293細(xì)胞是腺病毒載體的包裝細(xì)胞。腺病毒是繼逆轉(zhuǎn)錄病毒后用于基因治療研究的熱門載體。直接將腺病毒載體導(dǎo)入人體內(nèi)表達(dá)目的基因,治療惡性腫瘤,心血管疾病或一些遺傳疾病已取得可喜進(jìn)展;利用腺病毒載體在包裝細(xì)胞 293中表達(dá)分泌性蛋白質(zhì),如蛋白酪氨酸激酶 1C等亦成為生產(chǎn)重組蛋白的一條途徑。因此完善 293細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)具有越來越重要的市場意義。哺乳細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)方式有三種:貼壁培養(yǎng),微載體培養(yǎng),無血清懸浮培養(yǎng)。這三種方式均可用于 293細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)。
293細(xì)胞特性
293細(xì)胞是用5型腺病毒75株系轉(zhuǎn)化,含有Ad5 E1區(qū)的人胚腎細(xì)胞。它是加拿大McMaster University的F.L.Graham與J.S.Miley于1976年用DNA轉(zhuǎn)染技術(shù)構(gòu)建而成。293細(xì)胞是貼壁依賴型成上皮樣細(xì)胞,表現(xiàn)出典型的腺病毒轉(zhuǎn)化細(xì)胞的表型,細(xì)胞允許Ad5和其他血清型腺病毒在其上增殖。293細(xì)胞為人亞三倍體細(xì)胞系。293細(xì)胞在無Ca2+或含Ca2+培養(yǎng)基中可同樣生長,也可生長在血清濃度降低的培養(yǎng)基中。
轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)
轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)一般用于小量培養(yǎng)到大規(guī)模培養(yǎng)的過渡階段,或作為生物反應(yīng)器接種細(xì)胞準(zhǔn)備的一條途徑。與傳統(tǒng)靜止單層培養(yǎng)相比,轉(zhuǎn)瓶具有三大優(yōu)點:為細(xì)胞提供較大的生長表面;輕微的轉(zhuǎn)動可以防止培養(yǎng)液中形成的某些成分對細(xì)胞生長可能產(chǎn)生的影響;細(xì)胞大部分時間僅覆蓋一薄層培養(yǎng)液,有利于氣體交換。我們已成功實現(xiàn)293細(xì)胞的轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)。由于293細(xì)胞對生長環(huán)境的改變較為敏感,細(xì)胞容易成團(tuán),因此維持穩(wěn)定的溫度,酸堿度和轉(zhuǎn)動速度對細(xì)胞正常均勻生長至關(guān)重要?,F(xiàn)在使用的轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)系統(tǒng)包括二氧化碳培養(yǎng)箱和轉(zhuǎn)瓶機兩部分。293細(xì)胞接種后,維持適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速培養(yǎng)。不同的細(xì)胞轉(zhuǎn)速略有不同。細(xì)胞的均勻分散貼壁情況與培養(yǎng)液溫度,瓶子的轉(zhuǎn)動速度和細(xì)胞特性有關(guān)。在5-6天的培養(yǎng)周期中,細(xì)胞量可增殖20倍。
反應(yīng)器貼壁培養(yǎng)
此種培養(yǎng)方式中,細(xì)胞貼附于固定的表面生長,不因為攪拌而跟隨培養(yǎng)液一起流動,因此比較容易更換培養(yǎng)液,不需要特殊的分離細(xì)胞和培養(yǎng)液的設(shè)備,可以采用灌流培養(yǎng)獲得高細(xì)胞密度,能有效地獲得一種產(chǎn)品;但擴大規(guī)模較難,不能直接監(jiān)控細(xì)胞的生長情況,故多用于制備用量較小,價值高的生物藥品。 CelliGen,CelliGen PlusTM和Bioflo3000反應(yīng)器是常用的貼壁培養(yǎng)式生物反應(yīng)器,用于細(xì)胞的貼壁培養(yǎng)時可使用籃式攪拌系統(tǒng)和圓盤狀載體。此載體是直徑6毫米的無紡聚酯纖維圓片,具有很高的表面積與體積比(1200cm2/g),有利于獲得高細(xì)胞密度。籃式攪拌系統(tǒng)和載體培養(yǎng)是目前貼壁細(xì)胞培養(yǎng)使用最多的方式,除用于293細(xì)胞的培養(yǎng)外,還用于雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng),Hela細(xì)胞培養(yǎng),CHO細(xì)胞培養(yǎng)及其它細(xì)胞培養(yǎng)。此種方式培養(yǎng)293細(xì)胞,細(xì)胞接種后貼壁快,接種1小時后細(xì)胞貼壁率可達(dá)98%以上,采用灌流培養(yǎng)。整個培養(yǎng)周期約7-10天,細(xì)胞增殖25-50倍。
微載體培養(yǎng)
微載體是目前*的最有發(fā)展前途的一種動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù),其兼具懸浮培養(yǎng)和貼壁培養(yǎng)的優(yōu)點,放大容易。目前微載體培養(yǎng)廣泛用于培養(yǎng)各種類型細(xì)胞,生產(chǎn)蛋白質(zhì)產(chǎn)品,如293細(xì)胞,成肌細(xì)胞,Ve r o細(xì)胞,CHO細(xì)胞。常用商品化微載體有三種:Cytodex ,Cytopore和Cytoline。 使用較多的反應(yīng)器有兩種:貝朗公司的BIOSTAT B反應(yīng)器,使用雙槳葉無氣泡通氣攪拌系統(tǒng);NBS公司的CelliGen,CelliGen PlusTM和Bioflo3000反應(yīng)器,使用Cell-lift雙篩網(wǎng)攪拌系統(tǒng)。兩種系統(tǒng)都能實現(xiàn)培養(yǎng)細(xì)胞和收獲產(chǎn)物的有效分離。微載體培養(yǎng)293細(xì)胞,首先要選擇合適的微載體類型和攪拌速度。接種細(xì)胞可用1L spinner微載體培養(yǎng)系統(tǒng)或是其它貼壁培養(yǎng)方式準(zhǔn)備,采用灌流培養(yǎng),培養(yǎng)周期10-15天,能達(dá)到的細(xì)胞密度為5-10×106/ml。
無血清懸浮培養(yǎng)無血清懸浮培養(yǎng)是用已知人源或動物來源的蛋白或激素代替動物血清的一種細(xì)胞培養(yǎng)方式,它能減少后期純化工作,提高產(chǎn)品質(zhì)量,正逐漸成為動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的研究新方向。要實現(xiàn)293細(xì)胞無血清懸浮培養(yǎng)必須先將貼壁培養(yǎng)293改造為懸浮培養(yǎng)293S細(xì)胞并尋找適合高密度無血清培養(yǎng)的培養(yǎng)液配方。懸浮培養(yǎng)時,由于缺少血清和蛋白的保護(hù)作用,293S對剪切力的敏感度增加,難以達(dá)到高密度培養(yǎng),導(dǎo)致293S產(chǎn)生病毒的數(shù)量比貼壁培養(yǎng)低5-10倍左右。細(xì)胞接種后,灌流培養(yǎng)7天,達(dá)到細(xì)胞密度5×106/ml,增殖5-10倍。
結(jié)論
不管是哪種培養(yǎng)方式,首要的一點是必須操作規(guī)范,防止污染;其次根據(jù)需要選擇合適的293細(xì)胞培養(yǎng)方式,對細(xì)胞生長狀況實行有效的監(jiān)控,以便獲得穩(wěn)定的蛋白或病毒產(chǎn)物。
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