Enhanced production of hGM-CSF by temperature shifting in transgenic Nicotiana tabacum cell suspension cultures

Human granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (hGM-CSF) is a glycoprotein that stimulates the production of granulocytes, macrophages and white blood cells. hGM-CSF secreted by transgenic Nicotiana tabacum suspension cells was unstable in the culture medium and rapidly degraded by extracellular preteases. In order to reduce extracellular pretense activity, culture temperature was lowered. Then, the production of hGM-CSF by transgenic plant suspension cell cultures could be enhanced by reduced degradation of hGM-CSF at low temperature.

본 연구에서는 형질전환된 N. tabacum 배양에 있어서 배양 중반 저온으로의 변환이 세포에 미치는 영향과 hGM-CSF의 생산성 변화를 관찰하였다. 배양 중반 저온으로의 변환은 DCW의 증가와 세포크기의 감소를 보였다. Ascorbic acid의 첨가는 배양초기 세포 생존율의 감소를 완화시켰으며, 배양 중반 저온으로의 변환은 약간의 세포생존율 감소를 보였다. 저온으로의 변환, 저온 배양에서의 betaine 첨가, ascorbic acid 첨가 모두 배양 후반 세포 lysis 억제에 효과가 있었다. 배양 중반 저온으로의 변환시 배지내 단백질 분해 효소의 활성을 측정한 결과, 대조구 세포에 비해 낮은 단백질 분해 효소 활성을 나타내었다. 그로인해 배양 중반 이후 단백질 분해 효소에 의한 급격한 hGM-CSF 분해를 감소시킴으로써 상대적으로 대조구 세포에 비해 높은 hGM-CSF 생산성을 유지시켰다. Ascorbic acid를 첨가한 후 배양 도중 betaine(1 mM)을 첨가하여 저온으로 온도를 변환시, hGM-CSF의 생산성 대조구 세포에 비하여 최대 2.1배 까지 높게 유지시켰다.