体外培养细胞的生长与增殖过程.pptVIP

传统的微生物发酵反应器不适用于动物细胞的大量培养。因为动物细胞没有细胞壁、非常脆弱、对剪切敏感、对培养环境要求严格。20世纪70年代以来，细胞培养用反应器种类越来越多，规模越来越大。但其结构形式仍以搅拌式、气升式、固定床为主。国外，气升式反应器已放大到5000~10000L，搅拌式反应器达到8000L。4.2.7动物细胞生物反应器大规模培养生物反应器：1962年以后，动物细胞培养规模开始扩大，如今已成为生物、医学研究和应用领域广泛采用的技术方法。利用动物细胞培养生产生物活性物质具有独特的作用和意义，也是植物、微生物细胞培养所无法替代的。动物细胞的内环境与植物微生物细胞全然不同。动物细胞能精确地转录、翻译、加工较大或更复杂的蛋白质（特别是加工蛋白质的环境、过程、结果等是植物微生物细胞极少有的）；能将目的蛋白分泌到培养液中，从而简化了蛋白质的分离、纯化。4.2.7动物细胞生物反应器大规模培养应用：4.2.7动物细胞生物反应器大规模培养二、应用：目前动物细胞生物反应器培养生产的生物制品主要类型：1、病毒疫苗：如乙肝疫苗（HbsAg）、脊髓灰质炎疫苗（Polio）、狂犬疫苗（Rabies）等；2、非抗体免疫调节剂：如干扰素（IFN）、白细胞介素（IL）、B细胞生长因子（BCGF）、巨噬细胞激活因子（MAN）、T细胞替代因子(TRF)等。3、多肽生长因子：神经生长因子（NGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、表皮生长因子（EGF）、血清生长因子（SF）等。动物细胞生物反应器大规模培养的应用单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。单克隆抗体（MCAB）；04单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。肿瘤特异性抗原：癌胚抗原（CEA）等；03（LH）、促滤泡素（FSH）;激素：红细胞生产素（EPO）、促黄体生成素02单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。酶类：组织血纤维溶酶原激活计（t-PA）等；01单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。病毒杀虫剂：杆状病毒等。054.2.7动物细胞生物反应器大规模培养三、关键技术（一）细胞培养环境1.氨离子2.乳酸3.二氧化碳4.甲基乙二醛5.渗透压6.载体（二）细胞死亡与凋亡（三）培养基与细胞系（四）过程监控4.2.7动物细胞生物反应器大规模培养三、关键技术：（一）细胞培养环境：1、氨离子：提高细胞密度的主要限制因子是培养环境中抑制因素的积累。氨的积聚（来源于培养基和细胞的代谢）使细胞内UDP氨基己糖增加，影响细胞的生长和蛋白质糖基化过程。应防止培养基中Gln自然分解和尽量去除培养基中的氨。2、乳酸：糖代谢产物。高浓度乳酸→抑制乳酸脱氢酶（LDH）活性→减少乳酸产生→阻止NAD的再生和丙酮酸∕乳酸转换→NADH增加→抑制糖酵解、低浓度丙酮酸、Gln消耗减少→产能减少→抑制生长。因此应减少培养基中葡萄糖的浓度（以减少乳酸）同时平衡葡萄糖与Gln的比例。关键技术——细胞培养环境：二氧化碳：CO2累积改变细胞代谢水平、对细胞产生毒性。应通过控制供气参数，平衡氧的输送及CO2的去除，防止生物反应器运转中CO2的积累。甲基乙二醛（MG)：为丙糖磷酸去磷酸基（主要）、脂类、氨基酸代谢产物。对细胞有潜在损伤。MG能改变氨基酸、蛋白质和核酸的氨基和巯基。葡萄糖浓度很高时，MG升高。加小牛血清可降低MG的浓度。关键技术——细胞培养环境：渗透压：高渗透压提高细胞生产抗体的浓度、影响对数生长期长短、细胞死亡速度。渗透压保护剂：甘氨酸、甜菜碱和三甲基甘氨酸或脯氨酸可一定程度保护高渗对细胞生长的抑制作用，并不影响目的蛋白的表达水平，还可使细胞长时间维持高表达水平。载体：用多孔微载体替代常规载体（细胞易受机械搅拌和喷气损伤）。细胞系在生物反应器中死亡主要是细胞凋亡。bel-2基因的过量表达：能抑制Gln或缺氧引起的细胞调亡、减少细胞特定成分的消耗、提高细胞密度和目的蛋白的产量。可通过基因工程方法将bel-2这种抑制细胞调亡的基因导入细胞。在大规模动物细胞培养条件下，细胞死亡或凋亡主要是：营养成分耗尽、有毒代谢产物增多。4.2.7动物细胞生物反应器大规模培养细胞死亡与凋亡：01培养基：历