蛋白質(zhì)生產(chǎn)的細(xì)胞類型介紹
常見細(xì)胞類型
在懸浮培養(yǎng)大規(guī)模生產(chǎn)中,常用的細(xì)胞類型包括真核細(xì)胞和原核細(xì)胞。
真核細(xì)胞:真核細(xì)胞是具有真核細(xì)胞核的細(xì)胞,包括哺乳動物細(xì)胞、昆蟲細(xì)胞和酵母細(xì)胞等。真核細(xì)胞通常被用于大規(guī)模生產(chǎn)復(fù)雜蛋白質(zhì),如重組蛋白質(zhì)、抗體等。以下是常用的真核細(xì)胞類型:
CHO細(xì)胞(Chinese Hamster Ovary cells):CHO細(xì)胞是一種常用的哺乳動物細(xì)胞,被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)。CHO細(xì)胞具有較高的產(chǎn)量和較好的蛋白質(zhì)折疊和糖基化能力,同時易于培養(yǎng)和擴(kuò)展。
HEK293細(xì)胞(Human Embryonic Kidney cells):HEK293細(xì)胞是來自人類胚胎腎臟的細(xì)胞系,也常被用于大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)。HEK293細(xì)胞具有高產(chǎn)量和較好的蛋白質(zhì)折疊能力,但相比CHO細(xì)胞,其糖基化能力較差。
BHK細(xì)胞(Baby Hamster Kidney cells):BHK細(xì)胞是源自小鼠胚胎的哺乳動物細(xì)胞系。BHK細(xì)胞常用于病毒研究和生物藥物生產(chǎn)中,特別是疫苗和蛋白質(zhì)表達(dá)。
昆蟲細(xì)胞:昆蟲細(xì)胞,如昆蟲卵巢細(xì)胞(Sf9、Sf21)和昆蟲脾臟細(xì)胞(High Five),也常被用于大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)。昆蟲細(xì)胞具有高產(chǎn)量,培養(yǎng)條件較簡單,并且能夠?qū)崿F(xiàn)蛋白質(zhì)正常折疊和糖基化,但其表達(dá)的蛋白質(zhì)往往需要進(jìn)一步純化和修飾。
酵母細(xì)胞:酵母細(xì)胞,如釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和甘酒酵母(Pichia pastoris),也常被用于大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)。酵母細(xì)胞具有高產(chǎn)量和較好的蛋白質(zhì)折疊能力,同時易于培養(yǎng)和擴(kuò)展。特別是甘酒酵母,能夠?qū)崿F(xiàn)糖基化和區(qū)分性泛素化等重要后翻譯修飾。
原核細(xì)胞:原核細(xì)胞是沒有真核細(xì)胞核的細(xì)胞。原核細(xì)胞常被用于大規(guī)模生產(chǎn)簡單蛋白質(zhì)、酶類和多肽等。以下是常用的原核細(xì)胞類型:
大腸桿菌(Escherichia coli):大腸桿菌是最常用的原核細(xì)胞,被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)。大腸桿菌具有高產(chǎn)量、培養(yǎng)條件簡單和易于擴(kuò)展的特點,但由于其為原核細(xì)胞,其表達(dá)的蛋白質(zhì)缺乏糖基化和蛋白質(zhì)折疊較復(fù)雜。一些植物細(xì)胞和魚類細(xì)胞也被應(yīng)用于蛋白質(zhì)生產(chǎn):
植物細(xì)胞:植物細(xì)胞,如鳥嘌呤二核苷酸酶(PMP)和轉(zhuǎn)基因植物的細(xì)胞,近年來在大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)方面也得到了廣泛研究。植物細(xì)胞有很高的產(chǎn)量潛力和較好的蛋白質(zhì)折疊機(jī)制,并且可以實現(xiàn)重要的翻譯后修飾,如糖基化。此外,植物細(xì)胞還有易于培養(yǎng)和擴(kuò)展的特點,以及低成本和低傳染性等優(yōu)勢。
魚類細(xì)胞:近年來,鯉魚細(xì)胞(LC3)和鱸魚卵巢細(xì)胞(SDJY)等魚類細(xì)胞也成為了大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)的新型候選細(xì)胞。魚類細(xì)胞在表達(dá)復(fù)雜蛋白質(zhì)時具有出色的折疊機(jī)制和高產(chǎn)量特點,因此在蛋白質(zhì)生產(chǎn)中表現(xiàn)良好。
懸浮培養(yǎng)大規(guī)模生產(chǎn)中常用的細(xì)胞類型包括CHO細(xì)胞、HEK293細(xì)胞、昆蟲細(xì)胞、大腸桿菌和酵母細(xì)胞等。每種細(xì)胞類型具有不同的特點和應(yīng)用范圍,選擇合適的細(xì)胞類型可以提高蛋白質(zhì)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
特殊細(xì)胞類型
另外還有一些特殊的細(xì)胞類型,雖然使用較少,但在特定情況下也被應(yīng)用于大規(guī)模蛋白質(zhì)生產(chǎn)中。下面介紹其中的兩種細(xì)胞類型:
昆蟲培養(yǎng)細(xì)胞:除了常用的昆蟲細(xì)胞系(如Sf9、Sf21、High Five等),還有一些特定的昆蟲培養(yǎng)細(xì)胞常用于大規(guī)模蛋白質(zhì)生產(chǎn)。這些昆蟲培養(yǎng)細(xì)胞通過從昆蟲中分離和培養(yǎng),可以長期保持其生長和蛋白質(zhì)表達(dá)能力,其中包括秋季翅蛾細(xì)胞(Trichoplusia ni)、家蠶卵巢細(xì)胞(BmN)等。這些細(xì)胞在表達(dá)復(fù)雜蛋白質(zhì)、大分子蛋白質(zhì)或敏感蛋白質(zhì)時表現(xiàn)出色,可以為蛋白質(zhì)的高產(chǎn)量和高質(zhì)量提供優(yōu)勢。
哺乳動物原代細(xì)胞:哺乳動物原代細(xì)胞系是直接從動物組織中分離的細(xì)胞,如肝細(xì)胞、肺細(xì)胞、腎細(xì)胞等。這些細(xì)胞維持了動物組織的特性和功能,因此在某些情況下可能更適合表達(dá)蛋白質(zhì)。哺乳動物原代細(xì)胞系具有更高的產(chǎn)量和更逼真的蛋白質(zhì)折疊能力,同時還可以保留一些動物特有的翻譯后修飾和細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路。然而,哺乳動物原代細(xì)胞的使用受到其分離和培養(yǎng)的困難、生命周期短以及不穩(wěn)定的因素的制約,因此在大規(guī)模生產(chǎn)中使用較少。
綜上所述,昆蟲培養(yǎng)細(xì)胞和哺乳動物原代細(xì)胞是一些特殊的細(xì)胞類型,在特定情況下可以提供優(yōu)勢和不同的應(yīng)用選擇。然而,這些細(xì)胞可能具有更高的實驗要求、更復(fù)雜的培養(yǎng)條件和更高的成本,因此在選擇使用時需要根據(jù)蛋白質(zhì)的屬性、生產(chǎn)目標(biāo)和實際需求進(jìn)行綜合考慮。
具體的細(xì)胞類型選擇和應(yīng)用可能因?qū)嶋H需求和研究領(lǐng)域的不同而有所差異。建議進(jìn)一步查閱相關(guān)文獻(xiàn)和領(lǐng)域?qū)<业囊庖?,以得出更?zhǔn)確的結(jié)論。