Abstract
Suspension culture of recombinant Chinese hamster ovary (CHO) cells producing follicle-stimulating hormone was performed to investigate the effect of glycine betaine on cell growth and FSH production at low culture temperature. At 28$^{\circ}C$, cell growth was suppressed, but cell viability remained high for a longer culture period. When the culture temperature was lowered from 37$^{\circ}C$ to 28$^{\circ}C$, more than 14-fold increase in the maximum FSH titer was achieved. In batch culture at 28$^{\circ}C$, the use of 15 mM glycine betaine (GB) to culture medium resulted in the enhancement of maximum cell density and FSH titer by 11% and 17%, respectively, compared to the culture without GB. In pseudo-perfusion culture at 28$^{\circ}C$ with the exchange of fresh medium containing 15 mM GB, a final FSH of $2,058{\mu}g$ which is approximately 1.4-fold higher as compared to the culture without GB was obtained. This enhanced FSH production with 15 mM GB was not just because of enhanced specific FSH productivity (qFSH), but mainly because of the extended culture longevity. Taken together, this result demonstrates that the application of GB at low culture temperature is feasible to enhance the production of recombinant proteins in rCHO cells.
본 연구에서는 FSH를 생산하도록 유전자 조작된 CHO 세포의 저온배양이 세포성장과 FSH의 생산에 미치는 영향을 알아보았다. 28$^{\circ}C$에서 배양하였을 때 세포의 성장은 억제되었으나 37$^{\circ}C$에서의 배양에 비하여 세포생존율이 더 오랫동안 높게 유지되었고 최대 FSH의 양도 14배 증가하였다. 28$^{\circ}C$에서의 회분식 배양의 경우 배지에 15 mM의 GB를 첨가하였을 때 최대세포농도와 FSH 양은 GB를 첨가하지 않았을 때에 비하여 각각 11%, 17% 증가하였다. 28$^{\circ}C$에서의 유사배지 교환식 배양의 경우 15 mM의 GB를 포함하는 배지를 교환하였을 때 세포생존율이 GB를 포함하지 않는 배지를 교환하였을 때에 비하여 더 높게 오랫동안 유지되어 최종적으로 배양기간을 4일간 더 연장할 수 있었다. 이러한 배양기간의 연장으로 인하여 15 mM의 GB를 포함하는 배지를 교환하는 유사배지 교환식 배양에서 총 $2,058{\mu}g$의 FSH를 얻었고 이는 GB를 포함하지 않는 배지를 교환하는 유사배지 교환식 배양에 비하여 1.4배 증가한 것이다. 본 연구를 통하여 저온배양에 있어서 배지에 GB를 첨가함으로써 CHO 세포에서의 재조합단백질 생산을 증대시킬 수 있다는 것을 알았다.