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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、pH 34

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