獲得穩(wěn)定的雜交瘤細胞系后,即可根據(jù)需要大量單抗,以用于不同目的。
一、單抗的大規(guī)模制備
目前大量制備單抗的方法主要有兩大系統(tǒng),一是動物體內法,這是國內外實驗室所廣泛采用;另一是體外培養(yǎng)法。
1、動物體內單抗的方法
迄今為止,通常情況下均采用動物體內單抗的方法,鑒于絕大多數(shù)動物用雜交瘤均由BALB/c小鼠的骨髓瘤細胞與同品系的脾細胞融合而得,因此使用的動物當然BALB/c小鼠。本方法即將雜交瘤細胞接種于小鼠腹腔內,在小鼠腹腔內生長雜交瘤,并產(chǎn)生腹水,因而可得到大量的腹水單抗且抗體濃度很高。可見該法操作簡便、經(jīng)濟,不過,腹水中?;煊行∈蟮母鞣N雜蛋白(包括Ig),因此在很多情況下要提純后才能使用,而且還有污染動物病毒的危險,故而用SPF級小鼠。
(1)材料:
a. 成年BALB/c小鼠。
b. 降植烷(Pristane)或液體石蠟。
c. 處于對數(shù)生長期的雜交瘤細胞。
(2)方法:
a. 腹腔接種降植烷或液體石蠟,每只小鼠0.3-0.5ml。
b. 7-10天后腹腔接種用PBS或無血清培養(yǎng)基稀釋的雜交瘤細胞,每只小鼠5×105/0.2ml。
c. 間隔5天后,每天觀察小鼠腹水產(chǎn)生情況,如腹部明顯膨大,以手觸摸時,皮膚有緊張感,即可用16號針頭采集腹水,一般可連續(xù)采2-3次,通常每只小鼠可采 5-10ml腹水;
d. 將腹水離心(2000r/min 5分鐘),除去細胞成分和其他的沉淀物,收集上清,測定抗體效價,分裝,-70℃凍存?zhèn)溆茫騼龈杀4妗?/p>
二、體外培養(yǎng)單抗的方法
總體上講,雜交瘤細胞系并不是嚴格的貼壁依賴細胞(anchorage dependent cell,ADC),因此既可以進行單層細胞培養(yǎng),又可以進行懸浮培養(yǎng)。雜交瘤細胞的單層細胞培養(yǎng)法是各個實驗室zui常用的手段,即將雜交瘤細胞加入培養(yǎng)瓶中,以含10-15%小牛血清的培養(yǎng)基培養(yǎng),細胞濃度以1×106-2×106/ml為佳,然后收集培養(yǎng)上清,其中單抗含量約10-50ug/ml。顯然,這種方法制備的單抗量極為有限,無疑是不適用于單抗的大規(guī)模。要想在體外大量制備單抗,就必須進行雜交瘤細胞的大量(高密度)培養(yǎng)。單位體積內細胞數(shù)量越多,細胞存活時間越長,單抗的濃度就越高,產(chǎn)量就越大。
目前在雜交瘤細胞的大量培養(yǎng)中,主要有兩種類型的培養(yǎng)系統(tǒng)。其一是懸浮培養(yǎng)系統(tǒng),采用轉瓶或發(fā)酵罐式的生物反應器,其中包括使用微載體;其二是細胞固定化培養(yǎng)系統(tǒng),包括中空纖維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)和微囊化細胞培養(yǎng)系統(tǒng)。
1、懸浮培養(yǎng)法
目前小規(guī)模懸浮培養(yǎng)多采用轉瓶培養(yǎng),通過攪拌使細胞呈懸浮狀態(tài);而大規(guī)模懸浮培養(yǎng)多采用發(fā)酵式的生物反應器,美國、加拿大、法國和德國等幾家公司這類反應器,其培養(yǎng)方式可分為純批式、流加式、半連續(xù)式和連續(xù)式。
2、微載體培養(yǎng)法
微載體(Microcarrier)是以小的固體顆粒作為細胞生長的載體,在攪拌作用下微載體 懸浮于培養(yǎng)液中,細胞則在固體顆粒表面生長成單層??捎米骷毎罅颗囵B(yǎng)的微載體主要以交聯(lián)瓊脂糖或葡聚糖、聚苯乙烯、玻璃等作為基質的產(chǎn)品,其中以 Cytodex I,Biosilon和Superbeads為好。微載體培養(yǎng)的基本方法上與懸浮培養(yǎng)相同。近來的研究表明,該法是雜交瘤細胞大量培養(yǎng)的理想途徑之一。
3、中空纖維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)
該系統(tǒng)由中空纖維生物反應器、培養(yǎng)基容器、供氧器和蠕動泵等組成。用于細胞培養(yǎng)的中空纖維由乙酸纖維、聚氯乙烯-丙烯復合物、多聚碳酸硅等材料制成,外徑一般為100-500um,壁厚25-75um,壁呈海綿狀,上面有許多微孔。中空纖維的內腔表面是一層半透性的超濾膜,其孔徑只允許營養(yǎng)物質和代謝廢物出入,而對細胞和大分子物質(如單抗等)有滯留作用。目前使用的中空纖維生物反應器分為柱式、板框式和中心灌流式。盡管該培養(yǎng)系統(tǒng)在大規(guī)模單抗時成本較低,并可獲得高產(chǎn)量高純度的抗體,由于設備價格昂貴,限制了其使用范圍。
4、微囊化細胞培養(yǎng)系統(tǒng)
該系統(tǒng)是先將雜交瘤細胞微囊化,然后將此具有半透膜的微囊置于培養(yǎng)液中進行懸浮培養(yǎng),一定時間后,從培養(yǎng)液中分離出微囊,沖洗后打開囊膜,離心后即可獲得高濃度的單抗。
總之,上述四種體外培養(yǎng)單抗的方法仍處在發(fā)展之中;隨著研究的不斷深入和技術的完善,它們將會在單抗的產(chǎn)業(yè)化進程中發(fā)揮越來越大的作用。
三、雜交瘤細胞的無血清培養(yǎng)
雜交瘤細胞的體外培養(yǎng)絕大多數(shù)應用DMEM或RPMI-1640為基礎培養(yǎng)基,添加10-20%胎牛或新生小牛血清?;A培養(yǎng)基主要提供各種氨基酸、維生素、葡萄糖、無機鹽、各種合成核酸和脂質的前體物質。而血清主要供給雜交瘤細胞等各種營養(yǎng)成分,血清中的激素可刺激細胞生長,其中的許多蛋白質能結合有毒性的離子和熱源質而起解毒作用,同時這些蛋白質對激素、維生素和脂類有穩(wěn)定和調節(jié)作用。但是,血清中含有上百種的蛋白質,這給單抗的純化帶來的麻煩,而未純化的含有異種蛋白的單抗用于動物治療可誘發(fā)變態(tài)反應;加之,血清來源有限;每批血清之間質量差異較大,直接影響結果的穩(wěn)定性,同時血清是雜交瘤細胞發(fā)生支原體污染的zui主要來源之一,而且價格較貴,為了克服血清的這些缺點,采用無血清培養(yǎng)基培養(yǎng)雜交瘤細胞越來越受到廣泛重視。
無血清培養(yǎng)的實質就是用各種不同的添加劑來代替血清,然后進行雜交瘤細胞的培養(yǎng)。目前已報道的各類無血清培養(yǎng)基有含有大豆類脂的、含有酪蛋白的、化學限定性的、無蛋白的、含有血清低分子量成分的無血清培養(yǎng)基,其中一部分已有產(chǎn)品出售。綜合這些無血清培養(yǎng)基,約有幾十種不同的添加劑可用于無血清培養(yǎng)基,在其中至少必須添加胰島素、轉鐵蛋白、乙醇胺這三種成分,才能起到類似血清的作用,其他較重要的添加劑包括白蛋白、亞油酸和油酸、抗壞血酸以及錳等一些微量元素。
采用無血清培養(yǎng)基培養(yǎng)雜交瘤細胞制備單抗,有利于單抗的純化,有助于大規(guī)模,可減少細胞污染的機會,且成本較低。但無血清培養(yǎng)細胞的率低、細胞密度小,影響了單抗的產(chǎn)量;同時無血清培養(yǎng)基還缺少血清中保護細胞免受環(huán)境中蛋白酶損傷的抑制因子等。盡管如此,無血清培養(yǎng)基終究會成為雜交瘤細胞培養(yǎng)的理想的培養(yǎng)基。
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