ActiPro 培地および Cell Boost サプリメント：
CHO 細胞培養におけるスケーラビリティ、タンパク質産生

Jeremy E. Tigh, Cory Card, Linda Clare, Charles P. Harding, Rena Baktur, and Mark E. Wight
HyClone Laboratories Inc., 925 W 1800 S, Logan, UT 84321, USA

要約

はじめに

本報では、生細胞密度、タンパク質産生の両方に関する HyClone ActiPro培地および Cell Boost サプリメントの性能について、複数のチャイニーズハムスター卵巣（CHO）細胞株を用いて確認しました。比較対象として、
振とうフラスコ培養用に一般的に市販されている CHO 細胞培地およびサプリメントを用いました。さらに、50 L バイオリアクタースケールまでのActiPro 培地および Cell Boost サプリメントのスケーラビリティも確認し、複数の CHO 細胞株に対して標準的なフィード添加量が利用可能であることを示します。

結果

殖の対数期における急速な増殖をサポートする十分な栄養を供給するために、各細胞株に対する 3% の Cell Boost 7a と 0.3% の Cell Boost 7b の標準添加量を最適化することで、増殖および産生をさらに増強することができました。

Viable cell density × (106 cells/mL)

30Condition Medium
A

ActiPro + Cell Boost 7a and 7b

B

Dynamis + EfficientFeed C + AGT (Thermo Fisher Scientific)

C

EX-CELL Advanced CHO + EX-CELL Advanced CHO Feed 1(Sigma-Aldrich)D

CD FortiCHO + EfficientFeed C + AGT (Thermo Fisher Scientific)

E

CD OptiCHO + EfficientFeed A (Thermo Fisher Scientific)

40

ActiProB
CDEF2520151050D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10growth.

0.80.60.4ActiProBCDE

DG44 (MAb producer)
CHO-S (MAb producer)
DG44 (recombinant protein producer)

650.80.7

40.6
30.50.4

20.30.2

10.1
12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19

タ ン パ ク 質 が 高 レ ベ ル で 産 生 さ れ る こ と か ら、50 L のXcellerex バイオリアクターでの培養には、DG44（MAb 産生細胞）細胞株を選択しました。開始容量 25 L の ActiPro 培地に 0.5 106 cells/mL 播種しました。3 日目からは、各培養液に対して、培養液量の 3% の Cell Boost 7a、0.3% の Cell
Boost 7b、グルコースを 5 g/L に維持するようグルコース溶液を供給しました。必要に応じて Antifoam C を加え、泡立ちを最小限に抑えました。

bioreactor cultures.

0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10D11

図1. DG44 (MAb producer) cell growth.

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10ActiProB
DEF

4000

3000

2000

1500

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

DG44 (MAb producer)
DG44 (recombinant protein producer)
CHO-S (MAb producer)

2520151050D1112345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

図7. Cell growth in 2 L ActiPro fed-batchbioreactor cultures.

6520151050

D2301000

D1D1

図4. DG44 (MAb producer) productivity.

ActiPro
BCDEF

2000

0

D11251.00.9

図 8. Productivity in 2 L ActiPro fed-batch

50 L のバイオリアクター培養

D1

図6. CHO-S (MAb producer) productivity.

productivity (day 10).

51000

0

図5. DG44 (recombinant protein producer)

105E

Viable cells/mL (×106)

0010500

Relative protein production
DG44 (recombinant protein producer)

グルコース溶液を供給しました。グルコースの測定には、BioProfile Flex アナライザー（Nova Biomedical）を用いました。これらの培養は、連続培養（ケモスタット法）を用いて培養量を 2 L に維持しました。すなわち、毎日フィード用サ
プリメント供給前に液量が 2 L になるまで排出しました。必要に応じて Antifoam C（Sigma-Aldrich）を加え、泡立ちを最小限に抑えました。

IgG concentration (ug/mL)

Relative protein production

CHO-S（MAb 産生細胞）、DG44（MAb 産生細胞）、DG44（組換えタンパク質産生細胞）細胞株を、2 L のバイオリアクター（Applikon Biotechnology）で培養しました。開始容量 2 L のActiPro に 0.5 106 cells/mL 播種しました。3 日目からは、各培養液に対して、リアクター容量の 3% の Cell Boost 7a、0.3% の Cell Boost 7b、グルコースを 3 g/L に維持するよう

1.00.2IgG concentration (g/L)

2 L のバイオリアクター培養

1525001.2BalanCD CHO Growth A + BalanCD CHO Feed 1 (Irvine Scientific)20

図3. CHO-S (MAb producer) cell growth.

1.4

F

250D11

図2. DG44 (recombinant protein producer) cell30155000ActiPro
BCDEF

35

ActiProB
DEF

200IgG concentration (ug/mL)

表 1. ベース培地およびフィード用サプリメント

Viable cell density × (106 cells/mL)

CHO 細胞株のスケーラビリティについては、DG44（MAb 産生細胞）細胞株を用い、2 Lと 50 L バイオリアクター培養で確認しました。すべての細胞株において、培養スケール。細胞増に関わらず同等の生細胞密度およびタンパク質産生を示しました（図 7 〜 10）25

Viable cell density × (106 cells/mL)

独 自 の CHO 細 胞 株 CHO-S（MAb 産 生 細 胞 ）、DG44（MAb産生細胞）、DG44（組換えタンパク質産生細胞）を、標準プロトコールにしたがって凍結保存から融解し、3 日または4 日ごとに継代培養しました。一度細胞を回収したのちに、ActiPro と他の市販の培地に播種しました（表 1）。注意：
DG44（MAb 産生細胞）では、条件 C は利用できませんでした。各培地のタイプに対して、少なくとも 3 回の馴化継代を行いました。馴化後、30 mL の培地中でフェドバッチ培養するために振とうフラスコに細胞を播種し、各フィード用サプリメントは培地メーカーの指示にしたがって補充しました。
各培地で 2 回フェドバッチ培養を実施しました。播種密度は、0.5 106 cells/mL でした。結果のグラフ上のエラーバーは1 標準偏差を表します。

振とうフラスコ培養では、すべての ActiPro 培養は、評価したすべての細胞株において、。生細胞密度と一貫して 20 106 cells/mL を超える生細胞密度に達しました（図 1 〜 3）タンパク質産生との間には強い相関がありました。ActiPro 培地および Cell Boost サプ
リメントで培養した細胞は、他の培地で培養した細胞よりも高いタンパク質力価を示し。比較に使用された細胞株のうち 2 つが MAb を産生し、1 つが独自のました（図 4 〜 6）組換えタンパク質を産生しました。このことは、ActiPro 培地および Cell Boost サプリメントが、さまざまなタンパク質産生システムにおいてタンパク質の大量産生をサポートできることを示しています。CHO 細胞株は、すべての ActiPro による培養において同等の増殖および生産性を示しました。

IgG concentration (g/L)

振とうフラスコ培養

Viable cell density × (106 cells/mL)

材料と方法

バイオプロセス産業においてもっとも広く使用されている細胞株は、CHO 細胞に由来します。そのため、細胞培養培地を選択する際には、複数の CHO 細胞株に対して高い生細胞数および生産性をサポートするものを使用することが重要です。CHO 細胞株に最適な性能を発揮させるためには、正確な栄養バランス組成が必須です。ActiPro 培地およびフィード用サプリメントの配合は、1 mL あたり 2,500 万以上の生細胞数、かつ 1 L あたり 5 g を超えるタンパク質産生をサポートするように調製されています。振とうフラスコから 50 L バイオリアクター培養まで対応でき、また複数の CHO 細胞株において高い生細胞密度と生産性をサポート可能な ActiPro 培地および Cell Boost サプリメントは、汎用性があると同時にスケーラビリティがあることを示しています。

4321D1D2D3D4D5D6D7D8D9図9. DG44 cell growth in 50 L ActiPro bioreactor

cultures.

0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10

図10. DG44 cell productivity in 50 L ActiProbioreactor cultures.

結論選択された CHO 細胞株について、ActiPro 培地および Cell Boost サプリメントは、本報で使用した一般に市販されている他の培地、サプベンチトッリメントと比較して、より高い生細胞密度およびタンパク質産生をサポートします。ActiPro 培地と Cell Boost サプリメントは、プから製造用バイオリアクター培養まで対応するため、容易なスケールアップを実現します。

※記載されている所属は、執筆／取材当時のものです。

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