G蛋白偶联受体家族(GPCRs)是最大的一类膜表面信号传导蛋白,其信号分子包括光子、气味分子、离子、脂质、激素、神经递质、代谢物等等,参与人类多种生理过程,例如平滑肌的收缩与松弛、神经系统中突触信号传递、免疫细胞的召集、视觉、味觉、细胞增殖、分化等,因此被认为是治疗相关疾病最理想的药物靶点。然而,由于其自身的特性,具有功能性的GPCRs表达量通常很低,这严重限制了多种研究手段的使用,比如核磁共振、X-射线晶体衍射。发展GPCRs的表达技术、提高具有功能性的GPCRs表达量自然就成了近年来结构生物学研究领域里的一个热点。在多种表达系统中,哺乳动物细胞是表达GPCRs最为理想的场所。本文针对核磁共振技术对样品的多种要求,通过对钙离子浓度的调控、透析血清细胞培养营养物质的回添以及培养过程中营养物质的补加等多条件的优化,实现了哺乳动物细胞HEK293SGnTI的大规模悬浮培养,并且获得了细胞生长密度较优化前30%的提高。通过两种抗生素压力的筛选,在细胞中引入了四环素调控系统,并获得了高产Opsin的稳定细胞株,进而大大提高了同等条件下的Opsin稳定表达量。在此基础上,本文进一步进行了CX3CR1、ADRB3两种GPCRs的稳定细胞株筛选工作。这三种GPCRs的大规模、稳定、高产表达,将为夜盲症、艾滋病及肥胖症的发病机制研究打下坚实基础。此外,本文所建立的方法同样适用于X-射线晶体衍射技术及其他研究手段对GPCRs样品的要求。