[发明专利]一种适用于哺乳动物细胞的双顺反子表达载体及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种哺乳动物细胞高效表达载体。

背景技术

按照宿主细胞的类型，可将基因表达系统大致分为原核、酵母、植物、昆虫和哺乳动物细胞表达系统。与其它系统相比，哺乳动物细胞表达系统的优势在于能够指导蛋白质的正确折叠，提供复杂的N型糖基化和准确的O型糖基化等多种翻译后加工功能，因而表达产物在分子结构、理化特性和生物学功能方面最接近于天然的高等生物蛋白质分子。从最开始以裸露DNA直接转染哺乳动物细胞至今的30余年间，哺乳动物细胞表达系统不仅已成为多种基因工程药物的生产平台，在新基因的发现、蛋白质的结构和功能研究中亦起了极为重要的作用。但是动物细胞外源蛋白表达效率低，且成本高，因此提高动物细胞外源蛋白表达效率，降低生产成本是当前急需完成的工作。

高水平的哺乳动物细胞表达载体应具有以下特点：有高效的启动子，以启动目的基因的转录；有效的转录终止信号，保证转录的正确终止；具有筛选与基因扩增标志，方便筛选染色体中高拷贝整合目的基因的细胞。在外源基因进行表达过程中，选用什么表达载体需要从多方面考虑，同一个表达载体，同一个启动子在不同的细胞类型中效果差异较大，这和该细胞中转录调控因子的存在状况有关，需要不断的摸索。

CHO(中国仓鼠卵巢)细胞是目前表达外源基因最常选用的工程细胞。其中CHO-dhfr^-和CHO-GS是哺乳动物细胞表达的主流细胞株，CHO-dhfr-system是广泛应用的工程细胞株(国外和国内多个保藏机构有售)，它可以在氨甲喋呤(MTX)压力下使外源基因的拷贝数扩增，使外源蛋白得到高水平的表达。而且，此细胞株易于转染，可以进行悬浮培养、无血清培养和高密度发酵。适宜在工业上大量生产重组蛋白。CHO-GS system是Lonza公司开发的一种高效的外源蛋白表达系统。在哺乳动物细胞内，谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase，GS)催化谷氨酸盐(glutamate)和铵盐(ammonium)合成谷氨酰胺(glutamine)，这一反应是细胞内谷氨酰胺的唯一来源。但是，有些体外培养的细胞(如小鼠骨髓瘤细胞)天然不能产生足够的GS分子，它们需要在培养基中添加外源性的谷氨酰胺才能维持正常的生长代谢。因此，GS被认为是理想的转染克隆筛选标记：在无外源性谷氨酰胺的条件下，只有整合入外来GS基因的细胞才能生长并形成克隆。在MSX的加压下可以使得CHO-GS细胞高效表达外源基因，通过优化表达载体的方式，可以提高宿主细胞对外源基因的表达，因此，构建一种适用于哺乳动物细胞，尤其是CHO细胞的高效表达载体在工业生产中意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于哺乳动物细胞并能高效表达外源蛋白的双顺反子表达载体及其应用，以降低外源蛋白的生产成本。

本发明一方面公开了一种适用于哺乳动物细胞的双顺反子表达载体，所述载体包括以下5’-3’方向的连接元件：

(1)开放阅读框1：包含依次排列的巨细胞病毒(CMV)早期启动子/增强子及内含子序列、多克隆位点、牛生长激素终止子序列；

(2)开放阅读框2：包含依次排列的巨细胞病毒(CMV)早期启动子/增强子及内含子序列、多克隆位点、牛生长激素转录终止子及猿猴病毒SV40启动子序列；

(3)筛选标记基因、猿猴病毒SV40终止子序列。

较优的，所述开放阅读框1和开放阅读框2的巨细胞病毒(CMV)早期启动子/增强子及内含子序列为SEQ ID NO：1。

较优的，所述开放阅读框1的牛生长激素转录终止子序列为SEQ ID NO：2。

较优的，所述开放阅读框2的牛生长激素转录终止子及猿猴病毒SV40启动子序列为SEQID NO：3。

较优的，所述猿猴病毒SV40终止子序列为SEQ ID NO：4。

较优的，所述开放阅读框1的多克隆位点包括NheI酶切位点和MluI酶切位点；所述开放阅读框2的多克隆位点包括EcoRI酶切位点和NotI酶切位点。

较优的，所述筛选标记基因选自二氢叶酸还原酶(DHFR)或谷氨酰胺合成酶(GS)基因。

较优的，所述适用于哺乳动物细胞的双顺反子表达载体是由质粒Pcmob3H改造获得。