KR100394474B1 - Process for the continuous mass-production of recombinant glycoprotein in animal cells - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재조합 당단백질을 생산하는 동물세포의 배양 방법에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명의 배양 방법은 유혈청 성장배지에서 상기 동물세포를 배양하는 성장 단계와, 유도제를 함유하는 무혈청 생산배지에서 동물세포를 배양하는 재조합 당단백질 생산 단계를 연속적으로 반복하는 것을 그 특징으로 하며, 본 발명의 배양 방법을 이용함으로써 활성이 높은 재조합 당단백질을 대량 제조할 수 있다.The present invention relates to a method for culturing animal cells producing a recombinant glycoprotein, and specifically, the method for culturing the present invention comprises a growth step of culturing the animal cells in a serum growth medium and a serum-free production medium containing an inducer. The recombinant glycoprotein production step of culturing animal cells is characterized in that it is continuously repeated, and by using the culturing method of the present invention it is possible to mass-produce a highly active recombinant glycoprotein.

Description

동물세포에서 재조합 당단백질의 연속식 대량생산 방법{Process for the continuous mass-production of recombinant glycoprotein in animal cells}Process for the continuous mass-production of recombinant glycoprotein in animal cells

본 발명은 재조합 당단백질을 생산하는 동물세포의 배양 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유혈청 성장배지에서 상기 동물세포를 배양하는 성장 단계와, 유도제를 함유하는 무혈청 생산배지에서 동물세포를 배양하는 재조합 당단백질 생산 단계를 연속적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 동물세포 배양 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for culturing animal cells producing recombinant glycoproteins, and more particularly, to a step of culturing the animal cells in a serum growth medium, and to culturing the animal cells in a serum-free production medium containing an inducer. It relates to a method for culturing animal cells, characterized in that to continuously repeat the recombinant glycoprotein production step.

동물세포배양은 유전자 재조합 기술, 세포융합 기술을 이용하여 치료제나 진단제 등의 고부가가치 생물의약품을 생산하는 주요 핵심 기술로서 미생물 배양에 비하여 고가의 배지를 사용하고 생육속도가 느리기 때문에 배양에 소요되는 비용이 비싸고 세포벽이 없기 때문에 교반 및 통기에 주의를 기울여야 하며, 또한 바이러스 등에 의한 오염이 우려되는 등 공정을 산업적으로 이용하기 위해서는 크게 주의를 기울여야 하지만, 미생물 배양에서 가질 수 없는 당쇄 부가 반응(post-translational modification)이 가능하며 3차원적 구조를 생성, 단백질을 용이하게 중첩(folding)할 수 있는 특성으로 인해 몇몇 생물의약품 생산에 중요 기술로써 활용되고 있다. 그 생산 예로는 단세포군 항체, EPO(Erythropoietin), tPA(Tissue-type Plasminogen Activator)등이 있고, 이는 앞으로 고생산성을 모색하려는 생물반응기의 최적 운전 양식에 대한 도출 연구가 크게 확대될 전망이다.Animal cell culture is a key technology for producing high value-added biological drugs such as therapeutics and diagnostics using genetic recombination technology and cell fusion technology. It uses expensive medium and grows slower than microbial culture. Due to the high cost and lack of cell walls, attention should be paid to agitation and aeration, and great care must be taken to industrially use the process, such as fear of contamination by viruses, etc. Translational modification and the ability to create three-dimensional structures and easily fold proteins are used as important technologies in the production of some biopharmaceuticals. Examples of the production include unicellular antibody, erythropoietin (EPO), and tissue-type plasma activator (tPA), which are expected to greatly expand research on the optimal mode of operation of bioreactors seeking high productivity.

일반적인 동물세포 배양은 부착성 세포배양과 부유성 세포 배양으로 나뉘게 되고, 유용물질의 산업적 생산은 1ℓ 시스템으로부터 100ℓ, 1000ℓ 또는 그 이상의 스케일업(scale-up)을 필요로 하게 된다. 스케일업은 단순히 배양용기의 크기만을 스케일업하는 것으로는 충분치가 못하며, 적당한 성장 환경을 제공하는 여러 가지의 요인 즉 pH, 영양분, 산소 등에 대한 최적화가 필요하다.Common animal cell cultures are divided into adherent cell cultures and floating cell cultures, and industrial production of useful materials requires scale-up of 100 L, 1000 L or more from 1 L systems. Scaling up is not enough to simply scale up the size of the culture vessel and requires optimization of various factors, such as pH, nutrients, and oxygen, that provide a suitable growth environment.

부착성 동물 세포의 경우 대부분이 전통적으로 롤러 배양용기에 의해 대량 배양을 수행하여 왔는데, 이는 롤러 배양 방법이 일반적이고 손쉬운 방법이면서 배지 주입 등의 공정단계가 명확하여 로트(lot) 간의 구별이 용이하고, 배양액 전체가 한꺼번에 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 생산과 분리를 동시에 할 수 있다는 이점을 가지고 있고, 또한 롤러 배양용기의 수량에 의해 소량생산과 대량 생산이 결정되므로 대량 생산을 위한 스케일업의 노력이 필요없기 때문이다. 그러나 대부분의 동물세포 생산성은 생존 세포수와 밀접한 상관관계가 있는데 롤러 배양용기는 그 표면적이 한정적이어서 영구적으로 증식하는 생산용 세포에게 적합한 성장환경을 제공해 줄 수 없고, 그 외에도 고농도 세포에 대한 pH, 영양분 공급, 산소 공급 등의 제어가 어려워서 세포가 빨리 사멸하는 문제가 있다. 특히, 당단백질인 EPO는 생체내 활성이 당쇄말단의 시알산(sialic acid 또는 N-acetylneuraminic acid)에 의해 좌우되어 시알산의 함량이 높을수록 생체내 활성이 높게 나타나는 것으로 알려져 있어, 세포의 사멸로 인해 세포내의 당쇄를 분해하는 효소인 글리코시다제(glycosidase), 그 중에서도 특히 시알산 당쇄를 분해하는 시알리다제(sialidase)가 세포밖으로 유출될 경우 배양액중에 생성되어 존재하는 EPO의 시알산 함량을 떨어뜨려 배양단계의 EPO의 질을 떨어뜨리는 문제점을 안고 있다. 따라서 롤러 배양은 생산 기간이 짧은 회분식 배양으로 생산을 수행해야 하는 단점을 가지게 되고, 원하는 양의 대량생산을 위해서는 많은 수의 롤러 배양용기와 노동력을 필요로 하게 되어 경제성이 떨어지는 단점을 안고 있다.In the case of adherent animal cells, most of them have traditionally carried out mass cultivation by roller culture vessels. The roller cultivation method is a common and easy method, and the process steps such as medium injection are clear, so it is easy to distinguish between lots. It is possible to prevent the entire culture from being contaminated at once, and has the advantage of being able to produce and separate at the same time, and also the scale-up efforts for mass production since the small quantity production and mass production are determined by the number of roller culture vessels. This is not necessary. However, most animal cell productivity is closely related to the number of viable cells. Roller culture vessels have a limited surface area and cannot provide a suitable growth environment for permanently proliferating production cells. Difficult to control the supply of nutrients, oxygen, etc. has a problem that the cells die quickly. In particular, EPO, a glycoprotein, is known to exhibit high activity in vivo as the sialic acid or N-acetylneuraminic acid (glyc-terminated sialic acid or N-acetylneuraminic acid) increases its in vivo activity. Glycosidase, an enzyme that breaks down intracellular sugar chains, and especially sialidase that breaks down sialic acid sugar chains, when released into cells, reduces the sialic acid content of EPO that is produced in culture. It has the problem of lowering the quality of EPO in the culture stage. Therefore, roller culture has a disadvantage in that the production must be carried out in a batch culture with a short production period, and a large number of roller culture vessels and labor are required for mass production of a desired amount, which has a disadvantage in economic efficiency.

본 발명에서는 이와 같은 단점들을 보완하기 위한 방법으로 롤러 배양용기에서 재조합 당단백질을 연속적으로 생산하는 공정을 확립하였다. 즉, 배양 과정중 생산 세포주의 회복기와 재조합 당단백질의 생산기를 주기적으로 반복함으로써 세포가 손상을 입거나 죽지 않고 고품질의 재조합 당단백질을 계속해서 생산할 수 있는 연속식 롤러 배양 공정을 발명하였다. 이것은 한번의 접종으로 오랜 기간 동안 지속적으로 생산된 상등액을 수거할 수 있는 공정으로서 롤러용기에 부착되어 있는 세포의 수를 주기적으로 조절하여 롤러용기 배양에 있어서 적합한 성장환경을 제공해 줄 수 있다.In the present invention, a method of continuously producing recombinant glycoproteins in a roller culture vessel was established as a method to compensate for such disadvantages. In other words, by continuously repeating the recovery period of the production cell line and the production of recombinant glycoproteins during the culturing process, a continuous roller culture process that can continuously produce high-quality recombinant glycoproteins without damaging or dying cells was invented. This is a process to collect the supernatant produced continuously for a long time in a single inoculation can periodically control the number of cells attached to the roller container can provide a suitable growth environment in the roller container culture.

또한, 본 발명에서는 재조합 CHO 세포주 및 BHK 세포주의 발현을 최대화하기 위하여 생산배지에 발현 유도제인 n-부탄산(n-butyric acid)이나 메토트렉세이트(methotrexate, 이하 'MTX'라 약칭함)를 첨가하여 발현량을 극대화시킴으로써 본 발명을 완성하였다.In addition, in the present invention, in order to maximize expression of recombinant CHO cell lines and BHK cell lines, the expression medium is expressed by adding n-butyric acid or methotrexate (hereinafter, abbreviated as 'MTX') as an expression inducing agent. The present invention has been completed by maximizing the amount.

본 발명에서 달성하고자 하는 목적은 무혈청 배지에서의 롤러 배양을 이용한 재조합 당단백질의 대량 생산에 있어서 기존의 방법을 활용, 개선시킴으로서 재조합 단백질의 생산성을 증가시키고자 하는 것이다.An object of the present invention is to increase the productivity of recombinant proteins by utilizing and improving existing methods for mass production of recombinant glycoproteins using roller culture in serum-free medium.

도 1은 본 발명에서 사용한 재조합 CHO세포주, DCHE715와 재조합 BHK세포주, DBHE318의 T-플라스크에서 n-부탄산(n-butyric acid) 유도전과 유도후의 EPO 생산결과이고, 1 shows the results of EPO production before and after induction of n-butyric acid in the T-flask of the recombinant CHO cell line, DCHE715 and recombinant BHK cell line, DBHE318, used in the present invention.

도 2는 연속식 대량 생산방법의 전반적인 공정도이고, 2 is an overall process diagram of the continuous mass production method,

도 3은 무혈청 연속식 롤러배양의 CHO-EPO, BHK-EPO 생산결과를 나타낸 것이고, Figure 3 shows the results of CHO-EPO, BHK-EPO production of serum-free continuous roller culture,

도 4는 무혈청 회분식 롤러배양의 CHO-EPO, BHK-EPO 생산 결과이고, Figure 4 is the production of CHO-EPO, BHK-EPO production of serum-free batch roller culture,

도 5는 무혈청 연속식 롤러배양에서 CHO-EPO, BHK-EPO 생산시 세포의 생존율을 나타낸 것이고, Figure 5 shows the survival rate of cells in the production of CHO-EPO, BHK-EPO in serum-free continuous roller culture,

도 6는 무혈청 회분식 롤러배양에서 CHO-EPO, BHK-EPO 생산시 세포의 생존율을 나타낸 것이다. Figure 6 shows the survival rate of cells in the production of CHO-EPO, BHK-EPO in serum-free batch roller culture.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 재조합 당단백질을 생산하는 동물세포의 배양 방법을 제공한다. 상기 배양 방법의 특징은 동물세포의 성장 단계와 재조합 당단백질의 생산 단계를 반복함으로써 재조합 당단백질의 생산량을 증가시킨 점에 있다. 보다 구체적으로 본 발명의 배양 방법의 특징은The present invention provides a method for culturing animal cells producing recombinant glycoproteins. The culture method is characterized in that the production of recombinant glycoproteins is increased by repeating the growth of animal cells and the production of recombinant glycoproteins. More specifically, the characteristics of the culture method of the present invention

1) 유혈청 성장배지에서 상기 동물세포를 배양하는 성장 단계와,1) a growth step of culturing the animal cells in a serum growth medium,

2) 유도제를 함유하는 무혈청 생산배지에서 동물세포를 배양하는 재조합 당단백질 생산 단계를 연속적으로 반복하는 것을 특징으로 한다.2) characterized in that the recombinant glycoprotein production step of culturing animal cells in a serum-free production medium containing an inducer is continuously repeated.

본 발명의 동물세포 배양 방법에서 상기 당단백질 생산 단계 및 성장 단계는 적어도 한번 이상 반복된다. 각 단계의 배양 기간은 사용되는 동물세포, 배양액의 구체적 조성, 기타 배양 조건 등에 따라 다양하게 선택될 수 있으나, 배양액의 세포농도가 생산 단계 초기의 70~80% 이하로 감소할 때 성장 단계로 들어가는 것이 바람직하며, 예를 들면 2~4일 동안의 당단백질 생산 단계, 2~3일 동안의 성장 단계를 반복하여 동물세포를 배양할 수 있다.In the animal cell culture method of the present invention, the glycoprotein production step and growth step are repeated at least once. The culture period of each stage can be variously selected depending on the animal cell used, the specific composition of the culture medium, and other culture conditions.However, when the cell concentration of the culture medium decreases below 70-80% at the beginning of the production stage, Preferably, for example, the glycoprotein production step for 2 to 4 days, the growth step for 2 to 3 days can be repeated to culture the animal cells.

본 발명의 동물세포 배양 방법에서, 배양하고자 하는 동물세포는 재조합 당단백질을 생산하는데 이용되는 세포로서, 여기에서 재조합 당단백질은 인간의 치료 및 진단용 의약품에 이용될 수 있는 모든 당단백질이며, 특히 에리트로포이에틴(EPO), 또는 조직형 플라스미노겐 활성인자(Tissue-typePlasminogen Activator, tPA), 난포자극호르몬(Follicle Stimulating Hormone, FSH), 황체형성호르몬(Luteinizing Hormone, LH), 인터루킨-12(Interleukin-12, IL-12), 인간 융모막성 고나도트로핀(human Chorionic Gonadotropin, hCG), 트롬보포이에틴 (Thrombopoietin, TPO), 혈액응고인자-8(antihemophilic factor, Factor Ⅷ) 등이 바람직하게 사용될 수 있다.In the animal cell culture method of the present invention, the animal cells to be cultured are cells used to produce recombinant glycoproteins, wherein the recombinant glycoproteins are all glycoproteins that can be used in the therapeutic and diagnostic medicines of humans, in particular, erythro Poietin (EPO), or Tissue-type Plasminogen Activator (tPA), Follicle Stimulating Hormone (FSH), Luteinizing Hormone (LH), Interleukin-12 (Interleukin- 12, IL-12), human chorionic gonadotropin (hCG), thrombopoietin (TPO), anticoagulant factor-8 (antihemophilic factor, Factor VII), etc. may be preferably used. have.

상기 동물세포는 당단백질의 발현에 이용될 수 있는 모든 동물세포를 포함하는데, 본 발명의 동물세포 배양 방법에서 사용되는 동물세포로는 특히 차이니즈 햄스터 난소(Chinese Hamster Ovary, 이하 'CHO'라 약칭함)세포와 베이비 햄스터 신장(Baby Hamster Kidney, 이하 'BHK'라 약칭함)세포가 바람직하다. 본 발명에 사용된 CHO와 BHK 세포주들은 뉴클레오시드(nucleoside) 합성에 관여하는 주효소인 디히드로폴레이트 리덕타제(dihydrofolate reductase, 이하 'DHFR'이라 약칭함)가 결손된 세포주들로 뉴클레오시드가 없는 MEM-α 최소배지에서는 살아 남을 수 없다. DHFR의 유전자에 목적 단백질의 유전자를 연결한 플라스미드를 동물세포에 도입함으로서 MEM-α 최소배지에서 유전자가 도입된 세포만이 살아 남을 수 있어 자연적으로 일정 기간이 지난 후에 형질전환된 세포만이 선별될 수 있고, 특히 폴레이트 유사체인 MTX가 뉴클레오시드 합성을 저해하기 때문에 배지중에 MTX를 첨가하면 세포는 살아 남기 위해 외부에서 도입된 DHFR 유전자와 목적 유전자의 증폭을 유도함에 따라 본 발명의 목적물질인 재조합 인간 EPO 당단백호르몬의 생산도 증폭될 수 있다.The animal cells include all animal cells that can be used for expression of glycoproteins. Animal cells used in the animal cell culture method of the present invention are particularly referred to as Chinese Hamster Ovary (hereinafter referred to as 'CHO'). Cells and Baby Hamster Kidney (hereinafter abbreviated as 'BHK') cells are preferred. CHO and BHK cell lines used in the present invention are nucleosides with cell lines deficient in dihydrofolate reductase (hereinafter abbreviated as 'DHFR'), a major enzyme involved in nucleoside synthesis. MEM-α can not survive without a medium. By introducing a plasmid linking the gene of the target protein to the gene of the DHFR into the animal cell, only the cell in which the gene was introduced in the MEM-α medium can survive, so that only the transformed cell is naturally selected after a certain period of time. In particular, since MTX, a folate analog, inhibits nucleoside synthesis, the addition of MTX to the medium induces amplification of DHFR and target genes introduced from outside to survive. Production of recombinant human EPO glycoprotein hormone can also be amplified.

본 발명의 동물세포 배양 방법에서, 상기 생산 단계의 무혈청 생산배지는 공지의 진핵세포 배양용 무혈청 배지가 모두 사용될 수 있으며, 다양한 공지의 유도제를 포함한다. 여기에서 유도제는 상기 동물세포에서 발현시키고자 하는 유전자의 발현 효율을 조절할 수 있는 물질로서, 상기 유전자를 조절하는 외래 프로모터를 활성화시킬 수 있는 물질, 상기 유전자의 게놈 내 사본수(copy number)를 증폭시킬 수 있는 물질 등을 포괄적으로 가리킨다. 본 발명에서 무혈청 생산배지에 포함되는 유도제의 구체적인 조성은 진핵세포에 도입된 발현벡터에 따라 결정되며, 유도제의 구체적인 예로는 G418, Hygromycin-B, Aminopterin, Mycophenolic acid, 9-β-D-Xylofuranosyl adenine, n-부탄산, 메토트렉세이트(MTX, methotrexate) 등이 있다. 본 발명의 동물세포 배양 방법에서 바람직한 유도제로는 n-부탄산 또는 MTX 등이 있으며, 그 농도로는 3~24mM n-부탄산이나 0.1~10μM MTX가 바람직하고, 특히 6~12mM n-부탄산이 바람직하다.In the animal cell culture method of the present invention, the serum-free production medium of the production step may be used all known serum-free medium for eukaryotic cell culture, and includes various known inducers. Here, the inducer is a substance capable of controlling the expression efficiency of the gene to be expressed in the animal cell, a substance capable of activating a foreign promoter regulating the gene, and amplifying a copy number in the genome of the gene. Inclusively refer to the material that can be made. The specific composition of the inducer included in the serum-free production medium in the present invention is determined according to the expression vector introduced into the eukaryotic cell, specific examples of the inducer are G418, Hygromycin-B, Aminopterin, Mycophenolic acid, 9-β-D-Xylofuranosyl adenine, n-butanoic acid, methotrexate (MTX). Preferred inducers in the animal cell culture method of the present invention include n-butanoic acid or MTX, and the concentration is preferably 3 to 24 mM n-butanoic acid or 0.1 to 10 μM MTX, and particularly 6 to 12 mM n-butanoic acid is used. desirable.

본 발명에서 사용한 재조합 CHO세포주인 DCHE715(대한민국 특허출원 제98-32997호, 기탁번호 KCLRF-BP-00018)와 BHK세포주인 DBHE318(대한민국 특허출원 제99-37463호, 기탁번호 KCLRF-BP-00024)는 그 특성상 MTX 뿐만 아니라 n-부탄산에 의해서도 유전자 증폭이 가능하다. n-부탄산은 다양한 유형의 세포에서 여러 특정한 유전자의 발현을 조절할 수 있는데(Kruh et al., J. Mol. Cell Biochem., 42 : 65, 1985), 형질감염 후 n-부탄산을 처리하여 외부로부터 도입된 유전자의 일시적 발현을 증가(Gorman et al., Nucleic acid res., 11 : 7631, 1983)시키거나 SV40 초기 프로모터-CAT(chloramphenicol acetyl transferase) 전사구조를 포함하고 있는 플라스미드 DNA의 발현을 4∼7배 증가시킨 예(Ken et al., Cell structure andfunction, 14 : 579, 1989) 등이 있다. 또한 n-부탄산을 여러 세포에 처리하였을 경우 세포의 성장을 억제하고, 세포의 모양을 변화시키며 n-부탄산을 제거하면 20~25시간의 회복기를 거쳐 다시 그 이전의 상태로 돌아간 예(Kruh et al., J. Mol. Cell Biochem., 42 : 65, 1985)등이 있다. 이러한 n-부탄산의 특징은 본 발명에서 이용한 DCHE715와 DBHE318의 세포성장 억제 및 재조합 단백질의 일시적 발현의 증가를 나타내었으며 T-플라스크 배양에서 최고 20배이상 증가시켰다 (도 1참조).DCHE715 (Korean Patent Application No. 98-32997, Accession No. KCLRF-BP-00018), a recombinant CHO cell line used in the present invention, and DBHE318 (Korean Patent Application No. 99-37463, Accession No. KCLRF-BP-00024), a BHK cell line The gene can be amplified by n-butanoic acid as well as MTX. n-butanoic acid can regulate the expression of several specific genes in various types of cells (Kruh et al., J. Mol. Cell Biochem., 42: 65, 1985). Increased plasmid DNA expression (Gorman et al., Nucleic acid res., 11: 7631, 1983) or the expression of plasmid DNA containing the SV40 early promoter-CAT (chloramphenicol acetyl transferase) transcription structure. (Ken et al., Cell structure and function, 14: 579, 1989). In addition, when n-butanoic acid was treated to several cells, the cell growth was inhibited, the shape of the cell was changed, and when n-butanoic acid was removed, it returned to its previous state after a recovery period of 20 to 25 hours (Kruh). et al., J. Mol. Cell Biochem., 42:65, 1985). The characteristics of n-butanoic acid showed inhibition of cell growth and transient expression of recombinant protein of DCHE715 and DBHE318 used in the present invention and increased up to 20-fold in T-flask culture (see FIG. 1 ).

본 발명의 동물세포 배양법에서 상기 동물세포의 배양은 부착성 롤러배양으로 수행하는 것이 바람직한데, 그 이유는 롤러 배양 방법이 일반적이고 손쉬운 방법이면서 배지 주입 등의 공정단계가 명확하여 로트(lot) 간의 구별이 용이하고, 배양액 전체가 한꺼번에 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 생산과 분리를 동시에 할 수 있다는 이점을 가지고 있고, 또한 롤러 배양용기의 수량에 의해 소량생산과 대량 생산이 결정되므로 대량 생산을 위한 스케일업의 노력이 필요없기 때문이다.In the animal cell culture method of the present invention, the culture of the animal cells is preferably carried out by adhesive roller culture, because the roller culture method is a general and easy method, and the process steps such as medium injection are clear, so that between lots It is easy to distinguish, prevents the whole culture from being contaminated at once, has the advantage of being able to produce and separate at the same time, and also because the small quantity production and mass production are determined by the number of roller culture vessels for mass production This is because there is no need to scale up.

도 2는 본 발명이 제공하는 동물세포 배양 방법의 한가지 예를 도식적으로 보여 준다.도 2에서 제시된 배양 방법에 따르면, 재조합 당단백질을 생산하기 전 단계로서 동물세포주의 종균배양을 수행할 수 있다. 본 발명의 동물세포 배양 방법에서는 다양한 공지의 종균배양 방법을 이용할 수 있으며, 본 발명의 실시예 또는 비교예에서 구체화된 종균배양 방법은 본 발명의 동물세포 배양 방법을 한정하기 위한 목적으로 제시된 것은 아니다. Figure 2 shows schematically an example of the animal cell culture method provided by the present invention. According to the culture method shown in Figure 2 , the seed cell culture can be carried out as a step before producing the recombinant glycoprotein. Various well-known seed culture methods can be used in the animal cell culture method of the present invention, and the seed culture method specified in Examples or Comparative Examples of the present invention is not presented for the purpose of limiting the animal cell culture method of the present invention. .

도 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 동물세포 배양 방법으로부터 얻은 배양상등액은 여과 등을 거쳐서 목적하는 재조합 당단백질을 제조하기 위해 사용될 수 있다.As can be seen in Figure 2 , the culture supernatant obtained from the animal cell culture method of the present invention can be used to produce the desired recombinant glycoprotein through filtration and the like.

본 발명의 실시예 및 비교예에 따르면, 재조합 CHO세포주 DCHE715와 BHK세포주 DBHE318을 무혈청 롤러배양하여 얻은 회분식 배양 방법의 생산결과와 연속식 배양 방법의 생산결과는 각각도 3도 5에 나타난 바와 같다.According to the Examples and Comparative Examples of the present invention, the production results of the production results in the batch culture method of the recombinant CHO cell line DCHE715 and BHK cell lines DBHE318 obtained by culture of serum-free roller and a continuous culture method is shown in Figures 3 and 5 respectively, same.

회분식 생산일 경우 n-부탄산 유도에 의한 CHO-EPO 및 BHK-EPO 생산기간은 총 6~8일이었고, CHO-EPO 생산의 경우 n-부탄산 유도후 2일째에 배양상등액 1㎖ 당 7,113 국제단위(international unit, 이하 'IU'로 약칭함)로 배양기간 중 가장 높은 CHO-EPO 생산량을 나타냈다. 또한 BHK-EPO 생산의 경우도 n-부탄산 유도후 2일째에 배양상등액 1㎖ 당 8,689 IU로 배양기간 중 가장 높은 BHK-EPO 생산량을 나타냈다. 1일 평균 CHO-EPO 생산량은 배양상등액 1㎖ 당 3,036 IU이며, 최종적으로 롤러배양용기 1개당 생산된 총 CHO-EPO량은 4,857,600 IU 이상인 것으로 나타났고, BHK-EPO 1일 평균 생산량은 배양상등액 1㎖ 당 3,794 IU이며, 최종적으로 롤러배양용기 1개당 생산된 총 BHK-EPO량은 6,070,000 IU 이상인 것으로 나타났다.In the case of batch production, the production period of CHO-EPO and BHK-EPO by induction of n-butanoic acid was 6-8 days, and in case of CHO-EPO production, 7,113 international per ml of culture supernatant on day 2 after induction of n-butanoic acid The unit (international unit, hereinafter abbreviated as 'IU') showed the highest production of CHO-EPO during the incubation period. In addition, the production of BHK-EPO also showed the highest production of BHK-EPO during the incubation period at 8,689 IU per ml of culture supernatant 2 days after n-butanoic acid induction. The average daily production of CHO-EPO was 3,036 IU per ml of culture supernatant, and finally the total CHO-EPO produced per roller culture vessel was more than 4,857,600 IU. The average daily production of BHK-EPO was culture supernatant 1 It was 3,794 IU per ml, and finally the total amount of BHK-EPO produced per roller culture vessel was 6,070,000 IU or more.

반면, 본 발명의 실시예에서 수행한 연속 배양의 경우 n-부탄산 유도에 의한 CHO-EPO 및 BHK-EPO 생산기간은 1차에 2일씩 총 10차에 20일이었고, 1~10차 동안 n-부탄산 유도후 2일째에 CHO-EPO 배양상등액 1㎖당 최고 37,683 IU, BHK-EPO 배양상등액 1㎖당 최고 29,563 IU로 배양기간 중 가장 높은 EPO 생산량을 나타냈다. 또한 1일 평균 CHO-EPO 생산량은 배양상등액 1㎖ 당 20,658 IU이며, BHK-EPO 1일 평균 생산량은 배양상등액 1㎖ 당 17,321 IU이었다. 최종적으로 롤러배양 용기 1개당 생산된 총 CHO-EPO량은 82,632,000 IU 이상인 것으로 나타났고, 총 BHK-EPO량은 69,284,000 IU 이상인 것으로 나타났다.On the other hand, in the continuous culture carried out in the embodiment of the present invention, the production period of CHO-EPO and BHK-EPO by induction of n-butanoic acid was 20 days at 10 times, 2 days at 1st, and n during 1 ~ 10th. On day 2 after induction of butanoic acid, the highest EPO production was achieved at a maximum of 37,683 IU per ml of CHO-EPO culture supernatant and 29,563 IU per ml of BHK-EPO culture supernatant. The average daily production of CHO-EPO was 20,658 IU per ml of culture supernatant, and the average daily production of BHK-EPO was 17,321 IU per ml of culture supernatant. Finally, the total amount of CHO-EPO produced per roller culture vessel was 82,632,000 IU or more, and the total BHK-EPO was more than 69,284,000 IU.

한편 무혈청 롤러배양시 롤러배양기 1대 당 45개의 1750cm2롤러배양용기(roller bottle)를 장착할 수 있으며, 1750cm2롤러배양용기(roller bottle) 1개 당 유도제 처리 후 1일째부터 2일째까지 매일 200㎖의 배양액을 10회 반복하여 회수하였다. 따라서 본 발명에서는 1750cm2롤러배양기(roller bottle) 1대 당 약 3,718,440,000 IU 이상의 CHO-EPO 고생산이 가능하고, BHK-EPO의 경우 3,117,780,000 IU 이상의 EPO 고생산이 가능하다. 연속식 롤러배양이 기존의 회분식 롤러배양의 경우 보다 CHO-EPO의 경우 약 17배, BHK-EPO의 경우는 약 11.5배로 고생산이 가능하였다.On the other hand, serum-free roller cultures can be equipped with 45 1750 cm 2 roller bottles per roller incubator, and each day from day 1 to day 2 after induction agent treatment per 1750 cm 2 roller bottle. 200 ml of the culture was recovered 10 times. Therefore, in the present invention, it is possible to produce high CHO-EPO of about 3,718,440,000 IU or more per 1750 cm 2 roller bottle, and to produce high EPO of 3,117,780,000 IU or more for BHK-EPO. Continuous roller culture was able to produce high yields of about 17 times for CHO-EPO and about 11.5 times for BHK-EPO than conventional batch roller culture.

또한, 회분식 롤러 배양의 경우 생산 3~4일 이후부터 세포의 생존율이 50%이하로 급격히 떨어져 고품질의 EPO 생산이 어려운데 비해, 연속식 롤러 배양의 경우 DCHE715와 DBHE318 세포의 생존율을 80% 이상으로 유지시킬 수가 있어 질이 좋은 EPO가 생산될 수 있는 가능성을 보여주었다 (도 4 및 도 6참조).In the case of batch roller cultivation, the survival rate of cells dropped rapidly to 50% or less after 3-4 days of production, and it is difficult to produce high-quality EPO. It has been shown that the quality of EPO can be produced (see Figs. 4 and 6 ).

상기 결과에 의하면, 본 발명의 동물세포 배양 방법에서와 같이 유혈청 성장배지에서 상기 동물세포를 배양하는 성장 단계와 유도제를 함유하는 무혈청 생산배지에서 동물세포를 배양하는 재조합 당단백질 생산 단계를 연속적으로 반복하면, 단순히 회분식으로 동일한 동물세포를 배양하여 원하는 당단백질을 생산하는 경우에 비하여 보다 고수율로 활성이 높은 재조합 당단백질을 제조할 수 있다.According to the results, as in the animal cell culture method of the present invention, the growth step of culturing the animal cells in the serum-free growth medium and the recombinant glycoprotein production step of culturing the animal cells in a serum-free production medium containing an inducer If repeated, it is possible to produce a recombinant glycoprotein having a higher yield in higher yield than when producing the desired glycoprotein by simply culturing the same animal cells in a batch.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 무혈청 연속식 롤러 배양 및 생산Example 1 Serum-free Continuous Roller Culture and Production

(1-1) 종균배양(1-1) spawn culture

액체질소 탱크에 보관되어 있는 재조합 CHO 세포주 DCHE715(대한민국 특허출원 제98-32997호, 기탁번호 KCLRF-BP-00018) 또는 재조합 BHK세포주 DBHE318(대한민국 특허출원 제99-37463호, 기탁번호 KCLRF-BP-00024)을 1 바이알(1×107cells/㎖) 꺼내어 37℃ 항온수조에서 최대한 신속히 녹인 후, 종균배양배지(10% 혈청과 0.5μM MTX를 함유한 α-MEM, 미국JRH사 cat#56459-10L)로 1회 세척하고 원심분리하여 종균배양배지 50㎖이 들어 있는 1개의 175㎠ T-플라스크(미국 Corning사 cat# 431080)에 접종하였다. CO2배양기(37℃, 5% CO2의 조건)에서 준포화(sub-confluency) 상태까지 2~4일간 배양한 다음, 175㎠ T-플라스크에 0.25% 트립신(Trypsin)-EDTA 용액을 처리하여 세포들을 회수하였다. 한 개의 T-플라스크에서 회수한 세포들을 신선한 종균배양배지 50㎖씩이 들어있는 3개의 새로운 175㎠ T-플라스크에 나누어 접종하였다.Recombinant CHO cell line DCHE715 (Korean Patent Application No. 98-32997, Accession No. KCLRF-BP-00018) stored in a liquid nitrogen tank or Recombinant BHK cell line DBHE318 (Korean Patent Application No. 99-37463, Accession No. KCLRF-BP- 00024) were taken out of 1 vial (1 × 10 7 cells / ml) and dissolved as quickly as possible in a 37 ° C constant-temperature water bath, followed by the seed culture medium (α-MEM containing 10% serum and 0.5 μM MTX, cath. 10 L) was washed once and centrifuged to inoculate one 175 cm2 T-flask (cat # 431080, Corning, USA) containing 50 ml of the seed culture medium. Incubate for 2-4 days in a CO 2 incubator (37 ° C., 5% CO 2 ) to sub-confluency, then treat 0.25% Trypsin-EDTA solution in a 175 cm 2 T-flask. The cells were recovered. Cells recovered from one T-flask were inoculated in three new 175 cm 2 T-flasks containing 50 ml of fresh seed culture medium.

(1-2) 본 배양(1-2) Main culture

2개의 175㎠ T-플라스크에서 회수한 세포들을 신선한 성장배지(10% 혈청 함유 DMEM/F12, 미국 JRH사, cat.#56498-10L) 200㎖이 들어있는 한 개의 1750㎠ 롤러배양용기(미국 Corning사, cat.#25150-1750)에 접종한 후 롤러배양기(미국 Bellco사, model#7630-82509)에 장착하고 37℃, 0.5rpm에서 준포화(sub-confluency)상태까지 2~3일간 배양한 다음, 0.25% 트립신-EDTA 용액을 처리하여 세포들을 회수하였다. 한 개의 1750㎠ 롤러배양용기에서 회수한 세포들을 신선한 성장배지 200㎖씩이 들어있는 3개의 새로운 1750㎠ 롤러배양용기에 나누어 접종한 후 롤러배양기에 장착하고 37℃, 0.5rpm에서 포화(confluency)상태까지 2~3일간 배양하였다.One 1750 cm 2 roller culture vessel containing 200 ml of fresh growth medium (10% serum containing DMEM / F12, JRH, cat. # 56498-10L) was recovered from two 175 cm 2 T-flasks (US Corning). Inc., cat. # 25150-1750) and incubated in a roller incubator (Bellco, USA, model # 7630-82509) and incubated for 2 to 3 days at 37 ℃, 0.5rpm until sub-confluency Cells were then harvested by treatment with 0.25% trypsin-EDTA solution. Cells recovered from one 1750㎠ roller culture vessel were divided and inoculated into three new 1750㎠ roller culture vessels containing 200 ml of fresh growth medium, mounted on the roller incubator, and saturated at 37 ° C. and 0.5 rpm. Incubated for 2-3 days.

(1-3) 당단백질의 생산(1-3) Production of Glycoproteins

1) 1차 배양1) Primary culture

상기 본배양에서 세포들이 준포화 상태(3.5×108cells 이상)까지 자라면 혈청이 포함된 배지는 회수하고 유도제를 함유한 무혈청배지 200㎖씩을 가하여 CHO-EPO 또는 BHK-EPO 생산을 유도하였다. 이때, 유도제로는 3~24mM n-부탄산이나 0.1~10μM MTX를 사용하였고, 무혈청배지로는 EX-cell 301배지(미국 JRH사, cat.#14311-10L)를 사용하였다.In the main culture, when the cells grew to near-saturated state (3.5 × 10 8 cells or more), serum-containing medium was recovered and 200 ml of serum-free medium containing an inducer was added to induce CHO-EPO or BHK-EPO production. . At this time, 3 ~ 24mM n-butanoic acid or 0.1 ~ 10μM MTX was used as an inducer, and EX-cell 301 medium (Cat. # 14311-10L, USA) was used as a serum-free medium.

1일(24시간) 간격으로 롤러배양용기들에서 배양상등액을 회수하고 신선한 n-부탄산을 함유한 무혈청배지 200㎖로 교환해주면서 재조합 CHO세포주 및 재조합 BHK세포주가 80% 이상 생존할 때까지, 즉 2일간 배양하였다. 이때 롤러 배양기의 rpm은 1.5로 하였다. 1일 간격으로 회수된 CHO-EPO 또는 BHK-EPO의 배양상등액을 무균여과한 후 하기 실험예 1의 방법으로 인간 EPO의 역가를 측정한 후 4℃에 보관하였다.The culture supernatant was recovered from the roller culture vessels at 1 day (24 hour) intervals and exchanged with 200 ml of serum-free medium containing fresh n-butanoic acid, until the recombinant CHO cell line and the recombinant BHK cell line survived more than 80%. That is, it was cultured for 2 days. At this time, the rpm of the roller incubator was 1.5. After sterile filtration of the culture supernatant of CHO-EPO or BHK-EPO recovered at daily intervals, the titer of human EPO was measured by the method of Experimental Example 1 and stored at 4 ° C.

2) 연속식 배양2) Continuous Culture

2일간 1차 생산을 한 후 1750㎠ 롤러 배양용기에 다시 성장배지(10% 혈청 함유 DMEM/F12, 미국 JRH사, cat.#56498-10L)로 배지를 교환해 준다. 1750㎠ 롤러 배양용기내의 세포수가 다시 3.5×108개 이상이 될 때까지 37℃ 롤러 배양기에서 0.5 rpm으로 2~3일간 성장시켜 배양한 후 1차 생산의 조건과 동일한 n-부탄산을 함유한 무혈청배지로 2일 동안 생산을 유도하였고, 1일 간격으로 롤러 배양용기에서 배양상등액을 회수한다. 이와 같은 방법으로 2~3일간 성장배양, 2일간 생산배양을 10회 이상 총 20일 이상의 배양 상등액을 회수한다. 1일 간격으로 회수된 CHO-EPO의 배양상등액을 무균여과한 후 하기 실험예 1의 방법으로 인간 EPO의 역가를 측정한 후 4℃에 보관하였다.After 2 days of primary production, the medium is exchanged again with a growth medium (DMEM / F12 containing 10% serum, cat. # 56498-10L, 10% serum) in a 1750 cm 2 roller culture vessel. Incubate by incubating for 2 to 3 days at 0.5 rpm in a roller incubator at 37 ° C until the number of cells in the 1750 cm2 roller culture vessel reaches 3.5 × 10 8 or more again, and then contains n-butanoic acid as the conditions of the primary production Serum-free medium was induced for 2 days, and the culture supernatant was recovered from the roller culture vessel at daily intervals. In this way, the culture supernatant is recovered for a total of 20 days or more in a growth culture for 2 to 3 days and a production culture for 2 days for 10 days. After sterile filtration of the culture supernatant of CHO-EPO recovered at daily intervals, the titer of human EPO was measured by the method of Experimental Example 1 and stored at 4 ° C.

<비교예 1> 종균 배양 및 무혈청 회분식 롤러배양<Comparative Example 1> spawn culture and serum-free batch roller culture

상기 실시예 1과 마찬가지로 종균배양 및 본 배양을 수행한 다음, 본배양에서 1750㎠ 롤러배양용기에 세포들이 준포화 상태(3.5 X 108cells 이상)까지 자라면 혈청이 포함된 배지는 회수하고 유도제를 함유한 무혈청배지 200㎖씩을 가하여 CHO-EPO 또는 BHK-EPO 생산을 유도하였다. 이때, 유도제로는 3~24mM n-부탄산이나 0.1~10μM MTX를 사용하였다. 무혈청배지로는 EX-cell 301배지(미국 JRH사, cat. #14311-10L)를 사용하였고, 롤러 배양기의 rpm은 1.5였다.As in Example 1, after the spawn culture and the main culture, the cells were grown to a semi-saturated state (3.5 X 10 8 cells or more) in the 1750 cm 2 roller culture vessel in the main culture, and the medium containing serum was recovered and the inducing agent. Each serum-free medium containing 200ml was added to induce CHO-EPO or BHK-EPO production. In this case, 3 to 24 mM n-butanoic acid or 0.1 to 10 μM MTX was used as an inducer. As a serum-free medium, EX-cell 301 medium (US JRH Co., cat. # 14311-10L) was used, and the rpm of the roller incubator was 1.5.

1일(24시간) 간격으로 롤러배양용기로부터 배양상등액을 회수하고 신선한 n-부탄산을 함유한 무혈청배지 200㎖로 교환해주면서 재조합 CHO세포주 및 재조합 BHK세포주가 생존할 때까지 6~8일간 배양하였다. 1일 간격으로 회수된 CHO-EPO 또는 BHK-EPO의 배양상등액을 무균여과한 후 하기 실험예 1의 방법으로 인간 EPO의 역가를 측정한 후 4℃에 보관하였다.The culture supernatant was recovered from the roller culture vessel at 1 day intervals (24 hours) and exchanged for 200 ml of serum-free medium containing fresh n-butanoic acid for 6-8 days until the recombinant CHO cell line and recombinant BHK cell line survived. It was. After sterile filtration of the culture supernatant of CHO-EPO or BHK-EPO recovered at daily intervals, the titer of human EPO was measured by the method of Experimental Example 1 and stored at 4 ° C.

<실험예 1> 효소면역측정법에 의한 EPO 역가측정Experimental Example 1 Measurement of EPO Titer by Enzyme Immunoassay

효소면역측정 키트(미국 R&D Systems사, QuantikineTMIVDTMELISA, cat. #DEP00)중의 항체흡착플레이트의 지정된 각 웰에 희석액을 각각 100㎕씩 가하고 희석액으로 적절히 희석한 표준액, 국제표준액 및 검액들을 100㎕씩 가하여 잘 섞은 후 실온에서 1시간 반응시켰다. 이때 국제표준액은 인간 EPO 국제표준품(86 IU/앰플, 영국 NIBSC사, cat. #87-684) 1 앰플을 인간혈청알부민을 첨가한 제형완충액[3% D-만니톨, 34.2mM 염화나트륨, 12.5mM무수인산이수소나트륨(pH7.0), 인혈청알부민(1.0㎎/㎖)] 1㎖에 녹인 후 바이알 당 10㎕씩 분주하여 -70℃에 보관하였으며, 사용시 -70℃에서 1바이알(10㎕)을 꺼내 녹인 후 희석액으로 희석하여 사용하였다.100 μl of each diluent was added to each well of the antibody adsorption plate in the enzyme immunoassay kit (R & D Systems, Quantikine IVD ELISA, cat. # DEP00), and the standard solution, international standard solution and sample solution 100 After adding well, the solution was reacted at room temperature for 1 hour. At this time, the international standard solution was a formulation buffer solution containing human EPO international standard (86 IU / ampoule, NIBSC UK, cat. # 87-684) added human serum albumin [3% D-mannitol, 34.2mM sodium chloride, 12.5mM anhydrous] Sodium dihydrogen phosphate (pH7.0), and serum serum albumin (1.0 mg / ml)] were dissolved in 1 ml, and 10 µl per vial was dispensed and stored at -70 ° C. 1 vial (10 µl) at -70 ° C when used. Take out, melt and dilute with diluent to use.

각 웰의 잔여 반응액을 제거하고 세척용액으로 250㎕씩 3회 세척한 후 각 웰에 200㎕씩의 효소항체 접합체액을 가하고 다시 실온에서 1시간 반응시켰다. 반응 후 반응액을 제거하고 세척용액으로 200㎕씩 3회 세척한 후 잔여액을 모두 제거하고 용시조제한 기질-발색용액 200㎕씩을 가한 후 실온에서 20분간 반응시켰다. 반응이 끝난 후 각 웰에 반응정지액 100㎕씩을 가하여 반응을 정지시키고 잘 섞은 후 450㎚에서 흡광도를 측정하였다.The remaining reaction solution of each well was removed, washed 250 µl three times with a washing solution, and then 200 µl each of the enzyme antibody conjugate solution was added to each well, followed by reaction at room temperature for 1 hour. After the reaction, the reaction solution was removed, washed 200 μl three times with a washing solution, and all the remaining solution was removed. Then, 200 μl each of the prepared substrate-coloring solution was added, followed by reaction at room temperature for 20 minutes. After the reaction was completed, the reaction solution was stopped by adding 100 µl of the reaction solution to each well, the mixture was mixed well, and the absorbance was measured at 450 nm.

표준액의 역가(log mIU/㎖)를 횡축, 흡광도(A450nm)를 종축으로 하여 표준곡선을 작성하고 작성된 표준곡선으로부터 국제표준액과 검액 각각의 흡광도에 따른 인간 EPO 역가(mIU/㎖)수치를 구하고 여기에 각각의 희석비를 곱하여 얻은 3가지 희석액 역가수치의 평균값을 계산하여 국제표준품과 검액의 측정치를 구한 후 국제표준품의 측정치를 86 IU/㎖로 보정하여 보정비를 구한 후 검액의 측정치에 보정비를 곱하여 검액의 최종 역가를 계산하였다.A standard curve was prepared using the horizontal axis and the absorbance (A 450 nm ) as the vertical axis, and the human EPO titer (mIU / ml) was calculated from the absorbances of the international standard and the sample solution. The average value of the three dilution titers obtained by multiplying each dilution ratio is calculated, and the measured values of the international standard and the sample are obtained. The measured values of the international standard are adjusted to 86 IU / ml, and the correction ratio is calculated. The final titer of the sample solution was calculated by multiplying the maintenance.

상기와 같은 방법으로 실시예 1 및 비교예 1의 무혈청 롤러배양을 이용한 재조합 CHO세포주(DCHE715)의 CHO-EPO의 생산 결과와 재조합 BHK세포주(DBHE318)의 BHK-EPO의 생산량을 측정하였으며, 그 결과를 하기표 1표 2에 나타내었다.In the same manner as described above, the production results of CHO-EPO of recombinant CHO cell line (DCHE715) and BHK-EPO of recombinant BHK cell line (DBHE318) were measured using the serum-free roller culture of Example 1 and Comparative Example 1. The results are shown in Tables 1 and 2 below.

연속식 무혈청 롤러배양(실시예 1)에 의한 당단백질의 생산Production of Glycoprotein by Continuous Serum-free Roller Culture (Example 1) n-부탄산 유도후After n-butanoic acid induction 재조합세포주 DCHE715의 CHO-EPO생산량(IU/ml)Production of CHO-EPO of Recombinant Cell Line DCHE715 (IU / ml) 재조합세포주 DBHE318의 BHK-EPO생산량(IU/ml)BHK-EPO Production of Recombinant Cell Line DBHE318 (IU / ml) 차수Degree 배양일Culture 1차Primary 1일째Day 1 4,9044,904 3,7343,734 2일째Day 2 9,7309,730 6,4686,468 2차Secondary 1일째Day 1 6,7986,798 3,6883,688 2일째Day 2 10,73710,737 7,0257,025 3차3rd 1일째Day 1 8,8008,800 5,0235,023 2일째Day 2 15,82915,829 9,8659,865 4차4th 1일째Day 1 16,09116,091 7,0657,065 2일째Day 2 24,34424,344 15,23415,234 5차5th 1일째Day 1 21,38621,386 14,07614,076 2일째Day 2 25,08325,083 24,68024,680 6차6th 1일째Day 1 20,25720,257 18,90718,907 2일째Day 2 29,87829,878 24,46524,465 7차7th 1일째Day 1 24,23224,232 25,46525,465 2일째Day 2 32,17132,171 28,95628,956 8차8th 1일째Day 1 19,02219,022 22,56922,569 2일째Day 2 27,57827,578 27,57827,578 9차9th 1일째Day 1 30,00530,005 26,84926,849 2일째Day 2 37,68337,683 29,56329,563 10차10th 1일째Day 1 19,46119,461 19,46119,461 2일째Day 2 29,16629,166 25,67825,678

회분식 무혈청 롤러배양(비교예 1)에 의한 당단백질의 생산Production of Glycoproteins by Batch-Free Serum Roller Culture (Comparative Example 1) n-부탄산 유도후 배양일Incubation date after n-butanoic acid induction 재조합 세포주 DCHE715 CHO-EPO 생산량(IU/ml)Recombinant cell line DCHE715 CHO-EPO production (IU / ml) 재조합 세포주 DBHE318 BHK-EPO 생산량(IU/ml)Recombinant Cell Line DBHE318 BHK-EPO Production (IU / ml) 1일째Day 1 2,3972,397 2,8202,820 2일째Day 2 7,1137,113 8,6898,689 3일째3rd day 6,2726,272 6,1196,119 4일째Day 4 3,5123,512 4,0554,055 5일째Day 5 2,9712,971 2,9002,900 6일째6th day 1,2631,263 2,0402,040 7일째7th day 763763 1,8561,856 8일째8th day 611611 1,7881,788

상기 표 1 및 표 2 에서 알 수 있듯이, 회분식 무혈청 롤러 배양의 경우 롤러 배양 용기 1개당 4,857,600 IU의 CHO-EPO와 6,070,000 IU의 BHK-EPO를 생산하였고, 연속식 무혈청 롤러 배양의 경우 롤러 배양 용기 1개당 82,632,000 IU의 CHO-EPO와 69,284,000 IU의 BHK-EPO를 생산하였다. 즉 CHO-EPO의 경우 약 17배, BHK-EPO의 경우 약 11.5배 이상의 생산성 향상을 가져왔으며, 이러한 결과는 연속식 무혈청 롤러 배양이 재조합 당단백질을 대량으로 생산하는데 있어서 효과적인 방법임을 보여 주는 것이다. (도 3 및 도 4 참조)As can be seen in Table 1 and Table 2, 4,857,600 IU of CHO-EPO and 6,070,000 IU of BHK-EPO were produced for each roller culture vessel for batch serum-free roller culture, and roller culture for continuous serum-free roller culture. Each container produced 82,632,000 IU CHO-EPO and 69,284,000 IU BHK-EPO. In other words, CHO-EPO has improved productivity by about 17 times and BHK-EPO about 11.5 times. This result shows that continuous serum-free roller culture is an effective method for producing recombinant glycoprotein in large quantities. . (See Figures 3 and 4)

<실험예 2> 배양된 동물세포 생존율 검사Experimental Example 2 Cultured Animal Cell Survival Test

세포수 측정은 색소 배제 방법(dye exclusion method, FRESHNEY R.I., Culture of animal cells:A Manual of Basic Technique(3rd Edition),p48 Wiley-Liss, New York,1994)에 의해서 측정하였다. 1750㎠ 롤러 용기의 표면을 DPBS(Dulbecco's phosphate buffered saline) 100~200㎖로 세척한 후 0.25% 트립신-EDTA (Trypsin-EDTA) 50㎖을 처리하였다. 1~2분 후 단일세포로 분리된 세포를 1000rpm, 5분 동안 원심분리 한 다음 상등액은 제거하고 DPBS로 재현탁하였다. 이후 0.4% 트리판 블루(Trypan blue)를 이용하여 1:1로 희석, 염색하여 헤모사이토메타(Hemocytometer)를 이용하여 총세포수와 염색이 안된 살아있는 세포수를 측정하여 생존율을 계산한다. 세포의 생존율 계산식은 다음과 같다.Cell number measurement was determined by the dye exclusion method (FRESHNEY RI, Culture of animal cells: A Manual of Basic Technique (3rd Edition), p48 Wiley-Liss, New York, 1994). The surface of the 1750 cm 2 roller container was washed with 100-200 ml of Dulbecco's phosphate buffered saline (DPBS) and then treated with 50 ml of 0.25% Trypsin-EDTA. After 1-2 minutes, the cells separated into single cells were centrifuged at 1000 rpm for 5 minutes, and then the supernatant was removed and resuspended in DPBS. After dilution and staining 1: 1 using 0.4% Trypan blue (Trypan blue), hemocytometa (Hemocytometer) was measured by measuring the total number of cells and the number of live cells not stained to calculate the survival rate. The cell survival rate formula is as follows.

생존율(%) = (살아있는 세포수/총 세포수) X 100% Survival = (live cells / total cells) X 100

실시예 1 및 비교예 1에 의해 각각 연속식 및 회분식 무혈청 배양을 통해 배양시간에 따른 재조합 세포의 생존율을 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다(도 5 및 도 6 참조).By virtue of Example 1 and Comparative Example 1, the survival rate of the recombinant cells according to the culture time was examined through continuous and batch-free serum-free culture, and the results are shown in Tables 3 and 4 below (see FIGS. 5 and 6). ).

연속식 무혈청 롤러배양(실시예 1)에서 배양시간에 따른 세포의 생존율Cell Survival Rate According to Incubation Time in Continuous Serum Roller Culture (Example 1) 배양시간(일)Incubation time (days) 재조합 세포주DCHE715의 생존율(%)Survival rate of recombinant cell line DCHE715 (%) 재조합 세포주DBHE318의 생존율(%)Survival rate of recombinant cell line DBHE318 (%) 1차Primary 81.281.2 78.278.2 2차Secondary 79.779.7 79.479.4 3차3rd 82.682.6 80.380.3 4차4th 9090 83.283.2 5차5th 81.481.4 84.584.5 6차6th 83.783.7 82.182.1 7차7th 79.279.2 78.578.5 8차8th 77.377.3 7979 9차9th 7878 78.278.2 10차10th 76.176.1 7272

회분식 무혈청 롤러배양(비교예 1)에서 배양시간에 따른 세포 생존율Cell Survival Rate According to Incubation Time in Batch-Free Serum Roller Culture (Comparative Example 1) 배양시간(일)Incubation time (days) 재조합 세포주DCHE715의 생존율(%)Survival rate of recombinant cell line DCHE715 (%) 재조합 세포주DBHE318의 생존율(%)Survival rate of recombinant cell line DBHE318 (%) 1One 100100 100100 22 81.281.2 78.278.2 33 63.363.3 59.759.7 44 3030 44.144.1 55 1111 31.631.6 66 7.57.5 23.523.5 77 -- 15.215.2 88 -- 8.18.1

상기 표 3 및 표 4 로부터 알 수 있듯이, 회분식 무혈청 롤러배양의 경우 생산이 시작된 후 3-4일 이후부터 세포의 생존율이 50% 이하로 급격히 떨어져 고품질의 EPO 생산이 어려움을 확인할 수 있었다. 반면 본 발명의 연속식 무혈청 롤러배양의 경우에는 20일 이상 세포의 생존율이 75% 이상 유지되어 당단백질을 대량생산하는데 효과적임을 알 수 있다.As can be seen from Table 3 and Table 4, in the case of batch-free serum roller culture, the survival rate of the cells rapidly dropped to 50% or less after 3-4 days after production started, and it was confirmed that the production of high-quality EPO was difficult. On the other hand, in the case of continuous serum-free roller culture of the present invention, the survival rate of the cells for 20 days or more is maintained at 75% or more, it can be seen that effective in mass production of glycoproteins.

본 발명의 재조합 당단백질을 생산하는 동물세포의 배양 방법을 이용하면, 기존의 회분식 배양 방법 또는 연속식 배양 방법에 비해 재조합 당단백질의 역가가 높을 뿐만 아니라 배양세포 생존률도 장기간 높은 수준으로 유지되므로, 배양세포의 생존률이 높은 상태에서 생산되어야 하는 당단백질의 대량 생산 등에 유용하게 사용될 수 있다.By using the method for culturing the animal cells producing the recombinant glycoprotein of the present invention, not only the titer of the recombinant glycoprotein is higher than that of the conventional batch culture method or the continuous culture method, and thus the cell survival rate is maintained at a high level for a long time. It can be usefully used for mass production of glycoproteins to be produced under high survival rate of cultured cells.

Claims (8)

롤러배양을 이용하여 재조합 당단백질을 생산하는 동물세포의 배양 방법에 있어서,In the culture method of animal cells producing recombinant glycoproteins using roller culture, i) 유혈청 성장배지에서 상기 동물세포를 배양하는 단계(성장 단계); 및i) culturing the animal cells in a serum growth medium (growth step); And ii) 상기 동물세포를 유도제를 함유하는 무혈청 생산배지에서 배양하는 단계(재조합 당단백질의 생산 단계)를 연속적으로 반복 수행하는 연속식 롤러배양에 의한 재조합 당단백질을 생산하는 동물세포의 배양 방법.ii) A method of culturing animal cells producing recombinant glycoproteins by continuous roller culture in which the animal cells are cultured in a serum-free production medium containing an inducing agent (production of recombinant glycoproteins). 제 1항에 있어서, 상기 재조합 당단백질은 에리트로포이에틴(EPO), 조직형 플라스미노겐 활성인자(tPA), 난포자극호르몬(FSH), 황체형성호르몬(LH), 인터루킨-12(IL-12), 인간 융모막성 고나도트로핀(hCG), 트롬보포이에틴(TPO) 또는 혈액응고인자-8(Factor Ⅷ)인 것을 특징으로 하는 배양 방법.The method of claim 1, wherein the recombinant glycoprotein is erythropoietin (EPO), tissue plasminogen activator (tPA), follicle stimulating hormone (FSH), luteinizing hormone (LH), interleukin-12 (IL-12 ), Human chorionic gonadotropin (hCG), thrombopoietin (TPO) or blood coagulation factor-8 (Factor VII). 제 1항에 있어서, 상기 동물세포는 CHO세포 또는 BHK세포인 것을 특징으로 하는 배양 방법.The method of claim 1, wherein the animal cells are CHO cells or BHK cells. 제 1항에 있어서, 상기 유도제는 n-부탄산 또는 메토트렉세이트(MTX, methotrexate)인 것을 특징으로 하는 배양 방법.The method of claim 1, wherein the inducer is n-butanoic acid or methotrexate (MTX). 제 1항에 있어서, 세포 농도가 초기 세포 농도의 약 70~80% 이하로 감소하는 시기에 상기 재조합 당단백질의 생산 단계를 종료하고 성장 단계로 들어가는 것을 특징으로 하는 배양 방법.The method of claim 1, wherein the production step of the recombinant glycoprotein is terminated and enters a growth phase when the cell concentration decreases to about 70-80% or less of the initial cell concentration. 제 1항에 있어서, 상기 재조합 당단백질 생산 단계는 2~4일간 수행하고, 상기 성장 단계는 2~3일간 수행하는 것을 특징으로 하는 배양 방법.The method of claim 1, wherein the recombinant glycoprotein production step is performed for 2 to 4 days, and the growth step is performed for 2 to 3 days. 제 1항에 있어서, 상기 배양은 부착성 롤러배양으로 수행하는 것을 특징으로 하는 배양 방법.The culture method according to claim 1, wherein the culturing is performed by adhesive roller culture. 제 7항에 있어서, 상기 롤러배양은 재조합 당단백질의 생산 단계에서는 1~2 rpm, 성장 단계에서는 0.2~1 rpm의 조건으로 수행하는 것을 특징으로 하는 배양 방법.The method of claim 7, wherein the roller culture is performed at a condition of 1 to 2 rpm in the production stage of the recombinant glycoprotein and 0.2 to 1 rpm in the growth stage.
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