JP2648624B2 - ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の製造方法 - Google Patents

ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ヒト正常細胞の産する組織型プラスミノー
ゲン活性化因子(以後tPAと略す)の製法に関する。
tPAは、血管内皮細胞および種々の組織細胞から生
産、分泌され、血栓の本体であるフィブリンを溶解し、
血栓症の治療薬として有効である。
〔従来の技術〕
tPAを製造する方法は、既に、種々の方法が提案され
ている。その代表的方法としては、例えば、tPAのDNA配
列を適当なプロモーターに接続し、この配列を発現ベク
ターに組み込んで宿主細胞を形質転換した組み換え産生
細胞を適切な培地で培養しtPA生産を行い培地中に蓄積
されたtPAをアフィニテイカラムおよびゲル濾過カラム
等で精製してtPAを得ている。
このような方法において、tPAを産生させる培地は、
通常、無機塩、アミノ酸、ビタミンなどを添加した例え
ばイーグルの基本培地(EBM)、イーグルの最小必須培
地(EMEM)、ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)、RP
MI 1640培地を基本として、L−グルタミンサン及び牛
胎児血清(FCS)を10%、ならびに重炭酸ソーダを1〜2
g/を加えてpHを6.5〜7.5に調整したものが用いられ
る。
例えば、変法イーグル培地を用いて牛胎児血清を10
%、重炭酸ソーダを1.2g/及びL−グルタミンを適量
添加して培養せしめる方法(ジャーナル・オブ・バイオ
ロジカルケミストリー25巻、p.7035)や、DMEM、EMEMま
たはPRMI1640などの基本培地を用いて、これらを重炭酸
ソーダ2.0g/以下でpHを6.5〜7.5に調整して培養せし
める方法(特開昭62−4233)等が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような従来技術によれば、単位細胞あたりのtP
A生産量はいずれにおいても極めて少なく、生産生が劣
り、市場に安定に供給する方法としては製造コストの高
いものとなっていた。
通常、動物細胞培養を利用しての有用物質生産過程に
おいては、浸透圧、pH、温度など極めて精密な範囲で調
節される。特に浸透圧については、通常、培地組成の工
夫により人の血液・体液と同等のほぼ280〜300ミリオス
モルとなる様に工夫されている。
しかしながら、最近、培地中の浸透圧が通常よりも高
いと、細胞の生育は若干阻害されるが、蛋白質合成は促
進される可能性が見出されている。
例えば、抗体生産において、培地中のアミノ酸組成を
増加させて実質的に340ミリオスモル以上の高張液とす
る数倍の生産能力増加を示すことが報告されている(特
開昭60−188062)。
しかしながら、アミノ酸を用いて高張化を行うことは
細胞の代謝系に大きな影響を与える可能性があり、目的
タンパクによってはその生産性が逆に減少することが懸
念される。
本発明の課題は、単位細胞当たりの生産能力が高める
tPAの生産方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
このような発明の課題を解決するために、本発明者等
は鋭意検討した結果、tPA生産においてその培地の浸透
圧を重炭酸イオンを用いて350ミリオスモル/以上と
することにより、その生産性が大きく向上させることが
できるのを見出し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明は、細胞を使ってヒト組織型プラス
ミノーゲン活性化因子を製造する方法において、重炭酸
イオンを用いて培地中の浸透圧を、350ミリオスモル/
以上とすることを特徴とするヒト組織型プラスミノー
ゲン活性化因子の製造方法である。
本発明の方法において、tPAを生産させる培地は、重
炭酸イオンを用いて浸透圧を350ミリオスモル/以
上、好ましくは、350〜1000ミリオスモル/、より好
ましくは、350〜500ミリオスモル/に調整する。
本発明の方法において使用される重炭酸イオンは、重
炭酸ナトリウム(NaHCO3)などの塩類として、または炭
酸ガスの形態で使用される。
本発明の方法において、重炭酸イオンの使用量は、通
常、基本培地に添加される無機塩、アミノ酸、ビタミン
などに基因する浸透圧と重炭酸イオンに基因する浸透圧
の合計が350ミリオスモル/以上となるような量であ
る。例えば、培地に添加される無機塩、アミノ酸、ビタ
ミンなどに基因する浸透圧が280ミリオスモル/であ
るときは、さらに70ミリオスモル/の浸透圧分を加え
合計350ミリオスモル/以上となるように加える必要
がある。
培地の浸透圧を上記のように調整するには、通常、例
えば、基本培地に重炭酸ナトリウム(NaHCO3)を約3g/
以上、好ましくは3〜12g/を培地中に供給する。
重炭酸イオンの供給方法、供給形態については培養方
法により選択されるが、例えば、T−フラスコ、ローラ
ーボトルなどを使用する場合には、予め培地中に重炭酸
ナトリウムを培地浸透圧が350〜500ミリオスモル/
(重炭酸ナトリウムとして約3〜12g/)となるように
加えるのが好ましい。また培養、生産は密閉系もしくは
開放系の場合には、炭酸ガスインキュベーター中で行う
のがよい。なお、5%炭酸ガス雰囲気中で培地中に溶解
する炭酸ガスの量は、最大でも0.001M程度で、浸透圧換
算約1ミリオスモル/であり、実際の培養pH6.5〜7.5
の範囲では全体に対する影響は無視できる。また、細胞
が発生する炭酸ガス量は微量であり無視できる。さら
に、培養方法をスピンナーもしくはジャー形式を使用す
る方法の場合では、予め培地中に重炭酸ナトリウムの形
で重炭酸イオンを供給するとともに炭酸ガスを系内に吹
き込むことにより、その重炭酸イオンの和によって系内
の浸透圧を350〜500ミリオスモル/の間で一定にする
ことができる。
本発明において使用されるtPA生産細胞としては、例
えば、ヒト正常細胞由来ヒト組織型プラスミノーゲン活
性化因子をコードするDNA配列をヒト由来メタロチオネ
インのプロモーターに接続し、BPA由来プラスミドの一
部及びpBR322プラスミドの一部及び転写停止に必要なDN
A配列などを組み込んで構築したプラスミドをマウスC
−127細胞に形質転換して得られたtPA生産株、hT−382
株などが使用できる(特開昭62−126978)。
また、例えば、ヒト正常細胞由来ヒト組織型プラスミ
ノーゲン活性化因子をコードするDNA配列をSV−40の初
期プロモーターを接続したDNA配列とジヒドロ葉酸還元
酵素をコードするDNA配列から成るプラスミドで、CHO
(チャイニーズハムスター卵巣)細胞を形質転換し、更
にメソトロキサートを含む培地で遺伝子の増幅した細胞
を選択して得られたtPA生産株、SV−21−M2.5K7株など
が使用できる(特開昭62−126978)。もちろん、突然変
異、馴化など手段を併用したもの、またはウイルス等に
より形質転換された細胞などいずれもtPA生産株であれ
ば使用できる。
使用する培地は、DMEM、EMEM、199培地などに、予め
不活性化させた牛胎児血清(FCSギブコ社製)を10%程
度添加した物が使用されるが、成分濃度などは必要に応
じて変更できる。
また、必要に応じて界面活性剤など第3成分を添加し
てもよい。
生産培地を使用する場合、tPAの生産を誘導する物質
として亜鉛、アドミウム、もしくはその塩を添加する。
添加量は1〜100μg/である。
培養方法は、特に限定されるものではなく、例えば、
次のような方法で行われる。
すなわち、ルーフラスコに培地及び必要ならばtPA誘
導物質を仕込み、細胞の適切量を植え付け、適温、適切
な時間、炭酸ガスインキュベーター中で増殖と同時にtP
Aの生産を行う。
または、ルーフラスコに培地を仕込み、細胞の適切量
を植え付けて、適温、適切な時間、炭酸ガスインキュベ
ーター中で増殖させ、コンフレントに達した後、生産培
地と切り換え、同じく炭酸ガスインキュベーターで適
温、適時tPAの生産を行う。
例えば、75cm2のルーフラスコを使用して、細胞を0.5
〜2.0×105ケ/mlを植え付け、37℃、3〜4日間増殖と
同時にtPA生産を行う。
または、例えば、75cm2のルーフラスコを使用して、
細胞を1〜2×105ケ/mlを植え付え、37℃、1〜3日間
tPA生産を行う。この方法で、tPAの生産量は分析の結
果、1本鎖tPAが20〜30mg/、2本鎖tPAが0〜2mg/
であり、全体に占める1本鎖の比率は95%以上であっ
た。
〔効果〕
本発明の方法によれば、培地中の浸透圧を炭酸イオン
を用いて350ミリオスモル/以上とすることによりtPA
の生産量を大幅に向上させることができる。
〔実施例〕
以下、実施例により本願発明を具体的に説明する。
なお、実施例における、培地中の1本鎖tPAの分析方
法(ELISA法)を以下に示す。
ELISA専用プレート(コーニング社96well)を1本鎖t
PAに対するモノクロナール抗体(PAM−1アメリカンダ
イアゴノテイカ社)をコート溶液で希釈して10μg/mlと
し、各プレートのwellに50μずつ加え、室温で2時間
放置後、well内の液を捨てる。
洗浄液で洗浄後、各wellをブロッキング溶液で満た
し、室温で30分以上放置する。1000〜2000倍に希釈した
サンプル及びスタンダード(0、1、2、4、8ng/ml)
を各50μずつ各wellに加えて2時間放置する。
洗浄液で洗浄した後、抗tPAウサギ抗体を添加する。
洗浄液で洗浄後、Goat anti Rabbit IgG,Alkaline Ph
osphate Conjugate(シグマ社)を500倍に希釈して各we
llに50μずつ添加し、1時間放置する。
洗浄液で洗浄後、基質溶液(p−Nitrophenylphosuph
ate シグマ社)を各wellに50μずつ加えて30分間放置
する。
各wellに50μずつ3N NaOHを加えて酵素反応を停止
する。
405nmにおける吸収を市販のELISA READERで読み取
る。
スタンダードより検量線を作成し、サンプル中のtPA
濃度を測定する。
計算法 1本鎖 tPA量=PAM−測定値(mg/) 実施例1 tPAの生産に用いた細胞は、ヒトメタロチオネインを
プロモーターとしてBPV由来プラスミドの一部および転
写停止に必要なDNA配列などを組み込んで構築したプラ
スミドをマウスC−127細胞に形質転換して得られたhT
−382株を使用した。
75cm2のルーフラスコにDMEMに予め不活性化させた牛
胎児血清を10%、アプロチニンを40KIU添加したものを2
0ml仕込み、塩化亜鉛を10μMになるようにおよび表1
に示す濃度で重炭酸ナトリウムを添加した培地を作成
し、それぞれに上記細胞を1.0×105ケ/mlとなるように
植えつけた。
5%炭酸ガスインキュベーター中で37℃、4日間培養
し、コンフレント(細胞数10×105ケ/ml)に達した時点
で培養液中の1本鎖tPA濃度を以下の分析法で定量し表
1のような結果を得た。
重炭酸ナトリウムがほぼ完全に電離したときの浸透圧
(以下同様)。
実施例2 実施例1と同じ細胞を使用し、75cm2のルーフラスコ
にDMEMに予め不活性化させた牛胎児血清を10%添加した
ものを20ml仕込み、1.0×105ケ/mlとなるように植え
た。
炭酸ガスインキュベーター中で37℃、4日間培養し、
コンフレント(細胞数10×105ケ/ml)に達した時点で培
地を捨て、同一の組成で塩化亜鉛を10μM、アプロチニ
ン40KIUとなるように、及び表2に示す各濃度で重炭酸
ナトリウムを添加した培地を20mlずつ加えて炭酸ガスイ
ンキュベーター中で37℃、2日間tPAを生産させ、その
時点で生産培地中でのtPA濃度を実施例1と同様に分析
し、表2のような結果を得た。
実施例3 tPAの生産に用いた細胞は、tPAをコードするDNA配列
をSV−40の初期プロモーターを接続したDNA配列と、ジ
ヒドロ葉酸還元酵素をコードするDNA配列から成るプラ
スミドでCHO(チャイニーズハムスター卵巣)細胞を形
質転換し、更にメソトロキサートを含む培地で遺伝子の
増幅した細胞を選択して得られたSV−21−M2.5K7株を使
用した。
実施例1と同様な培地(ただし塩化亜鉛は添加せず)
で同様な方法で行い、表3のような結果を得た。
実施例4 tPAの生産に用いた細胞は、実施例1と同様なものを
用いた。pH電極、DO電極及びガス吹き込み管をセットし
た撹拌羽根付き実容量1(全容量約1.5)のスピン
ナーフラスコにDMEMに予め不活性化させた牛胎児血清を
10%添加したものを1仕込み、上記と同組成の培地で
ローラーボトルに培養した種細胞を108細胞数(105ケ/m
l)を植え付け、37℃で4日間培養後細胞濃度が106ケ/m
lに達した時点で上記培地を抜きだしてDMEMに予め不活
性化させた牛胎児血清を5%、アプロチニン40KIU及び
塩化亜鉛を10μM添加した培地1を仕込みtPAを生産
させる。
5%炭酸ガスを適時吹き込み浸透圧が表4に示す値に
なるように調整した。またNaOHでpHを7.0に調整した。
更にDOを1PPM、温度を37℃で調整した。
1日1回培地交換を行い五回まで生産させた。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】細胞を使ってヒト組織型プラスミノーゲン
    活性化因子を製造する方法において、重炭酸イオンを用
    いて培地中の浸透圧を350ミリオスモル/1以上とするこ
    とを特徴とするヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子
    の製造方法。
  2. 【請求項2】培地中の浸透圧を350〜1000ミリオスモル/
    1とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    製造方法。
  3. 【請求項3】細胞を使ってヒト組織型プラスミノーゲン
    活性化因子を製造する方法において、重炭酸ナトリウム
    を用いて培地中の重炭酸ナトリウム濃度を3g/1以上とす
    ることを特徴とするヒト組織型プラスミノーゲン活性化
    因子の製造方法。
  4. 【請求項4】培地中の重炭酸ナトリウム濃度を3〜12g/
    1とすることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の
    製造方法。
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US4724206A (en) * 1984-02-13 1988-02-09 Damon Biotech, Inc. Protein production using hypertonic media
JPS624233A (ja) * 1985-07-01 1987-01-10 Toyobo Co Ltd 組織性プラスミノ−ゲン活性化因子の製造法

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