基因表达

基因就如同开关一样，知道哪些基因开启，对于疾病的治疗和监控至关重要。美国加州理工学院研究人员23日在《自然通讯》杂志线上版发表论文称，他们开发出一种新方法，使用常见的核磁共振成像(MRI)技术，即可观察到体内细胞的基因表达情况。　　在MRI过程中，体内氢原子(大多包含在水分子和脂肪中)被电磁波照射后会形成共振，随后释放信号，据此可创建大脑、肌肉和其他组织的图像。医生会利用该技术来观察人体组织的结构或生理功能，诊断病情，但目前还很少有人用它来观察特定细胞的活动情况。　　此次，为创建观察特定细胞基因表达的新手段，研究人员将目标瞄向了水通道蛋白。这种蛋白在细胞膜上组成“孔道”，像守门员一样控制着水分子进出细胞。他们发现，增加细胞中水通道蛋白的数量，通过弥散加权MRI，可使这一细胞在图像中显得更加突出。随后，研究人员将水通道蛋白与他们感兴趣的特定基因联系起来，得到报告基因——一种编码可被检测的蛋白质基因。这意味着当这一特定基因被打开时，细胞会过度表达水通道蛋白，弥散加权成像后，细胞在图像中便会更暗一些。他们利用这一手段成功监测了小鼠大脑肿瘤的基因表达情况。　　研究人员指出，开发有效的MRI报告基因是生物医学成像领域的“圣杯”，它会让非侵入性观察细胞功能成为现实。以前开发的MRI报告基因有着诸多限制，并不适用于所有人体组织。而此次研究表明，水通道蛋白是开发MRI报告基因的有效工具。水通道蛋白是人体自然产生的，不会引起免疫反应，其过度表达不会对细胞造成负面影响。在正常生理条件下，水通道蛋白增多后，进出细胞的水分子的数量也是一样的，细胞的含水量不会改变。　　研究人员表示，目前这一方法虽仅在小鼠实验中取得成功，但其未来临床应用的潜力巨大。

山东大学生命科学学院微生物技术国家重点实验室购买我司代理的日本ATTO公司的AB-2550 Kronos Dio实时报告基因分析系统。用于微生物内蛋白表达水平的实时监测。可用于信号通路，信号转导中确定基因的上下游关系，检测RNAi的沉默效率，药物刺激后，胞内重要基因表达水平的变化。实时监控胞内蛋白的表达水平，省去了做定量PCR的繁重的工作量。

安捷伦科技推出外显子基因芯片，扩展基因表达分析市场 2010 年 11 月 3 日，北京&mdash &mdash 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）今日宣布推出基于 SurePrint G3 外显子基因芯片的外显子分析解决方案。该解决方案大大扩展了安捷伦基因表达试剂、芯片和生物信息学软件产品的市场。这套全新的系统将于 11 月中旬面世，研究人员使用该系统将能够分析目前已知的选择性表达外显子，从而拥有对RNA 表达的全面认知。 &ldquo 我们不断推出性能强大且经济有效的工具来充实我们的基因表达工作流程，从 RNA 提取试剂盒到数据解析和验证工具一应俱全。&rdquo 安捷伦的基因表达产品经理 Sharoni Jacobs 博士说道，&ldquo 我们去年 12 月推出了低上样量快速扩增标记试剂盒，仅需 10 纳克总 RNA 的起始量。另外，今年 5 月我们推出了第三代 SurePrint G3 基因表达芯片，该产品将编码和非编码 RNA 探针整合在单个芯片上。&rdquo Agilent G3 外显子基因芯片 安捷伦正是利用性能强大、高密度的 SurePrint 平台开发全外显子解决方案，帮助研究人员发现大约 30000 个基因和 100000 多种蛋白质之间的关系。 借助安捷伦 SurePrint G3 外显子芯片，研究人员只需一次实验就可以鉴别出基因水平和外显子水平的表达改变，从而捕捉到微小但至关重要的生物变化。RNA样品使用安捷伦低上样量快速扩增全转录组标记试剂盒进行处理，实现全转录本标记，用于随后的杂交。安捷伦 GeneSpring GX 11.5 生物信息学系统帮助研究人员同时分析基因水平的表达数据和剪切标记，极大地提高了实验室的工作效率。 &ldquo 外显子级芯片的推出标志着我们分析能力的显著提升。与传统的依赖于 3&rsquo 端的芯片相比，我们现在可以更为详细地分析基因组，&rdquo 英国曼彻斯特大学帕特森癌症研究所分子生物学中心主任 Stuart Pepper（早期用户之一）说道，&ldquo 我们己尝试着将这些芯片用于研究项目，初步实验结果表明，得到的数据十分清晰；这些数据有助于对选择性转录本表达的检测和定量。&rdquo 安捷伦的人、小鼠和大鼠外显子芯片目录产品包括 4× 180K（每张玻片四个芯片，每个芯片 180000 种特征序列）和 2× 400K 两种格式，使用户能够在实验成本、通量和覆盖完整度间作出选择。与安捷伦的其他芯片类似，安捷伦也提供定制格式的人、小鼠和大鼠 SurePrint G3 外显子芯片。定制格式包括：8× 60K、4× 180K、2× 400K 和 1× 1M。 与所有安捷伦芯片一样，SurePrint G3 外显子解决方案能够在很宽的动态范围内检测低丰度和高丰度的表达产物，准确反应整体的表达水平，从而保证结果高度可信。 安捷伦提供业内最全面的基因表达解决方案；集高芯片灵敏度，成熟可靠的 qPCR 平台和综合分析软件于一身，有效简化工作流程，确保获得最高质量的结果。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 18500 名员工在 100 多个国家为客户服务。2009 财政年度，安捷伦的业务净收入为 45 亿美元。要了解更多安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn

安捷伦科技公司推出新型人类基因表达谱微阵列芯片 覆盖人类基因间长链非编码 RNA 区域 2012 年 5 月 22 日，安捷伦科技公司（纽约证交所： A）推出了 Agilent SurePrint G3 人类基因表达谱 v2 微阵列芯片，该芯片是唯一基于博德研究所最新公布的人类基因间长链非编码 RNAs （lincRNAs）参考目录进行设计的微阵列产品。 LincRNAs 是重要的基因表达调节子，在胚胎发育和众多细胞过程中具有重要作用。针对单个lincRNAs 的功能分析对研究者来说非常棘手，但是最近在测序和计算方法方面的技术进展改善了该领域的分析能力。 &ldquo 我们刚刚开始触及 lincRNAs 如何控制机体内许多过程（从脂肪发育到肿瘤生长）&rdquo ，博德研究所的研究人员、介绍人类 lincRNA 参考目录一文的共同作者 Moran N. Cabili 说， &ldquo 此次与安捷伦的合作，建立在迄今为止所创建的最全面的 lincRNAs 数据库，将有助于加快该领域的研发进程。&rdquo &ldquo SurePrint G3 人类基因表达谱微阵列芯片为新兴 lincRNA 研究领域带来了最新产品，&rdquo 安捷伦基因组学高级总监 Kathleen Shelton 说， &ldquo 我们很荣幸与著名的博德研究所共同合作开发此项尖端技术，有力推动 lincRNA 在基因表达中所起作用的研究。&rdquo Cabili 将参加一个由安捷伦主办的免费网络讨论会，题目为&ldquo 寻找转录组中丢失的 lincs&rdquo ，时间定在 6 月 6 日的早上 8 点（太平洋标准时间）。此次网络讨论所涉及的主题包括 lincRNAs 的鉴定、lincRNAs 相对于编码基因在特定组织中的表达模式以及具有不确定编码潜能的转录产物的功能。要了解详细信息或注册网络会议，请访问：agilenteseminar.webex.com。 SurePrint G3 人类基因表达谱v2 微阵列芯片具有最广的动态范围（超过五个数量级）和极高的灵敏度，可同时检测样本中的低表达子和高表达子。安捷伦微阵列系统具有卓越的灵活性，充分支持研究者设计与其实验相关的各种定制微阵列。 除针对lincRNAs的探针以外，SurePrint G3 人类基因表达 谱v2 微阵列芯片还包含对美国国家生物技术信息中心 RefSeq 基因数据库中最新 mRNA 的更新。 要了解更多信息，请访问：www.agilent.com/genomics/v2GExArray。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所： A）是全球领先的测量公司，同时也是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 18,700 名员工为 100 多个国家的客户提供服务。在 2011 财政年度，安捷伦的业务净收入为 66 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn。 编者注： 更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

近日，中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）国家基因组科学数据中心开发的癌症单细胞表达图谱数据库CancerSCEM上线。该研究成果以CancerSCEM: a database of single-cell expression map across various human cancers为题在国际学术期刊Nucleic Acid Research在线发表。　　单细胞分辨率的全转录组测序技术（scRNA-seq）具有研究细胞异质性的显著优势，已成为研究肿瘤微环境、癌症发病机制、转移与侵袭以及各类癌症治疗与诊断不可或缺的手段。截至2021年11月，PubMed已有超过1300个癌症相关的单细胞转录组学研究，极大提升了人们对人类癌症发生发展的理解，推动了癌症临床诊断与治疗的进程。大规模癌症scRNA-seq数据在过去十年中呈现爆炸式增长，迫切需要对这些数据进行规范化整合与处理，对各类癌症的肿瘤微环境进行深入挖掘与比较分析。为应对这一需求，该研究团队开发了CancerSCEM数据库。　　CancerSCEM 1.0版本整合分析了208个癌症scRNA-seq数据集，涵盖肺腺癌（LUAD）、结肠直肠癌（CRC）、恶性胶质瘤（GBM）等在内的20种人类癌症类型。通过标准化分析流程处理，获得了精确的细胞类型注释信息。在此基础上，团队还开展了一系列附加分析，包括不同细胞类型间基因差异表达分析（可为新型标志物筛选提供参考）、细胞表面受体-配体基因对表达谱、样本内细胞互作网络构建等，可为用户提供更加丰富的肿瘤微环境相关信息，并开展了基于TCGA表达数据与临床信息的生存分析。　　数据库为用户提供浏览、多重检索、在线分析及下载等服务功能，用户可采用首页快速检索、词云及精确检索等途径查询感兴趣的癌症单细胞数据集或样本。如点击词云里的基因名“HLA-A”或通过搜索框输入，均可触发数据库查询功能，并实时获得目标基因的详细信息及其在单细胞层面与细胞群体（组织）层面的表达分布信息。为方便临床相关用户的使用，团队共审编获得36个常用免疫检查点分子（如PDCD1、CTLA4、LAG3、HMGB1），并提供专门的搜索列表，以帮助各类癌症的临床免疫治疗研究寻找更优的治疗靶点。　　数据库还配备了一个交互式综合在线分析平台，共集成2个分析模块与7个分析功能。通过基因分析模块，用户可开展4个方面的实时分析及可视化展示：样本内目标基因的整体表达概况；样本内基因在不同细胞类型间的表达比较；基因表达相关性计算及筛选；208个样本中单细胞或bulk层面的基因表达比较。通过样本分析模块，用户可进行样本间细胞组成比较、样本内细胞互作网络构建以及基于TCGA的生存分析。该分析平台将为用户开展个性化的癌症scRNA-seq数据挖掘提供友好的增值服务。　　该研究工作得到中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助。　　论文链接

一起涨“姿势”——那些年在我们身体里的基因表达近年来，阻碍人类健康长寿的第一大杀手就是疾病，例如癌症，是目前最难攻克的疾病之一。疾病研究和药物开发也一直是生命科学领域的专家学者不断攻克的领域。而目前的研究显示，人类的大多数疾病都会与细胞因子表达异常引起信号通路异常有关。报告基因对于基因表达的研究来说是非常有用的工具，它可以代替要研究的目的基因，从而帮助我们了解目的基因的信号通路和相关的疾病。荧光素酶是最常用的报告基因，使用光度计和化学发光功能的微孔板读板机我们可以很容易的检测到荧光素酶，另一方面，由于在细胞实验中其背景较低，因此具有很高的灵敏度。我们通常用萤火虫荧光素酶表达水平高低反映出我们感兴趣的基因在系统中的地位。而海肾来源的荧光素酶则更常在多荧光实验中作为第二种报告基因，来规范化多种在不同样本中变化较大的指标如转染效率，细胞活力等。NF- κB是参与细胞进程中许多基因表达的“主要调节者”，如炎症，免疫，分化，增殖和凋亡。肿瘤坏死因子α (TNF- α)可以激活细胞信号通路来降解NF- κB的抑制剂，从而促使其释放并进入核内，调节数百目的基因的表达。NF- κB通路的紊乱可以诱发多种疾病，如多发性硬化病，糖尿病，阿尔兹海默病等，因此利用合适的工具加深我们对NF- κB通路的理解是十分必要的。图1 NF-κB信号通路。TNF-α激活信号层级反应使NF-κB抑制剂IKB降解，并释放NF-κB转录因子。（了解更多资料请咨询美谷）SpectraMax® DuoLuc™ Reporter 试剂盒可以对哺乳动物细胞中的萤火虫和海肾荧光素酶进行高灵敏度的定量。依次向微板孔中加入两种适量的反应试剂即可检测荧光。这种双荧光信号检测系统可以在归一化检测荧光信号(萤火虫荧光)的同时提供持续表达的对照荧光信号(海肾荧光)。运用SpectraMax® iD5 多功能微孔板读板机、注射器系统和 SmartInject™ 技术可以将实验条件最优化。在这里我们将展示如何在哺乳动物细胞模型中， 通过双荧光报告检测系统和SpectraMax iD5 微孔板读板机来检测核转录因子κB (NF- κB)的活性。

安捷伦科技公司发布适用于人、小鼠和大鼠模型的新型基因表达微阵列芯片 安捷伦公司与根特大学合作在芯片中整合入了 LNCipedia 内容2015 年 6月 10 日，北京 — 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）近日宣布更新其新型 SurePrint 基因表达微阵列芯片用于人、小鼠和大鼠模型的信使 RNA 分析应用。此次更新改进了编码和非编码内容，为研究人员提供在常用平台上研究表达模式的最新工具。安捷伦公司与根特大学合作开发了最新款旗舰版 SurePrint G3 人基因表达 v3 微阵列芯片，其中完整包含的 LNCipedia 2.1 数据库能够对长链非编码 RNA (lncRNA) 转录物进行可靠分析。LncRNA（长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA）能够通过直接作用于 DNA、RNA 和蛋白质而改变基因调控，从而实现靶标特异性或系统范围内的调控。 通过 lncRNA 与癌症、心血管疾病和神经退行性疾病的关联不难看出其广范却至关重要的作用。经重新设计的安捷伦基因表达微阵列芯片是高质量的特征捕获工具，可实现目标基因或通路的有效分析，涉及从协助疾病危险分层到阐明药物作用机制的各种应用。根特大学的 Jo Vandesompele 教授说：“我们与安捷伦密切合作设计了一流的 mRNA 和 lncRNA 表达分析方法。在单次分析中对这两种类型的RNA进行的同时测定有助于从相对基因表达水平深入探究mRNA与lncRNA之间的生物学联系。 其中的关键在于实现编码和长链非编码特征的良好平衡，而LNCipedia 2.1 则是与安捷伦基因表达内容配对的最佳数据源。微阵列芯片的最终设计经优化后可快速给出大量有价值的信息。”最新的微阵列芯片采用能够实现寡核苷酸精确合成的 SurePrint 技术制造。 SurePrint 微阵列芯片的灵敏度处于业内领先水平，具有5 个数量级以上的动态范围以及 5% 的阵列间变异系数中值，且在 R20.95 时与外部 RNA 对照联盟 (External RNA Controls Consortium) 的加标 RNA 对照品相比具有出色的定量一致性。“我们的 SurePrint 基因表达微阵列芯片不仅包含 LNCipedia 的 lncRNA 等严谨的专业内容，还能够为专家级用户提供灵活的定制服务。”安捷伦基因组学高级总监 Alessandro Borsatti 博士谈道， “凭借基因表达微阵列芯片的出色性能和定量一致性以及 RNA 测序和靶向序列捕获产品，我们能够使研究人员在微阵列芯片的筛查应用与更深度的二代测序的发现性应用之间实现完美转换。”SurePrint 基因表达微阵列芯片属于 SurePrint 产品系列，该系列包括 microRNA 与比较基因组杂交微阵列芯片。 安捷伦基因组学工作流程包括用于质量控制的 2100 生物分析仪和 2200 Tapestation、用于数据采集的SureScan 扫描仪、用于数据分析的 GeneSpring 软件，以及用于进行实时聚合酶链反应的 AriaMX 系统。如需了解有关 SurePrint 基因表达微阵列芯片的更多信息，请访问 www.agilent.com/genomics/v3。关于安捷伦科技公司安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，是致力打造美好世界的顶级实验室合作伙伴。安捷伦与全球 100 多个国家的客户进行合作，提供仪器、软件、服务和消耗品，产品可覆盖到整个实验室工作流程。在 2014 财年，安捷伦的净收入为 40 亿美元。全球员工数约为 12000 人。今年是安捷伦进军分析仪器领域的 50 周年纪念。如需了解安捷伦科技公司的详细信息，请访问 www.agilent.com.cn。编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

DNA不仅可以按其序列编码信息，也可以按其形状编码信息。人类基因组被分割成由染色质纤维折叠成动态的层次结构组成的染色体。这种空间结构（包括许多染色质环）可以将远端元件拉近，并将转录活动组织到不同的区域，从而限制了DNA的调控和转录机制。而在癌症中，这种染色质环境则发生了深远的改变【1】。近年来，编码癌基因的环状染色体外DNA（ecDNA）被证明在癌症中广泛存在，是癌症基因组的普遍特征，也是人类癌症进展的有力驱动因素。ecDNA是共价闭合双链，不同于在健康体细胞组织中发现的千碱基大小的环状DNA，其大小从100千碱基到数兆碱基不等，且被高度扩增【1】。ecDNA缺乏着丝粒，并且在每次细胞分裂后随机分布在子细胞中，使得其可以快速积累，且可以选择具有耐药性或其他适应性优势的ecDNA变体【2】。ecDNAs可以重新整合到染色体中，因此也可能作为某些染色体扩增的前体【3】。ecDNA具有更高的染色质可及性而缺乏更高的染色质致密性，且包含内源性致癌基因增强子元件，这表明癌基因扩增子可能是通过调控依赖性来扩增转录的【1,4】。值得一提的是，ecDNA存在于正常染色体环境之外，但其在细胞核中的空间组织尚不清楚。此外，ecDNA可以在细胞分裂期间或DNA损伤后聚集，但此生物学后果也尚不清楚。2021年11月24日，来自美国斯坦福大学的Howard Y. Chang团队在Nature上在线发表题为 EcDNA hubs drive cooperative intermolecular oncogene expression 的文章，研究了致癌ecDNA的空间、表观遗传学和转录动力学，揭示了由聚集在间期细胞细胞核中的约10-100个ecDNA组成的ecDNA“中心”，可以驱动分子间增强子信号以促使癌基因表达扩增，从而作为癌基因协同转录的组合增强子平台。研究人员利用DNA荧光原位杂交（FISH）技术，使用靶向多个细胞系中的ecDNA扩增的癌基因的探针来观察间期细胞核中ecDNA的定位，包括前列腺癌细胞系PC3（MYC扩增）、结直肠癌细胞系COLO320-DM（MYC扩增）、多形性成胶质细胞瘤细胞系HK359（EGFR扩增）和胃癌细胞系SNU16（MYC和FGFR2扩增）。结果显示，在进行实验的所有ecDNA阳性癌细胞中，尽管有数十到数百个单独的ecDNA分子，这些ecDNA的DNA FISH信号在很大程度上都局限于间期细胞细胞核的特定区域，由此表明ecDNA彼此发生了强烈聚集，该特征被称为ecDNA“中心”。这些ecDNA“中心”所占据的空间比相同大小的相邻染色体片段大得多，提示它们由许多紧密聚集在该空间中的ecDNA分子组成。进一步实验发现，ecDNA的聚集可以发生在具有不同癌基因扩增的各种癌症类型和原发性肿瘤中。随后，研究人员通过联合DNA和新生RNA FISH，在PC3和COLO320-DM细胞系中观察MYC等位基因的活跃转录，并计算每个ecDNA分子的MYC转录概率。结果显示，大多数新生的MYC mRNA转录本来自ecDNA“中心”，而不是来自染色体位点。ecDNA“中心”上致癌基因的转录活性明显高于染色体位点，表明当同一细胞中有更多的ecDNA拷贝时，每个ecDNA分子转录癌基因的可能性更大，尤其是以ecDNA“中心”的形式。人类染色体8q24上的MYC癌基因是癌症中体细胞DNA重排的热点，在人类癌症中近30%的MYC扩增以ecDNA的形式存在，通常包含MYC和PVT1（浆细胞瘤变体转录本1，位于MYC 3’端55kb处，是人类癌症的常发断点）的5’端部分。MYC的两侧是超级增强子，以赖氨酸27处的组蛋白H3乙酰化（H3K27ac）和BET蛋白（如BRD4）为标记，MYC转录对抑制剂JQ1置换BET蛋白高度敏感。为了检测活细胞中的MYC ecDNA，研究人员在COLO320-DM细胞中的MYC ecDNA中插入Tet-operator (TetO)阵列，并用TetR-eGFP或TetR-eGFP（A206K）标记ecDNA，以最小化GFP二聚化。实验结果显示，JQ1能有效降低COLO320-DM细胞（含MYC ecDNA）中MYC mRNA的水平，但对COLO320-HSR细胞（染色体MYC扩增子或均匀染色区）中MYC mRNA的水平没有显著影响（注：这两种细胞来自同一患者肿瘤，除了MYC扩增的背景外，具有高度相似的遗传背景）。此外，TetO-GFP COLO320-DM细胞的活细胞成像显示ecDNA“中心”在有丝分裂期间分解成更小的颗粒，之后又重新形成大的“中心”。值得注意的是，有丝分裂后的ecDNA“中心”的组装会被JQ1阻断。这些结果表明，COLO320-DM细胞中ecDNA“中心”的形成、维持和癌基因转录对BET蛋白的溴域H3K27ac相互作用具有独特的依赖性。为了将ecDNA结构与MYC转录调控联系起来，研究人员使用五种正交方法重建了COLO320-DM ecDNA，报告了迄今为止组装的最大的ecDNA结构——一个4.328 Mb的ecDNA，包含PVT1-MYC融合、标准MYC序列和来自多个染色体起源的序列（染色体6、8、13和16）的多个拷贝，并且利用DNA FISH验证了PLUT、PCAT1和MYC基因在重建预测的ecDNA上的共定位。接下来，研究人员确定了与癌基因高表达相关的ecDNA调控元件。来自72,049个COLO320-DM和COLO320-HSR细胞的配对单细胞ATAC–seq和RNA-seq确定了47个与高MYC表达相关的ecDNA调控元件，而目前驱动ecDNA上MYC癌基因表达的PVT1启动子（PVT1p），在ecDNA“中心”内接受了广泛的组合增强子输入。进一步地实验表明，分子间增强子-启动子在ecDNA“中心”激活，同时研究人员证实PVT1p作为一种DNA元件，能够反式激活ecDNA“中心”。那么分子间增强子-基因的相互作用是否可以被精确定位和干扰呢？以SNU16细胞系（它包含两种不同的ecDNA类型：一种来自8号和11号染色体的MYC扩增子和一种来自10号染色体的FGFR2扩增子）为研究对象，实验结果表明FGFR2和MYC ecDNA是共同选择的，因此这两个扩增子上的增强子可协同激活MYC表达。然后，MYC蛋白又可以反过来激活FGFR2的表达。顺式和反式调控元件之间几乎没有重叠，这也证实分子间增强子元件是直接通过反式而非下游效应修改基因表达。而进一步评估独立癌症类型中的分子间ecDNA的相互作用显示ecDNA“中心”内的分子间增强子基因激活发生在不同的癌基因位点和多种癌症类型中。综上所述，ecDNA“中心”内ecDNA的局部聚集促进了新的分子间增强子-基因相互作用和癌基因过度表达（图1）。与偏向局部顺式调控元件并跨越100-300nm的染色体转录中心不同，ecDNA“中心”可以跨越1000 nm以上，且涉及位于不同ecDNA分子上的反式调控元件。毫无疑问，这一发现对于ecDNA如何进行选择以及ecDNA上癌基因调控的重组如何促进转录具有深远的意义。同时，对于ecDNA“中心”促进癌基因转录的认识为癌症治疗提供新的潜在机会。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04116-8

试用最新产品——冻干TaqMan® 基因表达探针试剂盒(含预混液) 尽享优质、便捷 新的冻干TaqMan® 基因表达探针试剂盒(含预混液)是包含了实时荧光定量PCR反应所需的一切酶，dNTP试剂和探针/引物的混合物，大大简化了荧光定量PCR工作流程。由于移液步骤降至仅有的一步，可减少吸样和混合误差实现最小的误差。您可以从逾190万个预设计的TaqMan® 基因表达探针试剂盒中选择——预装于8联管或96孔板中。1条8联管装可用于8个样本基因表达实验——只需200人民币。* 更佳的性能和灵敏度 以适当的比值预先混合，实现最佳性能 增加了样本体积，使灵敏度倍增 最小的差异可减少吸样和混合误差 灵活的规格 超过135个信号通路或疾病关联的通路基因96孔检测板 客户定制96孔检测板，任选基因 客户定制8联管，任选人类/小鼠/大鼠基因 不采用冻干探针试剂盒（含预混液）的工作流程采用冻干探针试剂盒（含预混液)的工作流程 索取试用装或订购 获取更多产品信息，请登录www.appliedbiosystems.com/lyophilizedtaqman *价格视基因种类和数量而定。 Life Technologies 中国区办事处销售服务信箱：sales-cn@lifetech.com技术服务信箱：CNtechsupport@lifetech.com客户服务热线：800-820-8982400-820-8982www.lifetechnologies.com FOR RESEARCH USE ONLY. NOT INTENDED FOR ANY ANIMAL OR HUMAN THERAPEUTIC OR DIAGNOSTIC USE.© 2011 Life Technologies Corporation. All rights reserved. The trademarks mentioned herein are the property of Life Technologies Corporation or their respective owners.In compliance with federal regulations, we hereby disclose that this email communication is for commercial purposes. View our Privacy Policy.Unsubscribe from receiving emails.

一、项目基本情况项目编号：[230001]LTGC-[GK]20240006项目名称：伍连德生物医学创新研究院基因表达调控平台三期仪器采购采购方式：公开招标预算金额：13,355,000.00元采购需求：合同包1(伍连德生物医学创新研究院基因表达调控平台三期仪器采购包1):合同包预算金额：2,700,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他仪器仪表超敏多因子电化学免疫分析仪1(套)详见采购文件1,180,000.00-1-2其他仪器仪表超声波DNA打断仪1(套)详见采购文件300,000.00-1-3其他仪器仪表水浴超声1(套)详见采购文件220,000.00-1-4其他仪器仪表核转染系统1(套)详见采购文件450,000.00-1-5其他仪器仪表低氧工作站1(套)详见采购文件550,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日合同包2(伍连德生物医学创新研究院基因表达调控平台三期仪器采购包2):合同包预算金额：4,485,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)2-1其他仪器仪表单细胞分离仪1(套)详见采购文件1,485,000.00-2-2其他仪器仪表落地微纳米颗粒冷冻分离设备2(套)详见采购文件700,000.00-2-3其他仪器仪表生物安全柜18(套)详见采购文件1,350,000.00-2-4其他仪器仪表蛋白液相分析系统1(套)详见采购文件950,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日合同包3(伍连德生物医学创新研究院基因表达调控平台三期仪器采购包3):合同包预算金额：2,620,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)3-1其他仪器仪表流式细胞分析仪1(套)详见采购文件2,620,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日合同包4(伍连德生物医学创新研究院基因表达调控平台三期仪器采购包4):合同包预算金额：3,550,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)4-1其他仪器仪表分选型流式细胞仪1(套)详见采购文件3,550,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日二、获取招标文件时间： 2024年09月05日 至 2024年09月12日 ，每天上午 08:30:00 至 12:00:00 ，下午 12:00:00 至 16:30:00 （北京时间,法定节假日除外）地点：公告期内凭用户名和密码，登录黑龙江省政府采购管理平台(http://hljcg.hlj.gov.cn/)，选择“交易执行-应标-项目投标”，在“未参与项目”列表中选择需要参与的项目，确认参与后即可方式：在线获取售价： 免费获取三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：哈尔滨医科大学地址：黑龙江省哈尔滨市南岗区保健路157号联系方式：0451-866232802.采购代理机构信息名称：黑龙江省蓝图工程项目管理有限公司地址：黑龙江省哈尔滨市道里区群力第四大道1479号B3栋C单元23层1号联系方式：178005488423.项目联系方式项目联系人：黑龙江省蓝图工程项目管理有限公司电话：17800548842

环形RNA是一类在真核细胞中广泛存在的内源性非编码RNA分子，在生物体发育过程中发挥重要作用。之前研究已在不同物种中鉴定出数百万个环形RNA分子，并产生了大量用于揭示生物体组织表达模式的环形RNA数据资源。然而，由于大多数环形RNA表达量较低，传统的转录组测序方法无法表征单个细胞环形RNA表达谱系特征及异质性。近年来，随着单细胞全长转录组测序技术的发展，已可对单个细胞中环形RNA进行捕获测定。尽管效率较低，仍可部分揭示单细胞分辨率下环形RNA的表达模式。因此，单细胞水平的环形RNA表达及功能研究已成为该领域重点关注的问题。 中国科学院北京生命科学研究院研究员赵方庆团队致力于环形RNA方面的研究。6月10日，该团队在《自然-通讯》（Nature Communications）上，发表了题为Exploring the cellular landscape of circular RNAs using full-length single-cell RNA sequencing的研究论文。该研究基于海量单细胞全长转录组测序数据集，实现了单细胞分辨率下环形RNA的高效识别及深度挖掘，基于大规模时空组学数据的整合分析，探索了环形RNA的细胞异质性，揭示了环形RNA作为细胞类型标志物的应用潜力。该研究将目前环形RNA研究从传统组织水平提升至单细胞水平，为探究不同细胞类型中环形RNA的生物学功能提供了重要的数据资源和分析技术。 科研人员收集整理了171个已发表的单细胞全长转录组数据集（图1），包含人和小鼠中58种组织和细胞类型，共计172,137个细胞。同时，研究建立了基于单细胞转录组数据的环形RNA识别和整合分析方法，在人和小鼠中共识别出40,604和131,533个高度可靠的环形RNA分子。基于以上数据所生成的单细胞环形RNA综合表达图谱，为环形RNA的研究提供了有力的数据支持，并为揭示环形RNA在不同细胞类型及发育阶段的动态变化提供了重要资源。 该研究深度剖析了单细胞数据中环形RNA的表达模式，发现它们在不同细胞类型上具有高度特异性。研究对小鼠大脑不同细胞类型中环形RNA的表达的分析表明，抑制性和兴奋性神经元的差异性表达与RNA结合蛋白的表达具有高度相关性。此外，研究观察到胚胎发育不同阶段的特征性环形RNA，阐释了环形RNA从母体来源至合子表达发生的动态转变过程。 进一步地，基于单细胞测序技术可有效的揭示肿瘤发展和转移过程中细胞水平的异质性，研究建立了20名乳腺癌患者的单细胞数据集，分析发现环形RNA在正常和肿瘤细胞的上皮间质转换过程中的表达规律和潜在功能。研究筛选出人和小鼠中细胞类型特异性环形RNA，并验证了其可作为生物标志物在解析肿瘤浸润性免疫细胞中的适用性。最后，研究构建了目前首个单细胞环形RNA数据分析和资源平台——circSC（http://circatlas.biols.ac.cn）（图2），为环形RNA研究奠定了独特而重要的数据和技术基础。 研究工作得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金基金重点项目和国家重点研发计划的支持。赵方庆团队致力于建立高效的算法模型和实验技术，探索人体微生物与非编码RNA的结构组成与变化规律，解析它们与人类健康和疾病的关系。近年来，相关成果先后发表在Cell（2020）、Gut（2022/2020/2018）、Nature Biotechnology（2021）、Nature Computational Science（2022）、Nature Communications （2022a/2022b/2021/2020/2017/2016）、Genome Biology（2021/2020/2016）、Molecular Biology and Evolution（2022）、ISME J（2019）等上，这些研究丰富了科学家对人体微生物与非编码RNA多样性、结构组成与功能的认识，并为相关数据挖掘及功能机制研究提供了重要方法学工具。 　　论文链接 图1.基于单细胞全长转录组的环形RNA识别和整合分析 图2.环形RNA单细胞表达图谱及数据平台——circSC 精彩会议预告：点击图片免费报名参加“第五届基因测序网络大会”

在一项新的研究中，来自英国威康基金会桑格研究所和欧洲分子生物学实验室（EMBL）欧洲生物信息学研究所等研究机构的研究人员对六种哺乳动物物种中的25万多个细胞的基因进行测序，证实了免疫反应中的基因如何在不同的细胞之间和不同的物种之间具有不同的活活性。相关研究结果于2018年10月24日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Gene expression variability across cells and species shapes innate immunity”。 图片来自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0657-2。 这些研究人员以前所未有的细节研究了在细胞对病原体入侵作出的初始反应--先天性免疫反应（innate immune response）---中激活的基因。他们利用单细胞基因组学技术测量了25万多个细胞中数千个基因的活性来绘制抗病毒和抗细菌免疫的进化。 之前的研究已表明，先天性免疫反应中的许多基因在脊椎动物中快速地进化。这被认为是由来自细菌和病毒等病原体的无情攻击压力造成的。这些基因包括产生细胞因子和趋化因子分子的基因，它们以多种方式起作用---一些分子是提醒身体危险存在的炎症分子；其他的分子限制病原体增殖的能力；还有一些分子诱导细胞死亡。它们代表了一种成功的宿主策略来抵抗快速进化的病原体。 这些研究人员证实这些基因在不同的物种之间快速地进化，而且在单个组织内的不同细胞中也具有高度可变的活性。相比之下，他们发现在不同物种之间保守的并调节免疫反应的基因在单个组织的不同细胞之间中更加一致性地被激活。这些基因可能受到更严格的限制，这是因为它们参与细胞内的许多不同功能。但是，它们也是病毒的靶标。这些受到更严格限制的基因代表着致命弱点，可被病原体用来破坏免疫系统。 论文一作者、威康基金会桑格研究所研究员Tzachi Hagai博士说，“我们认为这种激活模式---一些基因受到严格控制，而另一些基因具有更多的可变活性---已进化成了一种对先天性免疫反应加以微调的方式。它是高效的，但又是平衡的。基因能够经进化后协助细胞控制入侵者，而且对这些基因的使用能够因细胞而异，因此周围组织不会受到大量攻击的影响。” 论文通信作者、威康基金会桑格研究所细胞遗传学主任Sarah Teichmann博士说，“在单细胞分辨率下DNA测序的强大功能意味着开展这种类型的研究如今是可行的。据估计，人体有37万亿个细胞，每个细胞具有相同的遗传密码。但是不同的细胞具有不同的表现，它们以不同的方式使用遗传密码。通过研究单个细胞，我们能够理解生命的这些基础的构成单元（building block，这里指的是细胞）以及它们如何一起合作，包括它们如何抵抗病原体。”

世界上每年有超过160万例肺癌新发病例，超过137万人死于肺癌。中国每年有52万例肺癌新发病例，超过45万人死于肺癌。80%肺癌是非小细胞肺癌，非小细胞肺癌中40%是鳞癌。ⅠA期肺鳞癌患者的5年存活率约为60%，而Ⅱ-Ⅳ期肺鳞癌患者的5年存活率为5% - 40%。因此，发现新的标志物并应用于早期诊断和预后对于提高肺鳞癌患者的生存率具有重要意义。 　　中国医学科学院肿瘤研究所赫捷教授与清华大学郭永副研究员合作利用microRNA芯片系统的比较了60对肺鳞癌和癌旁组织microRNA表达谱的差异，发现了一个包含5个microRNA的分类器（hsa-miR-210, hsa-miR-182, hsa-miR-486-5p, hsa-miR-30a and hsa-miR-140-3p)。该分类器区分肺鳞癌和正常肺组织的准确率超过94%。与此同时，他们还发现hsa-miR-31的表达量与病人的存活期负相关。DICER1基因是hsa-miR-31的靶基因。 　　上述研究的博奥生物晶芯® 哺乳动物miRNA芯片服务与Real time RT-PCR服务在博奥生物有限公司完成。 原文摘要： 　　A 5-MicroRNA Signature for Lung Squamous Cell Carcinoma Diagnosis and hsa-miR-31 for Prognosis 　　Purpose: Recent studies have suggested that microRNA biomarkers could be useful for stratifying lung cancer subtypes, but microRNA signatures varied between different populations. Squamous cell carcinoma (SCC) is one major subtype of lung cancer that urgently needs biomarkers to aid patient management. Here, we undertook the first comprehensive investigation on microRNA in Chinese SCC patients. Experimental Design: MicroRNA expression was measured in cancerous and noncancerous tissue pairs strictly collected from Chinese SCC patients (stages I&ndash III), who had not been treated with chemotherapy or radiotherapy prior to surgery. The molecular targets of proposed microRNA were further examined. 　　Results: We identified a 5-microRNA classifier (hsa-miR-210, hsa-miR-182, hsa-miR-486-5p, hsa-miR-30a, and hsa-miR-140-3p) that could distinguish SCC from normal lung tissues. The classifier had an accuracy of 94.1% in a training cohort (34 patients) and 96.2% in a test cohort (26 patients). We also showed that high expression of hsa-miR-31 was associated with poor survival in these 60 SCC patients by Kaplan&ndash Meier analysis (P = 0.007), by univariate Cox analysis (P = 0.011), and by multivariate Cox analysis (P = 0.011). This association was independently validated in a separate cohort of 88 SCC patients (P = 0.008, 0.011, and 0.003 in Kaplan&ndash Meier analysis, univariate Cox analysis, and multivariate Cox analysis, respectively). We then determined that the tumor suppressor DICER1 is a target of hsa-miR-31. Expression of hsa-miR-31 in a human lung cancer cell line repressed DICER1 activity but not PPP2R2A or LATS2. 　　Conclusions: Our results identified a new diagnostic microRNA classifier for SCC among Chinese patients and a new prognostic biomarker, hsa-miR-31. 原文出处：http://clincancerres.aacrjournals.org/content/17/21/6802.abstract

一、项目基本情况1.项目编号：[230001]ZYGC[GK]20240002项目名称：伍连德生物医学创新研究院基因表达调控研究平台仪器采购采购方式：公开招标预算金额：8,100,000.00元采购需求：合同包1(生物分子相互作用分析仪、梯度密度制备仪):合同包预算金额：3,250,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他仪器仪表生物分子相互作用分析仪1(台)详见采购文件3,000,000.00-1-2其他仪器仪表梯度密度制备仪1(台)详见采购文件250,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日合同包2(实时无标记全息活细胞3D成像系统、超微量分光光度计):合同包预算金额：2,150,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)2-1其他仪器仪表实时无标记全息活细胞3D成像系统1(台)详见采购文件2,000,000.00-2-2其他仪器仪表超微量分光光度计1(台)详见采购文件150,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日合同包3(定量PCR仪、多功能酶活力分析仪、全自动密度梯度制备分离系统):合同包预算金额：2,700,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)3-1其他仪器仪表定量PCR仪2(台)详见采购文件1,200,000.00-3-2其他仪器仪表多功能酶活力分析仪2(台)详见采购文件1,000,000.00-3-3其他仪器仪表全自动密度梯度制备分离系统1(台)详见采购文件500,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日2.项目编号：[230001]RHZXCG[GK]20240001项目名称：伍连德生物医学创新研究院疾病模型研究平台仪器采购采购方式：公开招标预算金额：6,410,000.00元采购需求：合同包1(伍连德生物医学创新研究院疾病模型研究平台仪器采购1包):合同包预算金额：3,750,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他仪器仪表小动物活体成像分析仪1(台)详见采购文件3,300,000.00-1-2其他仪器仪表酶活力分析仪1(台)详见采购文件450,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日合同包2(伍连德生物医学创新研究院疾病模型研究平台仪器采购2包):合同包预算金额：2,660,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)2-1其他仪器仪表多通道电生理数据采集系统1(台)详见采购文件730,000.00-2-2其他仪器仪表小动物行为学系统1(台)详见采购文件580,000.00-2-3其他仪器仪表定时定量PCR仪3(台)详见采购文件1,350,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日二、获取招标文件时间： 2024年07月01日 至 2024年07月05日 ，每天上午 00:00:00 至 12:00:00 ，下午 12:00:00 至 23:59:59 （北京时间,法定节假日除外）地点：公告期内凭用户名和密码，登录黑龙江省政府采购管理平台(http://hljcg.hlj.gov.cn/)，选择“交易执行-应标-项目投标”，在“未参与项目”列表中选择需要参与的项目，确认参与后即可方式：在线获取售价： 免费获取三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：哈尔滨医科大学地址：黑龙江省哈尔滨市南岗区保健路157号联系方式：866232802.采购代理机构信息名称：黑龙江融辉工程咨询有限公司地址：黑龙江省哈尔滨市香坊区中山路172号常青国际大厦11层7号联系方式：0451-551277003.项目联系方式项目联系人：黑龙江融辉工程咨询有限公司电话：0451-55127700

p 　　随着抗体药物上游大规模高效培养技术的飞速发展，抗体蛋白的表达浓度有了大幅度的提高，这给下游纯化工艺带来了巨大的压力。为了突破下游技术瓶颈，整个世界生物制药产业都加大了对下游技术的革新力度，近年来也取得了丰硕的成果。本文就抗体药物的纯化策略、最新技术进展以及技术应用等方面做一个调研，以期能对本部门的相关研究工作有所助益。 br/ /p p 　　自1997年来，全球抗体药物市场经历了一个快速发展的阶段，总销售额从1997年的3.1亿美元增长到2008年的400亿美元，复合增长率高达55%，而且增长势头还在持续 [1]。国际上通常把年销售额超过10 亿美元的品牌药称为“重磅炸弹”药物，很大一部分抗体药物都已迈入“重磅炸弹”行列。在2008年全球15大药品中，抗体药物占据了1/3，且排名仍在上升，这意味着几乎每种单抗药物的成功开发都代表着巨大的市场前景[2]。受益于此，全球主要的生物制药公司都获利颇丰，可见抗体药物具有巨大的经济价值和社会价值。 br/ /p p 　　抗体药物生产技术门槛高，需要掌握抗体筛选、抗体重组、高表达细胞株构建和大规模悬浮培养等核心技术，其下游关键技术是长期以来的薄弱之处。哺乳动物细胞表达系统具有活性高、稳定性好等优点，已成为抗体等生物制品最重要的系统之一，为抗体药物的产业化提供可能。目前，国际上该项技术发展较快，已趋成熟，以默克公司为代表的流加培养生产规模达10000L以上，以贝尔公司为代表的灌流培养生产规模达200L以上，蛋白表达浓度为1-10g/L。我国在该技术领域起步较晚，基础较差，但近年来经过努力，已经实现了该项技术的突破，流加培养规模达500L以上，灌流培养规模达100L以上，蛋白表达浓度为0.2-2g/L[2]。 /p p 　　随着动物细胞表达抗体产品大规模高效培养技术的快速发展，下游纯化工艺越来越成为抗体药物生产中主要的技术瓶颈[3]。因此，如何提高下游工艺的生产效率就成为了抗体药物研发必须解决的问题。本文就国际上高表达抗体蛋白下游工艺的研究进展做一个调研，使本人及同事们能了解国际上的研究成果和发展趋势，以期能对本部门的相关研究工作有所助益。 /p p 　　1. 抗体药物纯化策略 /p p 　　每个单抗的等电点、电荷密度、疏水性、糖基化程度等生化性质各不相同。选择单抗的纯化方法，既要了解它们的共性，又要了解它们的个性，从而制定相应的纯化策略(表1)。 /p p 　　1.1 抗体药物下游工艺一般策略 /p p 　　CHO和NSO等哺乳动物细胞表达系统主要用来生产治疗性单抗，临床剂量大(数十至几百毫克/dose)，批产量达公斤级，纯度要求极高。层析技术是抗体分离纯化的核心技术，一般采用经典的三步纯化策略：粗纯-中间纯化-精细纯化。粗纯的主要目的是捕获、浓缩和稳定样品，约80%的下游工艺用Protein A亲和层析进行快速捕获，一步即可达到95%以上的纯度。治疗用抗体一般使用动物细胞大规模高密度无血清悬浮培养进行生产，不仅对终产品的单体含量有严格的规定，还必须去除各种潜在的杂质以满足药品安全的要求，因此在粗纯之后还需要进行中间纯化和精细纯化，去除宿主细胞蛋白(HCP)、宿主DNA、抗体聚集体和变体等，常用的层析技术有离子交换、凝胶过滤、疏水层析等[4]。 /p p 　　2003 年初，中国SFDA下属的中国药品与生物制品检定所(NICPBP)公布了《人用单克隆抗体质量控制技术指导原则》[5]。生产者除须保证最终抗体产品纯度，还需要验证所用的纯化方法能有效对潜在的污染物，如HCP、免疫球蛋白、宿主DNA、用于生产腹水抗体的刺激物、内毒素、培养液成分、层析凝胶析出成分(脱落的Protein A配基)进行去除 并能有效的去除/灭活病毒。也就是说，在设计下游工艺时，需多角度综合考虑抗体本身的性质、抗体的来源、发酵培养技术、发酵液蛋白浓度、宿主杂质、抗体批间的差异、潜在污染及病毒灭活等问题。此外，治疗用抗体在生产和纯化过程中还会由于糖基化程度不同、蛋白酶作用、以及脱氨基和脱酰胺等反应而产生带电性质不同的多种抗体变体 另外，抗体氧化、聚集和片段化也是常见的降解途径[4]。针对这些变体，一方面，在表达和纯化过程中选择参数(如pH、盐浓度等)时要充分考虑到目标抗体的稳定性 另一方面，应控制细胞培养的条件(DO、渗透压等)，同时加快下游分离纯化的速度，最大程度上避免抗体在纯化过程中产生变体，从而保证终产品的均一性和高的比活，也有利于控制终产品的内毒素水平。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/1eb75a7d-0f0f-4f60-8224-a3984ccff0e3.jpg" title=" 表1.png" alt=" 表1.png" / /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/f8ff0f67-6f0b-4295-ab81-05543e5efbd8.jpg" title=" 表2.png" alt=" 表2.png" / br/ strong 表1 单抗特性及纯化策略 /strong /p p 　　1.2 新型的两步层析技术与纯化工艺整合 /p p 　　近年来，GE Healthcare公司开发出了新型的亲和捕获介质Mabselect SuRe和混合作用模式的强阴离子交换介质Capto adhere(这两种介质的主要特点将在下文详细介绍)。凭借着MabSelect SuRe的卓越性能以及Capto adhere的复合多除杂功能，使得抗体纯化工艺由经典的三步层析转变为两步层析得以实现。这种新型的两步层析技术的工艺流程是：在细胞培养表达以后，采用0.2-0.45μm的中空纤维膜技术进行澄清，然后用MabSelect SuRe捕获，酸性条件洗脱后直接pH 4.0病毒灭活，澄清过滤后穿透方式上Capto adhere，这一步离子交换之前或之后会有一步20nm纳滤去病毒，最后50K膜超滤浓缩和洗滤进行缓冲液置换。整个工艺如图1,这一工艺平台已经尝试过多个不同的抗体并取得成功(表2),同时很多实验表明这一工艺平台适合多数抗体的生产。有些抗体如果通过优化结果不甚满意, 通过增加一步Capto Q也基本上可以达到要求或是采用Capto S-Capto Q(这两种介质的主要特点将在下文详细介绍)的工艺步骤[4]。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/a804fe1c-9660-4ab2-8cc4-177870630ce5.jpg" title=" 图1.png" alt=" 图1.png" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " strong 图1　抗体生产两步层析法主导的抗体纯化最新工艺[6] /strong /p p 　　Mabselect SuRe可以达到99%以上的抗体纯度，亲和洗脱峰使用Capto adhere的流穿模式进行精纯：使抗体分子流穿而聚合体、HCP、脱落的Protein A配基等杂质结合在柱上加以去除。这样仅用两步层析就可以得到符合药用级质量要求的高纯度抗体产品，大大缩短了工艺时间，提高了生产效率，同时增加了收率，降低了生产成本。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/3ef7b3a2-9f79-4e74-8a71-6a6cbcbea5ec.jpg" title=" 图2.png" alt=" 图2.png" / /p p style=" text-align: center " strong 表2 两步法用于多种抗体的纯化结果(括号内数值为纯化前)[4] /strong /p p 　　2. 抗体药物下游技术最新研究进展 /p p 　　2.1 样品澄清 /p p 　　2.1.1 中空纤维膜过滤技术 /p p 　　中空纤维膜是近年来发展起来的新型切向流膜分离技术,与盒式膜包相比,中空纤维膜可以直接处理高固含量和高黏度的粗料液,具有容尘量高、速度快、剪切力小、成本低等优点。目前,中空纤维微滤膜已经广泛用于生物制药的各个领域[7]。 /p p 　　对于动物细胞培养液,可以将高密度的培养液直接用中空纤维微滤膜(0.22或0.45μm)进行澄清,而无需事先经过离心和预过滤,步骤少,速度快,收率高,成本低。和离心机比较,具有极高的澄清度,因此中空纤维澄清后的细胞培养液可直接Protein A亲和层析进行纯化。 /p p 　　中空纤维膜澄清细胞培养液的优势有：(1)步骤少,速度快,收率更高(通过有效的洗滤可使样品收率稳定而且高于离心机)，同时最大程度上避免抗体降解而影响产品均一性。(2)成本低：不仅省去了连续流高速离心机昂贵的前期投资和运转的日常维护成本，还节省了离心后死端过滤的成本。中空纤维膜物理化学性质稳定，可以通过清洗而反复使用，成本低廉。(3)有利于内毒素控制：中空纤维膜稳定的化学性质可以耐受1M NaOH 40-50℃和氧化剂NaClO的清洗，从而有效去除内毒素 封闭的系统，也更有利于生产过程中内毒素的控制。此外，大部分中空纤维滤柱还可以进行高压灭菌。(4)低剪切力：中空纤维采用低剪切力的开放式流道，不仅可以处理含有高固含量的料液，还避免了蛋白质活性分子在高剪切力下的聚集变性，有利于抗体的稳定。(5)工艺耐用性强：相比死端过滤，中空纤维澄清具有很好的操作灵活性和耐用性，可以通过调整操作参数(流速、TMP)处理不同性质的细胞培养液。(6)易于线性放大：通过维持切向流速、TMP 等参数恒定，方便地进行线性放大，生产规模的处理量可达几千升料液，目前国内销售最大的中空纤维膜过滤系统已达400m2且生产稳定[8]。 /p p 　　2.1.2 深层过滤介质 /p p 　　深层过滤采用两种机制去除颗粒。首先是拦截，颗粒由于自身的物理尺寸在过滤器内被截留。它们可能被困在过滤器表面，因此根本没有进入基质，或在通过深层过滤基质的曲径时被俘获(筛选)。颗粒拦截伴随过滤器压差增高，因为它的基质被不断累积的颗粒堵塞。第二种机制是吸附，比过滤器拦截精度更小的颗粒能够从流体中被吸附去除。这种机制是通过深层过滤基质上的净电荷实现的[26]。 /p p 　　目前应用比较广泛的双层膜深层过滤介质有Millipore公司的Millistak+HC、Sartorius公司的Sartobran-P、Pall公司的Supradisc HP等。Millistak+HC深层过滤介质由纤维素和无机助滤剂(聚丙稀粘合的硅藻土)组成，包裹在聚丙烯外壳内 它由两层全厚度深层滤板(上游一层粗过滤和下游一层精细过滤)组成，附带一层RW01纤维素膜终过滤。Sartobran-P深层过滤介质由醋酸纤维素滤膜、聚丙烯外壳和支撑层组成，加强型的滤膜有良好的机械强度，有利于在反复的过滤和灭菌过程中保持完好无损 采用了折叠膜，在体积小巧的同时还保证了超大的过滤面积。Supradisc HP深层过滤介质由纤维素、硅藻土、带正电荷树脂和聚丙烯组成 也由两层全厚度深层滤板(上游一层粗过滤和下游一层精细过滤)组成。 /p p 　　2.2最新抗体捕获技术 /p p 　　2.2.1 MabSelect介质 /p p 　　MabSelect是第一个使用高流速琼脂糖凝胶作为骨架的新型Protein A层析介质，专为大规模抗体纯化而设计，适合快速高效的进行抗体生产和放大，已经成为单抗纯化和放大的标准介质。 /p p 　　MabSelect的特点有：(1)更高的流速和动态载量：Protein A经基因工程改造，C端含一个半胱氨酸，形成一个定向的硫酯键，同时增加了对IgG的有效结合。Protein A和凝胶偶联时采用了全新的单点偶联工艺，降低了空间位阻，因此可以在使用更高流速的条件下增加动态载量：在线形流速为500cm/hr和柱床高度为20cm(停留时间2.4min)的条件下，每毫升MabSelect的动态载量可以达到& gt 30mg IgG。(2)更低的非特异性吸附，抗体纯度更高：Mabselect介质高度亲水性的琼脂糖骨架最大程度上降低了非特异性吸附，使得洗脱峰中杂蛋白和DNA更少，有利于后期抗体的精细纯化。著名的抗体生产商IDEC公司以及R.Hahn的研究显示，Mabselect对CHO细胞HCP的吸附比其它Protein A介质低7倍[9-10]。R.L.Fahrner等的研究显示，Mabselect所得抗体的DNA残留量比其它Protein A介质低30%[11]。(3)更低的Protein A脱落：MabSelect由于通过新型环氧共价交联技术，Protein A的脱落比其它同类介质低，这不仅有利于抗体纯化，还延长了介质的使用寿命，降低了生产成本。(4)更易于工艺的线性放大：通过实验室条件的优化，MabSelect 可以在保持线性流速和上样比例等参数不变的条件下，通过增加柱直径进行线性放大。(5)MabSelect 易于清洗与除菌，寿命更长、更经济：在长期连续的生产中，有效的在位清洗(CIP)有助于延长介质使用寿命，但一般的Protein A介质往往不能耐受NaOH，只能使用高浓度的尿素或盐酸胍进行清洗，效果远不如NaOH且成本非常高。而MabSelect的CIP和除菌程序简单，用很常规、经济的试剂如50mM NaOH+1M NaCl或50mM NaOH+0.5M Na2SO4就可以有效去除沉淀和变性物质 用非离子去污剂或酒精可以去除通过疏水作用结合的物质 用0.1M醋酸和20%酒精可以在位灭菌(SIP)。经测试，Mabselect配合CIP(50mMNaOH+1M NaCl)纯化三百次后，抗体产品纯度与收率不变[12]。 /p p 　　2.2.2 MabSelect Xtra介质 /p p 　　Mabselect Xtra介质是在Mabselect介质的基础上优化而来，是目前市场上所有的商品化Protein A介质中载量最高的亲和层析介质之一。它除了具有MabSelect介质的全部特点外，还具有载量最高和非特异性吸附更低的特点。 /p p 　　Mabselect Xtra介质使用孔径更大的多孔高流速琼脂糖作为骨架，同时减小介质粒径。这样不仅增加了比表面积和配基密度，还降低了传质阻力，从而有效的增加了动态载量。其动态载量超过41mg/ml，在工艺生产过程中可以有效减少层析柱的体积，从而降低生产成本。R.Hahn的研究显示，Mabselect Xtra对CHO细胞HCP的吸附比其它Protein A介质更是低了近10倍[13]。 /p p 　　2.2.3 MabSelect SuRe介质 /p p 　　MabSelect SuRe介质也是在Mabselect介质的基础上优化而来，是目前市场上唯一耐强碱的Protein A亲和层析介质，寿命最长，稳定性最好[10]。它除了具有MabSelect介质的全部特点外，还具有以下特点：(1)可以耐受0.1-0.5M NaOH：MabSelectSuRe具有不同于其它Protein A介质的同型四聚体配基-SuRe配基，即使在强碱条件下也不易变性或脱落，可以用高达0.5M NaOH进行CIP和SIP，能有效去除沉淀和变性物质，大大降低了抗体产品被内毒素污染和批间交叉污染的风险，有利于延长介质使用寿命，同时还大大降低了CIP和SIP的成本。(2)更温和的洗脱，避免抗体聚集，提高收率：同型四聚体配基避免了不同配基与抗体Fc段亲和性的差异，也消除了某些域对Fab段的亲和作用，使得洗脱条件更加均一而温和。Mabselect SuRe介质可以用更高的pH进行洗脱，有效避免了抗体在低pH下的聚集，产品纯度和均一性更高，浊度也更低[14]。(3)不同抗体洗脱所需pH差异小：由于消除了对抗体Fab段的亲和作用，使得同一种属亚型的不同抗体分子洗脱所需的条件更接近，有利于平台技术的建立，进一步降低了不同的抗体分离纯化工艺的研发成本。(4)SuRe 配基稳定性更好：SuRe配基对碱和蛋白酶更稳定，纯化过程中脱落更少(& lt 10ppm)，有利于后期脱落配基的进一步去除。 /p p 　　2.2.4 ProSep-vA Ultra介质 /p p 　　ProSep-vA Ultra介质是将自然界非动物性来源的Protein A交联于700Å 的多孔性玻璃珠骨架上，是刚性和不可压缩的介质。ProSep-vA Ultra介质具有如下特点：低反压性 不收缩、不溶胀 高动态载量 极低的Protein A脱落 高重复使用性，标准化的清洗和除菌操作[27]。 /p p 　　2.2.5 ProSep Ultra Plus介质 /p p 　　ProSep Ultra Plus介质是在ProSep-vA Ultra介质基础上优化而来，也是目前市场上所有的商品化Protein A介质中载量最高的亲和层析介质之一。它除了具有ProSep-vA Ultra介质的全部特点外，还具有载量最高、纯化效率更高、工艺更易于放大、成本更低等特点[28]。 /p p 　　2.2.6 MEP Hypercel介质 /p p 　　MEP Hypercel复合作用模式介质是一种灵活的层析介质设计，也称之为疏水电荷诱导层析(HCIC)，用于捕获和纯化从实验室到生产规模的抗体和各种重组蛋白。MEP Hypercel介质由一个独特的连接4-巯基乙基吡啶(4-MEP)的刚性纤维素骨架组成。纤维素骨架赋予高孔隙率、化学稳定性和低非特异性吸附。平均直径80-100μm，在低反压下有优良的流速特性。MEP Hypercel介质在大规模使用时具有显著优势，基于它的配基结构，可选择性地捕获免疫球蛋白。组合其它传统的方法如离子交换、疏水作用，甚至用在Protein A之后从不同的料液中直接捕获或中度纯化抗体，以增强对宿主DNA、HCP和聚合体的清除。MEP Hypercel介质有助于建立一个简化的工艺流程，节省操作步骤(例如洗滤、超滤等) 预计有更长的使用寿命，因为它可以耐受苛刻的CIP方法(0.5-1M NaOH，30-60分钟接触时间)，而所有因素都有利于降低成本[29]。 /p p 　　2.3最新精细纯化技术 /p p 　　2.3.1 CaptoFamily系列介质 /p p 　　新型的Capto S，Q系列介质是以高流速琼脂糖为骨架，同时交联了非常“柔软”的葡聚糖链，这样不仅增加了比表面积，同时降低了传质阻力和空间位阻，使得介质在高流速下的动态载量大大增加，有利于提高生产效率，降低成本。 /p p 　　Capto S，Q系列介质可以装填在直径60cm的工业层析柱中使用高达500cm/h 的流速进行纯化(柱高30cm)。这样不仅有利于工艺放大后大规模层析柱的填装，还大大提高了生产效率，每步层析更短的操作时间也有效避免了抗体分子在分离纯化过程中产生各种变体和聚合体，使得收率更好，终产品的活性更高、性质更均一。 /p p 　　2.3.2 Captoadhere介质 /p p 　　为了进一步减少抗体分离纯化步骤，提高特定杂质的去除效率，以满足日益增长的治疗用抗体的生产需要，2007 年初，GE Healthcare公司推出了新型复合作用模式的强阴离子交换介质：Capto adhere介质。Capto adher介质专为治疗用抗体的分离纯化而设计，其配基综合了阴离子交换、氢键和疏水等多种复杂的作用方式，因此对于抗体的聚合体具有非常独特而高效的去除能力。此外，通过有效的实验设计(DoE)，流穿模式的Capto adher介质还可以同时有效去除脱落的Protein A配基、HCP、宿主DNA、内毒素和潜在的病毒，并使得结合MabSelect SuRe的抗体两步层析纯化工艺成为现实(表3)。Capto adhere还具有很强的病毒去除能力，如MVM病毒的去除能力可达5.9个Log。目前，新型的两步法抗体层析纯化工艺已经被国内外诸多知名药企广泛用于多种抗体的分离纯化，各项指标均符合治疗用抗体的要求。Capto adher层析还可以和阴离子交换(Capto Q)和疏水层析等结合使用，以达到更高的质量要求[15]。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/282961ea-e704-47d1-aabd-f044e108f59c.jpg" title=" 图3.png" alt=" 图3.png" / /p p style=" text-align: center " strong 表3 两步层析纯化工艺对污染物的去除效果[15] /strong /p p 　　2.3.3膜层析技术 /p p 　　PALL Life Science公司自10余年前颠覆性地开发出独一无二的层析产品-Mustang膜层析系列产品后，经过不断地技术改造，于近年推出全新Mustang Q XT家族，扩展了膜层析工艺放大产品线。膜层析技术，相对于传统的柱层析，无需层析填料和层析柱等复杂构件，直接通过膜式过滤器，经过简单的过滤环节即可达到纯化目的。Mustang Q以16层超级打褶的聚醚砜过滤膜作为基架，上面偶联了季胺基等功能基团，可以使生物分子流经的时候与功能位点迅速结合，具有高流速和高动态载量等优点。 /p p 　　Sartorius Stedim公司也开发出了一整套膜层析技术，包括Sartobind S,Q,C和D离子交换、Sartobind IDA(亚氨基二乙酸)金属螯合、Sartobind醛、Sartobind环氧基和Sartobind Protein A(重组)等膜层析系列产品。Sartobind在很多蛋白和病毒纯化应用中可以取代传统耗时、繁琐的层析步骤。膜吸附器的快速纯化特点使蛋白分离可以在高流速下获得高收率，较传统柱层析流速最高能提高100倍，达到20-40 CV/min。传统颗粒胶95%以上的结合位点集中在颗粒胶内部。Sartobind膜层析的结合位点是均一地交联到交叉偶联的增强纤维素骨架内0.5-1μm厚的薄层上。大孔结构和快速吸附结合特性使膜吸附器可以忽略扩散时间因素。同时多微孔膜结构不存在传统颗粒胶的孔内扩散问题。在对流情况下，流动相的分子运动只由泵压力决定。因此，膜吸附器具有操作周期极短、流速和处理能力极高的特点[30]。 /p p 　　与离子交换柱层析相比，离子交换膜层析技术已经被证明利用高动态结合能力吸附大量的生物分子，如病毒、HCP和宿主DNA。最近，阴离子交换膜层析技术已经被作为柱层析技术的替代技术用于Protein A亲和捕获后的mAb中微量污染物的去除[16]。 /p p 　　2.4终产品的浓缩洗滤 /p p 　　多维纯化得到的洗脱峰可以用Kvick Lab/Process盒式膜包进行快速浓缩和缓冲液置换。Kvick盒式膜包的优点有：(1)无热原：很多时候，仅用0.5M NaOH 清洗难以彻底去除膜表面的热原。Kvick盒式膜包化学性质非常稳定，可以使用1M NaOH在40-50℃下进行彻底的SIP/CIP，避免最终超滤浓缩时引入热原而影响产品质量。(2)孔径均一、速度快：Kvick盒式膜包孔径更均一，甚至可以使用50-100K的膜包进行抗体浓缩而不漏过，速度更快，大大节省了操作时间。(3)易于线性放大：通过保持流速、TMP等参数恒定，可以直接线性放大到生产规模。 /p p 　　Amicon Ultra系列超滤离心管可以用来进行抗体的快速浓缩、脱盐及缓冲液置换。它具有如下特点：(1)效率高：一步法离心达到25到80倍浓缩。(2)节省时间：垂直结构的膜，避免堵膜，减少浓差极化，可以用超快离心速度极短时间完成 最少10分钟即可完成浓缩、脱盐或缓冲液置换。(3)收率高：独特的反转离心设计，有利于取得最大回收率且避免了人为移液误差 低吸附滤膜和聚丙烯内壳，使回收率高达90%以上。(4)不漏液、无损失：100%完整性测试确保不漏液 独特的死体积设计避免过度离心至干，没有样品损失。(5)广泛的化学相容性：与广泛的溶剂兼容，适用于pH1-pH9，热封膜杜绝了粘合剂和下游溶出物污染。 /p p 　　Vivaspin系列超滤离心管同样是进行蛋白质快速浓缩和缓冲液置换的常用产品。获得专利的垂直膜配合狭长的流道设计，有效地避免滤膜堵塞，提高浓缩速度 同时在浓缩管底部设计有死端结构，确保即使离心时间过长也不会发生样品被甩干的现象。Vivaspin可灵活选用三种不同材质的超滤膜：聚醚砜、三醋酸纤维和Hydrosart。它的另一个特点是有两种回收浓缩液的方法，既可以直接用移液器从浓缩管底部吸取，也可以将浓缩液反转离心到回收管内，加盖密封保存，这两种方法都保证了高回收率。Vivaspin经过一次离心，最高可以将蛋白溶液浓缩300倍。 /p p 　　2.5终产品的除菌除病毒过滤 /p p 　　浓缩后的样品，最终经过0.22μm无菌滤器进行除菌过滤。ULTA Pure SG，HC除菌滤器具有过滤速度快、化学稳定性好、载量高和溶出物少等优点，细菌挑战实验表明其除菌能力大于7log。除菌过滤过程的优化主要从三个方面入手：操作过程中过膜压力的控制、过膜流速以及单位膜载量控制，这三个参数优化以后，可以在同种类型、材质的NFF膜上进行线性放大，否则很容易影响收率。 /p p 　　Durapore除菌级亲水性滤膜由亲水性PVDF材料制造，具有可靠的除菌保证以及低蛋白吸附量、低析出、无纤维脱落、广泛的化学兼容性等优点，是常用的除菌滤膜。Durapore 0.22μm亲水性滤膜用于液体除菌或去除微粒，0.1μm亲水性滤膜用于液体中去除微粒、微生物和支原体。装有Durapore亲水性滤膜的滤器有Millipak、Opticap XL、Opticap XLT、筒式滤器和Optiscale等。Millipak滤器独特的堆叠盘状设计使残留量最小并且无颗粒脱落，因此适合于高附加值产品的终端过滤和灌装。Millipak和Opticap XL滤器都有O型圈垫片和软管倒钩连接的上游排气阀和排空阀设计，使操作简单易控。Opticap XL和XLT滤器的结构设计，特别耐高温、高压条件，在除菌过程中提供更高的稳定性和可靠性，同时更易清洗。Optiscale一次性滤器专为小规模工艺筛选和工艺放大所设计，是工艺评估的理想工具。 /p p 　　目前被广泛应用的生物制品病毒去除的方法是纳米膜过滤。纳米膜过滤有如下优点：(1)针对性强，实用性广：纳米膜过滤只与病毒和目的蛋白的大小有关，无论病毒是否有脂包膜外壳、是否耐热，纳米膜过滤都能将之去除。(2)毒性小，下游污染少：能有效去除杀灭病毒后可能留下的如抗原和核酸蛋白混合物等病毒标志物，有效降低下游污染，是纳米膜的另一特点。大多数病毒灭活处理都使用有毒或致突变的理化试剂，从而必须在使用后从蛋白质溶液中清除，而纳米膜过滤不存在毒性问题，只是在验证中要考虑到滤器浸出物的风险。(3)蛋白活性高，回收率高：纳米膜过滤是在正常条件下的pH、渗透压和温度下进行的温和的生产步骤，其蛋白回收率和活性都很高，通常在90%—95%。基于体外分析、实验研究和临床经验，纳米膜过滤试验都没有显示出蛋白质改变或是新抗原的产生。纳米膜过滤不改变制品特性，这一特点促进了监管机构认可和产品的注册。 /p p 　　日本Asahi Kasei公司于1989年推出了第一款专门为清除生物制药产品中病毒颗粒而设计的过滤器Planova，由亲水铜铵再生纤维素制成的中空纤维微孔膜，装入聚碳酸酯壳体中。Millipore公司的Viresolve NFP膜是一种复合PVDF膜，过滤盒被设计来从高纯蛋白溶液中移除小型病毒，如B19，蛋白质溶液中，B19的去除量通常& gt 4 log。PALL Life Science公司的Ultipor VF DV50和DV20膜式过滤器可以从生物流体中去除显著数量级的病毒，同时目标蛋白可以很好地通过。滤芯由三层独特的亲水、低蛋白吸附的PVDF滤膜经新月型打褶方式构成，过滤面积大，具有可靠、安全和高流量等特点。Sartorius Stedim生产的Virosart CPV为聚醚砜过滤器，能去除& gt 4 log的PPV和& gt 6 log的逆转录病毒。 /p p 　　2.5扩张柱床吸附层析技术 /p p 　　扩张柱床吸附层析技术(EBA)是上世纪九十年代初期进入下游生产，整合了发酵和下游纯化的技术。新一代STREAMLINE Direct扩张柱床设备及介质是EBA技术中最成熟的产品。通过条件优化，STREAMLINE能直接从浑浊的发酵液中捕获目标生物分子，细胞碎片及不吸附的杂质穿过扩张床内悬浮的介质被冲洗掉，将以往澄清、浓缩、捕获等步骤整合为一步，达到粗纯化的效果(图2)[17]。 /p p 　　STREAMLINE的操作过程如下[17-18]：(1)起始：将STREAMLINE介质倒入扩张柱中。(2)平衡：从下向上流的缓冲液，将STREAMLINE柱内的吸附介质悬浮起来，形成稳定的、充分平衡好的扩张床。(3)上样：发酵液带菌体从柱底进入，目标生物产品吸附在STREAMLINE介质上 不吸附的宿主杂质及菌体碎片随液流从柱顶排出。(4)淋洗/穿透：进一步用缓冲液将不吸附的杂质洗掉。(5)洗脱：洗脱液洗脱目标生物产品。(6)CIP/再生：用1M NaOH+1M NaCl进行CIP。整个操作过程如图3所示。 /p p 　　 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/dba748ae-d64e-479c-8fb1-ea738ef437da.jpg" title=" 图4.jpg" alt=" 图4.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图2　传统纯化工艺与STREAMLINE [17] /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/0f71d1a8-a218-43f5-8c1f-917bd4f432a5.jpg" title=" 图5.png" alt=" 图5.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图3 STREAMLINE的基本工作原理和操作过程[18](箭头示液体过柱时的流向) /strong /p p 　　STREAMLINE介质是一系列包裹着石英芯，以琼脂糖为骨架的介质。特殊设计的STREAMLINE扩张柱床可以产生稳定的向上拔的扩张液流，每一颗不同比重的STREAMLINE介质，悬浮在自身重力和扩张升力平衡的位置原地扰动。STREAMLINE技术是稳态扩张，样品流均匀分布整个床体，目标产物吸附均匀，穿透小，回收率高，类似于固定床吸附性层析[19]。 /p p 　　3. 抗体最新下游技术应用实例 /p p 　　Lonza Biologics公司是全球最大的抗体合同生产商之一，为了开发一个稳定的20000L的抗体生产工艺，其纯化开发部门对多个不同的抗体亲和层析凝胶进行了有效的比较，他们发现Mabselect SuRe的动态载量高、使用寿命最长、Protein A脱落最低，实验数据明确支持放大到1.4m直径的柱子用于20000L培养规模的经济生产[4]。 /p p 　　德国的Roche公司一种用于肿瘤治疗的单抗已进入临床Ⅲ期。他们将目前几种Protein A介质进行充分的比较之后，选择了高载量、更易于装柱和寿命更长的Mabselect。目的抗体是通过无血清培养的转染的杂交B淋巴细胞表达的IgG1。将过滤后的无细胞上清上样到Mabselect填充的FineLINE柱，直径300cm，柱高20cm，上样的浓度是30mg/ml。洗脱后，洗脱液立即用磷酸钾中和pH值到6.8-7.0，再用凝胶过滤检测，结果表明比活超过90%，纯度在95%以上[20]。 /p p 　　Cytheris公司是法国一家生物制药公司，目前正在研制一种用CHO细胞表达的免疫调节剂(临床Ⅱ期)。原先的工艺采用传统层析法，但不能稳定去除病毒。改进后，在工艺的第一步使用Mustang Q对污染物进行捕获，取得了25%去除率的良好结果 同时对MVM、MLV和Re03三种病毒也达到超过4个Log的滴度降效果，而整个工艺对病毒的去除效率普遍提高了7-11个Log。说明Mustang Q的使用对下游层析起到了很好的保护作用。 /p p 　　在第五届生物制药工艺优化大会上，Crucell公司介绍了他们对腺病毒(AAV)纯化工艺的摸索。与传统的层析填料相比，Mustang Q膜层析的开放孔道的设计使对病毒的动态载量大大提高30倍左右，回收率在80%以上。用40L的膜层析柱相当于1000L的传统层析柱的效果，节省了验证工作，提高了工艺经济性，十分有利于放大生产。 /p p 　　德国的Boehringer Mannheim公司生物制药部，用STREAMLINE技术代替传统工艺生产400L CHO细胞培养的Fc融合蛋白，结果样品回收率提高14%，缓冲液减少25%，时间缩短47%[17]。 /p p 　　世界最大的制药公司-GlaxoSmithKline公司，使用特别设计的BioProcess全自动层析系统和STREAMLINE扩张柱生产药用脂蛋白疫苗，比原工艺产品体积缩小2倍，纯化系数1.5，内毒素减少100倍[17]。 /p p 　　日本YOSHITOMI公司正在使用多套STREAMLINE 1000系统生产人重组白蛋白，与原生产工艺产品纯度相同，产率提高30%，时间减少一半，年产量为12.5吨[17]。 /p p 　　AVECIA公司重新设计临床Ⅲ期药品生产工艺，选用STREAMLINE技术及SOURCE新型凝胶，生产效率提高12倍，回收率提高1倍[17]。 /p p 　　2001年，ILEX制药公司的CAMPATH获得FDA批准。该单克隆抗体使用Sartobind Q离子交换层析模块以流穿的方式进行精制，这是膜吸附器首次被批准应用于治疗性蛋白的生产，证明了膜层析技术通过了证实和测试[30]。 /p p 　　4. 展望 /p p 　　随着抗体产品上游大规模高效培养技术的进一步发展,实验室规模哺乳动物细胞表达水平可以达到25g/L，如果这一水平能够有效放大到生产,将对下游生产纯化带来更大的压力。所以下游纯化工艺的技术发展也是势在必行。 /p p 　　以下一些发展方向可能成为下游工艺未来发展的重要关注点：(1)刚性更好、载量更高、耐碱性更好的完全亲水琼脂糖凝胶的开发[4]。(2)优化操作次序，降低缓冲液消耗的更大规模生产线的应用[21]。(3)通过单抗的氨基酸序列预测下游工艺关键参数：亲和层析洗脱pH条件、离子交换层析洗脱pH和盐浓度条件、病毒灭活pH等[22]。(4)下游工艺的成本消耗占全部成本的50-80%，亲和捕获是下游工艺的最关键步骤，通过改进亲和配体，提高捕获能力，节省成本[23]。(5)新型层析系统全程实时控制纯化过程，在线检测HCP、宿主DNA、Protein A等的含量[24]。(6)由于在去除杂质方面的优势，膜层析将会得到飞速的发展，未来工艺甚至可能完全基于膜层析而不是柱层析[25]。 /p p 　　参考文献 /p p 　　[1] 刘亚明,薛章.生物制药：迎接抗体药物的黄金时代.医药细分子行业研究报告,2009. /p p 　　[2] 陈志南.基于抗体药物的我国生物制药产业化发展前景.2008中国药学会学术年会暨第八届中国药师周论文集,2008. /p p 　　[3]Gail Dutton.Trends in Monoclonal AntibodyProduction.Feature Articles,2010, 30(4). /p p 　　[4]孙文改,苗景赟.抗体生产纯化技术.中国生物工程杂志,2008,28(10):141-152. /p p 　　[5]《人用单克隆抗体质量控制技术指导原则》.NICPBP(中国药品与生物制品检定所),2003. /p p 　　[6]Capto adhere：用于生产单抗的两步纯化操作.GE Healthcare公司技术资料. /p p 　　[7]中空纤维滤柱分离纯化应用集锦.GE Healthcare公司技术资料. /p p 　　[8]中空纤维膜过滤技术在单抗生产中的应用.GE Healthcare公司技术资料. /p p 　　[9]Amersham Biosciences.Downstream Gab’02 Abstracts,Extended Reports from the 2nd International Symposium on DownstreamProcessing of Genetically Engineered 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PALL LifeScience公司技术资料. /p p 　　[17]整合发酵和下游纯化的新技术：扩张柱床吸附技术.GE Healthcare公司技术资料. /p p 　　[18]余晓玲,米力，姚西英，陈志南.扩张柱床吸附层析与固定柱床层析纯化单克隆抗体的比较.中国生物工程杂志,2003,23(1):61-64. /p p 　　[19]High-throughput monoclonal antibody purification.GE Healthcare公司技术资料. /p p 　　[20]抗体纯化手册.GE Healthcare公司技术资料. /p p 　　[21]Purification Strategies to Process 5 g/L Titers ofMonoclonal Antibodies. 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p 　　摘 要：随着抗体药物上游大规模高效培养技术的飞速发展，抗体蛋白的表达浓度有了大幅度的提高，这给下游纯化工艺带来了巨大的压力。为了突破下游技术瓶颈，整个世界生物制药产业都加大了对下游技术的革新力度，近年来也取得了丰硕的成果。本文就抗体药物的纯化策略、最新技术进展以及技术应用等方面做一个调研，以期能对本部门的相关研究工作有所助益。 /p p 　　关键词：抗体 下游工艺 纯化 技术进展 /p p 　　自1997年来，全球抗体药物市场经历了一个快速发展的阶段，总销售额从1997年的3.1亿美元增长到2008年的400亿美元，复合增长率高达55%，而且增长势头还在持续 [1]。国际上通常把年销售额超过10 亿美元的品牌药称为“重磅炸弹”药物，很大一部分抗体药物都已迈入“重磅炸弹”行列。在2008年全球15大药品中，抗体药物占据了1/3，且排名仍在上升，这意味着几乎每种单抗药物的成功开发都代表着巨大的市场前景[2]。受益于此，全球主要的生物制药公司都获利颇丰，可见抗体药物具有巨大的经济价值和社会价值。 /p p 　　抗体药物生产技术门槛高，需要掌握抗体筛选、抗体重组、高表达细胞株构建和大规模悬浮培养等核心技术，其下游关键技术是长期以来的薄弱之处。哺乳动物细胞表达系统具有活性高、稳定性好等优点，已成为抗体等生物制品最重要的系统之一，为抗体药物的产业化提供可能。目前，国际上该项技术发展较快，已趋成熟，以默克公司为代表的流加培养生产规模达10000L以上，以贝尔公司为代表的灌流培养生产规模达200L以上，蛋白表达浓度为1-10g/L。我国在该技术领域起步较晚，基础较差，但近年来经过努力，已经实现了该项技术的突破，流加培养规模达500L以上，灌流培养规模达100L以上，蛋白表达浓度为0.2-2g/L[2]。 /p p 　　随着动物细胞表达抗体产品大规模高效培养技术的快速发展，下游纯化工艺越来越成为抗体药物生产中主要的技术瓶颈[3]。因此，如何提高下游工艺的生产效率就成为了抗体药物研发必须解决的问题。本文就国际上高表达抗体蛋白下游工艺的研究进展做一个调研，使本人及同事们能了解国际上的研究成果和发展趋势，以期能对本部门的相关研究工作有所助益。 /p p 　　1. 抗体药物纯化策略 /p p 　　每个单抗的等电点、电荷密度、疏水性、糖基化程度等生化性质各不相同。选择单抗的纯化方法，既要了解它们的共性，又要了解它们的个性，从而制定相应的纯化策略(表1)。 /p p 　　1.1 抗体药物下游工艺一般策略 /p p 　　CHO和NSO等哺乳动物细胞表达系统主要用来生产治疗性单抗，临床剂量大(数十至几百毫克/dose)，批产量达公斤级，纯度要求极高。层析技术是抗体分离纯化的核心技术，一般采用经典的三步纯化策略：粗纯-中间纯化-精细纯化。粗纯的主要目的是捕获、浓缩和稳定样品，约80%的下游工艺用Protein A亲和层析进行快速捕获，一步即可达到95%以上的纯度。治疗用抗体一般使用动物细胞大规模高密度无血清悬浮培养进行生产，不仅对终产品的单体含量有严格的规定，还必须去除各种潜在的杂质以满足药品安全的要求，因此在粗纯之后还需要进行中间纯化和精细纯化，去除宿主细胞蛋白(HCP)、宿主DNA、抗体聚集体和变体等，常用的层析技术有离子交换、凝胶过滤、疏水层析等[4]。 /p p 　　2003 年初，中国SFDA下属的中国药品与生物制品检定所(NICPBP)公布了《人用单克隆抗体质量控制技术指导原则》[5]。生产者除须保证最终抗体产品纯度，还需要验证所用的纯化方法能有效对潜在的污染物，如HCP、免疫球蛋白、宿主DNA、用于生产腹水抗体的刺激物、内毒素、培养液成分、层析凝胶析出成分(脱落的Protein A配基)进行去除 并能有效的去除/灭活病毒。也就是说，在设计下游工艺时，需多角度综合考虑抗体本身的性质、抗体的来源、发酵培养技术、发酵液蛋白浓度、宿主杂质、抗体批间的差异、潜在污染及病毒灭活等问题。此外，治疗用抗体在生产和纯化过程中还会由于糖基化程度不同、蛋白酶作用、以及脱氨基和脱酰胺等反应而产生带电性质不同的多种抗体变体 另外，抗体氧化、聚集和片段化也是常见的降解途径[4]。针对这些变体，一方面，在表达和纯化过程中选择参数(如pH、盐浓度等)时要充分考虑到目标抗体的稳定性 另一方面，应控制细胞培养的条件(DO、渗透压等)，同时加快下游分离纯化的速度，最大程度上避免抗体在纯化过程中产生变体，从而保证终产品的均一性和高的比活，也有利于控制终产品的内毒素水平。 /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px " 　　表1 单抗特性及纯化策略 /span /p p style=" text-align: center " img title=" 11111.png" style=" float: none " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/e2693d21-e711-4b42-bb9c-53b5b7848f82.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 2222.png" style=" float: none " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/5035b8d3-81f1-4e6b-96d7-3e12b347a344.jpg" / /p p 　　1.2 新型的两步层析技术与纯化工艺整合 /p p 　　近年来，GE Healthcare公司开发出了新型的亲和捕获介质Mabselect SuRe和混合作用模式的强阴离子交换介质Capto adhere(这两种介质的主要特点将在下文详细介绍)。凭借着MabSelect SuRe的卓越性能以及Capto adhere的复合多除杂功能，使得抗体纯化工艺由经典的三步层析转变为两步层析得以实现。这种新型的两步层析技术的工艺流程是：在细胞培养表达以后，采用0.2-0.45μm的中空纤维膜技术进行澄清，然后用MabSelect SuRe捕获，酸性条件洗脱后直接pH 4.0 病毒灭活，澄清过滤后穿透方式上Capto adhere，这一步离子交换之前或之后会有一步20nm纳滤去病毒，最后50K膜超滤浓缩和洗滤进行缓冲液置换。整个工艺如图1,这一工艺平台已经尝试过多个不同的抗体并取得成功(表2),同时很多实验表明这一工艺平台适合多数抗体的生产。有些抗体如果通过优化结果不甚满意, 通过增加一步Capto Q也基本上可以达到要求或是采用Capto S-Capto Q(这两种介质的主要特点将在下文详细介绍)的工艺步骤[4]。 /p p style=" text-align: center " 　 img width=" 450" height=" 374" title=" 1.jpg" style=" width: 435px height: 258px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/401b7d6a-ad5b-4c9a-9eee-2376ebef51fa.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　 span style=" font-size: 14px " 图1　抗体生产两步层析法主导的抗体纯化最新工艺[6] /span /p p 　　Mabselect SuRe可以达到99%以上的抗体纯度，亲和洗脱峰使用Capto adhere的流穿模式进行精纯：使抗体分子流穿而聚合体、HCP、脱落的Protein A配基等杂质结合在柱上加以去除。这样仅用两步层析就可以得到符合药用级质量要求的高纯度抗体产品，大大缩短了工艺时间，提高了生产效率，同时增加了收率，降低了生产成本。 /p p style=" text-align: center " img width=" 599" height=" 164" title=" 2.jpg" style=" width: 580px height: 159px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/ce7191a4-3940-4315-8122-856bbbadbc24.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" font-size: 14px " 表2 两步法用于多种抗体的纯化结果(括号内数值为纯化前)[4] /span /p p 　　2. 抗体药物下游技术最新研究进展 /p p 　　2.1 样品澄清 /p p 　　2.1.1 中空纤维膜过滤技术 /p p 　　中空纤维膜是近年来发展起来的新型切向流膜分离技术,与盒式膜包相比,中空纤维膜可以直接处理高固含量和高黏度的粗料液,具有容尘量高、速度快、剪切力小、成本低等优点。目前,中空纤维微滤膜已经广泛用于生物制药的各个领域[7]。 /p p 　　对于动物细胞培养液,可以将高密度的培养液直接用中空纤维微滤膜(0.22或0.45μm)进行澄清,而无需事先经过离心和预过滤,步骤少,速度快,收率高,成本低。和离心机比较,具有极高的澄清度,因此中空纤维澄清后的细胞培养液可直接Protein A亲和层析进行纯化。 /p p 　　中空纤维膜澄清细胞培养液的优势有：(1)步骤少,速度快,收率更高(通过有效的洗滤可使样品收率稳定而且高于离心机)，同时最大程度上避免抗体降解而影响产品均一性。(2)成本低：不仅省去了连续流高速离心机昂贵的前期投资和运转的日常维护成本，还节省了离心后死端过滤的成本。中空纤维膜物理化学性质稳定，可以通过清洗而反复使用，成本低廉。(3)有利于内毒素控制：中空纤维膜稳定的化学性质可以耐受1M NaOH 40-50℃和氧化剂NaClO的清洗，从而有效去除内毒素 封闭的系统，也更有利于生产过程中内毒素的控制。此外，大部分中空纤维滤柱还可以进行高压灭菌。(4)低剪切力：中空纤维采用低剪切力的开放式流道，不仅可以处理含有高固含量的料液，还避免了蛋白质活性分子在高剪切力下的聚集变性，有利于抗体的稳定。(5)工艺耐用性强：相比死端过滤，中空纤维澄清具有很好的操作灵活性和耐用性，可以通过调整操作参数(流速、TMP)处理不同性质的细胞培养液。(6)易于线性放大：通过维持切向流速、TMP 等参数恒定，方便地进行线性放大，生产规模的处理量可达几千升料液，目前国内销售最大的中空纤维膜过滤系统已达400m2且生产稳定[8]。 /p p 　　2.1.2 深层过滤介质 /p p 　　深层过滤采用两种机制去除颗粒。首先是拦截，颗粒由于自身的物理尺寸在过滤器内被截留。它们可能被困在过滤器表面，因此根本没有进入基质，或在通过深层过滤基质的曲径时被俘获(筛选)。颗粒拦截伴随过滤器压差增高，因为它的基质被不断累积的颗粒堵塞。第二种机制是吸附，比过滤器拦截精度更小的颗粒能够从流体中被吸附去除。这种机制是通过深层过滤基质上的净电荷实现的[26]。 /p p 　　目前应用比较广泛的双层膜深层过滤介质有Millipore公司的Millistak+HC、Sartorius公司的Sartobran-P、Pall公司的Supradisc HP等。Millistak+HC深层过滤介质由纤维素和无机助滤剂(聚丙稀粘合的硅藻土)组成，包裹在聚丙烯外壳内 它由两层全厚度深层滤板(上游一层粗过滤和下游一层精细过滤)组成，附带一层RW01纤维素膜终过滤。Sartobran-P深层过滤介质由醋酸纤维素滤膜、聚丙烯外壳和支撑层组成，加强型的滤膜有良好的机械强度，有利于在反复的过滤和灭菌过程中保持完好无损 采用了折叠膜，在体积小巧的同时还保证了超大的过滤面积。Supradisc HP深层过滤介质由纤维素、硅藻土、带正电荷树脂和聚丙烯组成 也由两层全厚度深层滤板(上游一层粗过滤和下游一层精细过滤)组成。 /p p 　　2.2最新抗体捕获技术 /p p 　　2.2.1 MabSelect介质 /p p 　　MabSelect是第一个使用高流速琼脂糖凝胶作为骨架的新型Protein A层析介质，专为大规模抗体纯化而设计，适合快速高效的进行抗体生产和放大，已经成为单抗纯化和放大的标准介质。 /p p 　　MabSelect的特点有：(1)更高的流速和动态载量：Protein A经基因工程改造，C端含一个半胱氨酸，形成一个定向的硫酯键，同时增加了对IgG的有效结合。Protein A和凝胶偶联时采用了全新的单点偶联工艺，降低了空间位阻，因此可以在使用更高流速的条件下增加动态载量：在线形流速为500cm/hr和柱床高度为20cm(停留时间2.4min)的条件下，每毫升MabSelect的动态载量可以达到& gt 30mg IgG。(2)更低的非特异性吸附，抗体纯度更高：Mabselect介质高度亲水性的琼脂糖骨架最大程度上降低了非特异性吸附，使得洗脱峰中杂蛋白和DNA更少，有利于后期抗体的精细纯化。著名的抗体生产商IDEC公司以及R.Hahn的研究显示，Mabselect对CHO细胞HCP的吸附比其它Protein A介质低7倍[9-10]。R.L.Fahrner等的研究显示，Mabselect所得抗体的DNA残留量比其它Protein A介质低30%[11]。(3)更低的Protein A脱落：MabSelect由于通过新型环氧共价交联技术，Protein A的脱落比其它同类介质低，这不仅有利于抗体纯化，还延长了介质的使用寿命，降低了生产成本。(4)更易于工艺的线性放大：通过实验室条件的优化，MabSelect 可以在保持线性流速和上样比例等参数不变的条件下，通过增加柱直径进行线性放大。(5)MabSelect 易于清洗与除菌，寿命更长、更经济：在长期连续的生产中，有效的在位清洗(CIP)有助于延长介质使用寿命，但一般的Protein A介质往往不能耐受NaOH，只能使用高浓度的尿素或盐酸胍进行清洗，效果远不如NaOH且成本非常高。而MabSelect的CIP和除菌程序简单，用很常规、经济的试剂如50mM NaOH+1M NaCl或50mM NaOH+0.5M Na2SO4就可以有效去除沉淀和变性物质 用非离子去污剂或酒精可以去除通过疏水作用结合的物质 用0.1M醋酸和20%酒精可以在位灭菌(SIP)。经测试，Mabselect配合CIP(50mMNaOH+1M NaCl)纯化三百次后，抗体产品纯度与收率不变[12]。 /p p 　　2.2.2 MabSelect Xtra介质 /p p 　　Mabselect Xtra介质是在Mabselect介质的基础上优化而来，是目前市场上所有的商品化Protein A介质中载量最高的亲和层析介质之一。它除了具有MabSelect介质的全部特点外，还具有载量最高和非特异性吸附更低的特点。 /p p 　　Mabselect Xtra介质使用孔径更大的多孔高流速琼脂糖作为骨架，同时减小介质粒径。这样不仅增加了比表面积和配基密度，还降低了传质阻力，从而有效的增加了动态载量。其动态载量超过41mg/ml，在工艺生产过程中可以有效减少层析柱的体积，从而降低生产成本。R.Hahn的研究显示，Mabselect Xtra对CHO细胞HCP的吸附比其它Protein A介质更是低了近10倍[13]。 /p p 　　2.2.3 MabSelect SuRe介质 /p p 　　MabSelect SuRe介质也是在Mabselect介质的基础上优化而来，是目前市场上唯一耐强碱的Protein A亲和层析介质，寿命最长，稳定性最好[10]。它除了具有MabSelect介质的全部特点外，还具有以下特点：(1)可以耐受0.1-0.5M NaOH：MabSelectSuRe具有不同于其它Protein A介质的同型四聚体配基-SuRe配基，即使在强碱条件下也不易变性或脱落，可以用高达0.5M NaOH进行CIP和SIP，能有效去除沉淀和变性物质，大大降低了抗体产品被内毒素污染和批间交叉污染的风险，有利于延长介质使用寿命，同时还大大降低了CIP和SIP的成本。(2)更温和的洗脱，避免抗体聚集，提高收率：同型四聚体配基避免了不同配基与抗体Fc段亲和性的差异，也消除了某些域对Fab段的亲和作用，使得洗脱条件更加均一而温和。Mabselect SuRe介质可以用更高的pH进行洗脱，有效避免了抗体在低pH下的聚集，产品纯度和均一性更高，浊度也更低[14]。(3)不同抗体洗脱所需pH差异小：由于消除了对抗体Fab段的亲和作用，使得同一种属亚型的不同抗体分子洗脱所需的条件更接近，有利于平台技术的建立，进一步降低了不同的抗体分离纯化工艺的研发成本。(4)SuRe 配基稳定性更好：SuRe配基对碱和蛋白酶更稳定，纯化过程中脱落更少(& lt 10ppm)，有利于后期脱落配基的进一步去除。 /p p 　　2.2.4 ProSep-vA Ultra介质 /p p 　　ProSep-vA Ultra介质是将自然界非动物性来源的Protein A交联于700Å 的多孔性玻璃珠骨架上，是刚性和不可压缩的介质。ProSep-vA Ultra介质具有如下特点：低反压性 不收缩、不溶胀 高动态载量 极低的Protein A脱落 高重复使用性，标准化的清洗和除菌操作[27]。 /p p 　　2.2.5 ProSep Ultra Plus介质 /p p 　　ProSep Ultra Plus介质是在ProSep-vA Ultra介质基础上优化而来，也是目前市场上所有的商品化Protein A介质中载量最高的亲和层析介质之一。它除了具有ProSep-vA Ultra介质的全部特点外，还具有载量最高、纯化效率更高、工艺更易于放大、成本更低等特点[28]。 /p p 　　2.2.6 MEP Hypercel介质 /p p 　　MEP Hypercel复合作用模式介质是一种灵活的层析介质设计，也称之为疏水电荷诱导层析(HCIC)，用于捕获和纯化从实验室到生产规模的抗体和各种重组蛋白。MEP Hypercel介质由一个独特的连接4-巯基乙基吡啶(4-MEP)的刚性纤维素骨架组成。纤维素骨架赋予高孔隙率、化学稳定性和低非特异性吸附。平均直径80-100μm，在低反压下有优良的流速特性。MEP Hypercel介质在大规模使用时具有显著优势，基于它的配基结构，可选择性地捕获免疫球蛋白。组合其它传统的方法如离子交换、疏水作用，甚至用在Protein A之后从不同的料液中直接捕获或中度纯化抗体，以增强对宿主DNA、HCP和聚合体的清除。MEP Hypercel介质有助于建立一个简化的工艺流程，节省操作步骤(例如洗滤、超滤等) 预计有更长的使用寿命，因为它可以耐受苛刻的CIP方法(0.5-1M NaOH，30-60分钟接触时间)，而所有因素都有利于降低成本[29]。 /p p 　　2.3最新精细纯化技术 /p p 　　2.3.1 CaptoFamily系列介质 /p p 　　新型的Capto S，Q系列介质是以高流速琼脂糖为骨架，同时交联了非常“柔软”的葡聚糖链，这样不仅增加了比表面积，同时降低了传质阻力和空间位阻，使得介质在高流速下的动态载量大大增加，有利于提高生产效率，降低成本。 /p p 　　Capto S，Q系列介质可以装填在直径60cm的工业层析柱中使用高达500cm/h 的流速进行纯化(柱高30cm)。这样不仅有利于工艺放大后大规模层析柱的填装，还大大提高了生产效率，每步层析更短的操作时间也有效避免了抗体分子在分离纯化过程中产生各种变体和聚合体，使得收率更好，终产品的活性更高、性质更均一。 /p p 　　2.3.2 Captoadhere介质 /p p 　　为了进一步减少抗体分离纯化步骤，提高特定杂质的去除效率，以满足日益增长的治疗用抗体的生产需要，2007 年初，GE Healthcare公司推出了新型复合作用模式的强阴离子交换介质：Capto adhere介质。Capto adher介质专为治疗用抗体的分离纯化而设计，其配基综合了阴离子交换、氢键和疏水等多种复杂的作用方式，因此对于抗体的聚合体具有非常独特而高效的去除能力。此外，通过有效的实验设计(DoE)，流穿模式的Capto adher介质还可以同时有效去除脱落的Protein A配基、HCP、宿主DNA、内毒素和潜在的病毒，并使得结合MabSelect SuRe的抗体两步层析纯化工艺成为现实(表3)。Capto adhere还具有很强的病毒去除能力，如MVM病毒的去除能力可达5.9个Log。目前，新型的两步法抗体层析纯化工艺已经被国内外诸多知名药企广泛用于多种抗体的分离纯化，各项指标均符合治疗用抗体的要求。Capto adher层析还可以和阴离子交换(Capto Q)和疏水层析等结合使用，以达到更高的质量要求[15]。 /p p style=" text-align: center " 　　 img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/4aa1c980-c9be-44e9-82b5-899ba9f7eec9.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px " 表3 两步层析纯化工艺对污染物的去除效果[15] /span /p p 　　2.3.3膜层析技术 /p p 　　PALL Life Science公司自10余年前颠覆性地开发出独一无二的层析产品-Mustang膜层析系列产品后，经过不断地技术改造，于近年推出全新Mustang Q XT家族，扩展了膜层析工艺放大产品线。膜层析技术，相对于传统的柱层析，无需层析填料和层析柱等复杂构件，直接通过膜式过滤器，经过简单的过滤环节即可达到纯化目的。Mustang Q以16层超级打褶的聚醚砜过滤膜作为基架，上面偶联了季胺基等功能基团，可以使生物分子流经的时候与功能位点迅速结合，具有高流速和高动态载量等优点。 /p p 　　Sartorius Stedim公司也开发出了一整套膜层析技术，包括Sartobind S,Q,C和D离子交换、Sartobind IDA(亚氨基二乙酸)金属螯合、Sartobind醛、Sartobind环氧基和Sartobind Protein A(重组)等膜层析系列产品。Sartobind在很多蛋白和病毒纯化应用中可以取代传统耗时、繁琐的层析步骤。膜吸附器的快速纯化特点使蛋白分离可以在高流速下获得高收率，较传统柱层析流速最高能提高100倍，达到20-40 CV/min。传统颗粒胶95%以上的结合位点集中在颗粒胶内部。Sartobind膜层析的结合位点是均一地交联到交叉偶联的增强纤维素骨架内0.5-1μm厚的薄层上。大孔结构和快速吸附结合特性使膜吸附器可以忽略扩散时间因素。同时多微孔膜结构不存在传统颗粒胶的孔内扩散问题。在对流情况下，流动相的分子运动只由泵压力决定。因此，膜吸附器具有操作周期极短、流速和处理能力极高的特点[30]。 /p p 　　与离子交换柱层析相比，离子交换膜层析技术已经被证明利用高动态结合能力吸附大量的生物分子，如病毒、HCP和宿主DNA。最近，阴离子交换膜层析技术已经被作为柱层析技术的替代技术用于Protein A亲和捕获后的mAb中微量污染物的去除[16]。 /p p 　　2.4终产品的浓缩洗滤 /p p 　　多维纯化得到的洗脱峰可以用Kvick Lab/Process盒式膜包进行快速浓缩和缓冲液置换。Kvick盒式膜包的优点有：(1)无热原：很多时候，仅用0.5M NaOH 清洗难以彻底去除膜表面的热原。Kvick盒式膜包化学性质非常稳定，可以使用1M NaOH在40-50℃下进行彻底的SIP/CIP，避免最终超滤浓缩时引入热原而影响产品质量。(2)孔径均一、速度快：Kvick盒式膜包孔径更均一，甚至可以使用50-100K的膜包进行抗体浓缩而不漏过，速度更快，大大节省了操作时间。(3)易于线性放大：通过保持流速、TMP等参数恒定，可以直接线性放大到生产规模。 /p p 　　Amicon Ultra系列超滤离心管可以用来进行抗体的快速浓缩、脱盐及缓冲液置换。它具有如下特点：(1)效率高：一步法离心达到25到80倍浓缩。(2)节省时间：垂直结构的膜，避免堵膜，减少浓差极化，可以用超快离心速度极短时间完成 最少10分钟即可完成浓缩、脱盐或缓冲液置换。(3)收率高：独特的反转离心设计，有利于取得最大回收率且避免了人为移液误差 低吸附滤膜和聚丙烯内壳，使回收率高达90%以上。(4)不漏液、无损失：100%完整性测试确保不漏液 独特的死体积设计避免过度离心至干，没有样品损失。(5)广泛的化学相容性：与广泛的溶剂兼容，适用于pH1-pH9，热封膜杜绝了粘合剂和下游溶出物污染。 /p p 　　Vivaspin系列超滤离心管同样是进行蛋白质快速浓缩和缓冲液置换的常用产品。获得专利的垂直膜配合狭长的流道设计，有效地避免滤膜堵塞，提高浓缩速度 同时在浓缩管底部设计有死端结构，确保即使离心时间过长也不会发生样品被甩干的现象。Vivaspin可灵活选用三种不同材质的超滤膜：聚醚砜、三醋酸纤维和Hydrosart。它的另一个特点是有两种回收浓缩液的方法，既可以直接用移液器从浓缩管底部吸取，也可以将浓缩液反转离心到回收管内，加盖密封保存，这两种方法都保证了高回收率。Vivaspin经过一次离心，最高可以将蛋白溶液浓缩300倍。 /p p 　　2.5终产品的除菌除病毒过滤 /p p 　　浓缩后的样品，最终经过0.22μm无菌滤器进行除菌过滤。ULTA Pure SG，HC除菌滤器具有过滤速度快、化学稳定性好、载量高和溶出物少等优点，细菌挑战实验表明其除菌能力大于7log。除菌过滤过程的优化主要从三个方面入手：操作过程中过膜压力的控制、过膜流速以及单位膜载量控制，这三个参数优化以后，可以在同种类型、材质的NFF膜上进行线性放大，否则很容易影响收率。 /p p 　　Durapore除菌级亲水性滤膜由亲水性PVDF材料制造，具有可靠的除菌保证以及低蛋白吸附量、低析出、无纤维脱落、广泛的化学兼容性等优点，是常用的除菌滤膜。Durapore 0.22μm亲水性滤膜用于液体除菌或去除微粒，0.1μm亲水性滤膜用于液体中去除微粒、微生物和支原体。装有Durapore亲水性滤膜的滤器有Millipak、Opticap XL、Opticap XLT、筒式滤器和Optiscale等。Millipak滤器独特的堆叠盘状设计使残留量最小并且无颗粒脱落，因此适合于高附加值产品的终端过滤和灌装。Millipak和Opticap XL滤器都有O型圈垫片和软管倒钩连接的上游排气阀和排空阀设计，使操作简单易控。Opticap XL和XLT滤器的结构设计，特别耐高温、高压条件，在除菌过程中提供更高的稳定性和可靠性，同时更易清洗。Optiscale一次性滤器专为小规模工艺筛选和工艺放大所设计，是工艺评估的理想工具。 /p p 　　目前被广泛应用的生物制品病毒去除的方法是纳米膜过滤。纳米膜过滤有如下优点：(1)针对性强，实用性广：纳米膜过滤只与病毒和目的蛋白的大小有关，无论病毒是否有脂包膜外壳、是否耐热，纳米膜过滤都能将之去除。(2)毒性小，下游污染少：能有效去除杀灭病毒后可能留下的如抗原和核酸蛋白混合物等病毒标志物，有效降低下游污染，是纳米膜的另一特点。大多数病毒灭活处理都使用有毒或致突变的理化试剂，从而必须在使用后从蛋白质溶液中清除，而纳米膜过滤不存在毒性问题，只是在验证中要考虑到滤器浸出物的风险。(3)蛋白活性高，回收率高：纳米膜过滤是在正常条件下的pH、渗透压和温度下进行的温和的生产步骤，其蛋白回收率和活性都很高，通常在90%—95%。基于体外分析、实验研究和临床经验，纳米膜过滤试验都没有显示出蛋白质改变或是新抗原的产生。纳米膜过滤不改变制品特性，这一特点促进了监管机构认可和产品的注册。 /p p 　　日本Asahi Kasei公司于1989年推出了第一款专门为清除生物制药产品中病毒颗粒而设计的过滤器Planova，由亲水铜铵再生纤维素制成的中空纤维微孔膜，装入聚碳酸酯壳体中。Millipore公司的Viresolve NFP膜是一种复合PVDF膜，过滤盒被设计来从高纯蛋白溶液中移除小型病毒，如B19，蛋白质溶液中，B19的去除量通常& gt 4 log。PALL Life Science公司的Ultipor VF DV50和DV20膜式过滤器可以从生物流体中去除显著数量级的病毒，同时目标蛋白可以很好地通过。滤芯由三层独特的亲水、低蛋白吸附的PVDF滤膜经新月型打褶方式构成，过滤面积大，具有可靠、安全和高流量等特点。Sartorius Stedim生产的Virosart CPV为聚醚砜过滤器，能去除& gt 4 log的PPV和& gt 6 log的逆转录病毒。 /p p 　　2.5扩张柱床吸附层析技术 /p p 　　扩张柱床吸附层析技术(EBA)是上世纪九十年代初期进入下游生产，整合了发酵和下游纯化的技术。新一代STREAMLINE Direct扩张柱床设备及介质是EBA技术中最成熟的产品。通过条件优化，STREAMLINE能直接从浑浊的发酵液中捕获目标生物分子，细胞碎片及不吸附的杂质穿过扩张床内悬浮的介质被冲洗掉，将以往澄清、浓缩、捕获等步骤整合为一步，达到粗纯化的效果(图2)[17]。 /p p 　　STREAMLINE的操作过程如下[17-18]：(1)起始：将STREAMLINE介质倒入扩张柱中。(2)平衡：从下向上流的缓冲液，将STREAMLINE柱内的吸附介质悬浮起来，形成稳定的、充分平衡好的扩张床。(3)上样：发酵液带菌体从柱底进入，目标生物产品吸附在STREAMLINE介质上 不吸附的宿主杂质及菌体碎片随液流从柱顶排出。(4)淋洗/穿透：进一步用缓冲液将不吸附的杂质洗掉。(5)洗脱：洗脱液洗脱目标生物产品。(6)CIP/再生：用1M NaOH+1M NaCl进行CIP。整个操作过程如图3所示。 /p p style=" text-align: center " img title=" 4.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/07a79270-4b7d-4fe5-bc9a-125837562297.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　 span style=" font-size: 14px " 　图2　传统纯化工艺与STREAMLINE [17] /span /p p style=" text-align: center " img title=" 5.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/333de887-f92b-405d-9094-9ec89635f74d.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px " 　　图3 STREAMLINE的基本工作原理和操作过程[18] /span /p p style=" text-align: center " 　 span style=" font-size: 14px " 　(箭头示液体过柱时的流向) /span /p p 　　STREAMLINE介质是一系列包裹着石英芯，以琼脂糖为骨架的介质。特殊设计的STREAMLINE扩张柱床可以产生稳定的向上拔的扩张液流，每一颗不同比重的STREAMLINE介质，悬浮在自身重力和扩张升力平衡的位置原地扰动。STREAMLINE 技术是稳态扩张，样品流均匀分布整个床体，目标产物吸附均匀，穿透小，回收率高，类似于固定床吸附性层析[19]。 /p p 　　3. 抗体最新下游技术应用实例 /p p 　　Lonza Biologics公司是全球最大的抗体合同生产商之一，为了开发一个稳定的20000L的抗体生产工艺，其纯化开发部门对多个不同的抗体亲和层析凝胶进行了有效的比较，他们发现Mabselect SuRe的动态载量高、使用寿命最长、Protein A脱落最低，实验数据明确支持放大到1.4m直径的柱子用于20000L培养规模的经济生产[4]。 /p p 　　德国的Roche公司一种用于肿瘤治疗的单抗已进入临床Ⅲ期。他们将目前几种Protein A介质进行充分的比较之后，选择了高载量、更易于装柱和寿命更长的Mabselect。目的抗体是通过无血清培养的转染的杂交B淋巴细胞表达的IgG1。将过滤后的无细胞上清上样到Mabselect填充的FineLINE柱，直径300cm，柱高20cm，上样的浓度是30mg/ml。洗脱后，洗脱液立即用磷酸钾中和pH值到6.8-7.0，再用凝胶过滤检测，结果表明比活超过90%，纯度在95%以上[20]。 /p p 　　Cytheris公司是法国一家生物制药公司，目前正在研制一种用CHO细胞表达的免疫调节剂(临床Ⅱ期)。原先的工艺采用传统层析法，但不能稳定去除病毒。改进后，在工艺的第一步使用Mustang Q对污染物进行捕获，取得了25%去除率的良好结果 同时对MVM、MLV和Re03三种病毒也达到超过4个Log的滴度降效果，而整个工艺对病毒的去除效率普遍提高了7-11个Log。说明Mustang Q的使用对下游层析起到了很好的保护作用。 /p p 　　在第五届生物制药工艺优化大会上，Crucell公司介绍了他们对腺病毒(AAV)纯化工艺的摸索。与传统的层析填料相比，Mustang Q膜层析的开放孔道的设计使对病毒的动态载量大大提高30倍左右，回收率在80%以上。用40L的膜层析柱相当于1000L的传统层析柱的效果，节省了验证工作，提高了工艺经济性，十分有利于放大生产。 /p p 　　德国的Boehringer Mannheim公司生物制药部，用STREAMLINE技术代替传统工艺生产400L CHO细胞培养的Fc融合蛋白，结果样品回收率提高14%，缓冲液减少25%，时间缩短47%[17]。 /p p 　　世界最大的制药公司-GlaxoSmithKline公司，使用特别设计的BioProcess全自动层析系统和STREAMLINE扩张柱生产药用脂蛋白疫苗，比原工艺产品体积缩小2倍，纯化系数1.5，内毒素减少100倍[17]。 /p p 　　日本YOSHITOMI公司正在使用多套STREAMLINE 1000系统生产人重组白蛋白，与原生产工艺产品纯度相同，产率提高30%，时间减少一半，年产量为12.5吨[17]。 /p p 　　AVECIA公司重新设计临床Ⅲ期药品生产工艺，选用STREAMLINE技术及SOURCE新型凝胶，生产效率提高12倍，回收率提高1倍[17]。 /p p 　　2001年，ILEX制药公司的CAMPATH获得FDA批准。该单克隆抗体使用Sartobind Q离子交换层析模块以流穿的方式进行精制，这是膜吸附器首次被批准应用于治疗性蛋白的生产，证明了膜层析技术通过了证实和测试[30]。 /p p 　　4. 展望 /p p 　　随着抗体产品上游大规模高效培养技术的进一步发展,实验室规模哺乳动物细胞表达水平可以达到25g/L，如果这一水平能够有效放大到生产,将对下游生产纯化带来更大的压力。所以下游纯化工艺的技术发展也是势在必行。 /p p 　　以下一些发展方向可能成为下游工艺未来发展的重要关注点：(1)刚性更好、载量更高、耐碱性更好的完全亲水琼脂糖凝胶的开发[4]。(2)优化操作次序，降低缓冲液消耗的更大规模生产线的应用[21]。(3)通过单抗的氨基酸序列预测下游工艺关键参数：亲和层析洗脱pH条件、离子交换层析洗脱pH和盐浓度条件、病毒灭活pH等[22]。(4)下游工艺的成本消耗占全部成本的50-80%，亲和捕获是下游工艺的最关键步骤，通过改进亲和配体，提高捕获能力，节省成本[23]。(5)新型层析系统全程实时控制纯化过程，在线检测HCP、宿主DNA、Protein A等的含量[24]。(6)由于在去除杂质方面的优势，膜层析将会得到飞速的发展，未来工艺甚至可能完全基于膜层析而不是柱层析[25]。 /p p 　　参考文献 /p p 　　[1] 刘亚明,薛章.生物制药：迎接抗体药物的黄金时代.医药细分子行业研究报告,2009. /p p 　　[2] 陈志南.基于抗体药物的我国生物制药产业化发展前景.2008中国药学会学术年会暨第八届中国药师周论文集,2008. /p p 　　[3]Gail Dutton.Trends in Monoclonal AntibodyProduction.Feature Articles,2010, 30(4). /p p 　　[4]孙文改,苗景赟.抗体生产纯化技术.中国生物工程杂志,2008,28(10):141-152. /p p 　　[5]《人用单克隆抗体质量控制技术指导原则》.NICPBP(中国药品与生物制品检定所),2003. /p p 　　[6]Capto adhere：用于生产单抗的两步纯化操作.GE Healthcare公司技术资料. /p p 　　[7]中空纤维滤柱分离纯化应用集锦.GE Healthcare公司技术资料. /p p 　　[8]中空纤维膜过滤技术在单抗生产中的应用.GE Healthcare公司技术资料. /p p 　　[9]Amersham Biosciences.Downstream Gab’02 Abstracts,Extended Reports from the 2nd International Symposium on DownstreamProcessing of Genetically Engineered 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乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染可引起肝脏的急性和慢性炎症。急性感染一般表现为自限性肝炎，除爆发性肝炎外，对人体的危害较小；而慢性感染则与肝硬化（cirrhosis）和原发性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的发生密切相关。全球约有3.5亿的HBV携带者，最终发展为肝癌的比例高达25%，每年死于HBV相关肝癌的患者高达100多万。中国为HBV高度流行的国家，HBV感染是严重危害国民健康和生活质量的重要传染性疾病。 　　MicroRNA 是一类小的非编码RNA，可通过降解靶mRNA和抑制靶mRNA翻译等方式调控基因表达，在动植物的生长发育、肿瘤的发生发展、感染性疾病的发生发展中有重要作用。近年来的研究发现，microRNA 参与了HCV病毒、HIV病毒、EB病毒、Plum pox病毒、CMV病毒、Kaposi' s 肉瘤相关病毒等病毒在宿主细胞内的复制过程，调控宿主细胞与病毒的相互作用，影响疾病的发生发展及转归，有可能成为新的抗病毒治疗靶点。程京教授课题组、郭永副研究员与北京大学人民医院魏来教授、重庆医科大学黄爱龙教授课题组合作，利用生物芯片平台结合功能研究发现miR-372/373这簇小RNA可通过调控宿主细胞的转录因子促进HBV表达。该研究通过将microRNA和转录因子这两类细胞内非常重要的调控因子相关联，为HBV表达调控研究提供了新的方向，具有重要的理论意义。 　　上述研究的博奥生物晶芯® 哺乳动物miRNA芯片服务与Real time RT-PCR服务在博奥生物有限公司完成。 原文摘要： 　　MicroRNAs-372/373 promote the expression of hepatitis B virus through the targeting of nuclear factor I/B MicroRNAs (miRNAs) play important roles in the posttranscriptional regulation of gene expression. Recent evidence has indicated the pathological relevance of miRNA dysregulation in hepatitis virus infection however, the roles of microRNAs in the regulation of hepatitis B virus (HBV) expression are still largely unknown. In this study we identified that miR-373 was up-regulated in HBV-infected liver tissues and that the members of the miRs-371-372-373 (miRs-371-3) gene cluster were also significantly co-up-regulated in HBV-producing HepG2.2.15 cells. A positive in vivo association was identified between hepatic HBV DNA levels and the copy number variation of the miRs-371-3 gene cluster. The enhanced expression of miRs-372/373 stimulated the production of HBV proteins and HBV core-associated DNA in HepG2 cells transfected with 1.33HBV. Further, nuclear factor I/B (NFIB) was identified to be a direct functional target of miRs-372/373 by in silico algorithms andthis was subsequently confirmed by western blotting and luciferase reporter assays. Knockdown of NFIB by small interfering RNA (siRNA) promoted HBV expression, whereas rescue of NFIB attenuated the stimulation in the 1.3xHBV-transfected HepG2 cells. Conclusion: Our study revealed that miRNA (miRs-372/373) can promote HBV expression through a pathway involving the transcription factor (NFIB). This novel model provides new insights into the molecular basis in HBV and host interaction. 原文出处：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hep.24441/abstract jsessionid=6B0DBCF4745EF5CB4D33C995287182BA.d01t04

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p 　　早前，美国ProteinSimple公司推出全球第一款可以对循环肿瘤细胞、外泌体等微量样本进行蛋白质表达水平定量检测的Milo系统。一经推出，此产品立即获得《The Scientist》杂志年度创新产品第一名、生物通2016年度生命科学十大创新产品奖、中国仪器协会年度创新新产品奖等。它的发明人之一Kelly Gardner博士也获得MIT Technology Review 35岁以下创新人才奖。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 284" title=" 1.jpg" style=" width: 400px height: 284px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/b89d84ca-1b3f-49c0-b5b1-82a689442e01.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　通过检测血液中的循环肿瘤细胞(CTC)及循环肿瘤DNA发展起来的液体活检，对于肿瘤病人无痛诊断及靶向治疗有非常重要的意义。各国科学家在CTC富集、DNA测序和DNA分析方面做了很多的工作，但是CTC蛋白质研究一直因为检测灵敏度问题停滞不前，影响CTC在肿瘤诊断及治疗中发挥更重要的作用。 /p p 　　美国ProteinSimple Milo系统的推出解决了这一问题。最近，加州大学伯克利分校和斯坦福大学医学院的研究人员利用Milo系统在《Nature Communications》上发表文章，证实在一次普通的抽血后(2-4 ml血液)，可对血样中罕见的CTC进行蛋白质表达水平分析，以检测其中一组与癌症相关的蛋白质。 /p p 　　实验方案如下：科学家们从乳腺癌患者的血液中分离出循环肿瘤细胞，然后将循环肿瘤细胞接种到Milo芯片western blot细胞捕获孔中。微流体设备裂解细胞，让其内容物流出，之后进行电泳将蛋白质根据分子量大小进行分离。然后在凝胶中原位捕获蛋白，再进行抗体孵育杂交，最后通过荧光信号值进行定量，检测了癌症蛋白标志物的含量。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/1045381e-1f3a-40c1-a07f-82df916660d6.jpg" / /p p style=" text-align: center " (图片来自Nature Communications) /p p 　　这项研究检测的蛋白靶标有12个，包括已被用于癌症分型(如ER、HER2、EGFR)、循环肿瘤细胞鉴定(如EpCAM、panCK、CK8)、白细胞标记(如CD45)的蛋白和普遍表达于哺乳动物细胞的蛋白(GAPDH、β-tubulin、mTOR、ERK-1/2、eIF4E)。研究者计划将这一名单继续扩大，以便最终能够更精确地对癌细胞进行分类，选择针对的靶向治疗药物。 /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/60121d8a-3a5f-4b8b-9f0f-453af71e6bed.jpg" / /p p style=" text-align: center " (图片来自Nature Communications) /p p 　　这篇文章的通讯作者、加州大学伯克利分校的Amy Herr表示：“微流体设计是本研究的关键。我们能够将每个阶段所需的功能整合在一起。这样，我们才能很快、很快地开展每一步。如果慢一点，细胞中的蛋白质将弥散，变得无法检测。” /p

p 　　在国家自然科学基金项目(项目编号：81530080,81661128007, 81773062, 81788101)等资助下，中国医学科学院基础医学研究所黄波教授课题组揭示了具有干性的肿瘤再生细胞利用色氨酸代谢途径启动肿瘤组织中T细胞PD-1表达上调的机制。相关结果以“Tumor-Repopulating Cells Induce PD-1 Expression in CD8+ T Cells by Transferring Kynurenineand AhR Activation”(肿瘤再生细胞通过犬尿氨酸转移以及芳香烃受体激活诱导CD8+ T细胞表达PD-1)为题，于2018年3月12日在Cancer Cell(《癌症· 细胞》)上在线发表。黄波为文章的通讯作者，中国医学科学院基础医学研究所、临床免疫中心刘玉英副研究员及中国医学科学院基础医学研究所博士研究生梁晓雨和董文茜为共同第一作者。 br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/noimg/9fd5759f-c0c0-4d5f-a0d6-af4081a93b96.jpg" title=" 001.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图. TRC诱导激活CD8+ T细胞高表达PD-1的机理 /p p 　　肿瘤免疫治疗是是当前肿瘤研究的热点领域之一，通过利用免疫细胞、免疫分子直接或间接杀伤肿瘤细胞，以控制或清除肿瘤，被认为是人类战胜癌症的希望所在。肿瘤免疫治疗主要依赖活化的T细胞杀伤肿瘤细胞，然而，免疫检查点(checkpoint)分子PD-1(programmed cell death protein 1，程序性死亡受体1)具有重要的免疫抑制功能，在肿瘤组织中的T细胞表面表达上调，通过传递抑制信号阻止T细胞活化。因此，如果能阻断PD-1信号，就能够使T细胞重新活化。目前针对免疫检查点PD-1的治疗性抗体已在临床肿瘤患者的免疫治疗中取得了巨大成功，然而，PD-1抗体药物价格昂贵，且副作用大。因此，寻找PD-1的小分子阻断剂成为当前肿瘤免疫治疗药物研发的重要方向，但困难在于肿瘤组织中的T细胞PD-1分子表达上调的机理尚未完全清楚。 /p p 　　色氨酸作为一种必需氨基酸，其在体内不仅通过代谢生成5-羟色胺和褪黑素等重要活性分子，而且能够通过吲哚胺-2,3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)催化产生犬尿氨酸(kynurenine, Kyn)直接激活胞浆转录因子芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor, AhR)。黄波教授课题组前期研究发现，高成瘤性的肿瘤再生细胞(Tumor repopulating cells，TRC)中，IDO-Kyn-AhR通路非常活跃，而T细胞释放的免疫因子IFN-γ则进一步激活此通路，诱导TRC进入休眠(Nat Commun. 2017 8:15207) 另外该课题组还发现抗病毒的免疫因子IFN-β同样激活此通路，并更强地诱导TRC休眠(J Clin Invest. 2018 128:1057-1073)。T细胞可以通过IDO-Kyn-AhR通路调控TRC，TRC是否反过来也可以调节T细胞呢?对此，课题组通过将活化的T细胞和肿瘤细胞共培养，发现活化的T细胞不但无法杀死TRC，反而上调PD-1表达，提示TRC能够调节T细胞PD-1的表达。进一步研究发现，T细胞释放的IFN-γ促进TRC显著上调色氨酸转运蛋白以及IDO，使得色氨酸大量进入TRC并代谢为Kyn Kyn被TRC释放到细胞外后，通过T细胞膜表面的Kyn转运子，又进入到T细胞内，从而激活T细胞的AhR，AhR入核后直接结合PD-1启动子，启动PD-1的表达(如图)。该研究发现，在理论上加深了当前对肿瘤免疫的认识，而且有望发展新的肿瘤免疫治疗策略。 /p

microRNA是近年来发现的一种单链的短链RNA，长度约22个碱基，在动植物及人类中广泛存在，与发育、分化、凋亡、脂肪代谢、病毒感染和癌症等多种重要生物学过程有密切的联系，并显示出作为癌症、心血管等重大疾病等方面的新的分子标记物的巨大潜力，是近十年来的一个研究的热点。对microRNA表达谱进行高通量、低成本的检测对于该领域的发展具有重要的意义。 　　中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所李炯课题组与生物物理所阎锡蕴课题组合作，首次实现了高通量microRNA芯片的非标记检测，而其他芯片和测序技术需要数小时的手工操作才能完成标记，从而大幅度降低了检测的标记时间和成本。 　　与其他商业化microRNA芯片技术相比，该技术还具有如下独特的优势：1. 高灵敏度，由于减少了标记带来的损失，仅用100ng的总RNA就可以得到较好的结果 2. 完美识别前体microRNA，解决了芯片技术在这方面的缺陷，因此无需纯化小RNA，可以直接使用总RNA，减少了实验的操作步骤 3. 可以对microRNA链中的中间或者是两端的单碱基错配都能有效识别，这也是其他芯片技术无法实现的 4. 可应用于植物microRNA表达谱检测。植物microRNA在3'端普遍存在甲基化的问题，对于主流的酶标记方法来说效率很低(~10%)，因此多数芯片技术无法直接应用于植物microRNA表达谱的检测，测序技术在文库构建的时候也会受到类似的影响，少数公司则采用了非主流的化学标记的方法。而该技术基于核酸杂交，完全不受甲基化的影响。另外，该技术无需特殊设备，常规的芯片制作和扫描设备就可以应用，从而最大程度地减少了进入市场的难度。 　　即使与现在发展迅猛的测序技术相比，该技术对于microRNA表达谱检测在通量(大量样品)、成本、灵敏度以及后续的数据分析等方面仍然具有明显的优势。该工作近期发表于Nucleic Acid Research杂志上。(原文链接) 　　目前，研究人员正努力标准化该技术，为其尽早进入市场铺平道路。 　　此项工作得到中科院和国家自然科学基金委的大力支持。 　　图1. 高通量microRNA非标记检测原理示意图 　　图2. 选择性

大家好，本周为大家分享一篇预发表的文章，Top-down Proteomics of Myosin Light Chain Isoforms Define Chamber-Specific Expression in the Human Heart ，文章的通讯作者是威斯康星大学麦迪逊分校的葛瑛教授。　　肌球蛋白作为肌节的“分子马达”，产生心肌收缩所必需的收缩力。肌球蛋白轻链1和2 (MLC-1和-2)在调节六聚体肌蛋白分子结构中起着重要的功能作用。轻链中存在“心房”和“心室”亚型，在心脏中呈现出腔限表达。然而，近年来MLC亚型在人心脏的腔室特异性表达受到了质疑。在本文中，作者使用自上而下蛋白质组学质谱分析了成人非衰竭供体心脏的四个心脏腔室中MLC-1和-2心房和心室亚型的表达。　　MLC-1v和MLC-2a是在所有供体心脏中呈现出腔限表达模式的MLC异构体。重要的是，作者的结果明确地表明，MLC-1v，而不是MLC-2v，在成年人心脏中是心室特异性的。图1展示了LV(left ventricle)、RV(right ventricle)、LA(left atrium)和RA(right atrium)中MLC异构体的检测和定量。作者发现MLC-1v存在心室特异性表达，而MLC-2v没有特异性，并在心房组织中发现了与MLC-2v和pMLC-2v分子质量相匹配的峰。此外，在所有(n=17)无心脏疾病的捐赠者的每颗心脏的心房组织中都能检测到MLC-2v。MLC-2v占总MLC-2含量的百分比采用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行定量分析，认为MLC-2v占总MLC-2含量的百分比具有统计学意义，心室和心房间差异显著，LA和RA间横向差异显著。　　图1. MLCs Top-down MS分析　　接下来作者使用串联质谱(MS/MS)鉴定了MLC-2v蛋白质序列。位于心房组织MLC-2v上的去酰胺化翻译后修饰(PTM)被定位到氨基酸N13。去酰胺化位点与调控磷酸化位点Ser14相邻。磷酸化位点附近的脱酰胺基团所带来的额外负电荷模拟了MLC-2a在Ser22/23位点的双磷酸化模式(图2C)。心房特异性的MLC-2v去酰胺化可能与心房内心力的产生有关。磷酸化诱导了MLC-2的构象变化，而第二负电荷的加入可能有助于提高钙敏感性并诱导蛋白质进一步的构象变化。　　图2. Top-down MS/MS 鉴定　　总的来说，自上而下蛋白质组学对整个人类心脏的MLC亚型表达进行了无偏差分析，揭示了之前意想不到的亚型表达模式和PTMs。　　撰稿：张颖　　编辑：李惠琳　　文章引用：Bayne EF, Rossler KJ, Gregorich ZR, Aballo TJ, Roberts DS, Chapman EA, Guo W, Ralphe JC, Kamp TJ, Ge Y. Top-down Proteomics of Myosin Light Chain Isoforms Define Chamber-Specific Expression in the Human Heart. bioRxiv [Preprint]. 2023 Feb 26:2023.01.26.525767. doi: 10.1101/2023.01.26.525767.　　李惠琳课题组网址www.x-mol.com/groups/li_huilin　　参考文献　　1. Bayne EF, Rossler KJ, Gregorich ZR, Aballo TJ, Roberts DS, Chapman EA, Guo W, Ralphe JC, Kamp TJ, Ge Y. Top-down Proteomics of Myosin Light Chain Isoforms Define Chamber-Specific Expression in the Human Heart. bioRxiv [Preprint]. 2023 Feb 26:2023.01.26.525767. doi: 10.1101/2023.01.26.525767.

程序性死亡配体1 (PD-L1)表达水平是指导各类患者进行免疫治疗的可重复的生物标志物。然而，由于肿瘤微环境中PD-L1表达高度复杂，使用最广泛的免疫组化方法无法充分了解PD-L1在全身的表达水平。PD-1一旦与配体PD-L1结合，就会提供抑制信号，诱导T细胞的凋亡。目前的免疫检查点治疗(ICT)，如抗PD-1/PD-L1治疗，可以缓解肿瘤微环境的免疫抑制，帮助效应T细胞恢复工作。目前，在临床实践中，应用最广泛的是免疫组化检测PD-L1。然而，由于PD-L1在肿瘤微环境中表达高度复杂，免疫组化无法充分了解PD-L1在全身的表达水平。图1.[18F] LG-1放射合成过程示意图在此，江苏省核医学研究所分子核医学重点实验室，联合南京医科大学药学院设计并合成了一种基于联苯活性结构的针对PD-L1的新型小分子放射性示踪剂[18F]LG-1，采用[18F]FDG直接进行放射性标记，并进行了一系列的体外和体内实验，以评估[18F]LG-1对PD-L1的靶向能力以及该放射性示踪剂在PD-L1成像中的潜在应用。这其中细胞摄取实验、药代动力学和生物分布实验结果均由PerkinElmer的2470 Wizard伽马计数器获取。图2.[18F] LG-1细胞摄取实验图3.[18F] LG-1在A375和A375-hPD-L1荷瘤小鼠中的生物分布通过生物分布结合PET成像结果表明：[18F]LG-1可以快速、准确检测肿瘤中PD-L1的表达，[18F]LG-1可以作为一种很有前景的PD-L1靶向放射性示踪剂。2021年6月，国家原子能机构、科技部等八部委联合发布首个国家级与同位素相关的中长期发展规划：《医用同位素中长期发展规划（2021-2035年）》。相信在不久的将来，放射性示踪剂、放射性药物等相关医用同位素会在国家政策的扶持和指导下得到极大的发展，PerkinElmer的Wizard2系列伽马计数器因其通量高、满足GLP要求等特点，也将助力科研工作者，为医用同位素的发展贡献力量。引用1. Lv G, Miao Y, Chen Y, et al. Promising potential of a 18F-labelled small-molecular radiotracer to evaluate PD-L1 expression in tumors by PET imaging[J]. Bioorganic Chemistry, 2021: 105294.2. 澎湃新闻：“核药”将纳入医保支付范围！ （欲知更多详情，请点击“阅读原文”查看原报道）

抗体或激素等重组蛋白在生物制药市场具有良好的发展前景。目前，重组蛋白主要在中国仓鼠卵巢细胞中生产，这种类型的生产非常昂贵的。因此，人们需要开发新的、更便宜的和有效的表达系统。微藻便成为了一种很好的替代品，因为，微藻作为光合单细胞生物，它们的生长不需要昂贵和复杂的培养基，同时也能够在培养基中分泌蛋白质并进行蛋白质N-糖基化。近日，Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“Fine-tuning the N-glycosylation of recombinant human erythropoietin using Chlamydomonas reinhardtii mutants”的研究论文。作者主要研究莱茵衣藻N-聚糖免疫原性表位缺失而开发的敲除策略是否适用于治疗蛋白的糖工程，这对于进一步开发微藻生产人类相容性生物制品至关重要。该研究进行了与人促红细胞生成素(hEPO)相关的聚糖的结构研究，以及这些聚糖在野生型莱因哈特氏C.菌株和关键高尔基糖基转移酶受损的突变体中表达。通过在野生型菌株中表达的重组hEPO (rhEPO)的糖蛋白组学分析表明，3个n -糖基化位点与含有4 ~ 5个甘露糖残基、携带核心木糖、核心焦点和o -甲基的成熟n -聚糖100%糖基化。此外，在C. reinhardtii插入突变体中，木糖基转移酶A、B和聚焦转移酶缺陷的表达导致与rhEPOs相关的n -聚糖的核心木糖基化和核心聚焦化急剧减少，从而表明该策略为衣原体制备的生物制品的n -糖基化人源化提供了前景。文献链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14424

一、项目编号：0705-2340JDBXTXDK/04/学校编号：招设2023A00021（招标文件编号：0705-2340JDBXTXDK/04）二、项目名称：上海交通大学全自动多功能蛋白质表达定量分析系统国际招标三、中标（成交）信息供应商名称：香港福萊得科技有限公司供应商地址：香港干诺道中137-139号三台大厦12楼全层中标（成交）金额：148.8366000（万元）四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1 香港福萊得科技有限公司 全自动多功能蛋白质表达定量分析系统 ProteinSimple Jess 1 USD 220000

9月18日至21日，美国Namocell公司参加了第五届抗体药物创新及产业化论坛，并且做了精彩报告。报告中不但介绍了单抗药物开发过程中的关键步骤---细胞系构建问题，提出了新的单克隆铺板方案，而且对于如何挑选高表达细胞株做了新的探索。报告受到了与会专家的一直好评。 美国Namocell公司，作为一家专注于单细胞分离技术的生物仪器公司，一直致力于打造高效、准确、便捷的单细胞分离平台。在此基础上，Namocell在单细胞分离平台上也在不断开发更多新的应用。近年来，单抗药物的开发领域又被推上了一个新的高度，越来越多的公司都纷纷投入到这个热潮当中，随之而来的相关法规的要求也是越来越严格。在众多的要求当中，FDA对药物来源的单克隆源性的要求非常严格，这就要求生产和研发的企业在细胞株开发阶段做到严格的单克隆验证。目前市面上已经有几款孔板扫描设备能够得到FDA的认可，他们的数据可以用来作为单克隆源性的证明。在这里我们要讨论的是在验证前的分离阶段，如何快速、准确、高效的获得单细胞。除了上面提到的有限稀释法之外，昂贵的流式细胞分选仪也可以用来作为单细胞铺板工具之一，当然流式除了操作复杂，需要专人维护之外，分选得到的细胞常常复苏比例比较低。在流式分选中，细胞受到较大的鞘液压力的影响，会有一定程度的损伤，导致后期单细胞克隆率低。Namocell单细胞分离仪为细胞铺板提供了全新解决方案。该设备采用新的微流体技术能够实现快速，高效，准确的细胞铺板工作。分离过程轻柔，不会影响细胞的后续生长。能广泛应用于单抗开发中的CLD环节，以及单细胞测序等。最后，在本次报告中，Namocell还介绍了公司新的应用开发进展，向与会者分享了高表达细胞株筛选的全新方案，引起了很大的反响。

罗氏和加尔文医疗研究所近日宣布合作开发基于DNA测序针对表观基因组学分析的新技术。基因组学是一个迅速发展的领域，重点关注的是病人的诊断和治疗中DNA序列信息的潜在用途。近期，表观遗传学(非DNA序列或者遗传密码改变，而是DNA的二次化学修饰和染色体结构蛋白的基因表达引起表观遗传的改变)被认为在生物进程的宿主中起着重要的作用。表观遗传学在癌症中作用的研究也越来越多。由于染色体上负责影响基因表达的表观基因组事件大量存在，更多精确分析这些变化的先进手段正在出现。在为期两年的探索协议条款中，加尔文研究所和罗氏将合作开发精确分析表观基因组区域的新方法。这次合作汇集了加尔文研究所中世界领先的基因组学的专业知识和基础设施，以及来自罗氏测序部门的Roche NimbleGen进行靶向富集的产品。在协议中，罗氏NimbleGen SeqCap Epi产品将被加尔文研究所的科学家进一步用于表观遗传学在人类疾病中作用的研究中。加尔文研究所常务理事John Mattick教授说，这是一个领先公司和研究机构之间合作开发基因分析技术的优秀案例，这将促进更多人类生物学和疾病方面的研究并且促进交流机会。罗氏测序部门的研究部主管Tom Albert说，除了最近对测序技术平台的投资，我们的研究团队正在推进当下和未来技术中的测序应用。这次与加尔文研究所的合作展示了SeqCap靶向序列捕获产品附加的测序应用于表观遗传学研究的潜力。这将促使我们向诊所提供更多差异化的临床测序应用。更多关于Roche NimbleGen的信息，请访问www.nimblegen.com本新闻稿中使用和提及的所有商标均受法律保护。

近日，美国加州大学旧金山分校与纪念斯隆凯特琳癌症中心等单位的研究人团队合作Cell期刊发表了题为“Mapping information-rich genotype-phenotype landscapes with genome-scale Perturb-seq”的研究性文章。研究团队利用一种紧凑的、多路CRISPR干扰文库（CRISPRi），结合单细胞转录组测序、Perturb-seq技术等分析了数千个功能缺失的基因扰动在不同细胞类型中的作用，揭示了细胞表型、基因功能和调控网络的多维信息，绘制了第一个全面的人类细胞基因型-表型综合图谱。文章发表在Cell研究概要图，来源：Cell新基因功能数据可供其他科学家使用。图片来源：Jen Cook-Chrysos/Whitehead Institute建立遗传变化和表型之间的关联对于理解基因和细胞功能至关重要。经典的研究方式主要包括以表型为中心的“正向遗传”，即揭示驱动表型的基因变化；以及以基因为中心的“反向遗传”，即对确定的遗传变化引起的不同表型进行解析。近年来，基因技术的革新也推动了表观遗传遗传研究的进展。其中，CRISPR-Cas9基因编辑技术可以轻松地对基因进行编辑，进而抑制或激活基因，在揭示基本细胞机制、分化因子和遗传疾病相关基因以及识别癌症驱动基因等层面提供了有力工具。单细胞技术的发展也使在单细胞层面读取表观遗传学、转录组学、蛋白质组学和成像信息等成为可能，同时单细胞维度的研究也可以深入分析选择性遗传扰动影响的具体细胞类型和细胞状态。因此，单细胞CRISPR筛选可以同时分析单细胞的遗传干扰和高维表型，从而将正向遗传学的基因与反向遗传学丰富的表型相结合。虽然单细胞CRISPR筛选技术前景广阔，但其应用仅限于最多几百个基因扰动研究，并且这些基因扰动研究也通常被用来解决预先确定的生物学问题。目前，高通量、无偏颇的单细胞CRISPR筛选研究仍然缺失。主要研究内容全基因组Perturb-seq的多路CRISPRi策略Perturb-seq是指利用CRISPR-Cas9技术将基因变化引入细胞内，然后使用单细胞转录组测序捕获特定基因变化导致的转录组信息变化，能够研究给定细胞类型的全面遗传扰动影响，可以以前所未有的深度跟踪打开或关闭基因的影响。基于Perturb-seq，研究团队探究了可以提高可扩展性和数据质量的关键参数，例如遗传扰动模式和sgRNA库，并最终设计了一种包含多个时间点和细胞类型的Perturb-seq筛选方法，并可利用10x Genomics的液滴法单细胞转录组测序技术对所有筛选策略下的细胞状态进行解析。图1. 基因组尺度Perturb-seq的多路CRISPRi策略示意图，来源：Cell为了揭示基因扰动的功能后果和基因型-表型关系，研究团队使用人类血癌细胞系以及来自视网膜的非癌细胞，对超过250万个细胞进行了Perturb-seq，并使用这些数据构建了一个基因型-表型综合图谱。研究团队根据基因的共同调控将其聚类到特定表达程序中，并计算每个扰动簇中每个基因表达程序的平均活性。分析结果包含多个与基因干扰相关的已知表达程序，包括蛋白酶体功能障碍导致的蛋白酶体亚基上调、 ESCRT蛋白缺失时NF-kB信号通路的激活，以及胆固醇生物合成上调对囊泡运输缺陷的反应等。有趣的是，聚类分析发现了许多驱动红系或髓系分化的基因扰动，与K562细胞的多系潜能也是一致的。正如预期的那样，红细胞生成的关键调控因子（GATA1、LDB1、LMO2和KDM1A）的缺失导致了髓系分化增强，BCR-ABL及其适配体GAB2的抑制则促进了红细胞的分化。接下来，研究团队分析了选择性必需基因的分化作用，因为这些基因可能是颇具前景的治疗靶点。研究发现，在K562细胞中必需的酪氨酸磷酸酶PTPN1的缺失驱动了髓细胞分化。此外，在靶向实验中，联合敲除PTPN1和KDM1与单独敲除任意一个基因相比，导致分化和生长缺陷的表型会显著增加，表明这些靶点是通过不同的细胞机制发挥作用。以上结果强调了表型在了解细胞分化和治疗靶点方面的效用。图2. 基于Perturb-seq的基因型与表型关系汇总，来源：Cell单细胞中非整倍体的基因驱动和影响探索单细胞异质性可以揭示在整体或平均检测中被遗漏的机制。为了评估基因扰动诱导表型的外显率，研究团队采用SVD评分作为单细胞表型大小的衡量标准，通过单细胞SVD分数的变化对基因扰动进行表型影响评估。SVD评分是量化每个受扰动细胞的转录组相对于对照细胞的离群程度。分析结果表明，许多与染色体分离有关的基因都是细胞异质性的主要驱动因素，包括TTK、SPC25、DSN1，这些遗传干扰导致的极端转录变化可能是由于有丝分裂错误分离导致的染色体拷贝数的急性变化。为了探究这一点，研究人员使用inferCNV估算了基因组中单细胞DNA拷贝数变异。与预期一致，干扰纺锤体装配检查点的核心组成部分TTK，可以导致非整倍体和近整倍体细胞的染色体拷贝数发生显著变化。此外，干扰TTK的细胞中有76%发生了核型改变，未受干扰的细胞中只有2%发生了核型改变。值得注意的是，由于染色体的随机增加或减少，TTK敲除细胞具有高度可变的核型，这也是其表型异质性的原因。同时，该分析还揭示了单细胞CRISPR筛选可以用来解析表型，而不是预先定义的实验终点。图3. 单细胞中非整倍体的基因驱动和后果，来源：Cell发现线粒体基因组的应激特异性调控因子当前，领域内一个关键的科学问题是如何理解细胞核和线粒体基因组的表达来应对线粒体压力。该最新研究的实验设计为探究这一问题提供了可能。为了确定基因扰动引起的差异表达模式，研究团队检测了单细胞转录组测序数据在线粒体基因组中的分布。为了验证这种基于位置的分析的有效性，首先证实了已知线粒体转录调控因子（TEFM）和RNA降解（PNPT1） 的敲除会导致线粒体基因组位置发生重大变化。相比之下，研究发现许多基因扰动似乎导致了mRNA相对丰度的变化，而不是位置排列的总体变化。鉴于观察到的反应的复杂性，研究人员提出可能有多种机制影响不同线粒体编码转录本的水平，以应对不同的压力。图4. 解析压力应激下线粒体基因组的调控机制，来源：Cell结 语 单细胞CRISPR筛选代表了一种新兴的工具，可用于生成丰富的基因型-表现型图谱。但目前单细胞CRISPR筛选研究仅限于预先选择的基因，研究重点也是预先确定的生物学问题。在该最新研究中，研究团队进行了全基因组规模的单细胞CRISPR筛选，并展示了这些筛选策略是如何使用数据驱动的分析来解剖广泛的生物学现象，强调了关键的基因功能和衍生原则，同时绘制了丰富的基因型-表型图谱以指导未来的研究。该研究为系统探索遗传和细胞功能提供了源动力，同时也为领域提供了宝贵的数据资源。在未来，研究人员希望将Perturb-seq用于癌细胞系之外的不同类型细胞研究，也希望继续探索基因功能图谱。文章共同通讯作者Thomas M. Norman博士表示：“该研究是多个科研团队多年合作工作的结晶，很高兴看到它继续取得成功和扩展，我认为这个数据集甚至将使来自生物医学以外领域的研究团队进行各种分析成为可能。”参考文献：1. Replogle et al., Mapping information-rich genotype-phenotype landscapes with genome-scale Perturb-seq, Cell （2022）.2. Fianu, I., et al., （2021）. Structural basis of Integrator-mediated transcription regulation. Science 374, 883–887.3. Kummer, E., and Ban, N. （2021）. Mechanisms and regulation of protein synthesis in mitochondria. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 22, 307–325.

近年来，单细胞基因组学是十分热门的研究方向，以“三高”著名——高逼格、高门槛、高分文章。此外，对于下游测序公司来说，还存在高利润的优势。单细胞基因组学在免疫学、肿瘤学和神经学研究等各个科学领域发挥着关键作用。2013年，Nature杂志将年度技术授予了单细胞基因测序，认为该技术将改变生物界和医学界的许多领域。单细胞基因组研究主要技术单细胞基因测序主要步骤为：单细胞的分离--DNA/RNA的提取和扩增(全基因组扩增和全转录组扩增)---测序以及后续的分析和应用。其中，单细胞的捕捉和分离是第一步，具有一定挑战性，目前主要包括流式细胞术、激光捕获显微切割技术和微流控技术。全基因组和全转录组扩增是单细胞测序的难点，近几年也取得了较大突破，目前扩增技术已逐渐成熟。全基因组扩增技术主要有：简并寡核苷酸引物PCR扩增(DOP-PCR)，多重置换扩增(MDA)；和基于多次退火和成环的扩增循环(MALBAC)几种技术。全转录组扩增技术，从PCR扩增（SMART-SEQ2等）到IVT扩增（CEL-SEQ2等），到现在的高保真DNA聚合酶扩增（SPLIT-SEQ等）。单细胞测序上游市场及主要供应商由于单细胞基因测序技术的应用前景被广泛看好，多家上游科技企业纷纷投入研发单细胞基因测序产品，2017年以后，更多商业化单细胞测序平台陆续走向市场。目前，国外品牌在单细胞基因组学技术中占主导地位，包括10x Genomics、伯乐、富鲁达、Illumina和凯杰、BD、安捷伦等。2020年，全球单细胞基因组学产品的销售额为5.19亿美元，预计到2025年将以高个位数的年复合增长率增长。富鲁达的 C1平台，是世界上第一个商业化的用于基因组学研究的自动化单细胞样本制备系统。通过采用创新的微流控专利技术，能够快速可靠地分离、处理、并对单细胞进行基因组分析。利用微流控芯片(IFC)，可快速捕获并实现96或800个单细胞的核酸样本制备。一步法完成从捕获、裂解到逆转录和预扩增的过程，进行各类单细胞测序建库。该平台的商业化开始让更多人涉足单细胞测序领域，但该技术成本较高，通量相对较低，目前一些非RNA类单细胞测序仍会采用该技术。Fluidigm C1平台10X Genomics是一家年轻的公司，于2012年成立，2019年9月在美国纳斯达克上市，同年营业收入为2.46亿美元，一开始就专注于单细胞测序。2016年2月10X Genomics推出主要产品Chromium单细胞转录组测序平台，该平台利用微流控、油滴包裹和baecode标记等技术来实现高通量的细胞捕获技术，能够一次性分离、并标记500–10000个单细胞，从而获得每个细胞的3’端的转录组信息。10X Genomics 近两年也多次陷入专利纠纷的官司中，2020年后，其单细胞测序产品 Chromium开始全部使用Next GE微流控芯片。为了解决常规测序系统读长限制所带来的的无法满足组装、结构变异、多态性等问题，10X Genomics推出了GemCode平台，通过条形码信息将Illumina短序列再次连接，获得更有研究价值的长片段信息。10X Genomics还推出了升级版的Chromium系统，在GemCode的基础上整合单细胞测序。每次实验可分析1000至10000个细胞，增加了检测稀有细胞的灵敏度和准确度。10X Genomics Chromium单细胞测序产品BD Rhapsod单细胞捕获系统比10X晚一年推出，2018年3月进入中国市场。BD Rhapsod平台采用分子标签技术，为单细胞中每个转录本标记特异性分子标签，实现单细胞水平上基因表达谱的绝对定量。平台源于Cytoseq蜂窝板技术，采用20万+个微孔（远超过细胞数量，目的就是为了一孔一个细胞），因此可以叫做“微孔捕获”，效率更高。捕获后也是裂解细胞，再进行mRNA抓取。结合Rhapsody特有的单细胞分离技术，单次实验可制备100-10000个单细胞文库，用户可根据需求定制引物，将检测范围集中在目标基因，大幅降低后续测序成本。BD Rhapsody单细胞分析平台2017年1月，Illumina和伯乐在JP摩根健康大会上发布了Illumina® Bio-Rad® Single-Cell Sequencing Solution。该综合解决方案是单细胞分析的第一个新一代测序(NGS)工作流程。解决方案包括ddSEQ™ Single-Cell Isolator和SureCell™ WTA 3’Library Prep Kit。伯乐最好的液滴分离技术，Droplet Digital™ 技术，可以对单细胞进行隔离和编制条形码，然后在Illumina的许多主要NGS仪器上进行下游测序。全面的工作流程解决方案包括使用BaseSpace® Informatics Suite，Illumina的云端基因组学计算环境进行初级和中级数据分析，使用流式细胞分析技术的领先公司FlowJo, LLC所开发的SeqGeq™ 进行高级数据分析和可视化处理。该测序系统可一次性检测8个样本，每个样本可以得到500~10000个细胞，研究单细胞在组织功能、病情进展和治疗反应方面的协同作用。与其他高通量捕获平台相比：Illumina® Bio-Rad® 捕获效率低，仅为3%，但测序成本相对较低。Illumina® Bio-Rad® Single-Cell Sequencing Solution包括全新的ddSEQ Single-Cell Isolato（与NextSeq 500合照）宝生物（Takara Bio），是一家集试剂、耗材、仪器和服务为一体的生物技术公司，旗下的Clontech品牌拥有单细胞RNA-Seq文库构建的核心专利——SMART技术，由此发展处单细胞全基因组扩增技术、高通量单细胞捕获分选技术等。2015年2月份，宝生物收购的Wafergen公司开发出ICELL8 Single-Cell System单细胞分选平台，平台基于微流控芯片的技术，ICELL8利用WaferGen SmartChip TE平台筛选细胞，平台拥有5184个反应孔，可进行单细胞RNA测序样本的制备、扩增、表达谱建库测序、生物信息分析，快速得到样本间的基因表达差异。该平台具有通量高，周期快等特点，解决了传统单细胞扩增中通量低，价格贵的问题，为需进行大量细胞捕获筛选的研究提供了高效单细胞分选平台。该平台的细胞捕获效率为30%，成本相对较低。ICELL8 Single-Cell System2017年11月，英国Dolomite Bio公司推出Nadia单细胞自动制备仪，可平行运行1,2,4,8个样品， 每个样品18min内可生成6000个单细胞库；专为DropSeq方案设计；使用一次性试剂盒，防止污染；自动检测试剂盒状态，触摸屏控制，全自动运行。Nadia创新平台，可以使用自己的试剂，开发新的方法，可调节液滴大小、频率、温度、搅拌和时间等参数，一旦条件摸索成功，可通过Nadia单细胞自动制备仪在相同条件下平行运行2,4,8个样品。此前，该公司已推出单细胞RNA测序系统和μEncapsulator细胞包裹系统。Nadia单细胞自动制备仪Namocell是专注于单细胞分离分选技术的生物仪器公司，其自主研发的微流体单细胞分离平台，在单细胞基因组产前基因筛查方面已有所应用。 单细胞分选分离仪是集流式细胞术和微流控技术于一体的新一代细胞分离技术，仪器能够通过光电检测系统，识别标有荧光抗体的目的细胞，在激光照射的后的微流体通道中，设有电子开关，能够将目的细胞所在液体捕获，并且单个分离出来。Namocell单细胞分选分离仪除了细胞分选、建库和测序的仪器产品，凯杰、安捷伦等公司也在单细胞基因组研究领域有所布局，凯杰公司有单细胞全基因组扩增试剂盒，安捷伦公司除了之前的高通量寡核苷酸微阵列芯片和试剂盒等产品外，就在今天（1月26日）还宣布与一家叫新格元的分子诊断公司合作，共同开发针对单细胞测序的一站式解决方案，其中安捷伦将提供质量控制产品仪确保获得高质量测序文库，同时可改进样品处理和文库制备流程。此外，还有众多初创公司瞄准单细胞基因组学市场，以下为来源于某网站的不完全统计名单：国内也有科研团队正在从事相关领域的研究。如2020年12月，厦门大学杨朝勇教授团队研发的Digital-WGS样品前处理平抬，可基于数字微流控的自动化处理功能来简化高性能单细胞的WGS。该平台集成了并行纳升体积多重置换扩增(MDA)的所有主要步骤，包括从单细胞分离到全基因组扩增(WGA)的自动处理。通过在DMF芯片上结合流体动力学和表面润湿性，无论细胞类型和输入如何，都可以通过液滴操作自动有效地(100%)分离单个细胞。Digital-WGS允许在所有步骤中对液滴进行可寻址的控制，以大大提高裂解效率和反应的均匀性。可寻址和非接触式工作流程减少了与污染物或内源性背景的竞争，从而提高了基因组模板的有效浓度，为执行单细胞测序提供了一种有效的途径，对于单细胞基因组测序有广阔的应用前景。小结总体来讲，单细胞基因组学市场的快速发展，主要得益于政府及科研单位的重视和资金投入、测序技术成本的降低以及RNA测序技术的进步。此外还有多组学分析的专门技术，涉及利用各种“组学”学科，如基因组学、蛋白质组学和转录组学来收集和分析复杂、大量的生物数据。虽前景大好，单细胞基因组学市场目前仍面临诸多挑战，如相较于群体细胞测序，单细胞样品的分离、获取难度会大幅度增加，由于管理大量测序数据输出而导致的潜在数据分析错误，相关企业卷入了各种涉及知识产权、并购和其他商业交易的诉讼案件，以及新冠疫情导致2020年初产品销售中断等可能存在的持续影响。目前，单细胞基因测序更多应用还处于基础科研阶段，预计到2025年，单细胞基因组学将在整个科学技术市场占有重要地位。

近日研究发现，药理学家已经成功地绘制出心肌细胞的表观基因组。他们希望这一发现引起有关先天性心脏病和慢性心力衰竭的新见解。科学家们在《自然通讯》杂志上发表了相关内容。表观基因组是表观遗传机制的总体，表观遗传机制决定细胞中哪些基因是活跃的，哪些基因是不活跃的。内部或环境条件的变化，如营养、压力、或药物，可以留下表观遗传模式。这样的机制在癌症的发展过程中发挥重要作用，但它对心脏病的意义还不太为人所知。中文名称：人粘膜相关上皮趋化因子(MEC/CCL28)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human mucosae associated epithelia chemokine,MEC ELISAkit中文名称：人B细胞活化因子受体(BAFF-R)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human B cell activation factorr from the tumor necrosis factor family 中文名称：人血管内皮细胞生长因子受体3(VEGFR-3/Flt-4)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Vascuoar endothelial cell growth factor 中文名称：人血管内皮细胞生长因子受体1(VEGFR-1/Flt1)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Vascuoar endothelial cell growth factor 中文名称：人血管内皮细胞生长因子D(VEGF-D)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Vascular Endothelial cell Growth Factor D,VEGF-D 中文名称：人血管内皮细胞生长因子C(VEGF-C)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Vascular Endothelial cell Growth Factor C,VEGF-C 中文名称：人血管内皮细胞生长因子B(VEGF-B)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Vascular Endothelial cell Growth Factor B,VEGF-B 中文名称：人血管内皮细胞生长因子(VEGF)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Vascular Endothelial cell Growth Factor,VEGF ELISAkit 中文名称：人血管内皮细胞粘附分子1(VCAM-1/CD106)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Vascuolar cell adhesion molecule 1,VCAM-1 中文名称：人可溶性肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(sTRAIL)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human soluble tumor necrosis factor-related apoptosis 中文名称：人肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体4(TRAIL-R4)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human tumor necrosis factor-related apoptosis-中文名称：人肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体3(TRAIL-R3)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human tumor necrosis factor-related apoptosis-中文名称：人肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体1(TRAIL-R1)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human tumor necrosis factor-related apoptosis-中文名称：人肿瘤坏死因子β(TNF-β)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Tumor necrosis factor β,TNF-β ELISAkit 中文名称：人肿瘤坏死因子α(TNF-α)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Tumor necrosis factor α,TNF-α ELISAkit 中文名称：人肿瘤坏死因子可溶性受体Ⅱ(TNFsR-Ⅱ)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Tumor necrosis factor soluble receptor Ⅱ,TNFsR-Ⅱ 中文名称：人肿瘤坏死因子可溶性受体Ⅰ(TNFsR-Ⅰ)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Tumor necrosis factor soluble receptor Ⅰ,TNFsR-Ⅰ中文名称：人转化生长因子β1(TGF-β1)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Transforming Growth factor β1,TGF-β1 ELISAkit 中文名称：人转化生长因子α(TGF-α)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human transforming growth factor α,TGF-α ELISAkit中文名称：人基质细胞衍生因子1β(SDF-1β/CXCL12)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Stromal cell derived factor 1β,SDF-1β 中文名称：人干细胞因子受体(SCFR)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Stem Cell Factor Receptor,SCFR ELISAkit 中文名称：人干细胞因子/肥大细胞生长因子(SCF/MGF)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Stem cell factor/mast cell growth 中文名称：人可溶性CD40配体(sCD40L)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Soluble Cluster of differentiation 40 ligand,sCD40L ELISAkit 中文名称：人可溶性CD30配体(sCD30L)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Soluble Cluster of differentiation 30 ligand,sCD30L ELISAkit 中文名称：人正常T细胞表达和分泌因子(RANTES/CCL5)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human regulated on activation in normal T-cell 中文名称：人P选择素(P-Selectin/CD62P/GMP140)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human P-Selectin/CD62P/GMP140 ELISAkit 中文名称：人血血小板衍生生长因子AB(PDGF-AB)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Platelet-Derived Growth Factor AB,PDGF-AB ELISAkit 中文名称：人神经营养因子4(NT-4)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Neurotrophin 4,NT-4 ELISAkit 中文名称：人的神经生长因子(NGF)ELISA试剂盒价格96t/48t 英文名称：Human Nerve growth factor,NGF ELISAkit 心脏在人出生和发育后起着无可替代的作用。它是胚胎发育形成时的第一个器官，并不断用氧气和营养供应着整个身体所需。心肌细胞的细胞核承担着控制基因表达过程中的中央功能。Ralf Gilsbach博士 和Lutz Hein教授领导的研究小组现在已经开发出一种新颖的方法，他们分离心脏组织中不同类型细胞的心肌细胞的细胞核。科学家们应用下一代DNA测序的方法分离创建高分辨率的DNA甲基化图像的细胞核，该细胞核调整基因活性和所有基因的表观遗传标志一样的最重要的表观遗传机制。这使他们确定在出生过程中打开心脏基因程序的表观遗传开关会引起慢性心脏衰竭。目前研究人员想在微小的组织切片活检中进行表观遗传分析，比如在心导管检查中进行分析