目前,哺乳动物细胞已成为生产多种生物药物的首选宿主细胞。哺乳动物细胞表达系统可进行翻译后修饰,表达的重组蛋白接近人源构象,因此被大量用于治疗性重组蛋白的生产。
根据目的蛋白表达的时空差异,可将哺乳动物细胞表达系统分为瞬时、稳定和诱导表达系统。
瞬时表达系统
宿主细胞在导入表达载体后不经选择培养,载体DNA随细胞分裂而逐渐丢失,目的蛋白的表达时间较为短暂。相对于稳定表达系统,瞬时表达系统无需将外源基因整合到基因组上,消除了外源基因整合过程中位置效应的影响。
优点:表达周期短,表达量高等。缺点:技术条件要求高,如质粒的纯度、转染的效率等。
稳定表达系统
载体进入宿主细胞并经选择培养,载体DNA稳定存在于细胞内。
优点:目的蛋白表达持久、稳定。缺点:由于需要抗性选择甚至加压扩增等步骤,稳定表达相对耗时耗力。
诱导表达系统
目的基因的转录受外源小分子的诱导,可在特定的时间或特定的组织、细胞类型内表达。目前,基于四环素或多西环素的调节系统以及雌激素受体他莫昔芬系统应用较为广泛。
经诱导后目的基因的表达可大大提高。此外,参与诱导调控的因子与细胞内源性的因子间无相互作用,因此一方面目的基因的表达本身不受细胞内环境改变的影响,另一方面诱导药物对内源基因的表达无作用,因而具有很好的严谨性和特异性。
实际中应根据实验需要,如表达蛋白的需求量、用途、实验所需时间及对细胞的*性,决定选择何种表达系统。
延伸他莫昔芬控制的重组酶系统
由他莫昔芬(Tamoxifen,一种雌激素受体分子药物)调节的重组酶(CreER和FlpER)是一种更加精准的诱导体系。以CreER重组酶为例,Tamoxifen不给药时Cre-ER融合蛋白的ER部分与HSP90蛋白相互作用,阻止融合蛋白进入细胞核(图A)。Tamoxifen给药后,Tamoxifen分子干扰Cre与HSP90的相互作用,使Cre迁移到细胞核。一旦进入细胞核,Cre重组酶就可以进行重组(图B)。
Cre-雌激素受体(ER)融合蛋白诱导Cre-loxP系统的工作原理
(MclellanMAetal.CurrentProtocolsinMouseBiology,)
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