攻克原料组分化学成分难题，实现生物制药病毒载体高表达

引言

1955年Eagle博士发布细胞基础培养基配方，并首次指出培养基是“一个包含无机盐、氨基酸、糖、维生素及其他必须营养物的等渗透压且具有pH缓冲能力的混合物”；1959年Eagle博士进一步改善了该配方，并将其命名为“Minimal Essential Medium (MEM)”。MEM培养基需要牛血清（10%以上）才能够发挥作用。这在细胞培养基的研发历史上，也是划时代的里程碑事件！

无血清、化学成分限定培养基开发意义

当前，市场上做培养基的企业五花八门，既能保证细胞培养数量，又能保证细胞培养活力的培养基也有一些，但是大多含有血清，而这对于细胞成药化和细胞大批量培养而言，又成为了一个巨大的门槛。如果细胞培养基含有外源血清的话，这对于后期的药物申报会带来不利影响。因为大批量培养的细胞，如果外源血清引入了病毒污染的话，这对企业将会带来严重的质量事故，所以，无血清培养基的开发已经成为了细胞药物研发企业和细胞库运营企业亟需解决的重大挑战！

无血清、化学成分限定的细胞培养基优势有：第一、增加确定性。生物实验往往需要追根溯源，化学组分的限定能够增加试验的确定性，从而更受欢迎。第二、性能更一致。通过确定的配方，可以使每批产品质量得到保障，性能更一致。第三、容易进行纯化和下游加工。部分含血清的培养基，纯化工艺较为复杂。第四、提高制品稳定性。成分的确定为培养基的储存、运输条件、保质期限带来便利，提高了产品的稳定性。多方面的优势，使得无血清、化学成分限定的培养基将成为未来主流的培养基。

293细胞应用领域

复杂的生物制药产品生产严重依赖于哺乳动物细胞系，而HEK293因其高转染率和在无血清悬浮培养环境中快速生长能力而被广泛应用。主要体现在三个热门方向：

①重组蛋白的生产。293真核表达系统可用于生产具有复杂翻译后修饰的重组蛋白，生物活性更接近天然蛋白。

②病毒载体生产。HEK293常用于病毒载体的生产，由于在病毒载体生产过程中存在提供辅助功能的腺病毒E1A/B基因，因此将其用于腺病毒和腺相关病毒载体的生产，并且悬浮培养更能提高产量。

③腺病毒载体疫苗和溶瘤腺病毒的生产。由于AdVs和AAVs的产生需要HEK293细胞中腺病毒E1基因的反式互补，而人胚胎肾细胞HEK293又具有稳定生长，高表达滴度病毒的优势，故HEK293细胞成为其选择对象之一，以获得较高的病毒滴度。

293细胞是腺病毒载体的包装细胞，腺病毒是继逆转录病毒和转座子等用于细胞治疗基因修饰的热门载体。由于直接将腺病毒载体导入人体内表达目的基因，从而可以治疗恶性肿瘤、心血管疾病及一些遗传疾病。利用腺病毒载体在包装细胞293中表达分泌性蛋白质，如蛋白酪氨酸、激酶IC等亦成为生产重组蛋白的其中一种途径。

293细胞作用机理及培养手段

人胚胎肾细胞293的商品名为HEK293细胞，是一个由人胚胎肾细胞的细胞系传代培养而来，目前在全球范围内广泛使用的一种经典细胞系，具有转染效率高，易于培养等优点。经过多年的传代培养以后，它可细分为好几种衍生株，其中293T/17细胞株的转染效率更好，因此它也成为广大科研工作者研究基因功能的常用工具。

293T细胞是293细胞通过基因技术派生出的细胞系，是经过腺病毒E1A基因的转染，能表达SV40大T抗原，含有SV40复制起始点与启动子区。许多真核表达载体如pcDNA3.1中含有SV40病毒的复制起始位点，可以在表达SV40病毒T抗原的细胞系中复制，从而提高外源基因的表达水平。因此293T细胞广泛应用于病毒包装，并且添加磷酸钙以后能将转染效率提高50%以上。在蛋白表达水平高的情况下，转染后2-3天就可以通过碱性磷酸酶分析检测到表达的蛋白。瞬时转染293T细胞是过表达蛋白并获得细胞内及细胞外（分泌的或膜）蛋白的便捷方式。293细胞在培养过程中的缺陷是生长过程中贴壁强度较少，在实验过程中非常容易流失，从而影响实验结果。因此，完善293细胞的大规模培养技术具有越来越重要的意义。哺乳细胞的大规模培养方式大致分为三种：贴壁培养、微载体培养以及无血清悬浮培养。它在无Ca2+或含Ca2+培养基中及血清浓度降低的培养基中亦可同样生长。如果一个实验室所得到的293细胞是通过邮寄的方式获取，并且细胞是存活在培养瓶中的情况。这就需要让293细胞静置一段时间，降低漂浮在培养液的细胞数量。

无血清悬浮培养作为一种人源或动物来源的蛋白或激素代替动物血清的培养方式，它能减少后期纯化工作，提高产品质量，因此该方法正逐步成为动物细胞大规模培养的研究新方向。要实现293细胞无血清悬浮培养必须先将贴壁培养293驯化为悬浮培养293S细胞并寻找适合高密度无血清培养的培养液配方。悬浮培养时，由于缺少血清和蛋白的保护作用，293S对剪切力的敏感度增加，难以达到高密度培养，导致293S产生病毒的数量比贴壁培养低5-10倍左右。细胞接种后，灌流培养7天，达到细胞密度5×106/ml，即可实现增殖5-10倍。

AMMS® HEK293无血清培养基

随着生物医药产业和生命科学基础研究对动物细胞培养规模、效率和安全性能要求的不断扩大和提高，对生产过程中培养基的使用要求越来越高。大部分生物制药是利用哺乳动物细胞生产的，细胞培养技术是生物制药生产工艺的核心技术，而细胞培养基是细胞培养的基础，是生物制药生产的关键原材料之一。人胚肾细胞系HEK293及其衍生细胞系，如293T细胞，293A细胞，293E细胞，293FT细胞等，被广泛应用于多个领域，已成为一种强大的载体和新的平台，用于生产蛋白质、基因治疗的病毒载体、溶瘤细胞药物、病毒样颗粒疫苗、病毒载体疫苗等，而在细胞培养中化学成分限定的无血清培养基则是实际生产应用的首选。化学成分限定培养基有利于进行细胞培养的代谢及调控研究，也是工业生产抗体和重组蛋白的主流培养基。

一款真正化学成分限定培养基

同立海源AMMS® HEK293无血清培养基是一款用于 HEK-293 类细胞悬浮培养和转染过程的无血清、无蛋白、无动物源的化学成分限定培养基。产品中含有 HEPES、碳酸氢钠、氨基酸、维生素、酚红、微量元素、PluronicÒ F-68 等有利于 HEK293 类细胞 生长和表达的组分。产品在使用前需加入 L-谷氨酰胺一起使用。具有为广大客户增加实验确定性、性能更一致等多方面的优势！

01、产品特点

❖适用于 HEK-293 类细胞悬浮培养和转染；

❖无血清、无蛋白、无动物源，化学成分明确；

❖质控严格，性能稳定；

❖ISO13485、ISO9001双体系认证；

❖推荐用于基因表达、蛋白生产和病毒类疫苗载体生产。

02、产品传代方式

1.无需离心换液，可直接将细胞悬液依照所需比例加入培养液中；

2.传代后的密度应控制在5-8×10^5 个/mL；

3.间隔1-2天需传代一次（细胞密度最好不超过2×10^6）；

4.同时按比例加入L-Gln，使终浓度到4-6mM即可；

5.将摇瓶转入二氧化碳培养摇床震荡培养（培养条件：37℃、5%二氧化碳浓度、摇床120rpm）。

03、产品测评数据

图1：细胞生长曲线对比测试

图2：细胞活率曲线对比测试

图3：不同抗体及蛋白表达对比

细胞培养基是以动物细胞大规模培养为技术平台，研发及生产生物药品的关键原材料之一。生物工艺中细胞培养基的选择要兼顾培养基使用性能、监管合规、供应安全、下游纯化工艺易行性及经济成本等多层面要求。另外不管是选取哪种培养方式，最重要的一点是注意无菌操作，防止污染。其次在选择293细胞适合的培养方式以及有利于其生长的培养基后，对细胞生长状况实行有效监控，以便获得稳定的蛋白或病毒产物。

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关于同立海源

北京同立海源生物科技有限公司，成立十余年专注细胞和基因治疗（CGT）上游GMP级原料试剂研发，致力于为生命科学提供可靠的产品与服务。产品涉及真核重组蛋白、细胞分选试剂、无血清培养基、细胞培养试剂盒、工具酶。为细胞和基因治疗、mRNA开发、抗体药物开发、细胞储存等生物制药和IVD领域提供核心原料试剂与服务。

公司建有符合cGMP标准的万级洁净车间，包括哺乳动物细胞表达蛋白质工程平台、细胞培养技术开发平台、体外诊断试剂生产平台，通过ISO13485和ISO9001双认证，部分产品已获美国FDA DMF备案。