Hyperosmotic pressure increased specific antibody productivity ($q_Ab$) of recombinant CHO (rCHO) cells (SH2-0.32) while it depressed cell growth. Thus, the use of hyperosmolar medium did not increase the maximum antibody concentration substantially. To overcome this drawback, the feasibility of biphasic culture strategy was investigated. In the biphasic culture, cells were first cultivated in the standard medium with physiological osmolality (294 mOsm/kg) for cell growth. When cells reached the late exponential growth phase, the spent standard medium was replaced with the fresh hyperosmolar medium (522 mOsm/kg) for antibody production. The $q_Ab$ in growth phase with the standard medium was $2.1μg/10^{6}$ cells/day while the $q_Ab$ in antibody production phase with the hyperosmolar medium (522 mOsm/kg) was $11.1μg/$10^{6}$ cells/day. Northern blot analysis showed a positive relationship between the relative contents of intracellular immunoglobulin mRNA and $q_Ab$. Due to the enhanced $q_Ab$ and the increased cell concentration in biphasic culture, the maximum antibody concentration obtained in biphasic culture with 522 mOsm/kg medium exchange was 161% higher than that obtained in batch culture with the standard medium. Taken together, the simple biphasic culture strategy based on hyperosmotic culture is effective in improving antibody production of rCHO cells.
회분배양에서 고삼투압은, 재조합 CHO 세포 (SH2-0.32)의 비항체 생산성 $(q_Ab)$ 을 증가시키는 효과가 있는 반면에 세포의 성장을 억제함으로써, 고삼투압 배지를 이용한 세포 배양은 결과적으로 최대 항체 농도를 크게 증가시키지 못하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 2단계 세포 배양 전략의 가능성을 조사하였다. 2단계 세포 배양에서는, 세포의 성장을 위해 정상 삼투압 (294mOsm/kg)의 배지에서 먼저 세포를 배양 하다가 세포가 후기 대수 성장기에 들어섰을 때, 항체 생산을 위해 배양하던 배지를 새로운 고삼투압 배지 (522mOsm/kg)로 교체하였다. 앞부분의 세포 성장 단계에서의 비항체 생산성은 $2.1μ g/10^6$ cells/day 인 반면에, 고삼투압 (522mOsm/kg)이 가해진 뒷부분의 항체 생산 단계에서의 비항체 생산성은 $11.1μg/10^6$ cells/day로 크게 증가하였다. 또한 고삼투압이 비항체 생산성을 증가시키는 기작을 세포 전사 수준에서 확인하기 위하여 Northern hybridization을 수행하였다. Northern hybridization을 통해, 세포 내 항체 mRNA의 상대적인 함량과 비항체 생산성 간에 서로 비례하는 관계가 있음을 확인하였다. 고삼투압에 의한 비항체 생산성의 증가와 2단계 세포 배양을 통한 세포 농도의 증가로 인해, 522mOsm/kg의 고삼투압을 가해준 2단계 세포 배양의 경우 기본 배지에서의 회분 배양에 비해 최대 항체 농도가 161% 증가하였다.
