CHO-K1与CHO-S细胞遗传分化及抗体表达对N-糖基化谱的差异性调控机制研究

这篇综述通过质谱分析揭示了工业常用CHO-K1与CHO-S细胞系的遗传分化导致N-糖基化能力差异：CHO-K1细胞能产生更复杂、高唾液酸化（NeuAc）的N-聚糖，而抗体表达会促进糖链分支（antennal branching）。研究为生物制药（如单抗mAbs）的糖基化质量属性（CQA）优化提供了关键数据，对CHO细胞平台选择及糖工程（glycoengineering）策略具有指导意义。

　　

遗传分化与糖基化差异

数十年的遗传分化使CHO-K1和CHO-S细胞在N-糖基化能力上呈现显著差异。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）分析显示，CHO-K1细胞的N-聚糖比CHO-S细胞更大且更复杂，唾液酸化水平更高（25% vs 10%）。例如，CHO-K1细胞中双唾液酸化结构（m/z 2966）的丰度是CHO-S细胞的3倍。这种差异可能源于糖基转移酶表达量或高尔基体滞留时间的差异。

抗体表达的影响

抗体生产显著改变了宿主细胞的糖基化模式。在CHO-K1和CHO-S细胞中，抗体表达均导致糖链分支增加，如四天线结构（m/z 2530）在CHO-K1_mAb中升高（*p<0.05）。然而，CHO-K1_mAb的唾液酸化水平却比亲本细胞降低（21% vs 25%），而CHO-S_mAb呈现相反趋势。这种矛盾可能与细胞特异性代谢压力或分泌途径通量有关。

糖基化工程应用

通过IgG1-Fc突变体的对比发现，CHO-K1细胞更适合生产高唾液酸化治疗剂。例如，含Asn²²¹位点的Fc在CHO-K1中唾液酸化率达69.9%，而CHO-S仅42.3%。这种差异对设计靶向唾液酸受体（如治疗自身免疫病）的生物药至关重要。

技术方法与发现

研究采用内切-β-半乳糖苷酶（endo-β-galactosidase）消化结合质谱，证实CHO-K1细胞的糖链延伸能力更强（最大m/z 7820 vs CHO-S的5388）。此外，核心岩藻糖（core-fucose）修饰在CHO-K1中更丰富（24% vs 17%），但抗体表达削弱了这一趋势。

工业与临床意义

该研究为CHO细胞系选择提供了糖基化视角：CHO-K1适合复杂糖型药物，而CHO-S可能更利于高产量生产。未来需探索O-糖基化差异及特定生产率（specific productivity）对糖基化的影响，以进一步完善生物类似药（biosimilars）和生物改良药（biobetters）的开发策略。