In order to develop serum-free (SF) medium for the propagation of recombinant Chinese hamster ovary (rCHO) cells expressing recombinant proteins, a statistical optimization approach based on Plackett-Burman design was adopted. SF-hu17 for hu17-0.32, SF-LG for CHO-LG and SF-DG for DG44 medium were formulated by supplementing basal medium with components showing positive effects on cell growth and recombinant proteins production. From a seeding density of $1×10^5 cells/ml$, hu17-0.32 cells reached a maximal cell density of $5.6×10^5 cells/ml$ and antibody concentration of 18.4㎍/ml in SF-hu17 medium. From a seeding density of $1.5×10^5 cells/ml$ CHO-LG cells reached the maximal cell density of $7.4×10^5 cells/ml$ and the EPO concentration of 18.36㎍/ml in SF-LG medium.
We have developed lineages of DG44 cells adapted to growth in low-serum culture and serum-free medium for these lineages. Growth of adapted DG44 cells maintained robust in SF-DG medium over 5 passages whereas growth of non-adapted cells decreased. It demonstrated their utility as hosts for the DHFR-mediated gene amplification system using serum-free medium. Serum-free media developed using Plackett-Burman design supported cell growth and antibody production comparable to those in 5% dialyzed fetal bovine serum (dFBS) containing media.
동물 세포의 산업적 이용을 위해 무혈청 배지의 개발이 필수적이나, 현재 까지도 모든 세포주에 사용이 가능한 배지 뿐 아니라 배지의 개발을 위한 특별한 방법도 없다.
재조합 단백질을 발현하는 재조합 CHO 세포의 배양을 위한 무혈청 배지를 개발하기위해 통계적 방법의 하나인 Plackett-Burman design을 채택하였다. 이 design에 따라 세포의 성장과 재조합 단백질의 생산을 촉진시킨 배지의 성분을 각각의 기본 배지에 첨가하여 hu17-0.32 세포용SF-hu17, CHO-LG 세포용SF-LG와 DG44 세포용 SF-DG라는 무혈청 배지들의 조성을 결정하였다. hu17-0.32 세포는 SF-hu17 배지에서, seeding density가 $1×10^5cells/ml$일때 maximal cell density는 $5.6×10^5cells/ml$이었고 antibody concentration은 18.4㎍/ml 이었다. CHO-LG 세포는 SF-LG 배지에서, seeding density가 $1×10^5cells/ml$일때 maximal cell density는 $7.4×10^5cells/ml$이었고 EPO concentration은 18.36㎍/ml 이었다. 또한 저혈청 농도에서 적응시킨 DG44 세포주를 만들고 이들을 배양할 수 있는 무혈청 배지를 개발하였다. 이 배지에서, 5 passage동안 적응되지 않은 세포의 성장은 현저히 감소했으나 적응된 세포의 성장은 감소하지 않았다. 이는 무혈청 배지를 이용한 DHFR-mediated gene amplification system의 host 로서 적응시킨 DG44 세포의 유용성을 나타낸다고 할 수 있다.
Plackett-Burman design을 이용하여 개발한 무혈청 배지는 혈청이 포함된 배지의 성능에 견줄만한 성능을 가진 것으로 생각된다.
