特許5835636IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

遺伝子組み換え技術によって、目的とするタンパク質遺伝子を挿入した発現ベクターを動物細胞、特に哺乳類動物細胞に導入し、組換えタンパク質を高発現する細胞を効率よく樹立するための発現ベクター、及び形質転換された高生産性細胞に関する。本発明の発現ベクターは、遺伝子工学的手法により、動物細胞、特に哺乳類動物細胞において医薬品などの有用タンパク質を生産するために有用である。

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の目的は、目的タンパク質遺伝子を高レベルで発現する形質転換細胞を効率的に樹立するのに効果的な発現ベクター、及び高生産性細胞を提供することにある。とりわけ、抗体を高生産する細胞の樹立のために最適化された発現ベクターを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明者らは、課題を解決するため、mRNA不安定化配列を導入した薬剤選択マーカー発現カセット、及び遺伝子発現安定化エレメントを発明した。そして、mRNA不安定化配列を有する種々の薬剤選択マーカー発現カセットと遺伝子発現安定化エレメントを具備した導入遺伝子の発現ベクターを構築し、前記発現ベクターで形質転換された宿主細胞の遺伝子発現を詳しく解析したところ、目的タンパク質の高生産性細胞の割合が・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明の薬剤選択マーカーは、野生型に比べmRNAが不安定化されて薬剤選択マーカーの発現が減弱されるため、薬剤選択マーカー発現カセットが発現しやすいゲノム領域に組み込まれないと、薬剤存在下で生存が困難となる。このため、本発明において薬剤選択によって生き残った細胞では、この薬剤選択マーカーと隣接したゲノム上の部位に目的遺伝子の発現カセットを保持し、その結果として目的遺伝子を効率よく発現するものが多く、高発現株の取得を容易にすることができる。 また本発明の遺伝子発現安定化エレメントは、細胞ゲノムにおける組換えタンパク質遺伝子に対する隣接染色体や調節エレメントの影響を低減させて組換えタンパク質遺伝子の遺伝子発現を安定化し、高発現を長期間維持することができる。そこで、本発明の弱化された薬剤選択マーカー発現カセットと遺伝子発現安定化エレメントを併用することにより、その相乗効果によって、薬剤選択によって選択された細胞において目的遺伝子を非常に高度に発現する細胞を濃縮し、かつそれらの高発現細胞における発現の安定的な維持ができる。本発明により、それら非常に高いレベルのタンパク質生産性を示す高生産細胞株を迅速、容易、且つ効率的に樹立することができる。 さらに本発明の発現ベクターは、抗体の重鎖及び/又は軽鎖の定常領域の遺伝子を含む抗体遺伝子発現カセットを有することを特徴とする。抗体分子である免疫グロブリンは、可変領域(V領域)と定常領域(C領域)からなっており、可変領域は抗原の種類によりアミノ酸配列が異なるが、定常領域は抗体のクラスごとに共通している。したがって、本発明による発現ベクターを用いることにより、可変領域の遺伝子のみを挿入するだけで所望の抗体分子を発現する発現ベクターを作成することができ、より迅速かつ効率的に抗体の高生産細胞株を樹立することができる。 現在では多くの抗体医薬に、定常領域がヒト抗体由来であり、可変領域がマウス抗体由来であるキメラ抗体や、定常領域がヒト抗体由来であり、可変領域の相補性決定領域(CDR)のみがマウス抗体由来であるヒト化抗体、さらにはヒト抗体が用いられている。本発明による、ヒト由来の抗体の定常領域の遺伝子を具備した発現ベクターを用いれば、キメラ抗体やヒト化抗体、ヒト抗体を高生産する細胞を容易に取得することができ、抗体医薬の創薬の迅速化や生産性の向上に大きく寄与するものとなる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】pBS−CMV−SNAPm2の構築を示す図である。

【図2】pPUR・N4の構築を示す図である。以下、図中、Purとは、ピューロマイシン耐性遺伝子のことである。また、図中、iPCRとは、Inverse PCRのことである。

【図3】pBS−CMV−SNAPm−Pur,pBS−CMV−SNAPm−Pur・N4の構築を示す図である。

【図4】pBS−CMV−SNAPm−Pur及びpBS−CMV−SNAPm−Pur・N4で形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図5】pBS−CMV−SNAPm−Pur及びpBS−CMV−SNAPm−Pur・N4で形質転換された細胞集団のうち、SNAPmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図6】pBS−CMV−SNAPm−Pur及びpBS−CMV−SNAPm−Pur・N4で形質転換された細胞集団を薬剤選択した際の明視野像である。

【図7】pBS−CMV−SNAPm−Purのコロニーを単離し、FACS解析した結果を示す図である。

【図8】pBS−CMV−SNAPm−Pur・N4のコロニーを単離し、FACS解析した結果を示す図である。

【図9】pEF1α−KOD3G8HC−RE2の構築を示す図である。以下、図中、Neoとは、ネオマイシン耐性遺伝子のことである。

【図10】pEF1α−SNAP26m−Pur・N4及びpEF1α−SNAP26m−Pur−RE2の構築を示す図である。

【図11】pEF1α−SNAP26m−Pur−RE2及びpEF1α−SNAP26m−Pur・N4で形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図12】pEF1α−SNAP26m−Pur−RE2及びpEF1α−SNAP26m−Pur・N4で形質転換された細胞集団のうち、SNAPmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図13】pEF1α−KOD3G8LC−Hyg−RE2の構築を示す図である。以下、図中、Hygとは、ハイグロマイシン耐性遺伝子のことである。

【図14】pEF1α−SNAP26m−Hyg−RE2及びpEF1α−SNAP26m−Hyg・N4の構築を示す図である。

【図15】pEF1α−SNAP26m−Hyg−RE2及びpEF1α−SNAP26m−Hyg・N4で形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図16】pEF1α−SNAP26m−Hyg−RE2及びpEF1α−SNAP26m−Hyg・N4で形質転換された細胞集団のうち、SNAPmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図17】pEF1α−SNAP26m−Neo・N4の構築を示す図である。

【図18】pEF1α−SNAP26m−Neo−RE2及びpEF1α−SNAP26m−Neo・N4で形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図19】pEF1α−SNAP26m−Neo−RE2及びpEF1α−SNAP26m−Neo・N4で形質転換された細胞集団のうち、SNAPmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図20】pEF1α−SNAP26m−Pur・N2、pEF1α−SNAP26m−Pur・N6及びpEF1α−SNAP26m−Pur・N8の構築を示す図である。

【図21】pEF1α−SNAP26m−Pur−RE2、pEF1α−SNAP26m−Pur・N2、pEF1α−SNAP26m−Pur・N4、pEF1α−SNAP26m−Pur・N6及びpEF1α−SNAP26m−Pur・N8で形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図22】pEF1α−SNAP26m−Pur−RE2、pEF1α−SNAP26m−Pur・N2、pEF1α−SNAP26m−Pur・N4、pEF1α−SNAP26m−Pur・N6及びpEF1α−SNAP26m−Pur・N8で形質転換された細胞集団のうち、SNAPmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図23】配列番号26の配列とCTCFの結合配列の予測部位を示す図である。

【図24】核酸配列断片の遺伝子発現安定化効果の確認に用いた基本コンストラクトpBS−CMV−SNAPmの構築を示す図である。

【図25】配列番号26の配列、CTCFBS、被験配列の核酸断片の位置関係を示す図である。

【図26】各核酸配列の断片を含むSNAPm発現コンストラクトを安定導入されたCHO細胞をFACS解析して得られたSNAPm発現強度と細胞数の分布を示すグラフである。

【図27】各核酸配列の断片を含むSNAPm発現コンストラクトを安定導入されたCHO細胞のFACS解析によって、10以上のSNAPmの蛍光シグナルを呈した細胞の割合(%)をプロットしたグラフである。

【図28】CHO5のデリーションコンストラクト構築と配列番号26の当該被験配列の位置関係を示す図である。

【図29】CHO5、及びCHO5デリーションコンストラクトを安定導入して得られたCHO細胞のFACS解析の結果、10以上のSNAPmの蛍光シグナルを呈した細胞の割合(%)をプロットしたグラフである。

【図30】CHO5Δ3の3’デリーションコンストラクト構築のためのInverse PCR法に用いたプライマーの位置関係とデリーションによって得られた被験挿入配列を示す図である。

【図31】CHO5Δ3、及びCHO5Δ3の3’デリーションコンストラクトを安定導入して得られたCHO細胞のFACS解析の結果、10以上のSNAPmの蛍光シグナルを呈した細胞の割合(%)をプロットしたグラフである。

【図32】pEF1α−KOD3G8HC−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図33】pEF1α−SNAP26m−Pur・N4−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図34】pEF1α−SNAP26m−Pur−RE2、pEF1α−SNAP26m−Pur−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N4及びpEF1α−SNAP26m−Pur・N4−1.1k/1.1kで形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図35】pEF1α−SNAP26m−Pur−RE2、pEF1α−SNAP26m−Pur−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N4及びpEF1α−SNAP26m−Pur・N4−1.1k/1.1kで形質転換された細胞集団のうち、SN APmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図36】pEF1α−SNAP26m−Hyg・N4−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Hyg−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図37】pEF1α−SNAP26m−Hyg−RE2、pEF1α−SNAP26m−Hyg−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Hyg・N4及びpEF1α−SNAP26m−Hyg・N4−1.1k/1.1kで形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図38】pEF1α−SNAP26m−Hyg−RE2、pEF1α−SNAP26m−Hyg−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Hyg・N4及びpEF1α−SNAP26m−Hyg・N4−1.1k/1.1kで形質転換された細胞集団のうち、SNAPmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図39】pEF1α−SNAP26m−Neo・N4−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Neo−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図40】pEF1α−SNAP26m−Neo−RE2、pEF1α−SNAP26m−Neo−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Neo・N4及びpEF1α−SNAP26m−Neo・N4−1.1k/1.1kで形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図41】pEF1α−SNAP26m−Neo−RE2、pEF1α−SNAP26m−Neo−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Neo・N4及びpEF1α−SNAP26m−Neo・N4−1.1k/1.1kで形質転換された細胞集団のうち、SNAPmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図42】pEF1α−SNAP26m−Pur・N2−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N6−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N8−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図43】pEF1α−SNAP26m−Pur−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N2−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N4−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N6−1.1k/1.1k及びpEF1α−SNAP26m−Pur・N8−1.1k/1.1kで形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図44】pEF1α−SNAP26m−Pur−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N2−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N4−1.1k/1.1k、pEF1α−SNAP26m−Pur・N6−1.1k/1.1k及びpEF1α−SNAP26m−Pur・N8−1.1k/1.1kで形質転換された細胞集団のうち、SNAPmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図45】pEF1α−KOD3G8HC−Neo・N4−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図46】pEF1α−KOD3G8LC−Hyg−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図47】pEF1α−KOD3G8LC−Hyg・N4−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図48】pEF1α−KOD3G8HC−Pur・N4−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図49】遺伝子発現安定化エレメントを含まないもの(−/Neo,−/Hyg)、遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入したもの(1.1k/Neo,1.1k/Hyg)、遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入し、薬剤耐性遺伝子(H鎖:Neo、L鎖:Hyg)にmRNA不安定化配列(N4配列)を付加したもの(1.1k/Neo・N4,1.1k/Hyg・N4)、および遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入し、薬剤耐性遺伝子(H鎖:Pur、L鎖:Hyg)にmRNA不安定化配列(N4配列)を付加したもの(1.1k/Pur・N4,1.1k/Hyg・N4)について、ポリクローンの培養上清を用いてELISAを行い算出した抗体生産量をプロットしたグラフである。

【図50】6ウェルプレートの培養上清を用いてELISAを行い算出した各クローンの抗体生産量をプロットしたグラフである。遺伝子発現安定化エレメントを含まないもの(−/Neo,−/Hyg)と遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入したもの(1.1k/Neo,1.1k/Hyg)、および、遺伝子発現安定化エレメントを含まないもの(−/Neo,−/Hyg)と遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入し、薬剤耐性遺伝子(H鎖:Neo、L鎖:Hyg)にmRNA不安定化配列(N4配列)を付加したもの(1.1k/Neo・N4,1.1k/Hyg・N4)、および遺伝子発現安定化エレメントを含まないもの(−/Neo,−/Hyg)と遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入し、薬剤耐性遺伝子(H鎖:Pur、L鎖:Hyg)にmRNA不安定化配列(N4配列)を付加したもの(1.1k/Pur・N4,1.1k/Hyg・N4)について、それぞれ生産量上位5クローンを同一グラフ上にプロットしている。

【図51】遺伝子安定化エレメントとmRNA不安定化配列を含まないもの(−/Neo,−/Hyg)、および遺伝子安定化エレメントとmRNA不安定化配列を付加し、高い抗体生産性が認められたもの(1.1k/Pur・N4,1.1k/Hyg・N4)について、96ウェルプレートにおける2週間培養での抗体生産性の度数分布をプロットしたグラフである。

【図52】pEF1α−KOD3G8LC,HC−Pur・N4−1.1k/1.1kの構築を示す図である。

【図53】2コンストラクト抗体発現系、シングルベクター抗体発現系について、ポリクローンの培養上清を用いてELISAを行い算出した抗体生産量をプロットしたグラフである。

【図54】6ウェルプレートの培養上清を用いてELISAを行い算出した各クローンの抗体生産量をプロットしたグラフである。2コンストラクト抗体発現系、シングルベクター抗体発現系、それぞれ生産量上位5クローンを同一グラフ上にプロットしている。

【図55】pEHXのベクターマップを示す図である。

【図56】pEH(M−SNAP26m−N)、pEH(B−SNAP26m−N)の構築を示す図である。

【図57】pEF1α−SNAP26m−Pur・N4−1.1k/1.1k、pEH(M−SNAP26m−N)、pEH(B−SNAP26m−N)で形質転換された細胞集団のFACS解析の結果を示す図である。

【図58】pEF1α−SNAP26m−Pur・N4−1.1k/1.1k、pEH(M−SNAP26m−N)、pEH(B−SNAP26m−N)で形質転換された細胞のうち、SNAPmを高発現する細胞の割合をプロットしたグラフである。

【図59】pELXのベクターマップを示す図である。

【図60】pELH(KOD3G8)の構築を示す図である。

【図61】制限酵素認識配列を削除していない遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入したもの(1.1k)、および遺伝子発現安定化エレメントから4箇所の制限酵素認識配列を削除したCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入したもの(1.1k−ΔRE)について、ポリクローンの培養上清を用いてELISAを行い算出した抗体生産量をプロットしたグラフである。

【図62】6ウェルプレートの培養上清を用いてELISAを行い算出した各クローンの抗体生産量をプロットしたグラフである。制限酵素認識配列を削除していない遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入したもの(1.1k)、および4箇所の制限酵素認識配列を削除したCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入したもの(1.1k−ΔRE)について、それぞれ生産量上位5クローンを同一グラフ上にプロットしている。

【図63】pELX2のベクターマップを示す図である。

【図64】pELH2(KOD3G8)の構築を示す図である。

【図65】4箇所の制限酵素認識配列を削除したCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入したもの(pELH(KOD3G8))、および4箇所の制限酵素認識配列を削除したCHO5Δ3−3を発現カセットの上流、下流、およびL鎖発現カセットとH鎖発現カセット間の計3箇所に挿入したもの(pELH2(KOD3G8))について、ポリクローンの培養上清を用いてELISAを行い算出した抗体生産量をプロットしたグラフである。

【図66】6ウェルプレートの培養上清を用いてELISAを行い算出した各クローンの抗体生産量をプロットしたグラフである。4箇所の制限酵素認識配列を削除したCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入したもの(pELH(KOD3G8))、および4箇所の制限酵素認識配列を削除したCHO5Δ3−3を発現カセットの上流、下流、およびL鎖発現カセットとH鎖発現カセット間の計3箇所に挿入したもの(pELH2(KOD3G8)について、それぞれ生産量上位5クローンを同一グラフ上にプロットしている。

【図67】pELH3(KOD3G8)の構築を示す図である。

【図68】pELH4(KOD3G8)の構築を示す図である。

【図69】抗KOD抗体のH鎖発現カセット、L鎖発現カセット、およびPur耐性遺伝子発現カセットをそれぞれ1コピーずつコードするもの(pELH(KOD3G8))、抗KOD抗体のH鎖発現カセット、L鎖発現カセット、およびPur耐性遺伝子発現カセットをそれぞれ2コピーずつコードするもの(pELH3(KOD3G8))、並びに抗KOD抗体のH鎖およびL鎖発現カセット、および、Pur耐性遺伝子発現カセットをそれぞれ2コピーずつコードし、L鎖発現カセットとH鎖発現カセットの間にも遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3をコードするもの(pELH4(KOD3G8))について、ポリクローンの培養上清を用いてELISAを行い算出した抗体生産量をプロットしたグラフである。

【図70】6ウェルプレートの培養上清を用いてELISAを行い算出した、モノクローンにおける各細胞株の抗体生産量をプロットしたグラフである。抗KOD抗体のH鎖発現カセット、L鎖発現カセット、およびPur耐性遺伝子発現カセットをそれぞれ1コピーずつコードするもの(pELH(KOD3G8))、抗KOD抗体のH鎖発現カセット、L鎖発現カセット、およびPur耐性遺伝子発現カセットをそれぞれ2コピーずつコードするもの(pELH3(KOD3G8))、並びに抗KOD抗体のH鎖およびL鎖発現カセット、および、Pur耐性遺伝子発現カセットをそれぞれ2コピーずつコードし、L鎖発現カセットとH鎖発現カセットの間にも遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3をコードするもの(pELH4(KOD3G8))について、それぞれ生産量上位5クローンを同一グラフ上にプロットしている。

【図71】pEHγXのベクターマップを示す図である。

【図72】pELκXのベクターマップを示す図である。

【図73】pELκHγ(KOD3G8)の構築を示す図である。

【図74】pcHγXのベクターマップを示す図である。

【図75】pcLκHγ(KOD3G8)の構築を示す図である。

【図76】遺伝子発現安定化エレメントを含まず、かつPur耐性遺伝子にmRNA不安定化配列を付加していないもの(pcLκHγ(KOD3G8))、及び遺伝子発現安定化エレメントCHO5Δ3−3を発現カセットの上流および下流の両方に挿入し、かつPur耐性遺伝子にmRNA不安定化配列(N4配列)を付加したもの(pELκHγ(KOD3G8))について、ポリクローンの培養上清を用いてELISAを行い算出した抗体生産量をプロットしたグラフである。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

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