本文主要介紹穩定轉染的原理、步驟,穩定轉染能夠得到穩定高表達的細胞株,是滿足活性蛋白大量制備的方法。
利用哺乳動物系統生產蛋白的方式有兩種:瞬時轉染和穩定轉染。使用哺乳動物細胞表達蛋白,細胞的選擇培養也不可忽視。常用的有中國倉鼠卵巢細胞(CHO)和人胚腎細胞(HEK293)。德泰生物主要培養HEK293用于哺乳動物細胞瞬時轉染,CHO細胞用于穩定轉染。穩定轉染通過穩定細胞系構建篩選出能夠穩定表達的細胞株。針對瞬時轉染,外源基因在短時間轉錄翻譯得到的蛋白量少,1mg質粒得到1mg蛋白,能夠滿足小量蛋白制備,大量生產成本很高。穩定轉染的是將外源基因整合到細胞自身的基因組上,隨著細胞的生長分裂外源基因可以穩定表達,同時經過抗生素加壓篩選,終得到能夠穩定表達蛋白的細胞株。
穩定轉染過程
1.細胞復蘇
細胞復蘇是將保存在液氮或-80℃冰箱中的細胞株解凍并重新培養的過程。細胞復蘇的關鍵是快復,防止在解凍過程中,產生的水珠形成冰晶損傷細胞。細胞復蘇一般步驟如下:
1)預先加熱水浴鍋,溫度37-40℃,并在離心管中準備好10ml培養基
2)從液氮罐或冰箱中取出細胞,迅速放進預熱的水浴鍋中,鑷子夾住凍存管晃動,使其受熱均勻
3)當凍存管內*融化時,注意用酒精擦拭凍存管消毒,將液體倒入含有10ml培養基的離心管中
4)離心5min,去除上清,得到沉淀
5)用培養基懸浮沉淀,并接種到培養瓶常規培養
細胞復蘇后,生長一段時間,95%的細胞貼壁生長,細胞狀態良好,說明細胞復蘇成功。
2.瞬時轉染
以Lipofectamine轉染試劑為例的操作流程,不同轉染試劑參考說明書
1)將復蘇后常規培養的細胞按照1-3x10^5接種到6孔板中,加入2-4ml的*培養基,混勻放置在二氧化碳培養箱中37℃過夜
2)無菌狀態下配置如下溶液:a 用100ul的無血清培養基稀釋2ug的待轉染的質粒
b 用100ul的無血清培養基稀釋25ul的Lipofectamine轉染試劑(血清的存在會影響轉染效率,因此要使用無血清培養基轉染)
3)將ab溶液混合并搖勻,室溫下放置30min左右
4)細胞培養80%單層左右,用無血清培養基洗滌細胞2次,每孔加入1ml的無血清培養基,并將混合后的ab溶液逐滴加入到每孔,按十字方向輕搖混勻,二氧化碳培養箱中37℃培養24小時
5)將轉染液倒出,換為*培養基繼續培養
3.穩定細胞系篩選
24-72h加入選擇性抗生素篩選穩定細胞株,預實驗確定抗生素的濃度,確定抗生素對所選細胞的低作用濃度。
1)提前一天接種細胞與24孔板中,待第二天長成25%單層為宜,二氧化碳培養箱中37℃過夜培養。
2)第二天將培養液換成含抗生素的培養基,抗生素濃度按梯度遞增(0,50,100,200,400,800,1000ug/ml)。
3)培養15天左右絕大多數細胞死亡抗生素濃度為準,一般為400-800ug/ml,篩選細胞時刻適當提高濃度
4)二氧化碳培養箱中37℃培養72h后按照1:10的比例將轉染細胞傳代,使用預實驗得到的抗生素濃度的培養基培養。后挑選單克隆,有限稀釋法挑取單克隆。
有限稀釋法:將細胞消化下來做連續的10倍稀釋,每稀釋一梯度都在9孔板中培養,生長一周左右再次挑取單克隆進行培養,如此反復3次。
5)Western blot或ELISA檢測蛋白的表達情況,挑取多個單克隆進行表達檢測,篩選出表達量的克隆傳代并保存。
終篩選出穩定高表達目的基因的細胞株,相對于瞬時轉染穩定細胞系構建節約大量的時間和成本,是滿足活性蛋白大量制備的方法。