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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Construction of mammalian cell-based cell and bioprocess engineering

Research Project

Project/Area Number 22H00276
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

大政 健史  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00252586)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山野 範子  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20582795)
鬼塚 正義  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (80571174)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Keywords工業用動物細胞 / バイオ医薬品 / 抗体 / 細胞内トラフィック / 細胞培養プロセス / VLP
Outline of Annual Research Achievements

チャイニーズハムスター卵巣 (CHO)細胞は、構築されてから50年以上、生体外にて増殖しており、科学的研究のみならず、産業においても多用されている工業用動物細胞である。特に、バイオ医薬品生産においては実際に上市されている抗体医薬の6割以上のみならず、近年ではバイオ医薬品全体の5割近くの生産宿主として、生産基盤を支えている。現在、CHO細胞は10g/Lを超える生産も可能であり、培養コストもg数ドルが達成可能であるがCHO細胞自身の科学的解明については、十分ではない。本研究では、CHO細胞を用いた新モダリティ生産等を対象とし、①細胞内トラフィックの解明とボトルネックプロセスの同定(2022-2024年度)、さらには、CHO細胞の新しい展開をはかる②上記に基づくセルエンジニアリング手法の構築(2023-2025年度)、そして、これらを組み合わせた③工業用動物細胞を用いた高度生産プロセスの基盤(2024-2026年度)を構築することを目的とした。2023年度は、昨年度の引続き研究計画に沿って、IgNARならびにさらに分子量の大きいウイルス様粒子(VLP)の発現系を構築している。さらには、細胞内トラフィックに関連する因子の高発現の生産性に及ぼす影響の解析をおこない、生産性の向上を確認した。その結果、VLPについては、ノロウイルスのVLPを用いたCovid-19 ワクチンを目指したVLP発現系の構築を行った。IgNARについては、細胞内の小胞体ストレス応答因子について確認を行った。これらの成果については、国内外の学会において発表を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

①細胞内トラフィックの解明とボトルネックプロセスの同定(2022-2024年度)の計画通り、ボトルネックプロセスの同定については、いくつかの因子を見出し、上記に基づくセルエンジニアリング手法の構築(2023-2025年度)についても成果を得ている。

Strategy for Future Research Activity

ここまで順調に計画通り進んでおり、2024年度も、計画通り、①細胞内トラフィックの解明とボトルネックプロセスの同定(2022-2024年度)、さらには、CHO細胞の新しい展開をはかる②上記に基づくセルエンジニアリング手法の構築(2023-2025年度)の方策を行う。一部前倒しで進んでいるセルエンジニアリングの手法を新モダリティ等にも応用する。また、③工業用動物細胞を用いた高度生産プロセスの基盤(2024-2026年度)を構築についても取り纏めを開始する。今年も国際学会での発信を重点的に活動を行いたい。特に研究を遂行する上での問題点はない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Construction of a novel kinetic model for the production process of a CVA6 VLP vaccine in CHO cells2024

    • Author(s)
      Zhou Xing, Thao Bich Nguyen, Guirong Kanai-Bai, Noriko Yamano-Adachi and Takeshi Omasa
    • Journal Title

      Cytotechnology

      Volume: 76 Pages: 69-83

    • DOI

      10.1007/s10616-023-00598-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of genome instability of parental CHO cell clones on chromosome number distribution and recombinant protein production in parent-derived subclones2024

    • Author(s)
      Noriko Yamano-Adachi, Hirofumi Hata, Yuto Nakanishi, and Takeshi Omasa
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 137 Pages: 54-63

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2023.10.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of cooverexpression of the cargo receptor ERGIC-53/MCFD2 on antibody production and intracellular IgG secretion in recombinant Chinese hamster ovary cells2023

    • Author(s)
      Yutaka Kirimoto, Noriko Yamano-Adachi, Yuichi Koga and Takeshi Omasa
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 136 Pages: 400-406

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2022.07.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Artificial induction of chromosome aneuploidy in CHO cells alters their function as host cells2023

    • Author(s)
      Noriko Yamano-Adachi, Yuto Nakanishi, Wataru Tanaka, YuanShan Lai, Masahiro Yamazaki, Laura Zenner, Hirofumi Hata, Takeshi Omasa
    • Journal Title

      Biotechnology and Bioengineering

      Volume: 120 Pages: 659-673

    • DOI

      10.1002/bit.28289

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Manufacturing challenges for biologics production in Japan2023

    • Author(s)
      Takeshi Omasa
    • Organizer
      Asian Congress on Biotechnology 2023 (ACB2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Construction of production system using CHO cells for chimeric HBsAg-VLPs presenting SARS-CoV-2 T-cell epitope2023

    • Author(s)
      Yuki Morishita, Nam Seoyeon, Thao Bich Nguyen, Guirong Kanai, Noriko Yamano-Adachi, Takeshi Omasa
    • Organizer
      36th Annual and international meeting of Japanese Association for Animal Cell Technology (JAACT '23)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of intracellular secretory process in Sar1A-overexpressed CHO cells for further improvement of IgG productivity2023

    • Author(s)
      Chiato Yoshiike, Yu Tsunoda, Noriko Yamano-Adachi, Takeshi Omasa
    • Organizer
      36th Annual and international meeting of Japanese Association for Animal Cell Technology (JAACT '23)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a COVID-19 vaccine candidate based on the SpyTag/SpyCatcher system2023

    • Author(s)
      Seoyeon Nam, Bich Thao Nguyen, Noriko Yamano-Adachi, Takeshi Omasa
    • Organizer
      36th Annual and international meeting of Japanese Association for Animal Cell Technology (JAACT '23)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Overexpression of Sar1A in CHO cells and its effects on antibody production and intracellular antibody trafficking2023

    • Author(s)
      Yu Tsunoda, Noriko Yamano-Adachi, and Takeshi Omasa
    • Organizer
      The 28th Young Asian Biological Engineers' Community (YABEC2023) (BEST-YABEC),
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploring the expression bottleneck of shark derived IgNAR antibodies produced in Chinese hamster ovary cells2023

    • Author(s)
      Xiaofang Lyu, Masayoshi Onitsuka, Noriko Yamano-Adachi, Yuichi Koga, and Takeshi Omasa
    • Organizer
      he 28th Young Asian Biological Engineers' Community (YABEC2023) (BEST-YABEC),
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 動物細胞を用いたバイオ医薬生産:次の 100 年にむけて2023

    • Author(s)
      大政 健史
    • Organizer
      第75回日本生物工学会
    • Invited
  • [Presentation] Investigation of the expression difficulties of shark-derived immunoglobulin new antigen receptor in Chinese hamster ovary cells2023

    • Author(s)
      Yunchi Zhang, Xiaofang Lyu, Noriko Yamano-Adachi, Takeshi Omasa
    • Organizer
      第75回日本生物工学会
  • [Presentation] チャイニーズハムスター肺細胞からのiPS細胞の樹立と分化誘導の検討2023

    • Author(s)
      藤岡 晴生, 吉田 貴美, 金井 貴蓉, 山野-足立 範子, 大政 健史
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会
  • [Presentation] 抗体生産宿主として有用性が示されたCHO細胞株の高生産性を示す要因の解明2023

    • Author(s)
      山﨑 雅大, 中西 悠人, 山野-足立 範子, 大政 健史
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会
  • [Presentation] SpyTag/SpyCatcherシステムを用いたSARS-CoV-2-VLP生産系構築2023

    • Author(s)
      Nam Seoyeon, Nguyen Bich Thao, 山野-足立 範子, 大政 健史
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会

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Published: 2024-12-25  

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