CHO細胞

CHO（Chinese hamster ovary cell）是源自中國倉鼠卵巢的上皮細胞系，通常應用於生物學和醫學研究，並且在商業上用於生產具治療性的蛋白質^[1]。它們已廣泛用於遺傳學、毒性篩選，以及營養方面和基因表達的研究，特別是表達重組蛋白。CHO細胞同時是用於重組蛋白治療劑工業生產的最常用的哺乳動物宿主^[1]。

CHO細胞

歷史

中國倉鼠自1919年以來就被廣泛用於多項研究，可以代替小鼠來引肺炎鏈球菌入其體內。隨後發現它們是傳播內臟性利什曼病（英语：Visceral leishmaniasis）的極佳載體，促進對疾病的研究。1948年，中國倉鼠首次在美國的實驗室內的繁殖。 1957年，西奧多·帕克（英语：Theodore Puck）從波士頓癌症研究基金會的喬治·耶甘尼安（George Yerganian）實驗室獲得一隻雌性的中國倉鼠，並且利用它衍生了原始的中國倉鼠卵巢細胞。CHO細胞自此成為多項硏究中首選的細胞系，因為它們在懸浮培養中會快速生長，並且具有蛋白質產量高的特點。中國倉鼠的染色體數非常低，因此是輻射細胞遺傳學和組織培養的良好模型^[2]。同時，所有CHO細胞系均不會合成脯氨酸^[3]及表達表皮生長因子受體（EGFR），使其成為研究各種EGFR突變的理想選擇^[4]。

變異體

自從在1956年描述了原始的CHO細胞系以來，多位研究人員已因各種目的而開發了該細胞系的許多變異體^[3]。1957年，從單個CHO細胞克隆中產生了CHO-K1細胞^[5]，而利用甲磺酸乙酯誘變CHO-K1細胞後，會產生缺乏二氫葉酸還原酶（DHFR）活性的細胞系CHO-DXB11^[6]。然而，這些細胞經過誘變後可能會被還原，並且具有DHFR活性，從而使其在研究中的實用性受到限制。隨後，利用伽瑪射線誘變CHO細胞，以產生一種新的細胞系，其中DHFR基因座的兩個等位基因都被完全消除，並且稱其為CHO-DG44^[7]。這些DHFR缺陷型菌株需要甘氨酸、次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷才能生長^[7]。具有DHFR突變的細胞系可用於基因工程，因為可以在缺乏胸苷的培養基中，輕鬆篩選出轉染了目標基因及DHFR基因功能拷貝的細胞，故而缺乏DHFR的CHO細胞亞型是最廣泛用於蛋白質工業生產的CHO細胞^[3]。

基因工程

在CHO細胞中完成的大部分基因工程都是在缺乏DHFR的CHO細胞中進行的。這種遺傳選擇方案，仍然是建立用於生產重組治療性蛋白的轉染CHO細胞的標準方法之一。該過程始於將目標基因和DHFR基因分子克隆到單個哺乳動物的表達系統中。然後將攜帶兩個基因的質粒DNA轉染到細胞中，並且使細胞在缺乏胸腺嘧啶核苷的培養基中，以選擇性條件生長。存活的細胞會具有外源DHFR基因，以及其基因組中整合的目的基因^[8][9]。每個細胞系的生長速率和重組蛋白生產水平差異很大。為了獲得一些具有所需表型特徵的穩定轉染的CHO細胞，可能需要評估數百個候選細胞系。

工業用途

CHO細胞是應用於大規模生產治療性蛋白質的最常見哺乳動物細胞系^[1]，每公升培養物可以生產3至10克的重組蛋白^[3]。CHO細胞也可以對重組蛋白進行轉譯後修飾^[10]。

參考資料

1. Wurm, FM. Production of recombinant protein therapeutics in cultivated mammalian cells.. Nature biotechnology. 2004-11, 22 (11): 1393–8 [2020-01-09]. PMID 15529164. doi:10.1038/nbt1026. ^{[永久失效連結]}
2. TJIO, JH; PUCK, TT. Genetics of somatic mammalian cells. II. Chromosomal constitution of cells in tissue culture.. The Journal of experimental medicine. 1958-08-01, 108 (2): 259–68 [2020-01-09]. PMID 13563760. doi:10.1084/jem.108.2.259. ^{[永久失效連結]}
3. Wurm, FM; Hacker, D. First CHO genome.. Nature biotechnology. 2011-08-05, 29 (8): 718–20 [2020-01-09]. PMID 21822249. doi:10.1038/nbt.1943. ^{[永久失效連結]}
4. Ahsan, A; Hiniker, SM; Davis, MA; Lawrence, TS; Nyati, MK. Role of cell cycle in epidermal growth factor receptor inhibitor-mediated radiosensitization.. Cancer research. 2009-06-15, 69 (12): 5108–14 [2020-01-09]. PMID 19509222. doi:10.1158/0008-5472.CAN-09-0466. ^{[永久失效連結]}
5. Lewis, NE; Liu, X; Li, Y; Nagarajan, H; Yerganian, G; O'Brien, E; Bordbar, A; Roth, AM; Rosenbloom, J; Bian, C; Xie, M; Chen, W; Li, N; Baycin-Hizal, D; Latif, H; Forster, J; Betenbaugh, MJ; Famili, I; Xu, X; Wang, J; Palsson, BO. Genomic landscapes of Chinese hamster ovary cell lines as revealed by the Cricetulus griseus draft genome.. Nature biotechnology. 2013-08, 31 (8): 759–65 [2020-01-09]. PMID 23873082. doi:10.1038/nbt.2624. ^{[永久失效連結]}
6. Urlaub, G; Chasin, LA. . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1980-07, 77 (7): 4216–20 [2020-01-09]. PMID 6933469. doi:10.1073/pnas.77.7.4216. （原始内容存档于2020-02-23）. 
7. Urlaub, G; Käs, E; Carothers, AM; Chasin, LA. Deletion of the diploid dihydrofolate reductase locus from cultured mammalian cells.. Cell. 1983-06, 33 (2): 405–12 [2020-01-09]. PMID 6305508. doi:10.1016/0092-8674(83)90422-1. ^{[永久失效連結]}
8. Lee, F; Mulligan, R; Berg, P; Ringold, G. Glucocorticoids regulate expression of dihydrofolate reductase cDNA in mouse mammary tumour virus chimaeric plasmids.. Nature. 1981-11-19, 294 (5838): 228–32 [2020-01-09]. PMID 6272123. doi:10.1038/294228a0. ^{[永久失效連結]}
9. Kaufman, RJ; Sharp, PA. Amplification and expression of sequences cotransfected with a modular dihydrofolate reductase complementary dna gene.. Journal of molecular biology. 1982-08-25, 159 (4): 601–21 [2020-01-09]. PMID 6292436. doi:10.1016/0022-2836(82)90103-6. ^{[永久失效連結]}
10. Lai, T; Yang, Y; Ng, SK. Advances in Mammalian cell line development technologies for recombinant protein production.. Pharmaceuticals (Basel, Switzerland). 2013-04-26, 6 (5): 579–603 [2020-01-09]. PMID 24276168. doi:10.3390/ph6050579. ^{[永久失效連結]}

外部連結

维基共享资源中相关的多媒体资源：CHO細胞

• Cellosaurus entry for CHO（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Cellosaurus entry for CHO-K1（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Cellosaurus entry for CHO-DG44（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Cellosaurus entry for CHO-DXB11（页面存档备份，存于互联网档案馆）