基于多omics的基因组规模代谢建模改善了HEK293中的病毒载体产量

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 分子生物学分子生物学
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• HEK293细胞对于产生重组蛋白和像阿诺相关病毒 (AAV) 这样的病毒载体至关重要.
• 优化AAV生产产量仍然是一个挑战,尽管HEK293细胞的高转染效率.
• 了解AAV生产过程中的细胞和代谢反应是提高产量的关键.

研究的目的:

• 在AAV生产过程中对高产量 (HP) 和低产量 (LP) 的HEK293菌株进行多奥米克分析.
• 为了确定影响AAV产量的代谢瓶和细胞反应.
• 调查伪缺氧和缺氧诱导因子1-alpha (HIF-1α) 在AAV生产率中的作用.

主要方法:

• 多omics概况,包括脂组学,外代代谢学和转录学.
• 对HEK293菌株的基因组规模代谢模型 (GSMMs) 的重建.
• 药理上抑制HIF-1α以评估其对AAV生产的影响.

主要成果:

• 在HP和LP HEK293菌株之间观察到显著的代谢和细胞差异,LP菌株表现出伪氧症.
• 低氧诱导因子1-alpha (HIF-1α) 被确定为LP菌株的关键调节剂,与AAV生产率降低相关.
• 抑制HIF-1α会使病毒囊体的产生增加2.5倍,但病毒基因组数量会降低,这会对完全到空粒子的比率产生负面影响.
• HIF-1α抑制与通过酸通路 (PPP) 的核酸合成受损有关.

结论:

• 由HIF-1α调节的伪氧是限制某些HEK293菌株AAV产生的重要因素.
• 抑制HIF-1α具有一个权衡:增强囊组装与由于减少核酸合成而受到损害的基因组包装.
• 准HIF-1α为AAV生产增强提供了一个潜在的策略,但需要仔细平衡囊形成和基因组复制,以获得最佳的功能载体产量.