动物细胞培养制药工艺课件.pptxVIP

動物細胞培養制藥工藝

*4.1制藥動物細胞

*一動物細胞的結構與功能動物細胞的結構與功能細胞膜細胞質細胞核沒有細胞壁亞細胞器

*動物細胞培養的代謝特徵葡萄糖和穀氨醯氨：能量和合成代謝的前體。葡萄糖限制葡萄糖限制：通過增加穀氨醯氨消耗得以補償，反之通過增加穀氨醯氨消耗得以補償，反之亦然。葡萄糖代謝：糖酵解為主，，生成丙酮酸和乳酸，乳酸分泌到胞外並在培養液中積累。另一條途徑為TCA迴圈，徹底氧化產生CO2和水。一小部分為戊糖磷酸途徑，生成生成4、5、7碳糖和NADPH。中間產物進入脂肪酸代謝、核酸代謝和氨基酸代謝。葡萄糖代謝旺盛，產生大量乳酸，對細胞有毒性。

*Gln代謝：脫氨、轉氨等作用，合成其他必需和非必需氨基酸。Gln氮源，Gln受限，增加其他氨基酸消耗以補償。離體動物細胞系，轉氨作用是主要代謝途徑。穀氨醯胺在脫氨酶的催化下，脫氨產生氨，對細胞有毒性。穀氨醯氨與丙酮酸發生轉氨作用，生成丙氨酸，進入培養液並積累。Gln能量：Glu轉化為α-酮戊二酸，進入TCA迴圈。流加葡萄糖或穀氨醯氨，控制整個代謝過程，避免有毒廢物的積累。

*蛋白質糖基化與分泌表達蛋白質合成場所：粗糙內質網上的核糖體糖基化場所：內質網合成各種糖類，粗糙內質網腔內和高爾基體，加工修飾。不同細胞系糖基化特徵不同，選擇適宜細胞系。對於分泌型蛋白，分泌泡與細胞膜融合，釋放到胞外，完成了蛋白質的分泌表達。

*二制藥動物細胞的種類目前用於制藥的動物細胞有4類：原代細胞系二倍體細胞系異倍體細胞系融合的或重組的工程細胞系

*細胞系分類來源：原代細胞，傳代細胞。壽命：有限細胞系，無限細胞系。染色體數目：二倍體細胞系，異倍體細胞系。獲得方式：工程細胞系，癌變細胞系。生長特性：貼壁依賴型，非貼壁依賴型細胞系。

*4.2動物細胞的生產特徵

*一對培養條件要求嚴格動物細胞對周圍環境十分敏感無細胞壁保護，細胞膜直接接觸外界。物理化學因素：滲透壓、pH、離子濃度、剪切力等耐受力很弱，容易受傷害。與細菌和植物細胞相比，動物細胞培養條件要求嚴格地多。

*1溫度哺乳動物細胞最佳培養溫度為37℃雞細胞為39℃～40℃；昆蟲類細胞為25℃～28℃。耐受溫度範圍較窄，35℃～37℃細胞受傷：39℃～40℃1小時，但能恢復。受傷嚴重：41℃～42℃，部分可恢復。死亡：43℃以上。

*2氧氣動物細胞生長必須有氧氣，缺氧時不能生存。離體培養的氣體：含有5％CO2和95％空氣，其中氧濃度為中氧濃度為21％。高氧環境：O2濃度60%以上，對細胞毒性較大，抑制生長和增殖，出現染色體異常等現象。有時充以有時充以N2氣稀釋O2濃度。

*3pH值低於6.8或超過7.6會對細胞產生嚴重影響甚至使細胞死亡。機體細胞的pH範圍為6～8，而且在血液和體液中，變化範圍很小。人體：血液pH比較恒定，7.36～7.44。低於7.05發生酸中毒，高於7.45發生堿中毒。

*4滲透壓正常血漿滲透壓為280～310mOsm/kg高滲溶液：高於310mOsm/kg低滲透壓溶液：低於280mOsm/kg。動物細胞對滲透壓有較強的耐受性離體培養細胞的滲透壓應控制為等滲透溶液。增減NaCl的濃度調整滲透壓，每增加1mg/mlNaCl，滲透壓增加32mOsm/kg。

*二對培養基組成要求高動物細胞對培養基的要求高完全異養，容易利用、相對低分子量的營養物12中必需氨基酸8種以上維生素多種無機鹽和微量元素多種附加成分：生長類、細胞因數和貼壁因數因數及激素、結合蛋白質能源：單糖，葡萄糖，穀氨醯氨氮源：氨基酸單體化合物

*三天然結構與活性的藥物完善的翻譯後蛋白質修飾功能游離核糖體：合成細胞質基質內的蛋白質。與膜結合的核糖體：合成分泌性和膜整合蛋白，多數為糖蛋白。修飾：內質網加工，高爾基體加工、轉運、分泌，糖鏈。糖基化、磷酸化、醯胺化等。活性分子：裝配折疊形成精確的三維結構。

*四生產工藝特徵產品與天然的產物一致：適於臨床使用動物細胞生產：70％蛋白質藥物。培養工藝：難度大，產量低，成本高。胞外分泌產物：分離純化簡單。有潛在的血源性污染危險。

*4.3動物細胞培養技術

*一細胞生長和基質依賴性生長基質接觸抑制貼壁依賴性細胞非貼壁依賴性細胞兼性貼壁細胞

*1生長基質概念：growthsubstratum把改變生長表面特性，促進細胞貼附的物質。胞外基質成分：多聚賴氨酸膠原

*2接觸抑制概念：contactinhibition細胞在生長基質上分裂增殖，逐漸彙集成片，當每個細胞與其周圍的細胞互相接觸時，細胞就停止增殖。特點：保持充足的營養，細胞仍可存活一段時間，但細胞密度不再增加。有：大多數細胞無：少數懸浮培養細胞（癌細胞）

*3貼壁依賴性細胞