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CHO细胞瞬时蛋白表达提升策略

时间：2024年08月30日

我们熟知的CHO细胞在抗体和重组蛋白等治疗蛋白生产中广泛应用。为了可降低研发与CHO规模生产中蛋白间质量属性的差异，越来越多研究或生产人员选择CHO瞬转方式来进行蛋白快速表达。

早期CHO瞬转表达量通常较低，在2004年至2011年文献中CHO瞬转表达量大多在60~80mg/L，这也是早期CHO瞬转并没有得到广泛应用的原因。但随着培养基、转染试剂和转染方式等的不断优化，现在CHO瞬时蛋白表达量已经可以达到几百mg/L，甚至有些项目中可以达到g/L级别。

瞬时蛋白表达的操作步骤较多，很多因素都会影响最后的产量和质量。倍谙基在5月份举办了以“CHO细胞瞬时蛋白表达提升策略”为主题的直播课，介绍了多种工艺优化策略。

可参考的提高瞬转蛋白表达量的常用方法：

提高转染细胞密度

在PEI或脂质体转染中，CHO瞬转细胞密度通常为0.5~6 X 10⁶ /mL，高密度转染密度通常为4~6 X 10⁶ /mL，更高的细胞密度通常会带来更高蛋白产量，尤其是适用于表达周期较短的项目。例如在礼来公司发表的一项研究中就通过灌流将细胞培养至30~35 X 10⁶ /mL的初始细胞密度，来提高蛋白表达量。不过在高细胞密度转染时需要考虑转染效率问题和培养基营养问题。

补料优化

高细胞活力和延长的培养周期直接促进了高表达水平的实现，补料培养基的选择，添加策略均会直接影响细胞状态和蛋白产量。

PEI和DNA浓度优化

很多研究人员通过调整PEI和DNA的比例来优化转染效果，如下图，用不同比例的PEI和DNA进行转染，在Day 7检测了表达水平。结果显示不同的PEI/DNA比例对CHO细胞和293细胞瞬转蛋白表达量均产生影响。

（来源：Exploring Parametric and Mechanistic Differences between Expi293FTM and ExpiCHO-STM Cells for Transient Antibody Production Optimization, Antibodies, 2023）

降温策略优化

通过降低培养温度，能够减缓细胞增殖，延长细胞生产蛋白的时间，最终蛋白产量增加。有研究表明在CHOK1SV细胞中使用PEI转染，降温至32℃，单抗产量提高了3倍。CHO-DG44细胞中使用PEI转染，降温至31℃，抗体产量增加超过3倍。

除了之外，还包括序列设计优化，转染试剂优化，转染试剂孵育时间，增强剂的选择，流加策略等方面的优化。但由于研发阶段通常为蛋白筛选和初步探究，需要表达的蛋白种类多，表达周期短，对于CHO瞬转除了需要高蛋白表达量，还有普适性和稳定性的要求。

RapidTrans CHO Kit

倍谙基已为您优化好一套高效转染和表达的CHO单标表达试剂盒——RapidTrans CHO Kit，专为CHO瞬时转染和高效表达设计和优化的蛋白表达试剂盒，包含基础和补料培养基，并搭配最佳增强剂和PEI转染试剂。无论是在研发阶段还是规模生产阶段，RapidTrans CHO Kit都能够为您提供满意的产量和可靠的结果。

产品特点：

化学成分限定、无蛋白/多肽、无动物来源

专为CHO细胞转染设计

即用型试剂盒，含基础培养基、流加培养基、增强剂；另有PEI可选

支持基础研发和规模化生产中抗体和抗原等蛋白高效表达

产品优势：

支持高密度瞬时转染，转染效率>95%，蛋白产量远超进口品牌。

Day 5-Day 9即可获得理想的蛋白产量，项目灵活调整。

优选组合套装，选择搭配不再愁，轻松实现稳定的转染结果。

价格大幅降低，降本增效最优解。

产品表现：

RapidTrans CHO Kit

转染效率高，VCD和细胞活率更优，且蛋白产量较进口品牌显著提高。

使用RapidTrans CHO Kit 对CHO-S细胞进行转染，转染密度6X10⁶ cells/mL，结果显示与进口品牌培养基相比，RapidTrans CHO Kit表现出更高的活细胞密度和更优的细胞活率维持，转染效率为99.76%（Day 3）。

在内部测试和外部客户反馈的数据显示，在Day 5表达量即可达到200mg/L以上，Day 9表达量可达到近800mg/L。

RapidTrans CHO Kit

抗原和抗体产量均显著高于进口品牌

RapidTrans CHO Kit能够支持抗原和抗体高效表达，满足不同应用需求。不同蛋白类型瞬时表达结果显示，与进口品牌相比，RapidTrans CHO Kit抗原和抗体产量（Day 12）均显著提高，抗原产量可达到进口品牌的2倍以上，抗体产量可达到进口品牌的1.5倍以上。

外测结果显示

RapidTrans CHO Kit 的蛋白产量显著高于其他品牌

在不同瞬时表达项目中，RapidTrans CHO Kit均表现优异。在以下2个案例中，细胞为CHO-S，蛋白类型为单抗，在Day 9 收获蛋白。结果显示，与进口品牌相比，RapidTrans CHO Kit的抗体产量显著提高。

参考文献

[1] Development of a high cell density transient CHO platform yielding mAb titers greater than 2 g/L in only 7 days, Biotechnology Progress ,2020

[2] Exploring Parametric and Mechanistic Differences between Expi293FTM and ExpiCHO-STM Cells for Transient Antibody Production Optimization, Antibodies, 2023

[3] Scalable Transient Protein Expression, Animal Cell Biotechnology: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, 2014

[4] Mammalian cell transfection: the present and the future, Anal Bioanal Chem, 2010

[5] Mild hypothermia improves transient gene expression yields several fold in Chinese hamster ovary cells, Biotechnol Prog, 2008

[6] Control of culture environment for improved polyethylenimine-mediated transient production of recombinant monoclonal antibodies by CHO cells, Biotechnol Prog, 2006