「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。

对生物制药等重组蛋白的需求正在增加，但目前使用培养细胞的高成本制造技术需要改进。我们开发了一种利用转基因鸡的蛋清以低成本生产各种重组蛋白的技术，但在考虑药品制造等应用时，N-连接糖链修饰与人类类型不同的问题。需要解决的问题是它不完整（具体来说，缺少末端半乳糖和唾液酸）。这种糖链修饰的差异是由鸡输卵管细胞表达的糖基转移酶的特性决定的，因此通过在输卵管细胞中表达适当的糖基转移酶，输卵管细胞产生的蛋清有望实现人型N联糖基化就会在重组蛋白里面实现。今年，我们建立了一种在输卵管组织中表达β-1,4-半乳糖基转移酶1（半乳糖基转移酶）和β-半乳糖苷α-2,6-唾液酸转移酶1（唾液酸转移酶）的敲入鸡。为了实现输卵管特异性表达，两种糖基转移酶都被设计为通过 2A 自切割肽序列在卵类粘蛋白的翻译起始位点表达。我们利用基因组编辑技术通过基因敲入成功培育出所需的鸡，并观察到蛋清中蛋白质的半乳糖和唾液酸修饰显着增加。通过将这种鸡与在蛋清中表达其他重组蛋白的鸡进行繁殖，预计可以使蛋白质的 N 连接糖链修饰更接近人类类型。