KR0139168B1 - Process for preparation of erythropoietin - Google Patents

Process for preparation of erythropoietin

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KR0139168B1 KR1019940032992A KR19940032992A KR0139168B1 KR 0139168 B1 KR0139168 B1 KR 0139168B1 KR 1019940032992 A KR1019940032992 A KR 1019940032992A KR 19940032992 A KR19940032992 A KR 19940032992A KR 0139168 B1 KR0139168 B1 KR 0139168B1
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Abstract

본 발명은 EPO를 고역가로 발현시킬 수 있도록 고안된 재조합 플라스미드 pSVEp2neo로 포유동물 세포의 일종인 CHO 세포를 형질전환 시킨 후, HAT 배지 선택과정을 통하여 EPO를 고역가인 동시에 안정적으로 발현시키는 신규의 세포주 CHOEp-cfc33, 및 이 세포주를 이용하여 대량으로 활성 EPO를 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention transforms CHO cells, a mammalian cell type, into recombinant plasmid pSVEp2neo, which is designed to express EPO at high titers. cfc33, and a method for producing active EPO in large quantities using this cell line.

Description

에리스로포이에틴의 제조방법Method for preparing erythropoietin

제1도는 발현된 에리스로포이에틴의 웨스턴 분석결과를 나타낸 것이다.1 shows the results of Western analysis of the expressed erythropoietin.

본 발명은 인간 에리스로포이에틴(이하, EPO로 약칭한다)을 고역가로 발현시키는 신규의 포유동물 세포주 및 상기 세포주를 이용하여 활성을 갖는 EPO를 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to novel mammalian cell lines that express human erythropoietin (hereinafter abbreviated as EPO) at high titers and to methods of producing EPO having activity using the cell lines.

좀더 구체적으로, 본 발명은 EPO를 고역가로 발현시킬 수 있도록 고안된 재조합 플라스미드 pSVEp2neo로 포유동물 세포의 일종인 CHO 세포를 형질전환 시킨 후, 형질전환된 세포에 대해 HAT 배지 선택과정을 통하여 EPO를 고역가인 동시에 안정적으로 발현시키는 신규의 세포주 CHOEp-cfc33, 및 세포주를 이용하여 대량으로 활성 EPO를 생산하는 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention transforms CHO cells, which are a kind of mammalian cells, with recombinant plasmid pSVEp2neo designed to express EPO at high titers, and then expresses the high titers of EPO through HAT medium selection for the transformed cells. At the same time, the present invention relates to a novel cell line, CHOEp-cfc33, which stably expresses, and a method for producing active EPO in large quantities.

EPO는 고등 생물체내에서 적혈구 형성을 자극하는 순환 당단백질로서 적혈구 형성 자극인자로 불리운다.EPO is a circulating glycoprotein that stimulates red blood cell formation in higher organisms and is called erythropoietin.

인간 적혈구의 수명은 약 120일이므로 전체 적혈구 제빙용기 약 1/120이 매일 세망내피 조직계 내에서 파괴되는 동시에 일정 수의 적혈구가 매일 생성되어 건강한 사람은 체내 적혈구의 농도가 거의 일정하게 유지되는데, 이러한 적혈구의 생성은 골수에서 적아구의 성숙 및 분화에 의하여 이루어지며 이때 EPO는 덜 분화된 세포에 작용을 함으로써 적혈구로의 분화를 유도하는 작용을 한다(참조 : Guyton. Texbook of Medical Physiology, pp 42-50, 1986). 따라서, EPO는 빈혈, 특히 신장성 빈혈의 임상적 치료에 유용한 치료제로 이용된다.Since the lifespan of human erythrocytes is about 120 days, about 1/120 of the total erythrocyte deicing vessels are destroyed in the semantic endothelial tissue system every day, and a certain number of erythrocytes are produced every day, so that the healthy human blood cells maintain a constant level of erythrocytes. Erythrocytes are produced by the maturation and differentiation of erythrocytes in the bone marrow, where EPO acts on less differentiated cells to induce differentiation into erythrocytes (see Guyton. Texbook of Medical Physiology, pp 42-). 50, 1986). Therefore, EPO is used as a therapeutic agent useful for the clinical treatment of anemia, especially renal anemia.

그런데, 이와 같이 EPO를 임상적 치료제로 사용하는데 있어서는 항원성의 문제가 발생할 수 있기 때문에 가능한 한 인간 유래의 원료로부터 제조하는 것이 바람직하며, 따라서 종래에는 대량의 EPO를 분비하는 재생 불량성 빈혈 등의 질병을 앓고 있는 환자로부터 얻은 혈액 또는 뇨를 이용하여 농축 및 정제과정을 통해 EPO를 제조하여 왔다. 그러나, 이러한 뇨의 공급은 극히 제안되어 있어서 EPO의 실제적 이용에 장애가 되므로 건강한 사람의 뇨로부터 EPO 제품을 제조하는 것이 요청되는데, 건강한 사람의 뇨를 이용하는데 있어서도 빈혈 환자의 뇨에 비해 EPO의 함량의 낮을 뿐아니라, 건강한 사람의 뇨 중에서는 EPO가 매우 높은 농도일 때 적혈구 형성을 억제하는 어떤 억제인자가 함유되어 있어서, 만족스런 치료효과를 얻기 위하여는 상당한 정제 과정을 진행해야 하는 등의 문제점이 여전히 존재한다. 따라서, 천연 공급원을 사용한 공지의 분리 및 정제기술에 의해서 이 화합물을 대량 생산하기에는 역부족이다.However, in the use of EPO as a clinical therapeutic agent, since antigenic problems may occur, it is preferable to manufacture it from human-derived raw materials as much as possible. Therefore, in the past, diseases such as aplastic anemia that secrete large amounts of EPO are used. EPO has been prepared through concentration and purification using blood or urine from patients suffering from it. However, since the supply of urine is extremely proposed, it is impeded to manufacture EPO products from urine of healthy people because it impedes the practical use of EPO. In addition to low levels, healthy urine still contains certain inhibitors that inhibit red blood cell formation at very high concentrations of EPO. exist. Therefore, it is not sufficient to mass produce this compound by known separation and purification techniques using natural sources.

천연 공급원을 사용하여 EPO를 제조하는 경우에 상기한 바와 같이 어려움이 있으므로 이러한 문제를 해결하기 위한 일환으로 스기모또 등(참조 : Sugimoto et al.)은 미합중국 특허 제4,377,513호에서 나말봐, BALL-1, NALL-1, TALL-1 및 JBL을 포함한 인체 람파아구 세포의 생체내 증식을 특징으로 하는 EPO의 대량생산 방법에 관해 기술하고 있으며, 또한, 유전공학 기술에 의해 EPO를 제조하는 연구들도 잇따라 문헌에 보고되었는데, 예를들어 국제 공개된 특허 WO 85/02610호는 인간 게놈 DNA를 이용하여 EPO를 제조하는 방법에 관해 기술하고 있고, WO 85/03520호는 인간 게놈 DNA 및 cDNA를 이용하여 EPO를 제조하는 방법에 대해 각각 기술하고 있다.Sugimoto et al. (See Sugimoto et al.) In U.S. Patent No. 4,377,513 as a part of solving this problem, because of the difficulty described above for the production of EPO using natural sources. 1, describes a method for mass production of EPO characterized by the in vivo proliferation of human LAMPA cells, including NALL-1, TALL-1, and JBL, and also studies for producing EPO by genetic engineering techniques. Subsequently reported in the literature, for example, published international patent WO 85/02610 describes a method for preparing EPO using human genomic DNA, and WO 85/03520 uses human genomic DNA and cDNA. Each method for preparing EPO is described.

그러나, 상기 선행의 특허는 여전히 좀더 개선되어야 할 여지를 안고 있었다. 즉, 특허 WO 85/02610호의 경우에는 클론화된 EPO게놈 유전자중 인간체내에 EPO 생산에 필요한 발현 조절 부위를 폼하여 약 4.8kb 정도 크기의 BstEⅡ/BamHⅠ절편을 발현을 위한 유전자로 사용하고 있고, 특허 제85/03520호에서는 클로닝로 된 유전자 중 EcoRⅠ/HindⅢ의 4.0kb 절편을 사용하고 있는데, 실제로 유전자 중의 이러한 발현조절 부위는 인간의 체내에서라면 EPO를 특정 농도로 유지시키거나, 필요시에만 발현하도록 발현시기를 조절하는 등 매우 중요한 역할을 하기도 하는 한편, 상기 특허 발명 또는 본 발명에서와 같이 인간의 체내가 아닌 세포주에서 인공적으로 EPO를 대량 생산하는 시스템에서는 불필요하거나 경우에 따라서는 EPO 생산을 방해하는 작용을 할 수도 있다.However, the preceding patent still had room for further improvement. That is, in the case of patent WO 85/02610, a BstEII / BamHI fragment of about 4.8 kb is used as a gene for expression by forming an expression control site necessary for the production of EPO in the human cloned EPO genomic gene. Patent No. 85/03520 uses a 4.0 kb fragment of EcoRI / HindIII in a cloned gene. In fact, such expression control sites in genes maintain EPO at specific concentrations in humans, or only when needed. It plays a very important role, such as controlling the timing of expression, while in the system of artificially mass-producing EPO in cell lines other than the human body as in the patent invention or the present invention, it is unnecessary or in some cases prevents the production of EPO. It can also work.

따라서, 본 발명자들은 상기 유전공학적 방법을 이용하는 선행기술의 문제점을 개선하고자 예의 연구한 결과, 클로닝된 EPO 게놈 유전자 중 상기 두가지 선행 특허에서 사용한 유전자보다 크기가 작으며 자체 조절부위를 거의 제거한 2.4kb만을 사용함으로써 벡터자체의 구성 요소에 의해 발현이 조절되게 하고, 프러모터로는 SV40 어얼리 프로모터를 사용하며 인핸서로서 물로니뮤린 류케미아바이러스의 LTR을 EPO 유전자와 약 3kb만큼 떨어진 위치에 도입시킴으로써 제조된 재조합 벡터 pS Ep2neo(기탁번호 : KFCC-10831)를 사용하면 이와 같은 문제점을 해결하고 훨씬 고역가로 EPO를 발현시킬 수 있음을 발견하고 이에 관해 국내에 출원을 완료한 바 있다(대한민국 특허 출원 제94-20595호).Therefore, the present inventors have diligently studied to improve the problems of the prior art using the genetic engineering method. As a result, the cloned EPO genomic genes are smaller than the genes used in the two prior patents and only 2.4 kb of which the self-regulatory site is almost eliminated. The expression is controlled by the components of the vector itself, and the SV40 early promoter is used as a promoter and the LTR of muronimurine leukemia virus as an enhancer is introduced by about 3 kb away from the EPO gene. The use of the recombinant vector pS Ep2neo (Accession No .: KFCC-10831) has solved this problem and found that EPO can be expressed at a much higher titer and has completed a domestic application in this regard (Korean Patent Application No. 94- 20595).

상기 본 발명자들에 의한 선행의 발명에 따르면, 그 발명에서 개발한 시스템을 이용하면 COS-1 세포에서 2일동안 약 4,000mU/ml(PSVEP2neo 플라스미드 사용시)정도의 EPO를 발현시키는 반면, 선행특허 WO 85/02610호의 발현시스템에서 COS-1 세포를 숙주세포로 하여 5일동안 일시적으로 발현시키는 경우 392mU/ml정도의 발현율을 나타내고 있고, 선행특허 WO 85/03520호에서는 역시 COS-1 세포를 숙주로 하여 발현시키는 경우 약 2,000mU/ml의 EPO를 발현시키고 있으므로 본 발명자들에 의한 발현시스템이 훨씬 효과적임을 알 수 있다.According to the preceding invention by the present inventors, the system developed in the present invention expresses about 4,000mU / ml (when using the PSVEP2neo plasmid) for 2 days in COS-1 cells, whereas the prior patent WO In the expression system of 85/02610, when expressing COS-1 cells as host cells temporarily for 5 days, the expression rate was about 392mU / ml, and the prior patent WO 85/03520 also used COS-1 cells as a host. When expressed by expressing about 2,000mU / ml EPO it can be seen that the expression system by the present inventors is much more effective.

이와 같이, 선행 문헌에 언급된 것에 비해 생산 효율 및 역가면에서 훨씬 효율적인 발현시스템을 개발하였으므로 본 발명자들은 그 다음 단계로서 EPO를 대량으로 생산하기 위한 산업적 이용방법을 모색하게 되었고, 그 결과 EPO를 고역가로 발현시킬 수 있도록 고안된 재조합 플라스미드 pSVEp2neo로 포유동물세포의 일종인 CHO 세포로 형질전환 시킨 후, 형질전환된 세포에 대해 HAT 배지 중에서 여러차례의 배양 및 선별과정을 수행함으로써 EPO를 고역가로 또한 안정적으로 발현시킬 수 있는 신규의 세포주 CHOEp-cfc33를 제조하게 되었다.As such, we have developed an expression system that is much more efficient in terms of production efficiency and potency than those mentioned in the prior literature, and the present inventors have found the next industrial use method for mass production of EPO. After transforming the recombinant plasmid pSVEp2neo designed for transverse expression into CHO cells, a kind of mammalian cells, EPO was stably expressed at high titers by culturing and selecting several times in HAT medium. A new cell line CHOEp-cfc33 was prepared.

따라서, 본 발명은 이러한 신규의 세포주 CHOEp-cfc33를 산업적으로 이용할 수 있도록 제공함을 목적으로 하며, 이 세포주의 형성 과정 및 이 세포주를 이용하여 EPO를 대량으로 제조하는 방법에 대해 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Accordingly, an object of the present invention is to provide such a novel cell line CHOEp-cfc33 for industrial use, and the formation of this cell line and a method for producing EPO in large quantities using the cell line will be described in detail below. Same as

재조합 벡터 pSVEp2neo를 제조하는 과정은 대한민국 특허 출원 제94-20595호 및 하기 참고예에 자세히 기재되어 있으므로 참고할 수 있다. 따라서, 이하에서는 벡터 pSVEp2neo로부터 본 발명의 최종 목적물인 신규의 세포주 CHOEp-cfc33를 제조하는 방법에 관해 설명하고자 한다.The process of preparing the recombinant vector pSVEp2neo may be referred to because it is described in detail in Korean Patent Application No. 94-20595 and the following reference example. Therefore, hereinafter, a method for preparing a novel cell line CHOEp-cfc33, which is the final object of the present invention, from the vector pSVEp2neo will be described.

포유동물 세포의 일종인 CHO 세포는 유전공학적 바어으로 외래 단백질을 제조하고자 하는 경우, 특히 원핵동물 및 고등동물 내에서의 단백질 형성과정에 차이가 있는 관계로 고등동물내에서 유전자 발현이 이루어져야 할 경우에 통상적으로 사용되는 세포주이므로 본 발명에서도 EPO를 대량 생산하기 위한 세포주로서 CHO 세포를 선택하였다.CHO cells, which are a type of mammalian cell, are intended for the production of foreign proteins by genetic engineering bar, especially when gene expression is required in higher animals due to differences in protein formation process in prokaryotes and higher animals. CHO cells were selected as cell lines for mass production of EPO in the present invention because they are commonly used cell lines.

즉, EPO를 형질발현시키기 위하여 발현 벡터인 pSVEp2neo(20㎍)를 플라스미드 pBRTK 와 함께 tk 음성 CHO 세포에 칼슘-포스페이트 방법(Graham, 1973)으로 동시 감염시킨 후, 2 내지 3주 동안 G418(Gibco) 배지에서 배양하여 최소한 한 개 이상의 neo 유전자를 가진 형질 변환된 세포만을 선택하였다. 여기서 플라스미드 pBRTK는 세포주 선별을 목적으로 tk 음성 CHO세포내에 tk 유전자를 도입시키기 위해 사용하는 것으로서, 허피스심플렉스바이러스(HSV)에서 유래된 티미딘 키나아제(thymidine kinase)를 코드화 하는 유전자(tk 유전자)를 포함하며, 플라스미드 pTK2(F. Colbere-Garapin, PNAS 76 : 3755, 1979)를 tk 유전자를 포함하도록 Bg1Ⅱ/PvuⅡ로 완전히 절단하여 생긴 1.8kb 절편을 젤 분리하고 pB-R322를 BamHⅠ/PvuⅡ로 절단하여 생긴 절편을 젤 분리 한 다음 분리된 두 절편을 리가아제로 결찰함으로써 형성된 것이다.In other words, pSVEp2neo (20 μg), an expression vector, was co-infected with plasmid pBRTK with tk-negative CHO cells by the calcium-phosphate method (Graham, 1973) to express EPO, followed by G418 (Gibco) for 2-3 weeks. Only cells transformed with at least one neo gene were selected by culturing in the medium. The plasmid pBRTK is used to introduce tk genes into tk-negative CHO cells for cell line selection. The plasmid pBRTK encodes a gene (tk gene) encoding thymidine kinase derived from Herpes simplex virus (HSV). In addition, the plasmid pTK2 (F. Colbere-Garapin, PNAS 76: 3755, 1979) was completely isolated with Bg1II / PvuII to include the tk gene. The resulting fragments were formed by gel separation and then ligation of the two separated fragments with ligase.

이렇게 형질변환된 세포만을 선택하여 얻어진 콜로니를 한 풀당 10-100개의 콜로니를 갖도록 여러 그룹으로 나눈 다음 HAT 배양 배지(하이포크산틴과 티미딘은 정상농도로 하고 아미노프테린은 100배로 희석한다)에서 배양하였다. 세포들이 자라는 배지의 상등액 만을 취하여 EPO의 시험관내 생물학적 활성을 측정하기 위한 것으로 페닐하이드라진을 투여하여 만든 생쥐 지라세포의 H-티미딘 흡수를 이용하여 Krystal 방법(참조 : Kry-stal. Exp. Hematol. 11 : 649, 1983)으로 측정한 결과, EPO의 활성은 2일 배양시 무작위로 선택된 두 그룹에서 각각 18.5unit/ml 및 11.4unit/ml을 나타냈다.The colonies obtained by selecting only the transformed cells were divided into several groups to have 10-100 colonies per pool, and then cultured in HAT culture medium (hypoxanthin and thymidine at normal concentration and 100-fold dilution of aminopterin). It was. To measure the in vitro biological activity of EPO by taking only the supernatant of the medium in which the cells grow, Krystal method using H-thymidine uptake of mouse splenocytes prepared with phenylhydrazine (see Kry-stal.Exp. Hematol. 11: 649, 1983), the EPO activity showed 18.5 units / ml and 11.4 units / ml, respectively, in two randomly selected groups in 2-day culture.

이와 같은 EPO 발현율은 기존에 유전공학적 방법으로 EPO를 제조하였을 경우에 얻어진 결과에 비하면 진일보한 것이지만, 실질적으로 산업상 이용하기에는 아직도 다소 미흡하므로 산업적 적용이 가능하게 하기 위하여 본 발명자들은 배지중 일정 성분의 농도를 계속 변화시켜 가면서 세포를 반복배양하는 방법을 이용하여 발현율을 높이고자 하였으며, 구체적으로는 상기 언급된 HAT 배지를 사용하되 배지중의 한 성분인 아미노프테린의 농도를 계속 2배씩 높여가면서 반복하여 배양하고 각 배양단계에서 EPO의 발현율을 체크함으로써 그 중 고농도로 EPO를 발현시키는 세포를 연속적으로 선별하는 방법을 시도하였다.The expression rate of EPO is an improvement compared to the results obtained when the EPO is manufactured by the conventional genetic engineering method, but the present inventors are still somewhat inadequate for industrial use, so that the inventors of the present invention have a certain component of the medium. In order to increase the expression rate by repeating the cell culture by continuously changing the concentration, specifically, the above-mentioned HAT medium was used, but it was repeated while increasing the concentration of aminopterin, which is one component in the medium, by 2 times. By culturing and checking the expression rate of EPO in each culture step, a method of continuously selecting cells expressing EPO at a high concentration among them was attempted.

이와 같이 배양과 선별의 과정이 반복되는 동안 정상적인 배양조건 및 선별마커가 없는 상태에서도 고농도의 EPO를 안정되게 발현시키는 세포주를 분리하게 되었으며, 이 세포주를 CHOEp-cfc33라 명명하고 1994. 11. 14일자로 한국 세포주 연구 재단에 KCLRF-BP-00007의 기탁번호로 기탁을 완료하였다. 이 세포주로부터 발현된 EPO는 시험관내 및 생체내에서 모두 활성을 나타내었을 뿐아니라 2400U/ml 이상의 높은 발현율을 나타내었으므로 산업적으로 EPO를 대량 생산하는 방법을 모색하고자 하는 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 되었다.As such, the cell lines stably expressing high concentrations of EPO were isolated even under normal culture conditions and in the absence of a selection marker during the repeated culturing and selection processes. The cell lines were named CHOEp-cfc33 and dated November 14, 1994. The KCLRF-BP-00007 was deposited with the Korea Cell Line Research Foundation. EPO expressed from this cell line not only showed activity in vitro and in vivo, but also exhibited a high expression rate of 2400 U / ml or more, thus achieving the object of the present invention to seek a method for mass production of EPO industrially. It became.

이하, 본 발명을 참고예 및 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 어떤 형태로든 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Examples. However, the scope of the present invention in any form is not limited thereto.

참고예 : 벡터 pSVEp2neo의 제조Reference Example: Preparation of Vector pSVEp2neo

A. 인간 EPO 게놈 클론의 분리 :A. Isolation of Human EPO Genomic Clones:

폴리뉴클레오타이드 키나아제(BRL)와 감마 32-P-ATP를 사용하여 5'-말단을 32-P로 표지한 올리고뉴클레오타이드를 제조하였다(GCAGGCCGTAGAAGTCT). 올리고뉴클레오타이드의 비활성(specific activity)은 1000-2000 Ci/mmol이었다.Oligonucleotides labeled with the 5'-terminus of 32-P were prepared using polynucleotide kinase (BRL) and gamma 32-P-ATP (GCAGGCCGTAGAAGTCT). The specific activity of the oligonucleotides was 1000-2000 Ci / mmol.

Woo등(참조 : Woo et al., PNAS 75 ; 3688, 1988)이 기술한 인-시투 증식 방법을 변형하여 박테리오파아지 람다의 인간 게놈유전자 라이브러리(참조 : Lawn et al., Cell 15; 1158, 1978)를 스크리닝하였다. 약 800,000파아지를 20㎝ 페트리디쉬(NZCYM 배지)당 150,000 파아지의 밀도로 플레이팅한 다음 육안으로 작은 플라크(약 0.5mm)가 보일 때까지 37℃에서 배양하였다. 4℃에서 한시간 동안 냉각시킨 후, 플라크 패턴의 중복 레플리카를 나일론 막(Amersham)에 옮기고, 새로운 NZCYM 배지 플레이트에서 밤새 배양하였다(37℃). 필터를 0.5M NaOH/1M NaCl용액에서 10분간 변성시킨 다음 0.5M Tris(pH 8.0)/1M NaCl 용액에서 10분간 중성화하였다. 80℃에서 2시간동안 진공 베이킹한 다음, 5xSSC/0.5% SDS에서 1시간동안 세척하였다. 필터 표면에 붙어 있는 세포조각은 젖은 티슈로 가볍게 문질러 제거함으로써 필터에 비특이적으로 결합하는 것을 감소시켰다. 필터를 증류수로 씻은 후, 5xSSC/5x텐하르트/0.5% SDX/10mM EDTA 용액에서 49℃로 4시간동안 전 혼성화하였다. 32-P로 표지된 17mer를 0.1pmol/ml로 가하고 49℃에서 22시간동안 혼성화하였다. 혼성화 후 필터를 5xSSC/0.1% SDS 용액으로 실온에서 10분간 3번, 49℃에서 10분간 2번 강하게 세척하였다.A modification of the in-situ proliferation method described by Woo et al. (Woo et al., PNAS 75; 3688, 1988) was used to modify the library of human genomes of bacteriophage lambda (Lawn et al., Cell 15; 1158, 1978). ) Was screened. About 800,000 phages were plated at a density of 150,000 phages per 20 cm Petri dishes (NZCYM medium) and then incubated at 37 ° C. until small plaques (about 0.5 mm) were visible to the naked eye. After cooling for one hour at 4 ° C., duplicate replicas of plaque patterns were transferred to nylon membranes (Amersham) and incubated overnight in fresh NZCYM medium plates (37 ° C.). The filter was denatured in 0.5M NaOH / 1M NaCl solution for 10 minutes and then neutralized for 10 minutes in 0.5M Tris (pH 8.0) / 1M NaCl solution. Vacuum baked at 80 ° C. for 2 hours and then washed for 1 hour in 5 × SSC / 0.5% SDS. Cell fragments adhered to the filter surface reduced nonspecific binding to the filter by gently rubbing away with wet tissue. The filter was washed with distilled water and then hybridized to 49 ° C. for 4 hours in a 5 × SSC / 5 × tenhard / 0.5% SDX / 10mM EDTA solution. 17mer labeled 32-P was added at 0.1 pmol / ml and hybridized at 49 ° C. for 22 hours. After hybridization, the filter was strongly washed with 5 × SSC / 0.1% SDS solution three times at room temperature for 10 minutes and twice at 49 ° C. for 10 minutes.

강화 스크린으로 2일 동안 자동 방사선 사진을 찍어서 약 40개의 강한 중복 시그날을 얻었으므로, 이중 양성을 보인 파지를 9㎝ 페트리디쉬 당 200 파지의 밀도로 플레이팅한 다음, 전술한 방법으로 재스크리닝하였다.Since approximately 40 strong duplicate signals were obtained by autoradiography for 2 days with a strengthening screen, the double positive phages were plated at a density of 200 phages per 9 cm Petri dish and then rescreened in the manner described above.

제한효소 지도와 서던분석으로 7개의 양성파지 클론 중 2개의 클론으로부터 유전자절편을 혹인할 수 있었다. 이중의 하나(람다Ep10)로부터 EPO DNA절편을 얻어, 다이데옥시 사슬종결방법(참조 : Sanger and Coulson, PNAS 74; 5463, 1977)으로 DNA 서열분석을 하기 위해 M13에 서브클로닝하였다. 분리된 EPO 유전자의 제한효소와 지도와 DNA 서열이 이미 발표되어 공지된 것(참조 : Lin et al., PNAS 82; 5463, 1985)과 동일함을 확인한 다음, EPO 유전자를 가지고 있는 람다-Ep10의 EcoR1 절편을 pB322에 클로닝하고 제조된 벡터는 pBREpo로 표기하였다.Restriction enzyme mapping and Southern analysis revealed gene fragments from two of the seven positive phage clones. EPO DNA fragments were obtained from one of them (lambda Ep10) and subcloned in M13 for DNA sequencing by the dideoxy chain termination method (Sanger and Coulson, PNAS 74; 5463, 1977). The restriction enzyme, map and DNA sequence of the isolated EPO gene were confirmed to be identical to those already published and known (Lin et al., PNAS 82; 5463, 1985), followed by lambda-Ep10 carrying the EPO gene. The EcoR1 fragment was cloned into pB322 and the resulting vector was designated pBREpo.

B. 벡터 pSEVp1의 제조 :B. Preparation of the vector pSEVp1:

형질전환 벡터 중의 하나인 pSVgpt(참조 : Mulligan and Berg, PNAS 78; 2072, 1981)는 SV40 어얼리 프로모터의 전사조절하에 있는 gpt 유전자를 가지고 있고, gpt 코딩서열의 하류에는 SV40 T-항원 유전자 유래의 종결신호와 폴리 아데닐화 신호가 있으며, pSVgpt의 원행세포기원 부위는 포유동물 세포에서의 복제를 방해하는 pBR322 서열을 가지고 있지 않다.(참조 : Lusky et al., Nature 293 : 79, 1981)는 사실이 공지되어 있다.One of the transformation vectors, pSVgpt (Mulligan and Berg, PNAS 78; 2072, 1981), has a gpt gene under transcriptional control of the SV40 early promoter, and downstream of the gpt coding sequence is derived from the SV40 T-antigen gene. There is a termination signal and a polyadenylation signal, and the prokaryotic site of pSVgpt does not have a pBR322 sequence that interferes with replication in mammalian cells (Lusky et al., Nature 293: 79, 1981). This is known.

따라서, pBREpo 플라스미드를 제한효소 HindⅡ 및 BalⅡ로 완전히 분해시킨 다음 EPO 유전자 전체를 함유하고 있는 3kb길이의 HindⅢ/BglⅡ 절편을 젤 분리하고, pSVgpt 플라스미드를 제한효소 HindⅢ 및 BamHl으로 완전히 절단한 다음 SV40 어얼리 프로모터를 함유하는 단편을 겔 분리하여, 분리된 두 단편의 유전자를 리가아제로 서로 결찰시킴으로써 EPO 유전자가 SV40 어얼리 프로모터의 조절하에 있는 pSVEpl 플라스미드를 수득하였다.Therefore, the pBREpo plasmid was completely digested with restriction enzymes HindII and BalII, followed by gel separation of a 3 kb length HindIII / BglII fragment containing the entire EPO gene, complete cleavage of the pSVgpt plasmid with restriction enzymes HindIII and BamHl, followed by SV40 early The fragments containing the promoter were gel separated and the genes of the two isolated fragments ligated with each other with ligase to obtain a pSVEpl plasmid with the EPO gene under the control of the SV40 early promoter.

C. 벡터 pSVEp2의 제조:C. Preparation of the vector pSVEp2:

EPO 게놈 유전자의 HindⅢ/BglⅡ 절편은 EPO 유전자의 코팅 서열뿐만 아니라 5'-인접서열(약 0.57kb)도 포함하고 있다. 일반적으로 5'-인접서열은 인핸서(enhancer)나 사일런서(silencer)와 같은 유전자 발현의 조절인자들이 위치하고 있는데 이 인자들은 조직 특이적으로 전사를 조절한다. 따라서 EPO 유전자를 다른 세포 시스템에서 발현시킬 때는 자체의 조절인자를 제거하는 것이 바람직하므로 이를 위해 벡터 pSVEp1을 HindⅢ/BstEⅡ로 완전히 절단하여 EPO 유전자의 상부 5'-인접서열 570bp 길이의 단편이 제거된 큰 절편을 젤 분리하고 DNA 폴리머라아제의 클레나우로 처리한 다음, 리가아제 처리를 하여 재고리화 함으로써 2.4kb 길이의 EPO 유전자를 갖는 새로운 벡터 pSVEp2를 제조하였다.The HindIII / BglII fragment of the EPO genomic gene contains the 5'-adjacent sequence (about 0.57 kb) as well as the coating sequence of the EPO gene. In general, 5'-contiguous sequences are located in regulators of gene expression, such as enhancers and silencers, and these factors regulate tissue-specific transcription. Therefore, when expressing the EPO gene in other cellular systems, it is desirable to remove its own regulator, so for this purpose, the vector pSVEp1 was completely cleaved with HindIII / BstEII to remove the large 5'-adjacent sequence 570 bp fragment of the EPO gene. The sections were gel isolated, treated with Klenow of DNA polymerase, and then re-ligated by ligase treatment to prepare a new vector pSVEp2 with a 2.4 kb EPO gene.

D. 벡터 pSVEp2neo의 제조:D. Preparation of the vector pSVEp2neo:

강력한 인핸서를 포함하고 있는 레트로바이러스의 롱터미날리피트(LTR, long terminal repeat)는 다른 세포내에서의 전사를 증가시킬 수 있다는 사실에 착안하여 이를 본 발명에 도입시키고자 LTR의 공급 유전자로 몰로니뮤린 류케미아 바이러스(MoMuLV)를 선정하였다.In view of the fact that long terminal repeats (LTRs) of retroviruses containing powerful enhancers can increase transcription in other cells, the introduction of the moleonimurin as a supply gene for LTR is intended to be incorporated into the present invention. Leucemia virus (MoMuLV) was selected.

따라서, pZIP-neoSV(X)1 플라스미드(참조 : Cepko et al., Cell 37 : 1053, 1984)로부터 유래된 LTR서열과 항네오마이신(neo) 유전자를 얻어 pSVEp2 벡터에 삽입시키기 위하여, 재조합된 pSVEp2를 EcoRⅠ으로 완전분해하여 선형화시키는 한편, pZIP-neoSV(X)1 플라스미드에서 유래된 발현벡터인 pNeoLTR(기탁번호 KFCC-10830)을 EcoRⅠ으로 완전분해하여 네오유전자 및 LTR 서열을 포함하는 절편 6.3kb를 젤 분리하고, 두 유전자 단면을 리가아제로 처리하여 결찰함으로써 새로운 벡터 pSVEp2neo를 형성하였다(기탁번호 KFCC-10831). 이때 LTR과 EPO 유전자는 약 3kb 떨어져 있게 되며, 형성된 벡터는 SV40어얼리 프로모터 및 LTR MoMuLV 인핸서에 의해 2.4kb의 EPO 유전자의 발현이 조절받게 된다.Thus, to obtain LTR sequences and antineomycin genes derived from the pZIP-neoSV (X) 1 plasmid (Cepko et al., Cell 37: 1053, 1984), and to insert into the pSVEp2 vector, the recombinant pSVEp2 Was completely digested with EcoR I and linearized, while pNeoLTR (Accession No. KFCC-10830), an expression vector derived from the pZIP-neoSV (X) 1 plasmid, was completely digested with EcoR I to fragment 6.3kb containing the neogene and LTR sequence. The new vector pSVEp2neo was formed by gel separation and ligase treatment of both gene sections (Accession No. KFCC-10831). At this time, the LTR and EPO genes are about 3 kb apart, and the formed vector is regulated by the SV40 early promoter and the LTR MoMuLV enhancer to regulate the expression of the 2.4 kb EPO gene.

[실시예 1]Example 1

A. CHO 세포에서의 EPO의 형질발현 :A. Expression of EPO in CHO Cells:

EPO의 발현벡터의 pSVEp2neo(20㎍) 및 tk 유전자를 함유하는 플라스미드 pBRTK(10㎍)를 tk 음성 CHO 세포에 칼슘-포스페이트 방법(Graham 1973)으로 동시에 감염시켰다. 형질감염시킨 CHO 세포를 2내지 3주 동안 G418(Gibco) 배지에서 배양하고 최소한 한 개 이상의 neo 유전자를 가지고 있는 형질변환된 세포만을 선택하였다. 이렇게 수득한 콜로니를 한풀당 10-100개의 콜로니를 갖도록 2개의 그룹으로 나눈다음 HAT 배양 배지(하이포크산틴과 티미딘은 정상농도 즉, 각각 5mM, 0.8mM로 해주고 아미노프테린은 100배 희석 즉, 0.2μM로 한다)에 도말하여 배양하였다. 세포들이 자라는 배지의 상등액만을 취하여 EPO활성을 Krystal 방법으로 측정한 결과, 이때에 나타나는 EPO 활성은 2일 배양시 무작위로 선택된 두 그룹에서 각각 18.5unit/ml과 11.4unit/ml이었다.PSVEp2neo (20 μg) of the expression vector of EPO and plasmid pBRTK (10 μg) containing the tk gene were simultaneously infected with tk negative CHO cells by the calcium-phosphate method (Graham 1973). Transfected CHO cells were cultured in G418 (Gibco) medium for 2-3 weeks and only transformed cells containing at least one neo gene were selected. The colonies thus obtained were divided into two groups with 10-100 colonies per pool, followed by HAT culture medium (hypoxanthin and thymidine at normal concentrations, i.e. 5 mM and 0.8 mM, respectively, and 100-fold dilution of aminopterin, And cultured at 0.2 μM). EPO activity was measured by taking only the supernatant of the medium in which the cells grew, and the EPO activity was 18.5unit / ml and 11.4unit / ml in two randomly selected groups at 2 days of culture.

B. CHOEp-cfc33 세포주의 제조 :B. Preparation of CHOEp-cfc33 Cell Line:

세포들이 자라는 각 풀중 EPO 활성을 나타내는 풀만을 골라 두 번째 단계의 HAT 배지로(아미노프테린 농도만 2배, 즉 0.4μM로 올린다)옮겨 배양한 후 EPO 활성을 측정하였다. 이중에서 고농도의 EPO 활성을 보이는 풀을 선택하고 아미노프테린 농도를 다시 2배 올린 배지중에서 배양함으로써 다시금 고농도의 EPO를 발현시키는 세포를 선별하였다.Only the pools showing the EPO activity in each pool of cells were picked and transferred to the second stage of HAT medium (only 2 times the aminopterin concentration, ie 0.4 μM), and then cultured. Among them, the pools showing the high concentration of EPO activity were selected, and the cells expressing the high concentration of EPO were again selected by culturing in medium that raised the aminopterin concentration twice again.

상기한 방법으로 연속적인 배양과 선택의 과정이 12회 반복되는 동안 정상적인 배양조건과 선별마커가 없는 상태에서도 고 농도로 EPO를 안정되게 발현시키는 세포주를 분리할 수 있었으며, 이 세포주를 CHOEp-cfc33라 명명하고 기탁을 완료하였다(기탁번호 : KCLRF-BP-00007). 이 세포주는 계속적인 역가 측정시 2일간 배양하였을 때 배지 ml 당 2,400unit 이상의 EPO 활성을 안정되게 보이는 정도의 발현역가를 나타내었다.By the above method, the cell lines stably expressing EPO at high concentrations even under normal culture conditions and no selection markers were isolated during 12 consecutive culturing and selection processes, and this cell line was called CHOEp-cfc33. Name and complete the deposit (Accession Number: KCLRF-BP-00007). This cell line showed an expression titer of stable expression of more than 2,400 units of EPO activity per ml of medium when cultured for 2 days for continuous titer measurement.

[실시예 2]Example 2

발현된 EPO의 웨스틴 분석Westin analysis of expressed EPO

실시예 1에 기재된 방법에 따라 벡터 pSVEp2neo에 의해 형질변환되어 EPO를 안정되게 생산하도록 제조된 세포주 CHOEp-cfc33의 생성배지에 대해 웨스턴 분석법을 실시하였다.Western assay was performed on the production medium of cell line CHOEp-cfc33 which was transformed with the vector pSVEp2neo and stably produced EPO according to the method described in Example 1.

생성배지로부터 겔 여과 및 이온교환수지 등을 이용하여 부분정제함으로서 수득한 EPO 200ng을 8 내지 16% 농도구배 SDS 폴리아크릴아미드겔(Novex)에서 전기영동한 후, 니트로 셀룰로오즈 필터에 전기이동시켰다. 필터를 퍼옥시다제가 표시된 항 EPO 단일클론 항체(항 EPO mAb-peroxidase conjugate, 베링거맨하임)로 탐침시키고, 세척한 후 발색시약(40클로로-1-나프톨)을 가하여 확인한 결과를 제1도에 나타내었다. 이중 레인 1은 스탠다드 마커(Novex, prestained marker), 레인 2는 발현된 배지내의 EPO, 레인 4는 씨락사의 EPO 스탠다드, 레인 3 및 5는 CHOEp-cfc33 세포주에 의해 생산된 부분정제된 EPO를 나타낸다.200ng of EPO obtained by partial purification from the resulting medium using gel filtration and ion exchange resin and the like was electrophoresed on 8-16% gradient SDS polyacrylamide gel (Novex), and then electrophoresed to a nitro cellulose filter. The filter was probed with an anti-EPO monoclonal antibody (anti-EPO mAb-peroxidase conjugate, Boehringer Mannheim) marked with peroxidase, washed, and then added with a coloring reagent (40chloro-1-naphthol). Indicated. Lane 1 represents the standard marker (Novex, prestained marker), lane 2 represents the EPO in the expressed medium, lane 4 represents the EPO standard from Searak, lanes 3 and 5 represent partially purified EPO produced by the CHOEp-cfc33 cell line.

Claims (4)

재조합 벡터 pSVEp2neo(기탁번호 : KFCC-10831)로 형질전환시킨 tk 음성 CHO 세포주로부터 HAT배지 선택과정에 의해 제조되는 세포주.Cell line prepared by HAT medium selection process from a tk negative CHO cell line transformed with recombinant vector pSVEp2neo (Accession No .: KFCC-10831). 제1항에 있어서, CHOEP-cfc33(기탁번호 : KCLRF-BP-00007)인 세포주.The cell line of claim 1, which is CHOEP-cfc33 (Accession Number: KCLRF-BP-00007). 제1항의 세포주를 배양하고 그 세포주로부터 인간 에리스로포이에틴을 분리, 정제함을 특징으로 하는 인간 에리스로포이에틴의 제조 방법.A method for producing human erythropoietin, comprising culturing the cell line of claim 1 and separating and purifying human erythropoietin from the cell line. 제3항에 있어서, 세포주가 CHOEp-cfc33(기탁번호 KCLRF-BP-00007)임을 특징으로 하는 에리스로포이에틴의 제조방법.The method for producing erythropoietin according to claim 3, wherein the cell line is CHOEp-cfc33 (Accession No. KCLRF-BP-00007).
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