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[生物研究] 昆虫细胞杆状病毒载体表达系统常用的细胞系有哪些

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发表于 2019-7-2 09:30:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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昆虫细胞杆状病毒载体表达系统被广泛用于生产重组蛋白,同典型的大肠杆菌和酵母表达系统相比,由于它具有一种强有力的多角体蛋白启动子,因此表达性能高,能进行正确的转译后修饰,从而生产具有功能性和免疫遗传性的活性重组蛋白。而且杆状病毒载体表达系统生产的病毒和寄生虫蛋白经过检测具有很好的免疫原性。

昆虫杆状病毒既可在昆虫培养细胞中,又可在昆虫和蛹体内进行表达。对于常规小量及高纯度的蛋白质生产而言,利用体外培养的昆虫细胞来进行表达是首选途径。昆虫细胞杆状病毒载体表达系统中所用的细胞系主要来自于鳞翅目昆虫细胞系,尤其是家蚕(Bombyx mori)、甘蓝夜蛾(Mamestra brassicae)、草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)和粉蚊夜蛾(Trichoplusia ni)的细胞系,其中Sf9细胞、Sf21细胞、Tn-368细胞和Hign Five细胞应用最为广泛。美迪西科研人员建立了成熟的杆状病毒-昆虫细胞表达服务平台,提供包括重组杆状病毒制备、重组蛋白及其复合物的表达与纯化服务。

自1983年研究者首次利用苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒(AcNPV)在草地贪夜蛾Laphygmafrug真Ferda细胞Sf9中成功表达出人p―干扰素,以及1985年,Maeda用家蚕Bo-m61zmD/'g NPV作表达载体,在家蚕体内高水平地表达出人α-干扰素以来,作为当今基因工程四大表达系统之一的杆状病毒载体表达系统因其独特的优点和巨大发展潜力,日益受到各国学者重视。杆状病毒载体表达系统常用的细胞系有以下几种:

1、Sf21细胞系

Sf21细胞是源于雌性草地贪夜蛾蛹的卵巢组织,是Sf9细胞的克隆系;Sf21细胞可以用于昆虫病毒的基础研究和复制杆状病毒表达载体。Sf21细胞系的研究对象是活细胞,在实验过程中,根据要求可始终保持细胞活力,并可长时间监控、检测甚至定量评估一部分活细胞的情况,包括活细胞的形态、结构、生命活动等。而且其研究条件可以人为控制,如pH、温度、氧气、二氧化碳、张力等物理化学的条件,可以根据实际需要进行人为的控制。同时,可以施加化学、物理、生物等因素作为条件而进行实验观察,这些因素同样可以处于严格控制之下。

Sf21细胞系研究的样本可以达到比较均一性,通过细胞培养一定代数后,所得到的细胞系则可以达到均一性而属于同一类型的细胞,需要时可采用克隆化等方法使细胞达到纯化且研究内容便于观察、检测和记录,从低等动物到高等动物,一种动物的不同年龄阶段以及不同组织,都可进行有针对性的研究。

2、Sf9细胞系

Sf9细胞是源于雌性草地贪夜蛾蛹的卵巢组织,可以用于复制杆状病毒表达载体,是Sf21细胞的一个分支。Sf9细胞和Sf21细胞两种细胞均来源于草地贪夜蛾的卵巢细胞,Sf21是生产前列腺癌疫苗Provenge疫苗所用的细胞系,这种疫苗已被FDA批准使用。Sf9是Sf21的克隆株,与Sf21相比,Sf9对PH、渗透压和剪切力的耐受性更好,因此逐渐取代了Sf21的使用。Sf21和Sf9细胞系适用于杆状病毒的感染、纯化、高滴度病毒的生产和表达重组蛋白。Sf9细胞系是利用杆状病毒表达系统进行重组蛋白表达的合适宿主,虽然以往人们利用由培养瓶和含血清基础培养基组成的静止培养系统进行昆虫细胞的培养,但是一般而言昆虫细胞并无贴壁依赖性,便于进行悬浮培养。

3、Hign Five细胞系

S9细胞的生长和感染特性注定它在杆状病毒的转染与扩增方面表现出色,但是在重组蛋白表达方面,来源于粉纹夜蛾卵巢细胞的Hign Five细胞系表达量更高,表达某些蛋白时甚至是Sf9细胞表达的20倍以上。而且Hign Five的糖基化和磷酸化修饰比Sf9更复杂,因此更适合表达一些分泌性重组蛋白。人乳头瘤病毒的病毒样颗粒疫苗就是在HignFive细胞中产生的。

Tn-368和Hign Five都是来源于粉纹夜蛾(Tn)的细胞系,然而又有研究发现Hign Five细胞可被诺达病毒(nodavirus)隐性感染,而且杆状病毒感染Hign Five细胞可以刺激诺达病毒的病毒粒子的产生。这个发现对细胞库感染偶然性病原体的安全性提出了疑问,因此研究者需要采取更为严格的产品纯化和描述方式。Hign Five细胞和Sf9细胞均具有贴壁和悬浮生长的双重特性,因此均可以通过摇瓶和生物反应器实现规模化培养。

杆状病毒载体表达系统是一个以昆虫杆状病毒为外源基因载体,以昆虫和昆虫细胞为受体的表达系统。与细菌、酵母和哺乳动物细胞表达系统相比,它具有表达水平高、表达产物可进行翻译后加工,其抗原性、免疫原性和功能等生物活性与天然蛋白相似,并可通过感染昆虫幼虫而实现大规模低成本生产基因工程产品,因此杆状病毒载体表达系统具有广阔的发展前景。


发表于 2019-7-3 08:23:10 | 显示全部楼层
学习了,谢谢提供分享。
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