온도 감응성 마이크로캐리어를 이용한 동물세포 배양

Abstract

원숭이 신장유래 세포주는 부유배양시 마이크로캐리어를 사용하여 사 람의 백신을 생산하는 산업에서 널리 사용하여 왔다. 그러나, 다양한 백신 의 대량 생산은 다량의 세포가 필요하기 때문에 반복해서 계대배양이 요 구된다. 마이크로캐리어를 이용한 배양에서 계대배양은 효소처리가 필요 하므로 대량의 세포 배양에서 복잡한 실험 단계가 요구되고 또한 세포에 도 손상을 입히게 된다. 그래서 우리는 싸이토덱스를 폴리이소프로필아크 릴아미드를 이용하여 개조한 온도 감응성 마이크로캐리어를 개발하였다. 본 연구에서 부착을 필요로 하는 동물세포를 효소를 처리하지 않고 적당 한 온도변화만을 가지고 온도 감응성 마이크로캐리어에서 세포가 탈착 될 수 있을 것이라는 가정하에 실험을 진행하였다. 이것은 세포를 탈착할 때 효소 처리가 필요하지 않기 때문에 복잡하고 여러 단계의 실험과정을 간 단히 할 수 있고 효소처리에 의한 세포 손상도 피할 수 있다. 우리는 생 물 반응 장치에서 기존에 많이 사용되었던 싸이토덱스와 비교하여 온도 감응성 마이크로캐리어에서 세포의 부착, 탈착, 성장률, 생존율을 조사하 였다. 싸이토덱스와 비슷하게 우리가 개발한 온도 감응성 고분자 표면에 서도 원숭이 신장유래 세포주는 잘 부착하고 분포하며 잘 자란다. 간단한 온도 변화만 가지고 세포를 획득 할 수 있기 때문에 단백질 효소의 사용 를 피할 수 있고 힘들고 시간낭비적인 실험과정을 줄일 수 있다. 게다가 간단한 온도 변화만으로 탈착시킨 세포들을 계대배양 후에도 싸이토덱스 를 이용한 배양과 비슷하게 온도 감응성 마이크로캐리어에 부착하고 성장 했다. 온도 감응성 마이크로캐리어 배양 방법은 부착이 필요한 동물세포 의 대량 부유 배양을 통해서 생물학적 물질을 대량생산 하는데 유용하게 쓰일 것이다.; Vero cells are being increasingly used in industry for the production of human vaccines using microcarrier culture systems. However, mass production of various vaccines demanding large amount of cells needs serial propagation. The serial propagation in microcarrier culture requires enzyme treatment which could be a complex step in large-scale cell culture and cause cell damage. Thus, we have developed thermo-sensitive microcarriers by incorporating poly-N-isopropylacrylamide (pNIPAAm) onto Cytodex-3?? (pNIPAAm-Cytodex). In this study, we tested the hypothesis that pNIPAAm-Cytodex microcarriers would make it possible to culture anchorage-dependent animal cells on pNIPAAm-Cytodex and to detach the cells from pNIPAAm-Cytodex with a moderate change in temperature without enzyme treatment. This would simplify complex serial propagation steps, avoid cell damage possibly caused by enzyme treatment, and easily harvest cells, because cells can be detached from microcarriers without enzyme treatment. We examined attachment, detachment, growth, and viability of Vero cells cultured on pNIPAAm-Cytodex, compared to conventional Cytodex in bioreactors. Vero cells can adhere, spread, and grow successfully on the surface of thermo-sensitive microcarriers similarly to Cytodex microcarriers, and can be harvested by simple temperature changes, thereby avoiding the use of proteolytic enzymes and laborious and time-consuming processes. Moreover, Vero cells detached by temperature change attached and grow on pNIPAAm-Cytodex after scale-up in a manner similar to culture on Cytodex. The pNIPAAm-Cytodex microcarrier culture method would be useful for the mass production of biologicals through large-scale suspension culture of anchorage-dependent animal cells.