生物制药工艺学-动物细胞工程制药幻灯片.pptVIP

本章内容 第一节 概述 第二节 动物细胞的形态和生理特征 第三节 生产用动物细胞的要求 第四节 动物细胞的培养条件和培养基 第五节 动物细胞培养的基本方法 第六节 动物细胞大量培养的方法和操作方式 第七节 动物细胞生物反应器 第八节 动物细胞产品的纯化方法和质量要求 第九节 动物细胞产品的制造实例 第十节 动物细胞制药的前景和展望 第一节 概述 细胞工程是以细胞为单位，按人们的意志，应用细胞生物学、分子生物学等理论和技术，有目的地进行精心设计，精心操作，使细胞的某些遗传特性发生改变，从而达到改良或产生新品种的目的，以及使细胞增加或重新获得产生某种特定产物的能力，从而在离体条件下进行大量培养、增殖，并提取出对人类有用的产品。 细胞工程的研究内容： 真核细胞的基因重组、导入、扩增和表达的理论和技术，细胞融合的理论和技术，细胞器特别是细胞核移植的理论和技术，染色体改造的理论和技术，转基因动植物的理论和技术，细胞大量培养的理论和技术，以及将有关产物提取纯化的理论和技术。 第二节 动物细胞的形态和生理特征 一、动物细胞的形态 动物细胞的结构较原核细胞复杂得多 各种细胞有明确的分工 形态各异 原核细胞与真核细胞之区别 通常将离体培养的细胞分为两类 贴壁细胞（贴壁依赖型） 悬浮细胞（非贴壁依赖型） 1.贴壁细胞 细胞的生长必须有可以贴附的支持物表面，细胞依靠自身分泌的或培养基中提供的贴附因子才能在该表面上生长、增殖。 常见两种细胞形态： 成纤维细胞型 上皮细胞型 2. 悬浮细胞 这类细胞的生长不依赖支持物表面，可在培养液中呈悬浮状态生长，如血液的淋巴细胞和用以生产干扰素的Namalwa细胞等。 细胞呈圆形。 3. 兼性帖壁细胞 有些细胞不严格依赖支持物，它们既可以贴附于支持物表面生长；一定条件下，也可以在培养基中呈悬浮状态良好地生长。如中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）、小鼠L929细胞。 二、动物细胞的化学组成和代谢 动物细胞的化学组成 无机成分：水、无机盐 有机成分：蛋白质、糖类、脂类、核酸 动物细胞的代谢 糖，脂肪和蛋白质的代谢分为三个降解阶段 （大分子降解为小分子，小分子代谢产生三个主要 的中间产物，中间产物进入三羧酸循环） 三、动物细胞的生理特点 1. 细胞的分裂周期长：一般12~48 h 大肠杆菌：20 min 酵母：2 h 2. 细胞生长需贴附于基质，并有接触抑制现象:除少数细胞可悬浮培养外，大多数正常二倍体细胞的生长都需要在一定的基质（玻璃、塑料等）上贴附，伸展后才能生长增殖。 接触抑制：当细胞在基质上分裂增殖，逐渐汇合成片时，即每个细胞与其周围细胞相互接触时，细胞就停止增殖。此时若保持充足的营养，细胞仍可存活一段时间，但细胞密度不再增加…… 3.正常二倍体细胞的生长寿命是有限的:时间长短决定于细胞来源的种族和年龄 当细胞离体培养开始，称为原代培养。原代培养细胞经传代后成为有限细胞系，此时即使培养条件都很理想，大多数细胞也只能生长有限时间，经若干传代后会逐渐死亡，一般不超过50代。当细胞突变为异倍体后，该细胞可转变成无限细胞系，或称连续细胞系，此时细胞的寿命是无限的。 4.动物细胞对周围环境十分敏感 对理化因素敏感：如渗透压、pH、离子强度、剪切力、微量元素等。 由细胞膜结构决定。 5. 动物细胞对培养基的要求高 动物细胞：要求非常高！12种必需氨基酸、8种以上的维生素、多种无机盐和微量元素、作为主要碳原的葡萄糖以及多种细胞生长因子和贴附因子，而且不同种类要求又有变化。 6. 动物细胞蛋白的合成途径和修饰功能与细菌不同 细菌蛋白质合成部位？ 动物蛋白质合成部位？为什么有糖基化？ 核糖体 高尔基体 内质网 动物细胞蛋白质合成部位 既在游离的核糖体上合成（细胞质基质蛋白），又在糙面内质网的核糖体上合成（分泌性的和膜中的融合蛋白），多数为糖蛋白。 糖链加接：内质网或高尔基体中。 蛋白质的糖基化与细胞功能密切相关。 总结：动物细胞的生理特点 细胞分裂周期长 细胞生长需贴附基质，存在接触抑制 正常二倍体细胞生长寿命有限 动物细胞对周围环境十分敏感，培养难度大 动物细胞对培养基要求高 动物细胞蛋白质合成途径和修饰功能与细菌不同 动物细胞生产药物 缺点：培养条件高、成本贵、产量低 优点：分泌胞外、收集纯化方便，翻译后修饰（糖基化），与天然产品一致，更适合临床使 用。 动物细胞来源的生物药物比例越来越大！ 第三节 生产用动物细胞的要求和获得 一、生产用动物细胞的要求 二、生产用动物细胞的获得 三、基因工程细胞的构建和筛选 四、常用生产用动物细胞的特性 五、细胞库的建立 二、生产用动物细胞的获得 用于生产的动物细胞： 原代细胞 已建立的二倍体细胞系 可无限期传代的转化细胞系