JP2011509089A - 改善された培養培地添加物及びそれを用いる方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a) 前記細胞および第一の培養培地が提供され、
b) 前記細胞は、前記第一の培養培地において前記細胞および前記第一の培養培地の維持に妥当な条件下で培養され、
c) 少なくとも一つのポリアミン源または少なくとも一つの鉄源または両方は、前記第一の培養培地に細胞を播種(inoculating)する前または前記第一の培養培地に細胞を播種する後または培養の間に前記第一の培養培地に添加され、
工程a), b) およびc)において存在し、添加された全てのポリアミンの合計および工程a), b) およびc)において存在し、添加された全ての鉄源の合計は、本発明による濃度を生じる(特に、少なくとも一つの ポリアミンの少なくとも 20 mg/lの濃度および少なくとも一つの鉄源の少なくとも 2 mg/lの濃度を生じる)。
材料および方法
細胞
全ての実験に関して、CHO DG44宿主細胞系統 (Urlaub und Chasin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1980, 77: 4216)を使用した。この宿主細胞系統は、IgG 抗体の遺伝子を保持しているベクターでトランスフェクトされた。トランスフェクタントを、培養培地中でMTXを用いて増幅した。抗体産生性のクローンを単離し、このクローンを全ての実験に使用した。
保存培養細胞(Stock culture cell)を、振盪フラスコまたはスピナーフラスコにおいて維持した。保存培養物(stock culture)を、二または三日ごとに新鮮な培養培地に分けた。つまり、細胞培養の少量を播種物(inoculum)として使用し、新しいフラスコに移し、新鮮な培養培地を補充する。細胞を、37 ゜C、CO2 雰囲気でインキュベーター中で培養した。この様式で、細胞を幾つかの継代で培養した。一継代は、2-4 日の培養時間と規定される。異なるタイムポイントで、播種細胞を保存培養物からとり、実験を6-ウェルプレート, 振盪フラスコ, T-フラスコ, スピナーフラスコおよびバイオリアクターなどの様々なスケールで行った。
以下の基礎培地(以下で専有の培養培地とも称される)を、保存培養物, 培養拡大工程(culture expansion step)および産生工程(production step)などの全ての工程における細胞の培養のために使用した。基礎培地は、細胞成長, 細胞生存度 および 細胞生産性のため全ての必要な物質を含有する。基礎培地は、グルコース 1.0 - 6.0 g/l, NaCl 2.8 - 6.2 g/l, KCl 273 - 945 mg/l, CaCl2 48 - 290 mg/l, MgCl2 42 - 330 mg/l, NaH2PO4 56 -1130 mg/l, アルギニン 56 - 930 mg/l, アスパラギン 44 - 900 mg/l, アスパラギン酸 26 - 445 mg/l, システイン 35 - 270 mg/l, グルタミン酸 44 - 900 mg/, グルタミン 44 - 900 mg/l, グリシン 18 - 180 mg/l, ヒスチジン 42 - 670 mg/l, イソロイシン 54 - 877 mg/l, ロイシン 59 - 1250 mg/l, リジン 73 - 1120 mg/l, メチオニン 9 - 454 mg/l, フェニルアラニン 35 - 677 mg/l, プロリン 17 - 828 mg/l, セリン 26 - 1339 mg/l, スレオニン 24 - 989 mg/l, トリプトファン 9 - 441 mg/l, チロシン 55 - 565 mg/l, バリン 52 - 787 mg/l, NaHCO3 2,4 g/lを含有する。基礎培地は、さらに脂肪酸およびヌクレオチドを含む。全てのバッチおよび流加実験において、他に記載しないかぎり、同じ専有の培養培地および専有のフィード培地を使用した。流加実験に使用されるフィード培地(以下で「専有のフィード培地(proprietary feed medium)」とも称される)は、細胞成長, 細胞生存度および細胞生産性のための全ての必要な物質(特に、塩, 微量元素, 炭水化物, アミノ酸, 脂肪酸, pH 制御因子, ヌクレオチド)を有する。上記の物質を含んでいるリッチなフィード培地を使用したとしても、フィード培地がこれらの成分の全てを含んではならない。一または二以上の上記の物質からなるフィード培地も適切である。基礎培地 および フィード培地の両方は、無血清, 無タンパク質 , 無ペプトン(peptone free)および無ペプチド(peptide free)である。しかしながら、一または二以上の上記の添加物での培地の補充は可能である。以上のように、双方の培地は、化学的に規定され、単一の、完全に規定された化学物質のみからなるものである。
この例は、ポリアミン および 鉄の高濃度の組み合わせの相乗効果を実証した。細胞培養培地は、鉄源およびポリアミン源なし(w/o)で調製された。対応する量の貯蔵溶液を、培養培地にピペットして、検査物質(即ち、ポリアミンおよび鉄源)の終濃度を調整した。次に、そのように調製した培養培地に細胞を播種した。実験を、流加の様式で行った。使用されたフィード培地は、ポリアミンおよび鉄を含まない。図 1は、鉄が細胞成長に必須であることを実証している。最も重要なこととして、スペルミンおよび鉄の両方が同じ時間で高濃度で利用可能である場合、細胞成長が刺激される。両方の物質が細胞成長に相乗効果を示したことは我々を驚かせた。
目的は、スペルミジンが細胞成長においてスペルミンと類似する陽性の効果を有することを実証することである。
典型的には、流加法におけるピークの細胞濃度は、バッチ操作におけるよりも高い。従って、栄養分濃度の要求は、バッチ操作と比較して高い。特に、細胞濃度が1x107/mlをこえる高い細胞密度プロセスにおいて、よりスペルミン および 鉄が必要とされるだろう。
40 mg/lのスペルミン濃度は、例 3において良好であることが認められた。細胞培養培地は、40 mg/lの定常のスペルミン濃度で調製された。ピロリン酸鉄 (III) 水和物の貯蔵溶液(P6526)は、5 g/l および 50 g/lの濃度で調製された。
この例は、鉄 および スペルミンの相乗効果を代替の鉄源で示す。細胞培養培地は、鉄なし、ポリアミン源なしで調製された。硝酸鉄 (III) 九水和物 (CAS ナンバー: 7782-61-8) および スペルミンの貯蔵溶液を調製した。対応する量の貯蔵溶液を、培養培地にピペッティングして、試験物質の終濃度を調整した(図 5の説明から明らか)。次に、そのように調製した培養培地に細胞を播種した。実験を、バッチの様式で行った。図 5 は、スペルミン および 鉄の両方が高濃度で利用可能である場合、細胞がバッチ操作において高い濃度に達することを実証しており、両方の物質の相乗的な効果を示している。
本実験は、高細胞密度の流加法におけるスペルミンとクエン酸鉄(III)の相乗効果を分析する。鉄源は、クエン酸鉄 (III) (CAS ナンバー: 3522-50-7)である。細胞培養培地は、鉄なし、ポリアミンなしで調製された。
ポリアミンの陽性の効果が別の鉄源でも同様に細胞成長に認められるかを試験することが目的であった。本実験において、クエン酸鉄を流加法でスペルミンの有り無しで試験した。細胞培養培地は、鉄なし、ポリアミンなしで調製された。スペルミンの貯蔵溶液は、40 g/lで調製された(S4264)。クエン酸鉄 (III)の貯蔵溶液は、50 g/lで調製された(CAS ナンバー: 3522-50-7)。
以前に分析したポリアミン濃度の陽性の効果が別の鉄源でも同様に細胞成長に認められるかを試験することが目的であった。本実験において、リン酸鉄(III)(F1523)を、スペルミンの有り無しで試験した。細胞培養培地は、鉄なし、ポリアミンなしで調製された。スペルミンの貯蔵溶液は、40 g/lで調製された(S4264)。リン酸鉄 (III)の貯蔵溶液は、50 g/lで調製された。
以前に分析したポリアミン濃度の陽性の効果が別の鉄源でも同様に細胞成長に認められるかを試験することが目的であった。本実験において、デキストラン鉄(D8517)を試験した。細胞培養培地は、40 mg/lのスペルミン濃度で調製された。前記培地は、鉄源を含まなかった。
Claims (34)
- 少なくとも一つのポリアミンを少なくとも 20 mg/lの濃度、少なくとも一つの鉄源を少なくとも 2 mg/lの濃度で含んでいる培養添加物。
- 請求項1に記載の培養添加物であって、前記ポリアミン濃度は少なくとも 35 mg/lである培養添加物。
- 請求項1に記載の培養添加物であって、前記ポリアミン濃度は少なくとも 50 mg/lである培養添加物。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の培養添加物であって、前記鉄源の濃度は少なくとも 5 mg/lである培養添加物。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載の培養添加物であって、前記鉄源の濃度は少なくとも 240 mg/lである培養添加物。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載の培養添加物であって、前記鉄源の濃度は少なくとも 480 mg/lである培養添加物。
- 請求項1〜6の何れか一項に記載の培養添加物であって、前記鉄源がFe (II)イオンを含有する培養添加物。
- 請求項1〜7の何れか一項に記載の培養添加物であって、前記鉄源がFe (III)イオンを含有する培養添加物。
- 請求項1〜8の何れか一項に記載の培養添加物であって、前記鉄源は、リン酸鉄(III), ピロリン酸鉄(III), 硝酸鉄(III), 硫酸鉄(II), 塩化鉄(III), 乳酸鉄(II), クエン酸鉄(III), クエン酸アンモニウム鉄(III), 鉄-デキストランおよびエチレンジアミン四酢酸 第二鉄ナトリウムから選択される一または二以上の化合物またはその塩またはその水和または脱水された形態である培養添加物。
- 請求項1〜9の何れか一項に記載の培養添加物であって、前記ポリアミンは、スペルミジン, スペルミン, ノルスペルミン, ノルスペルミジン, ホモスペルミン, ホモスペルミジン および カダベリンから選択される一または二以上の化合物またはその塩またはその水和または脱水された形態である培養添加物。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養添加物であって、前記ポリアミンはスペルミンである培養添加物。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養添加物を含んでいる培養培地。
- 請求項12に記載の培養培地であって、前記ポリアミンの濃度は30〜120 mg/lである培養培地。
- 上記の請求項12または13の何れか一項に記載の培養培地であって、少なくとも一つの鉄源の濃度は50〜450 mg/lである培養培地。
- 請求項12〜14の何れか一項に記載の培養培地であって、ポリアミンの濃度は30〜120 mg/lであり、鉄源の濃度は50〜450 mg/lである培養培地。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養培地または培養添加物であって、前記培養培地または培養添加物は水性溶媒, 炭素源および窒素源を含む培養培地または培養添加物。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養培地または培養添加物であって、少なくとも一つのオーリントリカルボン酸(ATA), ジクロロ酢酸 (DCA), コハク酸, その塩及びその誘導体を含有する培養培地または培養添加物。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養培地または培養添加物であって、a) ATA, b) DCA および c) コハク酸の三つ全て又はその塩または誘導体を含有する培養培地または培養添加物。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養培地または培養添加物であって、無血清である培養培地または培養添加物。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養培地または培養添加物であって、無グルタミンである培養培地または培養添加物。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養培地または培養添加物であって、無タンパク質である培養培地または培養添加物。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養培地または培養添加物であって、加水分解産物が無い培養培地または培養添加物。
- 請求項12〜21の何れか一項に記載の培養培地であって、フィーディング培地である培養培地。
- 上記の請求項の何れか一項に記載の培養培地または培養添加物であって、キットの形態で提供される培養培地または培養添加物。
- 培養培地を調製するための方法であって、請求項1〜11または16〜24の何れか一項に記載の培養添加物が液体培地に添加される方法。
- 請求項25に記載の方法であって、液体の培養培地は水性溶媒, 炭素源および窒素源を含んでいる従来の培養培地である方法。
- 請求項25または26に記載の方法により調製された培養培地。
- 培養培地の調製のための請求項1〜11または16〜24に記載の培養添加物の使用。
- 細胞を培養培地中で培養するための方法であって、a) 細胞および請求項12〜24または27の何れか一項に記載の培養培地が提供され、b) 前記細胞が前記培養培地中で前記培養における前記細胞の維持に妥当な条件下で培養される方法。
- 請求項29に記載の方法であって、前記細胞が前記培養培地中で二継代をこえるか又は4 日をこえて培養される方法。
- 請求項29および30の何れか一項に記載の方法であって、培養法が連続法, 準連続法(semi-continuous process), バッチ法, 分割-バッチ法, 流加法または灌流法である方法。
- 請求項29〜31の何れか一項に記載の方法であって、前記細胞から少なくとも一つのタンパク質を生産する方法。
- 細胞を培養培地中で培養するための方法であって、a) 前記細胞および第一の培養培地が提供され、b) 前記細胞は、前記第一の培養培地中で前記培養における前記細胞の維持に妥当な条件下で培養され、請求項1〜11または16〜24の何れか一項に記載の培養添加物が、前記第一の培養培地に細胞を播種する前または前記第一の培養培地に細胞を播種する後または培養の間に前記第一の培養培地に添加されて、前記培養の間に第二の培養培地が形成される方法。
- 細胞を培養培地中で培養するための方法であって、
a) 前記細胞および第一の培養培地が提供され、
b) 前記細胞は、前記第一の培養培地中で前記第一の培養培地における前記細胞の維持に妥当な条件下で培養され、
c) 少なくとも一つのポリアミン源または少なくとも一つの鉄源または両方は、前記第一の培養培地に細胞を播種する前または前記第一の培養培地に細胞を播種する後または培養の間に前記第一の培養培地に添加され、
工程a, b およびcにおいて存在し、添加された全てのポリアミンの合計および工程a, b およびcにおいて存在し、添加された全ての鉄源の合計は、請求項1〜24の何れか一項に記載の濃度を生じる方法。
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