CHO cells engineered for fluorescence read out of cell cycle and growth rate in real time
CHO cells engineered for fluorescence read out of cell cycle and growth rate in real time
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CHO 细胞经过改造，可通过荧光实时读取细胞周期和生长速率
DOI：
10.1002/btpr.2491
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发表时间：
2017
影响因子：
2.9
通讯作者：
Jandt U.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fuge G;Hong Y;Riecken K;Zeng A.-P;Jandt U.
为了使哺乳动物细胞在生物反应器中高效地生产重组蛋白，需要最佳的生长速率，这是最重要的工艺参数。我们首次成功地在生物反应器培养条件下监测哺乳动物生产相关细胞系的生长行为和细胞周期状态，使用荧光读出，而无需额外的染色或标记。为此，我们开发了两种新的生产相关细胞系衍生物（CHO‐K1 FUCCI CM&CHO‐K1 FUCCI CN）和相应的分析方法。该方法易于扩展，适用于哺乳动物重组蛋白生产细胞系，并允许使用适当的荧光探针进行实时监测。它是基于Miyawaki等人开发的基于泛素化的细胞周期指示器（FUCCI）系统。CHO‐K1被选为模型细胞系是因为它与几种生产细胞系关系密切。我们定义了一个新的过程参数化，细胞周期分布的定量和数字稳健表示，并证明它与细胞周期状态线性相关，与实时生长速率成反比。比使用基于细胞计数的方法更早地检测生长速率限制。分析与大量荧光方法兼容，使用平板阅读器和流式细胞仪。对于未来在工业规模生物反应器中的实时应用，我们建议使用在线或在线荧光探针。©2017美国化学工程师协会生物技术。掠夺。， 33:1408-1417, 2017
For efficient production of recombinant proteins by mammalian cells in a bioreactor, optimal growth rates are required and represent the most important process parameter. We present the first successful attempt to monitor the growth behavior and cell cycle state of a mammalian production relevant cell line under bioreactor cultivation conditions up to 1.2 l, utilizing a fluorescent read‐out without the need of additional staining or marking. For this purpose, we developed two new production relevant cell line derivatives (CHO‐K1 FUCCI CM&CHO‐K1 FUCCI CN) and corresponding analytical methods. The approach is easily scalable, applicable to mammalian recombinant protein production cell lines, and it allows for real‐time monitoring using appropriate fluorescence probes. It is based on the Ubiquitination‐based Cell Cycle Indicator (FUCCI) system developed by Miyawaki et al. CHO‐K1 was chosen as a model cell line due to its close relationship to several production cell lines.1We defined a new process parameterired, a quantitative and numerically robust representation of the cell cycle distribution, and demonstrate it to be linearly correlated with the cell cycle state and inversely related to the real time growth rate. Detection of growth rate limitations is possible earlier than using cell‐count‐based approaches. Analytics were compatible with bulk fluorescence methods, using a plate reader as well as a flow cytometer. For future real time applications in industry scale bioreactors we recommend the use of on‐line or at‐line fluorescence probes. © 2017 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 33:1408–1417, 2017
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