无细胞表达系统（Cell-Free Protein Expression System），也被称为体外表达系统，是一种在细胞外部进行蛋白质合成的技术，不依赖于真实的细胞环境。该系统通过利用细胞提取物、细胞质萃取物或合成的细胞自由体系中的细胞合成机器、蛋白折叠因子及其他相关酶系，结合外源DNA或mRNA模板，以及添加必要的底物（如氨基酸、能量底物、辅因子、盐和核苷酸）来实现蛋白质的体外合成。
无细胞表达系统的主要作用：
1、高效快速的蛋白合成
速度快：相比传统的基于细胞的表达系统，无细胞表达系统可以在几小时内完成蛋白质合成，而传统方法通常需要几天甚至更长时间。
效率高：该系统突破了细胞生长和代谢的限制，能够快速且大量地产生目标蛋白，显著提升了生产效率。
2、毒性蛋白的表达
耐受性强：由于不依赖于活细胞，无细胞表达系统对毒性蛋白的耐受力高，使其能够合成那些在体内会对宿主细胞造成毒害的蛋白。
应用广泛：这一特点使得无细胞系统在合成具有特殊功能的毒性蛋白时具有独优势，如抗癌蛋白药物的研究和开发。
3、高通量药物筛选
高通量表达：无细胞表达系统适用于高通量蛋白表达，可快速生成大量的蛋白样品用于药物筛选。
自动化兼容：该系统易于自动化，有助于实现大规模的药物筛选和蛋白表达项目的自动化管理。
4、复杂蛋白的正确折叠
调控简便：无细胞系统可通过调节反应条件促进蛋白质的正确折叠，从而获得具有生物活性的蛋白质。
灵活性高：研究者们可以根据需要调整反应体系，以优化特定蛋白质的合成和折叠效率。
5、个体化定制肿瘤疫苗
个性化医疗：无细胞表达系统可用于快速生产针对特定患者的个体化肿瘤疫苗，大大缩短疫苗的研发和生产时间。
精确治疗：通过快速合成特定的肿瘤相关抗原蛋白，为癌症患者提供定制化的治疗选项，提高了治疗的针对性和效果。
6、降低实验要求和成本
操作简便：无细胞蛋白合成过程简单，对实验室环境和操作人员的要求较低，简化了实验操作。
成本效益：经过优化，无细胞系统的生产成本大幅降低，使得大规模生产变得经济可行。
