改善生(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)培養中乳(ru)酸產(chan)量(liang)和(he)生(sheng)長(chang)性能(neng)的新(xin)技術

搖瓶(ping)培(pei)養中適應乳(ru)酸和(he)減少乳(ru)酸生(sheng)產(chan)的研(yan)究結(jie)果(guo)表(biao)明，通(tong)過改變培養基成分和(he)定(ding)期補充(chong)特(te)定(ding)物(wu)質(zhi)，可以使CHO細(xi)胞系適應乳(ru)酸環境並(bing)減少乳(ru)酸的產(chan)量(liang)。細(xi)胞乳(ru)酸含(han)量(liang)的測定(ding)可以(yi)使用德(de)國 EKF乳(ru)酸分析(xi)儀(yi)進行在線(xian)測(ce)量(liang)。

這(zhe)項研(yan)究采(cai)用了(le)天(tian)然控(kong)制的CHO細(xi)胞系，並在標準(zhun)光(guang)-CHO基培養基中添加鈉，以增加乳(ru)酸產(chan)量(liang)。培(pei)養過程中(zhong)，通(tong)過定(ding)期添加乳(ru)酸補充(chong)介質(zhi)來控制乳(ru)酸水(shui)平，通過搖瓶(ping)培(pei)養的方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)實驗(yan)。

圖為(wei)：乳(ru)酸-補充(chong)培養基中培養的細(xi)胞在初(chu)始(shi)階(jie)段表現(xian)出(chu)降(jiang)低的特(te)定(ding)凈生(sheng)長(chang)率

實驗(yan)結(jie)果(guo)顯(xian)示，當(dang)細(xi)胞在乳(ru)酸-補充(chong)培養基中培養時，初(chu)始(shi)階(jie)段會(hui)出(chu)現(xian)特(te)定(ding)凈生(sheng)長(chang)率的下(xia)降(jiang)。然而(er)，隨(sui)著(zhe)時間的推(tui)移，細(xi)胞逐(zhu)漸適應了(le)這(zhe)種培養基，並被稱為(wei)乳(ru)適應細(xi)胞。通(tong)過添加氯(lv)化鈉將獨立的本地對照(zhao)培(pei)養物(wu)改(gai)造成適應細(xi)胞，並(bing)稱為(wei)OMOM適應細(xi)胞。

圖為(wei)：初(chu)始(shi)乳(ru)酸鹽(yan)濃度對(dui)批(pi)量(liang)搖瓶(ping)培(pei)養中特(te)異(yi)乳(ru)酸生(sheng)產(chan)率(lv)的影響

在適應期之(zhi)後，乳(ru)適應細(xi)胞和(he)OMOM適應細(xi)胞分(fen)別在乳(ru)酸補充(chong)劑或(huo)氯(lv)化鈉補充(chong)劑的條件(jian)下(xia)繼(ji)續(xu)培養了(le)80天(tian)。在此(ci)期間，兩種細(xi)胞類型(xing)均(jun)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)的生(sheng)長(chang)和(he)表型(xing)。實驗(yan)結(jie)果(guo)表(biao)明，除了(le)乳(ru)酸生(sheng)產(chan)率(lv)方(fang)面(mian)的統計學差(cha)異(yi)外，具體凈(jing)增長(chang)率(lv)和(he)特(te)定(ding)葡萄糖(tang)攝(she)取率等代謝率也有顯(xian)著差(cha)異(yi)。

通過適應乳(ru)酸的細(xi)胞和(he)本地(di)控制細(xi)胞的對比，研(yan)究發現(xian)增(zeng)加乳(ru)酸濃度顯(xian)著降(jiang)低了(le)乳(ru)酸鹽(yan)的特(te)定(ding)生(sheng)產(chan)率(lv)，使乳(ru)酸鹽(yan)的產(chan)量(liang)在約35mm處(chu)接(jie)近(jin)零。即使在相(xiang)對(dui)較(jiao)高的葡萄糖(tang)水(shui)平下(xia)，細(xi)胞仍(reng)能保(bao)持(chi)指(zhi)數增長。

圖為(wei)：l  生(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)培養的乳(ru)酸水(shui)平

通過生(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)培養實驗(yan)觀察到，LSA技術（利用LA細(xi)胞）相(xiang)較(jiao)於OSA細(xi)胞在生(sheng)長(chang)和(he)活力(li)方(fang)面(mian)表現(xian)更好(hao)。

在第(di)壹(yi)次餵養後，LSA培養物(wu)的生(sheng)長(chang)速度優(you)於(yu)OSA培養物(wu)，並(bing)且提(ti)高(gao)了(le)活(huo)細(xi)胞密度，達(da)到(dao)了(le)每(mei)毫(hao)升3500萬細(xi)胞的細(xi)胞密度，增(zeng)加了(le)100倍以(yi)上(shang)。相(xiang)比之(zhi)下(xia)，OSA培養物(wu)的最大細(xi)胞密度為(wei)每(mei)毫(hao)升2200萬細(xi)胞。在培(pei)養後期，LSA細(xi)胞表(biao)現(xian)出(chu)較(jiao)高的可見性，並(bing)且經(jing)歷了(le)緩(huan)慢(man)的死亡(wang)階(jie)段。而OSA細(xi)胞在最後(hou)壹(yi)次(ci)餵養後進入(ru)了(le)較(jiao)快的死亡(wang)階(jie)段，並以30%的低收獲(huo)率(lv)結(jie)束(shu)，比LSA細(xi)胞低40個百分點(dian)。

通(tong)過增加細(xi)胞密度和(he)減少死亡(wang)率(lv)的綜合效(xiao)果(guo)，LSA細(xi)胞表(biao)現(xian)出(chu)更高(gao)的綜合活細(xi)胞日(ri)（IVCD）。具體來說，LSA培養物(wu)每(mei)毫(hao)升細(xi)胞的最大細(xi)胞密度為(wei)3500萬(wan)個(ge)，IVCD為(wei)每(mei)毫(hao)升2.73億個細(xi)胞日(ri)，都是已(yi)知(zhi)最高(gao)值(zhi)之壹(yi)。

此(ci)外，LSA技術大大減少了(le)乳(ru)酸水(shui)平的增加，經德(de)國EKF乳(ru)酸分析(xi)儀(yi)測量(liang)顯(xian)示乳(ru)酸濃度從(cong)OA細(xi)胞94mm降(jiang)至(zhi)LA細(xi)胞僅(jin)10mm，降(jiang)低了(le)9.4倍。LSA技術還降(jiang)低了(le)特(te)定(ding)乳(ru)酸的生(sheng)產(chan)率(lv)，在整(zheng)個(ge)生(sheng)長(chang)階段都實現(xian)了(le)非(fei)常低的乳(ru)酸產(chan)生(sheng)。

LSA技術還減少了(le)控(kong)制pH值(zhi)所(suo)需(xu)的堿(jian)量(liang)，並(bing)且維(wei)持(chi)在目(mu)標值(zhi)7.05附(fu)近(jin)。通過LSA技術，所(suo)需(xu)的堿(jian)量(liang)減少了(le)八倍左(zuo)右(you)，相(xiang)當(dang)於(yu)乳(ru)酸增加減少的9.4倍。

總之(zhi)，LSA技術在生(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)培養中展現(xian)出(chu)優(you)於(yu)OSA細(xi)胞的生(sheng)長(chang)性能(neng)和(he)細(xi)胞活(huo)力。通(tong)過降(jiang)低乳(ru)酸產(chan)生(sheng)、減少堿(jian)的添加量(liang)和(he)維持(chi)良好(hao)的pH控制，在提(ti)高(gao)細(xi)胞密度和(he)減少細(xi)胞死亡(wang)方(fang)面(mian)取得了(le)不錯的效(xiao)果(guo)。這(zhe)為(wei)高(gao)效(xiao)的生(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)培養和(he)細(xi)胞生(sheng)產(chan)提(ti)供了(le)重(zhong)要(yao)的參考(kao)和(he)指(zhi)導。

德(de)國EKF乳(ru)酸分析(xi)儀(yi)是壹種(zhong)用於(yu)測量(liang)細(xi)胞培(pei)養過程中(zhong)乳(ru)酸含(han)量(liang)，快捷方(fang)便(bian)，操作簡便(bian)，只(zhi)需(xu)要(yao)2ML樣(yang)品(pin)，20秒(miao)內(nei)就(jiu)可以(yi)出(chu)結(jie)果(guo)。對(dui)於及時調(tiao)控(kong)細(xi)胞乳(ru)酸水(shui)平具有重(zhong)要(yao)意義(yi)。

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