JP2696001B2 - 組換え蛋白質産生用培地 - Google Patents
組換え蛋白質産生用培地Info
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所望の組換え蛋白質を持続的に産生する動物細胞を培養
するための培地に関し、実質的に蛋白質成分を含まない
ことを特徴とする無血清培地に関する。更に詳細には、
組換え血液凝固第VIII因子産生形質転換動物細胞を培養
して、所望の組換え血液凝固第VIII因子を産生せしめる
ための、血清あるいは血漿蛋白質を実質的に含まない低
あるいは無蛋白質培地に関する。
日、様々な生理活性物質が、遺伝子組換え技術によって
組換え蛋白質として大腸菌を初めとした様々な宿主で産
生されている。これらの中で、糖鎖の付加、高次構造の
構築といった翻訳後の修飾過程が産生産物の生理活性の
発現に必須である場合などには、動物細胞が宿主として
選択される。しかしながら、従来、動物細胞の培養上清
液に分泌された生理活性物質を大量に得る為には技術的
にいくつかの問題があった。
清(FCS)などの血清を添加することが必要であった。
血清は非常に高価であり、さらにマイコプラズマやウイ
ルスに汚染されている可能性があるので、使用する血清
を事前に検定しなければならないという煩雑さがあっ
た。また、血清中には多様な異種蛋白質成分が含まれて
おり、そのため培養上清より目的物質を精製することは
必ずしも容易ではなかった。そこで、血清培地の代替と
してインスリン、トランスフェリン、血清アルブミンな
どの性状の明らかな蛋白質成分のみを添加した培地が開
発されてきた(D.Bames、G.H.Sato, Cell,22巻、649
頁、1980年)。
代替させようとする技術思想が高まり、トランスフェリ
ンについてはエチレンジアミン四酢酸鉄錯体、グルコン
酸鉄などの鉄キレート剤などがその代替物として既に開
発されている(特開昭 63-141584; 第8回次世代産業基盤
技術シンポジウム・バイオテクノロジー予稿集)。また、
アルブミンの代替としては、α-シクロデキストリンと
不飽和脂肪酸、脂溶性ビタミンとの抱接化合物が知られ
ている(特開昭56ー81600)。プルロニック F-68と脂溶性
因子とのマイクロエマルジョンの添加によっても動物細
胞の無血清培養が可能であるという報告も行なわれてい
る(国際特許出願 国際公開 WO 90/03429)。
れた低もしくは無蛋白質培地は細胞増殖のみを指標とし
て開発されたものであり、形質転換動物細胞を用いて組
換え蛋白質を産生させる場合、所望の組換え蛋白質の産
生効率の観点からの効果は決して満足できるものではな
かった。
細胞による組換え蛋白質の大量生産を目的とした培地の
検討を活発に展開し、例えば、血友病A患者の補充療法
に用いられるヒト血液凝固第VIII因子のように所望の蛋
白質が不安定である場合など、培地中に1%血清アルブ
ミンを添加することで産生能を血清培地の約4倍に増加
せしめることを可能とし、既に特許出願している(特願
昭 63-157570)。
の添加は所望の産物の精製を非常に困難にする。また血
清アルブミンは貴重で、高価でもあるので大量生産を目
的とした場合、経済性の観点から実質上、添加は困難で
ある。
鋭意研究を重ねた結果、所望の組換え蛋白質を産生する
動物細胞の培養、特に組換え血液凝固第VIII因子を産生
する形質転換動物細胞の培養系において、エチレンオキ
シドポリプロピレングリコール(プルロニック F-68; Pl
uronic F-68)に代表されるプルロニック系界面活性剤、
あるいはモノラウリン酸ソルビトール(Tween 20)、モノ
オレイン酸ソルビトール(Tween80)などのソルビタン系
界面活性剤を包含する非イオン性界面活性剤、およびジ
メチル-α-シクロデキストリンを代表例とするシクロデ
キストリンを添加することによって、もはや血清アルブ
ミンなどの蛋白質成分の添加を実質的に必要としない低
あるいは無蛋白質培地を開発し、本発明を完成するに至
った。
いて、遺伝子組換え技術によって調製された血液凝固第
VIII因子を持続的に産生する形質転換されたチャイニー
ズハムスター卵巣(CHO)細胞の培養の際、プルロニック
系またはソルビタン系の非イオン性界面活性剤およびシ
クロデキストリンを含む培地が驚くべき効果を発揮し、
細胞増殖および血液凝固第VIII因子産生能の点で従来の
無血清培地を上回る血清アルブミン含有培地の代替とな
り得ることを明らかにした。
オン性界面活性剤としては、プルロニックF-61、プルロ
ニックF-68、プルロニックF-71、プルロニックF-108な
ど、ソルビタン系の非イオン性界面活性剤としては、モ
ノラウリン酸ソルビトール(Tween20)、モノオレイン酸
ソルビトール(Tween80)などが好適に選ばれる。
シクロデキストリン(α-CD)を好適に用いることが出来
るが、2,6-ジメチル-α-シクロデキストリン(DM-α-CD)
が最良の一例として挙げられる。本発明におけるDM-α-
CDとは、グルコース残基の2位および6位の水酸基がメ
チル化されたグルコース単位が6個(α)で環状になった
デキストリンである。
育させる形質転換動物細胞の生育並びに産生効率に悪影
響を及ぼさないように設定されるべきであるが、0.005
〜1.0%、好ましくは0.01〜0.1%の範囲のプルロニック
系界面活性剤、および0.001〜0.3%好ましくは0.01〜0.
1%の範囲のα-CD、または0.001〜0.006%、好ましくは
0.002〜0.003%の範囲のソルビタン系界面活性剤および
前記と同様の濃度範囲のα-CDとを含む培地が好適であ
る。
る動物細胞として、チャイニーズハムスター卵巣細胞(C
HO細胞)、C-127細胞、Namalwa細胞などが使用され、本
発明の対象としても特別な制約はない。しかしながら、
最も使用頻度の高いCHO細胞が好適な対象細胞の一例と
して用いられる。
界面活性剤およびシクロデキストリンを含有する本発明
の培地は以下のようにして用いられる。まず、10%血清
を含んだ培地で対象となる細胞を8〜24時間培養し、そ
の後、上述の添加剤を好適な濃度で含有する培地に置換
して培養し、細胞を生育させることができる。なお、非
イオン性界面活性剤およびシクロデキストリンは培地中
に添加後、ろ過滅菌して調製することもできるが、高濃
度溶液を蒸気加熱滅菌後、所定量を培地中に添加して用
いることも可能である。また、実施例には基礎培地とし
てASF培地104を用いたが、これに限定されることなく、
インスリン、トランスフェリン、エタノールアミン、亜
セレン酸塩などを含んだ合成培地などが好適に用いられ
得る。
産生能が培地への酪酸塩及び、リチウム塩の添加により
増強されることを明らかにし、既に特許出願を行なって
いる(特願平 2-121729)。本発明において提供される上
記の低あるいは無蛋白質培地へ、上述の酪酸塩およびリ
チウム塩を添加すると、蛋白質産生能が従来の血清アル
ブミン含有培地での培養に比較して2倍以上増大される
ことが認められ、本発明の効果をさらに増加させ得るこ
とを確認した。
ために、実施例に沿って詳述するが、これらの実施例は
本発明の具体例を説明するものであって、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。
培地として、これに所定の濃度のプルロニック F-68(GI
BCO社)を添加した。細胞は、遺伝子組換え技術を用いて
調製された血液凝固第VIII因子産生チャイニーズハムス
ター卵巣細胞(特願昭63-85454、寄託番号 微工研 第98
73号)を使用し、これをカルチャーデイッシュ(Falcon社
製)上で培養した。このとき、生育培地は10%牛胎児血
清を含んだASF培地104とし、底面積9.6cm2のウェルあた
り5×105個の細胞密度で播種した。細胞が充分に生育
した後、生育培地を吸引除去して各濃度のプルロニック
F-68を含有した基礎培地で置換した。培地の容量はウ
ェルあたり3mlとした。培養はCO2インキュベーター中
でCO2濃度5%、温度37℃で行なった。DM-α-CDを含ま
ない血清アルブミン含有培地を対照に比較検討した。血
清アルブミンは20%ヒト血清アルブミン製剤((財)化血
研製)を使用した。またDM-α-CDはコスモバイオ社製も
のを用いた。
れる死細胞以外の生細胞について血球計算盤を用いて行
なった。また、第VIII因子活性は、標準的な血液凝固定
量法(Hardisty et al.,Thrombosis et Diathesis Haemo
logica 72, p.215 (1962))における、第VIII因子欠乏血
漿の遅延部分トロンボプラスチン時間を減少させる能力
について定量した。このとき、凝固因子定量用因子標準
血漿(Dade社)をスタンダードとして、これを1単位(国
際単位、IU)/mlとした。その結果を第1表に示す。第1表
えて、プルロニック F-68などの界面活性剤を0.005〜1.
0%までの濃度範囲で添加することにより、組換え第VII
I因子の産生能を増大せしめることが確認された。
実施例1と同様の実験手順に従った。その結果を第2表
に示す。第2表
えて、Tween80を0.001〜0.006%濃度範囲で添加するこ
とにより組換え第VIII因子の産生能を増大せしめること
が明らかになった。
たものを基礎培地とし、これに各濃度のDM-α-CDを添加
して、その効果を血清アルブミン含有培地と比較検討し
た。この他は実施例1と同様の実験手順に従った。得ら
れた結果を第3表に示す。第3表
えて、DM-α-CDを0.001〜0.3%の濃度範囲で添加するこ
とにより組換え第VIII因子の産生能が増大することが認
められた。この範囲より低い濃度では効果が認められ
ず、高い濃度では培養細胞に毒性を認めた。
ク F-68をそれぞれ0.1%の濃度で添加し、更に1mMの
酪酸ナトリウム(和光純薬、特級)および5mMの酢酸リ
チウム(和光純薬、特級)をそれぞれ添加し、48時間培養
を継続させた。なお、酪酸ナトリウムは予め中和したも
のを用いた。結果を第4表に示す。第4表
をそれぞれ0.1%の濃度で添加した培地においても酪酸
塩およびリチウム塩の添加効果が認められ、酪酸塩およ
びリチウム塩無添加培地あるいは血清アルブミン添加培
地での培養の2倍以上の産生能の増加が確認された。
加した培地と従来の血清アルブミン含有培地の増殖性に
ついて比較検討を行なった。このとき、基礎培地として
ASF培地104を用いた。
シュウェルあたり2×105個播種し、2日おきに培地交
換を繰り返しながら7日間培養した。その結果を第5表
に示す。第5表
およびDM-α-CDをそれぞれ0.1%添加した培地は1.0%血
清アルブミン含有培地とほぼ同等の細胞増殖性を示し、
血清アルブミンを添加しなくとも、従来の血清アルブミ
ン添加培地に匹敵する細胞増殖およびそれに伴う物質生
産を得ることが可能になった。
Claims (6)
- 【請求項1】 遺伝子組換え技術を用いて調製された血
液凝固第VIII因子を持続的に産生する形質転換されたチ
ャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞を培養するための
培地であって、プルロニック系またはソルビタン系の非
イオン性界面活性剤、およびシクロデキストリンを含有
することを特徴とする血液凝固第VIII因子産生用低ある
いは無蛋白質培地。 - 【請求項2】 前記プルロニック系の非イオン性界面活
性剤がプルロニックF-61、プルロニックF-68、プルロニ
ックF-71、またはプルロニックF-108から選ばれ、前記
ソルビタン系の非イオン性界面活性剤がラウリン酸ソル
ビトール(Tween20)、またはモノオレイン酸ソルビトー
ル(Tween80)から選ばれる、請求項1に記載の血液凝固
第VIII因子産生用低あるいは無蛋白質培地。 - 【請求項3】 前記シクロデキストリンが非修飾α-シ
クロデキストリン、メチル化α-シクロデキストリンよ
り選ばれる、請求項1に記載の血液凝固第VIII因子産生
用低あるいは無蛋白質培地。 - 【請求項4】 プルロニック系の非イオン性界面活性剤
およびシクロデキストリンを各々0.005〜1.0%、0.001
〜0.3%、好ましくは各々0.01〜0.1%、0.01〜0.1%の
濃度で含有する請求項1に記載の血液凝固第VIII因子産
生用低あるいは無蛋白質培地。 - 【請求項5】 ソルビタン系の非イオン性界面活性剤お
よびシクロデキストリンを、各々0.001〜0.006%、0.00
1〜0.3%、好ましくは0.002〜0.003%、0.01〜0.1%の
濃度で含有する請求項1に記載の血液凝固第VIII因子産
生用低あるいは無蛋白質培地。 - 【請求項6】 追加的に酪酸あるいはその塩、およびリ
チウム塩を各々0.1〜5.0mM、2.0〜50mM、好ましくは
各々0.5〜2.0mM、2.0〜5.0mMの濃度で含む請求項1〜
5のいずれかに記載の血液凝固第VIII因子産生用低ある
いは無蛋白質培地。
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1991
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