实验设计法在优化表达Fc融合蛋白的CHO细胞发酵培养工艺中的应用

作者：马动; 程凡亮; 刘忠; 张贵民; 赵丽丽^*

来源：中国生物制品学杂志, 2020, 33(01): 66-75.

DOI：10.13200/j.cnki.cjb.002965

• 实验设计
• 唾液酸
• Fc融合蛋白
• CHO细胞
• 蛋白纯度

目的通过实验设计(Design of Experiments,DOE)分析优化重组CHO细胞在生物反应器中的培养工艺。方法以2 L生物反应器控制参数温度(T)、p H及溶氧(dissolved oxygen,DO)作为变量,以蛋白表达量、蛋白纯度及蛋白唾液酸含量为响应变量,应用Design Expert 10软件进行3因素2水平DOE拟合分析,筛选最适表达Fc融合蛋白的CHO细胞发酵培养工艺参数,并采用5 L生物反应器进行验证。结果蛋白表达量仅与T有关,且呈成正相关,pH和DO对其无显著影响,T与pH对其有交互作用;蛋白纯度受T和pH影响显著,T呈负相关,pH呈正相关,DO对其无显著影响,T与p H对其有交互作用;唾液酸含量受T和p H影响显著,T呈正相关,pH呈负相关,DO对其无显著影响。最适工艺参数确定T为(34±0. 5)℃,pH为(7. 05±0. 02),DO为(45±5)%。采用最适工艺参数的反应器与优化前工艺比较,活细胞密度(viable cell density,VCD)增加;蛋白表达量、蛋白纯度、唾液酸含量分别提高了29. 7%、8%和87. 9%。结论通过DOE方法快速优化了生物反应器培养表达Fc融合蛋白的CHO细胞的工艺参数,在不降低蛋白产量及纯度的前提下,极大提高了融合蛋白唾液酸含量。