中国仓鼠卵巢 （CHO） 细胞因其能够进行复杂的翻译后修饰且适合大规模生产而成为产生重组抗体的主要表达系统。尽管重组抗体被广泛使用，但在 CHO 细胞中实现高水平表达和保持重组抗体的质量需要克服一些技术挑战。
抗体基因序列的优化
抗体的基因序列显著影响其表达水平和整体质量。密码子优化是提高CHO细胞基因表达效率的关键一步。这涉及修改基因序列以匹配宿主细胞的首选密码子使用，而不改变蛋白质的氨基酸序列。密码子优化可以提高 mRNA 稳定性，提高翻译效率，并最终提高蛋白质产量。
高效表达载体的构建与优化
表达载体的设计在重组抗体的生产中起着举足轻重的作用。高效载体结合了强启动子、增强子元件和优化的非翻译区 （UTR），以驱动抗体基因的稳健表达。此外，载体的设计旨在确保抗体分子的正确折叠和组装，这对抗体分子的功能至关重要。
启动子和增强子元件：启动子和增强子是控制抗体基因转录的调节性DNA序列。强病毒启动子，如巨细胞病毒 （CMV） 启动子，通常用于 CHO 细胞中，以实现高水平的基因表达。增强子元件进一步增强转录活性，导致 mRNA 产量增加。
非翻译区 （UTR）：mRNA 的 5′ 和 3′ UTR 对转录本的稳定性和翻译效率起着重要作用。优化这些区域可以提高重组抗体的整体表达。例如，结合增强核糖体结合的特定序列可以导致更有效的翻译启动。
抗体表达系统的利用
已经开发了各种抗体表达系统，以简化 CHO 细胞的生产过程。这些系统包括用于快速生产的瞬时表达系统和用于长期生产的稳定表达系统。瞬时表达系统有利于早期研究和开发，可以快速筛选和优化候选抗体。相比之下，稳定的表达系统对于大规模生产和临床生产至关重要。
瞬时表达系统：瞬时表达涉及将抗体基因暂时引入 CHO 细胞，导致抗体的快速但短暂的产生。这种方法对于高通量筛选和速度至关重要的早期研究非常有利。
稳定表达系统：稳定表达需要将抗体基因整合到宿主细胞基因组中，从而实现抗体的连续和长期生产。这种方法更适合大规模生产，并确保重组产品的质量和产量一致。
宿主细胞系的转化
转化CHO细胞系以提高其生产力是重组抗体生产的关键策略。基因修饰，例如引入增强细胞机制的基因或缺失抑制生产力的基因，可以显着提高CHO细胞的性能。
基因改造：CHO细胞的基因工程涉及修改其基因组，以创建具有增强蛋白质生产能力的细胞系。例如，过表达参与蛋白质折叠和组装的基因可以提高正确折叠抗体的产量。
选择和适应：选择高产细胞克隆并使其适应最佳培养条件对于最大限度地提高抗体产量至关重要。该过程涉及筛选大量克隆，以识别具有最高生产率和稳定性的克隆。
糖基化修饰
糖基化是一种关键的翻译后修饰，会影响抗体的稳定性、疗效和免疫原性。CHO细胞具有进行糖基化的能力，但优化这一过程对于产生高质量的抗体至关重要。可以采用代谢工程和使用糖基化抑制剂等技术来实现所需的糖基化模式。
代谢工程：代谢工程涉及改变CHO细胞的代谢途径以增强抗体的糖基化。这可以通过引入或过表达参与糖基化途径的特定酶来实现。
糖基化抑制剂：使用抑制剂控制糖基化有助于在抗体中实现一致和均匀的糖基化模式。这种方法可确保抗体具有所需的治疗特性并符合监管标准。
大规模生产和培养过程
重组抗体大规模生产的潜力在于优化培养工艺和生物反应器设计。先进的生物反应器系统，结合优化的培养基和补料策略，可以显著提高CHO细胞的生产力。生物反应器对于重组抗体的大规模生产至关重要。不同类型的生物反应器，如补料分批生物反应器和灌流生物反应器，在生产率和可扩展性方面具有不同的优势。补料间歇式生物反应器因其简单性和高产量而通常使用，而灌流生物反应器则提供连续生产并可实现更高的细胞密度。优化培养基和补料策略对于最大限度地提高细胞生长和抗体产量也至关重要。这包括配制满足 CHO 细胞营养需求的培养基，并实施在整个生产过程中保持最佳营养水平的饲喂策略。
重组抗体在CHO细胞中的高效表达和生产受多种因素决定，包括基因序列优化、载体设计、表达系统、宿主细胞修饰和糖基化。通过利用这些最先进的方法，可以克服当前的瓶颈，为大规模生物制药生产铺平道路。培养工艺和生物反应器技术的未来发展将进一步提高CHO细胞的生产能力，确保高质量治疗性抗体的稳定供应。