细胞生物学 论文.doc

细胞工程制药的研究进展Xxx x级药学二班 20xx040202xx摘要 细胞工程制药是利用细胞工程进行生物制药的一种重要技术。其涉及的主要领域包括细胞融合技术、细胞拆合、细胞核移植技术、染色体改造技术、转基因动植物技术和细胞大量培养技术等。它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。尤其以细胞器移植技术广泛用于制药。此技术应用于生物制药研究后为生产疫苗、细胞因子乃至人造组织等产品提供了强有力的工具。通过细胞工程制药已成功制得单克隆抗体、红细胞生成素、淋巴因子、激素、肿瘤坏死因子等具有重要价值的药物。细胞工程制药相关研究起步较晚，但发展迅速，前景广阔。关键词 细胞工程；制药；细胞融合；核移植；转基因；细胞培养Present of Cell Engineering PharmacyABSTRACT Cell Engineering Pharmaceutical is an important technology for biopharmaceutical.Cell engineering involves major areas including cell fusion technology, cell and close, nuclear transfer technology, chromosome transformation technology, transgenic animal and plant technology and cell mass culture technology, etc. It is the application of cell biology and molecular biology theory and method, according to the design blue print of the people, in the cell level of genetic operation and the scale of the cell and tissue culture. Especially in organelles transfer technique is widely used in pharmaceutical. This technique is applied to biological pharmaceutical research to produce vaccines, cell factor and artificial organization products provide a powerful tool. Through the cell engineering pharmaceutical has successfully made monoclonal antibody, erythropoietin, lymphatic factor, hormone, tumor necrosis factor has the important value of the drug. Cell engineering pharmaceutical research started relatively late, but development is rapid, broad prospects.KEY WORDS cell engineering, pharmacy, cell fusion, nuclear transfer, transgene, cell culture细胞工程制药是细胞工程技术在制药工业方面的应用。随着其技术的成熟，在制药工业上扮演越来越重要的角色。如今这一技术已广泛应用于现代生物制药的研究和生产中。它的应用大大减少了用于疾病预防、治疗和诊断的实验动物，为生产疫苗、细胞因子乃至人造组织等产品提供了强有力的工具。使药物的研发、生产、药物试验的成本大大降低。为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供更多更好的保障。本文对生物工程制药进行简单阐述，旨在说明细胞工程制药的重要性和广泛应用性。1 细胞工程制药1.1 细胞融合 在我国目前动物细胞工程的发展中，技术最成熟的当数细胞融合。它是用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞融合为一个细胞的过程。可用于产生新的物种或品系及产生单克隆抗体等。其中淋巴细胞杂交瘤在国内已普遍开展，并培育了许多具有很高实用价值的杂交瘤细胞株系，它们能分泌产生在诊断和治疗病症方面发挥重要作用的单克隆抗体。如甲肝病毒单克隆抗体、抗人1gM单克隆抗体、肿瘤疫苗等可用于治疗疾病；抗人结肠癌杂交瘤细胞系分泌的单克隆抗体胞外区的单克隆抗体等则对诊断疾病具有重要价值。由于技术已趋成熟，目前许多单克隆抗体已经进入产业化的生产阶段。此外利用细胞融合技术可以生产各种免疫疫苗，肿瘤细胞/ 树突状细胞融合疫苗是近年来国内外恶性肿瘤免疫治疗研究的热点，在各种动物模型及病人身上观察到肿瘤的消退。Avigan 等将乳腺癌或肾癌病人的自体癌细胞与树突状细胞在含有人粒-巨噬细胞集落刺激因子、白介素-4 的自体血清中培养，加人聚乙二醇使两种细胞产生融合，融合细胞疫苗能使肿瘤消退，显示其在肿瘤治疗方面具有良好的应用前景。1.2 核移植 就是将一个动物的细胞核。移植到卵细胞中，并发育生长。核移植技术。科学家们已经先后在绵羊、小鼠、牛、猪、山羊等动物上获得胚胎细胞核移植后代，目前，体细胞克隆也在牛、山羊、小鼠等物种上均获得了成功。若将转基因与细胞核移植技术获得的克隆动物工厂相结合，在生物制药方面具有巨大的潜在应用价值。1998年，Rohl等用非静息期胎儿或纤维细胞成功克隆出3只健康、同类的携带外源标记基因的转基因克隆。Schnieke用此法成功克隆出3 只携带有人凝血因子IX基因转染绵羊早期胎儿成纤维细胞，以该细胞系为供体移植到去核卵母细胞中，经过电和化学刺激后，将卵母细胞植入假孕母绵羊体内发育，获得这3只绵羊，这3只绵羊能高水平地表达人凝血因子IX(125g/ ml )。Cibelli等同样也获得3 头转基因牛。这些研究展示了转墓因克隆动物技术的可能性，为细胞工程制药带来了光明前景。1.3 转基因动物 是指经人的有意干涉，通过实验手段将外源基因导入动物细胞中并稳定地整合到动物基因组中，且能遗传给子代的动物。让动物成为制药工厂、创造人类急需的生物制品。哺乳动物生物反应器好比在动物身上建“药厂”。动物的乳汁或者血液可以源源不断地为我们提供目的基因的产品。它的优越性还表现在产量高，易提纯，表达产物已经过充分修饰和加工，具有稳定的生物活性。另外，作为生物反应器的转基因动物又可无限繁殖，故具有投资成本低、药物开发周期短和经济效益高等优点。作为生物反应器的转基因动物，主要是利用其乳腺组织和血液组织进行定位表达，特别是用乳腺组织生产具有生物活性的多肽药物和具有特殊营养意义的蛋白质。至今已在以下动物的乳汁中生产出一些人类蛋白质药物：抗凝血酶、纤维蛋白原、人血清白蛋白、糖基转移酶、抗胰蛋白酶血清白蛋白、组织型纤维溶原激活因子抗胰蛋白酶、凝血因子IX、纤维蛋白原等。我国在这方面的研究也很活跃，并取得了一些成果。近几年来在转基因小鼠乳汁中成功地表达了人促红细胞生成素、人胰岛素原和人血清白蛋白。转基因动物除了可在生产基因工程药物方面发挥重要作用外，还可用于建立诊断和治疗人类疾病的动物模型，生产可用于人体器官移植的动物器官等方面。1.4 动物细胞培养 是指离散的动物活细胞在体外人工条件下的生长、增殖的过程。利用动物细胞培养生产的具有重要医用价值的生物制品有各类疫苗、干扰素、激素、酶、生长因子、病毒杀虫剂、单克隆抗体等，已成为医药生物高技术产业的重要部分，目前动物细胞培养生产较多的生物制剂是蛋白和抗体，通常采用中国仓鼠的卵巢细胞，事先将能产生某种蛋白质药品的基因片段与仓鼠卵巢细胞的DNA 融合。再在培养液中大量培养它们、最后得到所需药品。与微生物发酵法比，虽然产量相对较低。但设备费用节省得多，如属于小品种、小产品类生物工程产品，可采用此法。1.5 植物组织及细胞培养 植物细胞工程涉及诸多理论原理及实际操作技术，首当其冲的自然是培养技术，也就是将植物的器官、组织、细胞甚至细胞器进行离体的、无菌的培养。它是细胞遗传操作及细胞保藏的基础。近年来植物细胞培养技术主要致力于高产细胞株选育方法、悬浮培养技术、多级培养和固定化细胞技术、培养工艺优化控制、生物反应器研制、下游纯化技术等方面，并取得了较大进展。有些药用植物种类已实现工业化生产，如从希腊毛地黄细胞培养物通过生物转化生产地高辛、从黄连细胞培养物中生产黄连碱、从人参根细胞中生产人参皂苷等；相当种类的药用植物细胞大量培养已达到中试水平，如长春花生产吲哚生物碱、丹参生产丹参酮、青蒿生产青蒿素、红豆杉生产紫杉醇、紫草生产萘醌、三七生产皂苷等。1.6 转基因植物 利用基因工程技术，把目的基因导入待改造的受体植物细胞，进而培育出获得了目的基因性状的植物，就是转基因植物我国转基因植物研究起步较晚。但是，由于确立了正确的发展策略，并将其及时列入重点扶持的“863”高科技发展计划，因此发展较快，并已取得很大成就。利用转基因植物生产基因工程疫苗是当前的一大热点，研究主要集中在烟草、马铃薯、蕃茄、香蕉等植物，至今已获得成功的有乙型肝炎表面抗原(HBs Ag)、不耐热的肠毒素B亚单位(LT-B)、链球菌属突变株表面蛋白(spa A)等10多种疫苗。转基因植物除了可用于生产疫苗以外，还可以用来生产其它蛋白制品如激素等。1995年赵倩等就成功地把牛生长激素基因导入马铃薯，得到了转基因植株，从而为从植物中大量获得动物生长激素奠定了基础。2 细胞工程制药的前景作为现代生物技术之一的细胞工程技术在近半个世纪来突飞猛进，并已在医药领域取得了许多具有开创性的研究成果。随着细胞工程技术研究的不断深入，它的前景及其产生的影响将会日益地显示出来。动物细胞技术已经在疫苗的生产，基因工程和抗体工程的药物筛选、开发和生产中发挥了关键作用。目前，动物细胞技术已不只是用于获得研究、诊断或治疗用的蛋白质产品，其应用领域已扩展到细胞治疗、基因治疗和组织工程等新的治疗方法中。可以预见，在二十一世纪的生物学世纪中，无论在生物学基础研究，还是在生物高技术产业化领域中，都将继续提供动物细胞技术应用的舞台。参考文献1李刚,刘鹏等.我国细胞工程制药的研究现状和发展前景.中国现代用药药学杂志,2002,82赵玉平,杨夏等.植物细胞制药的研究进展.中国中医药现代远程教育.2012.63马瑞丽.动物细胞工程制药的研究进展J.科技资讯，2007，14：28-294胡显文,肖成祖.细胞工程在生物制药工业中的地位.生物技术通讯,2001,55王静,董瑞.生物工程制药研究进展.科学技术.2010,16邱志芳,章孝荣.转基因动物在生物制药工业中的应用.生物技术通讯.2005，16(2):213-2217霍乃蕊,韩克光.细胞融合技术的发展及应用.激光生物学报,2006,15(2):209-