「生物工場」実現に向けたニワトリ卵白における組換えタンパク質のヒト型糖鎖修飾

鸡蛋清重组蛋白的人型糖基化，实现“生物工厂”

基本信息

批准号：
22K19260
负责人：
大石勲
金额：
$ 4.16万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

バイオ医薬品など組換えタンパク質の需要は拡大しているが、現在の培養細胞を用いた高コストの製造技術は改善する必要がある。我々は遺伝子組換えニワトリの卵白に様々な組換えタンパク質を低コストで生産する技術を開発したが、医薬品製造などへの応用を考えたときにN-結合型糖鎖修飾がヒト型と比較して不完全であること（具体的には末端のガラクトースならびにシアル酸が欠けていること）が解決すべき課題であった。この糖鎖修飾の違いは、ニワトリ卵管細胞に発現する糖転移酵素の特性により決定されているため、適切な糖転移酵素を卵管細胞に発現させることで、卵管細胞により生産された卵白中の組換えタンパク質に、ヒト型のN-結合型糖鎖修飾が実現することが期待される。本年度、卵管組織でβ-1,4-galactosyltransferase 1 (ガラクトース転移酵素)とβ-galactoside α-2,6-sialyltransferase 1 (シアル酸転移酵素)を発現するノックインニワトリを樹立した。卵管特異的に発現させることを企図し、オボムコイドの翻訳開始点に２A自己切断ペプチド配列を介して両糖転移酵素が発現するようデザインした。ゲノム編集技術による遺伝子ノックインにより企図したニワトリの樹立に成功し、卵白におけるタンパク質のガラクトースならびにシアル酸修飾の顕著な亢進が認められた。このニワトリを他の組換えタンパク質を卵白に発現するニワトリと交配することで、該タンパク質のN-結合型糖鎖修飾をヒト型に近づけることができると期待される。

尽管对重组蛋白（例如生物药物）的需求正在扩大，但需要改善使用培养细胞的当前高成本制造技术。我们已经开发了一项技术，可以低成本以低成本生产基因修饰鸡的蛋清中的各种重组蛋白，但是当考虑到药物制造中的应用时，与人类形式相比，N-链接的Glycan修饰是不完整的（具体而言，在终端缺乏半乳糖和Sialic Acid）。糖基化修饰的差异取决于在鸡肉输卵管中表达的糖基化酶的特性，并且可以预期，通过在蛋化蛋白中产生的重新组合蛋白在蛋白质中，可以实现人类N-链接糖基化修饰的输卵管细胞中适当的糖基化酶，可以实现。今年，在输卵管组织中建立了表达表达β-1,4-半乳糖基转移酶1（半乳糖转移酶）和β-半乳糖苷α-2,6-溶解酶1（硫溶解酶）的鸡鸡。输卵管特异性表达旨在表达，并设计了大糖基转移酶，以通过2A自裂的肽序列在卵瘤的转化起始点上表达。使用基因组编辑技术成功地建立了鸡肉，并观察到蛋白中蛋白质的半乳糖和唾液酸修饰的显着增加。通过将这只鸡与鸡蛋白色表达另一种重组蛋白的鸡肉交配，可以预期，蛋白质的N连接糖基化修饰可以使其更接近人类形式。