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目前单克隆抗体(mAbs)已经成为世界生物工程制药业的支柱产品。能够大规模生产单克隆抗体的一个重要前提是获得稳定高产细胞株,然而筛选持续稳定表达外源蛋白的重组细胞株是费时费力的过程。研究者需要不断优化表达载体和细胞株筛选方式。本实验室已研制出的流感病毒、肝炎病毒中和抗体需要大量的抗体用于临床前研究,因此需要建立一个高产、稳定的细胞株表达平台。本研究以乙肝嵌合抗体E6F6cAb为模式蛋白,以CHO DG44(dhfr-)作为宿主细胞,构建嵌合抗体E6F6cAb稳定高产细胞株,从而建立起稳定细胞株筛选系统,包括质粒构建、潮霉素加压筛选、MTX加压诱导基因扩增、细胞克隆化(单克隆有限稀释法、流式分选法)、细胞株产能评价和稳定性评估、哺乳动物细胞的稳定表达工艺等环节。高产细胞株的获得,使得单克隆抗体的大量表达成为可能,为以后的抗体药物表达奠定了基础。
本研究以CHO DG44(dhfr-)为宿主细胞系,共转染优化后的质粒pCWLK和pCH,利用质粒中潮霉素抗性进行首次筛选并将存活细胞克隆化,获得初始细胞株。为了进一步提高细胞株产量,我们挑选6个表达抗体最高的初始细胞株,分别用MTX进行加压,使抗体基因扩增。初始细胞株(1-48,1-63)经几轮MTX加压筛选后,抗体产量均有明显的提高。接下来将这2个初始细胞株经MTX筛选得到的细胞群体单克隆化,并对其中20个单克隆细胞株进行表达水平鉴定,结果表明抗体表达量最高为43mg/L。我们挑选4个表达量较高的细胞株进行长期培养和稳定性研究。经过60天的长期培养及产量检测我们确定这4个单克隆细胞株均能长期稳定表达E6F6cAb抗体。
为了进一步提高高产细胞株筛选的效率,本研究还对单克隆筛选方法进行改进,尝试采用流式分选和有限稀释法相结合的方法筛选细胞株。从经MTX加压后的1-63细胞群体得到256个单克隆细胞株,细胞单产量为5-25 pg/c/d,细胞株抗体表达量最高达到140mg/L。
为了提高抗体的产量,本研究以单克隆细胞株1-63-10G11(43mg/L)为模式细胞株,摸索细胞株稳定表达工艺的初步优化。从实验室原有培养基库中筛选得到培养基DG44-32,并以其脱盐浓缩液作为补料培养基,进行细胞株的流加培养。同时以此培养基为基础,对基础与补料培养基中氨基酸Asn、Asp、Glu与Gln浓度分别进行调整,使批培养最大活细胞密度达到5×106个/ml,流加培养达到7~8×106个/ml。将最终优化的培养基放大到生物反应器中,细胞生长情况和抗体表达产量与摇瓶中一致。该研究为进一步动物细胞规模化培养技术生产抗体奠定了基础。