[학위논문]Culture Environments for Efficient Production of Recombinant Antibody from Recombinant Chinese Hamster Ovary Cells : 효율적인 항체 생산을 위한 재조합 CHO 세포의 배양 환경에 관한 연구원문보기
효율적인 항체 생산을 위한 재조합 CHO 세포의 배양 환경에 관한 연구 이 성 근 생명공학과 세종대학교 최근 바이오시밀러(biosimilar) 분야에서 동물세포를 활용하여 생산한 항체에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있는 추세이다. 특히 재조합 CHO세포를 이용하여 생산한 항체는 인간의 항체와 가장 유사한 구조를 가지고 있기 때문에 CHO세포를 배양하여 생산한 항체에 대한 활용도가 높고 이에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 본 연구에서는 재조합 minibody를 생산하는 재조합 CHO 세포를 활용하여, 고농도의 항체를 생산할 수 있는 배양환경을 화학적인 측면과 물리적인 측면으로 나누어 접근하였다. 항체 생산에 영향을 줄 수 있는 물질들 (ATA, ...
효율적인 항체 생산을 위한 재조합 CHO 세포의 배양 환경에 관한 연구 이 성 근 생명공학과 세종대학교 최근 바이오시밀러(biosimilar) 분야에서 동물세포를 활용하여 생산한 항체에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있는 추세이다. 특히 재조합 CHO세포를 이용하여 생산한 항체는 인간의 항체와 가장 유사한 구조를 가지고 있기 때문에 CHO세포를 배양하여 생산한 항체에 대한 활용도가 높고 이에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 본 연구에서는 재조합 minibody를 생산하는 재조합 CHO 세포를 활용하여, 고농도의 항체를 생산할 수 있는 배양환경을 화학적인 측면과 물리적인 측면으로 나누어 접근하였다. 항체 생산에 영향을 줄 수 있는 물질들 (ATA, EDTA, dextran sulfate, and metals)을 배지에 첨가하여 세포 내부와 외부의 화학적인 변화를 유도 하였고, 세포 배양 온도를 낮추는 물리적인 방법으로 항체의 생산량을 높일 수 있도록 접근하였다. 상업용 배지는 그 구성 성분을 정확히 알 수 없어서, 50 가지 구성성분으로 이루어진 자체 개발 배지인 인하우스 배지를 활용하는 형태로 연구를 진행하였다. 우선 IM으로 배지 적응 이후에 세포의 항체 생산량이 30~40 mg/L에서 6~10 mg/L 수준으로 낮아졌다 이를 계기로 인하우스 배지와 상업용 배지를 복합 비교하여 인하우스 배지 속에 포함되어 있는 ATA라는 단백질의 생합성을 저해하는 물질을 재발견 하였고, ATA첨가 조건에서 항체 생산량이 급격히 낮아지는 것을 확인 하였다. 그리고 금속이온을 첨가하여 ATA의 금속이온 결합력을 포화시켜 세포에서 항체를 생산하는 기능에 방해역할을 못하도록 유도하여 항체 생산력을 다시 높일 수 있었다. 그러나 다른 킬레이트 물질들로 대체할 경우에는 ATA가 가지고 있는 기능을 모두 대체할 수 없었고 특히 세포 성장 저해 현상이 두드러지게 나타났다. 상업용 배지와 인하우스 배지의 복합 비교 시에 질소 원을 상업용 배지에 첨가할 때 세포 성장이 촉진 되는 현상이 나타났지만 항체 생산량이 낮아졌다. 이를 보완하기 위해서 금속이온을 함께 첨가하여 항체 생산량을 높일 수 있었다. 그리고 물리적인 환경 실험에서 27 ℃, 30 ℃, 33 ℃로 온도 변화를 시도한 결과 30에서 가장 높은 항체 생산력을 보였고, 시간대 별로는 초기 세포 농도 4 x 106 cells/mL 일 때, 72 시간이 지난 후에 30 ℃로 온도를 낮춰주면 70~80 mg/L 로 나타났다. 화학적인 변화와 물리적인 변화를 동시에 적용하여, 질소 원과 금속물질을 첨가한 상업용 배지에서 세포를 키우고 배양 시간 72 시간이 지난 후에 배양 온도를 37 ℃ 에서 30 ℃로 낮추어 진행하여 최종적으로 167 mg/L 농도로 항체를 생산 할 수 있었다. 이로써 재조합 CHO 세포의 항체 생산성을 높이는 공정에 적용할 가능성을 제시하였다.
효율적인 항체 생산을 위한 재조합 CHO 세포의 배양 환경에 관한 연구 이 성 근 생명공학과 세종대학교 최근 바이오시밀러(biosimilar) 분야에서 동물세포를 활용하여 생산한 항체에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있는 추세이다. 특히 재조합 CHO세포를 이용하여 생산한 항체는 인간의 항체와 가장 유사한 구조를 가지고 있기 때문에 CHO세포를 배양하여 생산한 항체에 대한 활용도가 높고 이에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 본 연구에서는 재조합 minibody를 생산하는 재조합 CHO 세포를 활용하여, 고농도의 항체를 생산할 수 있는 배양환경을 화학적인 측면과 물리적인 측면으로 나누어 접근하였다. 항체 생산에 영향을 줄 수 있는 물질들 (ATA, EDTA, dextran sulfate, and metals)을 배지에 첨가하여 세포 내부와 외부의 화학적인 변화를 유도 하였고, 세포 배양 온도를 낮추는 물리적인 방법으로 항체의 생산량을 높일 수 있도록 접근하였다. 상업용 배지는 그 구성 성분을 정확히 알 수 없어서, 50 가지 구성성분으로 이루어진 자체 개발 배지인 인하우스 배지를 활용하는 형태로 연구를 진행하였다. 우선 IM으로 배지 적응 이후에 세포의 항체 생산량이 30~40 mg/L에서 6~10 mg/L 수준으로 낮아졌다 이를 계기로 인하우스 배지와 상업용 배지를 복합 비교하여 인하우스 배지 속에 포함되어 있는 ATA라는 단백질의 생합성을 저해하는 물질을 재발견 하였고, ATA첨가 조건에서 항체 생산량이 급격히 낮아지는 것을 확인 하였다. 그리고 금속이온을 첨가하여 ATA의 금속이온 결합력을 포화시켜 세포에서 항체를 생산하는 기능에 방해역할을 못하도록 유도하여 항체 생산력을 다시 높일 수 있었다. 그러나 다른 킬레이트 물질들로 대체할 경우에는 ATA가 가지고 있는 기능을 모두 대체할 수 없었고 특히 세포 성장 저해 현상이 두드러지게 나타났다. 상업용 배지와 인하우스 배지의 복합 비교 시에 질소 원을 상업용 배지에 첨가할 때 세포 성장이 촉진 되는 현상이 나타났지만 항체 생산량이 낮아졌다. 이를 보완하기 위해서 금속이온을 함께 첨가하여 항체 생산량을 높일 수 있었다. 그리고 물리적인 환경 실험에서 27 ℃, 30 ℃, 33 ℃로 온도 변화를 시도한 결과 30에서 가장 높은 항체 생산력을 보였고, 시간대 별로는 초기 세포 농도 4 x 106 cells/mL 일 때, 72 시간이 지난 후에 30 ℃로 온도를 낮춰주면 70~80 mg/L 로 나타났다. 화학적인 변화와 물리적인 변화를 동시에 적용하여, 질소 원과 금속물질을 첨가한 상업용 배지에서 세포를 키우고 배양 시간 72 시간이 지난 후에 배양 온도를 37 ℃ 에서 30 ℃로 낮추어 진행하여 최종적으로 167 mg/L 농도로 항체를 생산 할 수 있었다. 이로써 재조합 CHO 세포의 항체 생산성을 높이는 공정에 적용할 가능성을 제시하였다.
Culture Environments for Efficient Production of Recombinant Antibody from Recombinant Chinese Hamster Ovary Cells Sunggeun Lee Department of Bioscience and Biotechnology The Graduate School of Sejong University In biosimilar area, there was a sharp rise in demands for rAb producing mammalian cells....
Culture Environments for Efficient Production of Recombinant Antibody from Recombinant Chinese Hamster Ovary Cells Sunggeun Lee Department of Bioscience and Biotechnology The Graduate School of Sejong University In biosimilar area, there was a sharp rise in demands for rAb producing mammalian cells. Especially, the needs for therapeutic proteins from rCHO cells have been increasing, because of structural similarity between human antibody and rAb from rCHO cells. In this research, in order to develop the efficient cell culture process, physical/chemical culture environments for rCHO cells producing rAb were investigated. The effects of chemical including medium components, ATA, EDTA, dextran sulfate, calcium, cupper, iron, magnesium, and zinc were evaluated. And temperature shift during cell cultures was used as a main physical environment for increased productivity. In adaptation process, from commercial medium to in-house medium, rAb production by the same cell line was decreased from 30~40 mg/L to 6~10mg/L, and the factors caused the decrease in productivity were investigated. In the re-adaptation from in-house medium to commercial medium, and component group screening, ATA was reminded that inhibitor of rAb production. Addition of metal ions with ATA in the commercial medium, rAb productivity was increased to 26~40 mg/L. And metal ions were added separately. Except Calcium, cell growth was not affected by other four metals. And rAb productivity was increased by five metals. And addition of nitrogen sources was induced cell growth. So mixed conditions of nitrogen and metal ions were processed for stable and better productivity, and rAb concentrations were 60~70 mg/L. In the physical environments, temperature shift was modified. Temperature shift to 30 ℃ at 72 culture time from inoculums, rAb concentration were 70~80 mg/L. Final rAb concentration was 167 mg/L by optimized condition. Hereby, high production process of rAb product by rCHO cells was proposed.
Culture Environments for Efficient Production of Recombinant Antibody from Recombinant Chinese Hamster Ovary Cells Sunggeun Lee Department of Bioscience and Biotechnology The Graduate School of Sejong University In biosimilar area, there was a sharp rise in demands for rAb producing mammalian cells. Especially, the needs for therapeutic proteins from rCHO cells have been increasing, because of structural similarity between human antibody and rAb from rCHO cells. In this research, in order to develop the efficient cell culture process, physical/chemical culture environments for rCHO cells producing rAb were investigated. The effects of chemical including medium components, ATA, EDTA, dextran sulfate, calcium, cupper, iron, magnesium, and zinc were evaluated. And temperature shift during cell cultures was used as a main physical environment for increased productivity. In adaptation process, from commercial medium to in-house medium, rAb production by the same cell line was decreased from 30~40 mg/L to 6~10mg/L, and the factors caused the decrease in productivity were investigated. In the re-adaptation from in-house medium to commercial medium, and component group screening, ATA was reminded that inhibitor of rAb production. Addition of metal ions with ATA in the commercial medium, rAb productivity was increased to 26~40 mg/L. And metal ions were added separately. Except Calcium, cell growth was not affected by other four metals. And rAb productivity was increased by five metals. And addition of nitrogen sources was induced cell growth. So mixed conditions of nitrogen and metal ions were processed for stable and better productivity, and rAb concentrations were 60~70 mg/L. In the physical environments, temperature shift was modified. Temperature shift to 30 ℃ at 72 culture time from inoculums, rAb concentration were 70~80 mg/L. Final rAb concentration was 167 mg/L by optimized condition. Hereby, high production process of rAb product by rCHO cells was proposed.
주제어
#CHO cells mammalian cell culture antibody production temperature shift aurintricarboxylic acid
학위논문 정보
저자
이성근
학위수여기관
세종대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
생명공학과 동물세포 배양공정
지도교수
오덕재
발행연도
2011
총페이지
78
키워드
CHO cells mammalian cell culture antibody production temperature shift aurintricarboxylic acid
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