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重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-Fc融合蛋白(rhTNFR-Fc)在治疗风湿性关节炎、类风湿性关节炎方面具有显著疗效,日益显示出重要作用和广阔的应用前景。由于使用动物细胞表达的蛋白质产品的巨大需求与动物细胞培养的有限产能之间的矛盾,使得研究动物细胞大规模培养技术成为当今生物制药领域的迫切需要。动物细胞GS-CHO大规模培养的产能受到限制,使得rhTNFR-Fc融合蛋白不能满足病患者对其日益增长的需求,其主要原因是动物细胞大规模培养过程中的营养需要和过程控制过于复杂。研究动物细胞大规模培养技术的目的就在于解决上述问题,迅速扩大动物细胞培养的产能。因此针对GS-CHO细胞培养过程的工艺研究建立起经济、高效的流加培养过程,是rhTNFR-Fc实现其产业化一项必不可少的工作。通过葡萄糖和谷氨酰胺浓度限制实验将流加培养过程中的葡萄糖和谷氨酰胺浓度分别控制在10和0.5mmol/L。通过已建立的葡萄糖和谷氨酰胺细胞生长-维持两阶段流加培养过程的营养成分进行分析,采用理性设计思想结合摇瓶筛选因子实验设计营养比例平衡的流加培养基,基于培养上清中葡萄糖浓度含量检测采用间歇补料控制策略建立起以满足细胞生长代谢需要和产物合成为基本原则的动态流加培养过程设计模型。在此控制模型的指导下,建立了高效的流加培养过程。细胞培养周期延长了5.5天,最大活细胞密度和最大融合蛋白浓度分别达到3.415×106cells/mL和800.3mg/L,较葡萄糖和谷氨酰胺两阶段流加培养分别提高了29%和92%,同时培养末期毒副产物乳酸和氨都积累在很低的水平,分别为6.2mmol/L和3.07mmol/L。培养上清通过蛋白纯化对其唾液酸和生物活性进行测定,均为合格。上述优化结果表明通过控制培养基中葡萄糖和谷氨酰胺的含量,设计比例平衡的补料培养基解决了营养物限制／抑制和代谢毒副产物累积这一主要问题。另外在本研究发现0.5mmol/L丁酸钠对表达重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子的GS-CHO细胞在37℃培养时有1倍的提高,然而在两阶段动态流加培养过程中对细胞生长和产物合成均产生抑制作用。对于rhTNFR-Fc蛋白的表达,丁酸钠与温度呈负相关,进一步验证了丁酸钠对于外源蛋白的表达不仅与细胞株和基因表达系统有关,而且与细胞培养环境(温度)相关。通过本文的研究工作,对表达重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-Fc融合蛋白的GS-CHO细胞两阶段培养过程的优化,对于改善培养过程中的营养限制,提高细胞密度和抗体产量具有十分重要的作用。为将来进行rhTNFR-Fc融合蛋白的工业化生产奠定了基础。