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第一章　动物细胞培养的历史和发展1

第一节　动物细胞培养的发展历史1

第二节　通过动物细胞培养得到的产品2

一、近年来美国食品和药品管理局（FDA）批准的产品3

二、近来报道的工艺6

三、悬浮细胞培养过程7

四、贴壁细胞培养过程8

五、悬浮和贴壁细胞培养过程的共同问题9

第三节　哺乳动物细胞表达系统9

参考文献11

第二章　动物细胞生长的生物学15

第一节　细胞分类和细胞系16

一、细胞的贴壁依赖性16

二、细胞培养物17

三、常用细胞系18

第二节　细胞的生长和死亡20

一、细胞的生长和死亡20

二、细胞周期调控21

第三节　哺乳动物外源蛋白质表达宿主细胞改造25

二、改变细胞的能量代谢途径26

一、实现无血清、无蛋白培养26

三、改进细胞贴壁性27

四、增强抗细胞凋亡活性28

五、控制细胞增殖速率28

六、改善重组蛋白质糖基化28

参考文献29

第三章　培养基和添加剂31

六、表面张力和泡沫34

五、黏度34

四、温度34

三、渗透压34

二、缓冲34

一、pH34

第一节　培养基的物理性质34

第二节　细胞培养基的基本组成35

一、水35

二、低分子量营养物35

三、非营养性物质38

第三节　血清39

六、抑制剂40

四、代谢物和营养物40

五、无机物40

二、多肽40

一、蛋白质40

三、激素40

第四节　无血清和无蛋白培养基41

一、无血清培养基41

二、无血清培养基的常用添加成分41

三、无蛋白培养基45

四、利用无血清无蛋白培养基培养动物细胞的方法和工艺45

第五节 工业规模细胞培养的培养基46

一、低血清培养基和无血清培养基46

三、适合于高密度培养的低成本培养基设计48

二、对贴壁依赖性细胞系悬浮培养的培养基设计48

参考文献49

第四章　细胞培养的基本方法52

第一节 动物细胞培养的基本条件和常规操作52

一、细胞培养基本条件52

二、细胞的消化55

三、细胞计数55

四、动物细胞冷冻保存56

五、细胞培养的污染和控制58

第二节　动物细胞培养工艺62

一、贴壁培养63

二、悬浮培养70

三、固定化培养71

参考文献71

第五章　细胞培养生物反应器73

第一节　搅拌式生物反应器74

一、笼式通气搅拌生物反应器74

二、传递特性分析75

三、双层笼式通气搅拌器生物反应器（CellCul-20）78

四、离心式搅拌器细胞培养反应器（CellCul-50）79

第二节 气升式细胞培养生物反应器81

一、气升式生物反应器构型及原理81

二、混合和传质83

三、气升式生物反应器的应用84

第三节 固定床和流化床生物反应器87

一、流化床生物反应器87

二、陶质矩形通道蜂窝状生物反应器88

三、固定床生物反应器88

第四节　膜式生物反应器89

一、中空纤维生物反应器及其原理89

二、中空纤维生物反应器的局限性及其优缺点90

三、中空纤维生物反应器在动物细胞及组织培养中的应用91

第五节　生物反应器的检测与控制92

参考文献94

第一节　细胞的损伤和保护97

一、水力相关的细胞损伤97

第六章　细胞的损伤和死亡97

二、气泡相关的细胞损伤103

三、细胞的保护107

第二节　细胞凋亡109

一、细胞坏死和细胞凋亡的特征110

二、细胞凋亡的检测方法111

三、动物细胞培养过程中的细胞坏死和细胞凋亡113

四、与细胞凋亡过程有关的基因114

五、抑制细胞凋亡的策略115

参考文献118

第七章　细胞培养模式120

第一节　分批和换液培养121

一、分批培养121

二、换液培养122

第二节　连续培养123

第三节　灌注培养126

一、灌注培养过程的特性126

二、灌注培养系统的控制策略127

三、灌注培养的优点129

第四节　流加培养130

一、流加培养基130

三、流加培养过程的检测和控制131

二、减少副产物的积累131

四、流加培养过程中的动力学133

五、流加培养的举例134

六、与其他操作模式的比较141

第五节　细胞截留方式及装置142

一、微载体沉降系统142

二、倾斜式沉降系统143

三、旋转过滤式细胞截留系统144

四、中空纤维细胞截留系统146

五、超声波细胞截留系统147

六、离心式细胞截留系统148

参考文献149

第八章　细胞培养过程中的代谢和调控153

第一节　糖代谢153

一、糖酵解153

二、三羧酸循环155

三、磷酸戊糖途径157

第二节　氨基酸代谢158

一、氨基酸的脱氨基作用158

二、α－酮酸的代谢159

三、谷氨酰胺的代谢159

一、培养基的优化160

第三节　细胞培养中的代谢调控160

二、葡萄糖代谢和谷氨酰胺代谢的相互影响163

第四节 代谢副产物对细胞培养的影响164

一、乳酸165

二、氨173

三、丙氨酸183

第五节　代谢工程185

一、哺乳动物细胞的糖基化加工186

二、昆虫细胞中N糖链加工的缺陷187

三、代谢工程改善昆虫细胞的糖基化188

参考文献191

第九章　组织工程193

第一节　体外重建人体组织的培养193

一、种子细胞194

二、细胞培养方式194

三、细胞分化问题197

四、细胞特性的检测199

五、质量控制199

第二节　组织工程的研究进展200

一、人工皮肤200

二、造血组织200

三、人工肝脏200

四、胰组织201

五、软骨组织202

参考文献203

第十章　动物细胞培养中蛋白质生产的调控及品质控制205

第一节　蛋白质生产调控的策略205

一、外源添加物提高蛋白质的生产能力205

二、细胞培养环境对蛋白质生产的影响224

第二节 哺乳动物细胞生产的重组糖蛋白的异质性231

一、蛋白质糖基化的生物学作用231

二、培养基成分对蛋白质糖基化的影响233

三、代谢产物对蛋白质糖基化的影响235

四、添加寡糖前体对糖基化的影响237

五、丁酸钠浓度对EPO糖基化的影响238

参考文献239

第十一章　动物细胞培养的生产工艺管理244

第一节　细胞库244

第二节　GMP规程245

一、动物细胞培养生产药物的生产特点246

二、硬件设施247

第三节　生产过程的检验249

一、细胞库检验249

二、培养物和产物检测249

三、质量控制检验250

参考文献253