2021/4/19
細胞株開発におけるCHO細胞の役割の進化
1980年代初頭に組換えインスリンとヒト成長ホルモンが初めて承認されて以来、数多くの組換え治療用タンパク質治療薬が規制当局、特に米国のFDAと欧州のEMAによって承認されてきた。このように生物学的製剤の導入に成功するケースが大幅に増加していることから、創薬分野では、生産性の高い細胞株を必要とする、より効率的な製造プロセスをサポートすることが極めて重要なニーズとなっている。
チャイニーズハムスター卵巣（CHO）細胞は、トランスフェクションに非常に従順な上皮様細胞株であり、承認された治療用タンパク質の製造のためのゴールドスタンダードとして登場した。
なぜCHOセルが使われるのか？
CHO細胞にはいくつかの重要な特性があり、組換え治療薬の承認に望ましい宿主細胞株として確立された
1 懸濁培養にアダプターが可能で、バイオリアクターでの大量生産に理想的である。
2 無血清および化学的に定義された（動物を含まない）培地サプリメントでの増殖にアダプターが可能で、異なるバッチ間の細胞培養の再現性を保証する。
3 ヒトに適合し生理活性のある組換えタンパク質の翻訳後修飾（グリコシル化など）を可能にする。
4 細胞あたりの組換えタンパク質の収量が高くなるように最適化された、CHO細胞用の化学的選択および遺伝子増幅システムがいくつか開発されている。
CHO細胞の歴史
- 1956 - CHO-ori細胞
エレノア・ルーズベルト癌研究所のセオドア・パックの研究室でCHO細胞株が樹立される。CHO-ori細胞は活発に分裂し、初代細胞で観察された倍加時間の制限（ヘイフリック限界）を示さない。 - 1968年 - CHO-K1細胞
Kao、Puckと共同研究者はCHO-ori細胞をクローン化し、共同研究者に配布した。CHO-K1の突然変異解析から、この細胞株はグリシンの生合成に必要な遺伝子を持つ染色体を欠損していることが示唆され、培地中の化学物質CHO-S成分を利用した選抜法への道が開かれる。 - 1971年 - CHO-Sセル
懸濁液体培養での増殖用にアダプター化されたこのセル株は、スケールアップや大規模バイオリアクターでの増殖に理想的である。 - 1980 - CHO-DXB11セル
コロンビア大学のUrlaubとChasinは、一方の遺伝子座にDHFR活性を欠き、もう一方の遺伝子座にミスセンス変異を持つCHOを作製した。DHFR欠損株は、DHFRの機能的コピーをトランスフェクションするか、チミジンを補充した培地でないと増殖できない。従って、目的の遺伝子（GOI）に機能的なDHFR遺伝子を付加したDXB11細胞をトランスフェクションすると、チミジンを含まない培地で培養することにより、そのGOIを持つ細胞だけを選択することができる。 - 1981年-MTX誘発遺伝子増幅法
DHFRのアンタゴニストである化学成分メトトレキサート（MTX）の助けを借りて遺伝子を増幅するアプローチが提案された。培養液中のMTX濃度を段階的に増加させながら組換え細胞株を選択すると、トランスフェクトされたDHFR遺伝子のコピーがGOIとともに増幅された。このような誘導された遺伝子の増幅は、通常GOIの生産性を増加させた。 - 1983 - CHO-DG44セル
UrlaubとChasinは2つのDHFR遺伝子座の完全欠失を含むCHO株を構築した。DXB11細胞は、機能的なDHFR酵素に自然に戻る可能性があり、選択が不可能であったため、その有用性には限界があった。CHO-DG44は、DHFR遺伝子座を完全に欠失させることでこの問題を解消し、GOIの選択を常に可能にした。このため、CHO-DG44は工業的タンパク質生産に最も広く使用されているCHO細胞の一つである。 - 1986 - Activase®がFDAに認可される
Activase®（ジェネンテック社）として販売されているヒト組織プラスミノーゲン活性化因子が、組換え哺乳類細胞からの治療用タンパク質として初めてFDAの承認を得る。 - 1989 - CHO-K1SVセル
1987年に初めて報告されたグルタミン合成酵素（GS）系のベクターがCHO細胞株に適合。 - 2000 - 今日...
100以上の新しい組換え治療用タンパク質が米国FDAまたはEMAによって承認された。
ウイルス診断や治療への関心の高まりとともに、CHO細胞は再びその汎用性を発揮しつつある。CHO細胞は、新しいワクチンを開発するためにコロナウイルス抗原を発現するようにエンジニアリングされ、COVID-19の新しい治療法を提供する可能性のあるモノクローナル抗体治療薬の生産に使用されている。
組換えCHO細胞の作製
効率的で迅速な組換えCHO細胞株作製プロセスを発見する
高産生な哺乳類CHO細胞株の選択は、バイオ医薬品の製造プロセス開発における主要なボトルネックであり続けている。そのため、高発現CHO細胞株を効率的かつコスト効果の高い方法で選択するための新しいハイスループット法を開発することがますます重要になっています。
このアプリケーションノートでは、治療用タンパク質を高産生する組換えCHO細胞株を効率的かつ迅速に作製するプロセスを紹介する。
モレキュラーデバイスは、CHO細胞株開発のための迅速でシンプルかつ包括的なソリューションを提供します。CHO Growth A、CloneSelect Imager、ClonePix 2システムを併用することで、研究者は新しいタンパク質産生CHO細胞株をより効率的に開発することができ、市場投入までの時間を短縮することができます。
