1957年美國科羅拉多大學(xué)Dr. Theodore T. Puck從一成年雌性倉鼠卵巢分離獲得，為上皮貼壁型細(xì)胞，是生物工程上廣泛使用的細(xì)胞系。 該細(xì)胞具有不死性，可以傳代百代以上，是生物工程上廣泛使用的細(xì)胞。另外CHO細(xì)胞在基因工程使用中還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，該細(xì)胞屬于成纖維細(xì)胞(fibroblast)，是一種非分泌型細(xì)胞，它本身很少分泌CHO內(nèi)源蛋白，因此對目標(biāo)蛋白分離純化工作十分有利。可形成有活性的二聚體(如白介素2)，具有糖基化的功能(如EPO)，CHO為表達(dá)復(fù)雜生物大分子的理想宿主。 由于該細(xì)胞存在遺傳缺陷，無脯氨酸合成基因，不能將谷氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣劝彼?-半醛，培養(yǎng)過程中需在培養(yǎng)基中添加L-脯氨酸才能生長。并且由于該細(xì)胞已經(jīng)霍亂毒素適應(yīng)，形態(tài)學(xué)有所改變。最初細(xì)胞為貼壁型細(xì)胞，經(jīng)多次傳代篩選后，也可懸浮生長。 工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較多的是CHO-K1細(xì)胞，為轉(zhuǎn)化細(xì)胞系，細(xì)胞染色體分布頻率是2n=22，系亞二倍體細(xì)胞。ATCC保存CHO-K1細(xì)胞株，編號為CCL-61，被廣泛地用于重組DNA蛋白的表達(dá)。

注：圖片選自互聯(lián)網(wǎng)

①基因的克隆和基因工程菌的構(gòu)造；

②重組細(xì)胞的培養(yǎng)；

③目的產(chǎn)物的分離純化等。

①具有準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)錄后修飾功能，表達(dá)的糖基化藥物蛋白在分子結(jié)構(gòu)、理化特性和生物學(xué)功能方面最接近于天然蛋白分子；  

②具有產(chǎn)物胞外分越功能，便于下游產(chǎn)物分離純化； 

③具有重組基因的高效擴(kuò)增和表達(dá)能力；  

④具有貼壁生長特性，且有較高的耐受剪切力和滲透壓能力，可以進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，表達(dá)水平較高；  

⑤CHO細(xì)胞屬于成纖維細(xì)胞(fibroblast)，很少分泌自身的內(nèi)源蛋白，利于外源蛋白的啟分離。

CHO細(xì)胞培養(yǎng)成本高，條件難掌握，易污染，在一定程度上影響了它的廣泛應(yīng)用。 目前已有越來越多的藥用蛋白在CHO細(xì)胞中獲得了高效表達(dá)(表2)，其中部分藥物已投放市場，倒如EPO、GCSF等。  CHO細(xì)胞屬于成纖維細(xì)胞，既可以貼壁生長。也可以懸浮生長。目前常用的CHO細(xì)胞包括原始CHO和二氫葉酸還原酶雙倍體基因缺失型(DHFR-)突變株CHO。 

注：圖片選自互聯(lián)網(wǎng)

近年來，為降低生產(chǎn)成本和減少血制品帶來的潛在危害性，動物細(xì)胞生產(chǎn)開始使用無血清培養(yǎng)基(SFM)，但SFM往往導(dǎo)致細(xì)胞活力差，貼壁性差，分泌外源蛋白的能力差等缺點(diǎn)。  另有研究者嘗 試將類胰島素生長因子IGF基因和轉(zhuǎn)鐵蛋白基因轉(zhuǎn)入CHO細(xì)胞獲得能自身分泌必需蛋白的“超級CHO”，無需在培養(yǎng)基中轉(zhuǎn)鐵蛋白和胰島素，細(xì)胞可在SFM中生長良好。

啟動于是影響外源基因表達(dá)效率的關(guān)鍵因素因?yàn)榧?xì)菌的主要啟動子和增強(qiáng)子在動物細(xì)胞中不起作用，所以這些調(diào)控元件大多從啟動效率高而且生物背景清楚的病毒基因組中分離。各種啟動子效率可用報(bào)告基因在細(xì)胞中測定。SV40、AdMLP、LTR和CMV啟動子在CHO細(xì)胞中效果良好。劉文軍等比較了SV40、LTR和CMV在ClIO細(xì)胞中的表達(dá)活性，認(rèn)為三種啟動子的轉(zhuǎn)錄活性依次為CMV啟動子>SV40啟動子>LTR啟動子，前者分別是后兩者的l0倍和30倍左右。  

來源于噬菌體的一些啟動子，如17啟動子也可用于動物細(xì)胞。17啟動子能被T7RNA聚合酶特異識別，依此建立起來的偶聯(lián)系統(tǒng)具有常規(guī)表達(dá)系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)的高效表達(dá)特性。除了這些常用的啟動子之外，還有多種強(qiáng)的啟動子被用于CHO細(xì)胞表達(dá)載體中。如肽鏈延長因子基因的啟動子，金屬硫蛋白(MT)基因的啟動子等在啟動子周圍其它核苷酸序列對其轉(zhuǎn)錄活性也有影響。改變CMV和AdMLP之后EPO基因的前導(dǎo)序列，使CHO細(xì)胞表達(dá)EPO的水平增加了2l倍和l6倍。在實(shí)際應(yīng)用中所有的生產(chǎn)細(xì)胞系都是用強(qiáng)的、組成 型啟動子。

SR啟動子(SV40早期啟動子+HTLV)比SV40早期啟動子表達(dá)水平提高約5倍。  與啟動子相連的是增強(qiáng)子元件，也是一種調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的順式作用元件，具有種和組織特異性。病毒增強(qiáng)子的主要優(yōu)點(diǎn)是病毒包裝要求增強(qiáng)子位于mRNA帽子位點(diǎn)附近，從而形 成緊密型表達(dá)載體CHO細(xì)胞中一般使用SV40和CMV增強(qiáng)子。增強(qiáng)子可位于載體中兩個(gè)啟動子之間，為兩個(gè)啟動子公用。

位于啟動子之后的是克隆的基因序列，或被表達(dá)的外源蛋白的cDNA。外源基因的結(jié)構(gòu) 可在翻譯水平上調(diào)控它的表達(dá)效率，這種調(diào)控機(jī)理很復(fù)雜，目前尚不清楚。但是在啟動子一定的情況下，可以通過下列方法增加外源基因的表達(dá)量：  

①在加工和剪接途徑中引入一個(gè)指導(dǎo)前體mRNA合成的內(nèi)含子序列；  

②引入一個(gè)促進(jìn)mRNA翻譯的序列；  

③拼接一個(gè)重組蛋白的信號前導(dǎo)肽，它可以有效地指導(dǎo)合成、分泌物和膜結(jié)合蛋白的輸出等；  

④在不改變基因產(chǎn)品氨基酸序列的前提下修飾個(gè)別基因的編碼序列，解決密碼子偏性問題；

——部分內(nèi)容選自互聯(lián)網(wǎng)