A Kinetic Modeling for the Dynamics of Hybridoma Cells in Suspension Culture

현탁배양 하이브리도마 세포의 속도론적 모델링

Batch suspension cultures of hybridoma cell were performed with various initial glutamine concentrations to investigate the effects of glutamine on cell growth and death, monoclonal antibody production, glucose and glutamine consumption, and the production of lactate and ammonium ion. An mathematical kinetic model was formulated to describe the kinetics of cell growth, the consumption of nutrients (glucose and glutamine), and the production of monoclonal antibody and waste metabolites (lactate and ammonium ion) based on experimental data. An equation for the specific growth rate was developed such that superimposed Monod equation in glucose and glutamine, with non-competitive type inhibition relations in ammonium ion and lactate. The inhibition constant for lactate was inversely proportional to the lactate concentration. The specific death rate was considered to be a function of glucose, glutamine, ammonium ion and lactate concentration.

하이브리도마 세포의 성장과 사망, 모노클론 항체의 생산, 포도당과 글루타민의 소비, 그리고 유산과 암모늄 이옹의 생산에 미치는 클루타민의 영 향을 조사하기 위해 초기 글루타민 농도를 변화시키면서 하이브리도마 세포의 회분식 현탁배양을 실시하였다. 실험 결과에 기초하여 세포의 성장속도, 영양물(포도당과 글루타민) 소비속도, 그리고 모노클론 항체 및 대사 부산물(유산과 암모늄이온)의 생산 속도를 예측할 수 있는 수학적 모델이 제시되었다. 포도당과 글루타민에 대해서는 중첩 적인 Monod 형식이며 암모늄 이옹과 유산에 대해 서는 Non-copmetitive inhibition 관계로 표시되는 세포의 비성장 속도에 관한 방정식이 개발되었다. 유산에 대한 억제 상수는 유산농도에 반바례하였다. 세포의 비사망 속도는 포도당, 글루타민, 암모 늄 이온과 유산 농도의 함수로 유도되었다.