Novel production of therapeutic protein by using mammalian cell culture with the addition of chemical chaperones

• Project/Area Number: 26630433
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Osaka University (2015-2016); The University of Tokushima (2014)
• Principal Investigator: Omasa Takeshi 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00252586)
• Research Collaborator: ONITSUKA Masayoshi ; KIKAWADA Takahiro
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2015: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2014: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: バイオ医薬品 / ケミカルシャペロン / トレハロース / 抗体医薬 / CHO細胞 / 品質管理 / 抗体 / チャイニーズハムスター卵巣細胞 / 細胞培養

Outline of Final Research Achievements

To investigate the mechanism of antibody aggregation during cultivation, the aggregation was analyzed during cultivation. The aggregation was observed in CHO cell. We have developed the CHO cell culture methods to suppress antibody aggregation by trehalose addition. Despite reducing aggregation, the cultivation method causes the inhibition of cell growth due to the increased osmotic pressure by trehalose addition. By introduction of the trehalose transporter we can attain both suppressed antibody aggregation and improved cell growth.

Research Products

• [Journal Article] Rapid evaluation of N-glycosylation status of antibodies with chemiluminescent lectin-binding assay (2015)
  • Author(s): Masayoshi Onitsuka, Takeshi Omasa
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering Volume: - Issue: 1 Pages: 107-110
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2014.11.015
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Trehalose suppresses antibody aggregation during the culture of Chinese hamster ovary cells (2014)
  • Author(s): Masayoshi Onitsuka et al.
  • Journal Title: J. Biosci. Bioeng. Volume: 117 Issue: 5 Pages: 632-638
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2013.10.022
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 難発現性抗体生産プロセス構築を指向した抗体凝集性の解析と抑制の試み (2016)
  • Author(s): 川村 菜美子，鬼塚 正義，小出 静代，山野 範子，大政 健史
  • Organizer: 第3回日本生物工学会西日本支部講演会
  • Place of Presentation: 徳島大学,徳島
  • Year and Date: 2016-12-10
• [Presentation] バイオ医薬品生産プロセスの現状と将来 (2016)
  • Author(s): 大政 健史
  • Organizer: 平成28年度第2回合成フォーラム、近畿化学協会合成部会
  • Place of Presentation: 神戸市、兵庫
  • Year and Date: 2016-11-22
  • Invited
• [Presentation] Suppressed antibody aggregation and improved cell growth by exogenous expression of Tret1 in recombinant CHO cells (2016)
  • Author(s): Ryonosuke Harata, Masayoshi Onitsuka, Takahiro Kikawada, Shizuyo Koide, Noriko Yamano, Yuichi Koga and Takeshi Omasa
  • Organizer: 29th Annual and international meeting of Japanese Association for Animal Cell Technology (JAACT '16)
  • Place of Presentation: Kobe, Japan
  • Year and Date: 2016-11-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dynamical analysis of aggregate accumulation of IgG1 in recombinant CHO cell culture (2016)
  • Author(s): Masayoshi Onitsuka and Takeshi Omasa
  • Organizer: 29th Annual and international meeting of Japanese Association for Animal Cell Technology (JAACT '16)
  • Place of Presentation: Kobe, Japan
  • Year and Date: 2016-11-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biorector cultivation of recombinant CHO cells expressing trehalose (2016)
  • Author(s): Shizuyo Koide, Ryonosuke Harata, Masayoshi Onitsuka, Takahiro KIkawada, Noriko Yamano, Yuichi Koga and Takeshi Omasa
  • Organizer: The 22nd Young Asian Biochemical Engineers' Community (YABEC)
  • Place of Presentation: Miyazaki, Japan
  • Year and Date: 2016-10-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Tret1遺伝子導入によるCHO細胞の抗体凝集抑制と細胞増殖能の改善 (2016)
  • Author(s): 原田 涼之介,鬼塚 正義,黄川田 隆洋,小出 静代,古賀 雄一,山野 範子,大政 健史
  • Organizer: 第68回日本生物工学会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場,富山
  • Year and Date: 2016-09-28
• [Presentation] バイオ医薬品生産におけるバイオプロセス-次世代生産に向けて (2016)
  • Author(s): 大政 健史
  • Organizer: 化学工学会第48回秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学、徳島
  • Year and Date: 2016-09-08
  • Invited
• [Presentation] 次世代バイオ医薬品生産技術～新たな課題に向けて～ (2016)
  • Author(s): 大政 健史
  • Organizer: 新製剤技術とエンジニアリングを考える会（NPTE） 第14回講演会
  • Place of Presentation: 京都国際会議場、京都
  • Year and Date: 2016-07-21
  • Invited
• [Presentation] Mammalian cell factory- CHO cell and its application for biopharmaceutical production (2016)
  • Author(s): Takeshi Omasa, Noriko Yamano and Masayoshi Onitsuka
  • Organizer: world congress on in vitro biology, A-13, In Vitro Cellular and Developmental Biology -Animal
  • Place of Presentation: San Diego, CA
  • Year and Date: 2016-06-11
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] CHO細胞において均一な発現レベルを示すプロモーターの検討 (2016)
  • Author(s): 西島 謙一、森 孔明、金岡 英徳、上平 正道、大政 健史、飯島 信司
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] 乳酸菌の菌体外多糖類生産における培養学的検討 (2016)
  • Author(s): 齊田 実紗、大政健史
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] 生産性向上を目指したCHO細胞のメタボローム解析 (2015)
  • Author(s): 井川 翔太、鬼塚正義、大政 健史
  • Organizer: 2015年度日本農芸化学会中四国・西日本支部合同大会（中四国支部第43回講演会、西日本支部第312回講演会）
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
  • Year and Date: 2015-09-17
• [Presentation] 抗体医薬品の凝集抑制を目指したケミカルシャペロン添加細胞培養法の開発 (2015)
  • Author(s): 1.浜垣 秀平、鬼塚 正義、角屋 行紀、山野 範子、白井 昭博、大政健史
  • Organizer: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: あわぎんホール（徳島県・徳島市）
  • Year and Date: 2015-06-24
• [Presentation] CHO細胞培養における非天然型抗体の凝集性解析 (2015)
  • Author(s): 2.鬼塚 正義、野田 真広、浅野 竜太郎、熊谷 泉、山野 範子、白井 昭博、大政健史
  • Organizer: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: あわぎんホール（徳島県・徳島市）
  • Year and Date: 2015-06-24
• [Presentation] バイオ医薬生産における最近の話題―プラットフォーム化を目指して－ (2014)
  • Author(s): 大政健史
  • Organizer: 第66回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-10
• [Presentation] CHO細胞培養における抗体の凝集体形成過程の解析 (2014)
  • Author(s): 角屋行紀、鬼塚正義、大政健史
  • Organizer: 第66回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-10
• [Presentation] 大腸菌宿主を用いたIgG1抗体生産を目指した分子シャペロン共発現の影響検討 (2014)
  • Author(s): 岡大貴、鬼塚正義、大政健史
  • Organizer: 第66回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-10
• [Book] ≪最新≫動物細胞培養の手法と細胞死・増殖不良・細胞変異を防止する技術 第2章 第2節[7] 細胞培養過程における抗体凝集抑制-ケミカルシャペロン：トレハロースの影響- (2014)
  • Author(s): 鬼塚 正義、大政 健史 (分担執筆)
  • Total Pages: 584
  • Publisher: 技術情報協会