[發明專利]基于光敏感基因的細胞分泌物生產系統和方法

無效

• 申請號: 201110445553.4
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102517195A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 張奕;王立平;盧恬
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/36;C12P1/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

【技術領域】

本發明涉及生物技術，尤其是涉及一種細胞分泌物生產系統和方法。

【背景技術】

細胞分泌活動是生物體信息傳遞和實現細胞功能的基本過程之一，涉及一系列復雜的分子活動和信號傳導過程，分泌的物質包括各種激素、細胞因子、酶類、神經遞質、血清蛋白、抗體以及細胞外基質成分等等。許多疾病的發生與細胞分泌產物含量異常密切相關，如胰島素缺乏或相對缺乏導致糖尿病，俗稱呆小病的先天性甲狀腺功能減低癥是由甲狀腺激素分泌不足引起的。因此許多疾病都通過增補一種或多種分泌物質來進行治療。

目前臨床上使用的許多細胞分泌物如激素、細胞因子、酶類和抗體等藥物都是通過基因工程技術生產的。應用基因工程技術研制和開發的藥物稱為基因工程藥物。生產基因工程藥物的基本方法是將目的基因用DNA重組的方法連接在載體上，然后將載體導入靶細胞(微生物如大腸桿菌、酵母，哺乳動物細胞或人體組織靶細胞)，使目的基因在靶細胞中得到表達，通過發酵或細胞繁殖來生產出足夠量多肽或蛋白質，最后將表達的目的蛋白質提純及做成制劑，從而成為蛋白類藥或疫苗；若目的基因直接在人體組織靶細胞內表達，就成為基因治療。據估計，大約有2000種藥物是用基因工程技術生產的，其中包括蛋白質藥物和非蛋白質藥物。基因工程藥物產業發展很快，如美國目前每年投入到基因工程藥物的研究經費不少于100億美元。截止2005年，美國已批準了120多種基因工程藥物上市，還有近400種處于臨床研究階段，約3000種處于臨床前研究階段，基因工程藥物的產值和銷售額已超過200億美元。

抗體對于宿主屬于體液免疫的效應分子，行使多種重要功能。識別并特異性結合抗原是抗體分子的主要功能，許多生物學技術正是基于抗體的特異識別功能，利用抗體來鑒定特異蛋白。因此針對各種抗原分子的抗體的生產需求強烈。抗體的生產除了上述基因工程抗體外，還有多克隆抗體和單克隆抗體。單克隆抗體具有特異性高、親和力強、效價高、血清交叉反應少的優點，應用于臨床的抗腫瘤、抗感染、解毒、抗器官移植排斥反應等。一般用雜交瘤(hybridoma)的鼠生產，所以稱為鼠源單克隆抗體。鼠源單克隆抗體是用動物鼠來生產的，先制備鼠雜交瘤細胞系，然后在體內或體外生產抗體。雜交瘤細胞系的制備工藝包括免疫動物、親本細胞的制備、細胞融合、培養篩選與鑒定、克隆化等過程。單克隆抗體藥物具有藥效精確可控、副作用小的優點，可應用于癌癥、關節炎、免疫系統疾病等治療，是制藥行業的發展熱點。單克隆抗體藥物被稱為最有前途的抗癌藥，美國已批準上市了二十余種單克隆抗體抗癌藥。

傳統的細胞分泌物生產方法中，產量不高，導致單位產品的成本較高。

【發明內容】

有鑒于此，有必要提供一種提高產量的細胞分泌物生產系統。

此外，還有必要提供一種提高產量的細胞分泌物生產方法。

一種細胞分泌物生產系統，包括生物反應器、光源和控制裝置，所述生物反應器用于收容表達光敏感基因的分泌細胞，所述光源用于對所述生物反應器內的分泌細胞實施光照刺激，所述控制裝置與所述光源相連控制所述光源發光。

在優選的實施例中，所述光源耦合于所述生物反應器上。

在優選的實施例中，所述光源為LED燈陣列，所述生物反應器包括一層將細胞培養基與LED燈陣列隔離開的透光材料。

在優選的實施例中，所述控制裝置包括捕獲所述分泌細胞電位變化信息的記錄微電極，所述控制裝置根據所述電位變化信息控制所述光源發光。

在優選的實施例中，所述控制裝置還包括處理器、控制所述光源發光強度的功率控制器及控制所述光源發光頻率的脈沖控制器，所述處理器與所述記錄微電極、功率控制器及脈沖控制器相連，所述功率控制器及脈沖控制器與所述光源相連，所述處理器根據所述電位變化信息通過所述功率控制器及脈沖控制器控制所述光源的發光頻率和強度。

一種細胞分泌物生產方法，包括如下步驟：

將光敏感基因導入分泌細胞中；

將表達光敏感基因的分泌細胞置于生物反應器中；

對所述生物反應器內的分泌細胞實施光照刺激，使光敏感通道蛋白開放，細胞去極化，促進所述分泌細胞分泌生物活性物質。

在優選的實施例中，采用病毒載體、物理方法或化學方法將所述光敏感基因導入分泌細胞中。

在優選的實施例中，所述病毒載體采用慢病毒載體。

在優選的實施例中，所述分泌細胞為基因工程細胞或骨髓瘤細胞。