蛋白质水解物在延长CHO细胞活力和提高抗体产量中的作用

生物制药市场的快速扩张为快速药物开发和重组蛋白治疗生产的广泛扩张提供了富有成效的途径。中华仓鼠卵巢（CHO）细胞一直是生产细胞系的主力，该细胞具有较高的生产效率和表达多种治疗性蛋白质的能力。对此类治疗性产品的巨大临床需求和全球市场扩张需要一个高效的生产平台，以提高生产率，同时降低生产成本。

培养基设计中最重要的方向之一是使用具有生长促进作用的非动物源性成分替代胎牛血清（FBS）。水解产物提供廉价和天然存在的营养源，包括肽、碳水化合物、核苷酸、脂质、微量元素、维生素和矿物质，一些报道也证实了水解产物为促进细胞生长和mAb产量提供额外营养支持。而动物源水解物将外源污染物（如病毒和朊病毒）引入治疗产品的潜在风险而阻碍了其在大规模生物工艺中的广泛使用。相比之下，微生物源和植物源水解物为哺乳动物细胞培养基血清替代物提供了新方向，目前有一系列非动物来源的水解物可作为哺乳动物细胞无血清培养基中的补充剂，包括酵母，大豆，小麦，豌豆，大米和棉花，其中许多在增强特定动物细胞的生长或生产力方面显示出生物活性。

本研究中，作者评估和比较了七种不同的水解物对三种组成型和一种诱导性抗体产生的CHO细胞系的影响。指标包括这些水解物对7-9天内批量培养物中整体活细胞密度以及整体抗体滴度。最终选取一种水解物探究其对IgG糖基化的影响。

3个细胞系的细胞密度在约4天后达到平台，CHO-Kerry 细胞继续生长直到第7天。VCD 峰值在2.2 × 10 6 细胞/ml 至8.0 × 10 6 细胞/ml 之间。补充水解物的生物活性首先表现为能够使细胞持续生长到较高的 VCD，其次表现为能够降低下降阶段的速率。

除UP cotton和HP7504这两种水解物对 iCHO-RTX 外，其余细胞株单克隆抗体滴度均显著升高。对于测试的每个细胞系，水解产物对增强抗体滴度的正效应排名不同：Primatone (肉类衍生) > (棉花衍生) HP7504/UP 棉 > (大豆衍生) HP1510/HP1512 > (水稻衍生) HP5603n > (小麦衍生) HP4601n，Primatone 具有最高的生物活性。

在水解物存在的情况下，对细胞生长进行了一系列代谢分析，发现培养前后培养基内氨水平差异较大，而Primatone (肉类衍生)的初始氨含量最高，且显著影响CHO-Kerry的单抗产量，因此测试了在较高促进的Hypep7504（棉花衍生）水解物中添加氨对CHO-Kerry细胞活性的影响。

在 HP7504培养物中直到第6天的细胞生长没有受到额外氨的明显影响，向 HP7504中加入氨使 IVCD 和总 IgG 显着降低，但是并没有将最佳水解物(HP7504)的生物活性降低到最差水解物(HP4601n)的水平。

水解产物 HP7504对 CHO-S-RTX、 CHO-EG2和 CHO-Kerry 细胞的抗体效价影响最大。为了评估水解产物是否也影响 IgG 糖基化，对补充培养基和对照培养基中产生的 IgG 聚糖进行了表征和比较。HP7504水解产物增强了 CHO-S-RTX 和 CHO-EG2细胞的半乳糖化，推测原因可能是该种水解物含有辅助因子锰等，支持半乳糖基转移酶的活性。

该研究表明，各种蛋白质水解物的价值在于：提高活细胞密度和特异性细胞生产力的积分。所鉴定的植物水解物，比如棉花水解物，是对无动物源成分培养基的有价值补充。未来的研究方向在于鉴定这些水解物中的生物活性成分，应用于化学限定细胞培养基的制备中，以促进哺乳动物细胞的生长和和低成本表达。

参考来源：https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-021-11244-8