Яичник китайского хомячка ( CHO ) клетки являются эпителиальной клеточной линией получена из яичника из китайского хомячка , часто используются в биологических и медицинских исследованиях и коммерчески в производстве рекомбинантных терапевтических белков . [1] Они нашли широкое применение в исследованиях генетики, скрининга токсичности, питания и экспрессии генов, особенно для экспрессии рекомбинантных белков. Клетки СНО являются наиболее часто используемыми хозяевами млекопитающих для промышленного производства терапевтических рекомбинантных белков. [1]
История
Китайские хомяки использовались в исследованиях с 1919 года, где их использовали вместо мышей для определения пневмококков . Впоследствии было обнаружено, что они являются отличными переносчиками кала-азара ( висцерального лейшманиоза ), облегчая исследования лейшмании .
В 1948 году китайский хомяк был впервые использован в США для разведения в исследовательских лабораториях. В 1957 году Теодор Т. Пак получил самку китайского хомяка из лаборатории доктора Джорджа Ерганиана в Бостонском фонде исследований рака и использовал ее для получения исходной линии клеток яичника китайского хомячка (СНО). С тех пор клетки СНО стали предпочтительной линией клеток из-за их быстрого роста в суспензионной культуре и высокой продукции белка. [2]
Имея очень низкое число хромосом (2n = 22) для млекопитающего , китайский хомяк также является хорошей моделью для радиационной цитогенетики и культуры тканей. [3]
Характеристики
Все линии клеток СНО испытывают недостаток в синтезе пролина . [4] Кроме того, клетки СНО не экспрессируют рецептор эпидермального фактора роста (EGFR), что делает их идеальными для исследования различных мутаций EGFR. [5]
Варианты
С тех пор, как в 1956 году была описана исходная линия клеток СНО, для различных целей было разработано множество вариантов этой линии. [4] В 1957 году CHO-K1 был получен из одного клона клеток CHO, [6] CHO-K1 был мутагенизирован этилметансульфонатом для получения линии клеток, лишенной активности дигидрофолатредуктазы (DHFR), обозначенной как CHO-DXB11 ( также называемый CHO-DUKX). [7] Однако эти клетки после мутагенизации могут вернуться к активности DHFR, что делает их использование для исследований несколько ограниченным. [7] Впоследствии клетки CHO были мутагенизированы гамма-излучением, чтобы получить линию клеток, в которой оба аллеля локуса DHFR были полностью элиминированы, названную CHO-DG44. [8] Этим DHFR-дефицитным штаммам для роста требуется глицин , гипоксантин и тимидин. . [8] Клеточные линии с мутантным DHFR являются полезными для генетических манипуляций , как клетки , трансфицированные с представляющим интерес геном наряду с функциональной копией DHFR гена легко могут быть подвергнуты скринингу на тимидина в отсутствие-средах. По этой причине клетки СНО, лишенные DHFR, являются наиболее широко используемыми клетками СНО для промышленного производства белка. В последнее время стали популярными другие системы селекции, а с векторными системами, которые могут более эффективно воздействовать на активный хроматин в клетках СНО, также можно использовать селекцию антибиотиком (пуромицин) для создания рекомбинантных клеток, экспрессирующих белки на высоком уровне. Для этого было обнаружено, что другие клетки-хозяева, все еще использующие названия, применяемые в период с 1960-х по 1980-е годы (CHO-K1, CHO-S, CHO-Pro минус и т. Д.), Производят превосходные уровни белков. Поскольку клетки СНО имеют очень высокую склонность к генетической нестабильности (как и все иммортализованные клетки), не следует предполагать, что применяемые названия указывают на их пригодность для производственных целей. Большинство, если не все промышленно используемые линии клеток СНО в настоящее время культивируются в средах, не содержащих компонентов животного происхождения, или в средах определенного химического состава и используются в крупномасштабных биореакторах при суспензионной культуре. [4] Сложная генетика клеток CHO и вопросы, касающиеся клонального происхождения клеточной популяции, широко обсуждались. [9]
Генетическая манипуляция
Большая часть генетических манипуляций, выполняемых в клетках СНО, осуществляется в клетках, лишенных фермента DHFR . Эта схема генетической селекции остается одним из стандартных методов создания трансфицированных клеточных линий СНО для продукции рекомбинантных терапевтических белков. Процесс начинается с молекулярного клонирования интересующего гена и гена DHFR в единую систему экспрессии млекопитающих . Плазмидная ДНК , несущая два гена затем трансфицирует в клетки, а клетки выращивают в селективных условиях в тимидине-отсутствии среды . Выжившие клетки будут иметь экзогенный ген DHFR вместе с представляющим интерес геном, интегрированным в свой геном . [10] [11] Скорость роста и уровень продукции рекомбинантного белка каждой клеточной линией сильно различаются. Для получения нескольких стабильно трансфицированных клеточных линий с желаемыми фенотипическими характеристиками может потребоваться оценка нескольких сотен клеточных линий-кандидатов.
Клеточные линии CHO и CHO-K1 можно получить из ряда центров биологических ресурсов, таких как Европейская коллекция клеточных культур , которая является частью коллекций культур Агентства по охране здоровья. Эти организации также хранят данные, такие как кривые роста, замедленные видеоролики роста, изображения и стандартную информацию о субкультуре. [12]
Промышленное использование
Клетки СНО - наиболее распространенная линия клеток млекопитающих, используемая для массового производства терапевтических белков. [1] Они могут производить рекомбинантный белок в количестве от 3 до 10 граммов на литр культуры. [4] Продукты клеток СНО подходят для применения на людях, поскольку они позволяют посттрансляционные модификации рекомбинантных белков, которые могут функционировать у человека. [13]
Смотрите также
- Культура клеток
- Разработка лекарств
- Доклиническая разработка
Рекомендации
- ^ а б в Wurm FM (2004). «Производство рекомбинантных белковых терапевтических средств в культивируемых клетках млекопитающих». Природа Биотехнологии . 22 (11): 1393–1398. DOI : 10.1038 / nbt1026 . PMID 15529164 .
- ^ Фанелли, Алекс (2016). «Клетки СНО» . Проверено 28 ноября 2017 года .
- ^ Tjio JH; Шайба Т.Т. (1958). «Генетика соматических клеток млекопитающих. II. Хромосомный состав клеток в культуре ткани» . J. Exp. Med . 108 (2): 259–271. DOI : 10,1084 / jem.108.2.259 . PMC 2136870 . PMID 13563760 .
- ^ а б в г Wurm FM; Хакер D (2011). «Первый геном СНО». Природа Биотехнологии . 29 (8): 718–20. DOI : 10.1038 / nbt.1943 . PMID 21822249 .
- ^ Ahsan, A .; С.М. Хиникер; MA Дэвис; Т. С. Лоуренс; МК Няти (2009). «Роль клеточного цикла в радиосенсибилизации, опосредованной ингибитором эпидермального фактора роста» . Исследования рака . 69 (12): 5108–5114. DOI : 10.1158 / 0008-5472.CAN-09-0466 . PMC 2697971 . PMID 19509222 .
- ^ Льюис NE; Лю X; Li Y; Нагараджан H; Ерганян Г; О'Брайен Э; и другие. (2013). «Геномные ландшафты линий клеток яичников китайского хомячка, выявленные с помощью генома проекта Cricetulus griseus» . Природа Биотехнологии . 31 (8): 759–765. DOI : 10.1038 / nbt.2624 . PMID 23873082 .
- ^ а б Urlaub G; Часин Л.А. (июль 1980 г.). «Выделение мутантов клеток китайского хомячка, дефицитных по активности дигидрофолатредуктазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 77 (7): 4216–4220. DOI : 10.1073 / pnas.77.7.4216 . PMC 349802 . PMID 6933469 .
- ^ а б Urlaub G; Kas E; Carothers AD; Часин Л.А. (июнь 1983 г.). «Делеция локуса диплоидной дигидрофолатредуктазы из культивируемых клеток млекопитающих» . Cell . 33 (2): 405–412. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (83) 90422-1 . PMID 6305508 .
- ^ «Клонирование клеток CHO, продуктивность и генетическая стабильность - обсуждение» . Процессы . DOI : 10,3390 / pr5020020 .
- ^ Ли Ф; Mulligan R; Berg P; Рингольд Дж. (19 ноября 1981 г.). «Глюкокортикоиды регулируют экспрессию кДНК дигидрофолатредуктазы в химерных плазмидах вируса опухоли молочной железы мышей». Природа . 294 (5838): 228–232. DOI : 10.1038 / 294228a0 . PMID 6272123 .
- ^ Кауфман Р.Дж.; Sharp PA (25 августа 1982 г.). «Амплификация и экспрессия последовательностей, котрансфицированных модульным геном комплементарной ДНК дигидрофолатредуктазы». Журнал молекулярной биологии . 159 (4): 601–621. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (82) 90103-6 . PMID 6292436 .
- ^ «Общая коллекция клеток: CHO-K1» . Hpacultures.org.uk. 2000-01-01 . Проверено 21 мая 2013 .
- ^ Тингфэн, Лай; и другие. (2013). «Достижения в технологиях разработки линий клеток млекопитающих для производства рекомбинантных белков» . Фармацевтика . 6 (5): 579–603. DOI : 10,3390 / ph6050579 . PMC 3817724 . PMID 24276168 .
Внешние ссылки
- База данных генома китайского хомяка
- Рекомбинантные протеиновые терапевтические препараты из клеток СНО - 20 лет и подсчет
- Puck TT, Cieciura SJ, Robinson A (декабрь 1958 г.). «Генетика соматических клеток млекопитающих. III. Длительное культивирование эуплоидных клеток человека и животных» . J. Exp. Med . 108 (6): 945–56. DOI : 10,1084 / jem.108.6.945 . PMC 2136918 . PMID 13598821 .
- Запись Cellosaurus для CHO
- Запись Cellosaurus для CHO-K1
- Запись Cellosaurus для CHO-DG44
- Запись Cellosaurus для CHO-DXB11