Enhanced activity of IgG-fusion protein produced by recombinant chinese hamster ovary cells

Abstract

항체 및 융합단백질과 같은 치료용 재조합 단백질에서 품질은 생물학적 활성, 체내 반감기, 용해도 등에 영향을 미친다. 이와 같은 품질의 중요성 때문에 인간의 체내 존재하는 단백질과 가장 유사한 품질의 재조합 단백질을 생산할 수 있는 CHO 세포가 치료용 단백질 생산에 숙주세포로 널리 사용되고 있다. CHO 기반 생산 시스템에서 생산된 재조합 단백질의 품질은 산화적 스트레스, 세포주, 배양방법 및 주요 공정인자에 의해 결정된다. 본 연구에서는 CHO 세포 배양에서 품질을 향상시키는 방법들을 밝히고자 하였다. 이러한 품질 차이를 유발하는 단계 및 잠재적인 인자에 대한 이해는 CHO 세포 기반 생산 시스템에서 주요 품질을 조절할 수 있는 능력을 향상하는데 도움이 될 것이다. 재조합 CHO 세포주에서 TNFR-Fc의 생산과 품질에 활성산소가 관련되어 있음을 밝히기 위하여, CHO 세포를 프롤린, 황산구리, DMSO와 같은 활성산소 스캐빈저를 넣은 무혈청배지 및 낮은 배양온도, 고삼투압의 특정 환경조건에서 배양하였다. 활성산소의 축적은 산화적 스트레스의 증가와 연관되어 있으며, 이는 생체분자에게 산화적 파괴를 일으킬 수 있다. TNFR-Fc와 같은 매우 높은 수준으로 산화된 단백질들은 산화적 스트레스가 적절하게 조절되지 못하면 부적합한 폴딩 및 응집체들이 발생할 수 있다. 세포내 활성산소는 2,7-dichlorofluorescein (DCF)를 활용하여 정량하였다. 활성산소 스캐빈저로 사용된 프롤린, 황산구리, DMSO와 같은 화학 첨가물들은 TNFR-Fc의 생산량 및 세포 생산성을 증가시켰지만, TNF 수용체 결합 활성 및 단백질 응집체와 같은 품질은 크게 향상시키지 못하였다. 이와는 달리, 37℃ 에서 34℃로 저온배양을 하거나 400 mOsm/kg의 고삼투압 배양조건은 TNFR-Fc의 생산 및 품질을 크게 향상시킬 수 있었다. 결론적으로, 활성산소 스캐빈저로 사용된 프롤린, 황산구리, DMSO및 배양 환경조건들에 의한 세포 성장 및TNFR-Fc의 생산량은 세포내 활성산소량과 직접적으로 상관관계가 없다는 것을 확인하였다. 시알산은 당단백질의 올리고당 당쇄에 존재하는 말단 구성성분으로서 유일하게 전하를 지닌 올리고당이다. 당단백질로부터 시알산이 탈락되면 아사이알로 당단백질 수용체에 결합함으로서 빠르게 생체내에서 제거된다. 글루코코티코이드는 스테로이드 호르몬의 일종으로서 글루코코티코이드 수용체에 결합하여 포도당, 단백질, 지방 대사 조절뿐만 아니라 항염증 및 면역억제 기능을 수행한다. 글루코코티코이드는 α2,6-sialytransferase 및 α2,3-sialytransferase의 유전자 발현을 유도한다고 알려졌다. 본 연구에서는 덱사메타손이 CHO 세포의 당쇄화 과정에 미치는 영향을 조사하였다...