺乳动物细胞系统，如CHO细胞（Chinese Hamster Ovary）被广泛应用。CHO细胞具有良好的生物安全性，能够完成包括糖基化、二硫键形成等在内的复杂后期修饰，因此在重组抗体生产中得到了广泛的应用。

2. CHO细胞重组抗体表达

CHO细胞重组抗体表达系统的成功应用，得益于其高效的蛋白质合成能力以及能够进行成熟糖基化的特性。CHO细胞可以通过稳定的转染方式或使用质粒来表达外源抗体基因，并通过优化培养条件来提高抗体的产量。

CHO细胞的优势在于其能够在不依赖于体外蛋白质的辅助系统下，直接生产具有生物活性的重组抗体。为了提高CHO细胞中重组抗体的表达水平，通常会优化几个关键因素：

- 基因的选择与优化：选择合适的抗体基因并对其进行优化，如提高基因的稳定性，减少不必要的DNA片段等。

- 培养条件的优化：培养基的选择、pH、温度和溶氧等参数会影响抗体的表达量和质量。通过调控这些条件可以显著提高CHO细胞的产量。

- 转染技术的改进：采用高效的转染方法，如电转化法或脂质体介导的转染，可以有效提高外源基因在CHO细胞中的表达效率。

CHO细胞表达系统广泛应用于重组抗体的生产，特别是用于治疗性单克隆抗体的商业化生产中。多个FDA批准的抗体药物，如Herceptin（曲妥珠单抗）、Rituxan（利妥昔单抗）等，都是通过CHO细胞表达系统生产的。

3. 重组抗体生产的关键因素

重组抗体生产不仅仅依赖于CHO细胞的表达，还需要一系列的生产工艺来确保抗体的质量与产量。以下是重组抗体生产中的几个关键因素：

- 抗体纯化：在抗体的生产过程中，需要通过层析技术（如亲和层析、离子交换层析等）对抗体进行纯化，以去除杂质，保证抗体的纯度。

- 培养介质的优化：高效的培养介质能够为CHO细胞提供充足的营养成分，促进细胞的增殖与抗体的生产。优化培养基成分和添加剂，可以显著提高抗体的产量。

- 下游处理：重组抗体的最终产物通常需要经过浓缩、过滤和冻干等下游处理，以确保其稳定性和长期保存。

4. 重组抗体表达的挑战与解决方案

尽管CHO细胞重组抗体表达系统具备了诸多优势，但仍面临一些挑战。主要包括：

- 产量的提升：尽管CHO细胞可以高效地生产抗体，但对于某些抗体，产量可能仍然偏低。为了解决这一问题，研究者们采用了多种策略，如基因拷贝数的增加、细胞培养条件的优化、以及使用强化的表达载体等。

- 糖基化的多样性：CHO细胞可以进行复杂的糖基化修饰，但其糖基化模式与人类细胞存在一定差异，这可能会影响抗体的药理学性质。为此，采用转基因技术改造CHO细胞，使其能够更接近人类糖基化模式，成为当前的研究热点。

- 表达系统的稳定性：长期培养中，CHO细胞可能出现表达不稳定的问题，因此开发稳定的细胞系和优化筛选策略，是保证重组抗体生产高效和稳定的关键。

重组抗体表达技术特别是在CHO细胞系统中的应用，已经成为现代生物制药行业的重要技术手段。通过对表达系统、培养条件及生产工艺的不断优化，重组抗体的产量和质量得到了显著提升。随着技术的进步，未来可能会有更多的策略来克服现有的挑战，实现更高效、低成本的抗体生产。

参考文献

1. R. K. Gupta, et al., "Production of Therapeutic Monoclonal Antibodies in CHO Cells," Biotechnology Advances, 2012.

2. P. C. T. Shih, et al., "Recent Advances in CHO Cell-Based Antibody Production," Journal of Pharmaceutical Sciences, 2017.

3. Z. Zhang, et al., "Optimizing the Expression of Recombinant Antibodies in CHO Cells," Biotechnology and Bioengineering, 2016.