[发明专利]基于光敏感基因的细胞分泌物生产系统和方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及生物技术，尤其是涉及一种细胞分泌物生产系统和方法。

【背景技术】

细胞分泌活动是生物体信息传递和实现细胞功能的基本过程之一，涉及一系列复杂的分子活动和信号传导过程，分泌的物质包括各种激素、细胞因子、酶类、神经递质、血清蛋白、抗体以及细胞外基质成分等等。许多疾病的发生与细胞分泌产物含量异常密切相关，如胰岛素缺乏或相对缺乏导致糖尿病，俗称呆小病的先天性甲状腺功能减低症是由甲状腺激素分泌不足引起的。因此许多疾病都通过增补一种或多种分泌物质来进行治疗。

目前临床上使用的许多细胞分泌物如激素、细胞因子、酶类和抗体等药物都是通过基因工程技术生产的。应用基因工程技术研制和开发的药物称为基因工程药物。生产基因工程药物的基本方法是将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上，然后将载体导入靶细胞(微生物如大肠杆菌、酵母，哺乳动物细胞或人体组织靶细胞)，使目的基因在靶细胞中得到表达，通过发酵或细胞繁殖来生产出足够量多肽或蛋白质，最后将表达的目的蛋白质提纯及做成制剂，从而成为蛋白类药或疫苗；若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达，就成为基因治疗。据估计，大约有2000种药物是用基因工程技术生产的，其中包括蛋白质药物和非蛋白质药物。基因工程药物产业发展很快，如美国目前每年投入到基因工程药物的研究经费不少于100亿美元。截止2005年，美国已批准了120多种基因工程药物上市，还有近400种处于临床研究阶段，约3000种处于临床前研究阶段，基因工程药物的产值和销售额已超过200亿美元。

抗体对于宿主属于体液免疫的效应分子，行使多种重要功能。识别并特异性结合抗原是抗体分子的主要功能，许多生物学技术正是基于抗体的特异识别功能，利用抗体来鉴定特异蛋白。因此针对各种抗原分子的抗体的生产需求强烈。抗体的生产除了上述基因工程抗体外，还有多克隆抗体和单克隆抗体。单克隆抗体具有特异性高、亲和力强、效价高、血清交叉反应少的优点，应用于临床的抗肿瘤、抗感染、解毒、抗器官移植排斥反应等。一般用杂交瘤(hybridoma)的鼠生产，所以称为鼠源单克隆抗体。鼠源单克隆抗体是用动物鼠来生产的，先制备鼠杂交瘤细胞系，然后在体内或体外生产抗体。杂交瘤细胞系的制备工艺包括免疫动物、亲本细胞的制备、细胞融合、培养筛选与鉴定、克隆化等过程。单克隆抗体药物具有药效精确可控、副作用小的优点，可应用于癌症、关节炎、免疫系统疾病等治疗，是制药行业的发展热点。单克隆抗体药物被称为最有前途的抗癌药，美国已批准上市了二十余种单克隆抗体抗癌药。

传统的细胞分泌物生产方法中，产量不高，导致单位产品的成本较高。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种提高产量的细胞分泌物生产系统。

此外，还有必要提供一种提高产量的细胞分泌物生产方法。

一种细胞分泌物生产系统，包括生物反应器、光源和控制装置，所述生物反应器用于收容表达光敏感基因的分泌细胞，所述光源用于对所述生物反应器内的分泌细胞实施光照刺激，所述控制装置与所述光源相连控制所述光源发光。

在优选的实施例中，所述光源耦合于所述生物反应器上。

在优选的实施例中，所述光源为LED灯阵列，所述生物反应器包括一层将细胞培养基与LED灯阵列隔离开的透光材料。

在优选的实施例中，所述控制装置包括捕获所述分泌细胞电位变化信息的记录微电极，所述控制装置根据所述电位变化信息控制所述光源发光。

在优选的实施例中，所述控制装置还包括处理器、控制所述光源发光强度的功率控制器及控制所述光源发光频率的脉冲控制器，所述处理器与所述记录微电极、功率控制器及脉冲控制器相连，所述功率控制器及脉冲控制器与所述光源相连，所述处理器根据所述电位变化信息通过所述功率控制器及脉冲控制器控制所述光源的发光频率和强度。

一种细胞分泌物生产方法，包括如下步骤：

将光敏感基因导入分泌细胞中；

将表达光敏感基因的分泌细胞置于生物反应器中；

对所述生物反应器内的分泌细胞实施光照刺激，使光敏感通道蛋白开放，细胞去极化，促进所述分泌细胞分泌生物活性物质。

在优选的实施例中，采用病毒载体、物理方法或化学方法将所述光敏感基因导入分泌细胞中。

在优选的实施例中，所述病毒载体采用慢病毒载体。

在优选的实施例中，所述分泌细胞为基因工程细胞或骨髓瘤细胞。