哺乳动物细胞表达系统

哺乳动物细胞瞬时转染表达和稳转细胞株表达系统

哺乳动物细胞表达的主要优点是用于真核蛋白质的合成、加工和分泌的信号被哺乳动物细胞正确有效地识别。因此,在蛋白表达过程中会形成接近天然蛋白的蛋白质折叠和聚合,具备活性蛋白所必须的空间结构和修饰。

由哺乳动物细胞翻译后再加工修饰产生的外源蛋白质,在活性方面高于原核表达系统及酵母、昆虫细胞等真核表达系统,更接近于天然蛋白质。这一特性使得哺乳动物细胞表达系统在重组蛋白药物,特别是治疗性重组单抗药物的研发和生产中得到广泛应用;

哺乳动物细胞表达包括瞬时转染和稳转细胞株表达等。瞬时转染表达和稳转细胞株表达最显著的区别就是在时间上。瞬时转染在转染后四天即能收获细胞,瞬时转染一般用于基因产物的短期表达、蛋白质的小规模合成。目前,在进行哺乳动物细胞蛋白表达时,因为细胞培养技术的进步和人们对瞬时转染的不断探索,人们已经可以对一些常用细胞进行悬浮培养,实现了瞬时转染对重组蛋白的大规模合成,节省了时间和成本。相对于瞬时转染,稳转细胞株表达适用于长期的药理学研究遗传调控机制研究及大规模的蛋白质合成,需要大量的周期,因此更费力成本投入高;

哺乳动物细胞的转染方法

细胞转染,是指将外源基因导入细胞内的一种技术。目前,常用的细胞转染方法主要分为三类途径:物理介导(电穿孔法,基因枪法、显微注射法)、化学介导(脂质体转染法、磷酸钙共沉淀法、阳离子聚合物介导法)、生物介导(病毒介导转染、原生质体转染)。理想细胞转染方法,应该具有转染效率高、细胞毒性小等优点。

下表是一些常用转染方法的原理,优缺点和适用性:

细胞转染方法 细胞转染原理 主要特点
阳离子脂质体转染法 带正电荷的脂质体靠静电作用和DNA结合形成DNA-脂质体复合物,然后通过细胞的内吞作用进入细胞 · 操作简便
· 适用于各种裸露的DNA和RNA片段
· 适合转染各种的细胞
· 对DNA浓度有一定要求
· 对细胞有一定的毒性
阳离子聚合物 带正电的阳离子聚合物与核酸的磷酸基团 形成带正电的复合物,复合物和带负电的细胞膜接触,并通过内吞作用进入细胞 与脂质体转染法类似,但是具有很低的毒性,操作简单,适用性广,是新一代转染试剂
磷酸钙法 磷酸钙能够促进外源DNA和细胞的结合 ,磷酸钙-DNA复合物能够附着到细胞表面,并通过内吞作用进入细胞 · 操作简单
· 对DNA浓度要求高
· 适用性有局限(不适用于原代细胞)
电穿孔法 高脉冲的电压破坏细胞膜,在细胞膜表面形成孔道,DNA通过孔道进入细胞 · 适用性广,适用于质粒和几十kb的基因组片段
· 针对不同细胞要优化实验条件
· 细胞致死率较高
显微注射法 利用显微操作系统和显微注射技术将DNA直接注入到细胞中 · 整合率较高,适用于工程改造和转基因动物的建立
· 操作复杂,且需要昂贵精密的设备
· 外源基因的整合位点和拷贝数无法控制,会导致片段缺 失、 突变
病毒转染 通过病毒的膜蛋白和细胞表面的受体相互作用而进入细胞,利用宿主细胞酶自行转录复制合成DNA,并随机整合到细胞基因组中 · 转染效率高,适用于难转染细胞转染
· 利用病毒介导转染,外源基因整合较稳转
· 逆转录病毒只选择感染分裂细胞
· 容纳外源基因长度<8kb
哺乳动物细胞的稳转细胞系构建

哺乳动物细胞稳转细胞系构建是将外源基因整合到细胞自身的基因组上,使外源基因成为细胞基因组的一部分而得以复制。稳转细胞系构建是建立在瞬时转染的基础上的:先对哺乳动物细胞进行转染,再对得到的细胞池进行筛选最终得到稳转细胞系。在建立稳转转染细胞系时,我们需要使用选择标记来筛选出阳性克隆(外源基因已稳转整合至细胞的基因组上),同时剔除未稳转整合的细胞。最终通过流式分选或者有限稀释得到稳转转染的单克隆细胞株。稳转细胞株在重组蛋白/抗体生产、基因编辑、功能研究等方面起着重要的作用。

哺乳动物细胞的稳转细胞系的需求和解决方案
需求 方案
将外源基因整合到细胞染色体上 通过基因编辑等方法插入基因
降低细胞个体之间的差异,减少同一类型细胞中的个体基因组差异。因为这些差异对实验结果造成干扰 筛选单克隆稳转株
外源基因未成功整合到细胞,导致注射入动物体内后的外源基因或者其片段丢失 需要向动物体体内注射已经表达外源基因的细胞
干扰RNA无法削弱目的基因的活性 筛选有更好的基因干扰效果的稳转株
获得外源基因的高效表达 筛选有更好的基因表达效果的稳转株
得到过表达的目的基因或干扰拷贝数 筛选拷贝数适量的稳转细胞
沃臻生物的哺乳动物瞬时表达服务

沃臻生物的科学家在哺乳动物细胞瞬时表达系统的分子生物学和细胞工程方面拥有丰富经验。我们专有的高密度(High Density, HD)哺乳动物细胞瞬时表达技术,以及优化的表达方案和培养基,确保蛋白和抗体产量达到g级水平。我们可提供灵活的服务以满足不同的定制需求,包括标签去除、内毒素去除、糖基化分析等。

1-2周 1-2周 2-3周 3-4周
基因合成及密码子优化(可选) 载体构建 蛋白表达和纯化 大量表达及纯化(可选)
客户提供目的蛋白序列信息或质粒 · 克隆至沃臻优化的高效表达载体
· 质粒测序
· 质粒制备

交付内容
· 测序报告(若客户要求)
· 瞬时转染HEK293/CHO细胞
· 蛋白纯化
· QC分析(SDS-PAGE、UV等)

交付内容
· 0.1-0.5mg纯化蛋白样品(如蛋白表达可行)
· 质量检测报告(COA)
· 100mg或更多蛋白
· QC检测

交付内容
· 纯化蛋白
· 质量检验报告(COA)
沃臻生物的哺乳动物稳转细胞株表达服务

稳转细胞株适用于各种研究应用,如重组蛋白和抗体生产、基因编辑、功能性研究等等。沃臻生物多年从事膜蛋白和困难真核蛋白表达研究,具有大量稳定细胞株开发经验,能够有效提高稳定细胞株的生产能力,改善实验结果。我们整合所有的实验步骤,提供从基因序列到稳定株交付的一站式服务。

1-2周 2-3周 2周 12-20周 2-3周
基因合成及密码子优化(可选) 载体构建 瞬时表达评估 稳定细胞株开发 大量表达及纯化(可选)
客户提供目的蛋白序列信息或质粒 · 克隆至表达载体
· 质粒测序
· 质粒制备

交付内容
· 测序报告(若客户要求)
· 瞬时表达
· ELISA及/或WB检测表达水平

交付内容
· 评估报告
· 稳定转染及筛选
· 高表达克隆筛选及稳定性筛选
· 细胞建库

交付内容
· 表达报告
· 2-3株稳定克隆(可选)
· 100mg或更多蛋白
· QC检测

交付内容
· 纯化蛋白
· 质量检验报告(COA)

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