CHO細胞による一過性発現システムで3 g/Lのタンパク質収量を達成

薬物開発段階に293細胞からCHO細胞へ発現システムを転換すると、余分な時間がかかるほか、不確実性を生み出すことがあります。そこで、より有効な方法が登場しました。新製品のGibco™ ExpiCHO™ Expression Systemを活用すれば、CHO細胞による一過性発現システムにおいて最も高いタンパク質収量が得られます。つまり、開発の段階より、常にCHO細胞を用いて研究を進めることができます。

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本システムに含まれるもの:

  • 細胞:ExpiCHO-S cells
  • 培地:ExpiCHO Expression Medium
  • トランスフェクション試薬: ExpiFectamine CHO Transfection Kit
  • OptiPRO™ Serum-Free Medium
  • Antibody-Expressing Positive Control Vector


既存の一過性システムよりもはるかに優れた発現レベル

ExpiCHO Expression Systemでは、高発現のCHO細胞株、既知組成で動物由来成分を含有しない培養培地、最適化されたフィード、および高効率トランスフェクション試薬で構成されています。これらが相乗的に機能することにより、Gibco™ FreeStyle™ CHO Expression Systemの160倍、Gibco™ Expi293™ Expression Systemの4倍に相当する力価(タンパク質収量)を提供します。ヒトIgGタンパク質の発現では、1リットルあたり最大3 g の収量を実現しました(図1)。

図1. FreeStyle CHO、Expi293、およびExpiCHO システムによる組換えタンパク質発現
FreeStyle CHO、Expi293、およびExpiCHO一過性発現システムにおけるヒトIgG、ウサギIgG、およびエリスロポエチンの発現レベルを示しています。 ExpiCHOシステムによるタンパク質発現量は、FreeStyle CHOシステムを用いた場合の25~160倍、Expi293 システムを用いた場合の2~4倍となりました。


CHO細胞による一過性発現が創薬を加速

ExpiCHO Expression Systemは、初期段階の薬物候補スクリーニング中の一過性タンパク質発現に革命を起こします。Expi293とExpiCHOにより生成された組換えIgGをCHO安定株で発現されたタンパク質のグリコシル化の各パターンを比較しました。ExpiCHOシステムで生成される組換えIgGのグリコシル化は、CHO安定株によって発現されたタンパク質のグリコシル化パターンに極めて近いことが示されています(図2)。そのため、CHO細胞で一過性発現した薬剤候補が、CHO安定株で生産される薬剤候補の下流バイオ治療法をミミックする可能性が高くなります。

図2. CHO細胞(一過性細胞および安定細胞)とHEK293細胞により発現されるタンパク質のグリコシル化のパターン
Applied Biosystems™ POROS™ MabCapture™ A resinを用いて、ヒトIgG上清サンプルの収集と精製を行いました。 PNGase消化とAPTS標識の後、Applied Biosystems™ 3500 Series Genetic Analyzerでのキャピラリー電気泳動によって、グリカンプロファイルの解析を行いました。


シンプルかつスケーラブルなタンパク質生産

ExpiCHO Expression Systemは、タンパク質収量、スピード、およびスケーラビリティを実現するようにデザインされたシンプルでフレキシブルなプロトコールを提供します(図3~5)
プロトコールは、"Standard" "High titer" "Max titer" の3種類からお選びいただけます。

  • Standard プロトコール:1回のフィード添加+温度シフトなし
  • High titer プロトコール:1回のフィード添加+32℃への温度シフト
  • Max titer プロトコール:2回のフィード添加+32℃への温度シフト

 

図3. 一過性トランスフェクションにおけるタンパク質産生のための7または8ステップ
ExpiCHOシステムは、お客様独自の研究ニーズ、時間、および装置の利用可能性に応じて3種類の異なるプロトコールから選択することで、実験をカスタマイズできます。



図4. 異なるプロトコールオプションにおけるヒトIgG発現の速度

Standard プロトコール:1回のフィード添加+温度シフトなし
High titer プロトコール:1回のフィード添加+32℃への温度シフト
Max titer プロトコール:2回のフィード添加+32℃への温度シフト
 

図5. ExpiCHOシステムのスケーラビリティ
ExpiCHOシステムは、培養液30mL~1 Lの範囲において、タンパク質発現量の割合が15%の範囲内でスケール調整可能です。 30 ml未満の容量およびバイオリアクタースケール用の追加のプロトコールはオンラインで入手できます。