生物技术制药(2024春)

沈阳药科大学 夏焕章 倪现朴

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 课程介绍
    • 1.2 生物技术制药
  • 2 基因工程制药
    • 2.1 概述
    • 2.2 目的基因的获得
    • 2.3 基因工程工具酶
    • 2.4 基因工程载体
    • 2.5 目的基因与载体链接
    • 2.6 重组载体的转化
    • 2.7 重组子筛选
    • 2.8 PCR技术
    • 2.9 琼脂糖凝胶电泳
    • 2.10 宿主菌的选择
    • 2.11 大肠杆菌中的基因表达
    • 2.12 基因工程菌的不稳定性以及对策
    • 2.13 重组工程菌的培养
    • 2.14 基因工程药物的分离纯化
    • 2.15 变性蛋白的复性
    • 2.16 基因工程药物的质量控制
    • 2.17 基因工程药物的制造实例
  • 3 动物细胞工程制药
    • 3.1 动物细胞制药概述
    • 3.2 动物细胞的形态和生理特性
    • 3.3 生产用动物细胞的要求和获得
    • 3.4 动物细胞的培养条件
    • 3.5 动物培养基的种类和组成
    • 3.6 动物细胞大量培养的方法和操作方式
    • 3.7 动物细胞制药的应用
    • 3.8 动物细胞的核移植技术
  • 4 抗体制药
    • 4.1 抗体制药概述
    • 4.2 单克隆抗体
    • 4.3 抗原与动物免疫
    • 4.4 细胞融合与杂交瘤细胞的选择
    • 4.5 杂交瘤细胞性状鉴定
    • 4.6 基因工程抗体及其制备
    • 4.7 抗体工程
    • 4.8 抗体应用实例
  • 5 酶工程制药
    • 5.1 酶工程简介
    • 5.2 酶的来源
    • 5.3 固定化酶与固定化细胞的制备
    • 5.4 固定化酶与细胞的性质评价指标
    • 5.5 酶的人工模拟
  • 6 发酵工程技术概论
    • 6.1 高密度发酵
    • 6.2 基因工程在提高发酵产量中的应用
    • 6.3 基因工程在改善发酵组分中的应用
    • 6.4 基因工程在改进发酵生产工艺中的应用
    • 6.5 基因工程在产生杂合抗生素中的应用
生产用动物细胞的要求和获得

一、 生产用动物细胞的要求

什么样的细胞可以允许用以生产人用的药品,这是一个一直引起人们争论的热点。随着科学的发展,特别是分子生物学,基因工程的大量实践已经否定了这种假想。如在基因重组的试验中已证明,即使在人为地加有促进剂的条件下,体外重组成功的机率也只有10-6,而在没有促进剂时则低于10-9。在体内,由于存在着大量细胞外核酸酶,因此外来的核酸更难被整合。

二、生产用动物细胞的获得

    正如上述,用于生产的动物细胞不外乎上述3类,即原代细胞、已建立的二倍体细胞系、可无限期传代的转化细胞系(continuous cell line),;以及用这些细胞进行融合和重组的工程细胞系(genetically-engineered cell line)。

1.原代细胞

2.二倍体细胞系

3.转化细胞系

4.融合细胞系

 (1)仙台病毒融合法

 (2)聚乙二醇融合法

 (3)电融合法

5.重组工程细胞系

三、基因工程细胞的构建和筛选

当前被用以构建工程细胞的动物细胞有BHK-21、C127、CHO-K1、COS、MDCK、Namalwa、Sf-9、Vero和多种骨髓瘤细胞(包括J558L,NSO和SP2/0等)。

1.真核细胞基因表达载体的构建

为了要将外源基因在动物细胞中高效表达,首先要将其构建在一个高效表达载体内。目前一般使用的载体有两类,一类是病毒载体,如牛痘病毒、腺病毒、逆转录病毒和杆状病毒等。牛痘病毒已被广泛地用来构建成多价疫苗,腺病毒和逆转录病毒载体正被试用于基因治疗中,而杆状病毒载体—昆虫细胞系统已被成功地用于300多种外源基因的高效表达。

2.基因载体的导入和高效表达工程细胞株的筛选

    载体构建后,如何导入动物细胞呢?目前的方法大致可分为4类,其中使用最普遍的是磷酸钙沉淀法和电穿孔法。

 

表1 DNA导入动物细胞的常用方法

   融合法

      化学法

 物理法

      病毒法

细胞融合法

DNA—磷酸钙沉淀法

电穿孔法

重组逆转录病毒介导法

脂质体介导法

DEAE—葡聚糖法

显微注射法

重组DNA病毒介导法

原生质融合法

染色体介导法

基因枪法

多瘤病毒样颗粒介导法

微细胞介导法




鬼影红细胞介导法




    

四、常用生产用细胞的特性

    为了便于在生产过程中选择使用,并进行定期的鉴定,现将已被用于重组的一些细胞株的来源、特性、培养要求及其使用情况等作一简单介绍。更多的材料可参阅Hey等编写的目录。

 1.BHK-21细胞

 2.C127细胞

 3.CHO-K1细胞

 4.COS细胞

 5.MDCK细胞

 6.MRC-5细胞

 7.Namalwa细胞

 8.Sf-9细胞

 9.Vero 细胞

 10.WI-38细胞

11.鼠骨髓瘤细胞

五、 细胞库的建立

    除原代细胞外,其他的细胞株、细胞系,无论是二倍体细胞、转化细胞、还是融合细胞或经重组的工程细胞,一旦建立后都需建细胞库加以保存。按我国和美国FDA的规定,用于生产的工程细胞必需建立两个细胞库:原始细胞库(master cell bank,MCB)和生产用细胞库(manufacturer’s working cell bank, MWCB)或称工作细胞库( working cell bank, WCB)。

    储存于MCB的细胞应该是单一来源的均质的细胞,对于二倍体细胞应该是群体倍增水平(population doubling level)尽可能低的细胞。

    细胞库的建立和保管是用以进行药品生产的基础,所以必须高度负责。为确保其安全,除了必须制定一系列严格的管理制度外,最好将细胞库分两处保存。以防发生事故如液氮罐泄漏、着火等时,不致全部丢失。

一、单项选择题

1. DNA导入动物细胞的常用方法中,融合法不包括______。
A.细胞融合法
B.脂质体介导法
C.鬼影红细胞介导法
D.染色体介导法
【答案】 D

二、多项选择题

1. DNA导入动物细胞的常用方法包括______。
A.DEAE—葡聚糖法
B.显微注射法
C.重组DNA病毒介导法
D.原生质融合法
【答案】 ABCD

2. DNA导入动物细胞的常用方法中,病毒法包括_______。
A.重组逆转录病毒介导法
B.重组DNA病毒介导法
C.多瘤病毒样颗粒介导法
D.染色体介导法
【答案】 ABC