CHO细胞总论

CHO细胞属于成纤维细胞，最早由Theodore Puck在1956年从中国仓鼠卵巢细胞中分离出来，被发现可以无限分裂。CHO细胞可以贴壁或悬浮生长，容易基因突变，较易进行基因转染，可以对蛋白进行翻译后修饰，可以进行化学选择，因此是良好的哺乳动物基因表达宿主细胞。它本身很少分泌CHO内源蛋白，因此对目标蛋白分离纯化工作十分有利。由于该细胞存在遗传缺陷，无脯氨酸合成基因，培养过程中需在培养基中添加L-脯氨酸才能生长。

CHO细胞又分为野生型和突变体细胞两大类:

1. CHO-K1细胞株：1957年诞生，为早期CHO细胞的亚克隆。接近野生型细胞。但1968年突变分析显示，CHO-K1细胞缺乏甘氨酸生物合成的基因。冻存液成分通常为50%基础培养基+40%胎牛血清+10%DMSO；培养基成分通常为Ham's F-12K＋10% FBS＋1%双抗。

2. 二氢叶酸还原酶营养缺陷突变细胞株（CHO-DHFR-）：DHFR系dihydrofolate reductase的缩写。该细胞系为DHFR基因缺陷型。DHFR用于催化二氢叶酸还原成四氢叶酸。突变体不能合成四氢叶酸。因而不能在缺乏次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷（thymidine）的培养基上生长。只有导入DHFR或者培养基中添加次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷能生长。因此DHFR可作为筛选标记或报告基因。

CHO-DXB11（又被称为DUKX）、CHO-DG44细胞均属于DHFR缺陷型细胞。CHO-DXB11在1980年通过CHO-K1细胞化学突变而来。CHO-DG44在1983年诞生。CHO-DG44具有DHFR双缺陷，被敲除了2个位点。而CHO-DXB11只被敲除了1个位点，另一个位点为错义突变，因此有可能自动回复到DHFR功能状态，因此DXB11不能用于筛选。DG44可用于筛选，在工业使用也最广泛。

氨甲喋呤（MTX）是DHFR的拮抗剂，可使DHFR大量表达，因此可使细胞外源基因的拷贝数扩增并得到较高表达。

3. CHO-S为CHO-K1驯化后的悬浮细胞，1971年出现，可在生物反应器中大规模培养。

CHO-K1、CHO-DG44和CHO-S是工业生产最常见的三种细胞系。其中DGFR基因扩增系统是最常用的基因扩增选择系统。但该系统也存在一些不足，如该方法需要较高浓度的MTX，而外源基因表达水平不高，增加了筛选细胞克隆的工作量等。因此，后来出现了谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase, GS）基因作为显性基因扩增选择标志的GS-CHO细胞（原宿主细胞为CHO-K1）。它可在不含谷氨酰胺的培养基中生长。可用目的基因（如单抗）和GS基因标记的载体转染，再通过蛋氨酸二甲基代砜（MSX）选择加压促进转染基因扩增，获得重组细胞株。GS细胞具有更高的扩增效率。该细胞1987年初次报道，细胞又被称为CHO -K1SV细胞。

CHO 细胞能用于表达各种复杂的重组蛋白。据统计，70% 以上的动物细胞表达药物产品都是以 CHO 细胞为表达宿主。2011年6月批准的27种单克隆抗体中，其中13种就是通过CHO细胞表达的，占了约50%的比例。

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