Abstract
We have investigated the fortifying effect of amino acids on the cell growth and productivity during the perfusion culture of hybridoma vR8 cells in serum-free media. Through the quantitative analysis of amino acids and metabolites in perfusion culture, we found that many amino acids(glutamine, histidine, arginine, methionine, isoleucine, leucine, phenylalanine, tryptophane) were heavily consumed at cell density of $1.06{\times}10^7$cells/mL. Due to amino acid depletion, cells died suddenly. So we supplemented the media with those amino acids by 30-170%. As a result, were could increase maximum cell density by 270%, average specific productivity by 175%, and average volumetric productivity by 560% in this fortified media, GC-HY-S2.
본 실험에서는 하이브리도마세포 배양 중 아미노산 량의 변화를 조사하여 세포성장, 세포대사 및 항체생산성에 미치는 아미노산의 영향을 조사하였다. 실험결과에 의하면 vR8 하이브리도 마세포 배양 중 세포성장이 급속히 이루어지는 시점과 최대 세포농도에 도달한 시점에서의 glutamine, arginine, leucine 등 다수 아미노산의 고갈이 관찰되었고, 이후 세포활성이 급속히 저하되었다. 이때 glucose 농도, lactate, armmonia 등의 대사산물 농도 및 pH, DO, 교반속도 등은 적절하게 유지되었기 때문에 이들 요소에 의한 세포성장의 저해는 없었다. 따라서 이들 아미노산의 고갈이 세포활성의 저하에 커다란 영향을 주었다고 생각된다. 한편, 고갈된 아미노산을 첨가한 배지(GC-HY-S2)로 배양을 해본 결과 세포농도를 $2.91\times10^7$cell/mL까지 증가시킬 수 있었다. 즉, 변형배지에서는 세포활성의 저하를 가져오는 세포성장구간을 지나 계속적인 세포성장을 보여 27배 정도 더 높은 최대 세포농도를 보였다. 세포농도의 증가로 specific productivity, volumetric productivity도 각각 1.75배, 56배 증가하였다. 최대 세포농도에서의 아미노산 량을 조사한 결과를 보면 충분한 양의 아미노산이 공급되었음을 알 수 있다. 고농도 하이브리도마세포 배양에서의 일부 아미노산의 고갈은 일반적으로 관찰되는 현상이다. 그러므로 세포를 고농도로 배양하기 위해서는 아미노산 분석을 통해 고갈된 아미노산을 첨가해 주어야 하는데, 아미노산의 요구는 세포주마다 다르므로 배지 최적화과정에서 아미노산 분석에 의한 배지의 개선이 필요하다고 생각된다.