CHO细胞培养中乳酸产物的产生机理及影响

CHO细胞培养广泛应用于细胞工程，基因制药等领域。主要用于基因改造、重组蛋白等规模化放大生产工艺中。
在细胞培养过程中，有些产物对细胞有一定的毒害作用。比如：常见的副产物乳酸以及NH4+这两种物质，是CHO 细胞培养过程中常见的有害产物。只有掌握其产生机理才能在细胞培养过程中避免或减少这些物质的产生。

细胞生长过程中乳酸的产生机理
CHO细胞生长过程中的产生的乳酸主要有两种即：D-CH3和 L-CH3。在CHO细胞的对数生长期， 随着细胞的快速增殖，CHO细胞产物也会不断地积累，其中CH3和 NH4+ 会有明显的变化。乳酸产物的多少与丙酮酸浓度、乳酸代谢速度以及NADH/NAD+的含量所决定。

从乳酸生成的角度来看，丙酮酸是产生乳酸的主要来源。那么丙酮酸又是怎么来的呢？

CHO细胞培养过程中，丙酮酸的主要来源有三个：
1. 来源于培养基中。CHO培养基中的营养成分可以达到50-100种，其中丙酮酸成分虽然可以 作为细胞培养中的替代碳源，但容易形成L-CH3。所对于CHO培养一般不建议使用含丙酮酸钠的培养基。
2. 来源于糖酵解。培养基中的葡萄糖经过糖酵解过程形成丙酮酸再通过NADH/NAD+途径代谢产生L-型乳酸，这样高浓度乳酸不利于CHO 细胞的生长。所以，部分培养基生产商使用半乳糖来替葡萄糖或者通过限制葡萄糖 浓度 或补充其他碳水化合物来控制乳酸的形成。
3. 来源于丙氨酸等营养成分。丙氨酸在脱氨基的作用 也会生成丙酮酸和NH4+等产物。这些成分也会参与进一步的酶化反应产生乳酸，并伴随细胞的生长而累积。

丙酮酸的代谢途径
CHO细胞培养过程中丙酮酸进入TCA循环的量 一般很少，多数会通过NADH/NAD+的方式进入丙酮酸--乳酸--丙酮酸的循环。当乳酸产物浓度增高就造成乳酸累积，今儿影响到CHO 细胞的生长状态。

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