表达外源rhBMP2的CHO细胞株稳定性分析及rhBMP2的制备

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BMPs(Bone morphogentic protein,BMP)属于转化生长因子(Tansformation growth factor,TGF)-β超家族,BMPs最早是从骨中提取得到,能够在体内诱导异位骨和软骨形成,迄今为止,已经有40多个BMPs基因相继被克隆。许多BMPs的体外(in vitro)和体内(in vivo)实验表明BMPs具有调节成骨细胞和成软骨细胞的分化,诱导异位骨形成,促进骨折愈合,及具有控制哺乳动物骨骼不同形态特征形成的功能。BMP2是BMP家族中的重要一员,其高效的诱导成骨活性已经在临床前以及临床实验中得到证实,显示了在治疗难愈性骨折治疗,骨质疏松症的预防,脊柱融合术,牙齿工程等众多临床应用中的巨大潜力。   由于BMPs在骨组织中含量甚微,通过基因重组技术制备BMP2可以满足基础研究与临床应用的需要。本实验室在前期工作中采用DHFR/MTX筛选扩增系统构建了高效表达rhBMP2的重组CHO细胞株。本文主要对其中一株表达量最高的细胞rCHO(hBMP2)-C8在长期体外培养过程中蛋白分泌稳定性及产物稳定性做了深入的研究,并尝试采用肝素亲和色谱、反相色谱从条件培养基中分离纯化rhBMP2,最终通过碱性磷酸酶活性分析比较所制备的rhBMP2与从R&D公司购得的hBMP2标准品间的活性差异。现将已完成的工作报告如下:   1. rCHO(hBMP2)-C8细胞株稳定性分析   选取其中一株表达量最高的细胞rCHO(hBMP2)-C8进行长期体外培养,并在培养过程中比较了添加和去除压力筛选中使用的MTX对细胞生长,rhBMP2基因拷贝数及rhBMP2分泌蛋白表达的影响;检测了该细胞株在无血清培养基中可以连续表达rhBMP2的时间以及培养基中rhBMP2的温度敏感性等等。   2.重组人骨形态发生蛋白2的纯化制备   首先采用肝素亲和层析捕获条件培养基中的rhBMP2,可以去除80%左右的杂蛋白。肝素亲和层析的洗脱液进一步通过C18反相层析柱精制。最终利用SDS-PAGE和Western blot鉴定纯化后的目标蛋白。   3. rhBMP-2体外活性分析   我们将纯化得到的rhBMP2和从R&D公司购得的hBMP2标准品,分别制成不同浓度的条件培养基刺激培养C2C12细胞,通过测定碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)的活性变化来分析rhBMP2的生物学活性。综上所述,我们对rCHO(hBMP2)-C8细胞株的生长与蛋白分泌特征进行了一系列研究,结果表明该细胞株具备均一性和传代稳定性,能长期稳定高效表达rhBMP2蛋白。采用肝素亲和色谱、反相色谱从条件培养基中成功得分离纯化出rhBMP2,最终蛋白纯度>95%,蛋白回收率达50%。碱性磷酸酶活性分析表明所制备的rhBMP2具有良好的诱骨活性。该研究为进一步采用动物细胞规模化培养技术生产rhBMP2奠定了基础。
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