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本文首先开发了适于重组CHO-GS细胞生长和蛋白质生产的无血清无谷氨酰胺培养基，在此基础上深入地研究了不同培养条件下重组CHO-GS细胞生长和胞内代谢特征的变化规律，最后进行了细胞的无血清悬浮流加培养。
采用DOEHLERT和HADAMARD统计设计方法建立了适于重组CHO-GS细胞生长和蛋白表达的无血清无谷氨酰胺培养基。添加25mg/L低分子量(5kDa)的硫酸葡聚糖，避免了细胞结团现象，在1.5L反应器中无血清悬浮流加培养重组CHO-GS细胞，培养时间延长至240h，细胞总量增加了10倍，蛋白质产量达到22IU/L。
在重组CHO-GS细胞有血清和无血清培养条件下，考察了谷氨酸浓度对细胞生长和代谢的影响，发现在无血清培养中，谷氨酸浓度为0.86mmol/L时，培养168h细胞最高密度达到1.35×106cells/ml，比有血清提高了47％。谷氨酰胺成为累积性氨基酸，在有血清培养时，天冬氨酸为消耗性氨基酸；在无血清培养中，当谷氨酸浓度是0.86mmol/L时，天冬氨酸为消耗性氨基酸，当谷氨酸浓度继续增加，天冬氨酸变为累积性氨基酸，葡萄糖的耗尽是导致细胞死亡的主要原因。氨的生成明显降低，在有血清和无血清培养中，生成的最高氨浓度分别为1.15mmol/L和0.79mmol/L。
由于GS系统的引入，氨对重组CHO-GS细胞毒副作用降低，在12.65mmol/L的高氨浓度下，细胞密度仍可达到8.9×105cells/ml，与重组CHO-dhfr-细胞相比有显著差异。随着氨浓度的升高，己糖激酶、丙酮酸激酶和乳酸脱氢酶活性增加，细胞参与糖酵解的流量增加，代谢过程更倾向于高能量生成途径。当起始氨浓度从0.36mmol/L增加到12.65mmol/L时，细胞对天冬酰胺和丝氨酸的利用增加，但对谷氨酸的消耗逐渐减少，当氨浓度为12.65mmol/L变为生成性氨基酸。氨的添加促进了谷丙转氨酶活性的增加，而谷氨酸脱氢酶活性受到抑制，表明谷氨酸脱氨途径受到抑制，转氨途径逐渐从谷草转氨酶途径偏移到谷丙转氨酶途径。氨浓度的升高促使细胞群体分布在G0/G1期的比例增加，重组蛋白质的比生产速率有显著提高。
通过重组CHO-GS细胞在谷氨酰胺和谷氨酸培养基的代谢研究，发现细胞在含谷氨酸培养基中，生长和蛋白质生产均优于含谷氨酰胺培养基，细胞密度和蛋白质产量分别提高了21％和18％。在含谷氨酸培养基中，谷氨酸替代谷氨酰胺成为主要消耗性氨基酸，氨的累积从有谷培养时的2.1mmol/L明显降至0.72mmol/L，谷草转氨酶，谷丙转氨酶和谷氨酸脱氢酶活性的增加表明细胞中谷氨酸到α-酮戊二酸转化增加。通过定量分析胞内三羧酸循环中的有机酸浓度，发现在两种培养中异柠檬酸的浓度均高于其他有机酸的浓度。由于转氨酶活性、谷氨酸脱氢酶活性及柠檬酸脱氢酶活性的提高，导致含谷氨酸培养基中α-酮戊二酸的浓度比含谷氨酰胺培养基中的浓度提高了8倍。