用基因工程方法將bcl-2基因這種細胞凋亡抑制基因導入細胞，成為眾多研究者的選擇。bcl-2基因的過量表達能抑制Gln或氧缺乏引起的細胞凋亡，減少細胞特定營養成分的消耗，提高細胞密度和目的蛋白產量,這對于細胞大規模培養具有重大意義。對細胞的這種保護作用依賴于bcl-2等抑制基因的高水平表達。因此，需要尋求在低表達水平便可達到目的的更強的細胞凋亡抑制基因。
在大規模動物細胞培養條件下，細胞凋亡/死亡多是在營養成分耗盡、有毒代謝產物增多時發生。因此一種“細胞靜止”過程可以有效降低營養成分消耗和代謝毒物產生，提高CHO細胞的目的蛋白產率。方法是向CHO細胞中導入p21、p27的基因，使細胞周期中G1期延長(細胞靜止)，改造后，細胞活力正常，外源基因表達蛋白量提高。其優點是產品成本降低，產量提高，遺傳一致性高。
3、培養基與細胞系
動物細胞培養基是細胞賴以體外生長、增殖、分化的重要因素。在經歷了天然培養基、合成培養基后，無血清培養基成為當今細胞培養領域研究的一大課題。無血清培養基的優勢在于避免了血清的批次、質量、成分等對細胞培養造成的污染、毒性作用和不利于產品純化等不良影響。在生產疫苗、單抗和各種生物活性蛋白等生物制品的應用領域中，優化無血清培養基的成分可使不同的細胞在最有利于細胞生長和表達目的產物的環境中維持高密度培養。但無血清培養基并不適用于廣泛的細胞類型，不同類型的細胞甚至不同的細胞系或細胞株都有可能有各自的無血清培養基構成。在細胞早期培養階段，細胞對于無血清培養基的適應性往往是克隆特異性的，每個新的克隆常需要重新配制培養基和適應過程。最近研究表明，先使野生型宿主CHO細胞適應無血清培養基培養，然后轉染這些細胞得到的重組克隆在基因擴增后保持了在無血清培養基懸浮培養中的生長能力，其產品在生化和結構上類似于未處理的宿主細胞產物。
有些細胞株依賴于血清源性生長因子的特性可通過分子遺傳途徑予以改變，即導入特異生長因子的基因，使細胞能合成自身的生長因子來滿足細胞生長需要，而對細胞生長無副作用。另外，導入一些基因改變細胞生長周期的調控也可使細胞在無血清/蛋白的培養基中生長。
通過細胞工程方法使細胞高水平表達外源基因并正確加工表達產物，從而提高整個表達系統的產率，也成為應用大規模動物細胞培養生產外源目的蛋白的研究的重要手段。這種潛在的目標便是改變細胞的蛋白加工能力。tPA表達水平及分泌效率均和它與內質網膜上的結合蛋白
(BiP)這種分子伴侶的結合程度負相關。通過表達反義BiP轉錄物，tPA突變體與BiP的結合減少而分泌增加。在CHO細胞中通過穩定轉染并過量表達
BiP，阻止了未糖基化tPA突變體的分泌。因此，控制細胞中的分子伴侶能夠使細胞正確折疊、組裝、定位、分泌新合成的重組蛋白從而提高產量。
另外，控制外源基因表達的啟動子的特性是基因表達的基礎之一。強的啟動子成為眾所周知的選擇。但是，SV40早期啟動子、巨細胞病毒(CMV)啟動子調控基因表達均發生在S期，CHO細胞中腺病毒主要晚期啟動子(AMLP)調控外源基因表達是在G1期。對于利用重組動物細胞生產外源蛋白而言，S期表達需要提高細胞的生長速率，在批次或灌流培養中會嚴重降低產量；G1期表達將使細胞在高密度培養條件下保持較低生長速率而大量生產蛋白。構建細胞系時，細胞周期特異表達調控具有重要研究和應用意義。
4、過程監控
大規模動物細胞培養中由于大量細胞的代謝，細胞培養環境迅速改變，在線過程監控更為重要。離線取樣測定特別是產物濃度測定往往需要一天的時間，因此這種測定結果，不能用來及時指導生物反應器有關參數的控制和細胞培養環境的優化，而且頻繁取樣容易造成污染，增加費用。因此在線測定生物反應器中培養條件、代謝產物和目的產物濃度等大量數據，并對測定結果進行分析處理，及時對培養系統進行反饋性控制是成功進行大規模動物細胞培養的需要。
在生物反應器中，溫度、pH值、溶解氧濃度是細胞培養規模放大的早期研究內容。現在，這三個參數對細胞的影響已經明確，并在培養過程中實行了有效控制。
最近幾年中有關細胞培養過程監控的研究迅速增多。測量在線氧吸收速率確定從細胞生長期生產病毒到病毒感染期和細胞死亡后終止感染的轉換時間；用在線葡萄糖分析儀的測定調整灌流速度；測定氧消耗估計營養供應率的代謝負荷和控制；測定氧吸收速率估測ATP的形成；測量在線氧化還原能力作為活細胞濃度的指標等等眾多特定參數均得以測定并加以應用。細胞呼吸商似乎是衡量細胞生理狀態的潛在的有用參數，可測定在線氧吸收速率并用質譜儀分析廢氣中二氧化碳呼出率計算呼吸商。一般來說，呼吸商應接近1.0，這就要求細胞培養中盡量降低氧消耗和二氧化碳排出。
用親和層析與在線取樣系統偶聯進行在線蛋白質含量測定的方法已經完成。另外，用在線蛋白分解與反相色譜監測重組蛋白的糖基化以了解產品的一致性也成為一項有應用價值的技術。
5、結論與展望
可以推斷，更多的代謝中間產物對細胞培養的細微影響和機理將逐漸得以充分認識。對這些因素加以調節可以簡化篩選特定克隆的方法。細胞培養營養需要的重點將繼續朝著維持或增加產品質量及一致性上努力。基因改建在篩選、擴增目的基因及控制其表達或增強細胞壽命等方面顯示出強大生命力。改善細胞環境是當前眾多生物反應器及控制器研究者的不懈努力方向。隨著對細胞生長和產物生成之間相關性研究的深入，對生物反應器更多培養狀態參數的在線檢測以及各種新細胞生物反應器系統的開發利用，新的培養/控制模式將會在現有基礎上不斷產生。不斷成熟的大規模動物細胞培養技術不僅在生產藥用蛋白方面，而且在基因治療、基因疫苗用的病毒載體的生產、人工器官和組織移植用分化細胞的培養等研究領域都具有廣闊的應用前景.