KR20130102936A - Composition for culture media additives for enhancing productivity of recombinant protein - Google Patents

Composition for culture media additives for enhancing productivity of recombinant protein Download PDF

Info

Publication number
KR20130102936A
KR20130102936A KR1020120024149A KR20120024149A KR20130102936A KR 20130102936 A KR20130102936 A KR 20130102936A KR 1020120024149 A KR1020120024149 A KR 1020120024149A KR 20120024149 A KR20120024149 A KR 20120024149A KR 20130102936 A KR20130102936 A KR 20130102936A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
recombinant protein
culture
composition
culture medium
cell
Prior art date
Application number
KR1020120024149A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101318498B1 (en
Inventor
최형석
유지선
안용호
박상경
Original Assignee
한화케미칼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화케미칼 주식회사 filed Critical 한화케미칼 주식회사
Priority to KR1020120024149A priority Critical patent/KR101318498B1/en
Publication of KR20130102936A publication Critical patent/KR20130102936A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101318498B1 publication Critical patent/KR101318498B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0608Germ cells
    • C12N5/0609Oocytes, oogonia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2500/00Specific components of cell culture medium
    • C12N2500/30Organic components
    • C12N2500/32Amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2500/00Specific components of cell culture medium
    • C12N2500/90Serum-free medium, which may still contain naturally-sourced components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2510/00Genetically modified cells
    • C12N2510/02Cells for production

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE: A culture medium containing a medium additive composition is provided to improve productivity of recombinant proteins and the growth and proliferation of cells which produce the recombinant proteins. CONSTITUTION: A medium additive composition for improving productivity of a recombinant protein contains 0.050-0.150 mM of alanine, 0.450-1.350 mM of arginine, 0.344-1.031 mM of asparagine, 0.118-0.353 mM of aspartic acid, 0.028-0.184 mM of cysteine, 0.155-0.465 mM of cystine, 0.395-1.184 mM of glutamic acid, 0.040-0.120 mM of glycine, 0.143-0.429 mM of histidine, 1.145-3.435 mM of isoleucine, 1.527-4.580 mM of leucine, 1.134-3.401 mM of lysine, 0.749-2.246 mM of methionine, 0.515-1.545 mM of phenylalanine, 1.305-3.914 mM of proline, 4.048-12.143 mM of serine, 0.883-2.648 mM of threonine, and 0.307-0.920 mM of tyrosine. The composition improves the growth or proliferation of an animal cell line.

Description

재조합 단백질의 생산성 향상을 위한 배양용 배지 첨가용 조성물{Composition for culture media additives for enhancing productivity of recombinant protein}Composition for culture media additives for enhancing productivity of recombinant protein

본 발명은 재조합 단백질의 생산성 향상을 위한 배양용 배지 첨가용 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 재조합 단백질의 생산성을 향상시키고 숙주세포의 생장 및/또는 증식을 향상시킬 수 있도록, 알라닌, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 시스테인, 시스틴, 글루탐산, 글리신, 히스티딘, 이소루신, 루신, 리신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 트레오닌 및 타이로신으로 구성된 배양용 배지 첨가용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 배양용 배지 및 상기 배양용 배지를 이용하여 재조합 단백질을 생산하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for adding a culture medium for improving the productivity of a recombinant protein, and more particularly, the present invention to improve the productivity of the recombinant protein and to improve the growth and / or growth of host cells, alanine, arginine , Asparagine, aspartic acid, cysteine, cystine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine and tyrosine, the composition for the addition of a culture medium, the composition comprising the composition It relates to a medium and a method for producing a recombinant protein using the culture medium.

치료제로서 단백질 및 폴리펩티드의 중요성이 더욱 커지고 있다. 이중 항체는 작용 메카니즘이 명확히 규명되고, 부작용이 적은 의약품이므로 장기 치료가 필요한 자가면역질환 및 암질환 치료를 위하여 미국을 중심으로 개발되어 전세계적으로 판매되고 있다.Proteins and polypeptides are becoming increasingly important as therapeutic agents. Since antibodies have a well-defined mechanism of action and fewer side effects, they have been developed and marketed worldwide in the United States for the treatment of autoimmune and cancer diseases requiring long-term treatment.

이와 같은 상업적 생산을 위해 유전자 재조합 단백질 생산기술을 이용해 그 생산성을 높이고 있다. 유전자 재조합 단백질 생산기술이란 특정 유전자의 배열 순서를 바꾸거나 다른 유전자와의 조합을 통하여 지금까지와는 다른 유전자 조합을 만들고, 이를 박테리아 이스트, 식물, 동물 세포 등에 삽입하여 목적하는 단백질을 합성하는 기술이다. 이러한 기술을 이용하여 비정상 상태의 인체에서 필요로 하는 생리활성의 단백질을 대량 생산하여 제제화한 것이 유전자 재조합 단백질 의약품이다.For such commercial production, using a recombinant protein production technology to increase its productivity. Recombinant protein production technology is a technique for synthesizing a desired protein by changing the sequence of a specific gene or by combining with other genes to make a different combination of genes and insert it into bacterial yeast, plant, animal cells. Genetically modified protein drugs are produced by mass production of the bioactive proteins required by the human body in abnormal conditions using these techniques.

초기의 유전자 재조합 단백질은 증식이 빠르고 대량배양이 용이하며 낮은 비용으로 배양할 수 있는 대장균 등에서 생산하였으나, 인체 단백질의 복잡한 구조를 적절히 구현할 수 없어 진핵세포인 효모 등에서 생산하게 되었다. 그러나 효모 등에서의 생산은 자체 분해효소에 의해 외래 인체 단백질을 분해하거나 정확한 당쇄 부가능력이 떨어지며, 생산수율이 낮은 단점이 있었다. 이를 개선하기 위해 동물 유래의 세포에서 인체 단백질을 생산하게 되었다. 동물 세포는 인체 유래 단백질에 정확한 입체구조와 당쇄를 부가하는 반면, 성장 속도가 느리고 배양환경 조절이 어려우며, 배양기와 배양 배지의 비용이 높은 단점이 있다. Initially, the recombinant protein was produced by Escherichia coli, which can be rapidly grown, easily cultured, and cultured at low cost. However, since the complex structure of the human protein cannot be properly implemented, it has been produced in yeast cells, which are eukaryotic cells. However, the production in yeast, such as the degradation of foreign human protein by the self-degrading enzyme or the exact sugar chain addition capacity, and had a disadvantage of low production yield. To improve this, human-derived cells produce human proteins. While animal cells add precise conformation and sugar chains to human-derived proteins, they have slow growth rates, difficult control of the culture environment, and high costs of incubators and culture media.

현재, FDA의 승인을 얻어 시장에 나와 있는 재조합 의약품들의 약 60 내지 70%가 동물세포 배양 방법을 사용하여 생산되고 있으며, 특히 고부가가치의 당단백질 대부분이 동물세포 배양 방법으로 생산되기 때문에 고생산성의 재조합 세포주에 대한 연구 개발 및 생산성 향상을 위한 배양 조건에 대한 연구가 빠르게 진행되고 있다.Currently, about 60 to 70% of the recombinant drugs on the market with FDA approval are produced using animal cell culture methods, especially since most of the high value added glycoproteins are produced by animal cell culture methods. Research on culture conditions for improving research and development and productivity of recombinant cell lines is progressing rapidly.

고농도로 세포를 배양하는 기술 또한 단백질 생산 효율을 높이기 위한 필수적인 과정이다. 세포가 높은 농도로 자라기 위해서는 그 배지의 성분이 풍부한 요건을 갖추고 있어야한다. 그러나 배지 중 성분의 종류 및 농도가 높아지면 삼투압이 높아지는 단점이 있다. 또한 보통의 배지는 풍부한 단백질과 호르몬을 함유한 동물 혈청이 포함되어 있는데 이러한 동물성 단백질은 임상적 이용에 있어서 문제가 된다. 따라서 의약품으로 사용하기 위한 재조합 단백질 생산을 위한 배양 배지는 혈청이 존재하지 않는 그러나 이를 대체할 수 있는 성분을 갖춘 배지가 되어야 할 것이다. 뿐만 아니라 세포의 종류에 따라 배지의 최적 조건이 모두 다르므로 목적 단백질의 생산성을 높이기 위한 해당 동물 세포 배양을 위한 최적의 배양 배지 조성을 찾는 것은 중요한 일이다.Cell culture at high concentrations is also an essential process for increasing protein production efficiency. In order for a cell to grow to a high concentration, it must meet the requirements of abundant components of the medium. However, there is a disadvantage that the osmotic pressure is increased when the type and concentration of the components in the medium increases. Ordinary media also contain animal serum containing abundant proteins and hormones, which are problematic for clinical use. Therefore, the culture medium for the production of recombinant protein for use as a drug should be a medium that does not have serum but has a component that can replace it. In addition, since the optimum conditions of the medium are all different according to the type of cells, it is important to find the optimal culture medium composition for the animal cell culture to increase the productivity of the target protein.

아미노산은 CHO 세포 생장에 있어 주요 에너지원 중 하나이다. 특히, 배양 중 CHO 세포는 20 가지의 아미노산을 활발히 흡수하여 대사한다. 구체적으로는 글루코스로부터 당분해 경로를 이용하여 ATP(adenosine triphosphate), NADPH(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) 등의 에너지 및 세포의 건축요소(building block)를 만들어 내고, 글루타민을 비롯한 아미노산을 흡수하여 역시 에너지 및 건축요소, 그 외 유도체들을 만들어낸다. 수치적으로 생장에 필요한 에너지를 글루코스에서부터 약 70%, 글루타민으로부터 약 30%를 이용한다. 반면, 세포 구성을 위한 건축요소 동화작용에 있어서 글루코스로부터 시작되는 경로를 이용하여 만들 경우에는 기초 중간 대사산물을 거쳐 매우 복잡한 여러 단계의 생화학적 경로를 거쳐야만 한다. 그러나, 아미노산을 세포 외부로부터 흡수하여 사용할 경우에는 흡수를 위하여 상대적으로 적은 양의 에너지만 소모할 뿐, 세포가 흡수 후 바로 해당 물질을 이용할 수 있다. 특히, 세포 내 건축요소의 대부분이 단백질로 이루어져 있음을 고려할 때, 아미노산의 직접 흡수 및 사용은 세포로서는 제일 우선적으로 이루어지는 것이 타당하다. 이와 같은 생물학적 특징은 곧 재조합 단백질 생산을 위한 배양에 있어서 배지 내에 충분한 아미노산의 첨가가 재조합 단백질 생산 속도 및 세포 생장을 높일 수 있음을 의미한다. 그러나, CHO 세포를 포함한 모든 세포들의 아미노산 관련 대사는 매우 복잡하여 하나의 아미노산의 대사가 다른 아미노산의 대사에 영향을 미치곤 한다. 또한 각 세포를 이루고 있는 단백질의 총 비율 및 단백질을 이루고 있는 각 아미노산의 화학양론은 종 간에 서로 다른 특징을 지니고 있다. 특히, 재조합 단백질을 대량 생산하는 경우 세포는 해당 재조합 단백질을 이루는 아미노산의 화학양론계수 만큼의 아미노산을 추가로 필요로 할 것이다. 이와 같은 대사 작용은 매우 섬세하게 이루어지기 때문에 결국 각 아미노산의 농도 균형 및 흡수 속도의 균형이 맞추어지지 않으면 결과적으로 낮은 세포 생장률 또는 낮은 재조합 단백질 생산성을 보이곤 한다. 따라서, 세포 생장 및 재조합 단백질 생산을 증가시키기 위한 배지 내 아미노산 성분 양의 최적화는 공정 개발에 있어서, 특히 배지 최적화에 있어서 가장 중요한 부분 중 하나라 할 수 있다. 특히, 이러한 최적화는 최근 매우 각광받는 연구분야이기도 하다.
Amino acids are one of the major energy sources in CHO cell growth. In particular, CHO cells in culture actively absorb and metabolize 20 amino acids. Specifically, the glycosylation pathway from glucose is used to create energy and cell building blocks such as ATP (adenosine triphosphate) and NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate), and absorb amino acids including glutamine to absorb energy and Create architectural elements and other derivatives. Numerically, the energy needed for growth is about 70% from glucose and about 30% from glutamine. On the other hand, in the assimilation of building elements for cell composition, the glucose-based pathway must be followed by several complex biochemical pathways through basic intermediate metabolites. However, when the amino acid is absorbed and used from outside the cell, only a relatively small amount of energy is consumed for absorption, and the substance can be used immediately after the cell is absorbed. In particular, given that most of the building elements in the cell are composed of proteins, it is reasonable that the direct absorption and use of amino acids is the first priority for the cell. Such biological characteristics mean that the addition of sufficient amino acids in the medium in the culture for recombinant protein production can increase the recombinant protein production rate and cell growth. However, the amino acid-related metabolism of all cells, including CHO cells, is so complex that metabolism of one amino acid affects the metabolism of another amino acid. In addition, the total ratio of proteins constituting each cell and the stoichiometry of each amino acid constituting the protein have different characteristics between species. In particular, when mass-producing a recombinant protein, the cell will additionally require as many amino acids as the stoichiometric coefficient of the amino acids constituting the recombinant protein. This metabolic process is so delicate that eventually unbalanced concentrations and absorption rates of each amino acid result in low cell growth or low recombinant protein productivity. Thus, optimization of the amount of amino acid components in the medium to increase cell growth and recombinant protein production is one of the most important parts in process development, particularly in medium optimization. In particular, such optimization is also a very popular research field in recent years.

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 종래의 배양 배지에 특정한 함량의 아미노산으로 구성된 배지첨가용 조성물을 첨가하고, 상기 조성물이 첨가된 배양 배지를 이용하여 재조합 단백질을 생산하는 형질전환체를 생산할 경우, 상기 재조합 단백질의 생산성이 향상됨은 물론 상기 형질전환체의 생장 및 증식까지도 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
Under this background, the present inventors add a composition for adding a medium consisting of a specific amount of amino acids to a conventional culture medium, and when producing a transformant that produces a recombinant protein using the culture medium to which the composition is added, the recombinant It was confirmed that the productivity of the protein as well as the growth and proliferation of the transformant can be improved, and completed the present invention.

본 발명의 하나의 목적은 재조합 단백질의 생산성 향상 및 형질전환체의 생장 및 증식을 향상시킬 수 있는 배양용 배지 첨가용 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a composition for the addition of a culture medium that can improve the productivity of the recombinant protein and the growth and growth of the transformant.

본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 배양용 배지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a culture medium containing the composition.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 배양용 배지를 이용하여 재조합 단백질을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a method for producing a recombinant protein using the culture medium.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시양태로서, 본 발명은 재조합 단백질의 생산성 향상 및 형질전환체의 생장 및 증식을 향상시킬 수 있는 알라닌, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 시스테인, 시스틴, 글루탐산, 글리신, 히스티딘, 이소루신, 루신, 리신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 트레오닌 및 타이로신으로 구성된 배양용 배지 첨가용 조성물을 제공한다. 이때, 상기 조성물에 포함된 각 아미노산의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 0.050 내지 0.150mM의 알라닌, 0.450 내지 1.350mM의 아르기닌, 0.344 내지 1.031mM의 아스파라긴, 0.118 내지 0.353mM의 아스파르트산, 0.028 내지 0.184mM의 시스테인, 0.155 내지 0.465mM의 시스틴, 0.395 내지 1.184mM의 글루탐산, 0.040 내지 0.120mM의 글리신, 0.143 내지 0.429mM의 히스티딘, 1.145 내지 3.435mM의 이소루신, 1.527 내지 4.580mM의 루신, 1.134 내지 3.401mM의 리신, 0.749 내지 2.246mM의 메티오닌, 0.515 내지 1.545mM의 페닐알라닌, 1.305 내지 3.914mM의 프롤린, 4.048 내지 12.143mM의 세린, 0.883 내지 2.648mM의 트레오닌 및 0.307 내지 0.920mM의 타이로신임이 바람직하다.
As one embodiment for achieving the above object, the present invention provides alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, cysteine, cystine, glutamic acid, glycine, histidine which can improve the productivity of recombinant protein and the growth and proliferation of transformants. Provided is a composition for adding a culture medium consisting of isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine and tyrosine. At this time, the content of each amino acid included in the composition is not particularly limited, but 0.050 to 0.150mM alanine, 0.450 to 1.350mM arginine, 0.344 to 1.031mM asparagine, 0.118 to 0.353mM aspartic acid, 0.028 to 0.184 mM cysteine, 0.155 to 0.465 mM cystine, 0.395 to 1.184 mM glutamic acid, 0.040 to 0.120 mM glycine, 0.143 to 0.429 mM histidine, 1.145 to 3.435 mM isoleucine, 1.527 to 4.580 mM leucine, 1.134 to 3.401 Preference is given to mM lysine, 0.749-2.246 mM methionine, 0.515-1.545 mM phenylalanine, 1.305-3.914 mM proline, 4.048-12.143 mM serine, 0.883-2.648 mM threonine and 0.307-0.920 mM tyrosine.

본 발명의 용어 "재조합 단백질"이란 해당 단백질을 발현하도록 유전자 조작된 포유동물 숙주세포에서 발현된 단백질을 의미한다. 재조합 단백질은 포유동물 숙주세포에서 정상 발현되는 단백질과 동일하거나 유사한 것일 수 있다. 또한, 재조합 단백질은 숙주세포에 대해 외인성인, 즉 숙주세포에서 정상 발현되는 단백질과 이종성인 것일 수 있다. 또는 재조합 단백질은 일부는 숙주세포에서 정상 발현되는 단백질과 동일하거나 유사한 반면, 다른 일부는 숙주세포에 대해 외인성인 아미노산 서열을 함유한다는 점에서 키메라성일 수 있다. 본 발명의 목적상 상기 재조합 단백질은 특별히 이에 제한되지 않으나, 단일클론항체 또는 Fc 함유 융합 단백질이 될 수 있다.As used herein, the term "recombinant protein" refers to a protein expressed in a mammalian host cell genetically engineered to express the protein of interest. The recombinant protein may be the same as or similar to a protein normally expressed in mammalian host cells. In addition, the recombinant protein may be exogenous to the host cell, that is, heterologous to the protein normally expressed in the host cell. Alternatively, the recombinant protein may be chimeric in that some contain the same or similar to a protein normally expressed in the host cell, while others contain an amino acid sequence that is exogenous to the host cell. For the purposes of the present invention, the recombinant protein is not particularly limited, but may be a monoclonal antibody or an Fc-containing fusion protein.

본 발명의 용어 "아미노산"이란 폴리펩티드 형성에 일반적으로 사용되는 20개의 천연 아미노산 중 임의의 아미노산을 의미한다. 본 발명의 목적상 본 발명의 조성물에 포함되는 아미노산의 형태는 특별히 이에 제한되지 않으나, 세포 배양을 위해 분말의 형태로 포함될 수 있다.
The term "amino acid" in the present invention means any amino acid of the 20 natural amino acids generally used for polypeptide formation. The form of the amino acid included in the composition of the present invention for the purposes of the present invention is not particularly limited, but may be included in the form of a powder for cell culture.

본 발명의 배양 배지 첨가용 조성물로 그 생장 또는 증식을 향상시킬 수 있는 세포주는 동물세포일 수 있다. 바람직하게는 CHO 세포일 수 있고, 보다 바람직하게는 CHO-K1 세포주일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
The cell line which can improve its growth or proliferation with the composition for adding a culture medium of the present invention may be an animal cell. Preferably it may be a CHO cell, more preferably may be a CHO-K1 cell line, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 아미노산 혼합물을 포함하는 배양 배지 첨가용 조성물을 포함하는 배지에서 재조합 단백질의 생산성이 향상되었을 뿐 아니라(도 2), 세포주의 생장 및 증식이 향상되었음을 확인할 수 있었다(도 3).
According to one embodiment of the present invention, the productivity of the recombinant protein in the medium containing the composition for the addition of the culture medium containing the amino acid mixture of the present invention not only improved (Fig. 2), it was confirmed that the growth and proliferation of the cell line is improved Could be (FIG. 3).

상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시양태에 의하면, 본 발명은 배양용 배지 첨가용 조성물을 포함하는 배양용 배지를 제공한다.
According to another embodiment for achieving the above object, the present invention provides a culture medium comprising a composition for culture medium addition.

본 발명의 용어 "배양용 배지"란 증식성 포유동물 세포에 영양을 공급하는 영양소 함유 용액을 의미한다. 이러한 용액은 일반적으로 세포가 최소 증식 및/또는 생존하는데 필요한 필수 및 비필수 아미노산, 비타민, 에너지원, 지질 및 미량원소를 제공한다. 또한, 이 용액은 호르몬 및 성장인자를 비롯하여, 증식 및/또는 생존을 최소 속도 이상으로 증강시키는 성분을 추가로 포함할 수 있다. 이 용액은 세포 생존 및 증식에 최적인 pH 및 염농도로 제조되는 것이 바람직하다. 또한 배지는 제한배지(defined media), 즉 미지 조성물의 성분, 단백질 또는 가수분해물이 전혀 없는 무혈청 배지일 수 있다. "제한배지"란 동물 유래의 성분이 없고, 모든 성분이 공지된 화학적 구조를 갖는 조성물이다. 본 발명의 목적상 상기 배양용 배지는 특별히 이에 제한되지 않으나, 단일클론항체 또는 Fc 함유 융합 단백질을 생산할 수 있는 형질전환체 배양용 배지가 될 수 있다.As used herein, the term "culture medium" means a nutrient-containing solution for nourishing proliferative mammalian cells. Such solutions generally provide the essential and non-essential amino acids, vitamins, energy sources, lipids and trace elements necessary for cells to minimally proliferate and / or survive. In addition, the solution may further comprise components that enhance proliferation and / or survival above the minimum rate, including hormones and growth factors. This solution is preferably prepared at a pH and salt concentration that is optimal for cell survival and proliferation. The medium may also be a defined medium, ie a serum-free medium that is free of components, proteins or hydrolysates of the unknown composition. A "limiting medium" is a composition that is free of components derived from animals and all components have a known chemical structure. For the purposes of the present invention, the culture medium is not particularly limited thereto, but may be a medium for transformant culture capable of producing monoclonal antibodies or Fc-containing fusion proteins.

바람직하게 본 발명의 배양용 배지는 글루타민을 배제할 수 있다. 통상적으로 글루타민은 글루코스와 함께 에너지와 건축 요소(building block)을 만들기 위한 세포의 주요 탄소원으로 이용되지만, 너무 높은 농도의 글루타민은 암모니아 등의 부산물(byproduct)을 생산하고 불균형적 아미노산 대사를 유도하여 좋지 않은 배양결과를 야기하기 때문이다.Preferably the culture medium of the present invention can exclude glutamine. Glutamine is commonly used with glucose as a major carbon source for cells to make energy and building blocks, but too high concentrations of glutamine are bad because they produce byproducts such as ammonia and induce unbalanced amino acid metabolism. This results in poor culture results.

또한 바람직하게 본 발명의 배양용 배지는 동물혈청을 포함하지 않을 수 있다. 보통의 동물혈청은 단백질과 호르몬을 다량 함유하고 있어 세포 성장 및 단백질 생산성을 향상시킬 수 있지만 이러한 동물성 단백질의 사용은 임상적 이용에 있어서 제약을 받는다. 따라서 의약품으로 사용하게 위한 재조합 단백질 생산을 위한 배양용 배지는 혈청을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
Also preferably, the culture medium of the present invention may not include animal serum. Normal animal serum contains large amounts of proteins and hormones, which can improve cell growth and protein productivity, but the use of these animal proteins is limited in their clinical use. Therefore, it is preferable that the culture medium for producing recombinant protein for use in medicine does not contain serum.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태에 의하면, 본 발명은 상기 배양용 배지를 이용하여 재조합 단백질을 생산하는 방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명의 상기 배양용 배지를 이용하여 재조합 단백질을 생산하는 방법은 목적하는 재조합 단백질을 생산하는 형질전환체를 상기 배양용 배지를 이용하여 배양하는 단계 및 상기 배양물로부터 목적하는 재조합 단백질을 회수하는 단계를 포함한다.
According to another embodiment for achieving the above object, the present invention provides a method for producing a recombinant protein using the culture medium. Specifically, the method for producing a recombinant protein using the culture medium of the present invention comprises the steps of culturing the transformant to produce a recombinant protein of interest using the culture medium and the desired recombinant protein from the culture Recovering the same.

상기 본 발명의 재조합 단백질은 단일클론항체 또는 Fc 함유 융합 단백질일 수 있다. 바람직하게는 상기 Fc 함유 융합 단백질은 TNFR:Fc 융합 단백질일 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 TNFR:Fc 융합 단백질은 에타너셉트(Etanercept)일 수 있다. 상기 재조합 단백질은 목적 유전자로 TNFR:Fc 유전자를 삽입시킨 재조합 발현벡터로 형질전환시킨 숙주세포에 의해 생산되는 단백질이다. 상기 형질전환된 숙주세포는 포유동물 숙주세포로, CHO(chinese hamster ovary) 세포주가 가장 널리 사용되나 BHK(baby hamster kidney), HEK(human embryo kidney) 및 치료용 항체 생산을 위한 생쥐 유래 NS0(myeloma cell line)일 수 있다. 바람직하게는 CHO 세포일 수 있고, 보다 바람직하게는 CHO-K1 세포주일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
The recombinant protein of the present invention may be a monoclonal antibody or an Fc-containing fusion protein. Preferably, the Fc-containing fusion protein may be a TNFR: Fc fusion protein. More preferably, the TNFR: Fc fusion protein may be etanercept. The recombinant protein is a protein produced by a host cell transformed with a recombinant expression vector in which a TNFR: Fc gene is inserted into a target gene. The transformed host cell is a mammalian host cell, and a CHO (chinese hamster ovary) cell line is most widely used, but mouse-derived NS0 (myeloma) for the production of baby hamster kidney (BHK), human embryo kidney (HEK) and therapeutic antibodies cell line). Preferably it may be a CHO cell, more preferably may be a CHO-K1 cell line, but is not limited thereto.

본 발명의 용어 "에타너셉트(etanercept)"는 TNF 억제제로 작용하는, 자가면역질환에 대한 치료제로 류마티스, 소아 류마티스, 건선 관절염, 강직성 척추염 등의 치료제로 사용되고 있다. 에타너셉트는 재조합 DNA의 발현에 의해 생산되는 융합 단백질이다. 즉, 수용성 TNF 수용체 2의 인간 유전자를 인간 면역글로불린 G1(IgG1)의 Fc 영역 유전자에 결합시켜 제조된 DNA의 산물이다.
The term "etanercept" of the present invention is used as a therapeutic agent for autoimmune diseases, acting as a TNF inhibitor, as a therapeutic agent for rheumatoid, juvenile rheumatoid, psoriatic arthritis, ankylosing spondylitis and the like. Etanercept is a fusion protein produced by the expression of recombinant DNA. That is, it is the product of DNA produced by binding the human gene of the water-soluble TNF receptor 2 to the Fc region gene of human immunoglobulin G1 (IgG1).

본 발명의 배양용 배지 첨가용 조성물을 포함하는 배양용 배지를 사용하여 목적하는 재조합 단백질을 생산하는 세포를 배양하면, 목적하는 재조합 단백질의 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 목적하는 재조합 단백질을 생산하는 세포의 생장 및 증식을 향상시킬 수 있으므로, 목적하는 재조합 단백질의 효과적인 생산에 널리 활용될 수 있을 것이다.
By culturing the cells producing the desired recombinant protein using the culture medium containing the composition for adding a culture medium of the present invention, not only can the productivity of the desired recombinant protein be improved, but also the desired recombinant protein is produced. Because it can improve the growth and proliferation of cells to be able to be widely used for the effective production of the recombinant protein of interest.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재조합 CHO-K1에서 아미노산의 소비 및 생산률을 나타낸 그래프이다(-: 소비, +: 생산, ASX: Asn+Asp, GLX: Gln+Glu).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포생장에 대한 CDHFA의 효과 및 온도 이동 조건하에서의 역가를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포생장에 있어서 CDHFA 및 뉴클레오시드의 효과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NBS 배양에서 생세포수, 생존률, 역가 및 특이적 생산성(qp)을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 NBS 배양에서 글루코스, 락테이트, 암모니아의 농도 및 중량몰 삼투압농도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
1 is a graph showing the consumption and production rate of amino acids in recombinant CHO-K1 according to an embodiment of the present invention (-: consumption, +: production, ASX: Asn + Asp, GLX: Gln + Glu).
Figure 2 is a graph showing the effect of CDHFA on cell growth and titer under temperature shift conditions in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the effect of CDHFA and nucleosides in cell growth according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the results of measuring the viable cell number, survival rate, titer and specific productivity (q p ) in NBS culture according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph showing the results of measuring the concentration of glucose, lactate, ammonia and the weight molar osmolality in NBS culture according to an embodiment of the present invention.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for describing the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예Example 1:  One: CHOCHO -- K1K1 세포주에 의한 아미노산의 소비와 생산 Consumption and Production of Amino Acids by Cell Lines

본 발명자들은 형질전환된 CHO-K1 세포주를 이용하여 에타너셉트(Etanercept)를 생산함에 있어서, 상기 에타너셉트의 생산성을 향상시킴과 동시에 상기 에타너셉트를 생산하는 형질전환된 CHO-K1 세포주의 세포생장을 향상시키기 위하여, 아미노산으로 구성된 배양용 배지 첨가용 조성물을 고안하였다. In the production of etanercept using the transformed CHO-K1 cell line, the present inventors improve the productivity of the etanercept and at the same time improve the cell growth of the transformed CHO-K1 cell line producing the etanercept. , A composition for adding a culture medium consisting of amino acids was devised.

각 아미노산의 함유량은 CHO 세포를 구성하는 전체 단백질의 아미노산 함유 비율과 에타너셉트를 구성하는 아미노산 함유 비율을 고려하여, 목적한 에타너셉트 생산량을 얻을 수 있는 목적한 배양 기간의 화학양론 계산을 통하여 얻어내었고, 이를 통하여 에타너셉트를 생산하는 CHO 세포의 아미노산에 대한 기본적인 요구량을 구하였다. 에타너셉트를 생산하는 재조합 CHO-K1 세포주의 주요 아미노산 소비량을 알아보기 위하여 화학적 제한 배지를 이용하여 재조합 CHO-K1 세포주를 배양하였다. 이때 사용한 화학적 제한 배지의 아미노산 조성을 표 1에 나타내었다.
The content of each amino acid was obtained through the stoichiometric calculation of the desired incubation period to obtain the desired etanercept production in consideration of the amino acid content ratio of the total protein constituting CHO cells and the amino acid content ratio etanercept, Through this, the basic requirement for amino acid of CHO cells producing etanercept was obtained. In order to determine the major amino acid consumption of the recombinant CHO-K1 cell line producing etanercept, the recombinant CHO-K1 cell line was cultured using chemical restriction medium. The amino acid composition of the chemical restriction medium used at this time is shown in Table 1.

화학적 합성 배지에 포함된 아미노산의 조성Composition of Amino Acids in Chemical Synthesis Medium 아미노산amino acid 농도(mM)Concentration (mM) 아미노산amino acid 농도(mM)Concentration (mM) 알라닌
아르기닌
아스파라긴
아스파르트산
시스틴
시스테인
글루탐산
글리신
히스티딘
이소루신
Alanine
Arginine
Asparagine
Aspartic acid
Cystine
Cysteine
Glutamic acid
Glycine
Histidine
Isoleucine
2086.4
696.6
125.0
126.1
100.0
123.0
2588.3
1628.4
389.6
1301.9
2086.4
696.6
125.0
126.1
100.0
123.0
2588.3
1628.4
389.6
1301.9
루신
리신
메티오닌
페닐알라닌
프롤린
세린
트레오닌
트립토판
타이로신
발린
Leucine
Lee Sin
Methionine
Phenylalanine
Proline
Serine
Threonine
Tryptophan
Tyrosine
Balin
1799.8
1442.7
1837.2
944.9
740.9
2420.3
2240.5
161.3
472.4
1568.8
1799.8
1442.7
1837.2
944.9
740.9
2420.3
2240.5
161.3
472.4
1568.8

3회의 영양법(feeding)을 통한 11일 간의 유가식배양(fed-batch)을 통하여 각 배지에 남아있는 아미노산의 농도를 측정하였으며 이를 통하여 각 세포성장주기에 따른 주요 아미노산의 소비 및 생산속도를 계산하였다. 이를 도 1에 도시하였다.The concentration of amino acids remaining in each medium was measured through 11 feeding fed-batch cycles through three feedings, and the consumption and production rate of major amino acids were calculated according to each cell growth cycle. . This is shown in FIG.

이렇게 얻어진 각 생산/소비 속도를 재조합 CHO-K1의 이론적 생산/소비 속도에 따른 화학양론 계수와 비교하였다. 이론적 화학양론 계산을 위하여 CHO-K1의 아미노산 조성비는 다음의 표 2를 참조하였으며, 재조합 CHO-K1의 에타너셉트 생산능은 전체 단백질의 40%로 설정하였다. 계산된 실험적 및 이론적 생산/소비 속도는 표 3에 나타내었다.Each production / consumption rate thus obtained was compared with the stoichiometric coefficient according to the theoretical production / consumption rate of recombinant CHO-K1. For the theoretical stoichiometric calculation, the amino acid composition ratio of CHO-K1 is shown in Table 2 below, and the etanercept production capacity of recombinant CHO-K1 was set to 40% of the total protein. The calculated experimental and theoretical production / consumption rates are shown in Table 3.

CHO 세포의 구성 단백질의 아미노산 분율(Biotechnol. Prog., 2001, 17(6), pp1032-1041)Amino acid fraction of constituent proteins in CHO cells (Biotechnol. Prog., 2001, 17 (6), pp1032-1041) CHO 세포의 화학량적 평형Stoichiometric Equilibrium of CHO Cells DNA
RNA
lipids
carbohydrate
protein
DNA
RNA
lipids
carbohydrate
protein
1.9%
5.8%
7.7%
7.0%
70.6%
1.9%
5.8%
7.7%
7.0%
70.6%
아미노산amino acid 몰분율Mole fraction 아미노산amino acid 몰분율Mole fraction 알라닌
아르기닌
아스파라긴
아스파르트산
시스테인
글루타민
글루탐산
글리신
히스티딘
이소루신,
Alanine
Arginine
Asparagine
Aspartic acid
Cysteine
Glutamine
Glutamic acid
Glycine
Histidine
Isoleucine,
0.095
0.063
0.048
0.039
0.028
0.052
0.064
0.078
0.022
0.052
0.095
0.063
0.048
0.039
0.028
0.052
0.064
0.078
0.022
0.052
루신
리신
메티오닌
페닐알라닌
프롤린
세린
트레오닌
트립토판
타이로신
발린
Leucine
Lee Sin
Methionine
Phenylalanine
Proline
Serine
Threonine
Tryptophan
Tyrosine
Balin
0.088
0.089
0.020
0.021
0.028
0.057
0.061
0.006
0.020
0.059
0.088
0.089
0.020
0.021
0.028
0.057
0.061
0.006
0.020
0.059

상기 결과를 살펴보면, 이론적 예상값과 실험적 생산/소비 속도에 많은 차이를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이는 이론값은 단순한 몰분율을 나타내는 반면 실험값은 특정 환경조건에서의 각 아미노산의 소모량을 비율로 나타낸 것이기 때문이다. 즉, 실제 대사는 복잡한 생화학적 경로가 서로 연계하여 이루어지므로 결국 정적조건에서의 이론값만으로는 실험값을 충분히 설명할 수 없는 것을 의미한다.Looking at the results, it can be seen that there is a large difference in the theoretical expected value and the experimental production / consumption rate. This is because the theoretical values represent simple mole fractions, while the experimental values represent the consumption of each amino acid under specific environmental conditions. In other words, the actual metabolism is a complex biochemical pathway is linked to each other, which means that the theoretical values in static conditions alone cannot fully explain the experimental values.

표준화된 실험적 및 이론적 소비/생산 속도Standardized experimental and theoretical consumption / production rates 아미노산amino acid 실험값Experimental value 이론값Theoretical value 아미노산amino acid 실험값Experimental value 이론값Theoretical value 아스파라긴 또는 아스파르트산
세린
글루타민 또는 글루탐산
글리신
히스티딘
아르기닌
트레오닌
알라닌
프롤린
Asparagine or aspartic acid
Serine
Glutamine or glutamic acid
Glycine
Histidine
Arginine
Threonine
Alanine
Proline
0.15
35.02
1.82
-7.03
1.00
1.69
5.65
1.76
2.72
0.15
35.02
1.82
-7.03
1.00
1.69
5.65
1.76
2.72
3.63
3.29
4.93
2.98
1.00
2.39
3.21
3.43
2.60
3.63
3.29
4.93
2.98
1.00
2.39
3.21
3.43
2.60
시스테인
타이로신
발린
메티오닌
리신
이소루신
루신
페닐알라닌
Cysteine
Tyrosine
Balin
Methionine
Lee Sin
Isoleucine
Leucine
Phenylalanine
9.02
1.96
4.61
4.44
4.56
4.52
10.11
3.35
9.02
1.96
4.61
4.44
4.56
4.52
10.11
3.35
1.84
1.06
2.93
0.80
3.38
1.68
3.36
1.01
1.84
1.06
2.93
0.80
3.38
1.68
3.36
1.01

따라서, 이를 극복하기 위해서는 대사 흐름 분석(metabolic flux analysis; MFA) 및 그에 연계한 fluxomics 기법을 도입하여야 하고, 기존 배지 조성물들이 주로 이론적 수치에 가까운 점을 고려할 때, 이는 곧 배양 시 배양액 내에 필요한 각 아미노산의 농도가 적절히 분포되지 못함을 의미하므로, 재조합 CHO-K1의 생장성 및 재조합 단백질의 생산성을 높이기 위해 아미노산의 농도를 적절히 재수립해야만 하는 것으로 분석되었다.Therefore, in order to overcome this, metabolic flux analysis (MFA) and fluxomics techniques linked thereto should be introduced, and considering that existing medium compositions are mainly close to theoretical values, this means that each of the amino acids required in the culture medium in culture is required. Since the concentration is not properly distributed, it was analyzed that the concentration of amino acid must be properly reestablished in order to increase the growth of recombinant CHO-K1 and the productivity of the recombinant protein.

본 발명에서는 몇몇 조건에 대한 가정값을 설정하였으며, 상기 설정된 가정값을 기반으로 대사를 예측하여 배지 첨가물을 제작하였으며, 이를 "CDHFA"라 명명하고 그의 구체적인 조성을 표 4에 나타내었다.In the present invention, hypotheses were set for several conditions, and a medium additive was prepared by predicting metabolism based on the hypotheses set above, which was named "CDHFA" and its specific composition is shown in Table 4.

실험에 사용된 CDHFA는 표 4와 같은 성분 함량이 포함하도록 분말형태로 제조하고, 상기 제조된 CDHFA를 배지에 직접 녹여서 사용하였으며, 기본 배양 배지 1 L 당 3.99g의 CDHFA를 첨가하였다. CDHFA가 첨가된 배지의 pH는 7.33이고, 삼투압은 307 mOsm/kg임을 확인하였다.
The CDHFA used in the experiment was prepared in powder form to contain the component contents as shown in Table 4, and the prepared CDHFA was directly dissolved in a medium, and 3.99 g of CDHFA was added per 1 L of the basic culture medium. The pH of the medium to which CDHFA was added was 7.33, and the osmotic pressure was found to be 307 mOsm / kg.

CDHFA의 조성Composition of CDHFA 아미노산amino acid 최적농도
(mM)
Optimal concentration
(mM)
최소농도
(mM)
Minimum concentration
(mM)
최대농도
(mM)
Concentration
(mM)
아미노산amino acid 최적농도
(mM)
Optimal concentration
(mM)
최소농도
(mM)
Minimum concentration
(mM)
최대농도
(mM)
Concentration
(mM)
알라닌
아르기닌
아스파라긴
아스파르트산
시스테인
시스틴
글루탐산
글리신
히스티딘
Alanine
Arginine
Asparagine
Aspartic acid
Cysteine
Cystine
Glutamic acid
Glycine
Histidine
0.100
0.900
0.687
0.235
0.056
0.310
0.789
0.080
0.286
0.100
0.900
0.687
0.235
0.056
0.310
0.789
0.080
0.286
0.050
0.450
0.344
0.118
0.028
0.155
0.395
0.040
0.143
0.050
0.450
0.344
0.118
0.028
0.155
0.395
0.040
0.143
0.150
1.350
1.031
0.353
0.084
0.465
1.184
0.120
0.429
0.150
1.350
1.031
0.353
0.084
0.465
1.184
0.120
0.429
이소루신
루신
리신
메티오닌
페닐알라닌
프롤린
세린
트레오닌
타이로신
Isoleucine
Leucine
Lee Sin
Methionine
Phenylalanine
Proline
Serine
Threonine
Tyrosine
2.290
3.053
2.267
1.497
1.030
2.609
8.095
1.765
0.613
2.290
3.053
2.267
1.497
1.030
2.609
8.095
1.765
0.613
1.145
1.527
1.134
0.749
0.515
1.305
4.048
0.883
0.307
1.145
1.527
1.134
0.749
0.515
1.305
4.048
0.883
0.307
3.435
4.580
3.401
2.246
1.545
3.914
12.143
2.642
0.920
3.435
4.580
3.401
2.246
1.545
3.914
12.143
2.642
0.920

실시예Example 2:  2: CDHFACDHFA 의 효과 확인Check the effect of

실시예Example 2-1: 재조합 단백질 생산성에 대한 효과 2-1: Effect on Recombinant Protein Productivity

상기 실시예 1에서 제조된 CDHFA의 재조합 단백질 생산성에 대한 효과를 확인하고자 하였다.It was intended to confirm the effect on the recombinant protein productivity of the CDHFA prepared in Example 1.

구체적으로, 상기 실시예 1에 사용된 에타너셉트를 생산하는 재조합 CHO-K1 세포주를 이용하여 CDHFA를 첨가한 배지 약 30 내지 50 ml가 담겨진 250ml 삼각 플라스크에서 37℃, 8% 이산화탄소, 100rpm의 조건으로 유가식 배양을 수행하고, 세포 농도가 약 0.8 내지 1.0×107 세포수/ml에 이르는 시점인 배양 4일차에 30℃로 온도를 변경하여 배양하고, 세포의 증식율 및 배양된 세포로부터 생산되는 에타너셉트의 생산성을 측정하여 비교하였다(도 2). 이때, 대조군으로는 CDHFA가 첨가되지 않은 배지를 이용하여 배양한 배양물을 사용하고, 모든 실험은 2회 반복하여 수행되었다. Specifically, using a recombinant CHO-K1 cell line producing etanercept used in Example 1 in a 250 ml Erlenmeyer flask containing about 30 to 50 ml of CDHFA-added medium at 37 ° C., 8% carbon dioxide, and 100 rpm. The culture was carried out and cultured by changing the temperature to 30 ° C. on the 4th day of culture at the time when the cell concentration reached about 0.8 to 1.0 × 10 7 cells / ml, and the proliferation rate of the cells and the etanercept produced from the cultured cells. Productivity was measured and compared (FIG. 2). In this case, as a control, a culture cultured using a medium without CDHFA was used, and all experiments were performed twice.

본 발명에 사용된 CHO-K1은 본 발명자들이 자체 제작한 세포주로 에타너셉트의 아미노산 서열을 이용하여 재조합 DNA를 합성하고 이를 자체적으로 개발한 벡터시스템에 클로닝한 후 당업계에 공지된 일반적인 방법으로 세포 내 도입하여 안정한 세포주를 제작하였다(Maniatis, T. et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, New York, 1982).CHO-K1 used in the present invention is a cell line produced by the present inventors, which synthesizes recombinant DNA using the amino acid sequence of etanercept and clones it into a vector system developed in-house, and then uses a general method known in the art. Introduced stable cell lines (Maniatis, T. et al . Molecular Cloning, A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory, New York, 1982).

도 2는 세포생장에 대한 CDHFA의 효과 및 온도 이동 조건하에서의 역가를 나타낸 그래프이다. 도 2의 상부에 도시된 그래프에서 보듯이, 대조군은 온도 변경 이후에 세포 증식이 거의 이루어지지 않는 반면, CDHFA를 첨가한 실험군에서는 배양 6일차까지 세포의 성장이 확인되었다. 또한, 도 2의 하부에 도시된 그래프에서 보듯이, 에타너셈트의 발현량을 분석한 결과, 대조군이 약 600 mg/L의 생산량을 보인 반면, 실험군에서는 모두 약 1 g/L 이상의 높은 생산량을 보임을 확인할 수 있었다. 2 is a graph showing the effect of CDHFA on cell growth and titer under temperature shift conditions. As shown in the graph shown in the upper part of FIG. 2, the control group showed little cell proliferation after temperature change, whereas in the experimental group to which the CDHFA was added, the growth of the cells was confirmed until the 6th day of culture. In addition, as shown in the graph shown in the lower part of Figure 2, the analysis of the expression level of etaneremteum, while the control group showed a yield of about 600 mg / L, while in the experimental group all the high yield of about 1 g / L or more I could see it.

따라서, 상기 CDHFA의 첨가를 통해 에타너셉트의 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
Therefore, it was confirmed that the productivity of etanercept can be greatly improved by the addition of the CDHFA.

실시예Example 2-2: 세포 생장에 대한 효과 2-2: Effects on Cell Growth

본 발명에서는 기존의 공정을 모사하기 위하여 기본 배양배지에서 일정 농도(1.0×107 세포수/ml)로 세포를 접종하고 배양온도를 변경하여 세포를 배양하였다. 이때, 온도를 변경하는 시점은 세포의 성장 주기 중 후기 가속 성장기(late exponential growth phase)를 기준으로 설정하였다. 그러나, 온도 변경 이후에도 일부 세포 증식이 확인되었고, 배지 조성의 변경으로 인하여 세포의 성장 주기의 변화 가능성이 있으므로 CDHFA 외에 뉴클레오시드(NS, 0.01 g/L adenosine, guanosine, cytidine, uridine, thymidine, 0.001 g/L hypoxanthin)를 첨가하여 그 효과를 확인하고자 하였다. In the present invention, the cells were inoculated at a constant concentration (1.0 × 10 7 cells / ml) in a basic culture medium to simulate the existing process, and the cells were cultured by changing the culture temperature. In this case, the time point for changing the temperature was set based on a late exponential growth phase of the cell growth cycle. However, some cell proliferation was observed even after the temperature change, and because of the possibility of change of cell growth cycle due to the change of medium composition, nucleosides (NS, 0.01 g / L adenosine, guanosine, cytidine, uridine, thymidine, 0.001) g / L hypoxanthin) was added to confirm the effect.

구체적으로, CDHFA를 첨가한 배지 약 30 내지 50 ml가 담겨진 250ml 삼각 플라스크에서 37℃, 8% 이산화탄소, 100rpm의 조건으로 유가식 배양을 수행하고, 배양 4일차에 30℃로 온도를 변경하여 배양하고, 세포의 증식율을 측정하여 비교하였다(도 3). 이때, 대조군으로는 CDHFA가 첨가되지 않은 배지를 이용하여 배양한 배양물을 사용하였다.Specifically, in a 250 ml Erlenmeyer flask containing about 30 to 50 ml of medium containing CDHFA, fed-batch cultivation was carried out under conditions of 37 ° C., 8% carbon dioxide, and 100 rpm. , Cell proliferation was measured and compared (Fig. 3). In this case, as a control, a culture cultured using a medium to which CDHFA was not added was used.

도 3은 세포생장에 있어서 CDHFA 및 뉴클레오시드의 효과를 나타낸 그래프이다. 도 3에서 보듯이, 대조군은 온도를 변경한 배양 4일 이후에는 제자리성장기(stationary phase)에 접어든 반면, CDHFA를 첨가한 실험군은 배양 6일차까지 세포 증식이 활발하게 이루어졌으며, 최대 세포 밀도도 약 2×107 세포수/ml에 이르렀다. 그러나 CDHFA와 함께 첨가한 NS에 의한 효과는 미비하였다. 3 is a graph showing the effects of CDHFA and nucleosides on cell growth. As shown in FIG. 3, the control group entered the stationary phase after 4 days of culture at which temperature was changed, whereas the experimental group to which CDHFA was added had active cell proliferation until the 6th day of culture. About 2 × 10 7 cells / ml were reached. However, the effect by NS added with CDHFA was insignificant.

따라서, CDHFA를 첨가한 배양배지를 사용할 경우, 재조합 단백질의 생산량 뿐만 아니라 세포 생장을 촉진하는 효과를 나타냄을 알 수 있었다.
Therefore, it can be seen that when the culture medium to which CDHFA is added is used, it has an effect of promoting cell growth as well as the amount of recombinant protein produced.

실시예Example 3: 대량생산 공정의 개발 3: Development of mass production process

5L NBS 생물반응기(New Brunswick Scientific, NJ, USA)를 사용하여 대량생산 공정을 개발하고자, 80%의 생존률을 기준으로 하여 총 17일간 배양하였다(도 4 및 도 5). To develop a mass production process using a 5L NBS bioreactor (New Brunswick Scientific, NJ, USA), a total of 17 days of incubation was performed based on a survival rate of 80% (FIGS. 4 and 5).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NBS 배양에서 생세포수, 생존률, 역가 및 특이적 생산성(qp)을 측정한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 NBS 배양에서 글루코스, 락테이트, 암모니아의 농도 및 중량몰 삼투압농도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the results of measuring the live cell number, survival rate, titer and specific productivity (q p ) in NBS culture according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is NBS culture according to an embodiment of the present invention It is a graph showing the results of measuring the concentration of glucose, lactate, ammonia and the weight molar osmolality at.

도 4에서 보듯이, 세포 생장 계수(cell growth profile)의 측면에서 살펴보면, 배양 2일차에 약 9×106 세포수/ml의 세포 농도에 이르렀고, 이때 pH와 온도를 변경하여 생산기(production phase)로 전환하였다. 최대 세포 밀도는 약 1.3×107 세포수/ml 이었으며, 6일차부터 세포 농도가 감소하는 경향을 보였다. 또한, 배양 8일차부터는 생존률이 약간씩 감소하는 경향을 보여주어 최종 배양일인 17일차에는 약 80%의 생존률을 나타내었다. 발현량은 배양 14일차에 약 1,200 mg/L, 17일차에 약 1,400 mg/L를 나타내었다. As shown in Figure 4, in terms of cell growth profile (cell growth profile), on the second day of culture reached a cell concentration of about 9 × 10 6 cells / ml, at this time by changing the pH and temperature production phase (production phase) Switched to The maximum cell density was about 1.3 × 10 7 cells / ml, and the cell concentration tended to decrease from day 6. In addition, the survival rate tended to decrease slightly from the 8th day of culture, and the survival rate was about 80% on the 17th day of the final culture. The expression level was about 1,200 mg / L on day 14 and about 1,400 mg / L on day 17.

아울러, 도 5에서 보듯이, 글루코스 농도는 영양공급 배지(feeding media)의 첨가에 의하여 조절되었으며, 락테이트의 증가없이 배양이 유지되었고 암모니아는 배양 기간이 증가할수록 점차 증가하는 경향을 보여주었다. 또한, 삼투압은 배양 종료 시점에서 약 400 mOsm/kg 이었다. 이로써 신규 공정이 1,400 mg/L 이상의 높은 생산성을 가지는 공정임이 5 L 규모의 공정 연구에서 검증되었다. 이는 CDHFA를 첨가하지 않은 기존 공정에 비하여 발현량이 두 배 증가한 것이다.
In addition, as shown in Figure 5, the glucose concentration was controlled by the addition of the feeding medium (feeding media), the culture was maintained without the increase of lactate and ammonia showed a tendency to increase gradually with increasing the incubation period. The osmotic pressure was about 400 mOsm / kg at the end of the culture. This proved in the 5 L process study that the new process has a high productivity of more than 1,400 mg / L. This is a double expression level compared to the existing process without the addition of CDHFA.

이는 본 발명의 아미노산 첨가물 CDHFA를 포함하는 배지를 이용하여 재조합 단백질의 대량생산에서도 높은 세포 생장 및 증식률과 고수율의 단백질 생산이 가능함을 나타낸다.This indicates that high cell growth and proliferation rate and high yield of protein production are possible even in the mass production of recombinant protein using the medium containing the amino acid additive CDHFA of the present invention.

Claims (11)

0.050 내지 0.150mM의 알라닌, 0.450 내지 1.350mM의 아르기닌, 0.344 내지 1.031mM의 아스파라긴, 0.118 내지 0.353mM의 아스파르트산, 0.028 내지 0.184mM의 시스테인, 0.155 내지 0.465mM의 시스틴, 0.395 내지 1.184mM의 글루탐산, 0.040 내지 0.120mM의 글리신, 0.143 내지 0.429mM의 히스티딘, 1.145 내지 3.435mM의 이소루신, 1.527 내지 4.580mM의 루신, 1.134 내지 3.401mM의 리신, 0.749 내지 2.246mM의 메티오닌, 0.515 내지 1.545mM의 페닐알라닌, 1.305 내지 3.914mM의 프롤린, 4.048 내지 12.143mM의 세린, 0.883 내지 2.648mM의 트레오닌 및 0.307 내지 0.920mM의 타이로신으로 구성되고, 재조합 단백질의 생산성을 향상시키기 위한 배양용 배지 첨가용 조성물.
0.050 to 0.150 mM alanine, 0.450 to 1.350 mM arginine, 0.344 to 1.031 mM asparagine, 0.118 to 0.353 mM aspartic acid, 0.028 to 0.184 mM cysteine, 0.155 to 0.465 mM cystine, 0.395 to 1.184 mM glutamic acid, 0.040 to 0.120mM glycine, 0.143 to 0.429mM histidine, 1.145 to 3.435mM isoleucine, 1.527 to 4.580mM leucine, 1.134 to 3.401mM lysine, 0.749 to 2.246mM methionine, 0.515 to 1.545mM phenylalanine, A composition for addition of a culture medium for improving the productivity of a recombinant protein, consisting of 1.305 to 3.914 mM proline, 4.048 to 12.143 mM serine, 0.883 to 2.648 mM threonine, and 0.307 to 0.920 mM tyrosine.
제1항에 있어서,
동물 세포주의 생장 또는 증식을 향상시키는 효과를 나타내는 것인 조성물.
The method of claim 1,
A composition that exhibits an effect of enhancing the growth or proliferation of an animal cell line.
제2항에 있어서,
상기 동물 세포주는 CHO 세포주인 것인 조성물.
The method of claim 2,
Wherein said animal cell line is a CHO cell line.
제3항에 있어서,
상기 CHO 세포주는 CHO-K1 세포주인 것인 조성물.
The method of claim 3,
Wherein said CHO cell line is a CHO-K1 cell line.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 배양용 배지 첨가용 조성물을 포함하는 배양용 배지.
A culture medium comprising a composition for adding a culture medium according to any one of claims 1 to 4.
제5항에 있어서,
배양용 배지는 글루타민을 배제한 것이 특징인 배지.
The method of claim 5,
Culture medium is characterized in that the glutamine is excluded.
제5항에 있어서,
배양용 배지는 무혈청인 것이 특징인 배지.
The method of claim 5,
The culture medium is a medium characterized by serum free.
(ⅰ) 제5항의 배양용 배지를 이용하여 목적하는 재조합 단백질을 생산하는 형질전환체를 배양하고, 배양물을 수득하는 단계; 및
(ⅱ) 상기 수득한 배양물로부터 목적하는 재조합 단백질을 회수하는 단계를 포함하는 재조합 단백질을 생산하는 방법.
(Iii) culturing the transformant to produce the desired recombinant protein using the culture medium of claim 5, to obtain a culture; And
(Ii) recovering the desired recombinant protein from the culture obtained.
제8항에 있어서,
상기 재조합 단백질은 단일클론항체 또는 Fc 함유 융합 단백질인 것인 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein said recombinant protein is a monoclonal antibody or an Fc containing fusion protein.
제9항에 있어서,
상기 Fc 함유 융합 단백질은 TNFR:Fc 융합 단백질인 것인 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein said Fc-containing fusion protein is a TNFR: Fc fusion protein.
제10항에 있어서,
상기 TNFR:Fc 융합 단백질은 에타너셉트(Etanercept)인 것인 방법.
The method of claim 10,
Wherein said TNFR: Fc fusion protein is Etanercept.
KR1020120024149A 2012-03-08 2012-03-08 Composition for culture media additives for enhancing productivity of recombinant protein KR101318498B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120024149A KR101318498B1 (en) 2012-03-08 2012-03-08 Composition for culture media additives for enhancing productivity of recombinant protein

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120024149A KR101318498B1 (en) 2012-03-08 2012-03-08 Composition for culture media additives for enhancing productivity of recombinant protein

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130102936A true KR20130102936A (en) 2013-09-23
KR101318498B1 KR101318498B1 (en) 2013-10-16

Family

ID=49452444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120024149A KR101318498B1 (en) 2012-03-08 2012-03-08 Composition for culture media additives for enhancing productivity of recombinant protein

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101318498B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015152658A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 한화케미칼 주식회사 Method for preparing antibody through regulation of sugar content of antibody
CN115747138A (en) * 2022-12-01 2023-03-07 苏州依科赛生物科技股份有限公司 HEK 293 cell culture medium and application thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101574355B1 (en) * 2007-04-26 2015-12-11 추가이 세이야쿠 가부시키가이샤 Cell culture method using amino acid-enriched medium

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015152658A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 한화케미칼 주식회사 Method for preparing antibody through regulation of sugar content of antibody
US10808272B2 (en) 2014-04-02 2020-10-20 Prestige Biopharma Pte. Ltd. Method for preparing antibody through regulation of sugar content of antibody
CN115747138A (en) * 2022-12-01 2023-03-07 苏州依科赛生物科技股份有限公司 HEK 293 cell culture medium and application thereof
CN115747138B (en) * 2022-12-01 2024-03-08 苏州依科赛生物科技股份有限公司 HEK 293 cell culture medium and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101318498B1 (en) 2013-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7034991B2 (en) Improved cell culture medium
JP6982578B2 (en) Cell culture medium
KR101828624B1 (en) Improved cell cultivation process
ES2624185T3 (en) Method of cell culture using a medium enriched with amino acids
CN107429227A (en) Cell culture medium
KR102255902B1 (en) A method for regulating galactosylation of recombinant proteins by optimizing culture media
RU2712562C2 (en) Modulating cell growth and glycosylation when producing recombinant glycoproteins
US20200347122A1 (en) Cell culture media and methods of antibody production
TW201514305A (en) Improved process for production of monoclonal antibodies
TW200831669A (en) Cell culture improvements
KR101318498B1 (en) Composition for culture media additives for enhancing productivity of recombinant protein
WO2020035050A1 (en) Culture medium for regulating lactic acid metabolism in mammalian cells and use thereof
US10526631B1 (en) Method of reducing serine for asparagine misincorporation
US11186858B1 (en) Methods for increasing biosimilarity
US11254964B1 (en) Cell culture methods for increased cell viability
US10131891B2 (en) Method of using insulin for controlling glycosylation of recombinant glycoprotein
RU2798069C2 (en) Improved cell culture medium
Yallop et al. High Level Production of Recombinant IgG in the Human Cell Line PER. C6™
KR20150125781A (en) Composition of cell culture media containing LiCl for enhancing the recombinant protein production, and use thereof
JP2019526265A (en) Method for modifying the production profile of a recombinant protein
De A Development of a metabolically optimized fermentation process based on glucose-limited CHO perfusion culture

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160921

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee