[发明专利]调节细胞摩尔渗透压浓度的组合物和方法

说明书

本发明提供组合物和方法，其用于调节细胞，例如培养的细胞，包括生物反应器中的培养细胞中的细胞内摩尔渗透压浓度。本发明提供包含至少一个渗透应答转录调节元件(OR‑TRE)的核酸，和含有渗透应答转录调节元件(OR‑TRE)的细胞、载体、制备产物、人造器官或植入物等。

本申请是申请日为2009年9月15日、发明名称为“调节细胞摩尔渗透压浓度的组合物和方法”的中国专利申请200980145248.4(国际申请号PCT/US2009/057031)的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请要求2008年9月15日提交的美国临时申请号61/097,149的权益，其内容以其整体引入作为参考。

技术领域

本发明一般涉及分子和细胞生物学、细胞培养系统和生物反应器，并涉及细胞培养中产物，如多肽的重组产生。具体而言，本发明提供用于调节细胞，例如培养细胞，包括生物反应器中的培养细胞中细胞内摩尔渗透压浓度的组合物和方法。

相关领域的背景

生物反应器培养的哺乳动物细胞用于制备重组蛋白质药物，如生长因子、血栓溶解剂、干扰素、白细胞介素、促红细胞生成素、集落刺激因子和多种其它细胞因子和抗体。然而，在生物反应器中，因为加入碱来控制pH以及加入营养物和补充物为培养物提供必需的能量，培养物的摩尔渗透压浓度会提高。通常，在补料分批生物反应器运行的整个过程中，摩尔渗透压浓度有时从大约300毫渗摩尔/kg(mOsm)升高至600mOsm的值。已经显示相比于300mOsm的细胞培养物，在(高于340mOsm并低于包括400到450mOsm的阈值)摩尔渗透压浓度范围内，哺乳动物细胞的比生产力增加，而细胞的生长速率降低，但细胞的死亡速率不受影响。对于大多数细胞系，看起来存在摩尔渗透压浓度阈值，在所述阈值细胞以上死亡速率随摩尔渗透压浓度升高而显著升高(阈值经常看起来在400到450mOsm之间)。

在生物反应器中，提高的摩尔渗透压浓度与提高的张力(增加的NaCl)相关。高NaCl激活转录因子张力应答增强子/渗透应答元件结合蛋白质(TonEBP/OREBP，其中TonE也称为“张力增强子”或“渗透应答元件”)，其激活TonE，导致几种保护基因的增强转录，所述保护基因的启动子受其同源结合位点：增强子ORE/TonE的控制。

TonEBP/OREBP转录活性的调控是复杂的。在高渗性的30分钟内，TonEBP/OREBP变得磷酸化并易位到细胞核中。数小时后，TonEBP/OREBP mRNA和蛋白质丰度提高。同样，高渗性提高TonEBP/OREBP的反式激活活性，所述活性与其反式激活结构域的磷酸化相关联。更迟缓地，高渗性通过诱导其mRNA和蛋白质合成提高TonEBP/OREBP的丰度。

发明概述

本发明提供分离的、合成的或重组的核酸分子，其包含(a)至少一个渗透应答转录调节元件(ORTRE)，其包含有效连接转录调节序列的至少一个TonEBP应答或NFATc应答转录增强子；(b)(a)的核酸分子，其中所述转录调节序列在真核细胞中是有转录活性的，或者所述转录调节序列来自真核细胞；(c)(a)或(b)的核酸分子，其中所述转录调节序列在脊椎动物、哺乳动物、人、昆虫、植物、酵母或真菌细胞，或病毒中是有转录活性的，或者所述转录调节序列来自脊椎动物、哺乳动物、人、昆虫、植物、酵母或真菌细胞，或病毒，或者所述转录调节序列是合成序列；或，(d)(a)的核酸分子，其中所述转录调节序列包含启动子和/或增强子。

在备选实施方案中，所述至少一个TonEBP应答或NFATc应答转录增强子分子(序列)以有义或反义方向定位在启动子的5’；或，所述至少一个TonEBP应答或NFATc应答转录增强子序列以有义或反义方向定位在启动子的3’；或，所述至少一个TonEBP应答或NFATc应答转录增强子序列以有义或反义方向定位在启动子的5’，并且第二个、第三个和/或额外的TonEBP应答或NFATc应答转录增强子序列以有义或反义方向定位在启动子的3’。