2021年7月5日/医麦客新闻 eMedClub News/--1975年，单克隆抗体问世。1982年Philip Karr将一株抗独特型单抗应用于B细胞淋巴瘤的治疗获得成功，治疗性抗体的研究很快成为生物制药行业的热点。随着抗体药技术的发展，还衍生出双特异性抗体、ADC药物、工程化改造的抗体和纳米抗体等创新策略。抗体药物在恶性肿瘤、自身免疫病、重症病毒性疾病等重大疾病的治疗中占据了重要的位置。
一篇题为“FDA approves 100th monoclonal antibody product”的文章在Nature Reviews Drug Discvoery期刊上发表，显示至今已经超过100款抗体药物获得FDA的批准上市。近年来，在FDA每年批准的新药中，抗体药物占据了1/5的份额。抗体药物成为继小分子药物后现代制药的第二次浪潮，并处于快速发展期。
▲ 图1. FDA每年审批的抗体药物分布（来源：Nature Reviews Drug Discvoery）
抗体药物研发是一个非常复杂的过程，在整个过程中，从靶点的筛选、验证、抗原、抗体的制备和筛选、抗体的功能验证、到最后的大规模生产，每一个环节的技术突破与创新都将极大的推进该领域的发展。其中，抗体的筛选与优化是前期药物开发过程中的一个重要环节，如何实现大量抗体的快速高效的表达是制约研究进程的瓶颈之一。构建适用于工业生产的高表达的细胞株是非常关键的一步。在药物开发的早期阶段，通过瞬时转染哺乳动物细胞培养系统例如中国仓鼠卵巢（CHO）和人类胚胎肾（HEK 293）细胞以快速获得相关的候选蛋白可以加速药物的发现。CHO细胞是生物治疗性蛋白生产的首选宿主，并已通过FDA的批准。随着瞬时转染技术的发展和药物开发时间的缩短，为早期药物研发中快速生产毫克到克的蛋白质提供契机，通过高产量和低成本的瞬时基因表达，研发人员能够在早期阶段确定候选药物，并进一步筛选稳转细胞株。要生成合适的稳定的细胞系以生产生物治疗性蛋白质，这可能需要数周甚至数月之久。我们需要一套高效蛋白表达系统通过瞬时转染进行大规模蛋白质表达，该系统可以有效地按比例放大以转染更大的体积，并且可再现地生成大量蛋白质。此外，该系统的配方应不含动物源成分，以解决FDA的所有监管问题。CHO细胞高效蛋白表达系统
CHOgro® High Yield Expression System
为进一步提高悬浮CHO细胞中瞬时基因表达的蛋白质产量，拥有26年转染试剂开发经验的美国Mirus研发了CHOgro®高效蛋白表达系统，通过以下方式改进先前的平台（图2）：（1）对能明显增加细胞产量的细胞培养添加剂（表达增强剂）进行鉴定；（2）开发简化的转染方案，其中转染、添加增强剂和改变温度的步骤在同一天进行。通过多轮筛选和优化，我们确定了CHOgro® Titer Enhancer，该增强剂与TransIT-PRO® Transfection Reagent和CHOgro® Expression Medium协同作用，增加抗体的表达。
▲ 图3. CHOgro®高效蛋白表达系统简便的操作流程
CHOgro®高效蛋白表达系统包含：
CHOgro® Expression Medium (2 x 1 L)
TransIT-PRO® Transfection Reagent (1 ml)
CHOgro® Titer Enhancer (20 ml)
CHOgro® Complex Formation Solution (100 ml)
Poloxamer 188 (100 ml)、L-glutamine (100 ml)
CHOgro® Titer Enhancer不会对转染后细胞的生长和活性产生不良影响TransIT-PRO® Transfection Reagent是通过对专有的脂质和聚合物文库进行实验性测试而开发的转染试剂，可在悬浮CHO和293细胞中实现高效转染。为了解CHOgro® Titer Enhancer对高密度悬浮CHO细胞健康的影响，我们使用CHOgro®高效蛋白表达系统监测细胞活力，并在转染后的7天内进行计数。CHO-S细胞在第0天，密度为4 x 106 cells/ml时使用单独的TransIT-PRO®或TransIT-PRO®和CHOgro® Titer Enhancer进行转染。增强剂的存在不会显著影响细胞的生长和活力（图3）。我们得出的结论是，使用CHOgro® Titer Enhancer观察到的抗体表达量增加不是由于细胞活力或基因转染效率的变化（数据未显示），而似乎是控制重组蛋白表达的细胞途径改变的结果。▲ 图4. CHOgro® Titer Enhancer不会对转染后细胞的生长和活性产生不良影响CHOgro® Expression Medium支持高密度CHO细胞的高效转染
CHOgro® Expression Medium是一种化学成分限定的，无水解产物和无动物源的培养基，使用符合cGMP的流程，在ISO的生产设备中生产。其配方可支持高效转染并提供高密度细胞生长。此外，许多悬浮的CHO细胞（如Freestyle CHO-S和ExpiCHO™）可在CHOgro® Expression Medium中以最小的适应性轻松生长。
▲ 图5. 使用CHOgro®高效蛋白表达系统，CHO-S或ExpiCHO™细胞可产生相似的表达量1000倍可扩展性
在摇瓶中培养规模的从2mL到2L不等，以评估瞬时转染的可扩展性。从最小到最大体积获得可比较的抗体浓度（图6），表明CHOgro®高效蛋白表达系统适用于各种研究和生产流程中。
▲ 图6. CHOgro®高效蛋白表达系统有1000倍可扩展性
在所评估的参数中，转染试剂与DNA一起温育的时间（在将转染复合物添加到培养液中前，即转染复合物形成时间）是使用CHOgro®高效蛋白表达系统经优化获得高蛋白产量的关键因素。如图4所示，对于用TransIT-PRO®和CHOgro® Titer Enhancer转染的CHO-S和ExpiCHO™细胞，最佳复合物形成时间均在5 min内。无论使用哪种细胞系，CHOgro®高效蛋白表达系统都优于PEImax。重要的是，最佳复合物形成时间是特定于系统的，不同转染试剂的实验方案之间不应互换使用。
▲ 图7. 转染复合物形成时间是CHOgro®高效蛋白表达系统获得高蛋白产量的关键因素
▲ 图8. 使用CHOgro®高效蛋白表达系统，抗体表达量普遍较高
试用申请通道
【参与方式】
1. 搜索“分子技术达论”微信服务号并关注，回复“蛋白表达”；
2. 填写相关信息，审核通过即可获得TransIT-PRO®试用装或CHOgro®表达系统试用装。
【活动规则】
1. 每个课题组仅限申请一次
2. 需提供试用反馈及结果图（只用于市场推广）
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参考资料：
1.https://www.cphi.cn/news/show-wiki-167425.html
2.https://med.sina.com/article_detail_103_2_56345.html
3.https://mp.weixin.qq.com/s/hcE4mqEWHH923lXf28-2ZA
4.https://mp.weixin.qq.com/s/k8tXBbAeexQH1T_XNQ2STg
5.https://zhuanlan.zhihu.com/p/248611606
6.https://www.mirusbio.com/products/transfection/chogro-high-yield-expression-system#product:MIR%206270
由国际知名的基因治疗专家Jon Wolff, James Hagstrom和Vladmir Budker于1995年成立，转染知名品牌。首先研发出siRNA转染试剂，世界上最早开发高效、低细胞毒性转染试剂的公司之一，被公认是核酸研究试剂开发的引领者。其产品线包括：化学转染试剂、电穿孔产品、病毒生产和转导产品，应用于基因功能研究、蛋白生产、病毒包装和动物模型的建立。官网：www.mirusbio.com
北京达科为生物技术有限公司由深圳达科为公司于2008年投资创立。公司专注于生命科学科研试剂、仪器、耗材等科研用品的销售。代理自主品牌（达优）和国际知名生物技术品牌100余家（独家代理20余家，一级代理80余家），产品线涉及免疫学、细胞生物学、分子生物学试剂与耗材，在北京、上海，广州，深圳等一线城市以及省会城市都设立了运营中心和分公司，达科为生物一直坚持“至臻品质 至善服务”的经营理念，是国内领先的生物试剂及仪器供应商，达科为生物是Mirus在中国区的一级代理，并且常备转染试剂现货，保证您的实验无忧！Email: tech_cell@dakewe.net北京达科为：010-64828744/54/84/94上海达科为：021-80166290/91/92/93广州办事处：020-87381715/87350260医麦客始终致力于生物创新药的前沿技术、行业动态、产业洞察等原创新闻报道，全媒体高端矩阵用户达16万+，其中工业用户占比超50%，科研与临床用户约为30%，投资机构用户超过5%。为促进产业细分领域的互动交流，我们组建了多个专业微信群，欢迎扫码加群。