细胞因子科学选型--不同表达系统来源
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2026-01-22
当目标细胞因子的种类确定后,研究者往往会发现其可通过多种异源表达系统进行制备。在此情况下,如何依据实验需求与产品特性,科学筛选最优的表达系统,是保障后续实验可靠性与结果准确性的关键前提。
一、 主要表达系统的类型及特点
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对比维度 |
原核表达 (大肠杆菌) |
酵母表达 (毕赤酵母/酿酒酵母) |
昆虫细胞表达 (杆状病毒) |
哺乳动物细胞表达(CHO/HEK293) |
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翻译后修饰 |
无(无糖基化、磷酸化) |
有,高甘露糖型糖基化(非人类型) |
有,部分复杂糖基化 |
有,天然人类型复杂糖基化 |
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天然构象/生物活性 |
低-中(易形成包涵体,需复性) |
中-高(分泌型表达,折叠较好) |
高(接近天然构象) |
最高(与天然细胞因子一致) |
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纯度与 内毒素 |
纯度高,内毒素易残留(需额外去除) |
内毒素较低,糖基化杂质可能存在 |
内毒素低,纯度高 |
内毒素极低,纯度最高 |
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产量与成本 |
产量极高,成本最低(适合大规模生产) |
产量高,成本中低 (工业常用) |
产量中,成本中高 |
产量低,成本最高(限制大规模) |
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标签与分泌表达 |
多为胞内表达(包涵体),常带His 标签 |
分泌型表达为主,易纯化,可带标签 |
分泌型表达,标签可选 |
分泌型表达,天然信号肽,可无标签 |
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适用细胞 因子类型 |
非糖基化依赖型、小分子细胞因子 |
部分糖基化依赖型、中分子细胞因子 |
多数糖基化依赖型 |
高度糖基化依赖型、复杂构象细胞因子 |
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典型 应用场景 |
体外结合实验、抗体包被、成本敏感的批量实验 |
体外功能实验、部分体内预实验、工业酶 |
体外活性实验、疫苗佐剂、部分体内实验 |
体内药效实验、临床前研究、治疗性产品 |
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局限性 |
无修饰,活性低;内毒素风险;包涵体复性效率低 |
糖基化与人类不同,可能影响体内活性;部分蛋白易降解 |
产量有限,成本较高;糖基化仍有差异 |
成本高,产量低;周期长;易受污染 |
二、 场景化选择策略
建议根据“实验需求优先级→排除不满足的系统→最终匹配”的步骤进行选择。
1. 优先选原核表达(大肠杆菌)的场景
l核心需求是低成本、高产量、高纯度,且对生物活性要求不高。
l具体案例:
¡体外ELISA实验的标准品/包被抗原(只需要抗原性,不需要活性);
¡抗体筛选的结合实验(只需要正确的抗原表位,不需要天然构象);
¡大规模的蛋白纯化工艺开发(用于方法学验证,而非功能实验);
¡研究的是非糖基化依赖型细胞因子(如IL-2、IFN-γ、TNF-α等小分子、无复杂二硫键的细胞因子)。
l选型注意点:务必确认产品是否经过复性处理(复性效率直接影响活性),以及内毒素含量(用于细胞实验时,内毒素需<1EU/μg,否则会激活免疫细胞,干扰实验结果)。
2. 优先选酵母表达(毕赤酵母)的场景
l核心需求是平衡成本与活性,需要分泌型表达的可溶性蛋白,且对糖基化的要求不是“天然修饰型”。
l具体案例:
¡体外细胞增殖/活化实验(如IL-4、IL-6诱导B细胞增殖,活性足够满足实验需求);
¡工业级的细胞因子原料生产(如用于细胞培养的添加因子,成本比哺乳动物细胞低一个数量级);
¡研究的是中度糖基化依赖型细胞因子(如部分趋化因子、生长因子)。
l选型注意点:毕赤酵母的糖基化是高甘露糖型,可能会被人类体内的甘露糖受体识别,导致快速清除,因此不适合用于体内长效实验,仅适合体外或短期体内预实验。
3. 优先选昆虫细胞表达的场景
l核心需求是接近天然的构象和活性,且对成本的接受度高于原核/酵母,但又不需要哺乳动物细胞的极高成本。
l具体案例:
¡体外高灵敏度的功能实验(如细胞因子的信号通路激活实验、受体结合动力学实验);
¡疫苗开发中的佐剂细胞因子(需要高活性来增强免疫反应);
¡研究的是复杂构象的细胞因子(如多亚基复合物、含多个二硫键的蛋白)。
l选型注意点:昆虫细胞的糖基化仍与人类有差异,部分细胞因子的体内活性可能低于哺乳动物细胞来源,因此适合作为哺乳动物细胞的“平替”,用于前期实验优化。
4. 优先选哺乳动物细胞表达的场景
l核心需求是天然的生物活性、人类型翻译后修饰、极低的内毒素,且实验结果需要直接对应体内或临床场景。
l具体案例:
¡体内药效实验(如小鼠模型的肿瘤治疗、免疫调节实验,必须保证细胞因子在体内的长效性和天然活性);
¡临床前研究(用于治疗性细胞因子的开发,必须符合GMP标准,与天然人体细胞因子一致);
¡研究的是高度糖基化依赖型细胞因子(如EPO、G-CSF、IL-7、IL-15等,糖基化直接影响其半衰期、受体结合能力和生物活性);
¡干细胞培养(用于诱导干细胞分化、维持干细胞干性的细胞因子,必须保证天然构象和活性,避免对干细胞造成非特异性影响)。
l选型注意点:这是成本最高的表达系统,产量有限,因此适合用于关键实验的最终验证,而非前期的大规模筛选。同时,需确认产品是否为无血清培养,以避免血清蛋白的污染。
三、 快速决策总结
l低成本、高产量、体外结合实验→原核表达(大肠杆菌)
l平衡成本与活性、体外功能实验、工业生产→酵母表达(毕赤酵母)
l接近天然活性、体外高灵敏度实验、疫苗佐剂→昆虫细胞表达
l天然活性、体内实验、临床前研究、干细胞培养→哺乳动物细胞表达(CHO/HEK293)
翌圣生物开发了一系列专为细胞培养而设计的HiActi®细胞因子,经过严格的质量控制及细胞功能的验证,确保产品具有高活性、高纯度、高稳定性、低内毒素水平。产品种类丰富,适用于干细胞、神经细胞、类器官、免疫细胞以及多种细胞系的培养及功能研究。
在细胞培养和治疗中,针对不同类型的细胞选择合适的细胞因子至关重要。以下是针对常见细胞类型的细胞因子选择指南,涵盖干细胞、免疫细胞、类器官和其他功能细胞等。
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产品应用 |
产品货号 |
产品名称 |
产品货号 |
产品名称 |
产品货号 |
产品名称 |
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T/NK细胞培养 |
Human IL-2 |
Mouse IL-7 |
Human IL-21 |
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Mouse IL-2 |
Human IL-15 |
Mouse IL-21 |
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Human IL-7 |
Mouse IL-15 |
Human IL-12 |
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细胞因子诱导的杀伤细胞培养(CIK细胞) |
Human IL-2 |
Human IFN-γ |
Human IL-1α |
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Mouse IL-2 |
Mouse IFN-γ |
Mouse IL-1α |
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树突状细胞(DC细胞)培养 |
Human FLT3L |
Human sCD40L |
Mouse IL-1 beta |
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Human G-CSF |
Mouse sCD40L |
Human IL-4 |
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Human GM-CSF |
Human TNF-alpha |
Mouse IL-4 |
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Mouse GM-CSF |
Mouse TNF-α |
Human IL-6 |
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Human M-CSF |
Human IL-1 alpha |
Mouse IL-6 |
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Mouse M-CSF |
Human IL-1 beta |
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干细胞培养常用蛋白 |
Human Laminin 521 |
Human BMP-7 |
Human EPO |
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Human Laminin-511 E8 |
Human FGF-4 |
Human IGF-1 |
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Human Fibronectin |
Human KGF/FGF-7 |
Human OSM |
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Human Vitronectin |
Human FGF-10 |
Human IL-11 |
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Human/Mouse/Rat TGF-β1 |
Human SCF |
Human TNF-alpha |
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Human/Mouse/Rat TGF-β2 |
Mouse SCF |
Human/Mouse/Rat Activin A |
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Human TGF-β3 |
Human BAFF |
Human FGF8b |
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Human bFGF/FGF-2 |
Human FLT3L |
Human GDNF |
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Mouse bFGF/FGF-2 |
Human VEGF165 |
Human NT-3 |
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Human EGF |
Human TPO |
Human CNTF |
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Human HB-EGF |
Human PDGF-BB |
Human 4-1BBL |
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Mouse EGF |
Human DKK1 |
Human SHH |
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Human GM-CSF |
Human DLL4 |
Human Holo-Transferrin |
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Human M-CSF |
Human G-CSF/CSF3 |
Human Apo-Transferrin |
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Human/Mouse/Rat Activin A |
Human NRG1-beta1 |
Human LR3 IGF-1 |
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Human IL-1 beta |
Human LIF |
Human IGF-1 |
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Human IL-3 |
Mouse LIF |
Human PTH |
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Human IL-6 |
Human HGF |
Human DLL-4 |
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Human IL-8 |
Human IL-9 |
Human DLL-1 |
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Human BMP-2 |
Human/Mouse/Rat BDNF |
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Human BMP-4 |
Human beta-NGF |
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巨噬细胞培养常用蛋白 |
Human IFN-γ |
Human IL-10 |
Human GM-CSF |
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Mouse IFN-γ |
Mouse IL-10 |
Mouse GM-CSF |
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Human IL-4 |
Human IL-13 |
Human M-CSF |
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Mouse IL-4 |
Mouse IL-13 |
Mouse M-CSF |
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类器官培养常用蛋白 |
Human Wnt-3a |
Human FGF-10 |
Human NRG1-beta1 |
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Human RSPO1 |
Mouse FGF-10 |
Human SHH |
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Mouse RSPO1 |
Human FGF-7 |
Human VEGF165 |
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Human Noggin |
Mouse FGF-7 |
Human FGF-4 |
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Mouse Noggin |
Human HGF |
Human NT-3 |
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Human EGF |
Human BMP-4 |
Human RSPO3 |
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Mouse EGF |
Human BMP-7 |
Human/Mouse/Rat BDNF |
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Human bFGF |
Human OSM |
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Mouse bFGF |
Human Epiregulin |
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破骨细胞培养蛋白 |
Mouse RANKL |
Mouse M-CSF |
Human RANKL |
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Human M-CSF |
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细胞因子选购指南
翌圣生物依托多年研发生产经验与技术积累,开发了一系列“三高一低”的HiActi®细胞因子,经过严格的质量控制及细胞功能的验证,确保产品具有高活性、高纯度、高稳定性、低内毒素水平,助您拿到理想的实验结果。
HiActi®细胞因子选购指南
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类别 |
解决方案 |
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类别 |
解决方案 |
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培养用细胞因子 |
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类器官培养案例 |
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类别 |
解决方案 |
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多能干细胞 胚胎干细胞 诱导多能干细胞 |
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专能干细胞 神经干细胞 造血干细胞 间充质干细胞 |
IL-3/SCF/FLT3L:赋能HSPC体外高效扩增的核心驱动体系 |
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培养用细胞因子 |
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类别 |
解决方案 |
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先天性免疫细胞 吞噬细胞 树突状细胞 自然杀伤细胞 嗜酸/碱性粒细胞 |
小鼠骨髓来源的树突状细胞(BMDC)培养方法及细胞因子的选择 |
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适应性免疫细胞 T细胞 B细胞 |
翌圣生物HiActi®高活性细胞因子详细货号选购信息,请点击查看专题:翌圣生物HiActi®细胞因子系列产品-选购指南





