JP2016510592A - 細胞発現系 - Google Patents
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Abstract
Description
ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)欠損を有する真核生物宿主細胞と、
ヒト成長ホルモン遺伝子をコードする発現ベクターと、
宿主細胞のDHFR欠損を補完するための、ジヒドロ葉酸還元酵素をコードする配列の下流にあり、それを発現させるための真核生物選択マーカー、
原核生物宿主細胞に対するアンピシリン耐性を与える原核生物選択マーカー、
原核生物複製起点、
複数の多重クローニング部位(MCS)、並びに
72bpのエンハンサーリピートを含むサル空胞ウイルス40(SV40)初期プロモーター、及びコード配列を入れて、そこから所望のタンパク質を発現させるための第1の多重クローニング部位によってSV40ポリアデニル化配列から分離できるウサギβ-グロビンイントロン配列
を含む少なくとも1つのタンパク質発現モジュール
を含む発現ベクターと
を含む発現系を提供する。
(i)組換えベクターを生成するために、所望のタンパク質をコードするコード配列を発現ベクターにライゲーションする工程と、
(ii)宿主細胞に組換えベクターを導入する工程と、
(iii)宿主細胞によってタンパク質が発現されるような条件下で宿主細胞を培養する工程と
を含む。
a.細胞がタンパク質を発現するように、宿主細胞に複数の所定の操作を施す工程と、
b.混入物質との宿主細胞の接触を防止するように行われる各操作に関する情報を記録する工程と、
c.薬品の安全性及び有効性の評価に関与する規制機関への提出物に含める、宿主細胞に関する履歴記録を作成するのに情報を使用する工程と、
d.生成物の規制認可のための規制機関への提出物に履歴記録を含める工程と
を含む方法を提供する。
b.細胞が生成物を発現するように、宿主細胞に複数の所定の操作を施す工程と、
c.混入物質との宿主細胞の接触を防止するように行われる各操作に関する情報を記録する工程と、
d.薬品の安全性及び有効性の評価に関与する規制機関への提出物に含める、宿主細胞に関する履歴記録を作成するのに情報を使用する工程と、
e.タンパク質の規制認可のための規制機関への提出物に履歴記録を含める工程と
を含む方法を提供する。
(i)組換えベクターを生成するために、所望のタンパク質をコードするコード配列を発現ベクターにライゲーションすること、
(ii)宿主細胞に組換えベクターを導入すること、及び
(iii)宿主細胞によってタンパク質が発現されるような条件下で宿主細胞を培養すること
を含む。
(i)前記培養培地中の宿主細胞の成長に必要である少なくとも1つはタンパク質、ポリペプチド、及び/又はペプチド因子をコードし、構成的プロモーター(例えば、CMV及びSV40プロモーター)に発現可能に連結されているDNA配列が導入されている細胞
を含む方法も提供しうる。本発明は、それによって、そのような培地中での成長に必要なタンパク質、ポリペプチド、及び/又はペプチド増殖因子を生成することができる宿主細胞を利用することにより低コストの無タンパク質/血清培地の使用を可能にする。したがって、本発明の方法で使用される培養培地は、好ましくは、無血清であるか、他の理由で、特定の宿主細胞型の成長に必要なタンパク質、ポリペプチド、及び/又はペプチド増殖因子を含まない。しかし、培養培地が1つ又は複数の必要な増殖因子を含み、宿主細胞自体が、同じ及び/又は他の必要な増殖因子の1つ又は複数を発現する方法も、本発明の範囲内に包含されるものである。
ベクターpNeuは、治療用タンパク質の生成のための一本鎖ペプチドの高レベル発現用に設計された。ベクターは、CHO細胞で発現させるためのDNA配列を、好都合な多重クローニング部位に挿入するのを助ける。ベクター及びその構成要素の特徴の説明についてはTable 1(表1)及び図1Aを参照のこと。
hGHをコードするアミノ酸配列の生命情報工学分析を、GENEART AG社(Regensburg Germany所在)による専売の第三者ソフトウェアを介して行った。コドンの選択肢を利用して、CHO細胞におけるmRNA維持及び利用可能なtRNAプールの活用を改善することによって、発現の最大化を行った。RNA及びコドンの最適化はコード配列について行った。CHO細胞における遺伝子発現を増強する目的で、スプライシング部位認識、mRNAの安定性、リボソーム進入部位の存在、mRNA二次構造、自己相同性に関して遺伝子を分析した。当技術分野でよく知られている方法を用い、AgeI及びEcoRV制限部位を用いて、hGH遺伝子をpNASにクローニングした。
pNeuMABベクターは、組換えモノクローナル抗体のクローニング及び発現用に設計した。重鎖及び軽鎖をコードしているDNAは、2つの別々の直列な転写ユニットとして、ベクター内に構成した。ベクター及びその構成要素の特徴の説明についてはTable 1(表1)及び図1Bを参照のこと。
モノクローナル抗体、インフリキシマブの重鎖(HC)及び軽鎖(LC)をコードするアミノ酸配列の生命情報工学分析を、GENEART AG社(Regensburg Germany所在)による、専売の第三者ソフトウェアを介して行った。コドンの選択肢を利用して、CHO細胞におけるmRNA維持及び利用可能なtRNAプールの活用を改善することによって、発現の最大化を行った。RNA及びコドンの最適化はコード配列について行った。CHO細胞における遺伝子発現を増強する目的で、スプライシング部位認識、mRNAの安定性、リボソーム進入部位の存在、mRNA二次構造、自己相同性に関して遺伝子を分析した。
インフリキシマブの重鎖をコードする合成遺伝子は、合成オリゴヌクレオチド及び/又はPCR産物から組み立てた。AscI及びPacI制限部位を用いて、断片をpGA14(ampR)にクローニングした。プラスミドDNAを形質転換細菌から精製し(Pure Yield(商標)プラスミドミディプレップ、Promega社)、濃度をUV分光学によって決定した。最終コンストラクトは、シーケンシングによって確かめた。用いた制限部位内の配列適合性は100%であった。インフリキシマブの重鎖をコードする合成cDNA配列の5'及び3'末端に、それぞれユニークな制限部位Age I及びEco RVを組み込むように設計し、同じ制限部位で消化された、NeuClone社製の抗体発現ベクターpNeuMABの第1の多重クローニング部位に定方向クローニングできるようにした。
インフリキシマブの軽鎖をコードする合成遺伝子は、合成オリゴヌクレオチド及び/又はPCR産物から組み立てた。AscI及びPacI制限部位を用いて、断片をpGA18(ampR)にクローニングした。プラスミドDNAを形質転換細菌から精製し(Pure Yield(商標)プラスミドミディプレップ、Promega社)、濃度をUV分光学によって決定した。最終コンストラクトは、シーケンシングによって確かめた。用いた制限部位内の配列適合性は100%であった。インフリキシマブの軽鎖をコードする合成cDNA配列の5'及び3'末端に、それぞれユニークな制限部位Sal I及びMlu Iを組み込み、同じ制限部位で消化されたNeuClone社製の抗体発現ベクターpNeuMABの第2の多重クローニング部位に定方向クローニングできるようにした。
pNAS-hGHによるDG44細胞の形質移入
ヒト成長ホルモンをコードする発現ベクターを宿主CHO DG44細胞系統に導入する好ましい方法の1つ及び宿主内におけるrDNAの状態(コピー数など)は、以下の通りである。簡潔には、30ml容積中、1.8μgの線状化されたプラスミドDNAと15μlのFreeStyle MAX試薬(Invitrogen社)で合計1.5×10e7細胞を形質移入した。形質移入細胞培養物を、37℃、8%CO2、オービタルシェーカープラットホーム上でインキュベートした。形質移入の48時間後に、プラスミドDNA取り込みを選択するために、最終濃度500μg/mlのゲンタマイシンを補充したヒポキサンチン欠失チミジン欠失培地中で細胞を培養した。クローンを限界希釈法クローニングによって選択した。単一細胞から生じるいくつかの単一のクローンは拡大し、細胞系統はヒト成長ホルモンを生成することを特徴とした。この結果得られたクローンを、標準的なCHO DG44細胞系統と比較して、成長特性について検査した。
NeuCHO細胞培養物を形質移入するのに、インフリキシマブ遺伝子をコードする線状化されたプラスミドpNeuMABのDNAを用いた。形質移入の48時間後に、DHFR遺伝子を発現する細胞を求めて選択するために、細胞をヒポキサンチン欠失チミジン欠失培地中で培養した。その後、鋳型DNAのコピー数及び遺伝子発現を増幅するために、安定な細胞集団を、段階的に増大するメトトレキサート(MTX)濃度(50、100、200、400、800nM、及び1μM)で処置した。クローンを限界希釈法クローニングによって選択した。インフリキシマブタンパク質の高レベル発現があるクローンをタンパク質生成用にスケールアップした。
品質管理の極めて重要な部分は、細胞の完全な特徴づけを必要とする。細胞バンクは、外来物質(ウイルス性、細菌性、真菌性、及びマイコプラズマ性)について検査される。使用されたバンキングシステムのタイプ、細胞バンクのサイズ、使用された容器(バイアル、アンプル、及び閉鎖システム)、使用された凍結保護物質及び培地を含めた細胞バンクの調製に用いた方法、並びに冷凍保存及び貯蔵に利用された条件について記載する文書が提供される。
好ましいNeuCHO細胞系統は、伝統的なCHO発現系と比較して、高力価のmAB xを示す。
Claims (30)
- タンパク質を発現させるための発現系であって、
ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)欠損を有する真核生物宿主細胞と、
ヒト成長ホルモンの遺伝子をコードする発現ベクターと、
宿主細胞におけるDHFR欠損を補完するためのジヒドロ葉酸還元酵素をコードする配列の発現を推進する最小SV40初期プロモーターを含む真核生物選択マーカー、
原核生物宿主細胞に対するアンピシリン耐性を与える原核生物選択マーカー、
原核生物複製起点、
複数の多重クローニング部位(MCS)、並びに
72bpのエンハンサーリピートを含むサル空胞ウイルス40(SV40)初期プロモーター、及びコード配列を入れて、そこから所望のタンパク質を発現させるための第1の多重クローニング部位によってSV40 pA配列から分離できるウサギβ-グロビンイントロン配列
を含む少なくとも1つのタンパク質発現モジュール
を含む発現ベクターと
を含む発現系。 - 発現モジュールから少なくとも2つのタンパク質を同時発現させるための第2の多重クローニング部位によってSV40 pA配列から分離できるサイトメガロウイルスを含む第2のタンパク質発現モジュールを更に含む、請求項1に記載の発現系。
- タンパク質が、規制認可を求める対象であり、宿主細胞が前記タンパク質を発現するように、宿主細胞が複数の所定の操作を受け、各操作に関する情報が記録され、混入物質との宿主細胞の接触を防止するように各操作が実行され、情報が、薬品の安全性及び有効性の評価に関与する規制機関への提出物に含める、宿主細胞の履歴記録を作成するのに使用され、それによって、タンパク質の規制認可を早める、請求項1又は2に記載の発現系。
- 所定の操作が、
(i)組換えベクターを生成するために、所望のタンパク質をコードするコード配列を発現ベクターにライゲーションする工程と、
(ii)宿主細胞に組換えベクターを導入する工程と、
(iii)宿主細胞によってタンパク質が発現されるような条件下で宿主細胞を培養する工程と
を含む、請求項3に記載の発現系。 - 組換えベクターが、宿主細胞のゲノムに少なくとも一部組み入れられる、請求項4に記載の発現系。
- 工程(iii)が、動物又は植物由来のタンパク質又はペプチドも、未定義の加水分解物又は溶解物も含有しない培地中で宿主細胞を培養することを含み、それによって、混入物質との宿主細胞の接触を低減させる、請求項4又は5に記載の発現系。
- 宿主細胞がチャイニーズハムスター卵巣(CHO)DG44細胞である、請求項1から6のいずれか一項に記載の発現系。
- タンパク質がバイオシミラー薬品である、請求項1から7のいずれか一項に記載の発現系。
- 請求項1又は請求項2に記載の発現系によって発現されるタンパク質の開発を管理する方法であって、
タンパク質が、規制認可を求める対象であり、
a. 細胞がタンパク質を発現するように、宿主細胞に複数の所定の操作を施す工程と、
b.混入物質との宿主細胞の接触を防止するように行われる各操作に関する情報を記録する工程と、
c. 薬品の安全性及び有効性の評価に関与する規制機関への提出物に含める、宿主細胞に関する履歴記録を作成するのに情報を使用する工程と、
d. 生成物の規制認可のための規制機関への提出物に履歴記録を含める工程と
を含む、方法。 - 工程(a)が、
(i)組換えベクターを生成するために、所望のタンパク質をコードするコード配列を発現ベクターにライゲーションすること、
(ii)宿主細胞に組換えベクターを導入すること、及び
(iii)宿主細胞によってタンパク質が発現されるような条件下で宿主細胞を培養すること
を含む、請求項11又は12に記載の方法。 - 組換えベクターが、宿主細胞のゲノムに少なくとも一部組み入れられる、請求項13に記載の方法。
- 工程(iii)が、動物又は植物由来のタンパク質又はペプチドも、未定義の加水分解物又は溶解物も含有しない培地中で宿主細胞を培養することを含み、それによって、混入物質との宿主細胞の接触を低減させる、請求項13又は14に記載の方法。
- タンパク質がバイオシミラー薬品である、請求項11から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記規制認可が、簡略化された安全性及び有効性研究並びに/又は簡略化された臨床試験を含む、請求項11から16のいずれか一項に記載の方法。
- 規制認可が、安全性有効性研究又は臨床試験を必要としない、請求項11から16のいずれか一項に記載の方法。
- オーストラリア細胞バンク(the Cell Bank Australia)に寄託され、寄託番号20130024が割り当てられている、NeuCHO細胞系統、又はその継代培養物。
- タンパク質を発現させるための発現系であって、
ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)欠損を有する真核生物宿主細胞と、
ヒト成長ホルモン遺伝子をコードする発現ベクターと、
真核生物選択マーカー、
原核生物複製起点、並びに
プロモーター、及びコード配列を入れて、そこから所望のタンパク質を発現させるための第1の多重クローニング部位によってプロモーターから分離できるイントロン配列
を含む少なくとも1つのタンパク質発現モジュール
を含む発現ベクターと
を含む発現系。 - 所望のタンパク質が、以下の群:インフリキシマブ腫瘍壊死因子、アダリムマブ腫瘍壊死因子、エタネルセプト腫瘍壊死因子、リツキシマブCD20、ベバシズマブ血管内皮増殖因子、トラスズマブHER2、ラニビズマブ血管内皮増殖因子、セツキシマブ上皮増殖因子受容体、エリスロポエチンα、インターフェロンα-ペグ化インターフェロンアルファ-2a、インターフェロンα-ペグ化インターフェロンアルファ-2b、及びhGHから選択される少なくとも1つのタンパク質を含む、請求項17に記載の系。
- 宿主細胞がチャイニーズハムスター卵巣細胞である、請求項17に記載の系。
- 宿主細胞がNeuCHO細胞系統である、請求項18に記載の系。
- NeuCHO細胞系統が、オーストラリア細胞バンク(the Cell Bank Australia)に寄託され、寄託番号20130024が割り当てられているもの、又はその継代培養物である、請求項19に記載の系。
- 所望のタンパク質を生成するためのチャイニーズハムスター卵巣細胞であって、所望のタンパク質及びhGHをコードする発現ベクターを含み、所望のタンパク質が細胞によって分泌され、更に、所望のタンパク質が、以下の群:インフリキシマブ腫瘍壊死因子、アダリムマブ腫瘍壊死因子、エタネルセプト腫瘍壊死因子、リツキシマブCD20、ベバシズマブ血管内皮増殖因子、トラスズマブHER2、ラニビズマブ血管内皮増殖因子、セツキシマブ上皮増殖因子受容体、エリスロポエチンα、インターフェロンα-ペグ化インターフェロンアルファ-2a、インターフェロンα-ペグ化インターフェロンアルファ-2b、及びhGHから選択される少なくとも1つのタンパク質を含む、細胞。
- 配列番号1を形質移入したチャイニーズハムスター卵巣細胞。
- 配列番号2を形質移入したチャイニーズハムスター卵巣細胞。
- 配列番号3を形質移入したチャイニーズハムスター卵巣細胞であって、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)欠損を更に含むチャイニーズハムスター卵巣細胞。
- 配列番号4を形質移入したチャイニーズハムスター卵巣細胞。
- 配列番号5を形質移入したチャイニーズハムスター卵巣細胞。
- 配列番号6を形質移入したチャイニーズハムスター卵巣細胞。
- 配列番号7を形質移入したチャイニーズハムスター卵巣細胞。
- 配列番号8を形質移入したチャイニーズハムスター卵巣細胞。
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