案例应用丨 突破行业瓶颈!CEL-G® Culture Ad60系列固定床生物反应器实现外泌体低成本、高效率生产

Release date:2024-05-30


外泌体是活细胞在正常或病理条件下释放的一类细胞外囊泡(EV),直径范围为30至150nm,含有分泌的活性生物分子。外泌体的膜主要由脂质和蛋白质组成,其内容物中除蛋白质外还发现了多种核酸,包括DNA、mRNA、microRNA和ncRNA等。


图1.外泌体的结构和主要生物学功能[1]


外泌体可以由所有细胞类型分泌,包括免疫细胞、神经元细胞、上皮细胞、内皮细胞、胚胎细胞、癌细胞和间充质干细胞等,广泛分布于血液、尿液、唾液、乳汁、胆汁等各种体液中。


由于外泌体能够将核酸、蛋白质和脂质在内的多种生物活性分子从供体细胞转移到受体细胞,介导细胞间通讯和分子转运,因此外泌体在生理病理标志物、药物递送及医美领域均具有巨大的应用潜力。



案例应用


当前外泌体的一个热门研究方向为间充质干细胞来源的外泌体。间充质干细胞能够分泌外泌体和生物分子,包括细胞因子、趋化因子和生长因子。研究表明,间充质干细胞在修复应用中的有益效果可归因于旁分泌信号传导,其中包括外泌体等分泌囊泡。然而,外泌体的应用目前遇到了外泌体低产量和低效率的瓶颈,因此,需要大量的细胞来产生足够的外泌体,而实现大规模间充质干细胞培养自动化成为亟需攻克的关键课题。同腾新创自主研发了一款CEL-G® CultureAd60系列固定床生物反应器,适用于大规模细胞培养、cGMP级病毒生产及外泌体收获,独特的技术为细胞生长提供低剪切力的3D培养环境。


图2. CEL-G® Culture Ad60 系列固定床生物反应器


在2㎡固定床生物反应器上,脐带来源的间充质干细胞(UCMSC)上扩增培养7天后,总细胞数扩增4倍,且分布均匀。


图3. Day7取样条上的细胞计数结果


分别在Day3、Day5和Day7进行全部上清原液收获,共计获得上清原液5.8L。NTA检测外泌体,单位浓度2.9-5.3×1010particles/mL,外泌体总产量达到了惊人的2.6×1014particles/mL。


图4.葡萄糖代谢浓度曲线图


图5.收获外泌体产量结果




CEL-G® Culture Ad60系列固定床生物反应器为外泌体收获提供了更加稳定、高效和快捷的智造平台,从而实现外泌体规模化生产。



参考文献:

[1]Raghu Kalluri, Valerie S. LeBleu Department of Cancer Biology, Metastasis Research Center, University of Texas MD Anderson Cancer Center, Houston, TX, USA. School of Bioengineering, Rice University, Houston, TX, USA. Department of Molecular and Cellular Biology, Baylor College of Medicine, Houston, TX, USA. The biology, function, and biomedical applications of exosomes. Science. 2020 February 07; 367(6478): . doi:10.1126/science.aau6977.