JP2990805B2 - 無血清培地、動物細胞の培養方法および異種蛋白質の製造方法 - Google Patents
無血清培地、動物細胞の培養方法および異種蛋白質の製造方法Info
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
培養方法および異種蛋白質の製造方法に関する。
Aの組換え技術の進歩により、細胞生成物(例えば、蛋
白質)を製造するための動物細胞の培養が次第に重要に
なっている。このような細胞培養を工業的規模で行うに
は、多量の培地が必要になる。
培地としては、極めて多種の培地、例えば、DMEM培
地〔Morton,H.J.J.(1970)In vitro 6,89〕、F12培地
〔Ham,R.O.(1965) Proc.Natl.Acad.Sci.USA 53,288〕お
よびRPMI1640培地〔Goding,J.W.(1980)J.Immun
ol.Methods 39,285,JAMA 199(1957)519 〕等が使用され
てきた。しかし、これらの培地を使用して動物細胞を生
育(増殖)させるには、培地に血清を加えなければなら
ない。このため、一般には、ウシ胎児、ウマまたはヒト
等の血清を1〜15%程度の濃度で使用しなければなら
なかった。
下の様な問題があった。 血清自体が高価なためコス
ト高となる。 血清にはロット差があり、再現性のあ
る培養には不利である。 産生物の培養上清からの精
製が困難となる。 ウイルスやマイコプラズマの汚染
源となる恐れがある。
度を減少させる方法が検討されている。血清濃度の減少
によって細胞はその増殖性を著しく低下させるか死滅
し、所望の細胞生成物(例えば、蛋白質)の収量が著し
く減少するなどの問題があり、培地中の血清濃度の減少
は困難であった。
ずに培養されうる無血清培地に対して多大な関心が持た
れている。例えば、CHO細胞の培養に適し、ハム(H
am)のF12培地およびDMEM培地を1:1の割合
で含有する血清不含培地であって、これにトランスフェ
リン、インシュリンおよび亜セレン酸塩の付加された培
地が知られている〔In vitro Cell.Dev. Biol.21 (198
5) 588 〜592 〕。
点を有する。即ち、細胞の培養の間に若干の時間間隔で
ウシ胎児血清をしばしば追加する必要がある。同様に通
常、血清含有培地中で保持される基本培養物を無血清培
地に移すことも徐々の適応によってのみ可能である。
で、安価かつ動物細胞の発育に適した無血清培地を提供
することである。
細胞の培養方法を提供することである。
た動物細胞より異種蛋白質を大量に製造する方法を提供
することである。
を達成するため鋭意研究を重ねた結果、インスリン、ペ
プトン、トランスフェリンおよびアルブミンを含有させ
た無血清培地が、動物細胞の培養に適していること、ま
た、この培地を使用することにより、異種蛋白質を大量
に生産できることを見出して本発明を完成した。
ンスリン、ペプトン、トランスフェリンおよびアルブミ
ンを含有させることを特徴とする無血清培地である。
培地を使用する動物細胞の培養方法である。
胞を上記第1番目の本発明培地で培養して異種蛋白質を
発現させることを特徴とする異種蛋白質の製造方法であ
る。
有しないものであり、当該培地は、通常被培養物、例え
ば動物細胞が同化しうる炭素源、消化しうる窒素源およ
び無機塩等を含有させることができる。また、必要に応
じて微量栄養促進物質、前駆物質などの微量有効物質を
配合してもよい。炭素源としては、グルコース、マンニ
トール、グリセロール、フルクトースなどがあり、窒素
源としては、肉エキス、ペプトン、カゼイン、コーンス
チープリカー、大豆粉、乾燥酵母などの有機窒素化合
物、硝酸ナトリウム、硫酸アンモニウムなどの無機窒素
化合物が挙げられる。本発明の培地はかかる成分を含む
培地を基礎培地とし、さらに上記インスリン、ペプト
ン、トランスフェリンおよびアルブミンを含有せしめた
培地である。かかる基礎培地としては、細胞培養のため
のすべての公知培地を使用することができ、例えばDM
EM培地、F12培地およびRPMI1640培地が例
示され、就中RPMI1640培地が好適である。
量は、インスリン0.1〜5mg/L、就中0.1〜2mg
/L、ペプトン1〜10g/L、就中4〜6g/L、ト
ランスフェリン5〜15mg/L、就中9〜11mg/L、
アルブミン0.1〜5g/L、就中0.1〜2g/Lで
ある。
その由来には特に制限はなく、好適にはウシ由来のもの
が使用される。本発明において使用されるペプトンは、
その由来には特に制限はなく、好適には牛肉由来ペプト
ン(BP)が使用される。本発明において使用されるト
ランスフェリンは、その由来には特に制限はなく、好適
にはヒトまたはウシ由来のものが使用される。本発明に
おいて使用されるアルブミンは、その由来には特に制限
はなく、好適にはヒト血清アルブミン(HSA)、ウシ
血清アルブミン(BSA)が使用される。
にヒポキサンチン0.1〜100mg/L、就中10〜1
5mg/L、チミジン0.01〜100mg/L、就中2〜
5mg/L、セレン0.01〜100μg/L、就中2〜
5μg/L、α−トコフェロール(ビタミンE)0.0
01〜10mg/L、就中0.1〜0.5mg/Lを加える
ことができる。
する形質転換された動物細胞を培養しようとする場合に
は、プラスミド形質転換の安定性を保つために該培地に
更にベクター中に含有された耐性遺伝子に相応する選択
剤を加えることもある。選択剤としては、当業者には周
知のもの、例えばネオマイシン、ヒグロマイシン、マイ
コフェノール酸、ヒポキサンチン、キサンチン、アミノ
ブチリンまたはメトトレキセイト(MTX)およびその
誘導体が例示される。
としては、細胞株として有用な例として、VERO、H
ela細胞、chinese hamsterovary(CHO)Cell line 、
W138、BHK、COS−7、MDCK Cell line、C1
27、HKG、Human kidneyCell lineなどが挙げられ
る。具体的には、CHO−K1(チャイニーズハムスター
卵巣細胞 : ATCC CCL61)、BHK(新生子ハムスター腎
細胞 : ATCC CCL10)、COS−7(CV-1 Origin,SV-40細
胞 : ATCC CRL1651)、Vero(アフリカミドリザル腎
細胞 : ATCC CCL-81) などがある。
培養方法は、通常次の通りにして行われる。即ち、本発
明の無血清培地を使用する動物細胞の培養には、培養用
としてよく知られているディッシュ、フラスコ、ローラ
ーボトル、スピンナーフラスコあるいは中空糸を用いた
培養装置などの培養容器が使えるがこれらに限定されな
い。培養方法としては、上記の培養容器などで通常行わ
れる継代培養のほか、培養槽内から、連続的に、あるい
は間歇的に古い培養液を細胞を含んだまま、あるいは細
胞と分離して抜き出しつつ、それと見合う量の新しい培
養液を供給して、長期間培養条件を一定に制御しつつ細
胞を培養する連続的な培養法などが挙げられるが、特に
限定されない。
支持体を必要とする付着細胞(CHO細胞など)を、支
持体を用いない単独浮遊状態でも培養が可能となる。
胞は、自体既知の手段にて調製することができる。
も、自体既知の手段にて行えばよい。かかる手段として
は、たとえば特開昭61−177987号公報、特開昭
63−146789号公報等に記載の方法などがあげら
れる。
たとえばアンチトロンビン−III 、プロウロキナーゼ、
組織プラスミノーゲンアクチベータ、B型肝炎表面抗
原、プレS−B型肝炎表面抗原、インターフェロン−
γ、コロニー形成刺激因子などの異種蛋白質を製造する
ことができる。
実施例を挙げるが、本発明はこれらによって何ら限定さ
れるものではない。
0)J.Immunol.Methods39,285,JAMA 199(1957) 〕10.
2gを用い、添加物としてインスリン1mg、BP(牛肉
由来ペプトン)5g、トランスフェリン10mg、HSA
(ヒト血清アルブミン)1g、ヒポキサンチン13mg、
チミジン4mg、α−トコフェロール0.13mgおよびセ
レン4μgを用いて無血清培地(以下、「GCM001
培地」という。)1Lを作製した。
ナーゼ産生CHO細胞(U7−2細胞)(特開昭63−
146789号公報参照)の細胞増殖性および変異ヒト
プロウロキナーゼ産生性における添加物依存性 GCM001培地からそれぞれの添加物を除いた培地で
U7−2細胞を培養し、対数増殖期の細胞を20×10
4 細胞/ウェルで6穴プレート(Falcon,3046)の各ウェ
ルに植え込んだ。37℃、5%二酸化炭素下で4日間培
養し、細胞数をコールターカウンターおよび血球計算盤
を用いて計測した。また、変異ヒトプロウロキナーゼ産
生性を測定するため、培養上清中のプラスミノーゲンア
クチベーター活性を平板法で調べた。
性についてはBPとインスリンに、変異ヒトプロウロキ
ナーゼ産生性についてはインスリン、トランスフェリ
ン、HSAに強い要求性が認められた。
けるインスリン依存性の検討 上記と同様の方法で試験を行った。結果は、図2およ
び図3に示す通りである。上記の結果と同様、細胞増
殖性および変異ヒトプロウロキナーゼ産生性ともにイン
スリンの依存性が高いことが明らかになった。また、図
2から明らかなように、細胞増殖性に関してはインスリ
ンの濃度に依存性があり、1mg/Lにおける結果が最も
優れていた。
ゼ産生性におけるGCM001培地の効果について 比較として血清含有培地としてHam's F12(日水製薬
(株) 製)に10%非働化ウシ胎児血清(Boehringer Man
nhaim GmbH,Lot.698071 02)を加えた培地を使用した。
また、無血清培地としてASF(味の素 (株) 製)を使
用し、上記と同様の方法で試験を行った。
る。GCM001培地は、比較として使用した無血清培
地より細胞増殖性および変異ヒトプロウロキナーゼ産生
性ともにはるかに優れ、血清含有培地と同等の効果を示
すことが明らかになった。
培養 GCM001培地が長期の浮遊培養に使用できるかどう
か調べるために、バッチ法によるスピンナー培養を行っ
た。培養開始1週間後の細胞の浮遊状態は、ほとんどが
単個の細胞であったが、それ以後、数百個の細胞からな
ると思われるクランプが増加していった。そして、約1
ヶ月後には、ほぼ大きさの等しいクランプが多数を占め
るようになった。このクランプは、プロペラの回転を止
めるとすぐに沈降し、十数分間の静置により10%程度
の細胞数の損失で培地交換ができた。3〜4日毎に2/
3量の培地を交換し、約3ヶ月間培養を続けた。その間
の細胞数と培養上清中のm−PPA活性を図6に示し
た。これによると、細胞数は106 個から2×106 個
の間を維持しており、m−PPA活性は、多少変動は認
められるが、概ね100IU/ml以上を維持していた。
ることによりU7−2細胞の増殖性および変異ヒトプロ
ウロキーゼ産生性について血清含有培地と同等の効果を
示すことが明らかになった。加えて、元来、付着・伸展
性増殖をする細胞を浮遊状態でも培養することが可能と
なり、ここに高密度培養も可能な浮遊培養系が確立され
た。
ゼ産生DHFR活性欠損CHO細胞(Asn 24 −PP
A産生4μM MTX耐性細胞)(特願平2−1235
73号公報参照)の細胞増殖性および変異ヒトプロウロ
キナーゼ産生性Asn 24 −PPA産生細胞は、Url
aubおよびChasin.Proc.Natl.Ac
ad.Sci.(USA),77:4216(198
0)に記載の方法で調製され増殖させたDHFR活性欠
損CHOセルラインから作製した。実施例1で得たGC
M001培地を使用してAsn24−PPA産生細胞を
培養し、対数増殖期の細胞を20×104細胞/ウェル
で6穴プレート(Falcon,3046)の各ウェル
に植え込む。37℃、5%二酸化炭素下で6日間培養
し、細胞数をコールターカウンターおよひ血球計算盤を
用いて測定した。また、変異ヒトプロウロキナーゼ産生
性を測定するため、培養上清中のプラスミノーゲンアク
チベーター活性を平板法で調べた。
る。
り、従来の無血清培地に比し、短期間で順化が可能とな
る。血清含有培地を使用した場合と同等の細胞増殖性お
よび蛋白産生性を示すことができ、又、長期継代培養も
可能である。また、該培地を使用することにより、元
来、付着・伸展性増殖でしか培養できなかった細胞を浮
遊状態でも培養することが可能となる。
をGCM001培地での場合に対する比率で示した図で
ある。
した図である。
リン濃度の影響を示した図である。
性を示した図である。
プロウロキナーゼ産生を示した図である。
ンナー培養での細胞数およびm−PPA活性を示した図
である。
生細胞の細胞増殖性を示した図である。
生細胞の変異ヒトプロウロキナーゼ産生を示した図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 動物細胞の細胞増殖期において血清の添
加を必要としない無血清培地であって、基礎培地にイン
スリン、ペプトン、トランスフェリンおよびアルブミン
を含有させることを特徴とする培地(但し、該培地はリ
ン酸基、カルボキシル基および/または硫酸基で置換さ
れたβ−D−キシロピラノースを成分として含まな
い)。 - 【請求項2】 動物細胞を請求項1記載の培地にて培養
し、増殖させることを特徴とする動物細胞の培養方法。 - 【請求項3】 異種蛋白質DNAを含む形質転換された
動物細胞を、細胞増殖期から請求項1記載の無血清培地
で培養して異種蛋白質を発現させることを特徴とする異
種蛋白質の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2417059A JP2990805B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 無血清培地、動物細胞の培養方法および異種蛋白質の製造方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04234982A JPH04234982A (ja) | 1992-08-24 |
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Family
ID=18525205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2990805B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109234223A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-01-18 | 南京基蛋生物医药有限公司 | 低蛋白无血清细胞培养基 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998000521A1 (fr) * | 1996-06-28 | 1998-01-08 | The Green Cross Corporation | Milieux exempts de serum, methode de culture de cellules d'origine animale, et procede de production de substances physiologiquement actives |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0736755B2 (ja) * | 1983-09-13 | 1995-04-26 | 株式会社ミドリ十字 | プラスミノーゲン・アクチベーター前駆体含有組成物 |
DE3801236A1 (de) * | 1988-01-18 | 1989-07-27 | Boehringer Mannheim Gmbh | Pentosansulfat-medium |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP2417059A patent/JP2990805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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CN109234223A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-01-18 | 南京基蛋生物医药有限公司 | 低蛋白无血清细胞培养基 |
CN109234223B (zh) * | 2018-11-21 | 2021-01-19 | 南京基蛋生物医药有限公司 | 低蛋白无血清细胞培养基 |
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JPH04234982A (ja) | 1992-08-24 |
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