高细胞密度下流感病毒引起的MDCK细胞凋亡机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21206040
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0812.生物化工与合成生物工程
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Due to increasing requirements for vaccine production, large amounts of infectious viral particles need to be generated by designing efficient and scalable virus production processes. However, one of the major restrictions on the production of virus is the cell density effect: there is a drop in cell-specific virus productivity associated with increased cell concentration at infection, and the production of virus is limited by low cell densities. The Cell density effect is caused by several factors. Our researchs show that the most important factor maybe is the apoptosis of the cell at the time of infection which is probably a determining factor for virus production. Therefore, in this study, the mechanism of generation of cell apoptosis in high cell density culture and its infection of influenza virus replication process will be study in MDCK cells. Through focus on the effect of virus infection parameters, culture environment and operating conditions on cell apoptosis, we will understand the variation of the proportion of apoptosis in high cell density conditions and reveal its mechanism of cell apoptosis effect on virus production process. By analyzing the activities of key enzymes and proteins of different cell apoptotic pathways, we will understand the mechanism of cell apoptosis in different cell density culture, and clarify the main pathway and the key steps of cell apoptosis. On this basis, further analysis of the influence of cell apoptosis on virus infection and replication process will be done to find out the key limiting factor in virus production. After that, we take appropriate measures to improve the efficiency of virus production, and thus cost-effective vaccines industrial production process could be establish. At the same time, this study will promote the vaccine industry based on large-scale production of cells and improve the efficiency of virus production.
在细胞生长到高密度进行感染病毒时,单位细胞病毒扩增效率下降导致病毒产量低,已成为限制基于细胞培养生产疫苗高效工业化生产的关键性难题之一。前期研究表明,病毒引起的细胞凋亡可能是显著影响因素之一。本项目将在前期工作基础上,以流感病毒和MDCK细胞为研究体系,紧紧围绕高细胞密度条件下病毒扩增效率低这一核心问题,通过研究病毒感染参数、培养环境、操作条件对细胞凋亡的影响,认识高细胞密度条件下细胞凋亡比例变化的规律,揭示其对病毒感染复制过程的影响,并在此基础上分析细胞凋亡途径的关键酶活和蛋白表达,进一步阐明细胞凋亡的机制,为提高病毒产量,实现疫苗产能的突破,建立经济有效的疫苗工业化生产过程奠定基础。同时,本项目的研究结果对基于细胞生产疫苗行业的规模化生产有重要的指导意义。

结项摘要

在细胞生长到高密度进行感染病毒时,单位细胞病毒扩增效率下降导致病毒产量低,已成为限制基于细胞培养生产疫苗高效工业化生产的关键性难题之一。本项目在前期工作基础上,以流感病毒和MDCK细胞为研究体系,紧紧围绕高细胞密度条件下病毒扩增效率低这一核心问题,通过研究病毒感染参数、培养环境、操作条件对细胞凋亡的影响,认识了高细胞密度条件下细胞凋亡比例变化的规律,揭示了其对病毒感染复制过程的影响,为提高病毒产量,实现疫苗产能的突破,建立经济有效的疫苗工业化生产过程奠定基础。首先从细胞生长和病毒增殖效率两方面考察各种影响因素,确立了基于MDCK细胞培养的流感疫苗高效生产工艺。首先考察了TPCK-胰酶浓度、MOI和TOI三个感染参数。最适TPCK-胰酶浓度和MOI分别为5.0 mg/L和0.01;单位细胞病毒产率Svy随TOI增大而降低,TOI为72 h时病毒滴度最高而Svy低下,表明产率仍有较大提升空间。因此,为进一步提高该TOI条件下的Svy,考察了营养和培养环境条件对病毒扩增的影响。通过换液培养证明可通过调整产毒期营养提高Svy;以基础营养物优化后的培养基扩增病毒,HA滴度和Svy均显著提高;产毒期添加丁酸钠亦能显著提高Svy。DO对病毒产率无显著影响;pH可显著影响病毒产率,最适细胞生长期pH(pHg)为7.0,最适产毒期pH(pHpi)为7.2;温度亦显著影响病毒产率,细胞生长期温度(Tg)和产毒期温度(Tpi)最适值均为35°C。据此,确立了基于MDCK细胞培养的流感病毒高效生产工艺,HA滴度达213 HA units/50 µL,Svy达(41.31±0.98)×103 virions/cell。综上所述,pHpi、Tg和Tpi等培养环境条件对MDCK细胞中流感病毒增殖效率的影响机理为:控制适当pHpi、Tg和Tpi均可有效调控细胞生理状态(主要表现为提高G0/G1期细胞比例和减少凋亡发生),使之更利于病毒感染和进入细胞,且延长病毒在胞内的扩增时间。同时,在此种细胞生理状态下,病毒RNA酶表达量增加,且胞内抑病毒蛋白EBP1表达量下降,使病毒RNA复制效率得到有效提高。通过本文的研究,开发了基于MDCK细胞培养的流感病毒疫苗高效生产工艺,为流感疫苗的工业化生产奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
感染时间对MDCK细胞中H1N1甲型流感病毒扩增过程的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生物技术通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范里;赵亮;谭文松;陈则
  • 通讯作者:
    陈则
Plackett-Burman与响应面法相结合优化化学成分明确的MDCK细胞无血清无蛋白培养基
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国生物制品学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘旭平;谭文松;罗剑;陈则
  • 通讯作者:
    陈则
Rational design of medium supplementation strategy for improved influenza viruses production based on analyzing nutritional requirements of MDCK Cells.
基于MDCK细胞营养需求分析,合理设计提高流感病毒产量的培养基补充策略。
  • DOI:
    10.1016/j.vaccine.2014.10.067
  • 发表时间:
    2014-12
  • 期刊:
    Vaccine
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Ye, Zhaoyang;Tan, Wen-Song;Luo, Jian;Chen, Ze
  • 通讯作者:
    Chen, Ze
微载体浓度与细胞接种密度对MDCK细胞生长的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国生物制品学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈则;刘旭平;谭文松;周燕
  • 通讯作者:
    周燕
Monitoring sialylation levels of Fc-fusion protein using size-exclusion chromatography as a process analytical technology tool.
使用尺寸排阻色谱作为过程分析技术工具监测 Fc 融合蛋白的唾液酸化水平。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Biotechnology Letters
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Deng, Xiancun;Fai Poon, H;Tan, Wen-Song;Liu, Xuping
  • 通讯作者:
    Liu, Xuping

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其他文献

伴有t(3;5)(q25;q34)的骨髓增生异常综合征急性髓系白血病变患者的分子特征
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华血液学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张悦;张美荣;王一;薛永权;郑以州;肖志坚;邵英起;刘旭平
  • 通讯作者:
    刘旭平
船艉开槽型安装船及其运动特性数值分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国舰船研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘旭平;唐友刚;张少洋
  • 通讯作者:
    张少洋
船尾开槽型安装船及其运动特性数值分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国舰船研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘旭平;唐友刚;张少洋
  • 通讯作者:
    张少洋
伴染色体结构异常的骨髓增生异常综合征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于明华;刘世和;于阳;张悦;肖志坚;刘旭平
  • 通讯作者:
    刘旭平
肿瘤靶向腺相关病毒携带干扰素β和TRAIL对A549肺癌移植瘤的增强治疗效应(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谭文松;刘新垣;刘旭平;何凌峰;蔡海波;王毅刚;何国清;孔彦平
  • 通讯作者:
    孔彦平

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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