生物技術(shù)制藥課件.ppt

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1、第五章動物細胞制藥本章主要內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)動物細胞的形態(tài)和生理特點第三節(jié)生產(chǎn)用動物細胞的要求和培養(yǎng)第四節(jié)動物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)第五節(jié)動物細胞產(chǎn)品的純化和質(zhì)量要求第六節(jié)動物細胞制藥的前景第一節(jié)概述1665年英國物理學(xué)家虎克用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細胞，實際上是死細胞留下的細胞壁，不久，荷蘭科學(xué)家列文虎克才真正觀察到了細胞。從此認為細胞是一切動植物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單元。1838年德國的植物學(xué)家施萊登和動物學(xué)家施旺共同創(chuàng)立了細胞學(xué)說。細胞學(xué)說所有生物都是由一個或多個細胞組成的；細胞是生命的基本單位；新細胞是由原有細胞分

2、裂而來的。細胞培養(yǎng)是將細胞從機體取出，在體外模擬機體體內(nèi)生理條件進行培養(yǎng)，使之生存和生長。細胞培養(yǎng)已有近百年歷史了。隨著細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)和基因工程等一系列學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展，逐漸形成了細胞工程學(xué)。細胞工程是以細胞為單位，按人們的意志，應(yīng)用細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)等理論和技術(shù)，有目的地進行精心操作，使細胞的某些遺傳特性發(fā)生改變，從而達到改良或產(chǎn)生新品種的目的，以及使細胞增加或重新獲得產(chǎn)生某種特定產(chǎn)物的能力，從而在離體條件下進行大量培養(yǎng)、增殖，并提取出對人類有用的產(chǎn)品。第二節(jié)動物細胞的形態(tài)和生理特點一、動

3、物細胞的形態(tài)動物細胞屬于真核細胞，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分化精確，不同細胞執(zhí)行不同的功能，例如神經(jīng)細胞具有很長的分支，很多的纖維，以便接受和傳遞刺激，紅細胞呈扁圓盤狀，增大其接觸面等。但細胞在離體培養(yǎng)時形態(tài)會發(fā)生變化，根據(jù)不同的需要將離體培養(yǎng)的細胞分為三類：貼壁依賴型、貼壁非依賴型和兼性貼壁型。1、貼壁細胞生長時必須要有給以貼附的支持物表面，細胞依靠自身分泌的或培養(yǎng)基中提供的貼附因子才能在該表面上生長和繁殖。2、懸浮細胞生長不依賴支持物表面，在培養(yǎng)液中懸浮生長，如淋巴細胞等。3、兼性貼壁細胞根據(jù)生長條件的不同可貼壁也可懸浮生

4、長，中國地鼠卵巢細胞。動物細胞作為宿主細胞生產(chǎn)藥物的優(yōu)點和缺點：優(yōu)點：多半可分泌到細胞外，提取純化方便，蛋白質(zhì)經(jīng)糖基化修飾后與天然產(chǎn)物更一致，適合于臨床應(yīng)用。缺點：培養(yǎng)條件要求高、成本高、產(chǎn)量低。第三節(jié)生產(chǎn)用動物細胞的要求和培養(yǎng)一、要求最初要求生產(chǎn)用動物細胞必須是原代細胞，以后放寬至二倍體細胞即可，即使是經(jīng)過多次傳代也可用，但是非二倍體細胞是絕對禁止使用的，因為擔(dān)心異倍體細胞的核酸會影響到人的正常染色體，有致癌的危險。由于二倍體細胞傳代不會超過50代，所以使用受到限制。后來發(fā)現(xiàn)異倍體也可使用，并未對機體產(chǎn)生影響，

5、并且可無限使用，對工業(yè)生產(chǎn)帶來了極大的方便。二、獲得原代細胞、已建立的二倍體細胞系及可無限傳代的轉(zhuǎn)化細胞系。1、原代細胞直接取自動物組織、器官，經(jīng)過粉碎、消化后獲得的細胞懸液。需大量動物，費錢費勞力。2、二倍體細胞原代細胞經(jīng)過傳代、篩選和克隆，從而從多種細胞成分的組織中挑選并純化出某種具有一定特征的細胞株。特點：二倍體；有明顯的貼壁和接觸抑制特性；有限的增殖能力；無致瘤性。3、轉(zhuǎn)化細胞系通過轉(zhuǎn)化形成，變成了異倍體，有無限增殖能力。轉(zhuǎn)化可自發(fā)，在傳代過程中自己轉(zhuǎn)變成可無限增殖的細胞；也可人為轉(zhuǎn)化，采用某些試劑處理，

6、或從動物的腫瘤組織中建立的細胞系。優(yōu)點：無限傳代、倍增時間短、對培養(yǎng)條件和生長因子的要求低，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。三、生產(chǎn)常用動物細胞的特性WI-38：人二倍體細胞系，成纖維細胞，能產(chǎn)生膠原，倍增時間為24小時，有限壽命50代，用于制備疫苗。MRC-5：人二倍體細胞系，成纖維細胞，有限壽命42-46代，用于制備疫苗。CHO-K1：從中國地鼠卵巢中分離的上皮樣細胞，用于構(gòu)建工程菌。BHK-21：從地鼠幼鼠的腎臟中分離。成纖維樣細胞，用于構(gòu)建工程菌，可生產(chǎn)疫苗。Vero：從非洲綠猴腎中分離，貼壁依賴的成纖維細胞，用

7、于制備疫苗。Namalwa：從淋巴瘤病人分離，生產(chǎn)干擾素。SP2/0-Ag14：從抗羊紅細胞活性的小鼠脾細胞和骨髓瘤細胞系融合獲得，生產(chǎn)單克隆抗體。四、動物細胞培養(yǎng)的基本方法（一）細胞分離1、離心分離法；2、消化分離法（二）細胞計數(shù)（三）細胞傳代（四）細胞的凍存和復(fù)蘇第四節(jié)動物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)分批培養(yǎng)半連續(xù)培養(yǎng)灌流式培養(yǎng)分批培養(yǎng)將細胞和培養(yǎng)基一次性加入反應(yīng)器內(nèi)，待培養(yǎng)結(jié)束后，放出培養(yǎng)液，進行提取。半連續(xù)培養(yǎng)細胞和培養(yǎng)基一起加入反應(yīng)器后，每間隔一段時間取出部分培養(yǎng)物，再加入同樣數(shù)量的新鮮培養(yǎng)基。灌流培養(yǎng)細胞和培養(yǎng)基

8、加入反應(yīng)器后，在產(chǎn)物形成過程中，不斷取出培養(yǎng)基同時不斷補充新鮮培養(yǎng)基。灌流培養(yǎng)的優(yōu)點1、細胞可處于穩(wěn)定良好的環(huán)境中，營養(yǎng)條件好、有害代謝廢物濃度低；2、可極大地提高細胞密度；3、產(chǎn)品在罐內(nèi)停留時間短，可及時分離出產(chǎn)品并在低溫下保存，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高；4、培養(yǎng)基的比消耗率低，產(chǎn)品質(zhì)量高，成本降低。第五節(jié)動物細胞產(chǎn)品的純化方法和質(zhì)量要求一、動物細胞產(chǎn)品常用的純化方法1、離