JPH06500918A - 哺乳動物細胞の培養用培地 - Google Patents

哺乳動物細胞の培養用培地

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 哺乳動物細胞の培養用培地 発明の分野 本発明は細胞培養培地の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は哺乳動物細胞 培養培地の分野に関する。
発明の背景 塩類、糖類、アミノ酸類、およびビタミン類の基礎栄養混合物以外に、試験管内 細胞は、増殖のためには、はっきりとされていない生物学的流動体またはエキス の補足も必要とすることが判明している。利用可能性および貯蔵容易性のために 、最も通常に使用される補足物は血清である。
しかしながら、細胞培養培地での血清の使用にはい(つかの不利がある。血清は 比較的高価である。血清ははっきりとした成分ではないので、異なるロットの血 清は、存在する化合物の濃度が変動する可能性があり、かくして予期しない培養 増殖の結果となる。また、血清はウィルスまたはマイクプラズマで汚染され得る 。血清中の蛋白は培養培地からの細胞産物の精製を複雑化する。
含血清培地の不利を解消しようとする努力において、研究者は、血清の代わりに 、はっきりとした、ないしはよく特徴付けられた成分で置き換えることにより、 無血清培地を提供しようと試みてきた。不幸にも、血清の複雑性と、異なるタイ プの細胞の異なる増殖要件は、かかる培地の提供を困難なものとしてきた。哺乳 動物細胞培養のための無血清培地に関する総括ついては、リッジノ(Rizzi no)ら、(1979) [はっきりとした培地ならびに培養哺乳動物細胞の栄 養的およびホルモン的要件の決定(Defined Media and th e Determination of Nutritionaland Bo rmonal Requirements of Mammalian Ce1 ls in Cu1ture)J、ニュートリ塔■ ン・レビューズ(Nutrition Reviews)、旦ユニ 369−3 78 ;バルネスおよびサト(Barnes and 5ato)(1980)  r無血清細胞培地、統一化アプローチ(Serum−free Ce1l C u1ture:a Unifyimg Approach)J、セル(Cell )、λ2:649−655:パル不スおよびサト(Barnes and 5a to)(1,980) r無血清培地における培養細胞の増殖法(Method s for Growth of Cu1turej Ce1ls in Se rum−Free1iedi+Jm)J 、アナリティカル・バイオケミストリ ー(^naLyt、 Biochem、 ) 1旦λ 225−270:および ボデカー(Bodeker)ら、(1985)r接着性細胞系1m−’)イテノ 無血清培養培地の開発スクリーニング法(A Screening Metho d To DevelopSerua+−Free Cu1ture Medi a For Adherent CeLi Lines)J 、ディベロップ− パイオル・スタンダード(Develop、 Biol、 5tandard、  )旦0:93−100を参照されたし。
チェセベフおよびパディウ(Chessebeuf and Padieu)l :1988年11月22日に発行された米国特許第4786599号は、6種の 脂肪酸およびアルブミンまたはデキストランの混合物を含有する無血清動物組織 培養培地を開示している。
該培地は、特に、細胞系、特にミエローマおよびハイブリドーマ細胞系を得るた めに、可能にはホルモンおよび/または成長因子の存在下で、ラット肝臓上皮細 胞の初代培養に適用される。
チャイニーズ・ハムスター・オバリー細胞(CHO)の無血清培養用培地が報告 されている。ガサ−(Gasser)ら(1985)は、イン・ビトロ・セリュ ーラー・アンド・ディベロブメンタル・バイオロジー(In Vitro Ce 1lular &Developmental Biology)λ1:588 −592において、CHO細胞の培養用の無血清培地を開示している。該無血清 培地は、トランスフェリン、インスリン、およびセレンを補足したハム(Ham )のF12および修正イーグル最小必須培地の1=1混合物よりなる。メンディ アス(Mendiaz)ら(1986)は、イン・ビトロ・セリューラー・アン ド・ディベロプメンタル・バイオロジー(In Vitr。
Ce1lular & Developmental Biology)λ2  : 66−74において、インスリン、および硫酸第2鉄またはトランスフェリ ン、セレン、微量元素、塩化カルシウム、グルタミン、リノール酸、非必須アミ ノ酸、およびインスリンを補足した基礎培地よりなるCHO細胞の培養用無血清 培地を開示している。
ピエトルズコフスキイ(Pietrzkowski)ら(1988)[)オリア ・ヒストケミ力・工・シトビオロッカ(Folia Histocha++ic a et Cytol)iologica) 26 +123−132]は、デ キストランを含有するニワトリ胚細胞の培養用無血清培地を報告している。ビエ トルズコフスキイおよびコロホダ(Pietrzkowski andKoro hoda) (1988) [)t Jア・ヒストナミカーエーントビオグロジ 力(Folia HistocheIIIica et CytobioiOg ica) 26 :143−154 ]は、ニワトリ胚線維芽細胞の培養用のデ キストランを含何する無血清培地を報告している。これらの2つの文献において 、デキストランを培地に添加して細胞の付着および伸展を促進している。
オーモリ(Ohmori) (1988) [ジャーナル・オブ・イミュノロジ カル、メソッズ(Journal of Ia+munological Me thods) 112 : 227−233 ]は、培養したマウスリンパ球に よる第一次抗体反応を支持できる無血清培地を報告している。この培地はβ−ン クロデキストリン、インスリン、トランスフェリン、アルブミン、低密度リポ蛋 白、プトレシン(putrescine)およびアラニンを補足した基礎培地に 基づく。
本発明の目的は哺乳動物細胞培養用の無血清培地を提供することにある。また、 本発明の目的は、生成収率を増大させる組換え産物を生産するように形質転換し た哺乳動物の培養用の無血清培地を提供することにある。さらに、本発明のもう 1つの目的は、CH○細胞の培養用の無血清培地を提供することにある。
発明の概要 本発明は哺乳動物細胞の培養用培地を提供する。本発明は添付の請求の範囲で特 に指摘し、以下の記載においてその好ましい具体例を記載する。
発明の詳細な記載 本発明の培地は、哺乳動物の培養で有用である。本発明の培地はチャイニーズ・ ハムスター・オバリー(CHO)細胞、およびHAK細胞、ベイビーハムスター 腎臓細胞系の培養で有用であることが判明した。本発明の培地はミエローマ細胞 系の培養には適当でないことが判明した。
細胞は本発明の無血清培地にてバッチ培養および連続培養で増殖させ得る。本発 明の培地で増殖させたCHO細胞は高細胞密度に達し、含血清培地で増殖させた CHO細胞と比較して組換え産物の分泌の増大を示す。
本発明の培地は、哺乳動物細胞培養に設計した基礎培地に成分を添加することに よって調製する。該培地は細胞培養培地を調製するのに標準的な手法で調製され る。
適当な基礎培地は、ハムの培地、ウェイマウス(Waymouth)M B 7 52 / 1培地、イーグルの培地、ウィリアムス(1’illiams)のE 培地、199培地のごとき標準的な哺乳動物細胞培養培地ならびにMEMおよび MEMαタイプの誘導培地およびこれらの培地のいずれの組合も包含する。また 、哺乳動物細胞の培養に用いる他の標準的な培地もまた本発明で適当である。好 ましい基礎培地は実施例10基礎培地である。好ましい基礎培地は細胞増殖を支 持し、細胞培養間の培地における細胞集塊のサイズをおおいに減少させる。
イーストレイト(1’eastolate)のごとき酵母加水分解物は、1リツ トル当たり約11ないし約100グラム、好ましくは1リツトル当たり約5グラ ムの量で基礎培地に添加する。
アルブミンまたはデキストランは1リツトル当たり約01ないし約50グラムの 量で基礎培地に添加する。好ましくは、つ/血清アルブミンまたは約50000 0の分子量を有するデキストランいずれかを基礎培地に添加する。ウシ血清アル ブミンは好ましくは1すlトル当たり約01ないし約0.5グラムの量で添加す る。好ましくは、デキストランT500のごとき約500000の分子量を存す るデキストランは1リツトル当たり約0.1ないし約10グラムの量で基礎培地 に添加する。
インスリンは1ミリリツトル当たり約2.0ないし約20ミリグラム、好ましく は、1リツトル当たり約10ミリグラムの量で基礎培地に添加する。
トランスフェリンまたはトランスフニリン代替物は1ミリリツトル当たり約0な いし1000マイクログラムの量で基礎培地に添加する。トランスフニリンは、 フエリンクフルクトース(1リツトル当たり約10ないし約10.0ミリグラム )、クエン酸第二鉄(1リツトル当たり約1.0ないし約100.0ミリグラム )、または硫酸第一鉄(1リツトル当たり約5.0マイクロモルないし約200 0マイクロモル)と培地中にて置き換えることができる。
脂肪酸オレイン酸、リノール酸およびリルン酸の混合物は、培地1リツトル当た り、オレイン酸06:リノール酸:リルン酸0.14ミリグラムの比で基礎培地 に添加する。本発明の好ましい具体例において、脂肪酸のこの比率を保ちつつ、 オレイン酸は好ましくは1リツトル当たり約0.012ないし約0.12ミリグ ラムの量で基礎培地に添加し、リノール酸は好ましくは1リツトル当たり約0. 2ないし約5.0ミリグラムの量で基礎培地に添加し:リルン酸は1リツトル当 たり約1028ないし約0.7ミリグラムの量で培地に添加する。コレステロー ルは1リツトル当たり約Oないし約100ミリグラムの量で基礎培地に添加する 。
実施例2で詳細に記載する本発明の好ましい具体例において、塩化カルシウム( CaC]□)(無水物)を1リツトル当たり約Oないし約200ミリグラム、好 ましくは、1リツトル当たり約66.67ミリグラムの量で基礎培地に添加する 。硫酸マグネシウム(MgSO4)(無水物)は1リツトル当たり約0ないし約 100.0ミリグラム、好ましくは、1リツトル当たり約24ミリグラムの量で 基礎培地に添加する。
培地のpHは好ましくは約648ないし約74とする。該培地の容量オスモル濃 度は好ましくは約280ないし360ミリオスモルとする。
該基礎培地は4℃にて1年間粉末として保存できる。液状の完成した培地(補足 物を添加した基礎培地)は4℃で6力月間保存できる。
本発明の好ましい具体例を以下の実施例に記載する。
実施例1 基礎培地の調製 基礎培地の成分を混合し、ボールミルで粉砕して均質な粉末を処方する。次いで 、粉末化した培地を10OLのパケットに分配させ、4℃で貯蔵する。
基礎培地成分:MRl 無血清培地 酸 分 ミリグラム/リットル 無機塩/微量元素 NaC17066,333000 KCI 341.20000O N a 2 P O4、H2093、333000Mg5O4(無水物) 6. 510000Cu S O4・5H200、OOO866Fe(NO3)i・9 H200,000033Na2Sea3(無水物) 0.17290OL−アス パラギンH,028,33670OL−ンステイン HCI・H2O45,04 000OL−ンステイン FB 13.333300L−グルタミン酸 46. 56670OL−グルタミン 292.000000グリシン 35.8333 0O L−ヒスチジン HCI・H2O20,98670OL−ヒスチジン FB 5 .00000OL−イソロイシン 35.480000L−ロイシン 46.8 3330O L−りンン HCI 65.48660OL−メチオニン 11.493300 L−フェニルアラニン 20.65330OL−プロリン 34.83330O L−セリン 15.16670O L−スレオニン 33.30000O L−)リプトファン 7.34670OL−チロシン 2Na2H2036,7 7670OL−バリン 35.900000 ビタミン類/MISC成分 デキストロース 4500.000000ブトレノン 2HCI 0.0537 00ピルビン酸ナトリウム 81.666700アスコルビン酸 17.333 300 ビオチン 0.202400 D−パントテン酸カル/ウム 0.160000パントテン酸ナトリウム 0. 337330コリンクロリド 5.486700 葉酸 1.10000O Na2 アルファトコフ、O−ル PO40,003300グルタチオン(還元 型) 0.016700メナシオン Na ビスルフニート 0.003300 ピリドキノン MCI 0.020700ピリドキサール MCI 0.666 700リボフラビン 0.079300 チアミン HCI 0.780000 ビタミンAアセテート 0.033000基礎培地の調製 許容量100L 脱イオン化−蒸留水90リツトルを計量して適当な混合容器に入れる。ボールミ ル粉砕した粉末化培地(前記参@)の1の10OLパケット分を添加する。培地 のpHをIN HCIを用いて72に調整する。培地の容量を水の添加によって 10OLとする。次いで、0.2ミクロンの酢酸セルロース濾紙を用いるMlに 過によって培地を滅菌する。
実施例2 培地MR1−3の調製 培地MHI−3は、5000mg/]のT CYeastolate(ディフコ (Difco)、デトロイト ミシガン州)、500mg/lウン血清アルブミ ン(BSA)(アルモール(^r+aour)、カンカキ−、イリノイ州)、1 0mg/]ウノ・インスリン(ワイタキ(Waitaki)、トロント、カナダ 国)、10mg/lウン、トランスフェリン(ングマ・ケミカル・カンパニー( Sigma Chemical Co、 )、セントルイス、ミズリー州) 、 0.12mg/1オレイン酸(アメレスコ(八meresco)、クリーブラン ド、オハイオ州) 、0.20mg/lリノール酸(アメレスコ(Ameres co))、0.028mg/ ]リルン酸(アメレスコ(Ameresco))  、2 m g/lコレステロール(アメレスコ(Ameresco)) 、  66.67 m g/ ]無水塩化カルシウム、および24mg/I無水硫酸マ グネ/ウムを補足した実施例1の基礎培地を含有する。該培地は以下の如くに調 製する。
100Lの最終容量につき 1、脱イオン化−蒸留水90リツトルを計り、適当な混合容器に入れる。
2、(実施例1からの)ボールミル粉砕培地の1つの10OLパケット分を添加 する。
3、 M、gso、(無水物)2.4グラムを添加し、溶解するまで混合する。
4、CaC]□(無水物)67グラムを添加し、溶解するまで混合する。
5、 TCYeastolaτe500グラムを添加し、溶解するまで混合する 。
6、BS、A50グラムを添加し、溶解するまで混合する。
7、NaHC○3220グラムを添加し、溶解するまで混合する。
8、インスリン1グラム、トランスフェリン1グラム(またはフェリツクフルク トース100m1)を添加し、溶解するまで混合する。
9、オレイン酸12mg、リノール酸20mg、リルン酸2.8mg、およびコ レステロール200mgを無水エタノール100m1に溶解し、この脂肪酸混合 物を該混合容器に添加する。
10.1N HCIを用いてpHを7,2に調整する。
11、容量を100リツトルとし、徹底的に混合する。
12、 0.2ミクロンの酢酸セルロース濾紙を用いて濾過滅菌する。
13、容量オスモル濃度をチェックし、記録する。
14.4℃で6力月まで保存する。
実施例3 培地MRI−6の調製 培地MHI−6は、5000mg/ ] TCTeastolate (ディ7  :l (Difco)、デトロイト、ミシガン州) 、500mg/Iウシ血 清アルブミン(アルモール(^r+1our)、カンカキ−、イリノイ州)、1 0mg/lウシ・インスリン(ワイタキ(Vaitaki)、トロント、カナダ 国) 、10mg/lウシ・トランスフェリン(シグマ・ケミカル・カンパニー (Sigma Chemical Co、 )、セントルイス、ミズリー州)、 0.12mg/lオレイン酸(アメレスコ(Ameresco)) 、クリーブ ランド、オハイオ州)、0.20mg/Iリノール酸(アメレスコ(Amere sco))、0.028mg/lリルン酸(アメレスコ(Ameresco))  、および2mg/Iコレステロール(アメレスコ(Ameresco))を補 足した実施例1の基礎培地を含有する。該培地は、工程3および4を省略した以 外は実施例2の培地MHI−3と同様に調製する。
この培地にはMgSO4および CaCLは添加しない。
実施例4 培地MRI−7の調製 培地MRI−7は、5000 m g/ ] T CYeastolate ( ディフコ(Difco)、デトロイト、ミンガン州) 、1000mg/lデキ ストランT−500(ファルマシア(Pharmacia)、ビス力タウェイ、 ニューシャーシー州)、10mg/]つ’y−インスリン(ワイタキ(Wait aki)、トロント、カナダ国) 、10mg/]ウノ・トランスフェリン(シ グマ・ケミカル・カンパニー(SiglIa Chemical Co、 )、 セントルイス、ミズリー州) 、0.12mg/1オレイン酸(アメレスD ( Ameresco))、クリーブランド、オハイオ州) 、0.20mg/lリ ノール酸(アメレスコ(八meresco)) 、0.028mg/ ]リルン 酸(アメレスコ(Ameresco)) 、および2mg/lコレステロール( アメレスコ(Ameresco) )を補足した実施例1の基礎培地を含有する 。工程3および4を省略し、工程6でデキストランT−200がウシ血清アルブ ミンを置き換えた以外は実施例2における培地MRI 3と同様にして培地MR I−7を調製する。工程6では、デキストランT−500の100グラムを添加 し、溶解するまで混合する。
寒1列5 細胞培養 可溶性T4、T−4リンパ球細胞レセプターの可溶性形!!(細胞系37−8O N)を産生ずるように形質転換したCHO細胞を4種の異なる培地で培養した。
含血清培地アルファ(−)MEM15%胎児ウシ血清(FBS)、および実施例 2.3、および4に記載した培地。培地150m1を含む250m1SPフラス コに播種した後、1ミリリツトル当たり5xlO’細胞を7日間培養した。合計 細胞数をSr1のコールタ−カウンターで測定し、血球計を用いるトリバンブル ー染料排除によって生存活性を測定した。Sr1の濃度はエライヤ法に基礎を置 くアッセイによって測定した。播種2日後には、無血清培地は含血清培地よりも 多(の細胞数を示した。含血清培地では、はぼ1.3×106細胞があったのに 対して、無血清培地ではほぼ1.6X10’細胞があった。
3ないし7日においては、有意により多くの細胞が含血清培地よりも無血清培地 に存在した。3日において、含血清培地ではほぼ2.4X10’細胞が、無血清 培地ではほぼ3.3X10’細胞があった。4日においては、含血清培地におけ る合計細胞数はわずかに約2.25X10’細胞に低下した。対照的に、無血清 培地における細胞数はMRI−7ではほぼ3.6 X 10’細胞に、MRI− 3では4.1×106細胞に、MHI−6では4.3X10’細胞に増加した。
7日までに、培地MRI−7における合計細胞数はほぼ4.0X10’細胞まで 増加し、他の培地における細胞数は4日におけるレベルに匹敵するレベルに止ど まった。
播種後3日までに、無血清培地で増殖させた細胞は、含血清培地で増殖させたは より顕著となった。7日においては、無血清培地で培養した細胞は培地1ミリリ ツトル当たり約75ないし87マイクログラムのsT4を生産した一方、含血清 培地で培養した細胞は培地1ミリリツトル当たり約35ミリグラムのsT4を生 産した。
国際調査報告 輌瞳1111161!輯^−”−” pcT/l:sq+106817フロント ページの続き フェニックスビル、ウェストリ・ソジ・ガーデンズ 173エイ番

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.(a)哺乳動物細胞培養に設計した合成基礎培地:(b)1リットル当たり 約0.1ないし約10グラムの加水分解酵母;(c)1リットル当たり約0.1 ないし約5グラムのデキストランまたはアルブミン; (d)1リットル当たり約2ないし約20ミリグラムのインスリン;(e)1リ ットル当たり0ないし約100ミリグラムのトランスフェリン、フェリックフル クトース、クエン酸第一鉄および硫酸第一鉄よりなる群から選択される化合物; および (f)1リットル当たり脂肪酸の約0.6:1:0.14ミリグラムの比のオレ イン酸、リノール酸およびリノレン酸からなる脂肪酸成分よりなる無血清の哺乳 動物細胞培養培地。
  2. 2.さらに1リットル当たり0ないし約10ミリグラムのコレステロールよりな る請求の範囲第1項記載の無血清の哺乳動物細胞培養培地。
  3. 3.さらに1リットル当たり0ないし約200ミリグラムの無水塩化カルシウム および1リットル当たり0ないし約100ミリグラムの無水硫酸マグネシウムよ りなる請求の範囲第1項記載の無血清の哺乳動物培養培地。
  4. 4.該加水分解酵母をエリットル当たり約5グラムの量で培地に存在させる請求 の範囲第1項記載の培地。
  5. 5.アルブミンを1リットル当たり約0.5グラムの量で該培地に存在させる請 求の範囲第1項記載の培地。
  6. 6.該アルブミンがウシ血清アルブミンである請求の範囲第5項記載の培地。
  7. 7.該デキストランを1リットル当たり約1グラムの量で該培地に存在させる請 求の範囲第1項記載の培地。
  8. 8.該デキストランが約500000の分子量を有するデキストランである請求 の範囲第7項記載の培地。
  9. 9.該インスリンを1リットル当たり約10ミリグラムの量で培地に存在させる 請求の範囲第1項記載の培地。
  10. 10.トランスフェリンを1リットル当たり約10ミリグラムの量で存在させる 請求の範囲第1項記載の培地。
  11. 11.オレイン酸を1リットル当たり約0.12ミリグラムの量で存在させ;リ ノール酸を1リットル当たり約0.20ミリグラムの量で存在させ;リノレン酸 を1リットル当たり約0.028ミリグラムの量で存在させる請求の範囲第1項 記載の培地。
  12. 12.コレステロールを1リットル当たり約2ミリグラムの量で存在させる請求 の範囲第2項記載の培地。
  13. 13.核塩化カリシウムを1リットル当たり約66ないし67ミリグラムの量で 存在させ;硫酸マグネシウムを1リットル当たり約24ミリグラムの量で存在さ せる請求の範囲第3項記載の培地。
  14. 14.(a)哺乳動物細胞培養に設計した合成基礎培地;(b)1リットル当た り約5グラムの加水分解酵母;(c)ユリットル当たり約1グラムのアルブミン ;(d)1リットル当たり杓10ミリグラムのインスリン;(e)1ミリリット ル当たり約10ミリグラムのトランスフェリン;(f)1リットル当たり約0. 12ミリグラムのオレイン酸、1リットル当たり約0.20ミリグラムのリノー ル酸および1リットル当たり約0.028ミリグラムのリノレンからなる脂肪酸 成分;および(g)1リットル当たり約2ミリグラムのコレステロールよりなる 無血清の哺乳動物細胞培養培地。
  15. 15.さらに1リットル当たり約66ないし約67ミリグラムの無水塩化カルシ ウム;および1リットル当たり約24ミリグラムの無水硫酸マグネシウムよりな る請求の範囲第14項記載の培地。
  16. 16.(a)哺乳動物細胞培養に設計した合成基礎培地;(b)1リットル当た り約5グラムの加水分解酵母;(c)約500000の分子量を有する1リット ル当たり約1グラムのデキストラン; (d)1リットル当たり約10ミリグラムのインスリン;(e)1リットル当た り約10ミリグラムのトランスフェリン;(f)1リットル当たり約0.12ミ リグラムのオレイン酸、1リットル当たり約0.20ミリグラムのリノール酸お よび1リットル当たり約0.028ミリグラムのリノレン酸からなる脂肪酸成分 ;および(g)1リットル当たり約2ミリグラムのコレステロールよりなる無血 清の哺乳動物細胞培養培地。
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