基本信息
動物細胞培養工程
作者：張元興、易小萍、張立、孫祥明 編著
出版日期：2007年1月
書號：978-7-5025-9413-8
開本：16
裝幀：平
版次：1版1次
頁數：264頁
內容簡介
動物細胞培養作為進行細胞研究和細胞生產的重要技術，已經成功地套用於生物製藥產業，成為各國進行新藥研發的優先發展方向。相對於產業的蓬勃發展，動物細胞培養工程的理論發展和人才培養則相對滯後。作者基於20餘年的科研和教學實踐，將其科研成果匯集國內外的最近技術進展，編纂成為本書，並用作華東理工大學研究生教學用書。本書內容既涵蓋了動物細胞培養工程的五大關鍵技術(生物反應器、載體、培養基、培養工藝和過程最佳化)，同時又對細胞生長、凋亡的理論進行了詳細的闡述，最後還對動物細胞培養技術的套用環節——組織工程、蛋白質品質控制和生產工藝管理(GMP等)的具體內容進行了介紹。
這是一本集中論述動物細胞培養相關技術的理論、實踐、實例的綜合性圖書，反映該項工程技術的研究成果和最新進展，理論性和套用性兼顧的雙重特色，無論對於剛剛涉足動物細胞培養的研究生或本科高年級學生，還是專業的科研和工程技術人員，都是一本很好的參考讀物。
目錄
第一章動物細胞培養的歷史和發展1
第一節動物細胞培養的發展歷史1
第二節通過動物細胞培養得到的產品2
一、近年來美國食品和藥品管理局（FDA）批准的產品3
二、近來報導的工藝6
三、懸浮細胞培養過程7
四、貼壁細胞培養過程8
五、懸浮和貼壁細胞培養過程的共同
問題9
第三節哺乳動物細胞表達系統9
參考文獻11
第二章動物細胞生長的生物學15
第一節細胞分類和細胞系16
一、細胞的貼壁依賴性16
二、細胞培養物17
三、常用細胞系18
第二節細胞的生長和死亡20
一、細胞的生長和死亡20
二、細胞周期調控21
第三節哺乳動物外源蛋白質表達宿主細胞改造25
一、實現無血清、無蛋白培養26
二、改變細胞的能量代謝途徑26
三、改進細胞貼壁性27
四、增強抗細胞凋亡活性28
五、控制細胞增殖速率28
六、改善重組蛋白質糖基化28
參考文獻29
第三章培養基和添加劑31
第一節培養基的物理性質34
一、pH34
二、緩衝34
三、滲透壓34
四、溫度34
五、黏度34
六、表面張力和泡沫34
第二節細胞培養基的基本組成35
一、水35
二、低分子量營養物35
三、非營養性物質38
第三節血清39
一、蛋白質40
二、多肽40
三、激素40
四、代謝物和營養物40
五、無機物40
六、抑制劑40
第四節無血清和無蛋白培養基41
一、無血清培養基41
二、無血清培養基的常用添加成分41
三、無蛋白培養基45
四、利用無血清無蛋白培養基培養
動物細胞的方法和工藝45
第五節工業規模細胞培養的培養基46
一、低血清培養基和無血清培養基46
二、對貼壁依賴性細胞系懸浮培養
的培養基設計48
三、適合於高密度培養的低成本
培養基設計48
參考文獻49
第四章細胞培養的基本方法52
第一節動物細胞培養的基本條件和
常規操作52
一、細胞培養基本條件52
二、細胞的消化55
三、細胞計數55
四、動物細胞冷凍保存56
五、細胞培養的污染和控制58
第二節動物細胞培養工藝62
一、貼壁培養63
二、懸浮培養70
三、固定化培養71
參考文獻71
第五章細胞培養生物反應器73
第一節攪拌式生物反應器74
一、籠式通氣攪拌生物反應器74
二、傳遞特性分析75
三、雙層籠式通氣攪拌器生物
反應器（CellCul20）78
四、離心式攪拌器細胞培養
反應器（CellCul50）79
第二節氣升式細胞培養生物反應器81
一、氣升式生物反應器構型及原理81
二、混合和傳質83
三、氣升式生物反應器的套用84
第三節固定床和流化床生物反應器87
一、流化床生物反應器87
二、陶質矩形通道蜂窩狀生物反應器88
三、固定床生物反應器88
第四節膜式生物反應器89
一、中空纖維生物反應器及其原理89
二、中空纖維生物反應器的局限性
及其優缺點90
三、中空纖維生物反應器在動物
細胞及組織培養中的套用91
第五節生物反應器的檢測與控制92
參考文獻94
第六章細胞的損傷和死亡97
第一節細胞的損傷和保護97
一、水力相關的細胞損傷97
二、氣泡相關的細胞損傷103
三、細胞的保護107
第二節細胞凋亡109
一、細胞壞死和細胞凋亡的特徵110
二、細胞凋亡的檢測方法111
三、動物細胞培養過程中的細胞壞死
和細胞凋亡113
四、與細胞凋亡過程有關的基因114
五、抑制細胞凋亡的策略115
參考文獻118
第七章細胞培養模式120
第一節分批和換液培養121
一、分批培養121
二、換液培養122
第二節連續培養123
第三節灌注培養126
一、灌注培養過程的特性126
二、灌注培養系統的控制策略127
三、灌注培養的優點129
第四節流加培養130
一、流加培養基130
二、減少副產物的積累131
三、流加培養過程的檢測和控制131
四、流加培養過程中的動力學133
五、流加培養的舉例134
六、與其他操作模式的比較141
第五節細胞截留方式及裝置142
一、微載體沉降系統142
二、傾斜式沉降系統143
第一節動物細胞培養的發展歷史1
第二節通過動物細胞培養得到的產品2
一、近年來美國食品和藥品管理局（FDA）批准的產品3
二、近來報導的工藝6
三、懸浮細胞培養過程7
四、貼壁細胞培養過程8
五、懸浮和貼壁細胞培養過程的共同
問題9
第三節哺乳動物細胞表達系統9
參考文獻11
第二章動物細胞生長的生物學15
第一節細胞分類和細胞系16
一、細胞的貼壁依賴性16
二、細胞培養物17
三、常用細胞系18
第二節細胞的生長和死亡20
一、細胞的生長和死亡20
二、細胞周期調控21
第三節哺乳動物外源蛋白質表達宿主細胞改造25
一、實現無血清、無蛋白培養26
二、改變細胞的能量代謝途徑26
三、改進細胞貼壁性27
四、增強抗細胞凋亡活性28
五、控制細胞增殖速率28
六、改善重組蛋白質糖基化28
參考文獻29
第三章培養基和添加劑31
第一節培養基的物理性質34
一、pH34
二、緩衝34
三、滲透壓34
四、溫度34
五、黏度34
六、表面張力和泡沫34
第二節細胞培養基的基本組成35
一、水35
二、低分子量營養物35
三、非營養性物質38
第三節血清39
一、蛋白質40
二、多肽40
三、激素40
四、代謝物和營養物40
五、無機物40
六、抑制劑40
第四節無血清和無蛋白培養基41
一、無血清培養基41
二、無血清培養基的常用添加成分41
三、無蛋白培養基45
四、利用無血清無蛋白培養基培養
動物細胞的方法和工藝45
第五節工業規模細胞培養的培養基46
一、低血清培養基和無血清培養基46
二、對貼壁依賴性細胞系懸浮培養
的培養基設計48
三、適合於高密度培養的低成本
培養基設計48
參考文獻49
第四章細胞培養的基本方法52
第一節動物細胞培養的基本條件和
常規操作52
一、細胞培養基本條件52
二、細胞的消化55
三、細胞計數55
四、動物細胞冷凍保存56
五、細胞培養的污染和控制58
第二節動物細胞培養工藝62
一、貼壁培養63
二、懸浮培養70
三、固定化培養71
參考文獻71
第五章細胞培養生物反應器73
第一節攪拌式生物反應器74
一、籠式通氣攪拌生物反應器74
二、傳遞特性分析75
三、雙層籠式通氣攪拌器生物
反應器（CellCul20）78
四、離心式攪拌器細胞培養
反應器（CellCul50）79
第二節氣升式細胞培養生物反應器81
一、氣升式生物反應器構型及原理81
二、混合和傳質83
三、氣升式生物反應器的套用84
第三節固定床和流化床生物反應器87
一、流化床生物反應器87
二、陶質矩形通道蜂窩狀生物反應器88
三、固定床生物反應器88
第四節膜式生物反應器89
一、中空纖維生物反應器及其原理89
二、中空纖維生物反應器的局限性
及其優缺點90
三、中空纖維生物反應器在動物
細胞及組織培養中的套用91
第五節生物反應器的檢測與控制92
參考文獻94
第六章細胞的損傷和死亡97
第一節細胞的損傷和保護97
一、水力相關的細胞損傷97
二、氣泡相關的細胞損傷103
三、細胞的保護107
第二節細胞凋亡109
一、細胞壞死和細胞凋亡的特徵110
二、細胞凋亡的檢測方法111
三、動物細胞培養過程中的細胞壞死
和細胞凋亡113
四、與細胞凋亡過程有關的基因114
五、抑制細胞凋亡的策略115
參考文獻118
第七章細胞培養模式120
第一節分批和換液培養121
一、分批培養121
二、換液培養122
第二節連續培養123
第三節灌注培養126
一、灌注培養過程的特性126
二、灌注培養系統的控制策略127
三、灌注培養的優點129
第四節流加培養130
一、流加培養基130
二、減少副產物的積累131
三、流加培養過程的檢測和控制131
四、流加培養過程中的動力學133
五、流加培養的舉例134
六、與其他操作模式的比較141
第五節細胞截留方式及裝置142
一、微載體沉降系統142
二、傾斜式沉降系統143
三、旋轉過濾式細胞截留系統144
四、中空纖維細胞截留系統146
五、超音波細胞截留系統147
六、離心式細胞截留系統148
參考文獻149
第八章細胞培養過程中的代謝和調控153
第一節糖代謝153
一、糖酵解153
二、三羧酸循環155
三、磷酸戊糖途徑157
第二節胺基酸代謝158
一、胺基酸的脫氨基作用158
二、α酮酸的代謝159
三、谷氨醯胺的代謝159
第三節細胞培養中的代謝調控160
一、培養基的最佳化160
二、葡萄糖代謝和谷氨醯胺代謝
的相互影響163
第四節代謝副產物對細胞培養的影響164
一、乳酸165
二、氨173
三、丙氨酸183
第五節代謝工程185
一、哺乳動物細胞的糖基化加工186
二、昆蟲細胞中N糖鏈加工的缺陷187
三、代謝工程改善昆蟲細胞的糖基化188
參考文獻191
第九章組織工程193
第一節體外重建人體組織的培養193
一、種子細胞194
二、細胞培養方式194
三、細胞分化問題197
四、細胞特性的檢測199
五、質量控制199
第二節組織工程的研究進展200
一、人工皮膚200
二、造血組織200
三、人工肝臟200
四、胰組織201
五、軟骨組織202
參考文獻203
第十章動物細胞培養中蛋白質生產
的調控及品質控制205
第一節蛋白質生產調控的策略205
一、外源添加物提高蛋白質
的生產能力205
二、細胞培養環境對蛋白質
生產的影響224
第二節哺乳動物細胞生產的重組
糖蛋白的異質性231
一、蛋白質糖基化的生物學作用231
二、培養基成分對蛋白質糖基化
的影響233
三、代謝產物對蛋白質糖基化的影響235
四、添加寡糖前體對糖基化的影響237
五、丁酸鈉濃度對EPO糖基化
的影響238
參考文獻239
第十一章動物細胞培養的生產工藝管理244
第一節細胞庫244
第二節GMP規程245
一、動物細胞培養生產藥物的
生產特點246
二、硬體設施247
第三節生產過程的檢驗249
一、細胞庫檢驗249
二、培養物和產物檢測249
三、質量控制檢驗250
參考文獻253
四、中空纖維細胞截留系統146
五、超音波細胞截留系統147
六、離心式細胞截留系統148
參考文獻149
第八章細胞培養過程中的代謝和調控153
第一節糖代謝153
一、糖酵解153
二、三羧酸循環155
三、磷酸戊糖途徑157
第二節胺基酸代謝158
一、胺基酸的脫氨基作用158
二、α酮酸的代謝159
三、谷氨醯胺的代謝159
第三節細胞培養中的代謝調控160
一、培養基的最佳化160
二、葡萄糖代謝和谷氨醯胺代謝
的相互影響163
第四節代謝副產物對細胞培養的影響164
一、乳酸165
二、氨173
三、丙氨酸183
第五節代謝工程185
一、哺乳動物細胞的糖基化加工186
二、昆蟲細胞中N糖鏈加工的缺陷187
三、代謝工程改善昆蟲細胞的糖基化188
參考文獻191
第九章組織工程193
第一節體外重建人體組織的培養193
一、種子細胞194
二、細胞培養方式194
三、細胞分化問題197
四、細胞特性的檢測199
五、質量控制199
第二節組織工程的研究進展200
一、人工皮膚200
二、造血組織200
三、人工肝臟200
四、胰組織201
五、軟骨組織202
參考文獻203
第十章動物細胞培養中蛋白質生產
的調控及品質控制205
第一節蛋白質生產調控的策略205
一、外源添加物提高蛋白質
的生產能力205
二、細胞培養環境對蛋白質
生產的影響224
第二節哺乳動物細胞生產的重組
糖蛋白的異質性231
一、蛋白質糖基化的生物學作用231
二、培養基成分對蛋白質糖基化
的影響233
三、代謝產物對蛋白質糖基化的影響235
四、添加寡糖前體對糖基化的影響237
五、丁酸鈉濃度對EPO糖基化
的影響238
參考文獻239
第十一章動物細胞培養的生產工藝管理244
第一節細胞庫244
第二節GMP規程245
一、動物細胞培養生產藥物的
生產特點246
二、硬體設施247
第三節生產過程的檢驗249
一、細胞庫檢驗249
二、培養物和產物檢測249
三、質量控制檢驗250
參考文獻253
