课题基金 / 基金详情

CHO细胞糖基化同质性无血清培养基的研发及机制

批准号:
32101232
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
林艳
依托单位:
学科分类:
应用生物技术
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
林艳

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
无血清培养基(serum-free medium, SFM)是哺乳动物细胞表达系统生产重组蛋白/抗体治疗药物的必需原料。近70%的重组蛋白/抗体药物是由中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary, CHO)细胞产生的。重组蛋白药物的糖基化异质性严重影响其功能和活性,且机制不清楚。研究发现培养基成分会影响重组蛋白的糖基化异质性。申请者前期研发了适合CHO细胞的具有高密度、高活性和高表达量的SFM。本项目拟在前期基础上,研发用于重组蛋白生产的糖基化同质性SFM,并探讨其分子机制。通过构建重组蛋白(抗体)稳定表达细胞株,筛选影响重组蛋白糖基化的关键组分,分析其对重组蛋白的糖基化同质性的作用。进一步采用代谢组学和RNA组学挖掘影响糖基化异质性的关键因子。该项目完成有望提供一种高值国产无血清培养基,提升高端重组蛋白药物的国产自主研发水平。
英文摘要
Serum-free medium (SFM) is essential for recombinant therapeutic protein or antibody produced by the mammalian expression system. Today, nearly 70% of the recombinant therapeutic proteins or antibodies are produced in Chinese hamster ovary (CHO) cells. Glycosylation heterogeneity of recombinant therapeutic proteins seriously affects their function and activity, and the mechanism is unclear. It was found that the composition of culture medium can affect the glycosylation heterogeneity of recombinant protein. In the previous study, we have developed SFM with high density, high activity, and high expression for CHO cells. This project intends to develop SFM with homogeneous glycosylation for the production of recombinant protein and explore its molecular mechanism. Through the construction of stable cell lines with expressing recombinant protein or antibody, the key components affecting the glycosylation of recombinant protein will be screened, and their effects on the glycosylation homogeneity of recombinant protein will be analyzed. Metabonomics and RNAmics will be used to explore the key factors affecting glycosylation heterogeneity. The completion of the project is expected to provide a high-value domestic SFM and improve the domestic independent R & D level of high-end recombinant therapeutic proteins.
筛选能够提高CHO细胞重组蛋白表达的小分子添加剂并进行机制研究。利用构建的CHO-HSA、CHO-Adalimumab、CHO-VN和CHO-K6稳定表达细胞株,加入不同的添加剂,检测活细胞密度、细胞活率和代谢产物,用Western Blot和ELISA分析蛋白表达情况。用流式细胞仪分析细胞周期、细胞凋亡和自噬蛋白表达的影响,检测细胞氧化还原平衡和SOD酶活力。利用HPLC分析糖型、SEC和CEX检测抗体纯度及电荷异质性。结果发现40µM的Palbociclib和500 nM的RA处理后,CHO-HSA、Adalimumab和K6的相对体积产量分别提高了1.88、1.02和1.1倍,相对Qp分别提高了1.85、1.68和1.41倍,可能与细胞周期停滞在G2/M期,并促进细胞凋亡和介导自噬有关。172.7μM黄芩素、800μM原花青素和1mM大豆异黄酮联合低温培养可提高阿达木表达量1.56倍,Qp提高2.03倍,可能与细胞周期阻滞及减少凋亡细胞有关。0.5µM的阿匹莫德增加了VN Qp2.59倍,并且导致细胞体积和代谢增加,可提高G0/G1期的比例,未增加细胞凋亡的数量但减少诱导细胞自噬。杨梅素、二氢杨梅素、槲皮素、姜黄素均能提高CHO细胞重组蛋白表达。杨梅素与对照相比体积产量提高了166%,可能与调控细胞周期、抑制凋亡及减少细胞内活性氧有关。HPLC、SEC、CEX分析结果显示,其减少聚体的发生。D1+D4通过调控细胞周期和抑制凋亡显著提高重组蛋白的表达量。7,8-DHF处理使SEAP表达提高至1.46倍,Qp提高至1.60倍。且mAb表达量也可提高至1.33。7,8-DHF可以促进CHO-mAb细胞中NAD+、NADH及ATP的生成,减少单克隆抗体的电荷异质性,提高抗体纯度,改变糖基化。转录组学数据表明7,8-DHF可促进ROS和凋亡通路的相关基因表达,显著增加CHO-mAb细胞中线粒体基因ND1和ND3的表达。通过利用添加剂,提高抗体的表达水平和质量,可广泛应用于生物领域。
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