2012年7月31日
在人类后基因组时代,在本机构的重组蛋白的结构,功能和治疗的研究和发展是至关重要的。在这里,我们描述了测试和大规模的蛋白质在人类胚胎肾细胞293T,可用于生产各种重组蛋白表达系统。
在本视频中,我们介绍了一种高效且经济的方法,用于从转染的HEK293T细胞中表达分泌性蛋白。首先,在六孔板中培养HEK293T细胞,使其融合度达到40%。随后,将GeneJuice转染试剂与待测质粒在无血清培养基中稀释,配制转染混合物。
将转染混合物加入细胞中,随后在37摄氏度下孵育,以促进蛋白表达。可通过蛋白质印迹法(western blot)检测上清液中的蛋白。一旦鉴定出合适的构建体,即可使用10层细胞工厂进行放大实验。
使用PEI作为转染试剂进行细胞转染。通过切向流过滤结合亲和层析,可以从培养上清中收获蛋白质。最终,该平台可实现多种大分子在毫克量级的表达。
与现有的杆状病毒昆虫细胞表达等方法相比,该技术的主要优势在于可在三周内完成大量构建体的筛选及表达放大。演示该实验流程的将是来自我实验室的三位研究生:Hello Aiden、Shada Zini 和 Jonathan Cook。首先,在六孔板中每孔接种 250,000 个 HEC 293T 细胞,每孔加入 1 毫升体积的含 10% FBS 的 DMEM 培养基,并轻轻晃动培养板,使细胞均匀分散。
然后将细胞在37摄氏度、含5%二氧化碳的湿润培养箱中孵育过夜。当细胞融合度达到约40%时,弃去上清液,加入2毫升新鲜培养基以制备转染混合物。首先,在一个无菌离心管中分装90微升无血清DMEM培养基。
然后加入3 µL的Gene Juice转染试剂,轻轻混匀管内溶液,并在室温下孵育5分钟。接着,加入10 µL浓度为100 ng/µL的经质粒小提纯化的DNA储备液,用于转染。
混匀管内溶液,室温静置15分钟。进行转染时,将混合物滴加至HEK 293T细胞上,逐滴加入,并轻轻晃动培养板,使转染混合物均匀分布。
然后在37摄氏度下孵育细胞。24小时后,向每个孔中加入1毫升新鲜培养基,并继续孵育48小时。转染后第3天,收集上清液,并通过蛋白质印迹法检测目的蛋白的表达水平。
确定合适的质粒构建体后,可扩大转染操作规模。使用10层细胞工厂,加入1.2升添加5% FBS的DMEM培养基。随后加入2亿个HEK 293T细胞,将细胞均匀分布至所有层中。
四个 225 平方厘米的 T 型培养瓶在长至 100% 融合时,大约含有 2 亿个细胞。将细胞在 37 摄氏度下孵育过夜。在 T 75 培养瓶中配制转染混合液,将 840 微克 DNA 溶解于 84 毫升无菌 1 倍 PBS 中。
加入2.5毫升浓度为1毫克/毫升的聚乙烯亚胺溶液(PEI),室温孵育15分钟。溶液应变得浑浊。随后,将转染混合物缓慢倒入细胞工厂中,并充分混匀。
总体分层。加入丙戊酸至终浓度为 4 毫摩尔/升。在转染混合物添加后,可提高表达产量。
将培养物在 37 摄氏度下孵育四天,以进行蛋白表达。转染后第四天收集培养基,并立即清洗细胞工厂以备重复使用;在 4 摄氏度下以 6,000 G 离心收集的培养基 30 分钟,并通过 0.22 微米无菌杯式真空过滤装置过滤,以去除任何颗粒物质。然后使用 Centra Mate 切向流过滤系统将上清液浓缩至 75 毫升。
当上清液浓缩后,可通过亲和层析纯化目标蛋白。在本实验中,我们利用此处所述的大规模系统纯化了人AAL两种受体胞外域的HA标记亚基,随后通过高亲和力抗HA层析进行进一步纯化。结果如本考马斯亮蓝染色的SDS-PAGE分析所示。
白介素-2受体α亚基和γ亚基的胞外区在SDS-PAGE凝胶电泳中的迁移分子量分别为40千道尔顿和46千道尔顿。IL-2Rα和IL-2Rγ上存在的EnLink糖链的异质性导致电泳条带展宽。较高分子量的条带代表污染的牛血清白蛋白(BSA)。
观看本视频后,您应能充分掌握如何利用10层细胞工厂通过人源细胞培养表达蛋白质。请注意,HC 293T细胞属于生物危害性材料,必须在生物安全二级条件下操作。请始终穿戴适当的个人防护装备,并根据机构和政府指南对操作表面进行消毒。
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本文介绍了一种利用人胚胎肾293T细胞高效表达分泌蛋白的时间和成本节约型方法。该方法能够生产具有天然构象的重组蛋白,这对于多种研究应用至关重要。
高效生产具有天然构象的分泌型人源蛋白,是生物制药发现和临床前研究中的关键转折点。该基于HEK 293T细胞的平台可快速、可扩展且经济高效地生成毫克级的功能性蛋白,支持结构学、生物物理和生物化学研究。该方法直接满足了哺乳动物细胞翻译后修饰的需求,并加快了针对多种治疗靶点的蛋白构建体筛选与放大生产。
该平台整合了从早期构建筛选到大规模蛋白质生产的全过程,架起了发现生物学与临床前研究之间的桥梁。