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瞬时还是稳定?蛋白表达终极选择题,一篇内容全搞定!

来源:艾本德中国 Eppendorf China 更新时间:2026-01-15 15:15:25 阅读量:19
导读:一篇搞懂核心差异与适用场景,帮你实验效率翻倍!


前言

给你的细胞“下达”一个生产蛋白的任务

你是希望它像临时工一样快速交活儿,还是像正式员工一样长期在岗?

这……两者之间看起来似乎各有优劣??


在生物实验和生物制药领域,哺乳动物细胞表达系统绝对是“刚需工具”——不管是合成重组蛋白、抗体,还是研发疫苗,都离不开它。


比起细菌、昆虫细胞等其他表达系统,哺乳动物细胞的优势很突出:能做出和人类高度相似的翻译后修饰,保证复杂蛋白质正确折叠、发挥正常功能。而用它生产蛋白,核心有两种思路——【瞬时表达】和【稳定表达】。


两个不同的选择,直接影响了你的实验节奏、成本,乃至成败。


今天,我们就将这两大策略的核心差异、优缺点和适用场景一次说清,帮你彻底搞懂——何时该“短期合作”,何时需“终身雇佣”。


















先搞懂:蛋白瞬时表达 vs 蛋白稳定表达,核心区别在哪?

一句话说清核心区别:外源遗传物质(DNA/RNA)会不会整合到宿主细胞的基因组里——这是两者所有差异的根源。

图 1. 瞬时与稳定转染机制示意图(改编自 Kim, T. K 2010)



蛋白瞬时表达:

相当于给细胞“临时借”一段遗传物质,不改动细胞自身的基因组,只能短期产蛋白;等外源物质被降解或细胞分裂稀释后,表达就会停止。


蛋白稳定表达:

相当于给细胞“永久植入”一段遗传物质,直接整合到自身基因组,还能传给子代细胞,能长期、稳定地生产蛋白。

补充个小知识点:两者都能用物理法、生物法、化学法转染,比如阳离子脂质体转染、电穿孔、病毒载体这些常用方法。但有个小细节要注意:DEAE-右旋糖酐更适合瞬时表达的 RNA 转染,腺病毒/AAV 载体常用来做瞬时 DNA 表达,慢病毒则主要用于稳定表达。






优缺点大 PK:蛋白瞬时表达 vs 蛋白稳定表达

搞懂了核心区别,再对比两者的优缺点,就能精准匹配你的实验需求了!


一、蛋白瞬时表达:快节奏的“短期选手”

核心优势:高效灵活,省时间:

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▲ 省步骤:不用做筛选、不用分离克隆,转染后直接就能表达,既省时间又省资源;

▲ 速度快:转染后6小时就能检测到蛋白,24-96小时就能收获产物,紧急实验选它准没错;

▲ 灵活性高:随时能调整表达载体、优化实验条件,不管是DNA转染还是RNA转染都适用;

▲ 风险低:外源 DNA 不整合进基因组,能减少细胞意外的遗传改变,实验结果更纯粹;

▲ 性价比高:实验周期短、资源消耗少,而且很多时候能拿到高水平的蛋白表达,性价比拉满。


核心短板:不持久,难规模化:

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▲ 表达周期短:蛋白只能表达几天,后续随着外源物质降解、细胞分裂稀释,产量会慢慢下降;

▲ 表达不稳定:不同实验、不同批次的表达水平差异大,需要多轮优化才能保证一致性;

▲ 难规模化生产:如果要大规模产蛋白,瞬时表达的成本和效率都不如稳定表达。



二、蛋白稳定表达:稳扎稳打的“长期选手”

核心优势:稳定持久,适合量产:

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▲ 表达周期长:外源 DNA 整合进基因组后,能跟着子代细胞遗传,实现长期稳定表达;

▲ 表达波动小:稳定细胞系建立后,不同批次的蛋白表达水平差异小,实验结果更可靠;

▲ 适配规模化生产:长期持续表达且产量稳定,完全符合生物制药、工业级蛋白生产的需求;

▲ 蛋白质量优:长期表达环境更利于复杂蛋白(比如融合蛋白、多结构域蛋白)正确折叠和修饰,产物活性更有保障。


核心短板:周期长,门槛高:

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▲ 周期长:要经过多轮筛选、扩增、验证才能建立稳定细胞系,整个过程耗时久;

▲ 转染难度高:转染效率本身较低,需要反复优化转染条件才能提升成功率;

▲ 存在筛选压力:筛选时常用抗生素或生长因子,这些物质可能影响细胞生长,进而影响蛋白产量;

▲ 有基因组整合风险:外源 DNA 整合可能干扰细胞自身基因表达,导致基因组不稳定,进而影响细胞行为或产品质量。








适用场景对照:不用再纠结!

结合上面的优缺点,对应到具体实验场景。

  瞬时表达适合这些情况:

1. 紧急实验需求:比如做小规模、短期的科研项目,赶时间要快速拿到实验结果;

2. 基础科研研究:比如蛋白功能验证、结构分析、生化检测、报告基因分析等基础实验;

3. 药物研发前期:生物制药领域的前期探索、方法开发,需要快速制备治疗蛋白、抗体、疫苗样品;

4. 基因调控研究:比如做基因敲除/敲低、过表达实验(像 RNA 干扰、CRISPR/Cas9 相关实验),研究细胞信号通路机制;

5. 病毒载体生产:慢病毒、腺病毒、AAV 等病毒载体的制备,以及新型基因治疗的早期研发。

  稳定表达适合这些情况:

1. 规模化生产需求:比如生物制药、工业级蛋白生产,需要长期稳定的产量保障;

2. 长期实验研究:比如长期药理研究、疾病模型构建、临床前研究等需要长期观察的实验;

3. 复杂蛋白生产:需要正确折叠和修饰的复杂蛋白(比如融合蛋白)生产,稳定表达能提升产物活性;

4. 基因调控机制深入研究:需要长期观察基因表达对细胞影响的实验,稳定表达能保证实验的连续性。


我们简化为下表,该怎么选就很清晰了!


小提示:

蛋白瞬时/稳定表达,CHO 细胞(中国仓鼠卵巢细胞)和 HEK293 细胞(人胚肾细胞)是常见选择。HEK293 细胞在快速有效地生产具有复杂翻译后修饰的重组蛋白方面表现出色,而 CHO 细胞则具有稳定性、可扩展性和良好的实绩。随着对哺乳动物细胞蛋白表达的需求不断增长,大家都在致力于提高两种细胞系的培养适应性,以提高生产能力。


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不容忽视:哺乳动物细胞悬浮培养的应用挑战

理清了瞬时与稳定表达的选择逻辑,也明确了 CHO 和 HEK239 细胞的核心作用,但在实际的哺乳动物细胞悬浮培养过程中,科研人仍会面临诸多棘手难题,针对这些行业难题,我们特别整理了专项白皮书——《如何解决哺乳动物细胞摇瓶培养常见挑战》。书中不仅系统剖析了悬浮培养各环节的核心痛点,更提供了结合 Eppendorf CellXpert CS220 CO? 摇床的实操解决方案,点击图片即可下载!














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