[논문]형질전환 식물세포배양을 이용한 바이오의약품 생산

권준영; 전수환; 이혜란; 한지연; 김동일

doi:10.5010/jpb.2009.36.4.309

형질전환 식물세포배양을 이용한 바이오의약품 생산
Production of biopharmaceuticals in transgenic plant cell suspension cultures 원문보기

Journal of plant biotechnology = 식물생명공학회지, v.36 no.4, 2009년, pp.309 - 319

권준영 (인하대학교 생물공학과) , 전수환 (인하대학교 생물공학과) , 이혜란 (인하대학교 생물공학과) , 한지연 (인하대학교 생물공학과) , 김동일 (인하대학교 생물공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Transgenic plant cell cultures for the production of biopharmaceuticals including monoclonal antibodies, recombinant proteins have been regarded as an alternative platform in addition to traditional microbial fermentation and mammalian cell cultures. Plant-made pharmaceuticals (PMPs) have several advantages such as safety, cost-effectiveness, scalability and possibility of complex post-translational modifications. Increasing demand for the quantity and diversity of pharmaceutical proteins may accelerate the industrialization of PMP technology. Up to date, there is no plant-made recombinant protein approved by USFDA (Food and Drug Administration) for human therapeutic uses due to the technological bottlenecks of low expression level and slight differences in glycosylation. Regarding expression levels, it is possible to improve the productivity by using stronger promoter and optimizing culture processes. In terms of glycosylation, humanization has been attempted in many ways to reduce immune responses and to enhance the efficacy as well as stability. In this review article, all these respects of transgenic plant cell cultures were summarized. In addition, we also discuss the general characteristics of plant cell suspension cultures related with bioreactor design and operation to achieve high productivity in large scale which could be a key to successful commercialization of PMPs.

AI 본문요약
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문제 정의

바이오의약 단백질의 상업화를 위해서는 bioreactor에서의 대량배양이 필수적이므로, 형질전환 식물세포에 적합한 bioreactor 배양공정이 확립되어야 한다. 따라서 성공적인 식물세포 bioreactor 배양을 위한 고려사항, 식물세포용 bioreactor의 종류, 바이오의약 단백 질의허가와 생산성 증대를 위한 bioreactor 배양공정 최적화 전략에 대해서도 최근의 동향을 알아보고자 하였다.
본 총설에서는 먼저 형질전환 식물세포배양을 이용한바 이오의 약 단백질의 상업화를 위해 필요한 식물 유래 당쇄화의 최근 연구방향과, 생산성 증대를 위해 세포주 수준에서 고려할 측면에 대해서 정리하였다. 고생산 세포주가 선별된 후의 단백질 생산성은 bioreactor 공정상에서 좌우된다.
고생산 세포주의 선별과정 이후에는, 세포에 적합한 bioreactor 를 선정하고, 생산 공정의 개발 및 최적화에 의해서 생산성 증대가 가능하다. 이 장에서는 bioreactor 공정 측면에서 bioreactor 종류와 식물세포배양 시 주로 고려해야 하는 사항에 대해 언급하고자 한다.

성능/효과

두 번째는 동물세포를 포함한 다른 숙주들에 비해 상대적으로 낮은 단백질 발현 수준과 느린 생장속도를 들 수 있다. 단백질 생산 수준은 세포배양 이전에는 강력한 프로모터의 개발과 우수 세포주 선별에 따라 좌우된다.

후속연구

또한 고부가가치의 바이오의약 단백질 시장에서 식물세포 대량배양 및 상업화를 위해서는 bioreactor 배양 및 공장의 설립이 필수적이기 때문에, 식물세포에 적합한 bioreactor의 종류를 선정하여 최적의 공정을 개발하는 것이 중요하다. 또한 식물세포 bioreactor 배양에서 고려사항들에 대한 총체적인 이해가 필요하며, 공정 및 배지최적화를 통해 생산성 증대와 재현성 있는 생산시스템의 확립이 가능할 것이다. 근 미래에 바이오의약 단백질 시장의 새로운 생산시스템으로 서한 축을 담당할 수 있을 것으로 사료된다.

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